JP2004356087A - Heater, food and drink heating device with the heater, and vending machine equipped with the above - Google Patents
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Abstract
Description
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、飲食品容器を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。 The present invention relates to a heater for heating an object to be heated, and more particularly to a heater which is configured to be thin and flexible, or which is suitable for directly heating a food / beverage container, and which is provided with a heating means having a heating means having the heater. The present invention relates to a product heating device and a vending machine provided with the food and beverage heating device.
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。 Generally, as a heater using a heating wire, a bare heating wire as a heating element and a sheathed heater in which the bare heating wire is covered with a sheath are mainly used (for example, Patent Document 1). The sheathed heater has the advantage that it can be bent into any shape according to the object to be heated, but when heating the object to be heated in a short time, it is necessary to cover the surface of the object with more bare heating wires. is there. However, if the naked heating wires are densely arranged, there is a possibility of causing an electric shock, shortening the life of the heating element, and the like.
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に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能商品(飲食品)の範囲が制限されるおそれもある。 Further, as another heater, there is often a system in which a bare heating wire covered with an insulator is wired on a base. However, in the case of such a heater, there is a possibility that the heat generation efficiency is reduced because an air layer exists between the bare heat generation line pitches. Further, when such an air layer is formed, the temperature uniformity of the surface of the heater on the side of the object to be heated is impaired, and there is a possibility that heat cannot be efficiently transferred to the object to be heated. In particular, when the object to be heated is rapidly heated, the heat transfer efficiency is reduced, so that it may not be possible to quickly heat the object to the predetermined temperature in a short time. Further, in the heater as described above, if the insulator covering the bare heating wire is damaged, there is a possibility of electric leakage, so that a beverage container or a food container (hereinafter simply referred to as a food and beverage container) made of a metal material. )) Is not applied to the heating. For this reason, in a food and beverage heating apparatus provided with a heating unit having such a heater, there is a possibility that rapid heating of the food or beverage may not be possible. In addition, the range of heatable products (food and drink) may be limited due to the material and the like of the food and drink container.
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が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、低コスト化の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。
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。 An object of the present invention is to improve the heat generation efficiency of a heating element, secure insulation while increasing the surface area of a heater on the side of an object to be heated, and quickly and safely conduct a conductive object such as a metal. A heater that can be rapidly heated, a food and beverage heating device equipped with the heater, and a food and beverage heating device that is equipped with the food and beverage heating device, can shorten the sales time, expand the number of products that can be heated, and suppress deterioration of food and beverage products. It is to provide a vending machine capable of.
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。 In order to solve the above problems, a heater according to the present invention is a heater for heating an object to be heated, and includes a heating element, a base on which the heating element is provided, and a base laid on the base. And a fixing material in which the heating element is embedded and which conducts heat from the heating element to the object to be heated.
上記発熱体としては、面状発熱体(たとえば、ステンレス箔)または芯線に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で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。 Examples of the heating element include a sheet heating element (for example, stainless steel foil) and a bare heating wire obtained by winding a bare wire around a core wire. Further, the heating element can be covered with a flexible material selected from high insulation and high heat conductivity such as polyimide, heat-resistant polyethylene, glass fiber, carbon fiber, silicone, and heat-resistant rubber. Leakage to the object to be heated can be reliably prevented while ensuring high thermal conductivity.
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。 The core wire can be formed from a combination of one or more flexible materials selected from heat-resistant materials such as glass fiber, aramid fiber, and carbon fiber. Further, the cross section of the core wire and the heating element can be formed in a circle, an ellipse, a square, a polygon, or the like. In particular, when the cross-sectional shape is formed into an elliptical shape or a rectangular shape, the thermal conductivity to the heated object side can be improved. Further, generation of a temperature gradient with respect to the surface of the heater on the side of the object to be heated can be suppressed.
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。 The bare wire wound around the core wire may be made of an iron-chromium-aluminum alloy, a nickel-chromium alloy, platinum (including an alloy containing platinum), molybdenum (including an alloy containing molybdenum), and tantalum ( Formed from a combination of one or more flexible materials selected from tantalum-containing alloys, tungsten (including tungsten-containing alloys), silicon carbide, molybdenum-silicite, and carbon Is possible.
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、アルミニウムの粉末を添加すれば固定材料の熱伝導性を向上できる。 The fixing material is preferably a material having high insulation and high thermal conductivity. This is for realizing rapid heating of the object to be heated while preventing electric leakage to the object to be heated. Further, if the fixing material is made flexible, the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated, so that the contact area with the object to be heated can be increased. , More rapid heating can be realized. Examples of the fixing material include a silicone-based material having high insulation, high thermal conductivity, and flexibility. In addition, a high heat conductive substance such as a metal powder can be added to the fixing material. For example, if the powder of iron, copper, and aluminum is added, the thermal conductivity of the fixing material can be improved.
上記固定材料と被加熱物との間には、第1介装材を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。 It is preferable to interpose a first interposition material between the fixing material and the object to be heated. For example, if a high-insulating film-like material is interposed, it is possible to more reliably prevent leakage to the object to be heated, and to safely heat a metal food and drink container. Further, if the first interposition member is configured to be flexible, the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated. Can be expanded, and more rapid heating can be realized. The first interposition material and a second interposition material described later can be formed in a film shape, a sheet shape, or a tape shape. The first interposition material can be formed from, for example, resin, rubber, or the like.
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。 A second metal interposed material may be interposed between the first interposed material and the object to be heated. By providing such a metal interposer, the temperature gradient on the surface of the heater on the side of the object to be heated can be eliminated. Further, the heat conduction area for the object to be heated can be increased. Therefore, the whole object to be heated can be quickly and efficiently heated. Further, if the second interposition member is configured to be flexible like the first interposition member, the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated. Therefore, the contact area with the object to be heated can be enlarged, and more rapid heating can be realized. As such a material, for example, a metal material made of copper, aluminum, stainless steel (SUS), or the like is preferable. In addition, since the first insulating material having high insulation and high thermal conductivity is interposed between the metal second insulating material and the fixing material, it is possible to reliably prevent electric leakage to the object to be heated. it can.
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。 It is preferable to provide a heat insulating material on the back side of the surface on which the heating elements of the base are arranged, in other words, on the back side of the surface of the heater on the side of the object to be heated. If a heat insulating material is provided on the back surface, heat loss can be prevented, so that efficient heat generation of the heating element and, consequently, heating of the object to be heated can be made more efficient. In addition, if the heat insulating material is configured to be flexible, the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated, so that the contact area with the object to be heated can be increased. , More rapid heating can be realized. As such a material, for example, a material such as glass wool or rock wool is preferable.
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。 The base can be formed by combining one or more materials selected from polyimide, heat-resistant polyethylene terephthalate, glass fiber, aramid fiber, silicone, and heat-resistant rubber. In addition, if the base is formed in a sheet shape, a film shape, or a tape shape, the entire heater can be configured to be flexible, so that the entire heater is brought into contact with the object to be heated according to the shape of the object to be heated. Can be.
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。 Preferably, the heater is provided with a temperature control unit having a temperature detection unit and a temperature adjustment unit.
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。 In such a heater as described above, a fixing material made of, for example, a silicone-based material having high insulation and high heat conductivity is provided on a base on which the heating element is provided. No air layer is formed between the heating element pitches, and the heat generation efficiency of the heating element is improved. Further, when the heating element is embedded in the fixing material, the heat radiated from the heating element is quickly conducted to the surface of the object to be heated via the fixing material having high thermal conductivity. Further, the contact area is greatly increased as compared with the conventional heater in which the heating element is brought into contact with the object to be heated. Therefore, the object to be heated can be quickly and efficiently heated without uneven temperature. With such a configuration, even if the object to be heated is, for example, a food and drink container made of metal, the risk of electrical leakage can be completely eliminated. In the heater of the present invention, all materials can be made flexible. Therefore, since the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated, the contact area with the object to be heated can be increased, and more rapid heating can be realized.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the heater which concerns on this invention, even if it is a to-be-heated material formed from a conductive or insulating material, it can heat safely and quickly. Examples of the object to be heated include food and beverage containers such as metal cans, plastic bottles, paper packs, paper / plastic containers, and plastic containers made of iron, aluminum, or the like. However, the present invention is not limited to this, and heating can be performed as long as it can directly contact the heater. For example, the food can be heated as it is.
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。
In order to solve the above problems, a food and beverage heating apparatus according to the present invention includes a heating means having a heater according to any one of
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。 The heating means is preferably provided with a heating promoting means for imparting rotation or vibration to the food or drink filled with the food or drink to be heated. If such a heating promoting means is provided, vibration or the like can be imparted to the food or beverage. For example, in the case of a beverage or the like, the food or beverage is stirred, so that the food or beverage can be rapidly heated.
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。 It is preferable that the heating means is provided with a temperature detecting means for detecting the temperature of the food or drink. By providing such a temperature detecting means, it is possible to always grasp the temperature of the food or beverage to be heated, so that overheating or insufficient heating of the food or beverage can be prevented, and the food can be quickly and reliably heated to a predetermined temperature. .
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。 It is preferable that the heating means is provided with a heating temperature setting means capable of presetting the temperature of the food or beverage to be heated. In addition, if the above-mentioned temperature detecting means and the heating temperature setting means are combined, it is possible to automatically heat to the optimum finishing temperature according to the type of food or drink.
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。 The means for supplying power to the heating means is not particularly limited, but may be configured as, for example, a commercial power supply, a storage battery, an electric two-layer capacitor, a solar cell, or a means combining at least two of these.
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。 It is preferable that the heating unit is provided with a heating necessity determining unit that determines whether the food or beverage conveyed to the heating unit needs to be heated. By providing such a heating necessity determining means, it is possible to prevent inconvenience such as erroneously heating food or drink such as fruit juice beverage that does not need to be heated.
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。
In order to solve the above-mentioned problems, a vending machine according to the present invention comprises a food and beverage heating device according to any one of
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。 The food and beverage heating device is formed in a main body box, and in a transport passage in which products are transported from a product storage room in which foods and beverages as products are stored to a product outlet from which a user or the like takes out products. Preferably, it is provided. If a food and beverage heating device is provided in the transport passage, the food and beverage can be quickly heated during transport, so that the sales time can be significantly reduced.
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。 Specifically, the food / beverage heating device can be provided, for example, between the product payout port of the product storage room and the inner door of the main body box, or between the inner door of the main body box and the product takeout port.
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。 It is preferable that a conveyance unit (for example, a lifter, a conveyor, or the like) that conveys the food or beverage to the food or beverage heating device is provided in the conveyance passage. If such a transporting means is provided, the food or beverage is quickly and reliably transported and heated to the food or beverage heating device, and the selling time can be further reduced. In addition, since food and drink are quickly and reliably heated by the food and drink heating device, the preheating temperature can be set to a relatively low temperature. Therefore, deterioration of food and drink is not accelerated.
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。 Food and drink sold in the vending machines described above are diverse, and the temperature and time to be heated are also different. Therefore, in order to quickly complete the heating during transportation, it is preferable to provide a preheating means capable of preheating the food or beverage in the product storage room. In this way, various foods and beverages can be reliably heated to a predetermined temperature within a limited transport time.
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。 As the preheating means as described above, for example, a heating heater or a heat pump utilizing heat radiation from each device in the vending machine can be used.
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。 According to the heater according to the present invention, the heating element is embedded on the base and the fixing material that conducts heat to the object to be heated is provided. Insulation can be ensured while increasing the heat conduction area to the object to be heated. Therefore, the object to be heated made of metal can be quickly, efficiently and safely heated. Further, in the heater according to the present invention, all of the heating element, the base, the fixing material, and the first interposition material, the second interposition material, and the heat insulating material may be made of a flexible material. it can. Therefore, since the surface shape of the heater on the side of the object to be heated can be changed along the surface shape of the object to be heated, the contact area with the object to be heated can be increased, and more rapid heating can be realized.
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。 Further, according to the food and beverage heating device according to the present invention, the food and beverage can be quickly and reliably heated. Further, according to the vending machine of the present invention, it is possible to significantly suppress the deterioration of the product while shortening the sales time.
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ミクロンの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。
Hereinafter, preferred embodiments of a heater according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a heater according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
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。
An object to be heated 7 (for example, food or drink) heated by the
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。
The
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。
The
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。
1 and 2, the cross-sectional shape of the
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。 On the other hand, the bare wire 9 includes an iron-chromium-aluminum alloy, a nickel-chromium alloy, platinum (including an alloy containing platinum), molybdenum (including an alloy containing molybdenum), and tantalum (including an alloy containing tantalum). ), Tungsten (including an alloy containing tungsten), silicon carbide, molybdenum-silicite, carbon, or the like, and can be formed from one flexible material appropriately selected.
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。
In the present embodiment, the
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。
The
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への電力が印加され(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。
The
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。
If it is determined in
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。
In this embodiment, a fixing
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。
The fixing
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。
In addition, each of the
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。
FIG. 7 shows a
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。
FIG. 8 shows a
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。
Further, the
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。
Also in this embodiment, the object to be heated 7 can be heated quickly, efficiently, and safely according to the operation of the above-described embodiment. Further, in the present embodiment, since the highly insulating
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。
Further, in the present embodiment, since the
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。
FIG. 10 shows a
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。
Also in the present embodiment, the object to be heated 7 can be quickly, efficiently and safely heated according to the operation of the above-described embodiment. In the present embodiment, a metal film 23 as a second interposition material is provided between the
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。
FIG. 11 shows a food and
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。
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。
Then, when the food and
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。
Since the food and
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。
In addition, since the heating means 25 is provided with a heating promoting means for applying vibration to the food or drink filled with the food or drink to be heated, the vibration is applied to the food or
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。
Further, since the heating means 25 is provided with the temperature detecting means 26 for detecting the temperature of the food or
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。
Further, the heating means 25 is provided with a heating temperature setting means capable of presetting the temperature of the food or
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。 Further, the heating means 25 is provided with heating necessity determining means for determining whether heating of the food or beverage conveyed to the heating means 25 is performed. Inconvenience such as heating.
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。
FIG. 14 shows a vending machine according to a sixth embodiment of the present invention, and the food and beverage heating device of the vending machine uses the food and
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。
On the front of the vending machine 38 (the left side in FIG. 14), an outer door 44 provided with a product outlet 43 from which a user or the like takes out the food or
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。
An inner door 45 is provided between the product storage room 40 and the outer door 44. A
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。
The food /
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。
In the present embodiment, the food or
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。
FIG. 16 shows a
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。
Also in this embodiment, the food and
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The heater according to the present invention can be applied to, for example, a food / beverage heating apparatus that heats food / beverage, and according to the food / beverage heating apparatus, various kinds of food / beverage can be quickly and reliably heated. Further, the food and beverage heating apparatus according to the present invention is suitable for use in vending machines which need to quickly heat food and beverages at the time of sale.
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
1, 15, 17, 22
Claims (30)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004008050A JP2004356087A (en) | 2003-05-08 | 2004-01-15 | Heater, food and drink heating device with the heater, and vending machine equipped with the above |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2003130416 | 2003-05-08 | ||
JP2004008050A JP2004356087A (en) | 2003-05-08 | 2004-01-15 | Heater, food and drink heating device with the heater, and vending machine equipped with the above |
Publications (1)
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ID=34067038
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004356087A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8367973B2 (en) | 2006-10-19 | 2013-02-05 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Heater with temperature detecting device and battery structure with the heater |
US8809743B2 (en) | 2007-02-19 | 2014-08-19 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Heater with temperature detecting device, battery structure with heater, and heater unit |
CN105330170A (en) * | 2015-12-07 | 2016-02-17 | 常州华美光伏材料有限公司 | Heating device for tempering and solidification of photovoltaic coated glass |
-
2004
- 2004-01-15 JP JP2004008050A patent/JP2004356087A/en active Pending
Cited By (4)
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CN105330170B (en) * | 2015-12-07 | 2018-10-26 | 常州华美光伏材料有限公司 | A kind of tempering and solidification heating device for photovoltaic coated glass |
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