JP2004213514A - 容器入り飲料の加熱装置及びこれを用いた自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】品質を維持可能な温度で保存した容器入り飲料を急速に加熱することができ、かつ、小型化およびコストの低減化を図る
【解決手段】飲料容器Ａ（またはＢ）に向けて温水を噴射するノズル部を有する温水噴射装置４と、該飲料容器を保持するとともに該飲料容器を回転させる攪拌手段５と、温水タンク２に貯留された温水を温水噴射装置４に導くポンプ３とを備え、ポンプ３の駆動により攪拌手段５により回転中の飲料容器に温水を噴射して飲料を過熱する際、温水噴射装置４のノズル部は飲料容器の外壁に衝突噴流を形成するよう構成したものであって、温水噴射装置４のノズル部および攪拌手段５（飲料保持手段としての支持ローラ６）を傾斜して設置し、温水噴射装置４に投入された飲料容器が自重により加熱位置まで搬送されるようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶， びん， ペットボトルなどの容器入り飲料を急速に加熱する加熱装置及びその加熱装置を用いて容器入り飲料（商品）を販売する自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶， びん， ペットボトルなどの容器入り飲料を加熱する装置としては容器入り飲料（商品）を庫内に収納して販売する自動販売機が知られており、一般的な前記飲料商品を販売する自動販売機の従来構成を図１１に示す。図において、１００は前面が開口した断熱筐体としてなる本体キャビネット、１０１は本体キャビネット１００に開閉可能に取付けられ、本体キャビネット１００の前面開口を覆う片開き式の外扉、１０２は本体キャビネット１００の庫内前面を開閉し、上下に二分割された断熱内扉である。前記本体キャビネット１００の商品収納庫内には仕切壁１０４により左右に並ぶ複数の商品収納室が形成され、各商品収納室には商品投入口１０３ａから投入された商品を貯蔵する商品収納ラック（サーペンタイン式商品収納ラック）１０３、冷却／加熱ユニット１０５および商品収納ラック１０３から搬出した商品を商品取出口１０１ａに送出する搬出シュータ１０６が装備されている。本体キャビネット１００の下部における機械室には冷凍機のコンデンシングユニット１０７を装備している。
【０００３】
前記冷却／加熱ユニット１０５は冷凍機コンデンシングユニット１０７のエバポレータである冷却器１０５ａと電熱ヒータ１０５ｂとファン１０５ｃとの組合せからなり、ホット／コールドの運転モードに合わせて冷却器１０５ａで冷却した冷気，もしくは電熱ヒータ１０５ｂで加熱した暖気をファン１０５ｃにより庫内に循環送風して商品収納ラック１０３に収納した商品を販売適温（コールド商品：５℃前後，ホット商品：５５℃前後）に冷却，もしくは加熱する。
図１２は異なる従来の自動販売機の全体構成を示す。図１２において、２００は自動販売機の本体キャビネットである。この本体キャビネット２００の庫内には商品を収納した商品収納ラック２０４が配備されている。一般的に、商品を冷却／加熱して販売する自動販売機においては、庫内外を断熱するため、本体キャビネットは断熱構造として形成されている。一方、前記本体キャビネット２００は断熱構造をとらない筐体として構成されている。したがって、本体キャビネット２００の庫内の商品は常温状態で保存されている。これにより、長時間にわたって加熱状態で保存されると品質や香味が損なわれる商品も安心して販売することができる。そして、商品収納ラック２０４から商品取出口２０１ａに通じる商品搬出シュータ２０７の途中には商品冷却／加熱装置２１０が設置されている。
【０００４】
前記商品冷却／加熱装置２１０は、商品を取り込み、該商品の壁面に低温，もしくは高温の熱媒体を吹き付けるノズル（図では省略）を有する密閉形のケース２１１と、熱媒体の冷却／加熱源２１２と、前記ケース２１１と冷却／加熱源２１２との間で熱媒体を循環送流する配管系２１３との組合せからなる。この商品冷却／加熱装置２１０は、商品販売時、すなわち、コールド飲料またはホット飲料の商品選択ボタンの操作による販売指令に基づき商品収納ラック２０４から搬出した商品を前記ケース２１１に取り込む。そして、コールド飲料またはホット飲料の商品選択ボタンの操作に合わせて低温，もしくは高温の熱媒体を飲料容器の壁面に吹き付けて販売温度に冷却，もしくは加熱した後、ケース２１１から取出して商品取出口２０１ａに送り出す。
【０００５】
前記商品冷却／加熱装置２１０におけるケース２１１の構造を図１３ （ａ） ，（ｂ）に示す。図に示すように、ケース２１１は内外二重の円筒構造として形成され、スライド式の開閉蓋２１４と組合せて基台２１５に載置されている。開閉蓋２１４は基台２１５に敷設したスライダ（送りねじ機構）２１５ａに連繋して矢印Ａ方向へ移動可能に案内支持されている。前記ケース２１１には周方向に熱媒体の導入室２１１ａと回収室２１１ｂが交互に並んで仕切られている。前記導入室２１１ａには、内筒を貫通して軸方向に並ぶ複数の熱媒体噴射用のノズル２１６が設けられ、回収室２１１ｂの内筒には前記ノズル２１６に対応して軸方向に並ぶ熱媒体の回収口２１７が開口している。また、開閉蓋２１４の内面側にはケース２１１の内方に向け延在し、商品を横置姿勢に支える左右一対の支持ローラ２１８を備えている。該支持ローラ２１８は、開閉蓋２１４の外面側に取付けられた駆動モータ２１９で駆動されて回転する。
【０００６】
また、前記商品冷却／加熱装置２１０の系統図を図１４に示す。図に示すように、冷却／加熱源２１２は、冷凍機２２０と組合せた熱媒体の冷却槽２２１と、電熱ヒータ２２２と組合せた加熱槽２２３を備えている。冷却槽２２１，加熱槽２２３にはブラインとして粘性が小さく、かつ食品衛生面で使用可能な水，あるいはエチルアルコールなどの熱媒体２２４が貯留されている。一方、前記冷却槽２２１，加熱槽２２３とケース２１１との間で熱媒体を循環送流させる配管系２１３は、ケース２１１の熱媒体導入室２１１ａに通じる送り管２１３ａと、熱媒体回収室２１１ｂに通じる戻り管２１３ｂと、送り管路２１３ａに接続したポンプ２１３ｃと、送り管２１３ａ，戻り管２１３ｂを冷却槽２２１，加熱槽２２３のいずれかに切換える切換弁２１３ｄとにより構成されている。
【０００７】
かかる構成において、販売待機状態では前記ケース２１１の開閉蓋２１４が開放し、またポンプ２１３ｃは停止している。一方、熱媒体の冷却／加熱源２１２では、冷凍機２２０，ヒータ２２２により冷却槽２２１，加熱槽２２３に貯留している熱媒体２２４が冷却，加熱されて低温，高温状態に維持されている。ここで、商品販売時にホット飲料が選択されると、常温状態で商品収納ラック２０４から搬出された商品２０５は、商品取出口２０１ａの手前で商品冷却／加熱装置２１０に取り込まれる。すなわち、商品搬出シュータ２０７を転動もしくは滑動して送出される商品２０５は、該商品搬出シュータ２０７を転動もしくは滑動中に商品冷却／加熱装置２１０に取り込まれ、支持ローラ２１８の上に横置姿勢に載置される。支持ローラ２１８の上に商品が載置されると、引き続いて駆動モータ２２０を作動させる。駆動モータ２２０の回転によりスライダ（送りねじ機構）２１５ａが回転し、スライダ２１５ａに連繋した開閉蓋２１４を閉位置に移動させる。これにより商品２０５はケース２１１の中に収容される（図１４参照）。また、配管系２１３の切換弁２１３ｄを加熱槽２２３側に切換えた上でポンプ２１３ｃを始動し、加熱槽２２３に貯留されている高温の熱媒体２２４をケース２１１に送流する。これにより、高温の熱媒体２２４がノズル２１６の先端から噴出して商品２０５の飲料容器の壁面に吹き付けられる。前記ポンプ２１３ｃは商品２０５の品温が所定の販売温度（５５℃前後）に加熱される所定の加熱時間（数十秒程度）の間継続して駆動される。そして、所定の加熱時間（数十秒程度）が経過すると、ポンプ２１３ｃを停止して熱媒体の送液を止め、続いてケース２１１の開閉蓋２１４を開いて商品２０５を取出し、自動販売機の商品取出口２０１ａに送り出して１回の販売動作を終了する。なお、前記支持ローラ２１８は所定の加熱時間の間、駆動モータ２１９により駆動されて回転しており、これにより支持ローラ２１８に載置された商品が回転して中身飲料を攪拌している（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３０７２１３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来装置のうち、本体キャビネット１０１の庫内に冷気，もしくは暖気を循環送風して商品収納ラック１０４に収納した商品を販売適温に保冷，もしくは保温するようにした前者の自動販売機では、消費電力，商品の品温管理面などで次のような課題がある。
（１） 本体キャビネット１０１は断熱筐体として製作されているものの、庫内温度と外気温度との温度差から断熱壁を伝熱して外部に逃げる熱ロス分がかなり大きく、また、庫内の商品を適温に保持するためには常時冷凍機による冷却あるいは電熱ヒータによる加熱を行う必要があり、消費電力が大きい。
【００１０】
（２） 前述したように、庫内の商品は常時冷却あるいは加熱されており、冷却保存の場合には問題がないが、加熱保存の際には、例えばコーヒー飲料などの商品は長時間高温にさらされると品質が低下したり香味が低下する。
一方、商品を常温で保存し、販売時点において高温の熱媒体を商品容器の周囲に吹き付ける後者の従来装置においては、前述した前者の従来装置における課題を解決することができる。しかしながら、後者の従来装置においては、商品に吹き付けられる熱媒体は閉回路を循環するように構成されており、雑菌については加熱槽で殺菌することができるものの、熱媒体の汚れは避けることができず、熱媒体の定期的な交換が必要となり、複数の自動販売機を管理するサービスマンの手間が増加するとともに交換する熱媒体や交換した熱媒体を持ち運ばねばならず、また、熱媒体内に異物が混入するとノズルが詰まったり、ポンプが故障した場合には自動販売機の稼動を停止しなければならないという課題を有する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は前記課題を解決し、品質を維持可能な温度で保存するとともに径の異なる複数種類の容器入り飲料を急速に加熱することができ、かつ、小型化およびコストの低減化を図ることが可能な容器入り飲料の加熱装置およびこの加熱装置を装備した自動販売機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、飲料容器に向けて温水を噴射するノズル部とこのノズル部に熱媒体を導く導水管と前記ノズル部から噴射された熱媒体を排水する排水口からなる熱媒体噴射装置と、飲料容器を保持する容器保持手段とこの容器保持手段に保持された飲料容器を前記熱媒体噴射装置内で回転させる回転手段とからなる攪拌手段と、高温の熱媒体を貯留する熱媒体貯留タンクと、この熱媒体貯留タンクに貯留された熱媒体を前記温水噴射装置に導くポンプと、前記熱媒体噴射装置の排水管からの排水を浄化する浄水器とを備え、前記熱媒体タンクとポンプと熱媒体噴射装置と浄水器を閉回路とする熱媒体循環経路を構成し、前記熱媒体噴射装置内に収納されて回転する飲料容器にノズル部から熱媒体を噴射して該容器外壁に衝突噴流を形成して容器内の飲料を急速に加熱する容器入り飲料の加熱装置において、前記熱媒体噴射装置のノズル部および攪拌手段の容器保持手段をそれぞれ傾斜して設置したことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
また、前記目的を達成するために本発明は、飲料容器の外壁に向けて高温高圧の過熱媒体を噴射するノズル部とこのノズル部に過熱媒体を導く導管とからなる過熱媒体噴射装置と、飲料容器を保持する容器保持手段とこの容器保持手段に保持された飲料容器を過熱媒体噴射装置内で回転させる回転手段とからなる攪拌手段と、高温高圧の過熱媒体を貯留する過熱タンクと、この過熱タンクと前記過熱媒体噴射装置との間に配管され、前記過熱媒体噴射装置の導管に近接して配置されたバルブとを備え、前記バルブの開閉により過熱媒体噴射装置のノズル部から飲料容器の外壁に高温高圧の過熱媒体を噴射して該容器外壁に衝突噴流を形成して容器内の飲料を急速過熱する飲料の加熱装置において、前記過熱媒体噴射装置のノズル部および攪拌手段の容器保持手段をそれぞれ傾斜して設置したことを特徴とする（請求項２）。
【００１４】
この場合本発明によれば、ノズル部は傾斜した熱媒体噴射装置の下端側が小径容器の大きさに対応し、上端側に向かうにしたがって大径容器の大きさに対応するよう階段状に配置するように構成することができる（請求項３）。
そして、本発明は、自動販売機の加熱手段として前述した容器入り飲料の加熱装置を備えるものとする（請求項４）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る請求項１に記載した発明は、熱媒体貯留タンク，ポンプ，熱媒体噴射装置の導水管，熱媒体噴射装置の配水口，浄水器および温水タンクからなる熱媒体循環経路が構成されるように配管し、熱媒体タンク内に配備、または熱媒体貯留タンクの外周に巻回した電熱ヒータにより熱媒体貯留タンク内に入れられた熱媒体を加熱し、該熱媒体を高温（例えば熱媒体が水の場合９５℃）に維持する。容器入り飲料を加熱する際、まず飲料が入った飲料容器を攪拌手段の容器保持手段に投入する。この場合、容器保持手段が傾斜しているので容器保持手段に投入された飲料容器は容器保持手段の傾斜にしたがってその自重により下降して容器保持手段の所定位置に位置決めされる。そして、容器保持手段に保持された飲料容器を回転手段により回転させて容器内の飲料を攪拌させる。これと同時にポンプを駆動することにより、熱媒体貯留タンク内の高温の温水が熱媒体噴射装置の導水管を介してノズル部に導かれる。該ノズル部は容器保持手段と同様に傾斜して配置されているので、該ノズル部から噴流として飲料容器の壁面に直角に近い角度で衝突する。ノズル部からの噴流が飲料容器の壁面に直角に近い角度で衝突すると衝突噴流となり、衝突噴流による高い熱伝達率により飲料容器内の飲料が急速に加熱される。一方、熱媒体噴射装置の配水管からの排水は浄水器に導かれ、ここで塵の除去や殺菌が施された後熱媒体タンクに戻されて再び高温に加熱される。
【００１６】
本発明に係る請求項２に記載した発明は、過熱タンクから過熱媒体噴射装置の導水管との間の配管中に、過熱媒体噴射装置の導水管に近接してバルブを配備するように配管し、過熱タンク内に配備、または過熱タンクの外周に巻回した電熱ヒータにより過熱タンク内に入れられた熱媒体を加熱して過熱媒体とし、該過熱媒体を高温（例えば熱媒体が水の場合、飽和温度の１００℃以上）に維持する。
飲料容器内の飲料を加熱する際、まず飲料が入った飲料容器を攪拌手段の容器保持手段に投入する。この場合、容器保持手段が傾斜しているので容器保持手段に投入された飲料容器は容器保持手段の傾斜にしたがってその自重により下降して容器保持手段の所定位置に位置決めされる。そして、容器保持手段に保持された飲料容器を回転手段により回転させて容器内の飲料を攪拌させる。これと同時にバルブを作動させることにより、過熱タンク内の高温高圧の過熱媒体が過熱媒体噴射装置の導水管を介して直ちにノズル部に導かれる。該ノズル部は容器保持手段と同様に傾斜して配置されているので、該ノズル部から噴流として飲料容器の壁面に直角に近い角度で衝突する。ノズル部からの噴流が飲料容器の壁面に直角に近い角度で衝突すると衝突噴流となり、衝突噴流による高い熱伝達率により飲料容器内の飲料が急速に加熱される。一方、過熱媒体噴射装置の配管からの排水は熱媒体受け容器に一旦蓄えられ、バルブの開閉により過熱タンクに戻されて再び高温に加熱される循環方式とすることもでき、また、一回もしくは複数回の加熱ごとに過熱タンクに熱媒体を補充する補充方式とすることもできる。
【００１７】
本発明に係る請求項３に記載した発明のように、ノズル部は傾斜した熱媒体噴射装置の下端側が小径容器の大きさに対応し、上端側に向かうにしたがって大径容器の大きさに対応するよう階段状に配置するように構成することにより、飲料容器の大きさ（径）にかかわらずノズル部と飲料容器との間の距離を狭くすることができるから、該ノズル部からの噴流が飲料容器の壁面に衝突して弾かれた熱媒体（または過熱媒体）を再び飲料容器側に戻して当該飲料容器の壁面に沿って流れるようにし、これにより熱媒体（または過熱媒体）から飲料容器への熱伝達を効率良く行うことができる。
【００１８】
そして、本発明に係る請求項４に記載した発明は、自動販売機の加熱手段として請求項１ないし請求項３記載のいずれかに記載の容器入り飲料の加熱装置を装備する。この場合、庫内の商品収納ラックから搬出された商品が外扉の商品取出口に搬出されるまでの経路において温水噴射装置または過熱媒体噴射装置に導かれ、温水噴射装置または過熱媒体噴射装置で急速加熱された後商品取出口に送出される。このように庫内の商品収納ラックに収納された商品は販売時点において急速加熱されて販売されるため、庫内では常温で商品を保存することが可能となり、自動販売機を断熱構造とする必要がなくなるとともに常時高温で保存する場合に比して商品の品質劣化を防止することができ、商品の香味を長期間維持することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例により説明する。
（実施例１）
図１は本発明の容器入り飲料の加熱装置を示すブロック図であり、１は加熱装置を示し、この加熱装置１は、熱媒体貯留タンクとしての温水タンク２、ポンプ３、熱媒体噴射装置としての温水噴射装置４、浄水器９からなる温水（熱媒体）循環経路が構成されるように配管される。温水タンク２はその内部に配備、または温水タンク２の外周に巻回した電熱ヒータにより温水タンク２内に入れられた水を加熱して温水とし、該温水を高温（例えば９５℃）に維持する。ポンプ３は温水タンク２内の温水を温水噴射装置４に送る。温水噴射装置４は、詳しくは後述するが、傾斜して配置された攪拌手段５にセットされた飲料容器Ａまたは飲料容器Ｂに温水を噴射して飲料容器Ａ，Ｂ内の飲料を加熱する。攪拌手段５は、矢印Ａ方向から投入されて傾斜したシュータ１０上を滑動する飲料容器Ａ，Ｂを所定位置に保持するところの、容器保持手段を構成する支持ローラ６と、飲料容器Ａ，Ｂを回転させる回転手段としての容器回転用モータ７とからなり、容器回転用モータ７の始動により飲料容器Ａ，Ｂを回転させて容器内の飲料を攪拌させる。
浄水器９は、温水噴射装置４において飲料容器Ａ，Ｂに噴射された温水が導かれ、該温水中から塵の除去，殺菌等を施こす。浄水器９により塵の除去，殺菌等が施こされた温水は再び温水タンク２に戻される。このように、温水タンク２内の温水は温水タンク２，ポンプ３，温水噴射装置４，浄水器９からなる温水循環経路中を循環する。
【００２０】
前記温水噴射装置４は、基台（不図示）に載置されるとともに傾斜して配置された円筒状のケース４１と、ポンプ３の出口配管に接続された切換弁４２および当該切換弁４２の出口配管に接続されるとともに傾斜して配置された階段状の導水管４３とからなる。前記円筒状のケース４１は、矢印Ａで示す飲料容器の投入口部分に設けられた投入口扉４１１と、矢印Ｂで示す飲料容器の出口部分に設けられた排出口扉４１２を有する。投入口扉４１１および排出口扉４１２のそれぞれはヒンジ機構（不図示）により開閉自在であるとともに常時投入口および排出口を閉塞するようばね付勢されている。導水管４３は、図２（ａ）に示すように、内外二重の円筒体を軸線方向に略半分に切断した半円筒構造（いわゆる馬蹄形）に形成された第１の導水管４３１と第２の導水管４３２とを有する。第１の導水管４３１の内筒は小径の飲料容器Ｂの外周に対峙し、第２の導水管４３２の内筒は大径の飲料容器Ａに対峙するように、第１の導水管４３１の半径に対して第２の導水管４３２の半径は大きく形成され、側面から見ると第１の導水管４３１が低く第２の導水管４３２が高い階段状に並べて配設されている。
【００２１】
また、第１の導水管４３１および第２の導水管４３２は内筒側に複数のノズル部４４が飲料容器Ａ，Ｂの中心線に向かうように設けられている。このノズル部４４はこの実施例では図２（ｃ）に示すように噴射される温水の形状が円柱状を形成する直進ノズル４４１として構成されている。前記第１の導水管４３１および第２の導水管４３２はそれぞれ密閉して形成され、各導水管４３１および導水管４３２には切換弁４２の出口管が接続されている。この切換弁４２の切換えによってポンプ３により循環する温水が切換弁４２を介してそれぞれ一方の導水管４３１，４３２に満たされる。第１および第２の導水管４３１，４３２内が温水によって満たされ、その圧力が一定の圧力を超えるとノズル部４４から温水が勢いよく噴射される。そして、各導水管４３１，４３２の内側にはそれぞれ滑りローラ４３３，４３４および従動ローラ４３５，４３６が設けられている。滑りローラ４３３，４３４は各導水管４３１，４３２の下方端部に配置され、飲料容器Ａ，Ｂの軸線と直交する方向のローラ軸に支持されるとともに飲料容器Ａ，Ｂの外周縁に当接して回転する。一方、従動ローラ４３５，４３６は各導水管４３１，４３２の中央に配置され、飲料容器Ａ，Ｂの軸線と平行なローラ軸に支持されるとともに飲料容器Ａ，Ｂの外周縁に当接して回転する。なお、ノズル部４４から噴射された温水を排水するためケース４２には排水口（不図示）が形成されている。
【００２２】
次に、飲料容器Ａ，Ｂを保持する容器保持手段としての支持ローラ６と飲料容器Ａ，Ｂを回転させる回転手段としての容器回転用モータ７からなる攪拌手段５の構成を、図３を用いて説明する。図３はシュータ１０と攪拌手段５とを分解した状態を示す分解斜視図である。
図３において、５１は断面コ字状のベースであり、このベース５１は上端側の脚片５２に設けられた軸穴５４を貫通する軸（不図示）によりケース４１（図１参照）に軸支され、前記軸穴５４を回転中心として上下方向に揺動自在に配設されている。ベース５１の胴部には穴５５が設けられ、この穴５５には昇降用モータ７Ａの軸に連結されたピニオンと噛み合うラック７Ａ１が後述するように係合しており、昇降用モータ７Ａによってベース５１は上下方向に揺動する。前記ラック７Ａ１と穴５５との係合は、図４に示すように、穴５５を貫通したラック７Ａ１の上下に、穴５５よりも大きく形成された球体状の摺動部７Ａ２，７Ａ３が取付けられ、摺動部７Ａ２，７Ａ３が穴５５の縁部に係合するように構成されている。したがって、ラック７Ａ１が下降すると摺動部７Ａ２がベース５１における穴５５の縁部に当接してベース５１を押し下げ、ラック７Ａが上昇すると摺動部７Ａ３がベース５１における穴５５の縁部に当接してベース５１を押し上げる。
また、ベース５１の脚片５２には、一方に偏った位置に容器回転用モータ７が固定され、この容器回転用モータ７のモータ軸７１がベース５１の他方の脚片５３との間に架設されている。さらに、前記ベース５１の両脚片５２，５３にはモータ軸７１に平行な従動軸７２が架設され、この従動軸７２は他方の脚片５３側において歯車機構（図では脚片に隠れて見えない）を介してモータ軸７１と連結されている。前記モータ軸７１および従動軸７２にはそれぞれ４個の支持ローラ６が取付けられ、これらの支持ローラ６は上段側の２個の支持ローラ６が飲料容器Ａを、下段側の２個の支持ローラ６が飲料容器Ｂをそれぞれ支持するように配置されている。
【００２３】
前記ベース５１に重ねて配置されるシュータ１０は上端に形成された軸１１によりケース２１（図１参照）に軸支され、この軸１１を回転中心として上下方向に揺動自在に配設されている。シュータ１０の中央には飲料容器Ａ，Ｂが滑動する円弧状の滑動面１２が設けられ、この滑動面１２を挟んで両側にはそれぞれ８個の穴１３が設けられている。この穴１３を介してモータ軸７１および従動軸７２に設けられたそれぞれの支持ローラ６がシュータ１０上に出没可能である。前記シュータ１０は引張りばね１５により常時上方向（軸１１を回転中心として時計方向に揺動するよう）に付勢されており、また、不図示のストッパにより図１に示す状態で停止し、それ以上上方へ移動しないように構成されている。そして、シュータ１０にはベース５１側に向けて突出する左右一対の連結片１４（一方の連結片１４はシュータ１０に隠れて見えない）が設けられており、それぞれの連結片１４の先端に形成された鉤がモータ軸７１および従動軸７２と係合可能なように構成されている。この連結片１４はベース５１の下降に連動してシュータ１０が下降するようにするためのものである。なお、モータ軸７１および従動軸７２とシュータ１０と連結片１４の鉤との間には、図５に示すように不感帯（遊び）Ｐが形成されている。この不感帯（遊び）Ｐの役割については後述する動作の説明において説明する。
【００２４】
次に、かかる構成からなる加熱装置１の動作について図４を用いて説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ飲料容器Ａが加熱装置１に投入された後、加熱されて排出されるまでの工程を示すものである。
図６ （ａ）は、飲料容器Ａを加熱装置１に投入する際の説明図である。加熱装置１の待機状態において、ベース５１は昇降用モータ７Ａにより下降した状態に保持され、一方、シュータ１０は引張りばね１５（図３参照）により上方に引き上げられた状態に保持され、これによってベース５１に架設されたモータ軸７１および従動軸７２に取付けられた支持ローラ６がシュータ１０から没した下方に位置している。また、待機状態ではポンプ３は停止しているとともに温水タンク２では電熱ヒータによりタンク内に貯留している水を加熱して高温状態に保持している。
【００２５】
前述した待機状態から、ケース４１の投入口部分に設けられた投入口扉４１１を押し開くようにして飲料容器Ａをケース４１内に投入すると、該飲料容器Ａは重力の作用によりシュータ１０の滑動面１２（図３参照）に落下して該滑動面１２上をシュータ１０の傾斜に沿って下方に滑動する。投入口扉４１１は飲料容器Ａの通過により投入口を塞ぐように閉じられる。図６（ｂ）に示すように、シュータ１０上に落下して滑動面１２を滑動する飲料容器Ａの先端が第２の導水管４３２の下方端部に配置された滑りローラ４３４に当接すると飲料容器Ａが第２の導水管４３２で覆われた状態で停止する。ここで、不図示の加熱開始ボタンを押圧操作すると、昇降用モータ７Ａに正転信号が供給される。昇降用モータ７Ａが駆動されることによりラック７Ａ１（摺動部７４３）を介してベース５１が押し上げられる（ベース５１が軸穴５４を支点として図において時計方向に揺動する）。そして、ベース５１が、図５に示したように、モータ軸７１および従動軸７２とシュータ１０と連結片１４の鉤との間に形成された不感帯（遊び）Ｐ分だけ押し上げられると、支持ローラ６がシュータ１０に穴１３を貫通してシュータ１０上に出現する。これによって今までシュータ１０により支持されていた飲料容器Ａが支持ローラ６により支持されるようになり、また、飲料容器Ａの外周上部が第２の導水管４３２に取付けた従動ローラ４３６により保持される。この状態を図６（ｂ）に示す。なお、前述したようにベース５１が不感帯（遊び）Ｐ分だけ押し上げられることによって、支持ローラ６がシュータ１０の上面に出現し、モータ軸７１および従動軸７２がシュータ１０に平行するように構成されている。したがって、待機状態においては支持ローラ６がシュータ１０の下方に没入しており、支持ローラ６によって投入された飲料容器Ａがシュータ１０の滑動面１２を滑動する際の妨げとならないように構成されている。また、前述では、加熱開始ボタンを押圧操作により昇降用モータ７Ａに駆動信号が供給されることについて説明したが、飲料容器Ａが第２の導水管４３２の位置で停止したことを検出器により検出して、昇降用モータ７Ａに駆動信号を供給するようにして自動化することもできる。
【００２６】
図６（ｂ）に示すようにベース５１が所定位置まで押し上げられたことが位置検知スイッチにより検出されると、容器回転用モータ７およびポンプ３が起動されるとともに切換弁４２により第２の導水管４３２が循環経路に接続される。容器回転用モータ７の起動により支持ローラ６を介して飲料容器Ａは回転を開始し、飲料容器Ａ内の飲料が攪拌される。ポンプ３が駆動されると温水タンク２内の加熱された温水は切換弁４２を介して第２の導水管４３２に送水される。第２の導水管４３２内が温水で満たされ、その導水管４３２内の圧力が一定の圧力を超えるとノズル部４４から勢いよく温水が噴射される。ノズル部４４からの噴流が飲料容器Ａの壁面に直角に衝突すると衝突噴流となり、衝突噴流による高い熱伝達率により飲料容器内の飲料が急速に加熱される。
【００２７】
ここで、衝突噴流について図７を用いて説明する。図７に示すように、一般的に衝突噴流の流れの様相は、自由噴流領域Ｊ１、衝突噴流領域Ｊ２、壁噴流領域Ｊ３の３領域に大別される。自由噴流領域Ｊ１は、衝突物体の影響を受けない流れの領域であり、流れの場の構造は一般的な自由噴流のものとほぼ同一である。
衝突噴流領域Ｊ２は、噴流が自由噴流から壁噴流に移行する領域で、流れの方向が急激に変化するので、大きな圧力勾配ができる。従って、流れの様相は非常に複雑である。また、壁噴流領域Ｊ３は、乱流強度の極めて高い流れを形成する。
このとき、衝突噴流による熱伝達特性は、衝突噴流領域Ｊ２のよどみ点近傍Ｊ４において最も高い熱伝達率が得られる。一方、飲料容器Ａ内の飲料はローラ６によって飲料容器Ａが回転することにより攪拌されている。このように飲料容器Ａ内の飲料を攪拌させると、温水の衝突噴流により加熱された飲料容器Ａの壁面から、飲料容器Ａの飲料に熱を効率良く伝えることができる。その理由は次のとおりである。すなわち、図８に示すように、飲料容器Ａを回転させると、飲料Ｄと飲料容器Ａの壁面との間に相対速度が生じ、極めて強い強制対流熱伝達を生じさせることができる。また、飲料容器Ａ壁面との摩擦力により、飲料Ｄが飲料容器Ａ壁面の回転方向と同一方向に流動するため、攪拌による乱流熱伝達が促進される。
【００２８】
温水噴射装置４のノズル部４４から噴射された温水は飲料容器Ａを加熱した後、ケース４１の底部に落下し、ケース４１の底部に形成された不図示の配水口から排水される。排水口から排水された温水は浄水器９に導かれ、ここで塵の除去や殺菌が施された後、温水タンク２に戻されて再び高温に加熱される。このように、温水の噴射および飲料容器内の飲料の攪拌により飲料は急速に加熱され、所定の加熱時間（数十秒）が経過して飲料容器Ａ内の飲料が所定の温度（５５℃前後）に加熱されると、ポンプ３および容器回転用モータ７の駆動を停止して温水の送水を止めるとともに飲料容器Ａの回転を停止する。
【００２９】
ポンプ３および容器回転用モータ７の停止に引き続いて昇降用モータ１１に逆転指令が供給される。昇降用モータ７Ａの逆転によりラック７Ａ１（摺動部７４２）を介してベース５１が下降（軸穴５４を支点として反時計方向に揺動）を開始し、図５に示す遊びＰ分だけベース５１が下降するとモータ軸７１および従動軸７２がシュータ１０における連結片１４の先端に形成された鉤と係合する。これによりベース５１の下降に伴ってシュータ１０も下降（軸１１を支点に反時計方向に揺動）を開始する。シュータ１０が下降を開始する時点では支持ローラ６がシュータ１０から没入しており、シュータ１０の下降により飲料容器Ａの先端が第２の導水管４３２の下方端部に配置された滑りローラ４３４から外れると、飲料容器Ａは重力の作用によりシュータ１０の滑動面１２を、矢印Ｂ（図１参照）で示すケース４１の排出口扉４１２に向けて滑動する。そして、飲料容器Ａはケース４１の排出口扉４１２を押し開いてケース４１から搬出される。昇降用モータ７Ａはベース５１が所定位置まで下降したことを検出する位置検知スイッチからの検出信号に基づいて正転に転じてベース５１を待機位置まで押し上げる。これにより一回の加熱動作を終了する。
【００３０】
なお、前述では飲料容器Ａが投入された際の動作について説明したが、飲料容器Ｂが投入された際には飲料容器Ｂが第２の導水管４３２の位置を通過して第１の導水管４３１の下方端部に配置された滑りローラ４３３に当接して停止し、そして、切換弁４２により第１の導水管４３１が循環経路に接続される点を除けば飲料容器Ａの動作と同一であるので、ここでは説明を省略する。
（実施例２）
図９は本発明の異なる実施の形態を示す容器入り飲料の加熱装置を示すブロック図であり、図１に示した実施例１と同一のものには同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３１】
この図９に示す実施例２においては、実施例１における温水循環用のポンプ３を不要としたものであり、図９において図１と異なる点は、図１の温水タンク２、ポンプ３に変えて過熱タンク２０、バルブ３０，３２を設け、また、浄水器９の位置に熱媒体受け容器３１を配置した点である。なお、この実施例では図１に示す温水噴射装置４を過熱媒体噴射装置４０と呼ぶこととする。
前記過熱タンク２０は、高温高圧にも耐えられるような剛性の高い構造をもつタンク内に、電熱ヒータが設置され内部の水が加熱される。加熱されたタンク内の水は、通常の大気圧（０．１０１３ＭＰａ）の状態においては、１００℃で沸点に達し、しだいに蒸気へと変わっていく。この場合の、この大気圧（０．１０１３ＭＰａ）のことを飽和圧力と呼び、１００℃の温度を飽和温度と呼ぶ。この飽和温度と飽和圧力の間には相関関係があり、圧力が高くなるほど、飽和温度も高くなる。この実施例に用いられている過熱タンク２０は、密閉構造で高温高圧にも耐えられるため、加熱され１００℃を超えたタンク内の水は、加熱によりタンク内の圧力が上がるにつれ、更に温度を上げていく。この１００℃以上となった温水のことを、以降、過熱水と呼ぶ。また図には記載されていないが、タンクには、タンク内の圧力が一定となるよう調整する安全弁が設置されており、タンク内の圧力が設定値以上となると弁が開き、内部の圧力が低下する。
【００３２】
バルブ３０は過熱媒体噴射装置４０に近接して配置され、過熱タンク２内の過熱水を過熱媒体噴射装置４０に供給または停止するものである。過熱媒体噴射装置４０の構成については、上述の実施例１と同一であり、傾斜して配置された攪拌手段５にセットされた飲料容器ＡまたはＢに過熱水を噴射して飲料容器ＡまたはＢ内の飲料を加熱する。熱媒体受け容器３１は、過熱媒体噴射装置４０において飲料容器ＡまたはＢに噴射され、該過熱媒体噴射装置４０から排水される温水を貯留する。この熱媒体受け容器３１に貯留された温水はバルブ３２の作動により再び過熱タンク２０に戻される。
【００３３】
次に、過熱水の噴射による容器内飲料の加熱について説明する。なお、過熱媒体噴射装置４０の動作については図１に示す実施例の温水噴射装置４と基本的に同一であるので過熱媒体噴射装置４０の動作については説明を省略する。
待機状態においてバルブ３０は閉じており、過熱タンク２０では電熱ヒータによりタンク内に貯留している水を加熱して１００℃を超える高温状態の過熱水として保持している。前記バルブ３０は過熱媒体噴射装置４０からの信号により制御され、投入された飲料容器Ａ（またはＢ）が過熱媒体噴射装置４０の所定位置に到達した際に過熱媒体噴射装置４０から供給される信号によりバルブ３０が開かれる。過熱タンク２０内で高温高圧となった過熱水は、過熱媒体噴射装置４０の手前のバルブ３０が開いた後、切換弁４２を介して勢い良く導水管４３を経由しノズル部に達し、高温の過熱水が飲料容器に噴射される。そして、所定の加熱時間（数秒）が経過して飲料容器Ａ（またはＢ）内の飲料が所定の温度（５５℃前後）に加熱されると、バルブ３０を閉じて温水の送水を止める。前述した飲料容器の加熱の際、過熱水の温度は非常に高いために殺菌効果も得られる。この実施例の構成では、衝突噴流を形成するノズル部に近接してバルブ３０を設け、バルブ３０の手前の配管内に常に高温の温水を満たすことで、バルブ３０が開いた後の噴流速度と温水温度の立ち上がりが早くなり、容器内飲料の加熱時間が短縮される。また、図１に示す実施例に対して温水を送るポンプ３が不要となる。温水温度が高いほど、容器内飲料と温水との温度差が大きくなり加熱量が上がり、加熱時間が短縮する。従って、ノズル部に近接してバルブ３０を設け、バルブ３０手前の配管内に高温の温水を満たし、更に過熱水を用いることで、大幅な加熱時間の短縮が可能となる。
【００３４】
次に、本発明に係る加熱装置は自動販売機に搭載して使用することができる。
その一例として図１０に示し、 （ａ）は側断面図、（ｂ）は外扉を外した状態の正面図である。図において、５１は自動販売機の本体キャビネットであり、この本体キャビネット５１は断熱構造をとらない筐体として構成されている。５２は自動販売機の外扉、５３は外扉５２の中段位置に開口した商品取出口、５４は外扉５２の背後に設けた内扉であり、この内扉５４も断熱構造をとらない扉として形成されている。５５は内扉５４の下部に開口した商品搬出口の開閉フラッパ、５６は庫内に設置して缶商品５７を収納する例えばサーペンタイン式の商品収納ラックであり、商品収納ラック５６に収納した商品５７は常温状態で保存されている。５８は商品収納ラック５６の下方に設けたシュータ、５９は本体キャビネット５１の下部に形成した機械室であり、この機械室５９に図１に示した温水タンク２，ポンプ３が配設されている。
【００３５】
ここで、庫内には複数基、この実施例では３基の商品収納ラック５６が左右に並べられて収設されており、各基の商品収納ラック５６と個々に対応してシュータ５８，内扉５４の開閉フラッパ５５などが左右に並んで配列されている。また、商品取出口５３は、庫内に収設した３基の前記商品収納ラック５６に共用のものである。そして、外扉５２と内扉５４との間のスペースには、各商品収納ラック５６から搬出した缶商品５７を受け取って上方に持ち上げ搬送し、その上昇終端から放出して前記商品取出口５３に投入させる商品リフタ６０を装備しており、さらに商品リフタ６０の終端と商品取出口５３との間の商品放出経路の中間には、本発明による加熱装置１における温水噴射装置４が設置されている。
【００３６】
この実施例における自動販売機の場合、商品選択ボタンの操作により商品収納ラック５６から搬出された商品５７はシュータ５８を転動し、開閉フラッパ５５を押し開いて商品リフタ６０を構成する搬送ベルト６１の上に投出される。前記商品５７が商品搬出口を通過する際に開閉する開閉フラッパ５５の開閉を検知して搬送ベルト６１が駆動され、搬送ベルト６１により商品５７が横搬送を経由して縦搬送される。搬送ベルト６１により搬送される商品５７はその縦搬送終端において方向転換されて本発明における温水噴射装置４の機構部、具体的には、図１に示す温水噴射装置４のケース４１の投入口部分に設けられた投入口扉４１１を押し開くようにしてケース４１内に投入される。ケース４１内に商品が投入されると加熱装置１の一連の動作が開始され、商品は温水噴射装置４により加熱された後、ケース４１の排出口扉４１２を押し開いてケース４１から搬出されて商品取出口５３に放出される。
【００３７】
また、本発明に係る加熱装置は図１２に示した自動販売機に搭載して使用することができる。この場合、図１２に示した自動販売機における商品冷却／加熱装置２１０に代えて本発明の加熱装置１を設ける。そして、図１２に示した自動販売機に本発明を適用した場合、商品収納ラックから搬出された商品はシュータ２０７を転動する途中において温水噴射装置４のケース４１の投入口部分に設けられた投入口扉４１１を押し開くようにしてケース４１内に投入される。ケース４１内に商品が投入されると加熱装置１の一連の動作が開始され、商品は温水噴射装置４により加熱された後、ケース４１の排出口扉４１２を押し開いてケース４１から搬出されて商品取出口２０１ａに放出される。
【００３８】
以上、この発明の好適な実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、温水の衝突噴流により加熱を行うため、金属容器以外の容器収納飲料にも適用可能で、また、局部加熱による品質低下を生じず、短時間で加熱を行うことができ、さらに、販売時のみ加熱を行うため、飲料は長時間高温に曝されることなく品質も低下せず、しかも大幅な低消費電力化が実現できる。また、飲料容器を過熱位置まで重力の作用を利用して搬送することが可能となり、飲料容器を過熱位置まで搬送するためのモータ等の駆動部品が不要であることから部品点数の削減とコストの低減を図ることができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる加熱装置の主要部のブロック図
【図２】図１の温水噴射装置の構成図を示し、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）はノズル部を示す拡大図
【図３】図１における攪拌手段の分解斜視図
【図４】図１の攪拌手段における昇降用モータとベースとの連結を表す説明図
【図５】図４の昇降用モータとベースとの間の不感帯を説明するためのシュータの断面図
【図６】図１における温水噴射装置の動作を示し、（ａ）は飲料容器の投入時の説明図、（ｂ）は飲料容器の過熱時の説明図、（ｃ）は飲料容器の搬出時の説明図
【図７】衝突噴流の様相を示す説明図
【図８】容器内飲料の攪拌の様相を示す説明図
【図９】本発明の異なる実施の形態に係わる加熱装置の主要部のブロック図
【図１０】本発明を自動販売機に適用した場合の実施例を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は外扉を外した状態の正面図
【図１１】従来の自動販売機を示し、（ａ）はその全体構成を示す斜視図、（ｂ）は側面図
【図１２】従来の異なる自動販売機を示す外略側面図
【図１３】図１２における冷却／加熱装置を示し、（ａ）は縦断断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図
【図１４】図１２における冷却／加熱装置の系統図
【符号の説明】
１ 加熱装置
２ 温水タンク
３ ポンプ
４ 温水噴射装置
５ 攪拌手段
６ 容器支持手段（支持ローラ）
７ 回転手段（容器回転用モータ）
７Ａ 昇降用もーた
９ 浄水器
・ シュータ
１６ 切換弁
４１ ケース
４３ 導水管
４３１ 導水管
・ 導水管
４３３，４３４ 滑りローラ
４３５，４３６ 従動ローラ
４４ ノズル部
５１ ベース
７１ モータ軸
７２ 従動軸

Claims (4)

1. 飲料容器に向けて温水を噴射するノズル部とこのノズル部に熱媒体を導く導水管と前記ノズル部から噴射された熱媒体を排水する排水口からなる熱媒体噴射装置と、
   飲料容器を保持する容器保持手段とこの容器保持手段に保持された飲料容器を温水噴射装置内で回転させる回転手段とからなる攪拌手段と、
   高温の熱媒体を貯留する熱媒体貯留タンクと、
   この熱媒体貯留タンクに貯留された熱媒体を前記熱媒体噴射装置に導くポンプと、
   前記熱媒体噴射装置の排水管からの排水を浄化する浄水器とを備え、
   前記熱媒体貯留タンクとポンプと熱媒体噴射装置と浄水器を閉回路とする熱媒体循環経路を構成し、前記熱媒体噴射装置内に収納されて回転する飲料容器にノズル部から熱媒体を噴射して該容器外壁に衝突噴流を形成して容器内の飲料を急速加熱する容器入り飲料の加熱装置において、
   前記熱媒体噴射装置のノズル部および攪拌手段の容器保持手段をそれぞれ傾斜して設置したことを特徴とする容器入り飲料の加熱装置。
2. 飲料容器の外壁に向けて高温高圧の過熱媒体を噴射するノズル部とこのノズル部に過熱媒体を導く導管とからなる過熱媒体噴射装置と、
   飲料容器を保持する容器保持手段とこの容器保持手段に保持された飲料容器を過熱媒体噴射装置内で回転させる回転手段とからなる攪拌手段と、
   高温高圧の過熱媒体を貯留する過熱タンクと、
   この過熱タンクと前記過熱媒体噴射装置との間に配管され、前記過熱媒体噴射装置の導管に近接して配置されたバルブとを備え、
   前記バルブの開閉により過熱媒体噴射装置のノズル部から飲料容器の外壁に高温高圧の過熱媒体を噴射して該容器外壁に衝突噴流を形成して容器内の飲料を急速過熱する飲料の加熱装置において、
   前記過熱媒体噴射装置および攪拌手段の容器保持手段をそれぞれ傾斜して設置したことを特徴とする容器入り飲料の加熱装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の加熱装置において、ノズル部は傾斜した熱媒体噴射装置または過熱媒体噴射装置の下端側が小径容器の大きさに対応し、上端側に向かうにしたがって大径容器の大きさに対応するよう階段状に配置したことを特徴とする容器入り飲料の加熱装置。
4. 請求項１ないし請求項３記載のいずれかに記載の容器入り飲料の加熱装置を備えた自動販売機。

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