JP5911473B2 - 熱的管理を伴う容器 - Google Patents

Description

本発明は、物体、例えば液体を所定の温度に至らせおよび／または所定の温度に維持するための自律装置に関する。本装置は、特に、飲料調製マシン、例えば移動型の携帯マシン、特に風味材料を収容するカプセルを通じて水などの液体を流すことによって飲料を調製するためのマシンに組み込まれてもよい。

この説明の目的のため、“飲料”は、ティー、コーヒー、温かいチョコレートまたは冷たいチョコレート、ミルク、スープ、ベビーフードなどの任意の液状食品を含むように意図されている。“カプセル”は、材料を収容する柔軟ポッドまたは硬質カートリッジを含む、任意の形状および構造を成す、任意の材料の包装パッケージ内、特に気密パッケージ内、例えばプラスチック、アルミニウムのリサイクル可能なおよび／または生体分解性のパッケージ内の任意の事前に小分けされた飲料材料を含むように意図されている。

飲料調製マシンは長年にわたって知られてきた。例えば、米国特許第５，９４３，４７２号明細書は、エスプレッソマシンの熱水または蒸気供給チャンバと水リザーバとの間の水循環システムを開示する。循環システムは、互いに接続されるとともにリザーバに接続されるバルブ、金属製の加熱チューブ、および、ポンプを含む。

飲料調製マシンは、一般に、飲料処理モジュールを収容するハウジングと、ハウジングに対して取り外し可能に接続されて飲料処理モジュールと流体連通する液体リザーバとを含む。そのような飲料調製マシンの例は、欧州特許第１２６７６８７号明細書、国際公開第２００９／０７４５５３号パンフレット、および、国際公開第２０１０／０１５４２７号パンフレットに開示される。

事前にパッケージングされあるいはパッケージングされない小分けされた飲料風味材料を使用するコーヒーなどの飲料の調製のためのマシンは、個人の間で非常に広く行き渡っており、また、自治体、ショッピングセンター、および、会社においても非常に広く行き渡っている。調製原理は、所定量の冷たいあるいは温かい液体を高圧下で、一般的には大気圧を超える圧力下で対応する風味材料に通すことによる飲料の抽出に基づいている。予めパッケージングされた小分け品は、前述したようにカプセル内に供給することができる。カートリッジの一例が欧州特許第０５１２４６８号明細書に記載されている。ポッドの一例が欧州特許第０６０２２０３号明細書に記載されている。抽出方法の一例が欧州特許第０５１２４７０号明細書に記載されている。

カプセルまたは他のタイプのこれらの小分け品から圧力下で飲料を抽出するためには、電動コンプレッサなどの比較的強力なウォータポンプと、液体を所望の温度、例えばティーまたはコーヒーに関しては５０〜１００°の温度に至らせるための電気ヒータなどのヒータを使用することが必要である。これらのポンプおよびヒータは、電力の供給のためにコンセント電源を使用する。

したがって、これらの調製機器を例えば台車上であるいは単にそれらを持ち運ぶことによって移動させることは困難である。実際には、列車や航空機などの移動手段で、または、映画館や劇場などの特定の場所で、また、ビーチ、公園、プールサイドなどの公共の場所や、他の公共の場所または私的な場所、あるいは、コンセント電源へのアクセスを伴わない任意の場所でも飲料を提供できるようにこれらの機器を更に移動し易くすることが有利である。

米国特許第６，７３９，２４１号明細書は、直火ヒータによってチューブを加熱してチャンバ内の水を加圧することにより水がリザーバからチューブを介して淹出バスケットへ推進され、それにより、沸騰／蒸発水が淹出バスケットへ推進されるキャンプ用のドリップコーヒーメーカーを開示する。このタイプの水の火炎加熱は、ドリップコーヒーを形成する目的のために圧力の作用下で沸騰／蒸発水を循環させるのに便利であることが分かっているが、この加熱システムは、エスプレッソを調製するように適合させるのに適していない。確かに、エスプレッソコーヒーを調製するために通常は加圧下で機械的に挽いたコーヒーに通して圧送される水は、８５℃〜９０℃の範囲、例えば８６℃または８７℃のカップ内温度のコーヒーを調製するために、制御された温度、一般的には９０℃の前後数度の範囲内の温度に維持されるのが好ましい。

国際公開第２００６／１０２９８０号パンフレットは、電力網に接続されることなく飲料を調製するように動作され得るエスプレッソマシンを開示する。該マシンは電槽によって給電される。電池を大量に使用して飲料の調製のために使用される水を加熱するのを避けるため、エスプレッソマシンは、飲料を自律モードで調製する前にコンセント電源を使用して予熱される水を収容する断熱リザーバを有する。水は、その後、自律モードにおいて電池を使用して十分な温度に維持される。そのような飲料マシンの自律性は、僅かな時間にしかわたることができず、したがって、例えば列車、航空機、映画館などにおいて、水が予熱された後の時間から比較的短い期間内でそれらの使用が意図されるときの解決策を与える。しかしながら、このマシンは、自律的に数時間使用されるようになっているときに最適ではない。

国際公開第９９／０２０８１号パンフレットは、挽いたコーヒーを抽出するために必要とされる圧力が圧縮空気によって発生されるコーヒーマシン、より正確には移動型マシンを提案する。コーヒーを調製するための水は断熱容器内に保持される。水を電気加熱素子によって加熱できる。この解決策は、マシンの下側に設置されるガスシリンダなどの内蔵の手段によって抽出圧力を生成するという利点を与える。マシンは台車上に設置することができ、その場合、ガスシリンダは、この目的のために設けられる台車の区画室内に設置される。

米国特許出願第２００７／０１９９４５２号明細書は、水がリザーバから圧力ガス作動ポンプによって圧送される移動型または携帯型のエスプレッソマシンを開示する。水は、リザーバ内で加熱され（この場合、リザーバが断熱される）、あるいは、リザーバとマシンの抽出ヘッドとの間で加熱される。エスプレッソマシンは、サーモブロックなどの電気ヒータ、または、固体燃料および／またはガス燃料および／または液体燃料を使用するバーナなどの燃焼ヒータを有する。国際公開第２００９／０９２７４６号パンフレットは、燃焼ヒータと組み合わされる電気ヒータを含むデュアル加熱システムを有する自律型飲料調製マシンを開示する。より一般的には、料理するために使用されてもよい燃料ガスバーナが国際公開第２００７／０２７３７９号パンフレットに開示される。

欧州特許第１６８６８７号明細書は、幾つかの飲料を調製できる能力を有する断熱された水リザーバと、水をリザーバから風味付与モジュールに推し進めるためのガス作動ポンプとを有する移動型または携帯型の飲料調製マシンを開示する。断熱された水リザーバは、使用中に想定し得る熱損失を補償するための装置を含んでもよい。そのような装置は、電池、ソーラーパネル、または、シガレットライターなどの電源に接続される燃焼ヒータまたは電気レジスタヒータを含んでもよい。

特に移動型の自律式飲料供給用途、例えばティーまたはコーヒーマシンのための、液体などの物体、特に水のための容器の温度を正確に制御するための装置を提供する必要性が依然としてある。

本発明の好ましい目的は、液体などの物体を所定の温度に至らせるおよび／またはそのような物体をそのような温度に維持するための装置を提供することである。

本発明の他の好ましい目的は、好ましくは自律的な組込み型のエネルギー供給源を用いてそのような物体を長期間にわたって所定の温度で蓄えるためのそのような装置を提供することである。

本発明の更なる好ましい目的は、電気エネルギー、例えば電池とは対照的に、熱または冷気の形態で前記物体を前記所定の温度に至らせるおよび／または前記所定の温度に維持するために使用される熱供給源を格納するための構成を有するような装置を提供することである。

したがって、本発明は、液体などの物体を蓄えて周囲温度などの外部温度、例えば０〜４０℃または１０〜３５℃とは異なる一定の保存温度に維持するための、自律装置、特に真空フラスコ装置などの蓄熱装置に関する。本装置は、
この一定の保存温度でそのような物体を収容するための容器と、
外部温度と一定の保存温度との間の温度勾配に起因する熱伝達を補償するための熱源と、
を備える。

容器の内側と外側との間での熱の流れは、この温度勾配と、容器の断熱（または熱伝導率）とによって決まる。

本発明によれば、熱源は、前記温度勾配に起因するこの熱伝達を補償して収容される物体を一定の保存温度に維持するべく熱エネルギーを蓄積して熱を容器からあるいは容器へ伝えるための塊状体（ｍａｓｓ）を備え、塊状体は特に前記容器の外部にある。

このように、装置は、携帯型エネルギー源からの電気エネルギーまたは可燃性物質を熱エネルギーに変換することにより自律使用中に熱エネルギーが発生される熱管理を行なうという考えから逸脱する。

したがって、本発明の装置は、容器内に収容される物体、例えば液体を所定の温度に至らせるため、および／または、容器内のこの物体をこの所定の温度、例えば一定の保存温度に維持するために、熱エネルギーを蓄積して、蓄積されてエネルギーを自律使用中に必要に応じて経時的に容器へ供給するための塊状体を含む。装置の熱的な自律性は、通常、約０．５〜１時間を上回り、一般的には３時間を超え、好ましくは少なくとも５〜６時間であり、また、装置の特定の用途に応じて、１０、２０、または、３０時間にまで達する。

熱エネルギーを蓄積するための塊状体は、抵抗加熱によってあるいは例えばコンセント電源からの電気の他の熱変換によって塊状体を蓄熱することにより使用前に急速に予熱されあるいは予冷却されてもよい。したがって、環境に優しくなく且つ長い充電期間を要する高容量の電池または蓄電器の使用を回避できる。

熱源は、熱エネルギーを蓄積して使用中にそのような熱エネルギーを容器へ伝えるために使用前に加熱されるようになっている加熱塊状体を備えてもよい。したがって、熱を塊状体に蓄積して必要に応じて容器内に収容される物体へ供給することができる。これは、外部温度よりもかなり高い温度に至らされあるいは維持されるようになっている物体に関して特に示される。

熱源は、使用前に冷却されるとともに、使用中に容器から伝えられる熱エネルギーを蓄積するようになっている冷却塊状体を有してもよい。したがって、熱を塊状体から除去することができ、また、その後、塊状体は、容器内に収容される物体から必要に応じて熱を引き出すために使用される。これは、外部温度よりもかなり低い温度に至らされあるいは維持されるようになっている物体に関して特に示される。

更なる実施形態において、熱源は、例えば容器内に収容される物体を加熱し且つ冷却するための二重式にすることができる。この熱源は、第１の加熱塊状体と第２の冷却塊状体とを有してもよい。これは、物体が至らされるべきおよび／または維持されるべき温度付近で、すなわち、その温度の上下にわたって外部温度が変化するときに特に望ましい。

熱源は、自律使用前に塊状体を電気的に加熱または冷却するとともに、自律使用中に保存温度を非電気的に一定に維持するための、特に抵抗ヒータまたは電気ヒートポンプまたはペルチェクーラーまたは磁気冷凍機または任意の他の等価な手段を備える給電される温度調節器を含んでもよい。あるいは、塊状体は、炉内またはディープフリーザ内で蓄熱されてもよい。熱エネルギーの自律性は、塊状体を電気的に加熱しあるいは冷却した後の１〜２４時間の範囲内の期間にわたって、特に２〜１２時間、例えば３〜８時間の範囲内の期間にわたって持続しなければならない場合がある。自律性は、容器の内側と外側との間の熱伝導率、および、容器の蓄積容量、蓄えられるべき物体の性質および量に依存する。

一般に、塊状体は、容器内に収容される物体が至らされるべきおよび／または維持されるべき温度にしたがって塊状体と容器との間の熱伝達を調節するための熱バルブを介して装置の容器に接続される。

熱バルブは、塊状体と容器との間のバルブを介した熱伝達を制御するための熱アクチュエータ、特に熱機械アクチュエータを含んでもよい。熱アクチュエータは、温度閾値を通り過ぎることによって駆動され得る。一般に、熱アクチュエータは駆動時に形状および／または容積を変えるようになっていてもよく、熱アクチュエータは特に駆動時に物理状態を変えるようになっており、例えば、熱アクチュエータは、温度閾値で溶解しあるいは凝固する。アクチュエータは、一定の保存温度に対応する物理状態変化の温度、例えば融解温度および／または凝固温度を有する較正された蝋要素を含んでもよい。あるいは、他の温度調節装置、特に、とりわけバイメタルストリップを含む他のサーモスタット装置が使用されてもよい。

熱バルブは、熱エネルギーを塊状体から容器にあるいはその逆に案内するための熱ガイドと、熱ガイドを介した塊状体から容器へのあるいはその逆への熱伝達を確立し且つ中断するためのゲートとを有してもよい。熱ガイドは、特に塊状体または容器に対して熱伝達状態で固定される柔軟な熱導体を備えてもよく、熱ガイドは、少なくとも１つの金属または金属系のワイヤあるいはブレード、例えば複数の織りあるいは不織りのワイヤを備えてもよい。随意的には、ガイド、例えばワイヤまたはブレードは、銅、アルミニウム、および、その合金のうちの少なくとも１つから形成される。例えば、熱ガイドは、１つの部分、例えば、容器に対して熱伝達状態で固定される一端と、他の部分、例えば、必要に応じて塊状体との熱伝達状態と非熱伝達状態とに選択的に至らされる他端とを有し、あるいは、逆もまた同様である（すなわち、塊状体に固定される１つの部分、および、容器との選択的な熱伝達／非伝達状態を成す他の部分）。他の例において、熱ガイドは、両方の部分が容器および塊状体のそれぞれとの選択的な伝達／非伝達状態を成す。

ゲートは、熱ガイドを塊状体から容器への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放するための機械的なトグル、例えば回動可能なトグルを含んでもよい。特に、トグルは、例えばスプリングにより付勢されることにより、熱ガイドを塊状体から容器への熱伝達状態に至らせあるいは該熱伝達状態から解放する。例えば前述したように、熱機械アクチュエータが設けられてもよく、この熱機械アクチュエータは、容器と熱伝達状態にあって、機械的なトグルを作動させるためにその温度変化によって駆動され、それにより、熱ガイドを塊状体から容器への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放する。

通常、容器および随意的には塊状体を収容する断熱外側エンベロープが設けられる。この断熱外側エンベロープは、容器の周囲に略密閉シールすることができ、および／または、容器からの熱放射を封じ込めるために、および、塊状体がエンベロープ内に収容されるときには塊状体からの熱放射も封じ込めるために、熱反射内面を有することができる。容器が断熱外側エンベロープ内に収容されてもよく、また、塊状体は、容器に熱的に接続できる別個のモジュールの形態で、特に断熱モジュールの形態で設けられてもよい。

断熱外側エンベロープが容器および塊状体を収容してもよく、塊状体は、熱伝導率を有する接続装置を介して、例えば接続固定されおよび／または強固に接続されるバーまたはロッドを介して、外側エンベロープから離間される容器により保持され、前記熱伝導率は、非常に低いことから、使用中、前記接続装置を介して容器と塊状体との間で伝えられる熱エネルギーは、前記外部温度と前記一定の保存温度との間の温度勾配に起因する熱伝達よりも少ない。接続装置は、断熱プラスチックおよび／またはセラミック材料から形成されてもよい。この場合、塊状体から容器に向かうおよび／またはその逆に向かう連続的な最小の熱伝達が存在し、この熱伝達は、塊状体と容器との間の熱伝達全体が容器と本発明の装置の外部の環境との間の熱伝達にほぼ等しくなるように温度調節器により調整できる。

本発明の変形においては、液体などの物体を所定の温度に至らせるおよび／またはそのような物体をこの温度に維持するための装置が提供される。装置は、この物体を収容するための容器と、容器内の温度を調整するための熱源と、容器から熱源へのおよび／またはその逆への熱伝達を調節するための熱バルブとを備える。バルブが熱機械アクチュエータを備え、該熱機械アクチュエータは、容器と熱伝達状態にあるとともに、容器内のこの所定の温度に対応する温度閾値を通り過ぎることによって駆動されてバルブを介した熱伝達を制御するようになっている。随意的に、バルブは、熱エネルギーを熱源から容器にあるいはその逆に案内するための熱ガイドと、熱ガイドを介した熱源から容器へのあるいはその逆への熱伝達を確立し且つ中断するためのゲートとを備える。熱機械アクチュエータは、物理状態変化の温度をこの温度閾値に有する較正された蝋要素を備えてもよい。

この装置は、前述した任意の特徴または特徴の組み合わせ、特に前述した塊状体を含んでもよい。

また、本発明は、液体、特に水を収容するための容器を有する前述した装置を備える、飲料調製マシン、特に移動型または携帯型の飲料調製マシンにも関連する。該マシンは、特に液体と風味材料とを混合させるための装置を介してそのような液体を供給するための装置を含んでもよい。随意的に、供給装置は、液体を圧送するためのポンプ、例えばガスポンプを備える。特にマシンが移動型または携帯型である場合には、該マシンは、電池または蓄電器により給電されるようになっている装置などの自律型のエネルギー源を含んでもよい。この給電装置は、ポンプ、コントローラを有するＰＣＢなどの制御ユニット、および、センサおよび／またはユーザインタフェースに給電するために使用されてもよい。

例えば、マシンは、例えば家庭やオフィスにあるコンセント電源に電気的に接続できるおよび／または携帯型または移動型であって外部エネルギー源に接続されない自律用途のための対応するエネルギー蓄積と関連付けられ得る自給式マシンなどのコーヒー、ティー、チョコレート、または、スープ調製マシンである。

特に、マシンは、挽いたコーヒーまたはティーまたはチョコレートまたはカカオまたは粉ミルクなどの調製されるべき飲料の材料を収容するカプセルに熱水または冷水または他の液体を通すことによって材料処理装置内で飲料を調製するようになっている。

例えば、調製マシンは、液体リザーバ、液体循環回路、マシンがコンセント電源に差し込まれるときに駆動され得るヒータ、ポンプ、および、抽出のために材料カプセルを受けるとともに抽出時にカプセルを排出するようになっている飲料調製ユニットのうちの１つ以上を含む材料処理装置と、カプセルが調製ユニットから排出されるシートに通じる開口を有するハウジングと、レセプタクルであって、シートへ排出されるカプセルを所定の充填レベルまでレセプタクル内へ収集するための格納空間を形成するキャビティーを有するレセプタクルとを備える。レセプタクルは、カプセルを収集するためにシート内へ挿入できるとともに、収集されたカプセルを空にするためにシートから除去できる。そのような材料処理装置の例は、一般に、国際公開第２００９／０７４５５０号パンフレット、国際公開第２００９／１３００９９号パンフレット、および、国際公開第２０１０／０１５４２７号パンフレットに開示される。

飲料調製モジュールは、以下の構成要素、すなわち、
ａ）この飲料の材料、特にカプセル内に供給される事前に小分けされた材料を受けるとともに、水などの液体の流入する流れを前記材料に通して飲料出口に案内するための淹出ユニット；
ｂ）上記温度メンテナンス装置の容器内の液体を予熱するための抵抗ヒータなどのヒータ；
ｃ）この液体をこの容器から淹出ユニットへ圧送するためのポンプ、特に、携帯型の電池または蓄電器によって給電され得るポンプ；
ｄ）この液体を液体タンクなどの液体源から飲料出口に案内するための１つ以上の流体接続部材；
ｅ）ユーザからインタフェースを介して命令を受けるとともに、インラインヒータおよびポンプを制御するための電気制御ユニット、特に、電池または蓄電器によって給電され得るユニット、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備えるユニット；
ｆ）淹出ユニットの特性、インラインヒータの特性、ポンプの特性、液体リザーバの特性、材料収集器の特性、この液体の流量、この液体の圧力、および、この液体の温度から選択される少なくとも１つの作動特性を検出するとともに、そのような特性を制御ユニットへ伝えるための１つ以上の電気センサ；
のうちの１つ以上を含んでもよい。

ここで、概略図面を参照して本発明について説明する。

外側から見た本発明に係る自律蓄熱装置を示している。 図１に示される装置の断面図である。 第１の構成の図２に示される装置の細部Ｘを示している。 第２の構成の図２に示される装置の細部Ｙを示している。 図１〜図２ｂに示される装置の熱バルブおよびアクチュエータの斜視図である。

図１〜図３は、液体などの物体５を蓄えて外部温度とは異なる一定の保存温度に維持するための自律型携帯機器、特に真空フラスコ装置などの蓄熱装置１の特定の実施形態を示している。

装置１は、熱源３と、液体５を収容するための容器４とを含む主ブロック２を有する。熱源３および容器４は、エンベロープ６および蓋７の内側に入れられている。熱源３および容器４の断熱を確保するために、エンベロープ６と熱源３および容器４との間の空間６１内にかなりの真空度が与えられる。エンベロープ６は、熱源３および容器４からの熱放射をエンベロープ６内に封じ込めるために熱反射内面６２を有してもよい。

エンベロープ６は周壁６４を有し、該周壁６４のボトルネックによって上端開口６３が形成される。開口６３の反対側に、エンベロープ６は、壁６４と一体に形成されてもよいあるいは別個の要素として壁６４に溶接されまたは密閉シールされてもよい底部６５を有する。底部６５は、図２に示されるようなドーム状の形状を有してもよい。

また、例えば溶接または接着または螺合または等価な手段によって壁６４に固定されるボトム部材６６が、装置１の足を形成する。

容器４は、エンベロープ６の開口６３と適合する容器４のボトルネックにより形成される開口４３を有する。容器４およびエンベロープ６は、それらのそれぞれの開口４３，６３で、図２に示されるように一方の開口が他方の開口の内側に位置した状態で、例えば溶接または接着または他のシール手段によって互いに密閉シールされる。そのため、容器４の外面４２は、真空空間６１によって覆われてエンベロープ６により密封される。

蓋７は、断熱材料から形成されて開口４３，６３に取り付けられており、開口４３，６３は、これらの開口４３，６３での熱損失を制限するために、本体２の直径と比べて小さいサイズを有する。蓋７は、その底面の環状溝７３を開口４３，６３と対向させている。溝７３は、開口４３，６３を形成するボトルネックに圧力嵌めされて、蓋７をボトルネックに固定する。

容器４、エンベロープ６、および、蓋７の構造は、物体、一般的には液体を装置１の外部の温度とは異なる温度で収容するための真空フラスコ（または魔法瓶）の構造にほぼ対応する。

蓋７は、容器４の内側を装置１の外側１’に接続する２つの狭い流体管路７１，７２を更に含み、それにより、蓋７を除去することなく外側１’から液体５にアクセスできる。管路７１は、例えば、外側１’から容器４内に下方へ延びるパイプ（図示せず）をそのパイプ入口が液体５の液位よりも下側に配置される状態で固定してもよい。管路７２は、液体５の液位よりも上側にある容器４内のキャビティー５１を加圧するためにエアーポンプ（図示せず）、例えば電気ポンプに接続されてもよく、それにより、液体５がパイプの浸漬された入口内に送り込まれるとともに、液体５がそのようなポンプの加圧作用によってそのようなパイプを介して装置１から送り出される。あるいは、圧縮エアーまたはＣＯ_２などの他のガスのタンクを使用して、容器４内の液体５よりも上側にあるキャビティー５１を例えば管路７１を介して加圧し、液体５を例えば管路７２内のパイプを介して装置１から送り出すこともできる。

容器４内の液体５の温度をほぼ一定に維持するために、熱源３は、装置１の外側の外部温度と一定の保存温度との間の温度勾配に起因する、容器４から例えば蓋７を介した、特に管路７１，７２を介した外部環境１’への熱伝達を補償するようになっている。したがって、熱源３は、前記温度勾配に起因する熱伝達を補償し、したがって、自律使用中に物体５を一定の保存温度に維持するべく、熱エネルギーを蓄積するとともに熱を容器４からあるいは容器４へ伝えるための塊状体３１を備える。

添付の図に示される特定の実施形態において、加熱塊状体３１は、熱エネルギーを蓄積するとともに、そのような熱エネルギーを自律使用中に必要に応じて容器４へ伝えて液体５の保存温度を装置１の外部環境１’の温度を超える一定の温度に維持するべく、自律使用前に加熱されるようになっている。別の実施形態において、塊状体は、例えば冷たい飲み物やアイスクリームあるいは他の冷凍または冷蔵の食品あるいは飲料を容器内で保存するために、使用前に冷却されて使用中に容器から伝えられる熱エネルギーを蓄積するようになっている冷却塊状体であってもよい。

熱源３は、使用前に塊状体３１を電気的に加熱するとともに、使用中に、随意的には塊状体を電気的に加熱しあるいは冷却した後の１〜２４時間の範囲の期間にわたって、特に２〜１２時間、例えば３〜８時間の範囲の期間にわたって、保存温度を非電気的に一定に維持するために、塊状体３１に埋め込まれる例えば抵抗ヒータ３３の形態を成す給電される温度調節器を含む。

抵抗ヒータ３３は、底部６５を貫通して延びるとともに制御ユニット３７に接続される電流導体３４を有し、制御ユニット３７は、足６６の凹部６７によって画定されるキャビティー内に形成される電源コネクタ３５に接続される。この電源コネクタは、取り外し可能なプラグ・ソケット型の構造、例えばＳｔｒｉｘ（商標）コネクタの一方側、または、電磁コネクタ、例えば誘導コネクタの一方側であってもよい。また、制御ユニット３７は、使用前に塊状体３１の電気加熱を制御するために塊状体３１と熱接続状態の温度センサ（図示せず）にも接続される。例えば、制御ユニット３７は、塊状体３１の蓄熱のレベルをユーザに知らせるために、ユーザインタフェース、例えばＬＥＤ装置に接続される。

随意的に、抵抗ヒータ４５が存在するときには、該ヒータが制御ユニット３７により接続されて制御されてもよい。制御ユニット３７は、容器４内の温度を検出するために、例えば、自律使用前に抵抗ヒータ４５の給電を調整するために、あるいいは、自律使用中に塊状体３１と容器４との間の熱伝達を制御するために、熱センサに接続されてもよい。後者の場合には、バルブ８を有する熱機械アクチュエータが、制御ユニット３７に接続されるこの温度センサで動作する電気機械バルブによって置き換えられてもよい。そのような構成においては、自律使用中に電気機械バルブおよびセンサに命令を出すために、携帯型電気エネルギー源、例えば電池が設けられるべきである。しかしながら、所定量の熱エネルギーが熱エネルギーの形態で塊状体３１に依然として蓄えられてもよい。

あるいは、誘導ヒータによって加熱塊状体を加熱することもできる。

塊状体３１が適切に加熱されると、装置１は、外部電力源、例えば電源から分離されるとともに、熱を塊状体３１から引き出してこの熱を必要に応じて容器４へ伝えることによって液体５の保存温度を自律的に維持してもよい。

また、容器４は、装置１が外部電力源、例えばコンセント電源などの電源に接続される間に容器４内の液体５を加熱するための随意的な抵抗ヒータ４５を含む。

あるいは、予熱された液体５を容器５内へ供給することもでき、または、熱源３のみによって、すなわち、塊状体３１自体が抵抗ヒータ３３により加熱される間に熱を塊状体３１から容器４へ伝えることによって、容器４内の液体５を予熱することができる。

使用中、すなわち、電源コネクタ３５が取り外されるときに、塊状体３１と容器４との間の熱伝達を制御するために、塊状体３１が熱バルブ８を介して容器４に接続される。

具体的には、図２は、容器４と塊状体３１との間のバルブ８の一般的な位置を示している。図２ａおよび図２ｂは、図２に示される細部Ｘ，Ｙおよびバルブ８のそれぞれの拡大図を示している。図２ａは、非熱伝導形態（すなわち、閉状態）のバルブ８を示しており、また、図２ｂは、熱伝導形態（すなわち、開状態）のバルブ８を示している。図３は、図２に示されるバルブ８の斜視側面図を示している。

熱バルブ８は、塊状体３１と容器４との間のバルブ８を介した熱伝達を制御するための熱機械アクチュエータ８１を含む。熱アクチュエータ８１は、容器４の壁４１のその容器の外側にある凹部４２内に埋め込まれており、壁４１と接触する液体５と熱伝達状態にある。アクチュエータ８１は、液体５との熱伝達に起因する温度閾値を通り過ぎることによって駆動される。

アクチュエータ８１は、ピストン８３のための管路と連通する蝋を収容するチャンバ８２を備える。チャンバ８２内の蝋は、融解温度、すなわち閾値温度に達すると溶けて、チャンバ８２内および連通管路内で膨張し、ピストン８３を管路内で外側へ押し出す。蝋は、壁４１を介して蝋と熱伝達状態にある液体５の一定の保存温度に対応する閾値温度で溶けるように較正される。

バルブ８はゲート部材８４を更に含み、このゲート部材８４は、該部材８４の中間部でロッド８５に回動可能に取り付けられる。ロッド８５は、容器４に機械的に接続されて容器と熱伝達状態にあるホルダ構造体８９に固定される。ゲート部材８４の第１の端部８４１はピストン８３と協働し、また、部材８４の第２の端部８４２は、第１の端部８４１をピストン８３に抗して付勢するためのスプリング８７、例えばスプリングブレードあるいは螺旋状の圧縮スプリングまたはトラクションスプリングと協働する。そのため、ゲート部材８４は、アクチュエータ８１のピストン８３の移動に伴ってロッド８５を中心に回動する。

部材８４の第２の端部８４２は接触部材８６に固定され、接触部材８６は、ゲート部材８４を回動させることにより塊状体３１と接触させることができあるいは塊状体から離間させることができる突出部８６１を有する。

また、柔軟な熱ガイド８８が接触部材８６とホルダ構造体８９とを接続し、これにより、突出部８６１が塊状体３１と接触状態にあるときに、容器４が、接触部材８６、熱ガイド８８、および、ホルダ構造体８９を介して塊状体３１と熱伝達状態に至らされる。例えば、熱ガイドは、銅および／またはアルミニウムまたはその合金などの熱伝導性が高い金属材料から形成される。ガイド８８は、一連の織りワイヤおよび／または不織りワイヤから形成され、および／または、一連の並列柔軟ブレードから形成されてもよい。

したがって、チャンバ８２内で溶けて膨張する蝋の作用下でピストン８３がアクチュエータ８１から伸び出て、液体５が容器４内でその一定の保存温度にあることが示されると、ゲート部材８４は、スプリング８７に応力を加えて接触部材８６の突出部８６１を熱塊状体３１から離間させ、したがって熱ガイド８８を介した塊状体３１から容器４への熱伝達を妨げる位置にロッド８５を中心に傾けられ、それにより、容器４内の液体５の加熱が中断される。

逆に、蝋が凝固してチャンバ８２内に引き込み、容器４内の液体５が一定の保存温度を下回ったことが示されると、ピストン８３は、ゲート８４を緩めて傾けることによりピストン８３を押圧するスプリング８７の作用下でアクチュエータ８１内に戻される。同時に、突出部８６１を有する接触部材８６が、緩まるスプリング８７の作用下で塊状体３１に押し付けられ、それにより、容器４内の液体５を加熱するために熱ガイド８８を介した塊状体８１から容器４への熱伝達が確立される。

ゲート部材８４、回動ロッド８５、および、接触部材８６は、スプリング８７およびアクチュエータ８１の作用下で熱ガイド８８を塊状体３１から容器４への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放するための機械的な回動可能トグルを形成する。このように、熱機械アクチュエータ８１は、容器４と熱伝達状態にあって、機械的なトグル８４を作動させるためにその温度変化によって駆動され、それにより、熱ガイド８８を塊状体３１から容器４への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放する。

図２に示されるように、塊状体３１が容器４の外部にあってもよい。塊状体３１は断熱エンベロープ６内に配置される。塊状体３１は、底部６５から塊状体３１の対応する凹部に延びる保持ピン３２を介して底部６５の上側に支持されてもよい。

塊状体３１は、エンベロープ６の内面６２から離間される容器４によって保持されてもよい。そのうちの１つが図２に破線で示される１つ以上の固定ロッド３２’が、塊状体３１を容器４に対して機械的に固定してもよい。本発明の一実施形態において、塊状体３１は、塊状体３１からエンベロープ６の外部環境１’への直接的な熱伝導をもたらす場合があるエンベロープ６と塊状体３１との間のどのような直接的接触をも防止するために、ロッド３２’だけによって保持される。

プラスチックおよび／またはセラミック材料から形成されてもよい１または複数のロッド３２’は、限られた量の熱エネルギーだけを容器４と塊状体３１との間で伝える。塊状体３１から容器４への制御されない熱伝達を更に制限するために、塊状体３１からの熱放射を元の塊状体３１に反射する隔壁３６が塊状体と容器との間に設けられる。そのようなロッドを介した熱エネルギー伝達は、内側の容器４と装置１の外部環境１’との間の熱エネルギー伝達よりも少ない。熱バルブ８は、液体５が一定の保存温度に維持されるように塊状体３１から容器４への更なる熱伝達を制御するように構成される。

塊状体３１と容器４との間の熱伝達、したがって容器４内の保存温度は、チャンバ８２内の蝋の融点によって決まる。

変形例においては、プラス（加熱）またはマイナス（冷却）の熱エネルギーを蓄える塊状体３１を有する熱源３を、液体などの物体を収容する容器を所定の温度に維持するあるいは所定の温度に至らせるために要求時に必要に応じてエネルギー変換によって、例えば電気エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、プラスまたはマイナスの熱エネルギーを与える熱源と置き換えることもできる。この場合、熱バルブは、熱源と容器との間の熱伝達を制御するように設けられることが好ましい。前述したように、そのような熱バルブは、容器と熱伝達状態にあり且つ容器内のこの所定の温度に対応する温度閾値を通り過ぎることにより駆動されてバルブを介した熱伝達を制御するようになっている熱機械アクチュエータを備えてもよい。バルブは、熱エネルギーを熱源から容器にあるいはその逆に案内するための熱ガイドと、熱ガイドを介した塊状体から容器へのあるいはその逆への熱伝達を確立し且つ中断するためのゲートとを備えてもよい。

熱源は、例えば電池または蓄電器または他のエネルギー源の形態を成す装置内に蓄えられる非熱エネルギーを、容器内に収容される物体、例えば液体を所定の温度に至らせるおよび／または容器内のこの物体をこの温度に維持するために必要に応じて経時的に容器へ供給される熱エネルギーに変換するエネルギー変換器を含んでもよい。

非熱エネルギーは、一般に、例えば電池または蓄電器内の電気エネルギーの形態で装置内に蓄えられて、抵抗器、ヒートポンプ、または、磁気クーラー等によってプラスまたはマイナスの熱エネルギーへ変換されてもよい。

容器と熱伝達状態にある熱機械アクチュエータは、非熱エネルギーから熱エネルギーへの変換器のスイッチ、例えば電池または蓄電器に接続される抵抗ヒータに給電するための電気スイッチを制御するようになっていてもよい。

添付図面と関連して前述したように、熱機械アクチュエータは、物理状態変化の温度を前記温度閾値に有する較正された蝋要素を含んでもよい。熱機械アクチュエータは、前述した特徴の全てを含んでもよい。

添付図面に記載される装置は、飲料調製マシン、特に移動型または携帯型のマシンに都合良く組み込まれてもよい。装置の容器は、熱水源または冷水源、特にコーヒーまたはティーを調製するために１０〜１００℃の範囲内の温度の水源を形成してもよい。特に、飲料機は、特に水と風味材料とを混合させるための装置を介して水を容器から供給するための装置を備えてもよい。供給装置は、水を圧送するためのポンプ、例えばガスポンプと、例えば参照符号７１，７１に関連して前述したような容器に接続される水出口パイプとを備えてもよい。

塊状体３１は、プラスの熱エネルギー、すなわち熱を蓄えるためにアルミニウムから形成されてもよい。アルミニウム塊状体３１は、容器内を例えば９３℃の一定の所定の保存温度に維持して容器内の水をいつでもコーヒー淹出できる適切な温度に維持するために１００℃を優に超えて加熱されてもよい。

したがって、アクチュエータ８１のチャンバ８２内の蝋は、９３℃の融点を伴う組成を有する。そのような蝋は、例えばＭａｇａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｌｔｄ，Ｄａｕｐｈｉｎｏｉｓｅ Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｓ．Ａ．Ｓから市販されている。そのため、容器４内の温度が９３℃を超えると、容器４と熱伝達状態にある蝋は、チャンバ８２内で溶けて膨張することにより、ピストン８３を押圧して、接触要素８６が塊状体３１から離間する状態にトグル端部８４２を回動させ、それにより、熱バルブ８１を介した塊状体３１と容器４との間の熱伝導が中断されるととともに、特に蓋７を介した装置１の外部環境１’に向かうゆっくりとした熱損失により、容器４を冷却させることができる。逆に、容器４内の温度が９３℃を下回ると、チャンバ８２内の蝋が凝固し、その結果、スプリング８７の解放によってピストン８３を引き込むことができ、それにより、接触要素８６を伴うトグル端部８４２が回動されて塊状体３１と接触し、そのため、塊状体３１から容器４への熱伝達が確立されて、熱が塊状体３１から容器４に伝わり、特に蓋７を介した熱損失が補償される。

熱塊状体３１には、制御ユニット３７（例えば、コントローラを有するＰＣＢ）を介してコンセント電源に接続される加熱抵抗器３３によって熱エネルギーが充填される。塊状体３１は、装置１の自律性を高めるために容器４内の液体５の保存温度を優に超えて加熱されてもよい。アルミニウムは約６００℃まで加熱されてもよい。更に大きな蓄熱容量を有する塊状体３１が必要とされる場合には、塊状体が例えば銅を含む異なる材料または合金から形成されてもよい。

塊状体３１を特定の温度、すなわち、２００〜６００℃まで予熱した後に特定量の水５、すなわち、１００〜１０００ｍｌの水５を６時間にわたって９３℃に安定的に維持するように構成される、周囲外部温度、例えば２０℃に保持される容器４、エンベロープ７、および、蓋４から成る真空フラスコ技術を有する装置１の場合には、アルミニウムの以下の塊状体３１を提供できる。

これらの数値例は、約３Ｗの典型的な熱損失を伴う真空フラスコ技術に基づいている。

装置１の自律性は、その断熱を向上させて容器４および塊状体３１から装置１の外部環境１’への温度損失を更に減らすことによって、あるいは、塊状体３１の初期加熱（または冷却）温度の塊状体３１の蓄熱容量を増大させることによって高められてもよい。

Claims (12)

1. 物体（５）を収容し、装置外部（１’）の外部温度とは異なる一定の保存温度に維持するための蓄熱装置（１）であって、
   前記一定の保存温度で前記物体を収容するための容器（４）と、
   前記外部温度と前記一定の保存温度との間の温度勾配に起因する熱伝達を補償するための熱源（３）であり、前記温度勾配に起因する前記熱伝達を補償して前記物体を前記一定の保存温度に維持するべく、熱エネルギーを蓄積して熱を前記容器からまたは前記容器へ伝えるための塊状体（３１）を備える熱源（３）と、
   を備える蓄熱装置（１）において、
   前記塊状体（３１）が、熱伝導位置と熱非伝導位置の間を移動可能な熱バルブ（８）を介して前記容器（４）に接続されており、前記熱バルブ（８）が、前記塊状体（３１）と前記容器（４）との間の前記熱バルブを介した熱伝達を制御するための熱アクチュエータ（８１）を備え、前記熱アクチュエータが、温度閾値を通り過ぎることによって駆動され、前記熱アクチュエータ（８１、８２、８３）が駆動時に形状および／または体積を変えるようになっており、前記熱アクチュエータが、前記温度閾値で溶解または凝固する較正された蝋要素（８２）を備えることを特徴とする、蓄熱装置。
2. 前記熱源（３）が、熱エネルギーを蓄積して使用中に前記熱エネルギーを前記容器（４）へ伝えるために使用前に加熱されるようになっている加熱用の塊状体（３１）を備える、請求項１に記載の蓄熱装置。
3. 前記熱源（３）が、使用前に冷却されるとともに、使用中に前記容器（４）から伝えられる熱エネルギーを蓄積するようになっている冷却用の塊状体（３１）を備える、請求項１または２に記載の蓄熱装置。
4. 前記熱源（３）が、使用前に前記塊状体（３１）を電気的に加熱または冷却するとともに、使用中に前記保存温度を非電気的に一定に維持するための、給電される温度調節器（３３）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
5. 前記熱バルブ（８）が、
   熱エネルギーを前記塊状体（３１）から前記容器（４）にまたはその逆に案内するための熱ガイド（８８）と、
   前記熱ガイドを介した前記塊状体から前記容器へのまたはその逆への熱伝達を確立し且つ中断するためのゲート（８４，８６）と、
   を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
6. 前記ゲート（８４，８６）が、前記熱ガイド（８８）を前記塊状体（３１）から前記容器（４）への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放するための機械的なトグル（８４）を備える、請求項５に記載の蓄熱装置。
7. 前記容器（４）と熱伝達状態にあって、前記機械的なトグル（８４）を作動させるためにその温度変化によって駆動され、それにより、前記熱ガイド（８８）を前記塊状体（３１）から前記容器（４）への熱伝達状態に至らせるとともに該熱伝達状態から解放する熱機械アクチュエータ（８１）を備える、請求項６に記載の蓄熱装置。
8. 前記容器（４）を収容する断熱外側エンベロープ（６）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄熱装置。
9. 前記断熱外側エンベロープ（６）が前記容器（４）および前記塊状体（３１）を収容し、前記塊状体が、熱伝導率を有する接続装置（３２’）を介して、前記断熱外側エンベロープから離間される前記容器により保持され、前記熱伝導率が、非常に低いことから、使用中、前記接続装置を介して前記容器と前記塊状体との間で伝えられる熱エネルギーが、前記外部温度と前記一定の保存温度との間の温度勾配に起因する前記熱伝達よりも少ない、請求項８に記載の蓄熱装置。
10. 物体（５）を所定の温度に至らせるおよび／または前記物体を前記温度に維持するための蓄熱装置（１）であって、
    前記物体を収容するための容器（４）と、
    前記容器内の温度を調整するための熱源（３）と、
    前記容器から前記熱源へのおよび／またはその逆への熱伝達を調節するための熱バルブ（８）と、
    を備え、
    前記熱バルブが熱機械アクチュエータ（８１）を備え、該熱機械アクチュエータが、前記容器と熱伝達状態にあるとともに、前記容器内の前記所定の温度に対応する温度閾値を通り過ぎることによって駆動されて前記熱バルブを介した熱伝達を制御するようになっている、蓄熱装置（１）において、
    前記熱機械アクチュエータが、前記温度閾値で溶解または凝固する較正された蝋要素（８２）を備え、前記熱源（３）が、熱伝導位置と熱非伝導位置の間を移動可能な前記熱バルブ（８）を介して前記容器（４）に接続されることを特徴とする、蓄熱装置。
11. 液体（５）を収容するための容器（４）を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蓄熱装置（１）を備える、飲料調製マシン。
12. 前記液体（５）を供給するための供給装置（７１，７２）を備える、請求項１１に記載の飲料調製マシン。

Images