JPH03156292A - ヒートパイプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば４０〜９０℃の比較的高温の飲料や流動
食品等を速やかに適温に下げるためのヒートパイプ装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、比較的高い温度４０〜９０℃、或いはそれ以上の
温度の飲料や流動食品は、調理の過程で高温となること
が殆どで、スープや味噌汁、鍋物等を除けば、概ね日中
に入れるに適した温度５〜４０℃程度まで下げてから食
に供している。

そこで、温度を低下させるために一般的に採られている
手段としては、対象物（被冷却物）が飲料や食品である
ことから衛生的で且つ風味を損なわないような手段を採
用しなければならないので、水や氷で直接薄めるのでは
なく、例えば飲料や流動食品の入った小容器をそれより
も大きい別の容器に入れてその間に水や氷・を入れたり
、小容器の外側から水を注ぐなど、つまり小容器の壁を
冷却することによる手段を採らざるを得なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のように対象物を間接的に冷却する手段
では、新たに別の大きい容器と水や氷をを用意しなけれ
ばならないため、面倒で手間がかかるという問題点があ
った。

また、近年は容器の材質に合成樹脂等の熱伝導性の良く
ないもの、すなわち熱し難く冷め難いものが多用されて
おり、それだけに保温性に富んでいるものの、急激にそ
の内容物の温度を変化させたい場合は極めて大きな不便
さを強いられていた。

特に、育児用哺乳瓶は７０〜８０℃の湯で粉乳を溶かし
、３５℃前後の飲みごろまで温度を下げるのに長時間要
してしまう問題がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、衛生的であって、対象物の濃
度を変えず、極めて短時間で所望の温度に変化させるこ
とのできるヒートパイプ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明にあっては、ヒー
トパイプ本体の上部に、蓄熱体を一体的に設けたことを
特徴とする。

また、蓄熱体はブロック状に形成したり、カップ状容器
に形成してもよく、或いはこのカップ状容器には冷水入
口及び冷水出口を取付けることも好ましい。そして、蓄
熱体はヒートパイプ本体と嵌合にて一体化したり、適当
な個所に把手を設けてもよい。

さらに、ヒートパイプ本体には示温材や表面積増大部を
設けてもよい。

カップ状容器にはその底部に水密無注油ベアリングを配
設し、ヒートパイプ本体を回転可能としたり、また、カ
ップ状容器におけるヒートパイプ本体に羽根を一体的に
取付け、ヒートパイプ本体が水流にて回転するようにし
てもよい。

さらに、ヒートパイプ本体にウオーム歯車機構を設け、
小型モータの駆動でウオーム歯車機構を介してヒートパ
イプ本体を回転させるようにしてもよく、このウオーム
歯車機構、小型モータ及びその電源は把手に内蔵させる
ことが好ましい。

〔作　　用〕

上記の構成を有する本発明においては、ヒートパイプ本
体の上部に、蓄熱体を一体的に設けたことによって、ヒ
ートパイプ装置を予め温湯等で暖めておくか、或いは冷
蔵庫等で冷しておき、ヒートパイプ本体下部を飲料や流
動食品等の対象物に浸漬して揺動させることにより、対
象物はヒートパイプの作用によってその温度と速やかに
平衡しようとする現象を表すことになる。

すなわち、対象物が適温より熱すざるときは、冷却しで
あるヒートパイプ装置を、冷たすぎるときは熱しである
ヒートパイプ装置を使用してそのヒートパイプ本体下部
を浸漬すればよく、ここで蓄熱体は対象物を温度変化さ
せるに十分な熱量を蓄える機能を果たすものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第５
図に本発明に使用するヒートパイプ本体を示す。同図に
示すように、ヒートパイプ本体１は底部２ａ及び頂部２
ｂを密封し、且つ内部を減圧した上で純水、アルコール
、フロン等の適量の作動液３が封入されている。このヒ
ートパイプ本体１は材質が主として銅、アルミニウム、
ステンレス鋼等の金属からなり、これと同様な材質の細
線、網状体又は炭素等の極細繊維からなるウィック４が
、金属スパイラル５の拡開作用によりヒートパイプ本体
１の内周壁に密着するように押圧されている。

上記の構成において、下部６が加熱されて上部７が低い
温度であった場合、作動液３は減圧状態下にあることか
ら、常気圧におけるよりも極めて低い温度で沸騰し、そ
の蒸気は下部６から上部７に達して冷却され、凝縮液と
なってウィック４の層間隙等を伝わって下部６に戻り、
再び蒸発を繰り返すものである。この動作は非常に速い
速度（蒸気流の速度は理論的に音速に達する）で行われ
、下部６と上部７とめ温度差がなくなるまで継続する。

つまり、温度差が大きいほどその効果は顕著であり、ヒ
ートパイプ本体１の材質が下部６と上部７とで熱伝導率
の大きいものほど、すなわち受熱と放熱の抵抗の小さい
ものほど優れた効果が現れる。ここで、ヒートパイプ本
体１が垂直に近い状態で使用され、下部６が受熱部であ
る場合は必ずしもウィック４や金属スパイラル５が存在
しなくても蒸発〜凝縮〜還流に支障のない場合があり（
いわゆるサーモサイホン）、この場合はウィック４等が
省略されたものが使用される。

第１図乃至第４図は本発明の第１実施例によるヒートパ
イプ装置を示す。同図に示すように、ヒートパイプ本体
１の上部には温熱又は冷熱の蓄熱体としての蓄熱ブロッ
ク８が一体的に設けられており、蓄熱ブロック８は第１
図に示すようにヒートパイプ本体１と同一材質で完全な
同一体であってもよく、また第２図に示すように同一材
質か、或いは異種金属のもの、セラミック等の異質のも
ので、ヒートパイプ本体１とは別個に製作した上、例え
ばヒートパイプ本体１に雄ねじを、蓄熱ブロック８に雌
ねじを各々形成して嵌合ねじ９となし、これを以てヒー
トパイプ本体１と蓄熱ブロック８とを一体化してもよい
。さらに、上記嵌合部は第２図に示すように必要に応じ
溶接部１０或いは充填物によって封止してもよい。

第３図はヒートパイプ本体１と蓄熱ブロック８とを同一
材質の同一体で製作した上、蓄熱ブロック８内の孔を波
状部１１として形成して吸・放熱表面積の増大を図って
いる。この場合、頂部に蓋体１２を螺合させた後、溶接
部１３等によって封孔を行うようにする。

また、第１図乃至第４図において、蓄熱ブロック８には
ヒートパイプ本体１と蓄熱ブロック８が温熱又は冷熱を
帯びているときに衛生的に挾み状把持具（図示せず）で
持ち上げるための溝部１４が形成されているが、これは
第３図に示す溝形状に限らない。そして、これとは別に
第４図に示すようにヒートパイプ本体１又は蓄熱ブロッ
ク８に予めプラスチック等によって把手１５をモールド
成形にて設けておけば、溝部１４は必ずしも必要としな
い。尚、把手１５は必ずしも第４図に示す形状には限ら
ない。

ヒートパイプ本体１と蓄熱ブロック８は銅、アルミニウ
ム、ステンレス鋼等の金属又はその合金による熱伝導の
良好な材質からなり、必要により銀、錫、クロム等のメ
ツキを施しておけば、防錆に役立ち衛生的である。

次に、本実施例の作用を説明する。

一体化されたヒートパイプ本体１と蓄熱ブロック８を予
め温湯等で暖めておくか、或いは冷蔵庫等で冷しておき
、例えば哺乳瓶１６に収容した乳湯１７にヒートパイプ
本体１を浸漬して軽く揺動させることにより、乳湯１７
はヒートパイプ本体１の作用によってその温度と速やか
に平衡しようとする現象を表すことになる。

すなわち、乳湯１７が適温より熱すぎるときは、冷却し
であるヒートパイプ装置を、冷たすぎるときは熱しであ
るヒートパイプ装置を使用し、適宜そのヒートパイプ本
体１を浸漬すればよく、ここで蓄熱ブロック８は乳湯１
７を温度変化させるに十分な熱量を蓄える機能を果たす
ものである。そして、適温を色等で表示する示温材１８
をヒートパイプ本体１や蓄熱ブロック８等の適宜箇所に
設けておけば、誰もが安心して容易に且つ素早く飲みご
ろの温度を確認することができる。

尚、本発明は上記第１実施例のように哺乳瓶に限らず、
各種の調理物、例えばスープや汁のある和え物、おろし
もの等幅広い応用範囲がある。そして、示温材１８は後
述する第２実施例以降の実施例にも適用可能である。

第６図乃至第１０図は本発明の第２実施例によるヒート
パイプ装置を示す。前記第１実施例と同一の部分には同
一の符号を付して説明する。同図に示すように、ヒート
パイプ本体１の上部には蓄熱体の容器としてカップ状容
器１９が一体的に設けられている。カップ状容器１９は
金属或いはプラスチック等のモールド成形品からなり、
その頂部に密閉蓋２０が開閉可能に設けられ、その間に
パツキンを介在させて密閉することができるようになっ
ている。そして、密閉蓋２０の開閉手段はねじ２２の螺
合操作でも、蝶番状の押込み形式のいずれでもよい。

カップ状容器１９内には予め温湯を収容するか、又は水
、ポリエチレングリコール等の蓄熱剤を収容して暖める
ことができるし、反対に予め冷水２３を入れるか、氷を
入れたり、その双方を入れたり、水や蓄熱剤を入れて冷
蔵庫等で冷しておくことができる。蓄熱剤はカップ状容
器１９内においてヒートパイプ本体１の表面に直接接触
させることが望ましいが、プラスチック等の装入りのも
の或いは缶入りのものでもある程度の効果が得られる。

カップ状容器１９は底部におけるヒートパイプ本体１と
の取付部分に水漏れを防止するために、金属相互間なら
ば溶接等、異質のものならば一体的なモールド成形等に
よって固定されることになるが、カップ状容器１９に第
２図に示した要領で嵌合ねじを設けて一体化し、必要に
より充填物によって封止してもよい。また、上記取付部
分にプラスチック等からなる把手１５を併せて一体化し
ておけば、取扱性が大幅に向上する。

さらに、第７図に示すようにカップ状容器１９内におけ
るヒートパイプ本体１やヒートパイプ本体１の下部には
、熱の吸収・放散の効率を高めるために表面積増大部と
しての横フィン２４ａ、２４ｂを設けている。ここで、
表面積増大部としては第８図乃至第１０図に示すように
ヒートパイプ本体１に縦フィン２５．波状面２６や環状
部２７を設けても同様の効果が得られる。このような表
面積増大部は第１実施例及び後述する第３実施例以降の
実施例にも適用可能であることは勿論である。その他の
構成及び作用は前記第１実施例と同一であるのでその説
明を省略する。

第１１図は本発明の第３実施例によるヒートパイプ装置
を示す。前記第２実施例と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。同図に示すように、ヒートパイプ本体
１の上部には蓄熱体の容器としてカップ状容器１９が一
体的に設けられ、且つこのカップ状容器１９の上方の一
側に冷水人口２８と、他側に冷水出口２９が取付けられ
ている。

尚、冷水人口２８と冷水出口２９との位置関係は第１１
図のそれに限定されない。

本実施例では冷水人口２８と水道蛇口３０とをホース３
１で連結して、カップ状容器１９内に冷水２３を導入し
、オーバーフローした分は冷水出口２９から排出するこ
とにより、前記第１実施例。

第２実施例のように冷蔵庫等で使用前に冷却しておくこ
とを省略することができる。勿論、湯沸器等の温水を人
口から導入すれば、対象物に対して暖める作用が働く。

本実施例は前記第２実施例と比べてホース３１が連結さ
れているので、取扱性が若干損なわれることと、冷水や
温水が排出される分若干ではあるが無駄になるものの、
密閉蓋２０の開閉操作の手間が不要であり、外部からの
水道蛇口３０の流量調整を行うことで効率の加減ができ
る等、即応性が極めて優れているという利点を有する。

その他の構成及び作用は前記第２実施例と同一であるの
でその説明を省略する。

第１２図乃至第１４図は本発明の第４実施例によるヒー
トパイプ装置を示す。前記第３実施例と同−の部分には
同一の符号を付して説明する。同図に示すように、ヒー
トパイプ本体１の上部には蓄熱体の容器となるカップ状
容器１９をその底部において水密無注油ベアリング３２
で取付け、ヒトパイプ本体１がその軸線３３を中心とし
てカップ状部″Ｊ５１９との間で自由に回転できるよう
に構成している。

また、カップ状容器１９内のヒートパイプ本体１には、
略放射方向に延びる羽根３４を一体的に取付けて冷水人
口２８から冷水出口２９に流れる水流によってヒートパ
イプ本体１を回転させるようにしている。この回転数は
必然的に水流の速さで決定され、換言すれば水道蛇口３
０の流量調整で自由に回転の速さを変化させることがで
きるし、乳湯のように攪拌で泡立っては具合の悪いもの
に対しては、むしろヒートパイプ本体１を遅い回転数に
も設定することができる。

そして、ヒートパイプ本体１の回転速度が遅い場合でも
第１３図及び第１４図に示すようにヒートパイプ本体１
の下部を変形させるようにすればよい。すなわち、第１
３図及び第１４図に示すヒートパイプ本体１の下部は軸
線３３がら部分的に距離Ｒだけ偏心させ、弓状部３５又
はＳ状部３６に形成しておくことにより、ヒートパイプ
本体１の回転直径が大きくなり、被攪拌物を大きな範囲
で攪拌でき、それだけ熱の吸収・放散の効率を高めるこ
とができる。

このような弓状部３５又はＳ状部３６は第１〜第３実施
例及び後述する第５実施例にも適用可能であることは勿
論である。その他の構成及び作用は前記第３実施例と同
一であるのでその説明を省略する。

第１５図は本発明の第５実施例にょるヒートパイプ装置
を示す。前記第４実施例と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。同図に示すように、ヒートパイプ本体
１の上部には蓄熱体の容器となるカップ状容器１９をそ
の底部において水密無注油ベアリング３２で取付け、ヒ
ートパイプ本体１がその軸線３３を中心としてカップ状
容器１９との間で自由に回転できるように構成している
。

その回転動力としては水密無注油ベアリング３２の直下
部においてヒートパイプ本体１に取付けたウオーム歯車
機構３７と、これに連繋する小型モータ３８と、この小
型モータ３８を駆動させる小型電池等の電源３９と、小
型モータ３８をオン。

オフさせるスイッチ４０と、これらを電気的に接続する
配線４１とにより得ている。

すなわち、スイッチ４０をオンし、小型モータ３８を駆
動させ、この回転動力をウオーム歯車機構３７を介して
ヒートパイプ本体１に伝達することによって、ヒートパ
イプ本体１は回転する。

ここで、ウオーム歯車機構３７．小型モータ３８、電源
３９．スイッチ４０及び配線４１は、カップ状容器１９
と一体的に設けられた把手１５に内蔵するようにすれば
、取扱性が著しく高まることになる。また、外部電源に
より小型モータ３８を駆動させるようにすれば、電源３
９は不要となって、装置の軽量化が図れることになる。

その他の構成及び作用は前記第４実施例と同一であるの
でその説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、乳湯等の飲料や
流動食品、和え物、おろしもの等の経口に不適な温度に
あるものを速やかに適温にすることができると共に、熱
いコーヒーや紅茶を即座に冷たくして提供するのにも好
都合である。

また、飲料や流動食品等に水や湯を注ぐことがないので
、濃度や風味を全く損ねることがなく、加えて、対象物
を直接冷却するため、新たに別の大きい容器と水や氷を
用意することがなく、取扱いが便利になる。そして、ヒ
ートパイプ本体を浸漬するだけで対象物を温度変化させ
ることが可能であるから、対象物は大きい容器に収容し
であるものでもよい。

さらに、構造が簡単であって、誰でも手軽に扱え、しか
も安全である。そして、堅牢であって、長寿命のヒート
パイプ装置を提供することができるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヒートパイプ装置の第１実施例を
示す部分断面正面図、 第２図は第１図に示すヒートパイプ装置の変形例を示す
部分断面正面図、 第３図は第１図に示すヒートパイプ装置の他の変形例を
示す部分断面正面図、 第４図は第１図に示すヒートパイプ装置のさらに他の変
形例を示す部分断面正面図、 第５図は本発明に係るヒートパイプ装置におけるヒート
パイプ本体を示す部分断面正面図、第６図は本発明に係
るヒートパイプ装置の第２実施例を示す部分断面正面図
、 第７図は第６図に示すヒートパイプ装置の変形例を示す
部分断面正面図、 第８図（Ａ）、（Ｂ）はヒートパイプ本体に形成された
縦フィンを示す正面図、平面図、第９図はヒートパイプ
本体に形成された波状面を示す正面図、 第１０図はヒートパイプ本体に形成された環状部を示す
正面図、 第１１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るヒートパイプ装
置の第３実施例を示す部分断面正面図。 平面図、 第１２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るヒートパイプ装
置の第４実施例を示す部分断面正面図。 平面図、 第１３図は第１２図のヒートパイプ本体に形成された弓
状部を示す正面図、 第１４図は第１２図のヒートパイプ本体に形成されたＳ
状部を示す正面図、 第１５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るヒートパイプ装
置の第５実施例を示す部分断面正面図。 平面図である。 １・・・ヒートパイプ本体、 ８・・・蓄熱ブロック、９・・・嵌合ねじ、１１・・・
波状部（表面積増大部）、 １４・・・溝部、１５・・・把手、１６・・・哺乳瓶、
１８・・・示温材、　１９・・・カップ状容器、２４ａ
、２４ｂ・・・横フィン（表面積増大部）、２５・・・
縦フィン（表面積増大部）、２６・・・波状面（表面積
増大部）、 ２７・・・環状部（表面積増大部）、 ２８・・・冷水入口、２９・・・冷水出口、３２・・・
水蜜無注油ベアリング、３４・・・羽根、３７・・・ウ
オーム歯車機構、３８・・・小型モータ、３９・・・電
源、４０・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヒートパイプ本体の上部に、蓄熱体を一体的に設け
   たことを特徴とするヒートパイプ装置。 ２、蓄熱体はブロック状に形成してなる請求項１記載の
   ヒートパイプ装置。 ３、蓄熱体はカップ状容器に形成してなる請求項１記載
   のヒートパイプ装置。 ４、カップ状容器には冷水入口及び冷水出口を取付けて
   なる請求項３記載のヒートパイプ装置。 ５、蓄熱体はヒートパイプ本体と嵌合にて一体化してな
   る請求項１，２又は３記載のヒートパイプ装置。 ６、ヒートパイプ本体及び蓄熱体の少なくとも一方は把
   手を有してなる請求項１，２又は３記載のヒートパイプ
   装置。 ７、ヒートパイプ本体及び蓄熱体の少なくとも一方は示
   温材を有してなる請求項１，２，３又は５記載のヒート
   パイプ装置。 ８、ヒートパイプ本体は表面積増大部を有してなる請求
   項１，２，３，５，又は７記載のヒートパイプ装置。 ９、カップ状容器にはその底部に水密無注油ベアリング
   を配設し、ヒートパイプ本体を回転可能とした請求項３
   記載のヒートパイプ装置。 １０、カップ状容器におけるヒートパイプ本体に羽根を
   一体的に取付け、ヒートパイプ本体が水流にて回転する
   ようにした請求項９記載のヒートパイプ装置。 １１、ヒートパイプ本体にウォーム歯車機構を設け、小
   型モータの駆動でウォーム歯車機構を介してヒートパイ
   プ本体を回転するようにした請求項９記載のヒートパイ
   プ装置。 １２、ウォーム歯車機構、小型モータ及びその電源を把
   手に内蔵させた請求項６又は１１記載のヒートパイプ装
   置。