JPH05161546A

JPH05161546A - 電気ポット

Info

Publication number: JPH05161546A
Application number: JP35245291A
Authority: JP
Inventors: Toshio Matsumoto; 寿夫松本
Original assignee: MATSUMOTO KOKAN KK
Current assignee: MATSUMOTO KOKAN KK
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】一般の魔法瓶やジャーポットとほとんど同じ大
きさで、簡便かつメンテナンスフリーであり、かつ、被
冷却体全体にわたって均一な冷却および温度制御がで
き、被冷却体の味や性質を損なうことのない電気ポット
を提供する。【構成】中瓶３の外部に装着された熱電素子１５に通電
すると、中瓶３内の水Ｗの熱が中瓶３の底部壁を介して
熱電素子１５に吸収され、水Ｗは所定温度まで冷却され
る。この場合、攪拌装置１６の攪拌翼３０が連続的にま
たは間欠的に作動して、中瓶３内の水Ｗを攪拌し、水Ｗ
全体にわたっての均一な冷却を確保する。熱電素子１５
の電流極性を切り換えれば前記と逆の加熱も可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電気ポットに関し、さ
らに詳細には、収納容器内の被冷却体または被加熱体で
ある液体または気体を、熱電素子のペルチェ効果により
冷却または加熱する構造を備えた電気ポットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通電によって水を沸かすヒータが
組み込まれてなる通称電気ジャーポットと呼ばれる小型
軽量の加熱式ポットはあるが、この種の冷却式ポットは
現在未だ開発されておらず、コンプレッサやコンデンサ
等の大掛かりな冷却サイクル装置を備えた業務用の大型
ウォータクーラが存在するに過ぎない。

【０００３】したがって、一般の家庭や個人規模で水等
を冷却する場合は、例えば魔法瓶やジャーポットのよう
な小型の保温容器内に被冷却物である水等を入れ、この
中へ冷媒として小さな氷を直接入れたり、あるいは、別
途寒材や氷を袋や他の小さな容器に入れた後、これを水
等の中へ入れる方法が一般にとられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では以下に述べるような問題があり、その改良
が要望されていた。

【０００５】すなわち、前記いずれの方法においても、
冷媒である氷等の占める体積分だけ保温容器内の容積が
小さくなってしまい、被冷却物の容量が減少してしまう
という問題があった。

【０００６】しかも、前者のように、冷却用の氷を直接
保温容器内の水等の中へ入れる方法にあっては、被冷却
物の冷却とともに氷が溶けてこの被冷却物を希釈するこ
ととなる。これがため、氷自体の臭み等により水等の味
が悪くなったり、そればかりか、被冷却物がコーヒー、
ジュースまたは薬品等のように希釈されてはいけないも
のの場合には、溶け出した氷が溶け切るまで無制限に被
冷却物が希釈されてしまい、本来の味や性質を損なって
しまうという大きな欠点もあった。

【０００７】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、従来の魔法瓶やジャーポットとほ
とんど同じ大きさで簡便かつメンテナンスフリーで、被
冷却体全体にわたって均一な冷却および温度制御がで
き、しかも、被冷却体の味や性質を損なうことのない電
気ポットの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電気ポットは、ペルチェ効果を利用する熱
電素子が、収納容器の外部に該収納容器内と伝熱可能な
状態で装着され、前記収納容器内に収容された被冷却体
または被加熱体を攪拌する攪拌装置が、前記収納容器の
底部に設けられていることを特徴とする。

【０００９】すなわち、本発明は、二つの異なる金属、
導体または半導体を直列に接続してなる閉回路に直流電
流を流すと、一方の接合部は発熱し、他方の接合部は吸
熱（冷却）する、いわゆるペルチェ効果を利用した熱電
素子を用いることを基本としている。熱電素子は直流電
流を流すだけで動作し、その極性（＋，−）を切り換え
るだけで、加熱も冷却もできるので、高精度の温度制御
が可能である。

【００１０】

【作用】収納容器の外部に装着された熱電素子に通電す
ると、収納容器内の被冷却物の熱が収納容器壁を介して
熱電素子に吸収されて、被冷却物は冷却される。

【００１１】この場合、攪拌装置が連続的にまたは間欠
的に作動して、収納容器内の被冷却物を攪拌し、被冷却
物全体にわたっての均一な冷却を確保する。

【００１２】また、熱電素子は±０．１℃の範囲での温
度制御ができるばかりでなく、電流極性つまり（＋）と
（−）を切り換えるだけで前記と逆の加熱も可能であ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】

【実施例１】本発明に係る一実施例である電気ポットを
図１に示し、該電気ポットは、具体的には冷却水と熱湯
を作ることができる冷温水両用タイプのものであって、
従来周知の電気ジャーポットの基本構造に、冷却装置１
が付加されてなる。

【００１５】すなわち、外装本体２の内部に、内容物
（図示例においては水）Ｗを収納するための中瓶３が内
装されるととにも、外装本体２の上部に、上蓋４が開閉
可能に取り付けられている。外装本体２と中瓶３との間
は断熱層とされ、通常の空気層望ましくはポリウレタン
フォーム等の断熱材が充填されるか、あるいは真空とさ
れている。前記中瓶３の上部開口３ａは中蓋５により閉
塞され、この中蓋５に中栓６が着脱可能に装着され、こ
の中栓６を介して、中瓶３の内部の揚水管７と注出管８
とが連通されている。中栓６の内部には、ポット転倒時
の内容物漏出防止用安全弁（図示省略）が設けられてい
る。

【００１６】前記上蓋４には、ベローズ式のエアポンプ
９が設けられており、このエアポンプ９は、前記中栓６
を介して中瓶３内へ連通されている。そして、上蓋４に
取り付けられたプッシュボタン１０を押すと、前記エア
ポンプ９内の空気が中瓶３内へ送り込まれ、この送り込
まれた空気により、中瓶３内の内容物（冷却水または熱
湯）Ｗが押されて、揚水管７および注出管８を介して注
出口８ａから外部へ注出される。

【００１７】また、中瓶３はステンレス鋼製の円筒状の
もので、その下部３ｂ外周面に加熱装置であるバンドヒ
ータ１１が巻装されるとともに、その下側には前記冷却
装置１が設けられており、これら両装置１，１１は、上
蓋４に設けられたマイクロコンピュータからなる制御装
置１２により適宜切替え制御される。１３は制御装置１
２の操作パネルであり、この操作パネル１３により設定
された条件に従って、制御装置１２は中瓶３内の水Ｗを
沸騰ないし冷却する。これに関連して、中瓶３の底部に
は、サーミスタやサーモスタットなどからなる温度検出
素子（図示省略）が設けられている。

【００１８】冷却装置１は、図２に示すように、熱電素
子１５と攪拌装置１６を主要部として備えてなる。

【００１９】熱電素子１５は、ペルチェ効果を発揮し得
る板状のもので、収納容器である前記中瓶３の底部外側
部分に、該中瓶３内と伝熱可能な状態で装着されてい
る。つまり、中瓶３の底部下面３ｃには、銅またはアル
ミニウム製の伝熱板１７がロー付けされ、あるいはこの
伝熱板１７自体により中瓶３の底部壁全体が形成され
（図示省略）、この伝熱板１７の下面に、前記熱電素子
１５が吸熱側を上側にして密着状に取り付けられてい
る。熱電素子１５としては、例えば、米国マーロックイ
ンダストリー社製の製品が好適に使用される。この熱電
素子１５は、直流電流を流すことによって１段階で最大
−３６°Ｃにまで吸熱して冷却することができる能力を
備えるとともに、±０．１℃の範囲での温度制御が可能
である。

【００２０】また、この熱電素子１５の下側つまり放熱
側には、放熱器１８が設けられている。該放熱器１８
は、熱電素子１５の熱を効率良く移動、放熱させるため
のもので、具体的には複数の金属製放熱フィン１８ａ，
１８ａ，…を備えてなる金属フィンの形態とされてい
る。この金属フィン１８は、締付ボルト１９により、前
記熱電素子１５と共に伝熱板１７に共締めされている。
金属フィン１８としては、例えば株式会社吉川金属製の
アルミニウム製フラット型「ハイパワー用ヒートシンク
１７Ｆ−９８」が例示される。締付ボルト１９として
は、ステンレス鋼など熱伝導率の小さいものが好適に使
用される。

【００２１】金属フィン１８の両端に対応する外装本体
２の部位には、スリット状の通風口２０，２０がそれぞ
れ開口されて、金属フィン１８の放熱効果が高められる
構造とされている。また、上記の積層構造において、中
瓶３の底部下面３ｃ、伝熱板１７、熱電素子１５および
放熱器１８の各部材接触面には、伝熱効果を良好にする
ために、シリコングリースやエポキシ樹脂などが塗布さ
れることが好ましい。この際のエポキシ樹脂としては特
に限定されず、各種のものが広く使用でき、またシリコ
ングリースとしても各種のものが使用でき、その代表例
として信越化学工業株式会社製の「Ｇ−７４６」が例示
できる。

【００２２】前記金属フィン１８の下側には、この金属
フィン１８さらには熱電素子１５を強制冷却するための
送風ファン２１が設けられている。該送風ファン２１
は、その本体ケース２２が前記金属フィン１８と外装本
体２の底部２ａとの間に支持されている。

【００２３】送風ファン２１の回転翼２３は、駆動モー
タ２４により水平方向に回転可能とされるとともに、図
２および図３に示すように、少なくとも前記金属フィン
１８の放熱フィン１８ａ，１８ａ，…要部の下側全体を
覆う形状寸法とされている。そして、回転翼２３の回転
により、外装本体２の底部開口２５から内部に送られる
風は、金属フィン１８の各放熱フィン１８ａ，１８ａ間
を通って、前記通風口２０、２０から外部へ排出される
ようにされている。

【００２４】攪拌装置１６は、前記中瓶３内の水を攪拌
するためのもので、中瓶３の底部中央部分に設けられて
いる。該攪拌装置１６は、図３に示すように、中瓶３の
底部の内側と外側にそれぞれ分離して配置された攪拌翼
３０と駆動部３１とを備えてなる。

【００２５】前記攪拌翼３０は、その下側内部に永久磁
石３０ａが埋設された合成樹脂製のもので、中瓶３の底
部凹部３２と保護カバー３３により形成されるケース内
に、回転軸３４を介して水平方向に自由回転可能に設け
られている。保護カバー３３は複数の開口３３ａ，３３
ａ，…を備えるとともに、前記底部凹部３２に着脱可能
に取り付けられている。

【００２６】前記駆動部３１は、中瓶３の底部下側に上
下縦向きで設けられた駆動モータ２４と、該駆動モータ
２４の駆動軸２４ａに取り付けられた駆動部材３５とか
らなる。駆動モータ２４は前記送風ファン２１の駆動源
としても機能する一体構造とされて、部品点数の減少に
よる廉価かつコンパクトな構造とされている。駆動モー
タ２４は、前記金属フィン１８に上下に貫通して設けら
れた取付孔に円筒ケース３６が嵌装され、ここに支持部
材３７を介して支持されている。

【００２７】駆動部材３５は円板状のもので、その上面
に、円環状の磁石３５ａが前記攪拌翼３０の永久磁石３
０ａと対応して設けられている。つまり、非磁性材であ
るステンレス鋼製の中瓶３の底部を隔壁として、その上
下両側に前記磁石３０ａ，３５ａが位置されている。そ
して、これら両磁石３０ａ，３５ａの磁力によって、駆
動モータ２４により駆動部材３５が回転駆動されると、
前記攪拌翼３０もこの駆動部材３５に連動して回転駆動
され、中瓶３内の水Ｗを攪拌するようにされている。

【００２８】このように、攪拌翼３０と駆動部３１が、
中瓶３の底部壁を隔壁として上下に分離して配置される
ことにより、シール手段を要することなく、中瓶３底部
の完全な水密性が確保される。

【００２９】なお、前記攪拌翼３０はスクリュや送風フ
ァンの回転翼のように鋭利な形状ではなく、永久磁石３
０ａを合成樹脂で覆った丸みのある形状でよく、また、
駆動モータ２４の駆動軸２４ａと結合していないので、
その回転を外力で簡単に停止させことができ、危険が少
ないばかりでなく故障も生じ難い。また、攪拌翼３０
は、保護カバー３３を外すことによって簡単に取り外す
ことができ、攪拌翼３０の掃除も容易である。

【００３０】しかして、以上のように構成された電気ポ
ットにおいて、操作パネル１３を選択操作して冷却装置
１をスイッチＯＮにすると、冷却装置１は制御装置１２
に予め設定された条件に従って作動し、中瓶３内の水Ｗ
を冷却する。

【００３１】すなわち、スイッチＯＮにより熱電素子１
５に通電されると、中瓶３内の被冷却物である水Ｗの熱
が、中瓶３の底部壁から伝熱板１７を介して熱電素子１
５に吸収されて、水Ｗは冷却される。一方、熱電素子１
５に吸収された熱は、金属フィン１８の放熱フィン１８
ａ，１８ａ，…を介して、送風ファン２１により外装本
体２の外部へ強制的に排出される。

【００３２】この場合、攪拌装置１６が連続的に作動し
ており、中瓶３内の水Ｗは常に攪拌されて、水Ｗ全体に
わたっての温度が均一に保持される。

【００３３】水Ｗが所定の温度まで下がると、これを前
述した温度検出素子が検知して、制御装置１２が熱電素
子１５への通電を停止し、これと同時に攪拌装置１６お
よび送風ファン２１も停止する。水Ｗが所定温度より一
定値以上高くなると、再び制御装置により熱電素子１５
への通電が開始され、以後同様の動作が繰り返される。

【００３４】なお、図示例においては、駆動モータ２４
の駆動軸２４ａを介して、駆動部材３５と回転翼２３が
直接連結され、これら両者が同一回転する構造とされて
いるが、これらの間に減速歯車装置等を介装して、駆動
部材３５と回転翼２３が異なる回転数で回転する構成と
してもよい。

【００３５】また、これら両者の間にクラッチを介装し
て、例えば、送風ファン２１が常時回転駆動される一
方、攪拌装置１６が必要時のみ間欠的に駆動されるよう
に構成してもよい。つまり、攪拌装置１６は、図示例に
おいては、前述のように送風ファン２１と一体構造とさ
れており、その駆動制御は熱電素子１５への通電時は常
時駆動される構成とされているが、前記熱電素子１５に
よる水Ｗの冷却状況に対応して、例えば、中瓶３の底部
の水Ｗの温度が前述の所定値まで下がる毎に、攪拌装置
１６が作動するようにしてもよい。

【００３６】さらに、バンドヒータ１１などの従来周知
の加熱装置の方が熱電素子１５よりも加熱効率が良いこ
とから、図示例においては、加熱装置としてバンドヒー
タ１１が用いられているが、もちろん、熱電素子１５
は、その電流極性つまり（＋）と（−）を切り換えるだ
けで上記と逆の加熱もできるため、この熱電素子１５が
冷却と加熱の両作用を行うように構成することも可能で
ある。

【００３７】

【実施例２】本例は図４に示し、この電気ポットは冷却
専用タイプの電気ポットである。また、揚水管４７は、
その基端４７ａが中瓶３の下部３ｂに連結されるととも
に、その先端４７ｂが外装本体２の外部に臨んだ注出口
とされている。その他の構成および作用は実施例１と同
様である。

【００３８】

【実施例３】本例は図５に示し、この電気ポットはウォ
ータバスやワインクーラ等として適用され、精密な温度
制御がなされる冷温水両用タイプのものであって、中瓶
３の上部開口３ａが開放された形状とされている。換言
すれば、実施例１における上蓋４の部分が省略された構
造とされている。

【００３９】また、攪拌装置１６は、駆動モータ２４の
駆動軸２４ａに攪拌翼５０が直接取り付けられており、
駆動軸２４ａと中瓶３の底部貫通孔との間には水密性を
確保するためのシール手段５１が施されている。その他
の構成および作用は実施例１とほぼ同様である。

【００４０】

【実施例４】本例は図６に示し、この電気ポットはワイ
ンクーラ専用つまり冷却専用タイプの電気ポットであっ
て、実施例３と同様、中瓶３の上部開口３ａが開放され
た形状とされている。

【００４１】また、攪拌装置１６と送風ファン２１は別
体構造とされている。攪拌装置１６は、実施例３と同
様、駆動モータ２４の駆動軸２４ａに攪拌翼５０が直接
取り付けられており、駆動軸２４ａと中瓶３の底部貫通
孔との間には水密性を確保するためのシール手段５１が
施されている。送風ファン２１は、金属フィン１８の片
側半分に直接送風する構造とされている。

【００４２】ワインボトルＢを冷却するには、中瓶３の
底部に支持スタンド５２を置き、この上にワインボトル
Ｂを載置させる。その他の構成および作用は実施例３と
同様である。

【００４３】なお、本発明は前述した実施例に限定され
ることなく種々設計変更可能である。例えば、熱電素子
１５としては、前述したように、米国マーロックインダ
ストリー社製の熱電素子が最も代表的であり、図示例に
おいてはこれを一つの例示としてとりあげて、その中瓶
３の底部への取り付け例を示したが、これに限定される
ものではない。つまり、中瓶３の他の場所でも、あるい
は他の取り付け手段によってもよく、また、熱電素子１
５も単体でなく、伝熱板１７や金属フィン１８などと予
め組み合わせて一体に作られたものでもよい。

【００４４】中瓶３としても、ステンレス鋼製だけでな
くアルミニウム等他の金属製のもの、あるいはガラス製
のものなどであってもよいことはいうまでもなく、中瓶
３の胴部から底部凹部まで同質材料による一体ものでも
よく、または胴部と底部凹部が異なる材料の組み合わせ
でもよい。さらに、熱電素子１５は、図示例のように伝
熱板１７を介することなく、中瓶３の底部下面３ｃに直
接接触される構造（図示省略）としてもよい。

【００４５】さらに、金属フィン１８の放熱フィン１８
ａ，１８ａ，…の配列も図示例のように平行ではなく、
放射方向へ延びる形態とされてもよい。金属フィン１８
からの熱の移動も、送風ファンだけに限られるものでは
なく、熱の移動が可能な手段であれば良く、例えば通水
等の手段でも良い。また、本発明の電気ポットは、水等
の液体のみでなく気体の冷却も可能で、例えば小型簡易
な冷蔵庫や冷凍器としても使用することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
以下に列挙するような種々の効果が得られる。

【００４７】(1) 電気ポットの収納容器の底部外部に、
ペルチェ効果を利用して電気を直接冷熱または高熱に変
える熱電素子が装着されるだけの極めて簡単な構造であ
るから、例えば従来の冷却装置と比較した場合、吸収式
冷却法のように、燃焼させるガスが要らず、圧縮式冷却
法のようにコンプレッサやコンデンサ等の大掛かりな冷
却サイクル装置を備える必要もない。

【００４８】したがって、従来の魔法瓶やジャーポット
とほとんど同じ大きさで、取扱いも簡便であるととも
に、保守点検を必要としないメンテナンスフリーで使用
することができる、冷却装置を提供することができる。

【００４９】(2) 最も実用的で廉価なエアーポットに利
用できるから、一般の家庭や個人規模においても、従来
のように収納容器内に氷等の冷媒を入れることなく、水
等の被冷却物を冷却することができる。

【００５０】したがって、収納容器の容積全体が無駄な
く使用され、水等の十分な量の被冷却物を冷却すること
ができ、効率的な冷却効果が得られる。しかも、被冷却
物が希釈されることがないので、被冷却物本来の味が損
なわれることなく、また被冷却物本来の性質が損なわれ
ることもない。

【００５１】(3) 収納容器の底部に設けられている攪拌
装置が、連続的にまたは間欠的に作動して、収納容器内
の被冷却体を攪拌するから、被冷却体全体にわたっての
均一な冷却が可能である。 (4) 構造が簡単で廉価に製造でき、実用性が高い。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【００５３】

【図１】

【００５４】７本発明の実施例１に係る冷温水両用タ
イプの電気ポットを一部切開して示す側面図である。

【００５５】

【図２】

【００５６】同電気ポットの冷却装置の部分を図１のII
-II 線に沿って示す正面断面図である。

【００５７】

【図３】

【００５８】同冷却装置の部分の攪拌装置を拡大して示
す正面断面図である。

【００５９】

【図４】

【００６０】本発明の実施例２に係る冷却専用タイプの
電気ポットを一部切開して示す側面図である。

【００６１】

【図５】

【００６２】本発明の実施例３に係る冷温水両用タイプ
の電気ポットを示す側面断面図である。

【００６３】

【図６】

【００６４】本発明の実施例４に係る冷却専用タイプの
電気ポットを示す側面断面図である。

【００６５】

【符号の説明】

１冷却装置２外装本体３中瓶（収納容器）３ｃ中瓶の底部下面４上蓋６中栓７揚水管８注出管９エアポンプ

【００６６】１１バンドヒータ（加熱装置）１２制御装置１３操作パネル１５熱電素子１６攪拌装置１７伝熱板１８金属フィン（放熱器）

【００６７】２０通風口２１送風ファン２３回転翼２４駆動モータ２４ａ駆動モータの駆動軸３０攪拌翼３０ａ永久磁石３１駆動部３５駆動部材３５ａ磁石４７揚水管５０攪拌翼Ｗ水（被冷却体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペルチェ効果を利用する熱電素子が、収
納容器の外部に該収納容器内と伝熱可能な状態で装着さ
れ、前記収納容器内に収容された被冷却体または被加熱体を
攪拌する攪拌装置が、前記収納容器の底部に設けられて
いることを特徴とする電気ポット。
【請求項２】前記熱電素子の放熱側に放熱器が設けら
れている請求項１に記載の電気ポット。
【請求項３】前記収納容器の下側に、前記熱電素子を
強制冷却する送風ファンが設けられている請求項１に記
載の電気ポット。
【請求項４】前記攪拌装置が、前記収納容器底部の内
側と外側にそれぞれ分離して配置された攪拌翼と駆動部
とを備え、前記攪拌翼は、内部に永久磁石が埋設された合成樹脂製
のもので、前記収納容器の底部内側に水平回転可能に設
けられ、前記駆動部は、前記収納容器の底部外側に上下縦向きで
設けられた駆動モータと、該駆動モータの駆動軸に取り
付けられた駆動部材とからなり、該駆動部材は、前記攪拌翼の永久磁石と対応して設けら
れた永久磁石を備えてなり、これにより、該駆動部材の
回転に連動して、前記攪拌翼が回転駆動されるように構
成されている請求項１に記載の電気ポット。
【請求項５】前記攪拌装置と前記送風ファンが単一の
駆動モータにより駆動される請求項３または請求項４に
記載の電気ポット。