JP2004012023A

JP2004012023A - 蓄熱具および蓄熱機能を有する容器

Info

Publication number: JP2004012023A
Application number: JP2002165932A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Fujiyama; 藤山　守; Hiroshi Haida; 拝田　寛; Arata Suzuki; 鈴木　新
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】断熱性能が高く長時間の保温に適した蓄熱具を提供する。
【解決手段】キュリー点を有する整磁合金２と、整磁合金２の周囲を覆う断熱材４と、断熱材４の外側を気密的に覆い、断熱空間６を形成する金属板５とから構成した。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温かい食材などを冷ますことなく長時間の保温が可能な蓄熱具、蓄熱機能を有する容器およびこれらを加熱するための加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蓄熱具として、特開２０００−３３３８２９号公報において、強磁性材料（整磁合金）と熱良導体とからなる保温具が開示されている。この保温具は、保温容器内部に設けられるとともに耐熱シートにより覆われている。しかしながら、前記保温具では、保温具の蓄熱する熱が放熱し易く、長時間の保温には不向きである。
【０００３】
また、特開平９−６５９８７号公報において、マイクロ波を照射することにより蓄熱可能な栓体が設けられた魔法瓶などの保温容器が開示されている。しかしながら、前記栓体の蓄熱部は、合成樹脂材料から形成されているので、蓄熱量が少なく、かつ過加熱をすると危険である。また、部品点数が増加するうえ、大気側に放熱し易く断熱性能が低い。
【０００４】
そこで、本発明は、断熱性能が高く長時間の保温に適した蓄熱具を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
キュリー点を有する整磁合金と、
前記整磁合金の周囲を覆う断熱材と、
前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板とからなるものである。
【０００６】
前記発明では、整磁合金を電磁誘導加熱すると、その加えられた熱は整磁合金により蓄熱される。整磁合金の熱は、整磁合金の外側には断熱空間が形成されているので、大気側へ断熱空間を介してゆっくりと放熱する。
【０００７】
前記整磁合金は、蓄熱するための蓄熱体を備え、前記蓄熱体は、所定温度で溶融する金属またはその化合物からなることが好ましい。これにより、蓄熱量が多い蓄熱具が得られる。前記所定温度で溶融する金属またはその化合物は、スズ、ビスマス、ハンダ合金であることが好ましい。また、前記蓄熱体は、潜熱蓄熱作用を有する有機または無機化合物もしくはその混合物であってもよい。
【０００８】
前記整磁合金の一方の側に位置する前記断熱材は第１の厚みを有し、前記整磁合金の他方の側に位置する前記断熱材は前記第１の厚みより厚い第２の厚みを有することが好ましい。これにより、蓄熱具の一方の側から放熱させ、他方の側からは放熱を最小限に押さえることができる。
【０００９】
また、前記整磁合金の一方の側に位置する前記断熱材は高熱伝導率を有し、前記整磁合金の他方の側に位置する前記断熱材は低熱伝導率を有するものであってもよい。
【００１０】
前記整磁合金の一方の側に、熱輻射を防止する金属箔を設けることにより、放熱を低減できる。
【００１１】
前記断熱空間は、真空状態であることが好ましい。
【００１２】
前記蓄熱具の外面に感温変色物質または熱電変換素子を設けることにより、現在の蓄熱具の表面温度を判断できる。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するための他の手段として、
電気的抵抗を有する金属部と、
前記金属部の周囲を覆う断熱材と、
前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板と、
前記金属部に電圧を加えて加熱するための電圧加熱手段とからなるものである。
【００１４】
前記発明では、電圧加熱手段により金属部に電圧を加えると金属部が蓄熱する。金属部の熱は、金属部の外側には断熱空間が形成されているので、大気側へ断熱空間を介してゆっくりと放熱する。
【００１５】
本発明は、前記課題を解決するための他の手段として、
キュリー点を有する整磁合金と、前記整磁合金の周囲を覆う断熱材と、前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板とからなり、底部に設けられた蓄熱部と、前記底部の縁部に沿って突設された側壁と、前記側壁内側に収容物を収容するための収容部とが形成されたものである。
【００１６】
前記発明では、整磁合金を電磁誘導加熱すると、その加えられた熱は整磁合金により蓄熱される。整磁合金の熱は、整磁合金の外側には断熱空間が形成されているので、大気側へ断熱空間を介してゆっくりと放熱する。これにより、収容部内の収容物を、長時間の間、保温することができる。
【００１７】
前記整磁合金は、蓄熱するための蓄熱体を備えることが好ましい。また、前記蓄熱体は、セラミックまたはアルミニウムからなることが好ましい。これにより、長時間の保温が可能となるとともに軽量化が図れる。
【００１８】
前記蓄熱部は、前記蓄熱機能を有する容器の底部の一部の領域に配置されていることが好ましい。これにより、弁当箱等の蓄熱機能を有する容器において一部の領域に対応する収容部に温かい食材を収容することにより食材を保温し、保温したくない食材、例えば、サラダや果物を残りの領域に対応する収容部に収容した状態で蓄熱機能を有する容器を使用できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る蓄熱具１を示す。この蓄熱具１は、整磁合金２、蓄熱体３、断熱材４、および金属板５からなる。
【００２１】
前記整磁合金２は、円形板状をなし、例えば、３５０℃の比較的低温の温度にキュリー点を有する強磁性材料からなる。キュリー点とは、強磁性材料の磁性が急激に低下する磁気転移温度である。この整磁合金２は、ニッケルを３０〜４０％含むＦｅ−Ｎｉ系の合金である。整磁合金２は、後述する加熱装置７の誘導加熱コイル８への高周波電流の通電時に生じる渦電流によって電磁誘導加熱されるものである。また、整磁合金２のキュリー点は、３５０℃以下の値であれば良い。このキュリー点は、整磁合金２の組成を変えることにより変更できる。
【００２２】
前記蓄熱体３は、例えば、スズ、ビスマス、ハンダ合金の比較的低温の温度（所定温度）で溶融する金属またはその化合物からなり、前記整磁合金２と一体に設けられている。また、その外側は前記所定温度では溶融しない金属からなる外枠３ａで覆われている。
【００２３】
前記断熱材４は、前記整磁合金２および蓄熱体３の周囲を覆うように設けられている。また、図１に示すように、断熱材４は、整磁合金２と隣接する部分４ａ（整磁合金２の一方の側に位置する部分）は第１の厚みＴ１を有し、蓄熱体３と隣接する部分４ｂ（整磁合金２の他方の側に位置する部分）は第２の厚みＴ２を有する。この第２の厚みＴ２は、前記第１の厚みＴ１に比べて厚くなっている。また、断熱材４と蓄熱体３との間には、例えば、銅からなる金属箔９が設けられている。これにより、蓄熱体３の熱輻射を防止するようになっている。
【００２４】
前記金属板５は、前記断熱材４の外側を気密的に覆うように設けられており、金属板５内部に断熱空間６が形成されている。また、金属板５内部には、ゲッター６ａが配置されており、断熱空間６を真空状態にしている。また、金属板５の外面は、樹脂板５ａで気密的に覆うことにより金属板５の腐食による劣化が防止されている。
【００２５】
前記構成からなる蓄熱具１は、図１に示すように、加熱装置７を用いて加熱される。この加熱装置７は、本体７ａ内部に誘導加熱コイル８が配設されたものである。また、前記本体７ａ上面には、蓄熱具１を本体７ａ上面に載置可能なように凹所７ｂが形成されている。誘導加熱コイル８は、凹所７ｂの底面に対応する位置に設けられている。
【００２６】
次に、前記蓄熱具１を用いて食材の保温を行なう場合について説明する。
【００２７】
まず、使用者は、蓄熱具１を加熱装置７の凹所７ｂ内にセットした後、加熱装置７の誘導加熱コイル８に通電を開始する。通電が開始されると、蓄熱具１の整磁合金２は、渦電流が生じることによって電磁誘導加熱される。そして、蓄熱具１の整磁合金２がキュリー点に達すると電磁誘導加熱されなくなる。これにより、整磁合金２は過加熱されない。
【００２８】
そして、整磁合金２と接する蓄熱体３も吸熱し、整磁合金２および蓄熱体３の両方ともが全体に渡って蓄熱する。
【００２９】
そして、前記蓄熱具１の加熱完了後、蓄熱具１を、図２に示すように、断熱材４の薄い側４ａが温かい食材２１ａに接するようにランチジャー２０内に配置することにより、温かい食材２１ａの保温が可能である。また、断熱材４の厚い側４ｂを冷たい食材２１ｂに接するように配置することにより、冷たい食材２１ｂは、外部と断熱されるので、長時間の間、低温の状態に保つことができる。このとき、整磁合金２および蓄熱体３の外側には、断熱材４および断熱空間６が形成されているので、整磁合金２および蓄熱体３が蓄熱した熱は、大気側へ断熱空間を介してゆっくりと放熱する。これにより、温かい食材２１ａを長時間の間、保温することができる。また、整磁合金２および蓄熱体３は断熱材４の薄い部分４ａを除いて厚い部分４ｂに覆われるとともに、蓄熱体３と断熱材４の厚い部分４ｂとの間に金属箔９が設けられているので、整磁合金２および蓄熱体３から放熱する熱は、主に温かい食材２１ａへと放熱する。
【００３０】
前記実施形態の変形例として、整磁合金２および蓄熱体３の両方を設けることなく、整磁合金２のみを断熱材４内側に設けてもよい。
【００３１】
また、前記蓄熱体３は、潜熱蓄熱作用を有する有機または無機化合物もしくはその混合物であってもよい。潜熱蓄熱作用を有する有機化合物としては、例えば、パラフィン（炭化水素）などがある。また、潜熱蓄熱作用を有する無機化合物としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などがある。
【００３２】
また、前記断熱材４に厚い部分と薄い部分を形成するのではなく、薄い部分の代わりに高熱伝導率を有する（熱伝導率の高い）断熱材４を設け、厚い部分の代わりに低熱伝導率を有する（熱伝導率の低い）断熱材４を設けてもよい。
【００３３】
また、前記蓄熱具１の外面に感温変色物質または熱電変換素子を設け、ユーザが、現在の蓄熱具１の温度を判断できるようにすることが好ましい。このとき、例えば、サーマルインキなどを蓄熱具１の外面に塗付したり、感温変色ラバーなどを蓄熱具１の外面に巻き付けるようにして取り付けることが好ましい。
【００３４】
また、図３に示すように、前記加熱装置７に、表示ランプなどの報知手段３１と、整磁合金２の表面温度を測定するための温度検出手段３２と、および制御手段３３を設け、制御手段３３が、温度検出手段３２からの信号に基づいて整磁合金２の表面温度が所定温度に達したと判断した場合、報知手段３１を点灯させて、ユーザに電磁誘導加熱が完了したことを報知するようにしてもよい。
【００３５】
また、温度検出手段３２の代わりに整磁合金２に生じる起電力を測定する電力測定手段（不図示）を設け、電磁誘導加熱時に、蓄熱具１の整磁合金２に生じる起電力が所定の電力値となった時点、または整磁合金２の温度がキュリー点以上となり前記電磁誘導が停止した時点で、電磁誘導加熱が完了したと判断するようにしてもよい。
【００３６】
また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、蓄熱具１は、矩形箱状であってもよい。この加熱装置７の本体７ａ下部には、報知手段３１が設けられており、本体７ａの側壁には切欠き７ｃが形成されており、指で蓄熱具１の側壁を掴むことにより蓄熱具１を取り出し易いようになっている。また、この加熱装置７の誘導加熱コイル８は、図４（ｂ）に示すように、加熱装置７の側壁内部に設けられている。
【００３７】
また、図５に示すように、蓄熱具１’は、整磁金属２の代わりに電気的抵抗を有する金属部２’を備え、該金属部２’に電圧を加えて加熱するための電源プラグ４１（電圧加熱手段）が設けられたものであってもよい。この蓄熱具１’の金属部２’は、電源プラグ４１をコンセントに接続して金属部２’に通電することにより加熱される。これにより、前記加熱装置７が不要となる。
【００３８】
次に、本発明に係る蓄熱機能を有する容器５０について説明するが、前記蓄熱具１と同様である部分は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図６に示すように、この蓄熱機能を有する容器５０の底部は、整磁合金２と、断熱材４と、金属板５とからなる蓄熱部５１からなり、前記蓄熱機能を有する容器５０の底部の縁部に沿って突設された側壁５２を備えており、側壁５２内側に収容物を収容するための収容部５３が形成されている。また、整磁合金２は、蓄熱するための蓄熱体３を備えている。
【００４０】
前記断熱材４は、収容部５３の底面側に位置する薄い断熱材４ａと、蓄熱機能を有する容器５０の底面側に位置する厚い断熱材４ｂとから構成されている。
【００４１】
前記構成からなる蓄熱機能を有する容器５０は、図６に示すように、加熱装置７’を用いて加熱される。この加熱装置７’は、前記加熱装置７と同じ様に、本体７ａ内部に誘導加熱コイル８が配設されたものである。また、前記本体７ａ上面には、蓄熱機能を有する容器５０を本体７ａ上面に載置可能なように凹所７ｂが形成されている。誘導加熱コイル８は、凹所７ｂの底面に対応する位置に設けられている。
【００４２】
この蓄熱機能を有する容器５０を加熱装置７にセットした後、誘導加熱コイル８に通電して蓄熱機能を有する容器５０の整磁合金２を電磁誘導加熱する。そして、蓄熱機能を有する容器５０の加熱完了後、蓄熱機能を有する容器５０の収容部５３内側に温かい食材を収容することにより、長時間の間、温かい食材の保温が可能である。
【００４３】
前記蓄熱体３は、セラミックまたはアルミニウムから構成されてもよい。これにより、軽量化が図れる。
【００４４】
前記蓄熱機能を有する容器５０の変形例について説明する。図７に示すように、弁当箱などのトレータイプの蓄熱機能を有する容器５０’の蓄熱部５１は、蓄熱機能を有する容器５０’の底部の一部の領域に配置されている。これにより、収容部５３ａ内側に温かい食材２１ａを収容することにより、温かい食材２１ａの保温が可能である。また、冷たい食材２１ｂを収容部５３ｂ内側に収容することにより、冷たい食材２１ｂを長時間の間、低温の状態に保つことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、キュリー点を有する整磁合金と、整磁合金の周囲を覆う断熱材と、断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板とからなり、整磁合金は、蓄熱するための蓄熱体を備えるので、整磁合金および蓄熱体の熱は、大気側へ断熱空間を介してゆっくりと放熱する。これにより、食材などを所望の温度に長時間の間、保温することができる蓄熱具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蓄熱具および加熱装置の断面図である。
【図２】図１の蓄熱具をランチジャー内に収容した状態を示した断面図である。
【図３】本発明の蓄熱具および図１の加熱装置の変形例を示した断面図である。
【図４】（ａ）は、図１の蓄熱具および加熱装置の変形例を示した斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の断面図である。
【図５】本発明の蓄熱具の変形例を示した断面図である。
【図６】本発明の蓄熱機能を有する容器および加熱装置の断面図である。
【図７】図６の蓄熱機能を有する容器の変形例を示した断面図である。
【符号の説明】
１…蓄熱具、２…整磁合金、３…蓄熱体、４…断熱材、５…金属板
６…断熱空間

Claims

キュリー点を有する整磁合金と、
前記整磁合金の周囲を覆う断熱材と、
前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板とからなることを特徴とする蓄熱具。
前記整磁合金は、蓄熱するための蓄熱体を備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱具。
前記蓄熱体は、所定温度で溶融する金属またはその化合物からなることを特徴とする請求項２に記載の蓄熱具。
前記整磁合金の一方の側に位置する前記断熱材は第１の厚みを有し、前記整磁合金の他方の側に位置する前記断熱材は前記第１の厚みより厚い第２の厚みを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄熱具。
前記整磁合金の一方の側に位置する前記断熱材は高熱伝導率を有し、前記整磁合金の他方の側に位置する前記断熱材は低熱伝導率を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の蓄熱具。
前記整磁合金の一方の側に、熱輻射を防止する金属箔を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の蓄熱具。
前記断熱空間は、真空状態であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の蓄熱具。
前記蓄熱具の外面に感温変色物質または熱電変換素子を設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の蓄熱具。
電気的抵抗を有する金属部と、
前記金属部の周囲を覆う断熱材と、
前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板と、
前記金属部に電圧を加えて加熱するための電圧加熱手段とからなることを特徴とする蓄熱具。
キュリー点を有する整磁合金と、前記整磁合金の周囲を覆う断熱材と、前記断熱材の外側を気密的に覆い、断熱空間を形成する金属板とからなり、底部に設けられた蓄熱部と、前記底部の縁部に沿って突設された側壁と、前記側壁内側に収容物を収容するための収容部とが形成された蓄熱機能を有する容器。
前記整磁合金は、蓄熱するための蓄熱体を備えることを特徴とする請求項１０に記載の蓄熱機能を有する容器。
前記蓄熱部は、前記蓄熱機能を有する容器の底部の一部の領域に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の蓄熱機能を有する容器。