説明

調理コンロの改良

固形燃料の携帯コンロは、煙の放出を減らし、コンパクトで容易に製造可能なデザインで高温度の燃焼を供給する。本体のハウジングは、燃焼用燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むように構成されたファンとを有する。再充電可能な電力源がファンを駆動するために用いられ、熱電素子が電力をファン及び再充電可能な電力源に供給する。一つの実施例では、熱電素子は、低電圧白色発光ダイオードのような接続装置に過度の出力電力を供給し、これにより日暮れ又は夕方の調理に適した自己発光の再充電可能なコンロを提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、調理コンロ、特に燃焼効率を増大し、汚れを低減するために、強制対流を用いて固形燃料を燃焼できる調理コンロに関する。
【背景技術】
【0002】
世界の約25億人が調理のために木を燃やしていると推定され、これは遅く非効率であって、大量の煙を出している。毎年多くの人の死は、斯様な煙のためかもしれない。加えて、貧弱な効率の木のコンロが、結果的に森林伐採となるより多くの自然の木材資源を使用する。
【0003】
ファンの助けを用いた無煙の木のコンロが従来から知られているが、本発明者による調査で、斯様な従来の調理コンロには非常に多くの不利益があることを突き止めた。これらの不利益は、(1)信頼性の欠如及びファンが火を消す傾向、(2)良好な熱制御の欠如、(3)世界の未開発及び発展途上の地域とは相容れない製造コスト、(4)特にコンロのウォームアップ段階では最適な「無煙」パフォーマンスから劣ること、及び(5)世界の遠隔の未開発の地域での使用には理想的ではない交換可能なバッテリのようなサービス部品に対する要求のうちの一つ又はそれ以上を含んでいる。
【0004】
米国特許第3868943号は、燃焼室への空気の強制対流のためのバッテリ電力ファンを含む、強制通風の、固形燃料携帯キャンピングコンロを開示している。このファンはバッテリにより電力を付与され、空気を予熱するために燃焼室に隣接する通路を介して燃焼室へ空気が送られる。英国特許第2125160号は、自然対流、手動の空気ポンプ又はこれら両方の組み合わせの何れかによるコンロの外から燃焼のための空気が引き込まれる空気室を持つ調理コンロを記述する。英国特許第2081888号は、モータ及びファンがコンロの上に位置する熱電対により駆動される、コンロの煙突内にモータ及びファンが位置する固形燃料加熱コンロを記述する。米国特許第5544488号は、加熱源の上の熱電対により電力が付与されるファンであって、部屋に関する加熱源により加熱された空気を送るための、外部的に加熱源に取り付けられたファンを記述する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、従来技術の幾つかの又は全ての利益を凌駕する、改善された効率及び低コストの固形燃料燃焼コンロを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一つの観点によると、本発明は、燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むファンと、当該ファンを駆動するための再充電可能な電力源と、前記ファン及び前記再充電可能な電力源へ電力を供給する熱電素子とを有する、固形燃料携帯コンロを提供する。
【0007】
他の観点によると、本発明は、燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むため当該燃焼室に隣接して位置する羽根車及び電気モータを有するファンと、当該ファンを駆動するための電力源と、前記燃焼室からの熱から前記モータを遮断するために、前記電気モータと前記燃焼室との間に位置する熱シールドとを有する、固形燃料携帯コンロを提供する。
【0008】
他の観点によると、本発明は、燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むファンと、前記燃焼室に近接する第1の活性面、及び前記ファンからの冷気を受ける第2の活性面を持つ、前記ファンへ電力を供給するための熱電素子とを有する、固形燃料携帯コンロを提供する。
【0009】
本発明の実施例が、図を参照して例示的にこれから説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
図1を参照すると、「無煙」コンロ10は、実質的に円筒状のハウジング11と、当該ハウジングの上部内に形成され調理面として使用するための概略オープンな頂上端部15を持つ燃焼室12とを有する。概略オープンな頂上端部15は、頂上部に鍋のような調理の器を支持する多くの支柱13等を含む。概略オープンな頂上端部15は、上部方向に熱の効率的な出口を依然許容しながら、調理の器を更に支持するためのメッシュ、グリッド又は他の開口構造(図示せず)により少なくとも部分的に囲まれてもよい。「無煙」という表現は、ここでは強制的な対流を使わず従って非常に低い燃焼温度を持つコンロと比較したとき、任意の所与の燃料に対する大幅に低減された煙出力を示すように用いられる。
【0011】
ハウジング11は、空気の入り口となる下端部に一連の空気流入口14を含み、これは、これ以降説明されるように燃焼室12を通る強制的な対流のために用いられる。コンロ10は、ハウジング11上のブラケット(図示せず)に着いてもよい取り外し可能な取っ手(図示せず)を具備してもよい。燃焼室12の一連の上部空気口16は、図1においても見えるであろう。
【0012】
図2は、コンロ20の第1実施例の内部配置を示す。燃焼室12は、燃焼室の垂直壁内に一連の上部空気口23と、一連の下部空気口22とを持つ内部円筒容器21により規定される。環状空間が、ハウジング11と内部円筒室21の垂直壁との間に形成され、予熱室として働く。前記環状空間は、空気の経路を供給するシーツ間の離隔を維持する型抜きリブ24bを持つ一連の円筒金属シート24aを好ましくは有する空気分配器24で満たされる。金属シート24aは、空気の流れを案内し、燃焼室12へ熱を戻し、上部の空気口23を通って燃焼室に入る空気を予熱し、外面11が触れても安全であるように操作中に充分冷えたままであることを保証する。前記円筒状の金属シートは、支持構造24cにより定位置に保持される。
【0013】
円筒容器21のベースは、ハウジング11の中間室26及び下部室27に向かって熱の放射が降りていくことを低減する熱シールドとして働く熱絶縁構造体25を含む。中間室26及び下部室27は、開口部29を持つ壁28により分離されている。開口部29を通って空気を送るようにする羽根車を形成する一体の外向放射羽根53と中心モータ52とを持つ薄型のファン50が、開口部29に隣接して取り付けられる。中心モータ52は、他の熱シールド素子51のより好ましくは保護され、当該他の熱シールド素子51は、当該モータ上に配されるアルミフォイルのような熱反射材料の薄い層である。下部室27は、空気流入口14を含むハウジング11により境界付けられている。
【0014】
使用時、ファン50は、空気流入口14を通って空気を引き込み、開口部29を通って中間室26へ空気を送る。中間室26は、空気を前記環状空間及び空気分配器24へ供給するための分配室として働く。空気を暖めるために空気分配器24のシーツ24a間に空気が流れ、燃焼室12の下部及び上部空気口22、23へ空気が向かう。
【0015】
燃焼室12からの熱は、熱絶縁構造体25により下方への放射が大幅に防止され、空気分配器24内の反射シーツ24aにより燃焼室12へ放射状に反射もされる。加えて又はその代わりに、ハウジング11の壁の内部面が同じ目的を達成するために、高反射のもので出来ているか、又は高反射材料でコーティングされてもよい。よって、空気分配器24を通過する空気は、燃焼室12の熱により予熱される。
【0016】
図2のコンロの設計の特筆すべき利点は、通常プラスチック部品を含む非常に低コストのモータ52を使って、熱絶縁構造体25及び反射器51を有する熱シールドによりコンロの熱から保護されるので、ファン50がコンロのコンパクトな設計のために燃焼室12の近くに位置することができる、ということである。ファンの羽根53又は羽根車は、モータ52の半径方向で外側に向いているので熱反射器51によりブロックされない。これらファンの羽根も、アルミフォイルのような熱反射材料から作られるか、熱反射材料により覆われることも可能である。
【0017】
一つの実施例では、ファン50は、5Vモータとコンパチブルな3から7Vの電力源(図示せず)により駆動される1Wのブラシレス直流ファンを有する。他の実施例では、ファンは、8から14Vの電力源(図示せず)により駆動される12Vファンである。電力源は、コンロのベースからアクセスできる内部に取り付けられたバッテリでもよいし、又は利用可能な外部の電力源でもよい。テストでは、コンロ11は、1000℃より高い燃焼温度で甚大な煤煙なしに、4分内で1リットルの水を沸騰できることを示した。食べ物は、低めの電圧レンジで煮てもよいし、高めの電圧レンジでたぎらせてもよく、これにより良好な調理制御が提供できる。
【0018】
図3は、コンロ30の第2実施例の内部配置を示す。燃焼室12、内部円筒容器21、下部の空気口22、上部の空気口23、空気分配器24、熱絶縁構造体25、下部室27、壁28、開口部29及びファン50が図2に関連して説明されたようにある。
【0019】
中間室26は、ファン50からの冷気を受けるように位置づけされた第2活性面と、燃焼室12に近接する第1活性面とを持つ熱電素子31を具備する。示されている好ましい装置では、前記熱電素子の第2の活性面は、前記ファンにより冷却されるヒートシンク32の一部を形成するか、当該ヒートシンク32と直接熱的に協力する。前記熱電素子の第1活性面は、絶縁構造体25又は燃焼室12の下部の壁と直に接触してもよい。熱電素子31は、第1の活性面で利用可能な温度を増大するために、絶縁構造体25に組み込まれてもよい。熱電素子31及びヒートシンク32の熱シールド効果の観点から、モータ52に対する別体の熱シールドはこの構成で必要とされなくてもよい。
【0020】
熱電素子31は、熱電対又はペルチェ素子のような、熱エネルギを電気エネルギに変換するのに適切な任意の装置である。斯様な熱電素子は通常、当該装置の第1及び第2活性面の間の当該装置間の熱勾配に基づいて電圧を発生する。前記熱電素子は、電力をファン50へ供給する。使用時、前記ファンは、空気分配器24だけでなく熱電素子31及びヒートシンク32への空気の流れを供給する。このような態様で、熱電素子の第2の活性面は大幅に低い温度に保たれ、前記熱電素子から利用可能な電力を増やし、燃焼室12への利用される空気を増やすだろう。
【0021】
電子制御ユニット33も下部室27に収容されていて、ここでコンロの熱から保護されている。当該制御ユニットの機能は、図4a−4dに関連してここで説明される。
【0022】
電子制御ユニット33は、好ましくは4つの可能なモードの各一つにおいてコンロを制御するように構成されたコントローラ41及び再充電可能なバッテリ40を含む。好ましい実施例においては、電子制御ユニットは、例えば火の熱のような、感知される動作状況によって、順に前記4つのモードの各々を自動的に行う。温度センサ(図示せず)が燃焼の熱を測定するために使用されてもよいし、又は熱電素子31の電気的出力から、このことが推論されてもよい。
【0023】
図4aに示され「始動」モードと名づけられた、第1のモードは、熱電素子31から(充分な)電力が利用可能でないときでさえ、再充電可能なバッテリ40からの電力がファン50を駆動するために用いられる。このようにして、燃焼室12内で燃焼する燃料は、非常に速く適切な高温度に達することができ、コンロの始動段階での煙及び他の有害物の放出をかなり低減できる。
【0024】
図4bに示され「充電」モードと名づけられた、第2のモードは、温度が適切なレベルに達したときトリガされる。第2のモードでは、燃焼室12の燃料は充分な温度で燃えるので、熱電素子31が前記燃焼室への適当な強制的対流を維持するためにファン50への充分な電力より多くの電力を供給でき、よって、バッテリ40を再充電するのに充分な電力をも供給する。
【0025】
図4cに示され「通常」モードと名づけられた、第3のモードは、バッテリがフルチャージの状態に戻るとき、トリガされる。第3のモードでは、燃料室12の燃料は充分な温度で燃えるので、熱電素子31が燃焼室12への適当な強制的対流を維持するためのファン50への少なくとも充分な電力を供給できる。バッテリは充分にチャージされ、過度の電力はツェナーダイオード53を通って迂回される。
【0026】
図4dに示され「冷却」モードと名づけられた、第4のモードは、例えば前記燃焼室において燃料の枯渇のために温度が下がるとき、トリガされる。第4のモードでは、ファン50は終わってしまった燃焼を保持する必要はもはやない。このモードでは、バッテリ40は絶縁され、熱電素子31から利用可能な電力は、バッテリ40を放電することなく総じて単にコンロの冷却を加速するためにファン50へ向けられる。これは、前記燃焼室からの残りの熱がハウジング11内に蓄積することを防ぎ、前記熱電素子、ファン及び電気的制御回路の何れか一つ又は幾つかが損傷する可能性を防ぐ。第4モードにより供給される加速化された冷却は、更に速く、燃焼するリスクなしに安全に移動又は持ち運べることを保証するコンロの可能性をも助ける。
【0027】
可変抵抗又は他のコントローラ42は、モータスピードを制御し、従ってコンロの調理温度を制御するのに用いられる。コントローラ41は好ましくは、熱電素子31から利用可能な供給電圧に関係なく、バッテリ充電のための安定した電圧供給を付与し、ファンを駆動するために充分な高電圧を供給するために適当なDC−DCコンバータである。図4a乃至4dで付与される温度、電力、電流の数値的例は、単なる例示的な実施例を示している。
【0028】
図3及び図4の実施例では、使用する再充電可能なバッテリは好ましくは、カドミウム及びリチウムがない、非常に低い自己放電を持つアルカリ性の種類のバッテリである。
【0029】
図5は、ツェナーダイオード53が電力出力手段60、DC−DCコンバータ62及び電圧比較器61により置き換えられた他の実施例の図を表す。出力手段60における電力出力が、コントローラ41及び比較器61を介して熱電素子31により供給される。前述したように、動作の第3モードでは、燃焼室12の燃料が充分な温度で燃えるので、熱電素子31は燃焼室12への適当な強制的対流を維持するためにファン50への少なくとも充分な電力を供給できる。この「通常」モードでは、バッテリ40は充分に充電され、前記熱電素子により発生された過度の電力は電力出力手段60に向けられる。
【0030】
例えば、充分な電力が利用できるとき、熱電素子の電圧は、約3Vを越えてまで上昇するだろう。この上昇は、DC−DCコンバータ62を有効にする電圧比較器61により検出される。前記DC−DCコンバータは、出力部62で要求された電圧(又は電流)を発生する。前記DC−DCコンバータは、前記熱電素子からの電圧を約3Vまで低減するのに充分な電力を発生するように構成される。発信を防ぐ標準的な回路予防手段(図示せず)が適用されてもよい。
【0031】
一つの例では、装置は適当なラジオでもよい。
【0032】
他の例では、装置は、コンロが動作する一方で有効に再充電できる携帯電話でもよい。これは、装置を駆動する又は再充電するための電力源の利用可能性が制限される場合特に有益である。
【0033】
これらの例では、電圧比較器は、ファン50の動作、よってコンロの動作を可能にしながら、過度の電力だけが出力部で利用可能であることを保証する。
【0034】
さらに、他の実施例では、装置(D)は、白色発光ダイオード(LED)の形式の発光部品である。斯様な装置の利点は、比較器61及びコンバータ62を必要とすることなく、電圧を効果的に調節することである。したがって、コンロが動作の第3モードに達したとき自動的に電源が入る常時組み込まれた又は着脱可能な発光装置(図5に図示せず)をコンロが備えてもよい。
【0035】
これは特に、コンロがしばしば使われる日暮れ又は夕方のときに、料理をするのに有効である。特に、木の燃焼コンロを使用する前述の25億もの人々は、電気がないか限られているので、日暮れ又は夕方に料理する。日が沈み、コンロが加熱され、第1及び第2モードがサイクルする。いったん第3モードに達すると(すなわち、バッテリ40がフルチャージされると)、これらのLEDがスイッチオンされ、幾つかの有効な人工光を提供する。
【0036】
テストでは、アルカリ性バッテリ40の再充電要件が、多くの白色発光ダイオード及び携帯装置の駆動要件とよく整合していることがわかった。例えば、熱電素子31は、30mAの電流で3.5V白色LEDを駆動するのに充分な電力を出力する。事実、テストは、通常モードで発生した過度の電力により、このタイプの5個から10個の間の白色LEDが点灯することを示した。
【0037】
当業者らは、熱電素子により発生する過度の電力が熱電素子自体の仕様の一部に依存することを容易に理解するだろう。例えば、適当に大きな潜在的な電力出力を持つ素子が、予想されるアプリケーションの電力又は再充電要件に依存して選択されてもよい。
【0038】
したがって、コンロは、装置を駆動する又は再充電するのに適した2次的電力源を提供してもよい。
【0039】
上述のコンロのデザインの大きな利点は、結局コンパクトなコンロとなるように、燃焼室からわずかな距離におかれても、ファンが直の熱源から充分に保護されるので、プラスチック部品を持つ安価で大量に生産されるモータが使用されてもよいということである。斯様なモータは、更にもっと信頼でき、寿命が長いことがわかった。供給する空気の流れにモータを位置させることは、モータが自己冷却し、熱電素子の冷却側を冷却するために便宜的に用いることができる。
【0040】
他の実施例は、意図的に添付の特許請求の範囲の請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】図1は、調理用に適した高効率の携帯コンロの平面図を示す。
【図2】図2は、図1のコンロの第1の実施例の内部を詳細に示した概略的断面図を示す。
【図3】図3は、図1のコンロの第2の実施例の内部を詳細に示した概略的断面図を示す。
【図4a】図4aは図3のコンロの異なる動作のモードの一つを例示する一連の概略配線図の一つを示す。
【図4b】図4bは図3のコンロの異なる動作のモードの一つを例示する一連の概略配線図の一つを示す。
【図4c】図4cは図3のコンロの異なる動作のモードの一つを例示する一連の概略配線図の一つを示す。
【図4d】図4dは図3のコンロの異なる動作のモードの一つを例示する一連の概略配線図の一つを示す。
【図5】図5は、過度の電力を装置へ供給できるコンロの他の実施例の概略的配線図を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むファンと、当該ファンを駆動するための再充電可能な電力源と、前記ファン及び前記再充電可能な電力源へ電力を供給する熱電素子とを有する、固形燃料携帯コンロ。
【請求項2】
前記燃焼室へ空気を送り込むため前記燃焼室に隣接して位置する羽根車及び電気モータを有するファンを有し、更に前記電気モータと前記燃焼室との間に位置する熱シールドとを有する、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項3】
前記熱シールドは、前記電気モータ上に位置する熱反射材料の薄いフィルムである、請求項2に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項4】
前記熱シールドは、前記羽根車の羽根上に位置する熱反射材料の薄いフィルムを有する、請求項3に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項5】
前記熱電素子は、前記燃焼室と前記ファンとの間に位置し、前記熱電素子は、前記燃焼室に近接する第1の活性面、及び前記ファンからの冷気を使用時に受ける第2の活性面を持つ、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項6】
前記熱電素子の第2活性面と熱的に接触するヒートシンクを更に含む、請求項5に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項7】
前記再充電可能な電力源は再充電可能なアルカリ性バッテリである、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項8】
前記熱電素子間の温度勾配が前記燃焼室への強制的な対流のために適当な電力を供給するのに不充分であるとき、前記ファンへ駆動電力を供給する電気的制御回路を含む、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項9】
前記電気的制御回路は、前記熱電素子間の温度勾配が前記燃焼室への強制的な対流のために適当な電力を供給するのに充分な温度勾配より大きいとき、前記再充電可能な電力源へ再充電電力を供給する、請求項8に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項10】
前記電気的制御回路は、前記熱電素子間の温度勾配が充電電力を供給するのに充分であるとき、前記再充電可能な電力源へ再充電電力を供給する、請求項8に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項11】
前記電気的制御回路は、前記再充電可能な電力源が前記ファンを駆動するための電力を供給するために使用される第1のモードと、前記熱電素子が前記ファンを駆動し、前記再充電可能な電力源を再充電するための電力を供給するために使用される第2のモードと、前記熱電素子が前記ファンを駆動するための電力を供給するために使用される第3のモードと、前記再充電可能な電力源が絶縁され、前記熱電素子からの利用可能な電力が前記ファンを駆動するために使用される第4のモードとを自動的に順に行う、請求項8に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項12】
前記ファンは、DCブラシレスモータと、当該DCブラシレスモータに結合された羽根車とを有する、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項13】
前記熱電素子の可変電圧出力から、バッテリ充電のために安定した電圧を供給し、前記ファンを駆動するのに充分な高電圧を供給するDC−DCコンバータを含む、請求項12に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項14】
前記コンロ内の前記燃焼温度を制御するために前記ファンへ可変駆動電力を供給する電気的制御回路を含む、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項15】
前記燃焼室の周りに置かれた予熱室を含み、前記ファンから前記燃焼室への空気流通を供給し、前記予熱室は、前記燃焼室から放射された熱を前記燃焼室へ向かって反射させる熱反射器を含む空気分配器を有する、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項16】
燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むため当該燃焼室に隣接して位置する羽根車及び電気モータを有するファンと、前記ファンを駆動するための電力源と、前記燃焼室からの熱から前記電気モータをシールドするために前記電気モータと前記燃焼室との間に位置する熱シールドとを有する、固形燃料携帯コンロ。
【請求項17】
前記電気モータはブラシレスDCモータである、請求項16に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項18】
前記コンロ内の前記燃焼温度を制御するために前記ファンへ可変駆動電力を供給する電気的制御回路を含む、請求項16に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項19】
燃焼用の燃料を含むための燃焼室と、当該燃焼室へ空気を送り込むファンと、前記燃焼室に近接する第1の活性面、及び前記ファンからの冷気を受ける第2の活性面を持つ、前記ファンへ電力を供給するための熱電素子とを有する、固形燃料携帯コンロ。
【請求項20】
電力出力手段を有し、電力を前記ファン及び前記再充電可能な電力源へ供給するための前記熱電素子がまた電力を前記電力出力手段を介して装置へ供給する、請求項1に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項21】
前記電力出力手段は、更に電圧比較器を有する、請求項20に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項22】
前記電力出力手段は、更にコンバータを有する、請求項21に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項23】
前記装置は、発光部品である、請求項20、21又は22に記載の固形燃料携帯コンロ。
【請求項24】
前記発光部品は、少なくとも1つの発光ダイオードを有する、請求項23に記載の固形燃料携帯コンロ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4a】
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【図4b】
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【図4c】
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【図4d】
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【図5】
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【公表番号】特表2008−534904(P2008−534904A)
【公表日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−503656(P2008−503656)
【出願日】平成18年3月27日(2006.3.27)
【国際出願番号】PCT/IB2006/050920
【国際公開番号】WO2006/103613
【国際公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【出願人】(590000248)コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)