(57)【要約】【課題】本発明は、空き缶を投入された場合でも安全な加熱を行える飲料缶の加熱装置および加熱装置の制御方法を提供するものである。【解決手段】飲料缶の表面温度を検知する検知手段を設け、加熱前の飲料缶の表面温度と、極小出力で加熱後の飲料缶の表面温度との差に基づいて、飲料缶の中身量を算出する。中身量が少ないと判断した場合には加熱を停止することにより、安全な加熱を行える。中身量が所定の量以上ならば通常の加熱主力とすることにより、加熱時間を短縮する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱を利用して飲料缶を加熱する加熱装置であって、出力量を変えられるインバータと、
飲料缶の表面温度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された表面温度の変化量により飲料缶の中身量を算出する中身量算出手段と、
前記中身量算出手段で算出された中身量によって前記インバータの動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記中身量算出手段で飲料缶の中身量を算出するまでは前記インバータの出力を極小とすることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記中身量算出手段で算出された飲料缶の中身量が所定の量より少なければ、前記インバータの出力を停止させることを特徴とする請求項１または２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記中身量算出手段で算出された飲料缶の中身量が所定の量以上ならば、前記インバータの出力を増大させることを特徴とする請求項１ないし３の内いずれか１項記載の加熱装置。
【請求項５】
出力を変えられるインバータによって、飲料缶を加熱する加熱装置の制御方法であって、
初期の飲料缶の温度を取得する初期温度取得ステップと、
初期のインバータ出力を決定するインバータ初期出力決定ステップと、
所定時間の加熱後に飲料缶の温度を取得する加熱後温度取得ステップと、
前記初期温度取得ステップにより取得された飲料缶の温度と、前記加熱後温度取得ステップにより取得された飲料缶の温度の変化量に基づいて飲料缶の中身量を算出する中身量算出ステップと、
前記中身量算出ステップにより算出された中身量が所定量より少なければインバータによる加熱を停止させ、前記中身量算出ステップにより算出された中身量が所定量以上ならばインバータ出力を増大させて加熱するインバータ出力再計算ステップと、を有することを特徴とする加熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導加熱により販売時に飲料缶を適温まで急速加熱して提供する飲料缶自販機に搭載される加熱装置および加熱装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加熱装置および加熱装置の制御方法においては、飲料缶のバーコードを読み取り、読み取ったバーコードで示される飲料缶の種類に基づいて、飲料缶の種類に応じてあらかじめ定められた最適な加熱時間と出力で加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、飲料缶の温度を検知して最適な加熱出力を決定し、販売適温を越えていると加熱を即時停止するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２２２７４１号公報（第２−３頁、図１−３）。
【特許文献２】
特開平９−９１５２３号公報（第３−４頁、図１、図２）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近の飲料缶の自動販売機においては、利用者がいったん購入した後に、自分で購入した飲料缶を自動販売機内に搭載された加熱装置に投入して加熱するものが増えてきている。
このような自動販売機においては、誤ってまたはいたずらで空き缶を投入された場合も想定した、加熱装置および加熱装置の制御方法を提供する必要がある。飲料缶が空の場合には、加熱対象は飲料缶のみである。飲料缶は鉄やアルミニウムなどの金属で構成されており、加熱による温度上昇度合いが極めて高い。一方、飲料缶の中に飲料がある場合は熱容量が十分大きいため、温度上昇度合いは低い。
【０００５】
図６は飲料缶の表面温度の変化の様子を示す。ここでは中身がある飲料缶と中身が無い飲料缶の２種類の変化を同時に表している。インバータが動作していない（ＯＦＦ）時は、飲料缶の表面温度は変わらない。インバータの動作が始まる（ＯＮ）と、金属の特性上、ほぼ同時に飲料缶の表面温度も上昇するが、中身が無い飲料缶では温度上昇の率が高く、中身の十分詰まった飲料缶では温度上昇の率が低い。本発明はこの原理を利用している。
特許文献１記載の加熱装置および加熱装置の制御方法では、飲料缶の種類は判別できても、飲料缶の中身量は検知していない。空き缶を投入された場合に、最初から飲料缶の種類に応じて最適な加熱出力で加熱する加熱装置では、急激な温度上昇により発火して火災が起きる危険性がある。
【０００６】
特許文献２記載の加熱装置および加熱装置の制御方法では、飲料缶の温度は検知しているが、加熱を停止するのは販売適温を越えてからであるため、停止に至るまでに時間差が発生する。空き缶を投入された場合に最初からフルパワーで加熱すると、瞬時（０．５秒以内）に発火するため、やはり火災が起きる危険性がある。
本発明の課題は、空き缶を投入された場合においても火災事故が発生せず、かつ通常の加熱においては加熱時間が短くなる加熱装置および加熱装置の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の発明は、電磁誘導加熱を利用して飲料缶を加熱する加熱装置であって、出力量を変えられるインバータと、飲料缶の表面温度を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された表面温度の変化量により飲料缶の中身量を算出する中身量算出手段と、前記中身量算出手段で算出された中身量によって前記インバータの動作を制御する制御手段と、を有するものである。
第２の発明は、前記制御手段は、前記中身量算出手段で飲料缶の中身量を算出するまではインバータの出力を極小とするものである。
【０００８】
第３の発明は、前記制御手段は、前記中身量算出手段で算出された飲料缶の中身量が所定の量より少なければ、前記インバータの出力を停止させるものである。
第４の発明は、前記制御手段は、前記中身量算出手段で算出された飲料缶の中身量が所定の量以上ならば、前記インバータの出力を増大させるものである。
第５の発明は、出力を変えられるインバータによって、飲料缶を加熱する加熱装置の制御方法であって、初期の飲料缶の温度を取得する初期温度取得ステップ（図４のＳ１０１）と、初期のインバータ出力を決定するインバータ初期出力決定ステップ（図４のＳ１０２）と、所定時間の加熱後に飲料缶の温度を取得する加熱後温度取得ステップ（図４のＳ１０３）と、前記初期温度取得ステップにより取得された飲料缶の温度と、前記加熱後温度取得ステップにより取得された飲料缶の温度の変化量に基づいて飲料缶の中身量を算出する中身量算出ステップと（図４のＳ１０４）と、前記中身量算出ステップにより算出された中身量が所定量より少なければインバータによる加熱を停止させ（図４のＳ１０６）、前記中身量算出ステップにより算出された中身量が所定量以上ならばインバータ出力を増大させて加熱するインバータ出力再計算ステップ（図４のＳ２０１）と、を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である加熱装置の構成図である。
図１において、８は加熱装置全体を制御する制御ボックスである。制御ボックス８には缶温センサ１、バーコードリーダ２、インバータ６、回転モータ７が接続される。缶温センサ１は飲料缶４の表面温度を検知して、検知した温度を制御ボックス８に伝送する。バーコードリーダ２は飲料缶４の表面に刻印されたバーコード３を読み取って、読み取ったバーコードデータを、制御ボックス８に伝送する。インバータ６は制御ボックス８から指令を受けて飲料缶４を加熱するための加熱コイル５に電力を供給する。回転モータ７は制御ボックス８から指令を受けて、加熱中に飲料缶４を回転させる。
【００１０】
制御ボックス８は、伝送された飲料缶の表面温度やバーコードデータに基づき、インバータ６および回転モータ７の出力を決定し、インバータ６および回転モータ７に伝送する。加熱装置に投入された飲料缶４は、インバータ６が加熱コイル５に電力を供給すると同時に電磁誘導加熱の原理により加熱される。同時に回転モータ７によって円周方向に回転させられることにより、飲料缶４の当初の位置に関わらず、万遍なく温度が上昇する。
図２は、図１における制御ボックス８の構成を示す図である。
図２において、主制御部２５は、加熱装置の制御の流れを記憶しており、加熱装置の動作を制御する。飲料缶種類記憶部２０は、バーコードリーダ２で読み取ったバーコードデータに基づく飲料缶の種類を記憶する。飲料缶温度記憶部２１は缶温センサ１で検出した飲料缶の温度を記憶する。飲料缶中身量算出部２２は、飲料缶温度記憶部２１に記憶された加熱前の飲料缶の温度と、所定時間の加熱後の飲料缶の温度によって、飲料缶中身量を算出する。インバータ出力量テーブル２３は、飲料缶の種類に応じたインバータ出力値を記憶する。インバータ出力量決定部２４は、飲料缶中身量算出部２２で算出された飲料缶中身量と、インバータ出力量テーブル２３に記憶された飲料缶の種類に応じたインバータの出力値と、飲料缶種類記憶部２０に記憶された飲料缶の種類とに基づいて、インバータの出力量またはインバータの停止を決定する。インバータ出力量決定部２４が決定したインバータの出力量は主制御部２５を経由してインバータ６に伝達される。
【００１１】
図３は、インバータ出力量テーブル２３の例である。
バーコードは４桁から成り、バーコードの示す値が異なれば別々の飲料缶の種類を表す。バーコードが分かれば、飲料缶の種類は一意に決定できる。飲料缶の種類に応じて最適なインバータ出力量である電力量が設定されている。
たとえば、バーコード０００１を持つ飲料缶の種類はＡであり、これに対して最適なインバータ出力量である電力量は２．５ｋＷである。
インバータ出力量テーブル２３には、加熱に関わる別の情報、たとえば、飲料缶の種類に応じた適温や、飲料缶の最適な加熱時間が追加して登録されていてもよい（図示せず）。
【００１２】
図４は本発明に関わる加熱装置における制御の流れの一例を示すフローチャートである。この制御の流れは、図２における主制御部２５に記憶されており、加熱装置内に飲料缶が投入され、加熱の指令が外部より来ると作動する。なお、Ｓ１０１〜Ｓ２０２は処理の各ステップを表す。図５は、飲料缶の中身がある時と飲料缶の中身が無い時のそれぞれについて、加熱による飲料缶表面温度の推移を表している。
制御の流れを、図４を中心に、図１、図２、図５も参照しながら説明する。
まず、加熱装置の動作が開始されると、ステップＳ１０１では、加熱装置内に投入された飲料缶４に対して缶温センサ１で、飲料缶の表面の初期温度を検知する処理を行う。このときの温度をＴａとする。この値を飲料缶温度記憶部２１に記憶する。同時に、バーコードリーダ２で飲料缶４に刻印されたバーコード３を読み取り、飲料缶４の種類を取得し、飲料缶種類記憶部２０に記憶する。
【００１３】
ｔ０秒経過すると、ステップＳ１０２では、予め定めた極小出力でインバータ６が作動することにより、加熱コイル５による飲料缶４の加熱を開始する。この加熱は、（ｔ１−ｔ０）秒間であり、温度変化量を測定するため数秒程度の短時間とする。
次に、ステップＳ１０３では、缶温センサ１で飲料缶表面温度を検知し、その値をステップＳ１０４に移行する。飲料缶の中身があるときは、飲料缶表面温度はＴｂ、飲料缶の中身が無い時は、飲料缶表面温度はＴｃとする。
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で求めた飲料缶の温度と飲料缶温度記憶部２１に記憶していた初期の温度との差、すなわち温度変化量から飲料缶中身量を算出し、算出した中身量をステップＳ１０５に伝達する。飲料缶の中身があるときの、温度変化量は、Ｔｂ−Ｔａ、飲料缶の中身が無いときの温度変化量はＴｃ−Ｔａとなっており、この量の違いにより飲料缶の中身量を算出できる。
【００１４】
ステップ１０５では、算出された飲料缶の中身量を予め定めた基準値と比較し、中身量が所定の量より少なければステップＳ１０６に移行し、所定の量以上ならばステップＳ２０１に移行する。
中身量が所定の量より少ないと判断されたステップＳ１０６では、インバータ６の出力を停止させ、加熱装置も動作を終了する。
中身量が所定の量以上と判断されたステップＳ２０１では、飲料缶種類記憶部２０に記憶された飲料缶４の種類によって図３に示すインバータ出力量テーブル２３を参照して、インバータ出力量決定部２４がインバータ出力量を決定し、ステップＳ２０２に進む。なお、特に図示はしないが、バーコードが飲料缶に見つからないか、もしくはバーコードがインバータ出力量テーブル２３に登録されていない場合は誤った缶が投入されたと判断してインバータ６の出力を停止させ、飲料缶の加熱を停止する。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で決定したインバータ出力量に従ってインバータ６が加熱コイル５に電力を供給することにより飲料缶４を加熱する。加熱が（ｔ２−ｔ１）秒間続き、飲料缶の表面温度がＴｄに達するとインバータ６の出力を停止させ、飲料缶の加熱を停止する。
【００１５】
なお、ここで説明した実施の形態では、飲料缶に刻印されたバーコードを読み取り、飲料缶の中身の有無を検知した後に飲料缶の種類に応じた最適なインバータ出力としているが、バーコードリーダ２を持たないで、バーコードによる飲料缶の種類の識別を行わない構成も可能である。この場合、ステップＳ１０１においては、飲料缶４の種類の取得を行わず、ステップＳ２０１においては、飲料缶の種類に関わらず、一定のインバータ出力量とする。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、初期加熱により飲料缶の温度がどれだけ変化したかの変化量に基づき、飲料缶の中身量を算出して、中身の無い飲料缶に対しての加熱を中止できるので、いたずらや間違いにより空き缶が投入されても、発火による火災を防止できるという効果を奏する。中身のある飲料缶であることがわかれば、直ちに通常の加熱出力とするため、検知のために生じる加熱のロス時間はわずかである。飲料缶の中身量を検出するための重量センサが不要であり、加熱装置の構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明による一実施の形態を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明による一実施の形態で用いるインバータ出力量テーブルである。
【図４】本発明による一実施の形態の制御フローチャートである。
【図５】本発明を適用した加熱による飲料缶表面温度の変化の例を表す図である。
【図６】飲料缶中身量の違いによる飲料缶表面温度特性の例を表す図である。
【符号の説明】
１：缶温センサ
２：バーコードリーダ
３：バーコード
４：飲料缶
５：加熱コイル
６：インバータ
７：回転モータ
８：制御ボックス
２０：飲料缶種類記憶部
２１：飲料缶温度記憶部
２２：飲料缶中身量算出部
２３：インバータ出力量テーブル
２４：インバータ出力量決定部
２５：主制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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