JPH02121085A - 自動販売機の誘導加熱装置 - Google Patents

自動販売機の誘導加熱装置

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JPH02121085A
JPH02121085A JP27491988A JP27491988A JPH02121085A JP H02121085 A JPH02121085 A JP H02121085A JP 27491988 A JP27491988 A JP 27491988A JP 27491988 A JP27491988 A JP 27491988A JP H02121085 A JPH02121085 A JP H02121085A
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JP
Japan
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heating
heating output
voltage
type
vending machine
Prior art date
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JP27491988A
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English (en)
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Takeo Hagimoto
萩本 剛夫
Hideo Ogata
小方 秀夫
Katsumi Endo
勝己 遠藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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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、スポーツドリンク等の缶飲料を誘導
加熱して加温販売(以後HOT販売と呼ぶ)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
熱してHOT販売する自動販売機が提案されている。以
下、従来の自動販売機の誘導加熱装置について説明する
。第8図は従来の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からの低周波電力を一定の高周波電力に
変換し、加熱コイルに供給する高周波電力変換装置であ
り、この高周波電力が缶に電磁誘導され加熱される。
5はHOT販売スイッチ群6からの販売信号を受けて高
周波電力変換装置3を運転/停止する制御装置である。
以上のように構成された自動販売機の誘導加熱装置の動
作を説明する。まず、HOT販売スイツチ群6のいずれ
かが押されると、缶飲料2が冷蔵あるいは常温にて保存
する収納庫(図示せず)よシ加熱コイ)vlに導入され
る。次に、制御装置5は高周波電力変換装置3を運転し
、一定加熱出力で一定時間缶飲料2を誘導加熱しHOT
販売温度に高めて販売するものである。
しかしながら、一定加熱出力で一定時間加熱してあらか
じめ決められたHOT販売温度に高めるものであるから
缶飲料の内容量は限定されてしまう。この課題を解決し
ようとするものが実開昭54−23695号公報にて提
案されている。第9図はこの公報にて提案されている缶
飲料の大きさ(内容りを判別する制御装置を示す。1は
異なる内容量の缶飲料2a 、2bを誘導加熱する加熱
コイルである。この加熱コイルには内容量が2502で
高さが132.5鰭の缶飲料2aと、内容量が1901
で高さが104.5mmの缶飲料2bが導入される。7
はこの2種類の缶飲料2:a、2bを選別するだめの選
別レバーであυ、8はこの選別レバー7の動作に連動す
る選別スイッチである。
以上のように構成された自動販売機の缶飲料の大きさ判
別する制御装置の動作を含めHOT販売時の自動販売機
(図示せず)の動作について説明する。
第9図において、缶飲料商品が選択され加熱コイ)vl
に2601の缶飲料2aが導入された場合は、選別レバ
ー7は缶壁により押され選別スイッチ8はOFFする。
一方、1902の短い缶飲料2bが導入された場合は、
選別レバー7は缶壁に接触しないので上方に跳ね上がり
この動作により選別スイッチ8はONする。すなわち、
第8図に示す制御装置は缶飲料の内容量判定を行ない、
25Ofの缶飲料2aは選別スイッチ8のOFF信号を
、190g!の缶飲料2bはON信号を発生するもので
ある。このON、OFF信号によって、従来の自動販売
機の誘導加熱装置は内容量に応じた時間だけ加熱コイル
に通電し、あらかじめ決められたHOT販売温度まで加
熱し、販売するものである。
発明が解決しようとする課題 5・・−/ しかしながら上記のよう々構成では、缶飲料の内容量は
判別できても缶飲料の缶の種類(構造)までは判別する
ことができない。近年、誘導加熱に適したスチール製の
同じ内容量の缶飲料でも第10図、第11図に示すよう
に3ピ一ス缶2と2ピ一ス缶2′が存在する。この2ピ
一ス缶2′は従来アルシミ製の缶に採用されていたもの
でこの技術がスチール製の缶にも採用されるようになっ
たものであるが、従来の3ピ一ス缶2(缶壁厚0.2+
o+)に比べ0.1mmと薄い。そのため同じ加熱出力
で3ピ一ス缶2と2ピ一ス缶2′を加熱した場合、2ピ
ピ一ス缶2′の方が缶壁の温度上昇が大きくなるので2
ピ一ス缶iの場合不必要に加熱出力を大きくすると缶内
壁のコーティングがはがれたシ、缶焼けが発生したりす
る。実験では加熱出力が2.OKWでは缶内壁のコーテ
ィングのはがれ等の異常は全くみられなかったが、加熱
出力を2.4KWに上げた場合、缶内壁のコーティング
のはがれはもちろんのこと缶焼けも発生した。また、3
ピ一ス缶2の場合2.4に’Wは缶内壁のコーティング
のはがれ等の異常は全くみられなかったが、2.8KW
で缶焼けが発生した。
一方、誘導加熱装置を搭載した自動販売機はヒータ式の
HOT販売自動販売機と異なシ販売スイッチが押されて
から缶飲料の搬出まで加熱のために数十秒を要するが、
この時間を少しでも縮めるために加熱出力を少しでも上
げる方法がとられる。
しかしながら、上述したように3ピ一ス缶と2ピ一ス缶
とでは許容される上限の加熱出力量が異なるためにこの
2種類の缶を混在してf(OT販売する場合、加熱出力
を2ピ一ス缶にあわせて下げるしかなく、販売時間が延
び自動販売機の稼動率が低下するという課題を有してい
た。
本発明は上記課題に鑑み、特別な機構部品を用いること
なく缶飲料の缶の種類(構造)を自動判別し缶の種類に
応じて加熱出力を制御する自動販売機の誘導加熱装置を
提供するものである。
課題を解決するだめの手段 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、異なる内容量の缶飲料を誘導7、、。
加熱する加熱コイルと、加熱コイルおよび共振用コンデ
ンサおよびパワースイッチング半導体より成り直流電力
あるいは低周波電力を高周波電力に変換する電圧共振型
のインバータ回路と、インバタ回路の入力電圧を検出す
る電圧検出回路と、加熱コイルあるいはパワースイッチ
ング半導体に流れる電流を検出する電流検出回路と、電
圧検出回路および電流検出回路からの検出値に基づいて
缶の種類を判定する缶判定手段と、缶判定手段が判定し
た缶の種類に基づいて加熱出力量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よりイン
バータ回路の加熱出力量を制御する駆動手段とを備えた
ものである。
作  用 本発明は上記した構成により、缶飲料の加熱時に電圧検
出回路で検出した入力電圧値と電流検出回路で検出した
加熱コイルあるいはパワースイッチング半導体に発生す
る電流値に基づいて缶判定手段で缶飲料の缶の種類を判
定し、この判定結果に基づいて加熱出力決定手段にて加
熱出力量を決定し、この加熱出力決定手段からの制御信
号により、インバータ回路の加熱出力量を駆動手段で制
御することで、自動的に缶の種類(構造)に応じて加熱
出力量を可変して缶飲料を誘導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構成図で、1は異なる
内容量の缶飲料2を誘導加熱する加熱コイル、9は共振
用コンデンサ、1oはパワースイッチング半導体、11
はパワースイッチング半導体に逆並列に接続された逆導
通動作のためのダイオード、12.13は商用電源4を
全波整流する整流器およびコンデンサで、以上が低周波
電力を高周波電力に変換する電圧共振型のインバータ回
路14を構成する。このインバータ回路14は入力電流
を検出する入力電流検出器15からの検出信号に基づい
てパワースイッチング半導体1oの導通/非導通を制御
する発振制御回路16にて一定の高周波電力を発生し、
缶飲料2を加熱コイル1にて誘導加熱する。17はイン
バータ回路149へ の入力電圧(本実施例では整流後の電圧)を検出する電
圧検出回路、18は加熱時にパワースイッチング半導体
1oに流れる電流(コレクタ電流)を検出する電流検出
回路であり、共に制御回路19内の缶半定手段20に接
続されている。制御回路19は電圧検出回路17および
電流検出回路18で検出した値に基づいて缶の種類を判
定する缶判定手段20と、缶判定手段20で判定した結
果に基づいて加熱出力量を決定する加熱出力決定手段2
1と、この加熱出力決定手段21からの制御信号によっ
てインバータ回路14の加熱出力量を制御する発振制御
回路16を駆動手段22と、加熱出力決定手段21から
の制御信号に応じて駆動手段22を駆動する時間を決定
するタイマ23から成る。又、制御回路19にはHOT
販売販売スイッチ釦6続されており、HOT販売の開始
信号が入力されると、駆動手段22によりあらかじめ設
定された加熱出力(本実施例では、2.0KW)で加熱
するように発振制御回路16を駆動して誘導加熱を開始
し、電流検出回路18よりパワースイッ10、、、、。
チング半導体10に流れる電流を入力するように構成さ
れている。
次に第2図、第3図、第4図、第5図にて缶の種類判定
の原理を説明する。第2図は異なる内容量の缶飲料と加
熱コイルとの位置関係を示す図で、缶壁に沿うように円
筒状に巻設されている。第3図は電圧共振型のインバー
タ回路14における動作波形であシ、Ic/dはパワー
スイッチング半導体1oに流れるコレクタ電流とダイオ
ード11に流れる電流との和である。ILは加熱コイル
に流れる電流である。電圧共振型のインバータはその特
性上、加熱コイ/I/1と被加熱物(本実施例では缶飲
料)との距離が変化すると第3図に示す動作波形も変化
する。すなわち、距離が遠くなると1c/dおよび工り
のピーク値、工。/dω)および”L(p)は上昇し、
反対に距離が近づくと低下するものであるから加熱コイ
/L/1内の缶飲料の形状が異なれば加熱コイ/l/1
と缶飲料との等測的な距離116−ジ は異なってくるのでその差によって工。74ω)および
■Lω)に違いが生じる。又、被加熱物の誘導加熱され
る部分の厚さによってもIC/d(p)および工I&)
に違いが生じる。すなわち、同じ内容量の缶飲料を比較
した場合、缶壁の厚い3ピ一ス缶(0,2JIりより缶
壁の薄い2ピ一ヌ缶(0,1Mjl)のほうが高い鎮と
なる。これら2点の特性に着目するものである。
第4図は商用電源4人力随に応じた工。/d(p)値の
缶の種類による変化を示す特性図である。図に示すよう
にコレクタ電流+ダイオード電流のピーク” Ic/d
(p)はある一定の入力電圧に着目すると3ピース径5
3朋−250g缶がもっとも低く、ついで3ピース径5
37FJF−190g缶2ピ一ヌ径53MM−2509
缶と高くなり、2ピース径63Jlll+ −1909
缶がもっとも高くなる。又、商用電源4の変動範囲を1
70v〜230vとして各缶のIC/dω)随は入力電
圧値にほぼ比例している。
この特性図から商用電源4の入力電圧値で補正する(た
とえば、入力電圧値に比例した値を工。/d(p)を電
圧に変換した直からひいて、その鎮をvswとする。)
と、第4図の特性は第5図に示すような商用電源4の入
力電圧値に無関係な特性を得る。
すなわち、入力電圧値で補正したコレクタ′1ニ流十ダ
イオード電流のピーク値(実際には、電圧に変換した値
)vswは3ピース径53咽−2502缶、3ピース径
53 ff1II+−1909缶、2ピース径53 m
m −2509缶、2ピ一ス径53mm−190?缶に
対してそれぞれ、入力電圧値に関係なくvsvv<vl
、v1≦VSW<V2.V2≦vsw<v3゜7367
8wの4つの電圧ゾーン内の値をとる。これによって缶
飲料の種類判定が可能となるわけである。
第6図は要部の具体的な回路の一例を示す。制御回路1
9はマイクロコンピュータ26おヨヒ周辺回路から構成
されている。ここに示すマイクロコンピュータ26は、
CPU、ROM、RAMおよび入出力部をゼする、いわ
ゆるワンチップマイコンである。電圧検出回路17は整
流後の直流電圧を低電圧に分圧する抵抗27、抵抗28
と、分圧された電圧のピーク値を保持するためのグイ第
13 A ; ド29と、コンデンサ3oより成る。電流検出回路18
はパワースイッチング半導体10に流れる電流を電圧値
として取り出すためのカレントトランス31と、カレン
トトランス31に並列に接続されカレン)l−ランス3
1からの出力電圧を決める負荷抵抗32と、出力電圧の
ピーク値を保持するための整流ブリッジ33と、コンデ
ンサ34より成る。電圧検出回路17および電流検出回
路18はそれぞれ第1の差動増幅器35の逆相入力端子
および同相入力端子に接続されている。この第1の差動
増幅器35は同相入力端子に印加された電圧と、逆相入
力端子に印加された電圧の差を何倍かして出力するもの
である。第1の差動増幅器35の出力端子はこの増幅さ
れたアナログ信号をデジタル信号に変換してマイクロコ
ンピュータ26に入力するA / D変換器36に接続
されている。
HOT販売販売スイッチ上6されたかどうか判断スルよ
うにマイクロコンピュータ26に入力されている。又、
マイクロコンピュータ26からは発振制御回路16を発
振(加熱)/停止する出力が14 、 発振制御回路16に接続されている(出力端子01)。
この発振制御回路16は第2の差動増幅器37からのア
ナログ信号が一定に々るようにパワースイッチング半導
体1oの導通角を制御して加熱出力量をコントロールす
る。入力電流検出器15は入力電流(交流)を検出する
カレントトランス38と、カレントトランス38に並列
に接続されカレントトランス38からの出力電圧を決め
る負荷抵抗3ぎと、カレントトランス38からの出力信
号を整流してそのピーク値を保持する整流ブリッジ39
およびコンデンサ4oから成り、第2の差動増幅器37
の同相入力端子に接続されている。第2の差動増幅器3
7の逆相入力端子には電源電圧(+Vo0)を分圧する
第1の抵抗41、第2の抵抗42、第3の抵抗43で与
えられる電圧が入力される。44はこの電圧値を変える
だめのトランジスタでそのコレクターエミッタ端子が第
3の抵抗43に並列に接続されている。このトランジス
タ44のベースはマイクロコンピュータ26の出力端子
02に接続されている。尚、他の15/、 構成部(インバータ回路14)については第1図と同様
であるので説明を省略する。
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7図のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、HOT販売スイッチ群6からのHOT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26はその出力端子01から発振制御回路16
に運転(加熱)信号を出力し、2ピ一ス缶が焼けない加
熱出力量2、OKWにて加熱を開始する(ステップ10
2)。
この時、マイクロコンピュータ26の出力端子02から
はHレベルの信号が出力されトランジスタ44はONし
第3の抵抗43を短絡して第2の差動増幅器37の逆相
入力端子には電源電圧(+Vo。)を第1の抵抗41と
第2の抵抗42で分圧した一定電圧値(v2.。)が印
加されていて、発振制御回路16は第2の差動増幅器3
7からのアナログ信号が一定になるようにパワースイッ
チング半導体10の導通角を制御して加熱出力量をコン
トロールし、2.OKW出力とする。そして、第2の差
動増幅器37の同相入力端子に印加される電圧は入力電
流検出器15から出力される’l′lf圧値でv2.。
+α(αは一定)となっている。すなわち、発振制御回
路16は第2の差動増幅器37の同相入力端子と逆相入
力端子との電圧の差がa(一定値)となるように制御す
る。加熱が開始されると、パワースイッチング半導体1
oに第3図に示す動作波形が現われ、このコレクタ電流
のピーク値は電流検出回路18で検出され第1の差動増
幅器35の同相入力端子へ、一方入力電圧のピーク値は
電圧検出回路17で検出され、逆相入力端子へ入力され
る。この第1の差動増幅器35によって、商用電源4か
らの入力電圧に応じた値がコレクタ電流のピーク値から
引かれる(補正される)ので、この第1の差動増幅器3
5の出力電圧は第5図に示すように入力電圧の変動に無
関係な特性となる。この特性を利用して、マイクロコン
ピュータ213は第1の差動増幅器35からの出力電圧
をA/D変換器36にてデジタル信号に変換して入力し
て(ステップ103)、缶飲料20種17、、、。
類を判定する。すなわち、入力電圧で補正されたコレク
タ電流のピーク値を電圧に変換した値vswが■1よシ
低い場合(ステップ1o4)、缶飲料2は3ピース径5
3 mm −2501缶であシ加熱時間を15秒と設定
する(ステップ1o5)。ここで加熱時間を16秒とし
たのは本実施例における自動販売機が収納庫(図示せず
)で保存される缶飲料2の温度が3o℃、HOT販売温
度が58℃の仕様で、加熱出力が3ピ一ス缶の場合2.
4 KW。
加熱効率83チとして算出したものである。同様に■1
≦v s’w < V 2の場合(ステップ106)、
缶飲料2は3ピース径53.−190r缶であシ加熱時
間を11.4秒と設定する(ステップ107)。
そして缶が3ピースの場合は、加熱出力を2.4KWと
すべく出力端子o2からLレベルの信号を出力し、トラ
ンジスタ44をOFFさせる(ステップ108)。これ
によって、第2の差動増幅器37の逆相入力端子へは電
源電圧(+vc0)を第1の抵抗41、第2の抵抗42
、第3の抵抗43で分圧した電圧値(■2.4)が入力
される(v2,4〉■2.。)C181、 発振制御回路16は第2の差動増幅器37の同相入力端
子と逆相入力端子との電圧の差がαとなるように制御す
るから、第2の差動増幅器37の同相入力端子へは加熱
出力が2.OKWの時に入力電流検出器15が検出した
電圧よりv2.4−■2.。高い電圧となる。すなわち
、入力電流検出器16はカレントトランス38で検出し
た電流に比例した電圧が出力されるから、加熱出力が2
.0KWO時よシ入力電流が大きくなり加熱出力が上が
る(今の場合、2.4KW)ことになる。そして、3ピ
一ス缶の場合は加熱出力2.4KWで設定された時間加
熱しくステップ109)、時間が終了すると缶飲料2を
搬出してHOT販売を終了する(ステップ11o)。一
方、v2≦VSW<V3の場合(ステップ111)、缶
飲料2は2ピース径53−250?缶であシ加熱時間を
18秒と設定する(ステップ112)。加熱時間を18
秒と設定したのは、2ピ一ス缶の場合は加熱出力を2.
OKWとして算出したものである。同様に73678w
の場合、缶飲料2は2ピ一ス径53mm−1902缶で
あり19 A 加熱時間を13.7秒と設定する(ステップ113)。
そして、2ピ一ス缶の場合は加熱出力を2.OKWのま
まにして(ステップ114)、設定された時間加熱しく
ステップ1oe)、時間が終了すると缶飲料2を搬出し
てHOT販売を終了するものである(ステップ11Q)
上記実施例の構成によれば、特別な機構部品を用いるこ
となく缶飲料2の缶の種類を自動判別し、缶の種類に応
じて缶に許容される上限の加熱出力に変えるので、缶壁
の薄い2ピ一ス缶に焼けを発生させることなく各缶にお
いて最短の時間で缶飲料2を加熱することができ、缶飲
料2の内容量も判別可能であるので同一自動販売機によ
って多種類の缶飲料2の販売が行なえるため稼動率の向
上が図れる。又、缶の種類の判別はインバータ回路14
の電気的特性を利用したものであるから機構部品の場合
に比べて信頼性的にも優れたものである。又、本実施例
ではパワースイッチング半導体1oに流れる電流を検出
する構成としたが、加熱コイルに流れる電流を検出して
も同様の効果が得られるのは明らかである。
発明の効果 以上、実施例から明らかなように本発明の自動販売機の
誘導加熱装置は、異なる内容量の缶飲料を誘導加熱する
加熱コイルおよび共振用コンデンサおよびパワースイッ
チング半導体より成り直流電力あるいは低周波電力を高
周波電力に変換する電圧共振型のインバータ回路の入力
電圧を電圧検出回路で検出し、加熱コイルあるいはパワ
ースイッチング半導体に流れる電流を電流検出回路で検
出して、この電圧検出回路および電流検出回路からの検
出値に基づいて缶判定手段にて缶の種類を判定し、この
結果に基づいて加熱出力決定手段で加熱出力量を決定し
、加熱出力決定手段からの制御信号によりインバータ回
路の加熱出力量を制御するように構成したものであるか
ら、特別な機構部品を用いることなく缶飲料の缶の種類
を自動判別し、缶の種類に応じて缶に許容される加熱出
力に変えるので、缶壁の薄い2ピ一ス缶に焼けを発生さ
せることなく各缶にとって最短の時間で缶飲21 ヘー
料を加熱することができ、缶飲料の内容量も判別可能で
あるので同一自動販売機によって多種類の缶飲料の販売
が行なえるため稼動率の向上が図れる。又、缶の種類の
判別はインバータ回路の電気的特性を利用したものであ
るから機構部品の場合に比べて信頼性的にも優れたもの
である。
【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図は異なる内容量の缶飲料と加熱コ
イルとの位置関係を示す概略断面図、第3図は電圧共振
型のインバータ回路における動作波形図、第4図、第6
図は缶飲料の缶の種類(構造)判定のだめの原理を示す
特性図、第6図は本実施例の要部の具体的な回路図、第
7図は本実施例の自動販売機の誘導加熱装置の動作を示
すフローチャート、第8図は従来の自動販売機の誘導加
熱装置の構成図、第9図は従来の缶飲料の内容菫判定装
置の断面図、第10図、第11図はそれぞれ3ピ一ス缶
、2ピース缶の外観図である。 1・・・・・・加熱コイル、2・・・・・・缶飲料、9
・・・・・・共振221、 用コンデンサ、10・・・・・・パワースイッチング半
導体、14・・・・・・インバータ回路、17・・・・
・・電圧検出回路、18−・・・・・電流検出回路、2
o・・・・・・缶判定手段、21・・・・・・加熱出力
決定手段、22・・・・・・駆動手段。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第 図 第 図 第10図 第11図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異なる内容量の缶飲料を誘導加熱する加熱コイルと、前
    記加熱コイルおよび共振用コンデンサおよびパワースイ
    ッチング半導体より成り直流電力あるいは低周波電力を
    高周波電力に変換する電圧共振型のインバータ回路と、
    前記インバータ回路の入力電圧を検出する電圧検出回路
    と、前記加熱コイルあるいは前記パワースイッチング半
    導体に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電圧
    検出回路および電流検出回路からの検出値に基づいて缶
    の種類を判定する缶判定手段と、前記缶判定手段が判定
    した缶の種類に基づいて加熱出力量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よ
    り前記インバータ回路の加熱出力量を制御する駆動手段
    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
JP27491988A 1988-10-31 1988-10-31 自動販売機の誘導加熱装置 Pending JPH02121085A (ja)

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