JP2008016401A - 食品加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波の漏洩を低減することのできる食品加熱装置を提供する。
【解決手段】上方からペットボトル飲料Ｘが搬入される上面開口部１３ｂを有する保管筒１３を備え、保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘをマイクロ波により加熱する食品加熱装置１０において、少なくとも保管筒１３を上下方向の向きが変わるように回転させる駆動部１４ａ及び回転軸１４ｂを備え、保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから搬出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビン飲料、ペットボトル飲料等の容器入りの食品を加熱する食品加熱装置に関するものである。

一般に、ビン飲料、ペットボトル飲料等の容器入りの食品を加熱する場合は、これらの食品をショーケースに収納して加熱したり、自動販売機に貯蔵して加熱したりして、これらの食品を販売するようにしている。

しかし、このようなショーケースや自動販売機では、収納し又は貯蔵する食品を常時加熱して保管するので、エネルギー効率上、必ずしも有効な加熱手段ではなかった。また、長時間の高温加熱保管は食品の品質劣化を招き、食品を早期に廃棄したり消費期限を短期化させるという問題点もあった。

このような問題点に対し、加熱手段としてマイクロ波による食品加熱装置を備えた自動販売機において、自動販売機本体の上部に設けられた収納部から搬出された食品が緩やかな傾斜部を転動しながら自動販売機本体の下部に設けられた取出部に搬送される間に、マイクロ波により所定温度まで加熱するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
特開平１０−２７５２７３号公報

しかしながら、従来の食品加熱装置では、開口部や可動部等の隙間からマイクロ波が漏洩するおそれがあるといった問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイクロ波の漏洩を低減することのできる食品加熱装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、上方から容器入りの食品が搬入される開口部を有する格納部を備え、格納部に格納された食品をマイクロ波により加熱する食品加熱装置において、格納部に格納された食品を開口部から搬出する搬出手段を備えた食品加熱装置を提案する。

この食品加熱装置によれば、格納部に格納された食品が開口部から搬出される。ここで、食品を加熱している間、開口部の手前にある食品によってマイクロ波が吸収されるので、開口部の近傍はマイクロ波の電界強度が弱くなり、開口部の隙間からマイクロ波が容易に漏洩することがない。また、搬出専用の開口部を別途設ける必要がないのでマイクロ波が漏洩する隙間を減少することができる。従って、格納部に格納された食品を開口部から搬出することにより、マイクロ波の漏洩を低減することができる。

本発明に係る食品加熱装置によれば、格納部に格納された食品を開口部から搬出することにより、マイクロ波の漏洩を低減することができるから、外部の機器や人体にマイクロ波の影響を及ぼすことがなく、装置の安全性を高めることができる。

図１乃至図５は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は食品加熱装置にペットボトル飲料を搬入する状態を説明する側面図、図２は図１に示した食品加熱装置にペットボトル飲料を格納した状態を説明する断面図、図３は図１に示した駆動部及び回転軸の変形例を示す上面図、図４は図１に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出する状態を説明する側面図、図５は図１に示した食品加熱装置の動作の変形例を説明する正面図である。なお、以下の説明において、特に明記した場合を除き、容器入りの食品としてペットボトル飲料Ｘを用いて説明する。

図１及び図２に示すように、食品加熱装置１０は、加熱器１１、導波管１２、格納部である保管筒１３（マイクロ波照射室）、回転手段である駆動部１４ａ及び回転軸１４ｂを備えている。

加熱器１１は周知のマグネトロンであり、電源（図示せず）から供給された電力によりマイクロ波を発生させ、アンテナ１１ａから放出するようになっている。

導波管１２は、上板面１２ａの一部を開口して保管筒１３と接続しており、加熱器１１から放出されたマイクロ波を保管筒１３の方向に伝播させている。

保管筒１３は上面及び下面が開口した円筒形状からなり、下面開口部が導波管１２と接続している。また、保管筒１３の上面開口部１３ｂには上蓋１３ａが開閉自在に設けられており、上蓋１３ａを開閉することにより、鉛直上方から上面開口部１３ｂにペットボトル飲料Ｘを搬入するとともに、上面開口部１３ｂからマイクロ波が漏洩するのを防止するようになっている。なお、本実施形態では保管筒１３を円筒形状としたが、これに限定されず、円筒以外の形状、例えば楕円や多角形であってもよい。

孔１２ｂは、導波管１２の上板面１２ａの一部を開口して設けられており、加熱器１１（マグネトロン）のアンテナ１１ａが挿入されている。

スタブ１２ｃは、上板面１２ａの内側に設けられており、アンテナ１１ａから放出されたマイクロ波を効率良くペットボトル飲料Ｘに入射させるための整合器として機能している。

このように構成された食品加熱装置１０において、ペットボトル飲料Ｘの注ぎ口側から保管筒１３に格納し、アンテナ１１ａからペットボトル飲料Ｘの絞り部Ｘ１にマイクロ波を照射することにより、ペットボトル内の飲料の対流を効率良く導くことが可能となり、ペットボトル飲料Ｘを均一に加熱することができる。なお、本実施形態では加熱器１１及び導波管１２をそれぞれ１つずつ設けるようにしたが、これに限定されず、それぞれ複数設けるようにしてもよい。これにより、ペットボトル飲料Ｘに複数方向からマイクロ波が照射され、より短時間で加熱することが可能となる。

駆動部１４ａは周知のモータ等から構成されており、回転軸１４ｂを回転させている。なお、回転軸１４ｂの回転方向は時計回りと反時計回りとを問わない。

回転軸１４ｂは導波管１２の長手方向に導波管１２と結合して設けられており、導波管１２並びに導波管１２に接続された加熱器１１及び保管筒１３を上下方向の向きが変わるように回転させている。

なお、本実施形態では駆動部１４ａ及び回転軸１４ｂを導波管１２の長手方向に設けるようにしているが、これに限定されず、図３に示すように、導波管１２の短手方向に設けるようにしてもよい。

ペットボトル飲料Ｘの加熱完了後、図４に示すように、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して保管筒１３を鉛直上方から鉛直下方に回転させる。これにより、上蓋１３ａを開くことで保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから鉛直下方に搬出することができる。

ここで、ペットボトル飲料Ｘを加熱している間、上面開口部１３ｂの手前にあるペットボトル飲料Ｘによってマイクロ波が吸収されるので、上面開口部１３ｂの近傍はマイクロ波の電界強度が弱くなり、上面開口部１３ｂと上蓋１３ａとの間の隙間からマイクロ波が容易に漏洩することがない。また、搬出専用の開口部を別途設ける必要がないのでマイクロ波が漏洩する隙間を減少することができる。従って、保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから搬出することにより、マイクロ波の漏洩を低減することができる。

なお、本実施形態では保管筒１３を鉛直上方から鉛直下方に回転させるようにしているが、これに限定されず、斜め上方から斜め上方に回転させるようにしてもよい。

すなわち、図５に示すように、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して保管筒１３を斜め上方に回転させ、上蓋１３ａを開いて斜め上方から上面開口部１３ｂにペットボトル飲料Ｘを搬入する（図５（ａ）参照）。次に、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して保管筒１３を鉛直上方に回転させ、上蓋１３ａを閉じて格納されたペットボトル飲料Ｘを加熱する（図５（ｂ）参照）。ペットボトル飲料Ｘの加熱完了後、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して保管筒１３を斜め下方に回転させ、上蓋１３ａを開いて保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから斜め下方に搬出する（図５（ｃ）参照）。

このように、本実施形態によれば、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して導波管１２並びに導波管１２に接続された加熱器１１及び保管筒１３を上下方向の向きが変わるように回転させることにより、保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから搬出するので、マイクロ波の漏洩を低減することができるから、外部の機器や人体にマイクロ波の影響を及ぼすことがなく、装置の安全性を高めることができる。

図６乃至図８は本発明の第２実施形態を示すもので、図６は食品加熱装置にペットボトル飲料を搬入するときの側面図、図７は図６に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出するときの側面図、図８は図６に示した連結部の動作を説明する断面図である。

第２実施形態と第１実施形態との相違点は、保管筒１３を含む可動部のみを上下方向の向きが変わるように回転させるようにしたことである。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

すなわち、図６に示すように、食品加熱装置１０Ａは、保管筒１３を含み駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して回転される可動部１０ａと、可動部１０ａが回転可能に連結された固定部１０ｂとから構成されている。

可動部１０ａと固定部１０ｂとを連結する連結部１５は、導波管１２Ａの一部に設けられており、可動部１０ａ側及び固定部１０ｂ側にそれぞれフランジ１５ａ，１５ｂを有している。

第１実施形態と同様に、上蓋１３ａを開いて鉛直上方から上面開口部１３ｂにペットボトル飲料Ｘを搬入し、上蓋１３ａを閉じて保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘをマイクロ波により加熱する。ペットボトル飲料Ｘの加熱完了後、図６に示すように、駆動部１４ａにより回転軸１４ｂを介して可動部１０ａを鉛直上方から鉛直下方に回転させる。これにより、上蓋１３ａを開くことで保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから鉛直下方に搬出することができる。

図８に示すように、保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘをマイクロ波により加熱しているとき、各フランジ１５ａ，１５ｂの外周部は互いに接触し、内周部は隙間１５ａ２が空いている（図８（ａ）参照）。また、可動部１０ａ側のフランジ１５ａは、周状のチョーク溝１５ａ１を有しており、溝の深さはアンテナ１１ａから放射されるマイクロ波の波長λに対してλ／４に設定されている。

ここで、導波管１２Ａから隙間１５ａ２に入射するマイクロ波（以下、入射波という）と、チョーク溝１５ａ１で反射したマイクロ波（以下、反射波という）との位相差はλ／２になり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあう。これにより、チョーク溝１５ａ１の深さをλ／４に設定することで、各フランジ１５ａ，１５ｂの外周部に接触不良（隙間）がある場合でもマイクロ波は漏洩しない。

なお、本実施形態ではチョーク溝１５ａ１を可動部１０ａ側のフランジ１５ａに設けるようにしたが、これに限定されず、固定部１０ｂ側のフランジ１５ｂに設けるようにしてもよい。また、チョーク溝１５ａ１の深さはλ／４に限定されず、深さがλ／４＋Ｎ×λ／２（Ｎは正の整数）であれば入射波と反射波との位相差はλ／２＋Ｎ×λとなり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあう。

ペットボトル飲料Ｘの加熱完了後、各フランジ１５ａ，１５ｂの外周部の接触を離して間に隙間を空けてから可動部１０ａを回転させている（図８（ｂ）参照）。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、可動部１０ａ側及び固定部１０ｂ側にそれぞれフランジ１５ａ，１５ｂを有する連結部１５を設け、可動部１０ａ側のフランジ１５ａにチョーク溝１５ａ１を設け、チョーク溝１５ａ１の深さをλ／４に設定したので、各フランジ１５ａ，１５ｂの隙間からマイクロ波が漏洩しないことから、可動部を設ける場合においても外部の機器や人体にマイクロ波の影響を及ぼすことがなく、装置の安全性を高めることができる。

図９乃至図１４は本発明の第３実施形態を示すもので、図９は食品加熱装置にペットボトル飲料を格納した状態を説明する断面図、図１０は図９に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出した状態を説明する側面図、図１１は図９に示したパイプの拡大断面図、図１２はマイクロ波の減衰特性を示す図、図１３は図９に示した載置台の変形例を示す拡大側面図、図１４は図９に示した食品加熱装置の動作の変形例を説明する正面図である。

第３実施形態と第１実施形態との相違点は、保管筒１３を上下方向の向きが変わるように回転させる代わりに、ペットボトル飲料Ｘが載置された載置台を上下方向に移動させるようにしたことである。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

すなわち、図９に示すように、導波管１２Ｂの底板面１２ｄの一部に凹部（図示せず）が形成され、載置台１６ａが設けられている。載置台１６ａは保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘが載置されるようになっている。また、底板面１２ｄの一部を開口して通過穴１２ｅが形成され、移動棒１６ｂが挿入されている。移動棒１６ｂの一端は載置台１６ａと結合し、他端は保管筒１３（マイクロ波照射室）の外部に延びており、移動棒１６ｂはローラ１６ｃの回転により上下方向に移動するようになっている。また、移動棒１６ｂの一部は保管筒１３（マイクロ波照射室）と外部とを連通するパイプ１７で覆われている。

ペットボトル飲料Ｘの加熱完了後、図１０に示すように、ローラ１６ｃの回転により移動棒１６ｂに結合された載置台１６ａ及び載置台１６ａに載置されたペットボトル飲料Ｘを上方に移動させる。これにより、上蓋１３ａを開くことで保管筒１３に格納されたペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから搬出することができる。

ここで、図１１に示すように、パイプ１７の中心Ｃ１からの半径ｒ１、及び長さＬ１を設定した場合、パイプ１７に入射した周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波は図１３に示すように減衰する。例えば、半径ｒ１が５ｍｍのときに長さＬ１が１０ｍｍ以上であれば通過穴１２ｅからパイプ１７に入射したマイクロ波は完全に減衰する（ゼロになる）。これにより、パイプ１７に入射したマイクロ波が完全に減衰するようにパイプ１７の径２×ｒ１（又は半径ｒ１）及び長さＬ１を設定することで、パイプ１７からマイクロ波が漏洩しない。

なお、載置台１６ａの形状は図９及び図１０に示したものに限定されず、図１３に示すように、載置台１６ａのペットボトル飲料Ｘが載置される面１６ａ１が傾斜していてもよい。これにより、ペットボトル飲料Ｘを上面開口部１３ｂから搬出する際に、ペットボトル飲料Ｘの自重により下方に落下しやすくなる。

また、図１４に示すように、斜め上方に傾斜した食品加熱装置１０Ｂにペットボトル飲料Ｘを格納してマイクロ波により加熱し（図１４（ａ）参照）、加熱完了後、載置台１６ａ及びペットボトル飲料Ｘを斜め上方に移動させ、上面開口部１３ｂから搬出するようにしてもよい（図１４（ｂ）参照）。これにより、ペットボトル飲料Ｘの自重により下方に落下しやくなる。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、移動棒１６ｂの一部を覆い、保管筒１３（マイクロ波照射室）と外部とを連通するパイプ１７を設け、パイプ１７に入射したマイクロ波が完全に減衰するようにパイプ１７の径２×ｒ１（又は半径ｒ１）及び長さＬ１を設定したので、パイプ１７からマイクロ波が漏洩しないことから、開口部を設ける場合においても外部の機器や人体にマイクロ波の影響を及ぼすことがなく、装置の安全性を高めることができる。

なお、本発明の構成は、前記各実施形態の構成を組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしてもよい。

また、本発明の構成は、前記各実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。

食品加熱装置にペットボトル飲料を搬入する状態を説明する側面図 図１に示した食品加熱装置にペットボトル飲料を格納した状態を説明する断面図 図１に示した駆動部及び回転軸の変形例を示す上面図 図１に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出する状態を説明する側面図 図１に示した食品加熱装置の動作の変形例を説明する正面図 食品加熱装置にペットボトル飲料を搬入するときの側面図 図６に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出するときの側面図 図６に示した連結部の動作を説明する断面図 食品加熱装置にペットボトル飲料を格納した状態を説明する断面図 図９に示した食品加熱装置からペットボトル飲料を搬出した状態を説明する側面図 図９に示したパイプの拡大断面図 マイクロ波の減衰特性を示す図 図９に示した載置台の変形例を示す拡大側面図 図９に示した食品加熱装置の動作の変形例を説明する正面図

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ…食品加熱装置、１０ａ…可動部、１０ｂ…固定部、１３…保管筒、１３ｂ…上面開口部、１４ａ…駆動部、１４ｂ…回転軸、１５…連結部、１５ａ，１５ｂ…フランジ、１５ａ１…チョーク溝、１６ａ…載置台、１６ｂ…移動棒、１６ｃ…ローラ、１７…パイプ、Ｌ１…長さ、ｒ１…半径、Ｘ…ペットボトル飲料。

Claims (6)

1. 上方から容器入りの食品が搬入される開口部を有する格納部を備え、格納部に格納された食品をマイクロ波により加熱する食品加熱装置において、
   格納部に格納された食品を開口部から搬出する搬出手段を備えた
   ことを特徴とする食品加熱装置。
2. 前記搬出手段が、少なくとも格納部を上下方向の向きが変わるように回転させる回転手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品加熱装置。
3. 前記格納部を含み回転手段により回転される可動部と、
   可動部が回転可能に連結された固定部とを備え、
   可動部と固定部との連結部が可動部側及び固定部側にそれぞれフランジを有し、
   各フランジの何れか一方がチョーク溝を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の食品加熱装置。
4. 前記マイクロ波の波長λに対してチョーク溝の深さをλ／４又はλ／４＋Ｎ×λ／２（Ｎは正の整数）に設定した
   ことを特徴とする請求項３に記載の食品加熱装置。
5. 前記搬出手段が、格納部に格納された食品が載置される載置台と、載置台を上下方向に移動させる載置台移動機構とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品加熱装置。
6. 前記載置台移動機構が、格納部と外部とを連通するパイプで覆われており、
   パイプに入射したマイクロ波が減衰するように、パイプの径及び長さを設定した
   ことを特徴とする請求項５に記載の食品加熱装置。

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