JPH02247795A - 自動販売機の誘導加熱装置 - 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 本発明はコーヒー等の缶飲料を誘導加熱してＨＯＴ販売
する自動販売機の誘導加熱装置に関するものである。

従来の技術 近年、誘導加熱技術を応用し、缶飲料を販売時に瞬時加
熱し、ＨＯＴ販売する自動販売機が提案されている。こ
の種の自動販売機として特開昭５３−７６０９７号公報
にみられるように、サーミスタ等の温度検出器で加熱中
の缶飲料の缶壁温度を検出し、その缶壁温度と缶飲料の
液温との相関から所定のＨＯＴ販売温度まで加熱して販
売するものがある。

発明が解決しようとする課題 誘導加熱装置を搭載した自動販売機は、缶飲料を販売に
備えてあらかじめＨＯτ販売温度で保温しておくヒータ
ー式の自動販売機に比べて、缶飲料が選択されてから誘
導加熱するので、この誘導加熱している時間お客さまを
待たせてしまう。通常この時間を短くするために加熱出
力を可能な限シ大きくするが、加熱出力を上げ過ぎると
誘導加熱される缶飲料の缶壁が焼けるので、加熱出力に
は上限がある。

実験では加熱出力を約２．８ｋｗにしたとき缶飲料の塗
装の焼けが数１０本に１本の割合で発生したので、加熱
出力の上限を２．５　ｋｗとし、加熱中の缶壁温度を温
度検出器（本実験では、特開昭５３−７８０９７号公報
にみられるようなサーミスタによる接触式の温度検出器
では接触の度合いで被測定物の温度が同じでも温度検出
値が異なってしまうので、非接触式の焦電型赤外線セン
サーを用いた。）で測定した結果、所定のＨＯＴ販売温
度（６８℃とする）の検出精度は約５８℃±６℃で、ヒ
ーター式の自動販売機のＨＯＴ販売温度５８り±３℃に
対して全く実用にたえないものであった。

この検出ばらつきの原因は、加熱中の缶飲料内の液の対
流（沸騰の度合い）にある。高加熱出力（２，５ｋｗ　
）で加熱した場合、沸騰の度合いが激しく温度検出器で
検出している缶壁の温度も第４図ａに示すように小刻み
に上昇、下降しながら上がってゆく。ｒこの沸騰による
缶壁温度の小刻みな変化が検出ばらつきの原因となって
いる。一方、加熱出力を２．Ｏｋｗに下げた場合第４図
すに示すように、この缶壁温度の小刻みな変化の幅は少
なくなると共に温度勾配も小さくなるので、２．５ｋｗ
時の検出精度約５８℃±６℃に対して、検出精度は約５
８℃±３℃に向上した。

このばらつきの原因を第４図を用いて説明する。

缶飲料の温度は加熱時間に比例して上昇してゆき、その
勾配は加熱出力に比例する（図中、点線で示す）。缶飲
料の初期温度（保存温度）を３０℃、ＨＯＴ販売温度を
５８℃としてその時の缶壁温度をそれぞれＴｏ、Ｔ、と
する。この缶飲料を加熱出力２．５　ｋｗ　（ａ）と２
．Ｏｋｗ　（ｂ）で加熱した時の缶壁温度の様子が第４
図であるが、加熱中の缶飲料内の液の対流の影響が無い
とすれば図中、点線で示したように直線的に上昇する。

この場合のＨＯＴ販売温度を検出するための缶壁温度Ｔ
、に達するまでの時間は内容量２５０２の缶飲料に対し
て、加熱出力２．５ｋｗ　（ａ）の場合、ｔａ＝１５秒
、２．０ｋｗ（ｂ）の場合、ｔｂ＝１８．８秒であった
。しかし実際には、図中、実線で示すように加熱出力が
大きいほど液の沸騰による影響を受は缶壁温度は小刻み
に上下する。このため、例えば、図に示すように加熱出
力２．５ｋｗの場合、ＨＯＴ販売温度６８℃に達するに
はｔａ＝１ｓ秒加熱する必要があるのに、小刻みな上下
動のために加熱時間がｔａ’（（ｔａ）で缶壁温度がＴ
１　に達してしまい、そこで加熱を終了してしまうので
適切なＨＯＴ販売温度にすることができなくなる。一方
、加熱出力２．０ｋｗの場合、液の沸騰による影響は小
さくなるので、前述したように検出精度に約６８℃±６
℃と、約５８℃±３℃の差が生じる。

このように加熱時間を短くするには加熱出力を可能な限
）（缶が焼けない程度に）大きくする必要があシ、加熱
終了温度（ＨＯＴ販売温度）を精度良く検知するには加
熱出力を下げる必要があるという相反する課題を有して
いた。

本発明は上記課題に鑑み、缶飲料を可能な限シ短い加熱
時間で、適切なＨＯＴ販売温度まで加熱する自動販売機
の誘導加熱装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の自動販売機の誘導加
熱装置は、缶飲料を誘導加熱する加熱コイルと、低周波
電力を高周波電力に変換する高周波電力変換装置と、缶
飲料の缶壁温度を検出する温度検出器と、温度検出器か
らの検出信号に基づいて缶壁温度を判定する第１および
第２の温度判定手段と、第１および第２の温度判定手段
からの判定信号に基づいて高周波電力変換装置の加熱出
力を決定する加熱出力決定手段と、加熱出力決定手段か
らの制御信号に基づいて高周波電力変換装置の出力を制
御する加熱出力制御手段を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成により、加熱中の缶飲料の缶壁温
度を温度検出器で検出し、この検出信号から第１および
第２の温度判定手段で缶飲料の温度を判定し、この判定
信号に基づいて加熱出力決定手段で高周波電力変換装置
の加熱出力を決定し、この加熱出力決定手段からの制御
信号に基づいて加熱出力制御手段で高周波電力変換装置
の出力を制御することで、缶飲料を可能な限シ短い加熱
時間で、適切なＨＯＴ販売温度まで加熱することを可能
としている。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す自動販売機の誘導加熱
装置の構成図である。１は缶飲料２を誘導加熱する加熱
コイルである。３は商用電源４を高周波電力に変換して
加熱コイｌｖ１に供給する高周波電力変換装置である。

５は缶飲料２の缶壁温度を検出する温度検出器であり、
制御装置ｅ内の第１の温度判定手段７および第２の温度
判定手段８に接続されている。制御装置６は第１の温度
判定手段７および第２の温度判定手段８と、第１の温度
判定手段７および第２の温度判定手段８で判定された結
果に基づいて高周波電力変換装置３の加熱出力を決定す
る加熱出力決定手段９と、加熱出力決定手段９からの制
御信号に基づいて高周波電力変換装置３の出力を制御す
る加熱出力制御手段１０から構成される。また、加熱出
力制御手段１０にはＨＯＴ販売販売スイッチ群小１続さ
れている。

次に、缶飲料を可能な限シ短い加熱時間で、適切なＨｏ
Ｔ販売温度まで加熱する方法について説明する。例とし
て、缶飲料の保存温度が３００、ＨＯＴ販売温度が６８
℃とすると、加熱時間を短くするには加熱出力を上限（
２，５ｋｗ）まで上げれば良いが、それではＨＯＴ販売
温度５８℃の精度が悪化（±６℃）してしまう。そこで
この検出精度を考慮しである一定温度（６０℃）までは
上限の加熱出力（２，５ｋｗ）で加熱し、それ以後は少
し下げた加熱出力（２，ｏｋｗ）で加熱してＨＯＴ販売
温度５８℃の検出を精度良く（±３℃）行うものである
。

第２図は要部の具体的な回路の一例を示す。高周波電力
変換装置３は加熱コイ／Ｌ／１に並列に接続された共振
コンデンサ１２、スイッチング動作を行うパワースイッ
チング半導体１３、パワースイッチング半導体１３に逆
並列に接続された逆導通動作のためのダイオード１４、
商用電源４を全波整流するための整流器１５およびコン
デンサ１６と、入力電流検出回路１７からの検出信号に
基づいてパワースイッチング半導体１３の導通／非導通
を制御する発振制御回路１８から成り、これはいわゆる
、電圧型共振インバータ回路（図示せず）を構成する。

制御装置６はマイクロコンピュータ１９および周辺回路
から構成される。１９のマイクロコンピュータはＣＰＵ
、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力部を有する、いわゆるワ
ンチップマイコンである。２０は缶飲料２の缶壁温度を
検出する温度検出器５からの検出信号（アナログ信号）
を二進符号化（デジタル信号）してマイクロコンピュー
タ１９に出力するＡ／Ｄ変換器である。マイクロコンピ
ュータ１９の２つの出力端子０１．０２は高周波電力変
換装置３内の発振制御回路１８に接続されている。出力
端子ｏ１からは高周波電力変換装置３を加熱／停止信号
が、出力端子ｏ２からは高周波電力変換装置３の加熱出
力切り替え信号（２，４ｋｗ／２．Ｏｋｗ）が出力され
る。ま次、マイクロコンピュータ１９にはＨＯＴ販売販
売スイッチ群小１続されている。

次に、上記のように構成した自動販売機の誘導加熱装置
の動作を第３図のフローチャートを用いて説明する。

まず、ＨＯＴ販売販売スイッチ群小１の販売開始のスイ
ッチ入力があると（ステップ１ｏ１）、マイクロコンピ
ュータ１９は出力端子Ｑ１から発振制御回路１３に加熱
信号（Ｈレベル）を、出力端子ｏ２からは２，５ｋｗ信
号（Ｈレベル）を送出し、これを受けて発振制御回路１
８は２．８　ｋｗの加熱出力で高周波電力変換装置３を
動作させ、缶飲料２の誘導加熱を開始する（ステップ１
ｏ２）。

次に、マイクロコンピュータ１９はＡ／Ｄ変換器２ｏを
介して温度検出器５からの缶飲料２の缶壁温度の検出信
号を入力しくステップ１ｏ３）、この検出された缶壁温
度が第１の設定温度（ＳＯ℃）に達したかどうか判定す
る（ステップ１ｏ４）。

そして、第１の設定温度（ｔｓｏ℃）に達していない場
合はそのまま２．６ｋｗにて加熱を続け、第１の設定温
度（ＳＯ℃）に達した場合は、マイクロコンピュータ１
９は出力端子０２からは２．Ｏｋｗ信号（Ｌレベ／Ｌ／
）を送出し、これを受けて発振制御回路１８は２．Ｏｋ
ｗの加熱出力で高周波電力変換装置３を動作させ、缶飲
料２を誘導加熱する（ステップ１０５）。次に、マイク
ロコンピュータ１９はＡ／Ｄ変換器２ｏを介して温度検
出器６からの缶飲料２の缶壁温度の検出信号を入力しく
ステップ１ｏｅ）、この検出された缶壁温度が第２の設
定温度（６８℃）すなわち、ＨＯＴ販売温度に達したか
どうか判定する（ステップ１ｏ７）。

そして、第２の設定温度（６８℃）に達していない場合
はそのまま２．Ｏｋｗにて加熱を続け、第２の設定温度
（６８℃）に達した場合は、マイクロコンピュータ１９
は出力端子ｏ１からは加熱停止信号（Ｌレベ／Ｌ／）を
送出し、とれを受けて発振制御回路１８は高周波電力変
換装置３を停止させ、缶飲料２の誘導加熱を終了する（
ステップ１０Ｂ）。

上記実施例の構成によれば、第２の設定温度（６８℃）
すなわち、ＨＯＴ販売温度より低い値に設定された第１
の設定温度（６０℃）までは缶飲料の焼けが発生しない
上限の加熱出力（２，５ｋｗ）で加熱し、第１の設定温
度（ｅｓｏ℃）に達してからは少し下げた加熱出力（２
，Ｏｋｗ）で加熱して第２の設定温度の検出を行うので
、缶飲料２を適切なＨＯＴ販売温度（６８℃±３℃）と
することができる。また、加熱時間は内容量２５Ｃ１の
缶飲料２が保存温度３０℃からＨＯＴ販売温度６８℃ま
で上昇させるのに加熱出力２．５ｋｗで約１６秒、２．
ｏｋｗで約１８．８秒に対して、第１の設定温度６ｏ℃
で加熱出力を切シ替えた場合、約１６．１秒となシ、１
秒程度の加熱時間の延長で適切なＨＯτ販売温度（６８
℃±３℃）で缶飲料２を販売することができる。

発明の効果 以上、実施例からも明らかなように本発明は、加熱中の
缶飲料の缶壁温度を温度検出器で検出し、この検出信号
から第１および第２の温度判定手段で缶飲料の温度を判
定し、この判定信号に基づいて加熱出力決定手段で高周
波電力変換装置の加熱出力を決定し、この加熱出力決定
手段からの制御信号に基づいて加熱出力制御手段で高周
波電力変換装置の出力を制御するように構成したもので
あるから、第２の温度判定手段で判定される温度（ＨＯ
Ｔ販売温度）より低い値で設定された第１の温度判定手
段で判定される温度までは缶飲料の焼けが発生しない上
限の加熱出力で加熱し、第１の温度判定手段で判定され
る温度に達してからは少し下げた加熱出力で加熱して第
２の温度判定手段で判定される温度（ＨＯＴ販売温度）
の判定を行うので、缶飲料を可能な限り短い加熱時間で
、適切なＨＯＴ販売温度まで加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動販売機の誘導加熱
装置の構成図、第２図は本実施例の要部の回路図、第３
図は本実施例の誘導加熱装置の制御プログラムの一例を
示すフローチャート、第４図は異なる加熱出力での缶壁
温度の上昇のようすを示す特性図である。 １・・・・・・加熱コイル、２・・・・・・缶飲料、３
・・・・・・高周波電力変換装置、６・・・・・・温度
検出器、７・・・・・・第１の温度判定手段、８・・・
・・・第２の温度判定手段、９・・・・・・加熱出力決
定手段、１０・・・・・・加熱出力制御手段。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 嬉 図 辺然倚閤（＃）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶飲料を誘導加熱する加熱コイルと、低周波電力を高周
   波電力に変換する高周波電力変換装置と、前記缶飲料の
   缶壁温度を検出する温度検出器と、前記温度検出器から
   の検出信号に基づいて缶壁温度を判定する第１および第
   ２の温度判定手段と、前記第１および第２の温度判定手
   段からの判定信号に基づいて前記高周波電力変換装置の
   加熱出力を決定する加熱出力決定手段と、前記加熱出力
   決定手段からの制御信号に基づいて前記高周波電力変換
   装置の出力を制御する加熱出力制御手段とを備えたこと
   を特徴とする自動販売機の誘導加熱装置。