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技術 ヒータおよび該ヒータを有する飲食品加熱装置、および該飲食品加熱装置を備えた自動販売機

出願人 サンデンホールディングス株式会社
発明者 相村誠渡辺一重根岸正美
出願日 2004年1月15日 (15年9ヶ月経過) 出願番号 2004-008050
公開日 2004年12月16日 (14年10ヶ月経過) 公開番号 2004-356087
状態 未査定
技術分野 自動販売機等の制御,補助装置 面発熱体 抵抗加熱
主要キーワード 介装材 飲食品容器 加熱温度設定 本体箱 熱伝導面積 加熱終了温度 加温ヒータ 食材容器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年12月16日)のものです。
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図面 (17)

課題

発熱体発熱効率を向上し、被加熱物を迅速かつ効率的にしかも安全に加熱するヒータを提供する。

解決手段

被加熱物を加熱するヒータであって、発熱体と、該発熱体が配設される基台と、該基台上に敷設され前記発熱体が埋設されるとともに発熱体から被加熱物に熱伝導する固定材料とを有することを特徴とするヒータ。

概要

背景

一般的に発熱線を用いるヒータとしては発熱体としての裸発熱線とそれをシーズで覆ったシーズヒータが主流である(たとえば、特許文献1)。シーズヒータは被加熱物に合わせて任意の形状に曲げることができる利点を有するが、被加熱物を短時間で加熱する場合には被加熱物の表面をより多くの裸発熱線で覆う必要がある。しかし、裸発熱線を密に配置すると、感電、発熱体の短寿命化等を招くおそれがある。

また、別のヒータとして、裸発熱線を絶縁体で覆ったものを基台配線している方式のものも多い。しかし、このようなヒータの場合、裸発熱線ピッチ間には空気層が存在するため発熱効率が低下するおそれがある。また、このような、空気層が形成されるとヒータの被加熱物側の表面の温度の均一性が損なわれ、被加熱物に効率良く伝熱できなくなるおそれがあった。とくに、被加熱物を急速加熱する場合には伝熱効率が低下するため、短時間で所定温度まで迅速に加熱できなくなるおそれがある。また、上記のようなヒータにおいては、裸発熱線を覆う絶縁体の破損が生じた場合には漏電のおそれがあるため、金属材料からなる飲料容器食材容器(以下、単に飲食品容器と言う。)の加熱には適用されていないのが実状である。このため、このようなヒータを有する加熱手段を備えた飲食品加熱装置においては、飲食品の迅速な加熱が不可能になるおそれがある。また、飲食品容器の材質等に起因し加熱可商品(飲食品)の範囲が制限されるおそれもある。

さらに、従来の飲食品加熱装置を備え販売時に商品を加熱するタイプの自動販売機においては、販売時間が遅延するおそれがある。また、販売時間を短縮すべく商品を予め温蔵すると自動販売機に収蔵される商品の劣化加速されるおそれがある。なお、自動販売機に電子レンジを内蔵させた提案もなされているが(特許文献2)、自動販売機の小型化、低コスト化要請に十分対応できなくなるおそれがある。また、電子レンジを加熱手段に用いたのでは、缶入り飲料の加熱が不可能になるため、自動販売機における販売可能商品が著しく制限されるおそれがある。
特開平02−75186号公報(第1−第2頁)
特開平2−310692号公報(第1−第2頁、第1図)

概要

発熱体の発熱効率を向上し、被加熱物を迅速かつ効率的にしかも安全に加熱するヒータを提供する。被加熱物を加熱するヒータであって、発熱体と、該発熱体が配設される基台と、該基台上に敷設され前記発熱体が埋設されるとともに発熱体から被加熱物に熱伝導する固定材料とを有することを特徴とするヒータ。

目的

本発明の課題は、発熱体の発熱効率を向上するとともに、ヒータの被加熱物側の表面積を拡大しつつ、絶縁性を確保し、金属製等の伝導性の被加熱物も迅速かつ安全に急速加熱可能なヒータおよび該ヒータを備えた飲食品加熱装置、さらには該飲食品加熱装置を備え販売時間を短縮しつつ、加熱可能商品を拡大でき、併せて商品としての飲食品の劣化を抑制できる自動販売機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被加熱物を加熱するヒータであって、発熱体と、該発熱体が配設される基台と、該基台上に敷設され前記発熱体が埋設されるとともに発熱体から被加熱物に熱伝導する固定材料とを有することを特徴とするヒータ。

請求項2

前記発熱体が面状発熱体からなる、請求項1のヒータ。

請求項3

前記発熱体が芯線裸線を巻きつけた裸発熱線からなる、請求項1のヒータ。

請求項4

前記芯線がガラス繊維アラミド繊維炭素繊維の中から選択されたいずれかの繊維からなる、請求項3のヒータ。

請求項5

前記裸線が、鉄−クロムアルミニウム系合金ニッケルクロム系合金白金モリブデンタンタルタングステン炭化珪素、モリブデン−シリサイトカーボンの中から選択されたいずれかの材料からなる、請求項3または4のヒータ。

請求項6

前記発熱体が、ポリイミド耐熱性ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、炭素繊維、シリコーン耐熱性ゴムから選択された材料により被覆されている、請求項1ないし5のいずれかに記載のヒータ。

請求項7

前記発熱体の断面形状が円形楕円形四角形のいずれかの形状に形成されている、請求項1ないし6のいずれかに記載のヒータ。

請求項8

前記固定材料がシリコーン系材料からなる、請求項1ないし7のいずれかに記載のヒータ。

請求項9

前記固定材料に金属粉状物が添加されている、請求項1ないし8のいずれかに記載のヒータ。

請求項10

前記基台が、ポリイミド、耐熱性ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、アラミド繊維、シリコーン、耐熱性ゴムから選択されたいずれかの材料からなる、請求項1ないし9のいずれかに記載のヒータ。

請求項11

前記固定材料と被加熱物との間に第1介装材介装されている、請求項1ないし10のいずれかに記載のヒータ。

請求項12

前記第1介装材が樹脂またはゴムからなる、請求項11のヒータ。

請求項13

前記第1介装材と被加熱物との間に金属からなる第2介装材が介装されている、請求項11または12のヒータ。

請求項14

前記第2介装材が銅、アルミニウムステンレスの中から選択されたいずれかの材料からなる、請求項13のヒータ。

請求項15

前記基台の発熱体の配設面の裏面に断熱材料が設けられている、請求項1ないし14のいずれかに記載のヒータ。

請求項16

前記断熱材料がグラスウールまたはロックウールのいずれかの材料からなる、請求項15のヒータ。

請求項17

前記発熱体の温度を制御する温度制御手段が設けられている、請求項1ないし16のいずれかに記載のヒータ。

請求項18

請求項1ないし17のいずれかに記載のヒータを有する加熱手段を備えたことを特徴とする飲食品加熱装置

請求項19

前記加熱手段に、加熱される飲食品に回転または振動を与える加熱促進手段が設けられている、請求項18の飲食品加熱装置。

請求項20

前記加熱手段に、飲食品の温度を検知する温度検知手段が設けられている、請求項18または19の飲食品加熱装置。

請求項21

前記加熱手段に、飲食品の種類に応じて加熱終了温度を設定可能な加熱温度設定手段が設けられている、請求項18ないし20のいずれかに記載の飲食品加熱装置。

請求項22

前記加熱手段への電力供給手段が、商用電源蓄電池電気2層コンデンサ太陽電池、またはこれらの少なくとも2つを組み合わせた手段からなる、請求項18ないし21のいずれかに記載の飲食品加熱装置。

請求項23

前記加熱手段に、該加熱手段に搬送された飲食品の加熱の要否を判断する加熱要否判断手段が設けられている、請求項18ないし22のいずれかに記載の飲食品加熱装置。

請求項24

請求項18ないし23のいずれかに記載の飲食品加熱装置を備えたことを特徴とする自動販売機

請求項25

前記飲食品加熱装置が、本体箱内に形成されるとともに商品としての飲食品が収納される商品収納庫室から、商品取出口へと商品が搬送される搬送通路の途中に設けられている、請求項24の自動販売機。

請求項26

前記飲食品加熱装置が、商品収納庫室の商品払出口から前記本体箱の内扉までの搬送通路内に設けられている、請求項24または25の自動販売機。

請求項27

前記飲食品加熱装置が、本体箱の内扉から商品取出口までの搬送通路内に設けられている、請求項24または25の自動販売機。

請求項28

前記搬送通路に、商品を飲食品加熱装置へと搬送する搬送手段が設けられている、請求項24ないし27のいずれかに記載の自動販売機。

請求項29

前記商品収納庫室に、商品を予め加熱する予備加熱手段が設けられている、請求項24ないし28にいずれかに記載の自動販売機。

請求項30

前記予備加熱手段が、加温ヒータまたはヒートポンプからなる請求項29の自動販売機。

技術分野

0001

本発明は被加熱物を加熱するヒータに関し、とくに薄型や可撓性に構成されたり、飲食品容器直接加熱したりするのに用いて好適なヒータおよび該ヒータを有する加熱手段を備えた飲食品加熱装置、さらに該飲食品加熱装置を備えた自動販売機に関する。

背景技術

0002

一般的に発熱線を用いるヒータとしては発熱体としての裸発熱線とそれをシーズで覆ったシーズヒータが主流である(たとえば、特許文献1)。シーズヒータは被加熱物に合わせて任意の形状に曲げることができる利点を有するが、被加熱物を短時間で加熱する場合には被加熱物の表面をより多くの裸発熱線で覆う必要がある。しかし、裸発熱線を密に配置すると、感電、発熱体の短寿命化等を招くおそれがある。

0003

また、別のヒータとして、裸発熱線を絶縁体で覆ったものを基台配線している方式のものも多い。しかし、このようなヒータの場合、裸発熱線ピッチ間には空気層が存在するため発熱効率が低下するおそれがある。また、このような、空気層が形成されるとヒータの被加熱物側の表面の温度の均一性が損なわれ、被加熱物に効率良く伝熱できなくなるおそれがあった。とくに、被加熱物を急速加熱する場合には伝熱効率が低下するため、短時間で所定温度まで迅速に加熱できなくなるおそれがある。また、上記のようなヒータにおいては、裸発熱線を覆う絶縁体の破損が生じた場合には漏電のおそれがあるため、金属材料からなる飲料容器食材容器(以下、単に飲食品容器と言う。)の加熱には適用されていないのが実状である。このため、このようなヒータを有する加熱手段を備えた飲食品加熱装置においては、飲食品の迅速な加熱が不可能になるおそれがある。また、飲食品容器の材質等に起因し加熱可商品(飲食品)の範囲が制限されるおそれもある。

0004

さらに、従来の飲食品加熱装置を備え販売時に商品を加熱するタイプの自動販売機においては、販売時間が遅延するおそれがある。また、販売時間を短縮すべく商品を予め温蔵すると自動販売機に収蔵される商品の劣化加速されるおそれがある。なお、自動販売機に電子レンジを内蔵させた提案もなされているが(特許文献2)、自動販売機の小型化、低コスト化要請に十分対応できなくなるおそれがある。また、電子レンジを加熱手段に用いたのでは、缶入り飲料の加熱が不可能になるため、自動販売機における販売可能商品が著しく制限されるおそれがある。
特開平02−75186号公報(第1−第2頁)
特開平2−310692号公報(第1−第2頁、第1図)

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の課題は、発熱体の発熱効率を向上するとともに、ヒータの被加熱物側の表面積を拡大しつつ、絶縁性を確保し、金属製等の伝導性の被加熱物も迅速かつ安全に急速加熱可能なヒータおよび該ヒータを備えた飲食品加熱装置、さらには該飲食品加熱装置を備え販売時間を短縮しつつ、加熱可能商品を拡大でき、併せて商品としての飲食品の劣化を抑制できる自動販売機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、本発明に係るヒータは、被加熱物を加熱するヒータであって、発熱体と、該発熱体が配設される基台と、該基台上に敷設され前記発熱体が埋設されるとともに発熱体から被加熱物に熱伝導する固定材料とを有することを特徴とするものからなる。

0007

上記発熱体としては、面状発熱体(たとえば、ステンレス箔)または芯線裸線を巻きつけた裸発熱線等を挙げることができる。また、発熱体は、ポリイミド耐熱性ポリエチレンガラス繊維炭素繊維シリコーン耐熱性ゴム等の高絶縁性高熱伝導性の中から選択された可撓性材料被覆することもできる。高熱伝導性を確保しつつ、被加熱物への漏電を確実に防止できる。

0008

上記芯線は、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維の耐熱性材料中から選択された一つまたは複数の可撓性材料を組み合わせたものから形成できる。また、上記芯線および発熱体の断面形状は円形楕円形四角形多角形等に形成できる。とくに断面形状を楕円形、四角形に形成すれば、被加熱物側への熱伝導性を向上できる。また、ヒータの被加熱物側の面に対する温度勾配の発生を抑制することができる。

0009

また、上記芯線に巻きつけられる裸線は、鉄−クロムアルミニウム系合金ニッケルクロム系合金白金(白金を含有する合金を含む)、モリデブン(モリブデンを含有する合金を含む)、タンタル(タンタルを含有する合金を含む)、タングステン(タングステンを含有する合金を含む)、炭化珪素、モリブデン−シリサイトカーボンの中から選択される一つまたは複数の可撓性材料の組み合わせから形成することが可能である。

0010

上記固定材料としては、高絶縁性、高熱伝導性を有する材料であることが好ましい。被加熱物への漏電を防止しつつ、被加熱物の迅速な加熱を実現するためである。また、上記固定材料を可撓性に構成すれば、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。固定材料としては、たとえば高絶縁性、高熱伝導性および可撓性を有するシリコーン系材料を挙げることができる。また、上記固定材料には金属粉末等の高熱伝導性物質を添加することもできる。たとえば、鉄、銅、アルミニウム粉末を添加すれば固定材料の熱伝導性を向上できる。

0011

上記固定材料と被加熱物との間には、第1介装材介装することが好ましい。たとえば高絶縁性のフィルム状物を介装すれば、被加熱物への漏電をより確実に防止することができ、金属製の飲食物容器を安全に加熱できる。また、上記第1介装材を可撓性に構成すれば、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大できより迅速な加熱を実現できる。第1介装材および後述の第2介装材は、フィルム状、シート状、テープ状に形成できる。第1介装材は、たとえば樹脂ゴム等から形成することができる。

0012

上記第1介装材と被加熱物の間には、金属製の第2介装材を介装することもできる。このような金属製の介装材を設ければ、ヒータの被加熱物側の面における温度勾配を解消することができる。また、被加熱物に対する熱伝導面積を拡大することができる。したがって、被加熱物の全体を迅速かつ効率的に加熱することができる。また、上記第2介装材を上記第1介装材と同様、可撓性に構成すれば、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。このような材料として、たとえば、銅、アルミニウム、ステンレス(SUS)等からなる金属製の材料が好ましい。なお、金属製の第2介装材と固定材料との間には、高絶縁性、高熱伝導性の第1介装材が介装されているので、被加熱物への漏電を確実に防止できる。

0013

上記基台の発熱体の配設面の裏面、換言すればヒータの被加熱物側の面の裏側には、断熱材料を設けることが好ましい。上記裏面に断熱材料を設ければ熱損失を防止することができるので、発熱体の効率的な発熱、ひいては被加熱物の加熱を効率化できる。また、上記断熱材料を可撓性に構成すれば、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。このような材料として、たとえば、グラスウールロックウール等の材料が好ましい。

0014

上記基台は、ポリイミド、耐熱性ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、アラミド繊維、シリコーン、耐熱性ゴムから選択される一つまたは複数の材料を組み合わせて形成することができる。また、基台をシート状、フィルム状、テープ状に形成すれば、ヒータ全体を可撓性に構成することができるので、被加熱物の形状に合わせてヒータ全体を被加熱物に接触させることができる。

0015

また、ヒータには、温度検知手段および温度調整手段を有する温度制御手段を設けることが好ましい。

0016

上記のようなヒータにおいては、発熱体が配設される基台上には、たとえば高絶縁性、高熱伝導性のシリコーン系材料からなる固定材料が設けられているので、従来のヒータのように発熱体ピッチ間に空気層が形成されることはなく発熱体の発熱効率が向上される。また、固定材料に発熱体を埋設すれば、発熱体から放熱された熱は、高熱伝導性の固定材料を介して被加熱物の表面に迅速に熱伝導される。また、発熱体を被加熱物に接触させる従来のヒータに比べ接触面積も大幅に拡大される。したがって、被加熱物を迅速かつ温度むらなく効率的に加熱できる。また、このような構成とすることにより、被加熱物がたとえば金属製の飲食容器であっても漏電のおそれを完全に解消することができる。本発明のヒータにおいては、全ての材料を可撓性に構成することができる。そのため、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。

0017

本発明に係るヒータによれば電導性、絶縁性のいずれの材料から形成される被加熱物であっても、安全にしかも迅速に加熱できる。被加熱物としては、たとえば鉄、アルミニウム等からなる金属缶ペットボトル紙パック、紙/プラスチック容器、プラスチック容器等の飲食品容器を挙げることができる。ただし、これに限定されるものではなく、ヒータに直接接触可能なものなら加熱可能である。たとえば食材をそのまま加熱することもできる。

0018

また、上記課題を解決するために、本発明に係る飲食品加熱装置は、請求項1ないし17のいずれかに記載のヒータを有する加熱手段を備えたものからなる。上記のようなヒータを有する加熱手段を備えた飲食品加熱装置によれば、飲食品の種類にかかわらず、多種多様な飲食品を迅速、確実に所定温度に加熱できる。

0019

上記加熱手段には、加熱される飲食品が充填される飲食品に回転または振動を付与する加熱促進手段が設けられることが好ましい。このような、加熱促進手段を設ければ飲食品に振動等を付与でき、たとえば飲料等の場合は撹拌されることになるので、飲食品を迅速に加熱することができる。

0020

上記加熱手段には、飲食品の温度を検知する温度検知手段を設けることが好ましい。このような、温度検知手段を設ければ加熱される飲食品の温度を常に把握することが可能となるので、飲食品の過加熱あるいは加熱不足を防止でき、所定温度まで迅速、確実に加熱できる。

0021

上記加熱手段には、加熱される飲食品の温度を予め設定可能な加熱温度設定手段を設けることが好ましい。また、上記温度検知手段と加熱温度設定手段とを組み合わせれば、飲食品の種類に応じて最適な仕上がり温度に自動的に加熱することが可能になる。

0022

上記加熱手段への電力供給手段は、とくに限定されるものではないが、たとえば商用電源蓄電池電気2層コンデンサ太陽電池、またはこれらの少なくとも2つを組み合わせた手段として構成できる。

0023

上記加熱手段には、該加熱手段に搬送された飲食品の加熱の要否を判断する加熱要否判断手段が設けられることが好ましい。このような、加熱要否判断手段を設ければ、たとえば加熱する必要のない果汁飲料等の飲食品を誤って加熱するような不都合を防止できる。

0024

また、上記課題を解決するために、本発明に係る自動販売機は、請求項18ないし24のいずれかに記載の飲食品加熱装置を備えたものからなる。このような飲食品加熱装置を設ければ、商品である飲食品を販売時に迅速に、しかも確実に最適温度に加熱することができ、販売時間を短縮できる。また、この場合、たとえば全商品を冷蔵しておくことが可能になるので、商品の劣化を抑制することができる。なお、本明細書において販売時間とは、自動販売機の利用者等が選択した購入商品の情報が自動販売機に入力されてから、商品取出口に商品が搬送されるまでに要する時間を言う。

0025

上記飲食品加熱装置は、本体箱内に形成され、商品としての飲食品が収納される商品収納庫室から、利用者等が商品を取り出す商品取出口へと商品が搬送される搬送通路内に設けられることが好ましい。搬送通路に飲食品加熱装置を設ければ、搬送中に飲食品を迅速に加熱することができるので、販売時間を大幅に短縮できる。

0026

具体的には、飲食品加熱装置は、たとえば商品収納庫室の商品払出口から本体箱の内扉まで間、または本体箱の内扉から商品取出口までの間に設けることができる。

0027

上記搬送通路には、飲食品を飲食品加熱装置まで搬送する搬送手段(たとえば、リフタコンベア等)が設けられることが好ましい。このような搬送手段を設ければ、飲食品は飲食品加熱装置へと迅速に、かつ、確実に搬送され加熱されるので、一層販売時間を短縮できる。なお、飲食品は飲食品加熱装置により迅速、確実に加熱されるので、予備加熱の温度は比較的低温に設定できる。したがって、飲食品の劣化が加速されることはない。

0028

上記のような自動販売機において販売される飲食品は多種多様であり、加熱すべき温度や時間も異なる。したがって、搬送中に速やかに加熱を完了させるためには、商品収納庫室内において飲食品を予め予備加熱可能な予備加熱手段を設けることが好ましい。このようにすれば、種々の飲食品を限られた搬送時間の中で確実に所定温度まで加熱できる。

0029

上記のような予備加熱手段は、たとえば加温ヒータ、あるいは自動販売機内の各機器からの放熱を利用するヒートポンプを利用することができる。

発明の効果

0030

本発明に係るヒータによれば、基台上には発熱体を埋設するとともに、被加熱物側へ熱伝導する固定材料が設けられているので、発熱体の発熱効率を向上できるとともに、ヒータの被加熱物側への熱伝導面積を拡大しつつ絶縁性も確保できる。したがって、金属製の被加熱物を迅速に効率よくしかも安全に加熱できる。また、本発明に係るヒータにおいては、発熱体、基台、固定材料および第1介装材、第2介装材、断熱材の全ての材料を、可撓性を有する材料から構成することもできる。そのため、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。

0031

また、本発明に係る飲食品加熱装置によれば、飲食品を迅速、かつ、確実に加熱することができる。また、本発明に係る自動販売機によれば、販売時間を短縮しつつ、商品の劣化を大幅に抑制できる。

発明を実施するための最良の形態

0032

以下に本発明に係るヒータの望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図1および図2は、本発明の第1実施態様に係るヒータを示している。図1において、1はヒータ、とくに数10〜数100ミクロン極薄型のヒータを示している。ヒータ1は、発熱体としての裸発熱線2と、該裸発熱線2が配線される基台3とを有している。裸発熱線2は発熱体の配設される面4上に配線されている。また、基台3の面4上には、裸発熱線2を固定する固定材料5が設けられている。本実施態様においては、図1に示すように裸発熱線2は固定材料5の層6中に埋設されている。固定材料5は高絶縁性、高熱伝導性および可撓性を有するシリコーン系材料が用いられている。

0033

ヒータ1により加熱される被加熱物7(たとえば、飲食品)は層6に直接接触されている。被加熱物7は、ヒータ1、より詳しくは層6に直接接触可能なものであればとくに限定されるものではないが、本実施態様においては被加熱物7は飲料が充填された金属缶である。

0034

裸発熱線2は、図2に示すように芯線8と、該芯線8の表面に巻きつけられた裸線9からなっている。

0035

芯線8は、たとえばガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維(カーボン)等の可撓性を有する耐熱材料の中から適宜選択した繊維から形成することができる。

0036

なお、図1図2においては、発熱体としての裸発熱線2の断面形状は略円形に形成されているが、図3に示すように裸発熱線2の断面形状は楕円形に形成してもよい。図3においては、楕円形の長軸を基台3と略平行に配置することにより裸発熱線2から広範囲に被加熱物7側へ熱伝導されるようになっている。また、発熱体としての裸発熱線2の断面形状は図4に示すように四角形に形成してもよい。図3の場合と同様に被加熱物7側へ広範囲に熱伝導される。図3図4のように発熱体としての裸発熱線2の断面形状を形成すれば、裸発熱線2から放熱された熱を被加熱物7側へ広範囲にしかも均一に熱伝導させることができるので、被加熱物7をより一層、迅速かつ効率的に加熱できる。

0037

一方、裸線9は、鉄−クロム−アルミニウム合金、ニッケル−クロム合金、白金(白金を含有する合金を含む)、モリブデン(モリブデンを含有する合金を含む)、タンタル(タンタルを含有する合金を含む)、タングステン(タングステンを含有する合金を含む)、炭化珪素、モリブデン−シリサイト、カーボン等の中から適宜選択された一つの可撓性を有する材料から形成することができる。

0038

本実施態様においては、発熱体としての裸発熱線2は図2に示したように、被覆材10により被覆されている。被覆材10には、ポリイミド、耐熱性PET、ガラス繊維、アラミド繊維、シリコーン、耐熱性ゴム等の高絶縁性、高熱伝導性を有する可撓性材料を用いることができる。なお、被覆材10は裸発熱線2の全周に設けなくてもよい。たとえば、図5に示すように被覆材10を設けてもよい。

0039

基台3は、ポリイミド、耐熱性ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、シリコーン、耐熱性ゴム等の高絶縁性で可撓性材料からなっている。また、基台3は、シート状物として形成されている。このため、ヒータ1全体を任意の形状に変形させることができる。したがって、被加熱物7の形状に沿うように固定材料5の層6を密着させることができるようになっている。

0040

ヒータ1には、温度制御手段11が設けられている。温度制御手段11は、被加熱物7の温度を検知する温度検知手段12と、発熱体としての裸発熱線2の温度を検知する温度検知手段13と、両温度検知手段12、13により検知される温度に基づき裸発熱線2への電力印加を制御する温度調整手段14とを有している。温度検知手段12、13はたとえば、温度検知センサから構成することができる。図6に温度制御の一例を示す。はじめに、温度制御がスタートされると(ステップ1)、発熱体としての裸発熱線2への電力印加され(ステップ2)、裸発熱線2が加熱される(ステップ3)。該裸発熱線2の加熱により被加熱物7が加熱される(ステップ4)。次に、被加熱物を設定温度まで加熱する場合に必要な裸発熱線設定温度になっているか否かが判定される(ステップ5)。そして、ステップ5で裸発熱線設定温度になっていないと判定されたときは、現在の裸発熱線の温度が設定値以上であるか、以下であるかが判定される(ステップ6)。温度が設定値以上であるときは、裸発熱線の設定温度は、被加熱物を設定温度まで加熱するのに充分な温度であるため、裸発熱線への電力印加が中止され(ステップ7)、裸発熱線への電力の印加なしで、ステップ4〜5がくり返される。一方、温度が設定値以下であるときは、裸発熱線の加熱が必要であるため、ステップ3〜5がくり返される。

0041

ステップ5において裸発熱線設定温度になっていると判定されたときは、被加熱物7が被加熱物設定温度になっているか否かが判定される(ステップ8)。ステップ8において、被加熱物7の温度が設定温度以下と判定されたときは、ステップ4〜8がくり返される。一方、ステップ8において設定温度に達したと判定されたときは、電力印加が中止され(ステップ9)、温度制御が終了される(ステップ10)。なお、本実施態様における温度制御手段11は、以下に示す実施態様にも設けることができる。

0042

本実施態様においては、発熱体としての裸発熱線2が配線される基台3の面4上には、高絶縁性、高熱伝導性および可撓性を有するシリコーン系材料からなる固定材料5の層6が設けられており、裸発熱線2は層6に埋設されている。したがって、従来のヒータのように裸発熱線2のピッチ間には空気層が形成されることはないので、熱損失が抑制され裸発熱線2の発熱効率を向上できる。また、発熱体としての裸発熱線2から放熱された熱は、高熱伝導性の固定材料5を介して層6に広く面接触する被加熱物7全体にしかも迅速に熱伝導される。また、従来のヒータにおいては、発熱体から被加熱物に熱伝導されるのに対し、本実施態様においては固定材料5の層6全体から熱伝導される。したがって、被加熱物7を迅速にしかも温度むらなく効率的に加熱することができる。

0043

また、固定材料5には、高絶縁性のシリコーン系材料が使用されるとともに、発熱体としての裸発熱線2も高絶縁性の被覆材10により覆われているので、被加熱物7への漏電を完全に防止できる。したがって、金属缶である被加熱物7を安全に加熱することができる。

0044

また、固定材料5および発熱体としての裸発熱線2を構成する、芯線8、裸線9、被覆材10の各々は、可撓性を有する材料から構成されているとともに、基台3も可撓性材料を用いてシート状物として形成されているので、被加熱物7の形状に沿うようにヒータ1全体を任意に変形させることができる。したがって、あらゆる形状の被加熱物を迅速にしかも効率よく加熱できる。

0045

図7は、本発明の第2実施態様に係るヒータ15を示している。なお、上記第1実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、発熱体として可撓性を有するステンレス箔16が設けられている。本実施態様においても、上記第1実施態様の作用に準じ、被加熱物7を迅速にしかも効率よく安全に加熱することができる。また、発熱体としてステンレス箔16を用いれば、ヒータ15の厚み(図7の上下方向)を低減することができるので、薄型化に寄与することができる。さらに、可撓性を有するステンレス箔を用いているため、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。

0046

図8は、本発明の第3実施態様に係るヒータ17を示している。なお、上述の実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、固定材料5の層6と被加熱物7との間には第1介装材としてのフィルム18が設けられている。フィルム18は、可撓性、たとえば、樹脂、ゴム等の材料により構成されている。また、フィルム18は、高絶縁性、高熱伝導性の材料から形成されている。また、基台3の面4の裏面19には、可撓性を有する、たとえば、グラスウール、ロックウール等の材料からなる断熱材20が設けられている。

0047

また、固定材料5中には、図9に示すように金属粉末21が添加されている。

0048

本実施態様においても上述の実施態様の作用に準じ被加熱物7を迅速にしかも効率よく安全に被加熱物7を加熱することができる。また、本実施態様においては、固定材料5の層6と被加熱物7との間には、高絶縁性のフィルム18が設けられているので、被加熱物7が金属缶である場合においても漏電が完全に防止され安全な加熱が確保されるようになっている。

0049

また、本実施態様においては、固定材料5中には、鉄、銅、アルミニウム等の高熱伝導性の金属粉末21が添加されているので、裸発熱線2から放熱された熱を効率良く、フィルム18、被加熱物7へと熱伝導させることができる。また、断熱材20を設けることにより基台3の面19から外部への放熱が防止される。したがって、裸発熱線2の発熱効率、および被加熱物7の加熱効率を向上することができる。さらに、本実施態様においても、第1介装材としてのフィルム18と断熱材20を、可撓性を有する材料から構成しているため、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。

0050

図10は、本発明の第4実施態様に係るヒータ22を示している。なお、上述の実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、第1介装材としてのフィルム18と被加熱物7との間には、第2介装材としてのフィルム23が設けられている。フィルム23は、可撓性を有する、たとえば、銅、アルミニウム、ステレンス(SUS)等の金属からなっている。

0051

本実施態様においても、上述の実施態様の作用に準じ被加熱物7を迅速かつ効率よく安全に加熱することができる。また、本実施態様においては、第1介装材としてのフィルム18と被加熱物7との間には、第2介装材としての金属製のフィルム23が設けられている。フィルム23は、高伝導性を有する。このため、フィルム23が加熱された場合には全体の温度が略均一化される。したがって、被加熱物7全体を温度むらなく均一に加熱することができ、一層加熱効率を向上できる。さらに、本実施態様においても、第2介装材としてのフィルム23を、可撓性を有する材料から構成しているため、被加熱物の表面形状に沿ってヒータの被加熱物側の面形状を変化させることができるので、被加熱物への接触面積を拡大でき、より迅速な加熱を実現できる。

0052

図11は、本発明の第5実施態様に係る飲食品加熱装置24を示しており、飲食品加熱装置24の加熱手段25は上記第1実施態様から第4実施態様に示したようなヒータを有するものから構成されている。基台3上には裸発熱線2が蛇行して配置されている。基台3の固定材料5の層6内には、ヒータの温度を検知する温度検知手段26(温度センサ)が埋設されている。温度検知手段26は制御手段36に接続されている。制御手段36には、飲食品37(たとえば、缶飲料)の種類に応じて加熱終了温度を設定可能な加熱温度設定手段、および飲食品37の種類等を検知し加熱の要否を判断する加熱要否判断手段としての機能も付与されている。また、飲食品加熱装置24には飲食品37に振動を付与する加熱促進手段(図示略)が設けられている。

0053

基台3の幅方向の端部には、一定のピッチで穴27が配設されている。穴27は図12図13に示すように、一対の巻き取りローラ28、29の突起30、31係合されている。一対の巻き取りローラ28、29はモータ32により駆動されるようになっている。基台3の一端はローラ28側に、他端はローラ29側に巻き取られるようになっている。また、加熱手段25には、一対の送りローラ33、34が設けられており、該一対の送りローラ33、34の先に略円筒上の飲食品保持部35が形成されている。

0054

そして、飲食品37が飲食品保持部35に送られるとローラ28、29、33、34が図13の矢印の方向に回転し飲食品保持部35が飲食品37の表面に密着されるようになっている。

0055

本実施態様に係る飲食品加熱装置24は、請求項1ないし17のいずれかに記載のヒータを有する加熱手段25を備えたものからなっているので、飲食品37の種類にかかわらず、多種多様な飲食品37を迅速、確実に所定温度に加熱できる。

0056

また、加熱手段25には、加熱される飲食品が充填される飲食品に振動を付与する加熱促進手段が設けられているので、飲食品37に振動が付与されるので、飲食品37を迅速に加熱することができる。

0057

また、加熱手段25には、飲食品37の温度を検知する温度検知手段26が設けられているので、加熱される飲食品37の温度を常に把握することが可能となる。したがって、飲食品37の過加熱あるいは加熱不足を防止できる。

0058

また、加熱手段25には、加熱される飲食品37の温度を予め設定可能な加熱温度設定手段が設けられている。また、本実施態様においては温度検知手段26が設けられているので、両者を組み合わせれば、飲食品37の種類に応じて最適な仕上がり温度に自動的に加熱することが可能になる。

0059

また、加熱手段25には、該加熱手段25に搬送された飲食品の加熱の要否を判断する加熱要否判断手段が設けられるので、たとえば加熱する必要のない果汁飲料等の飲食品を誤って加熱するような不都合を防止できる。

0060

図14は、本発明の第6実施態様に係る自動販売機を示しており、自動販売機の飲食品加熱装置は上記第5実施態様に示した飲食品加熱装置24が用いられている。自動販売機38は、本体箱39を有している。本体箱39内には販売される商品としての飲食品37が収納される商品収納庫室40が設けられている。商品収納庫室40には、商品収納棚41が設けられている。また、商品収納庫室40には、飲食品37を払い出す商品払出口42が設けられている。なお、商品収納庫室40には、収納される飲食品37を予め予備加熱する予備加熱手段(図示略)を設けるようにしてもよい、このような予備加熱手段を設ければ後述の飲食品加熱装置24による加熱時間を短縮できるので、販売時間を一層短縮できる。予備加熱手段は、自動販売機38に組み込まれた他の機器(たとえば、冷凍回路中の圧縮機等)の放熱を利用するヒートポンプから構成できる。なお、飲食品37は飲食品加熱装置24により迅速、確実に加熱されるので、予備加熱の温度は比較的低温に設定できる。したがって、商品収納庫しつ40内の飲食品37の劣化が加速されることはない。

0061

自動販売機38の正面(図14の左側)には、利用者等が飲食品37を取り出す商品取出口43を備えた外扉44が設けられている。

0062

商品収納庫室40と外扉44との間には内扉45が設けられている。商品収納庫室40の下方には商品払出口42から払い出された飲食品37を商品取出口42へと搬送する搬送通路46が設けられている。

0063

搬送通路46内の途中には飲食品37を必要に応じて加熱する飲食品加熱装置24が設けられている。本実施態様においては、飲食品加熱装置24は商品払出口42から内扉45に至る搬送通路46内に設けられている。ただし、飲食品加熱装置24は、図15に示すように内扉45から商品取出口43へと至る搬送通路46内の途中に設けてもよい。

0064

本実施態様においては、利用者等に選択された飲食品37が商品収納庫室40の商品払出口42から払い出され、搬送通路46を通り商品取出口43へと搬送されるが、搬送通路46に飲食品加熱装置24が設けられており、搬送と加熱が実質的に並行して行われるので、販売時間を大幅に短縮できる。また、従来の電子レンジ内蔵型の自動販売機に比べ飲食品加熱手段25の設置スペースを大幅に削減できるので、自動販売機38の小型化、低コスト化を達成できる。また、加熱可能な飲食品37の品種を拡大できる。

0065

図16は、本発明の第7実施態様に係る自動販売機47を示している。なお上記第6実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略することとする。本実施態様においては、搬送通路46から飲食品37を飲食品加熱装置24に搬送するとともに、加熱された飲食品37を再び搬送通路46に戻す搬送手段としてのリフタ48が設けられている。リフタ48は、飲食品加熱装置24の加熱要否判断手段により、販売される飲食品37が加熱要と判断された場合にのみ作動するようになっており、加熱否と判断された場合には作動せず、飲食品37はそのまま通過されるようになっている。

0066

本実施態様においても、上記第6実施態様の作用に準じ飲食品37を迅速、かつ、確実に加熱することができるので、販売時間を短縮しつつ、自動販売機47の小型化、低コスト化に寄与できる。また、本実施態様においては、搬送手段としてのリフタ48が設けられているので、搬送通路46の搬送経路が複雑になっても迅速な加熱、搬送を実現できる。

0067

本発明にかかるヒータは、たとえば飲食品を加熱する飲食品加熱装置に適用でき、該飲食品加熱装置によれば、多種の飲食品を迅速に、しかも確実に加熱できる。また、本発明に係る飲食品加熱装置は、販売時に飲食品を迅速に加熱する必要のある自動販売機に備えて好適である。

図面の簡単な説明

0068

本発明の第1実施態様に係るヒータの断面図である。
図2の発熱体の拡大断面図である。
図2の発熱体とは別の態様の発熱体を用いたヒータの断面図である。
図2の発熱体とはもう一つ別の態様の発熱体を用いたヒータの断面図である。
図2の発熱体とはもう一つ別の態様の発熱体を用いたヒータの断面図である。
図1のヒータの温度制御の一例を示すフローチャートである。
本発明の第2実施態様に係るヒータの断面図である。
本発明の第3実施態様に係るヒータの断面図である。
図8のヒータの部分拡大断面図である。
本発明の第4実施態様に係るヒータの断面図である。
本発明の第5実施態様に係る飲食品加熱装置の加熱手段の平面図である。
図11の飲食品加熱装置の斜視図である。
図11の飲食品加熱装置の平面図である。
本発明の第6実施態様に係る自動販売機の概略構成図である。
図14とは別の態様の自動販売機の概略構成図である。
本発明の第7実施態様に係る自動販売機の概略構成図である。

符号の説明

0069

1、15、17、22ヒータ
2発熱体としての裸発熱線
3基台
4 発熱体の配設される面
5固定材料
6 固定材料の層
7被加熱物
8芯線
9裸線
10被覆材
11温度制御手段
12、13温度検知手段としての温度センサ
14温度調整手段
16ステンレス箔
18フィルム
19 裏面
20断熱材
21金属粉末
23 フィルム
24飲食品加熱装置
25 加熱手段
26 温度検知手段
27 穴
28 、29巻き取りローラ
30、31突起
32モータ
33、34送りローラ
35飲食品保持部
36 制御手段
37 飲食品
38、47自動販売機
39本体箱
40商品収納庫室
41商品収納棚
42商品払出口
43商品取出口
44外扉
45内扉
46搬送通路
48 リフタ

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