JPH0240929Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は魔法瓶、特に、内容器内の内容物を二
者択一的に加熱または冷却する機能を備えた魔法
瓶に関する。

（従来の技術） 一般に、飲食物その他の物を保温または冷却す
るのに真空断熱した二重容器からなる魔法瓶が使
用されているが、真空断熱した二重容器であつて
も完全に熱の移動を防止できないため、内容物の
温度低下あるいは温度上昇を完全に避けることは
不可能である。このため、近年、真空二重容器の
底部の一部を一重壁とし、その一重壁部に電気ヒ
ータを設けた魔法瓶が提案される一方、例えば、
実公昭57−55784号公報にて、真空二重容器の底
部に開口部を設け、これにヒートパイプを挿入し
て固定し、外部に突出したヒートパイプの一端に
正特性サーミスタ等の電気発熱体を設けた魔法瓶
が提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） この種の魔法瓶は、電気ヒータや電気発熱体を
動作させることにより高温の内容物の温度低下を
防止することができるが、底部を一重にしたり、
底部に開口部を設けているため魔法瓶自体の保温
力が低下し、特に、内容物を保冷する場合には温
度上昇が著しく、冷たい飲み物を長時間にわたつ
て保冷できないという問題がある。

従つて、本考案の目的は、簡単な構成で内容物
を長時間にわたつて保温または保冷することがで
きる魔法瓶を提供することにある。本考案の他の
目的は、、魔法瓶自体の保温力を低下させること
なく、加熱機能および冷却機能を付与した魔法瓶
の構造を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、前記問題を解決するため、基本的に
は、真空二重容器の底部に開口部を設け、その開
口部からヒートパイプの一端を挿入して二重容器
内に突出させ、ヒートパイプの下端側に加熱手段
および冷却手段としてペルチエ効果を利用した熱
電素子を装着するようにしたものであるが、真空
二重容器の底部に開口部を設けると、容器自体の
保温力および保冷力が低下するという問題がある
ことから、これを解決するため、真空二重容器の
底部の開口部をできるだけ小さくできるように小
径部と大径部とからなるヒートパイプを用い、そ
の小径部を二重容器内に突出させるようにしたも
のである。

このような構造にすると、前記熱電素子の非動
作時、真空二重容器の底部に装着されたヒートパ
イプを介して伝導される熱量を最小限度に抑制す
ることができるが、ヒートパイプの小径部の内径
が小さくなると、魔法瓶の倒立時に小径部に流入
した作動液が、魔法瓶を正立させても大径部に戻
らなくなつて小径部に滞留し、ヒートパイプとし
ての機能を失うという新たな問題を生じる。

そこで、本考案は、この新たな問題を解決する
ため、前記構成に加えて、ヒートパイプ内に配設
される筒状のウイツク内に球体を変位自在に収容
させるようにしたものである。

（作用） 本考案に係る加熱冷却機能付き魔法瓶は、熱電
素子に直流電流を流すと、熱電素子がヒートパイ
プと接する面で発熱し、その熱によつてヒートパ
イプ内部に封入された作動液が蒸発し、その蒸気
は内容器内に突出した上端側へ移動して、そこで
管壁を介して内容器内の内容物（例えば、湯）を
加熱し、蒸気それ自体は凝縮してウイツクを伝つ
てヒートパイプの下端側へ戻り、そこで再び吸熱
して蒸発するというサイクルを繰り返す。このた
め、魔法瓶内の内容物の温度は、常に所定の温度
以上に維持される。他方、熱電素子に逆方向の直
流電流を流すと、熱電素子がヒートパイプと接す
る面で吸熱し、そのためヒートパイプ内の作動液
が冷却され、この冷却された作動液は毛管現象に
よりウイツクを上昇し、ヒートパイプの上端側で
管壁を介して魔法瓶内のの内容物と熱交換して内
容物を冷却し、作動液自体はその熱によつて蒸発
し、ヒートパイプの上端側の蒸気圧が高くなるた
め、蒸気圧の低い下端側に移動し、作動液に触れ
て凝縮して再び冷却されるというサイクルを繰り
返す。

また、ヒートパイプを小径部と大径部とで構成
し、小径部を真空二重容器内に突出させるように
すると、魔法瓶の底部に形成する開口部を小さく
でき、しかも熱電素子とヒートパイプの大径部と
の間の伝熱面積を大きくでき、両者間の熱移動を
大きくできるので、保温力および保冷力を向上さ
せる。

さらに、ウイツク内に移動自在に封入された球
体は、魔法瓶内に突出させたヒートパイプの内径
を小さくした場合に生じる問題を解決するのに寄
与する。即ち、小径部の内径がある程度小さくな
ると、内部の水や湯を捨てるため魔法瓶を倒立さ
せた場合に、小径部に流入した作動液が魔法瓶を
正立状態に戻しても大径部へ流れず、小径部に滞
留して小径部を閉塞するためヒートパイプとして
の機能を失うという現象を生じることがある。こ
の現象は、放熱部の内径が小さくなる程著しい
が、球体をウイツク内に入れて置くと、魔法瓶を
転倒させた際に球体が小径部の方へ移動し、魔法
瓶を正立状態に戻す際に大径部の方へ移動するた
め、小径部内の作動液が大径部へ押し出され、作
動液の滞留が防止される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を示す図面を参照して本
考案を具体的に説明する。

本考案に係る加熱冷却機能付き魔法瓶は、第１
図に示すように、上下両端にそれぞれ開口部５，
６を有する真空二重容器１と、該真空二重容器内
に一端を突出させて該真空二重容器の下端側開口
部に装着されたヒートパイプ７と、該ヒートパイ
プの他端側に装着された熱電素子１０とから構成
され、これらは、通常、外装体（図示せず）内に
配置される。

真空二重容器１は、ガラス製またはステンレス
鋼製の内容器２と外容器３とで構成され、少なく
とも内容器２の外壁面には銀メツキが施され、内
外両容器間に形成される空間４は真空断熱してあ
り、その上端と下端にはそれぞれ開口部５，６が
形成されている。

下端側開口部６に装着されたヒートパイプ７
は、熱伝導性が良く肉厚の薄い金属性パイプ、例
えば、銅製のパイプで形成され、直径の小さな小
径部７ａと、それより直径の大きな大径部７ｂと
からなり、内部に作動液８が封入されると共に、
小径部７ａに接する金属性の網からなるウイツク
９が配設され、その内部に球体１８が変位自在に
収容されている。作動液としては、例えば、フロ
ンガスが使用されている。また、ヒートパイプ７
の形成材料である銅が酸化したり腐食したするの
を防止するため、少なくとも内容器内に突出する
小径部７ａの外表面をステンレス鋼製パイプ１９
で被覆してある。耐食性材料を用い、小径部７ａ
を適当な寸法（通常、内径が８mm以上）に形成す
れば、球体１８およびステンレス鋼製パイプ１９
は必ずしも必要では無い。２０はシール部材であ
る。

このヒートパイプ７は、小径部７ａが真空二重
容器１内に突出させてあり、その下端側の大径部
７ｂの底部には熱伝素子１０が固着されている。
前記熱電素子１０は、ペルチエ効果を利用した熱
電素子で、例えば、Ｎ型半導体１１とＰ型半導体
１２とを金属板１３で接合し、各半導体の他端側
に放熱板１４を設けたもので、サーモモジユール
などの商品名で市販されている。その動作は、例
えば、リード線１５側からリード線１６側へ電流
を流すと、金属板側で吸熱が、放熱板側で発熱が
それぞれ起こり、また、電流の方向を逆にする
と、金属板側で発熱が生じ、放熱板側で吸熱が生
じる。

この熱電素子の発熱量および吸熱量は、熱電素
子への通電停止時に真空二重容器から放出される
熱量あるいは真空二重容器に侵入する熱量を補う
だけで十分であるので、低容量のものを使用すれ
ば経済的である。

なお、大容量の熱電素子を採用する場合、熱電
素子への通電は、ヒートパイプ７の大径部にサー
モスタツトあるいはサーマルリードスイツチ（図
示せず）を装着し、これらを熱電素子１０に直列
接続し、それらのオン−オフで制御するようにし
ても良い。また、空焚きによるヒートパイプ７の
過熱および爆発防止のため、ヒートパイプ７の外
壁に温度ヒユーズを装着し、熱電素子１０を温度
ヒユーズと直列接続してオン−オフさせるように
しても良い。

さらに、サーモスタツト及び温度ヒユーズの動
作不良によりヒートパイプ７が過熱され爆発する
のを防止するため、大径部７ｂの下部開口部６を
閉鎖する底部材を溶融温度の低いロウ材で接合す
るようにしても良い。

前記構成の本考案に係る加熱冷却機能付き魔法
瓶を用いて熱湯を保温する場合には、リード線１
５を正極に、リード線１６を負極に接続して熱電
素子１０の直流電流を流すと、熱電素子１０のヒ
ートパイプと接する面が発熱し、それによつてヒ
ートパイプ内の作動液が蒸発し、その蒸気は内容
器内に突出した上端側へ移動して、そこで管壁を
介して内容器内の熱湯に熱を与え、作動液それ自
体は凝縮して管内壁を伝つてヒートパイプの下端
側へ戻り、そこで再び吸熱して蒸発するというサ
イクルを繰り返す。従つて、魔法瓶内の熱湯の温
度は、熱電素子とヒートパイプとの作用により初
期の温度以上に長時間維持される。

他方、冷水等を保冷する場合、保温の場合とは
逆方向に熱電素子１０に直流電流を流すと、熱電
素子１０がヒートパイプ７と接する面で吸熱し、
そのためヒートパイプ内の作動液８が冷却され、
この冷却された作動液は毛管現象によりウイツク
９を上昇し、ヒートパイプ７の上端側で管壁を介
して魔法瓶内の内容物と熱交換して内容物を冷却
し、作動液自体はその熱によつて蒸発し、ヒート
パイプ７の上端部の蒸気圧が高くなるため、蒸気
圧の低い下端側に移動し、作動液に触れて凝縮し
て再び冷却されるというサイクルを繰り返す。従
つて、魔法瓶内の冷水等の温度は、熱電素子とヒ
ートパイプの作用により初期の温度以下に長時間
維持される。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、簡単な構成で内容物を長時間にわたつて初期
の温度に維持することができる。また、ヒートパ
イプの真空二重容器内に伸張する部分の外径を小
さくしているので、ヒートパイプ取り付けのため
真空二重容器の下端側に形成する開口部の直径を
小さくでき、従つて、真空二重容器自体の保温力
及び保冷力の低下を防止できる。さらに、筒状の
ウイツク内に球体を自由に移動できるように収容
させているので、真空二重容器の正立および倒立
に応じて球体がウイツク内を変位し、ヒートパイ
プの小径部に流入した作動液を大径部側へ流出さ
せるため、ヒートパイプの機能が失われることも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る加熱冷却機能付き魔法瓶
の断面図である。 １……真空二重容器、２……内容器、３……外
容器、５．６……開口部、７……ヒートパイプ、
７ａ……小径部、７ｂ……大径部、８……作動
液、９……ウイツク、１０……熱電素子、１８…
…球体、１９……ステンレス鋼製パイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上下両端にそれぞれ開口部を有する真空二重容
   器と、該真空二重容器内に一端側を伸張させて前
   記真空二重容器の下端側開口部に装着されたヒー
   トパイプと、該ヒートパイプの下端側に装着され
   たペルチエ効果を利用した熱電素子とからなり、
   前記ヒートパイプが前記真空二重容器内に伸張す
   る小径部と、前記熱電素子が装着される大径部と
   からなり、該ヒートパイプ内に前記小径部の内壁
   に接する筒状のウイツクを配設し、該ウイツク内
   に球体を変位自在に収容させてなることを特徴と
   する加熱冷却機能付き魔法瓶。