(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料入りの缶を誘導加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに電力を供するインバータと、缶に当接したローラを回転駆動するモータ、缶の表面温度を測定する缶表面温度センサおよびこの缶表面温度センサの出力を入力とし、前記インバータとモ−タの回転を制御する制御手段とを備え、この制御手段によりモ−タを駆動して缶を回転させるとともに、インバータの出力を低出力として、缶を所定時間加熱し、当該時間内に缶表面温度センサの出力をサンプリングして、缶の表面温度を測定し、該温度の最高値と平均温度との温度差を演算し、その温度差を予め定められたデータと比較し、この比較結果に基づいて接着缶であるか、接着缶以外の缶であるかを判別することを特徴とする飲料缶の誘導加熱装置。
【請求項２】
飲料入りの缶を誘導加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに電力を供するインバータと、缶に当接したローラを回転駆動するモータ、缶の表面温度を測定する缶表面温度センサおよびこの缶表面温度センサの出力を入力とし、前記インバータとモ−タの回転を制御する制御手段とを備え、この制御手段によりモ−タを駆動して缶を回転させるとともに、インバータの出力を低出力として、缶を所定時間加熱し、当該時間内に缶表面温度センサの出力をサンプリングして、缶の表面温度を測定し、該温度の最高値と平均温度との温度差を演算し、その温度差を予め定められたデータと比較し、この比較結果に基づいて接着缶であるか、接着缶以外の缶であるかを判別し、缶の種類に応じた加熱パターンで缶を所望の温度に加熱することを特徴とする飲料缶の誘導加熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の缶飲料の誘導加熱装置において、接着缶であると判別された缶の加熱パターンは、缶の接着部位に沿って渦電流が集中する期間はインバータを低出力に制御し他の部位は所定の高出力に制御する高低出力の組み合わせにより形成することを特徴とする缶飲料の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コーヒー等の缶飲料を電磁誘導加熱して販売する自動販売機の缶飲料の誘導加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来装置として飲料入りの缶を誘導加熱して短時間で飲料を所望の温度する缶飲料の誘導加熱装置を備えた自動販売機が知られている。ところが、飲料缶は金属板を円筒状に成形し、継ぎ目を溶接、もしくは接着剤で接着して構成されている。この継ぎ目を溶接した缶が溶接缶であり、接着した缶が接着缶である。このような接着缶を誘導加熱した場合、接着剤で接合された金属間に電位差を生じアークが発生したり、局部加熱により缶が損傷する恐れのあることが知られている。
【０００３】
そこで、缶の種類、すなわち接着缶であることを検出して適切な誘導加熱制御を行うようにした従来装置として特開平１０−３３４３３６号公報に開示されたものがある。この公開公報に開示された発明は、誘導加熱される缶の両サイドに２個のサーチコイルを配置して、それぞれのサーチコイルに並列コンデンサを接続するとともにサーチコイルと並列コンデンサとによる共振回路に励振回路を接続して、サーチコイルと並列コンデンサとを共振させてその共振周波数を検出して２個のサーチコイルの共振周波数を比較する手段を有し、缶が接着缶である場合は接着部がサーチコイルに対向する位置ではサーチコイルのインダクタンスが変化して共振周波数が変化することを利用して、共振周波数に差が生じた場合は缶を接着缶であると判断し、この検出結果に基づいて缶の種類に応じた誘導加熱制御を行うように構成されている。
【０００４】
また、同公報によれば接着缶を誘導加熱する際は、缶を正逆回転させて接着部が誘導コイルから離れた位置になるようにして加熱する方法、および缶の回転は一定方向にしておき誘導コイルの入力を制限して接着部が局部過熱しないようにゆっくりと加熱する方法が提示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の構成では、接着缶を検出するためにサーチコイル、および励振回路、共振周波数比較手段を用いるためにコストアップになる問題があり、誘導コイルの入力を制限するやり方では加熱に時間がかかる問題がある。
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、飲料缶の種類を簡単かつ確実に判別することを第一目的とし、第二の目的は、缶の種類を判別するために必用な設備コストを低減するとともに、加熱時間を短縮できる缶飲料の誘導加熱装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、飲料入りの缶を誘導加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに電力を供するインバータと、缶に当接したローラを回転駆動するモータ、缶の表面温度を測定する缶表面温度センサおよびこの缶表面温度センサの出力を入力とし、前記インバータとモ−タの回転を制御する制御手段とを備え、この制御手段によりモ−タを駆動して缶を回転させるとともに、インバータの出力を低出力として、缶を所定時間加熱し、当該時間内に缶表面温度センサの出力をサンプリングして、缶の表面温度を測定し、該温度の最高値と平均温度との温度差を演算し、その温度差を予め定められたデータと比較し、この比較結果に基づいて接着缶であるか、接着缶以外の缶であるかを判別することを特徴とする。
【０００７】
缶を誘導加熱して中身の飲料を加熱する際に缶を一様に加熱するため、及び缶から飲料への熱伝達を良くするためには缶を回転させて缶に一様に入熱させるとともに、中身の飲料を攪拌して熱伝達を良くすることが有効である。缶を回転させるやり方としては一般的に缶を横倒しにしてローラの上に載置してローラを回転させることにより缶を回転さている。そして誘導コイルは缶胴部に沿ってレーストラック状に巻回される。しかしながらこのレーストラック状の誘導コイルで胴部が接着剤で接着された接着缶を加熱すると、接着部が誘導コイルに対向する位置では図５に示すように缶に流れる渦電流は接着部に沿って上下に分かれて流れ網目囲いで示す接着部を集中して加熱する。そして接着部が誘導コイルと対向する位置から外れると缶の渦電流は誘導コイルと対向する缶表面に沿って流れ局部に集中する加熱は生じ無くなる。従って缶を回転させながら誘導加熱すると図６に示すように接着部では高温になりその他の部分では接着部よりかなり低い温度になる。
【０００８】
このことから上記構成により缶を加熱する際に始めに低入力で接着部が局部過熱されても損傷しない程度に加熱することにより、接着缶では高温部と低温部とが検出されその温度差が予め実験で求めておいた接着缶として判別される値を越えればその缶は接着缶であると判断することが可能になり、前記温度差が接着缶として判別される値を越えなければ溶接缶であると判断することが可能になる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明のように、飲料入りの缶を誘導加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに電力を供するインバータと、缶に当接したローラを回転駆動するモータ、缶の表面温度を測定する缶表面温度センサおよびこの缶表面温度センサの出力を入力とし、前記インバータとモ−タの回転を制御する制御手段とを備え、この制御手段によりモ−タを駆動して缶を回転させるとともに、インバータの出力を低出力として、缶を所定時間加熱し、当該時間内に缶表面温度センサの出力をサンプリングして、缶の表面温度を測定し、該温度の最高値と平均温度との温度差を演算し、その温度差を予め定められたデータと比較し、この比較結果に基づいて接着缶であるか、接着缶以外の缶であるかを判別し、缶の種類に応じた加熱パターンで缶を所望の温度に加熱することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の判別方法を利用することにより判別された飲料缶の種類に応じて適切に加熱することができる。
また、請求項３記載の発明のように、請求項２記載の缶飲料の誘導加熱装置において、接着缶であると判別された缶の判別後の加熱パターンは、缶の接着部位に沿って渦電流が集中する期間はインバータを低出力に制御し他の部位は所定の高出力に制御する高低出力の組み合わせにより形成することができる。
【００１１】
上記構成により接着缶の接着部が誘導コイルと対応する位置を通過中は誘導コイルの入力を低入力にして接着部が過熱しないようにして接着部が誘導コイルと対向する位置から外れると誘導コイルの入力を高入力にするように制御できるので接着缶を損傷すること無く缶の回転により加熱される部位５１を略均一に加熱することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態の主要部の加熱手順を示すフローチャート図であり、図２はこの発明の装置の構成図、図３は図２の側面図、図４加熱装置のは制御ブロック図を示す。この図１〜図４において、１は飲料５入りの缶５０の胴部の一部分に沿って配備され缶５０を誘導加熱する誘導コイル、２は缶５０を回転させるローラ、３は缶５０を押さえる押えローラ、４はローラ２の駆動モータ、６は誘導コイル１に電力を供給するインバータ、７は缶表面温度を測定する缶表面温度センサ、８は誘導コイル１の背面の磁束の漏洩を遮蔽するフェライトコア、２０はこの装置を自動で運転するための中央制御部、２１は缶表面温度センサ７の出力信号を受信して最高温度の検出及び平均温度の演算を行い最高温度と平均温度との差を演算して予め入力された判別データベース２４のデータと比較して缶の種類を判別するとともに、缶が所望の温度に達したことを検出する比較判別部、２２は低入力での加熱時間、および全加熱時間のバックアップを行うタイマ、４１はモータ４の可変速駆動を行う駆動部、４２は駆動部４１に指令を発信する制御部、４３は缶５０の回転数を記憶する回転数記憶部を示す。
【００１３】
この実施例における誘導加熱装置の構成は図２、図３に示すように、飲料５入りの缶５０は横倒しにして駆動モータ４により駆動されるローラ２の上に載置されており、誘導コイル１は缶の胴部に沿ってレーストラック状に巻回され、インバータ６から高周波電流を供給されて缶に渦電流を誘起して缶を加熱する。この加熱の際、ローラ２から缶５０に動力が伝達されて缶５０は回転しており、また缶５０とローラ２との滑りを無くするため押えローラ３により缶５０は押圧されている。加熱中の缶５０の温度は缶表面温度センサ７により検出される。このように加熱中は缶５０を回転させることにより誘導コイル１から缶５０への入熱を一様にすることができる。
【００１４】
上記の構成で缶５０を加熱する際の加熱手順について図１のフローチャート図、および図４の制御ブロック図を用いて説明する。先ず最初はステップＳ１でモータ４を低速にして缶を低速回転させて、ステップＳ２でインバータ６の出力を低出力にして低入力で誘導コイル１から缶５０に入熱する。この低入力の運転をタイマ２２により設定した所定時間継続した後、ステップＳ３で缶の温度を缶表面温度センサ７で全周に渡って計測し、ステップＳ４で比較判別部２１により缶５０の１周の２点以上をセンシングしてその平均温度Ｔａｂｅ℃とその中の最高温度Ｔｍａｘ℃を演算し、Ｔｍａｘ℃−Ｔａｂｅ℃＝Ｔｄｉｆｆ℃を求めて、ステップＳ５で缶判別データベース２４からのデータと比較する。ここで缶判別データベース２４には、実験により予め定められたデータａが格納されており、このデータａはａ＜Ｔｄｉｆｆ℃の場合は接着缶、ａ＞Ｔｄｉｆｆ℃の場合は接着缶以外と定められており、ステップＳ５において缶５０が接着缶であるかそれ以外のものであるかを判別する。次に缶５０が溶接缶であると判断されると、ステップＳ６で中央制御部２０からモータ制御部４２に高速回転で運転するよう指令を出しモータ駆動部４１を通してモータ４を高速で回転させ、ステップＳ７でインバータ制御部６２へ高出力になるように指令を発してインバータ駆動部６１を介してインバータ６を高出力で運転して、ステップＳ８の飲料温度Ｔ１が所望の温度になるまで運転してステップＳ９でインバータ６を停止して、ステップＳ１０でモーターをオフして加熱を完了する。
【００１５】
一方、ステップＳ５において、Ｔｄｉｆｆ℃＞ａ（缶判別データベース２４からのデータ）と判定された場合缶５０が接着缶である判断される。その際はステップＳ５のＮＯの側に進みステップＳ１１で接着部が誘導コイルに対向する位置を通過するタイミングと、誘導コイルから外れるタイミングを中央制御部２０で演算するとともに、ステップＳ１２でそのタイミングに見合ったインバータの出力の高低のパターンを演算して、ステップＳ１３でモータ４の回転数をアップし、ステップＳ１４でインバータ６をオンにして前記出力パターンに合わせてインバータ６の出力を制御し、ステップＳ８の缶が所望の温度になるまでインバータを運転続行してステップＳ９でインバータ６を停止して、ステップＳ１０でモータ４を停止して加熱を完了する。
なお、高低速の回転数は予め実験的に求めたデータを回転数記憶部４３に記憶しておき、そのデータをモータ制御部に呼び出してモータの回転数を決めている。
【００１６】
【発明の効果】
前述したように請求項１記載の発明によれば、接着缶のように接合部が電気的に絶縁されている缶を確実に判別することができる。また、請求項２記載の発明によれば、接着部が局部過熱することにより発生する缶焦げや中身飲料が洩れるなどの事故を未然に防止する適切な処置を取ることができ、そして請求項３記載の発明によれば、接着缶であっても接着部を加熱す際は低入力で加熱し、その他の部位は高入力で加熱することにより接着缶の加熱が行えるようになるばかりでなく、加熱時間も余り延長しなくても缶を所望の温度に加熱することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の主要部の加熱手順を示すフローチャート図
【図２】この発明の装置の構成図
【図３】図２の側面図
【図４】制御ブロック図
【図５】接着缶の接着部が誘導コイルに対向する位置にある場合に誘起する渦電流と加熱が集中する部位を示す図
【図６】接着缶を一定入力で誘導加熱した際のの缶周方向の表面温度分布図
【符号の説明】
１            誘導コイル
２            ローラ
３            押えローラ
４            駆動モータ
５            飲料
６            インバータ
７            缶表面温度センサ
８            フェライトコア
２０            中央制御部
２１            比較判別部
２２            タイマ
２４            缶判別データベース
４１            モータ駆動部
４２            モータ制御部
４３            回転数記憶部
６１            インバータ駆動部
６２            インバータ制御部
【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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