JPH02121086A - 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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JPH02121086A
JPH02121086A JP27492088A JP27492088A JPH02121086A JP H02121086 A JPH02121086 A JP H02121086A JP 27492088 A JP27492088 A JP 27492088A JP 27492088 A JP27492088 A JP 27492088A JP H02121086 A JPH02121086 A JP H02121086A
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萩本 剛夫
Hideo Ogata
小方 秀夫
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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
シ、この高周波電力が缶に電磁誘導され加熱される。
6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販売スイッ3A−7 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)より加熱コイル
1に導入される。次に、制御装置6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64−23695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(内容量)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、3b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260gで
高さが132.5 tranの缶飲料2aと、内容量が
190g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2a、2bを選別するだ
めの選別レバーであシ、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。
以上のよう拠構成された自動販売機の缶飲料の大きさを
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ル1に
250g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、190g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、2
609の缶飲料2aは選別スイッチ8のOFF信号を、
190.9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販売温度捷で加熱
し、販売するものである。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、缶飲料の51\−
ン 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 am )に比べ0 、1 tsm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2′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
けが発生したシする。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、2.4KW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A−7 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ビス缶と
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HOT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加熱する加熱コ
イルと、加熱コイルおよび共振用了・\−7 コンデンサおよびパワースイッチング半導体より成シ、
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、インバータ回路の入力電
圧を検出する第一の電圧検出回路と、パワースイッチン
グ半導体に発生する電圧を検出する第二の電圧検出回路
と、第一および第二の電圧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、缶飲料の加熱時に第一の
電圧検出回路で検出した電圧値と第二の電圧検出回路で
検出したパワースイッチング半導体に発生する電圧値に
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、10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
通動作のだめのダイオード、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
を検出する電流検出器15からの検知信号に基づいてパ
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14の入力電圧(本実施例では整流後の電圧)を
検出する9ベーノ 第1の電圧検出回路、18は加熱時にパワースイッチン
グ半導体1oに発生する電圧(コレクターエミッタ間電
圧)を検出する第2の電圧検出回路でアシ、共に制御回
路19内の缶判定手段2oに接続されている。制御回路
19は第一および第2の電圧検出回路17.18で検出
した電圧値に基づいて缶の種類を判定する缶判定手段2
oと、缶判定手段2o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21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1
4の加熱出力量を制御する発振制御回路16を駆動する
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続されておシ、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、第2の電
圧検出回路18よりバワースイツチング101°−ン 半導体10に発生する電圧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、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におけるパワースイッチング半導体10の動作波
形であり、vcEはコレクターエミッタ間電圧、Io/
dは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。
電圧共振型のインバータはその特性上、加熱コイル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vcEおよびIC/dのピ
ーク値、vcE(P)および” c / d(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
熱コイル1内の缶飲料の形状が異なれば加熱コイル1と
缶飲料と等制約な距離は異なってくるのでその117.
7 差によってvCE(P)およびI。/頃乃に違いが生じ
る。
又、被加熱物の誘導加熱される部分の厚さによってもv
CE(P)およびIC/d(Pi ’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(o、2■)より缶壁の薄い2ピ一ス缶(
0,1−==)のほうが高い値となる。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人力値に応じたvCE(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
コレクターエミッタ間電圧のピーク値vcE(P)はあ
る一定の入力電圧に着目すると3ピース径53 mm−
250、ji+缶がもっとも低く、ついで3ピ一ス径5
3m−190.@缶、2ピース径53wm −2509
缶と高くなシ、3ピ一ス径53+mn−190g缶がも
っとも高くなる。又、商用電源4の変動範囲を170V
〜230Vとして各缶のvcEO値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vC
E(P)からひいて、その値を”CE(P)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
補正したコレクターエミッタ間電圧のピーク値■′cE
(P)は3ピース径63■−250g缶、3ピース径5
3tmn−190fi缶、2ピース径53mm −25
0、j9缶、2ピ一ス径53tm−1909缶に対して
それぞれ、入力電圧値に関係なく、■′cE(P)〈v
l、v1≦v′cE(P)(V2.V2≦V ’ CE
(P)(V 3 、 V 3≦”CE(P)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図は要部の具体的表回路の一例を示す。制御回路1
9はマイクロコンピュータ26および周辺回路から構成
されている。ここに示すマイクロコンビ、、、−夕26
は、CPU、ROM、RAMおよび入出力部を有する、
いわゆるワンチップマイコンである。第一の電圧検知回
路17は整流後の直流電圧を低電圧に分圧する第1の抵
抗27.第2の抵抗28と、分圧された電圧のピーク値
を保持するだめの第1ダイオード29と、第1コンデン
サ30よ構成る。同様に第二の電圧検知回路18137
、 はパワースイッチング半導体10に発生する電圧(加熱
コイル電圧と考えても同じ)を低電圧に分圧する第3の
抵抗31.第4の抵抗32と、分圧された電圧のピーク
値を保持するための第2のダイオード33と、第2のコ
ンデンサ34よ構成る。
第一の電圧検知回路17および第二の電圧検知回路18
はそれぞれ第1の差動増幅器36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する
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)/停止する出力が発振制御回路16に接続
されている(出力端子o1)。この発振制御回路16は
第2の差動14、。
増幅器37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
量をコントロールする。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および第3のコンデンサ4oから
成シ、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37の逆相入力端子には電源
電圧(+V、0)を分圧する第5の抵抗41゜第6の抵
抗42.第7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ためのトランジスタでその
コレクターエミッタ端子が第7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o2に接続されている。尚
、他の構成部(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157、 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101)、
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1o2)。
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ONL
第7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(+vcc)を第5の抵抗41と
第6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1o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電流検
出器15から出力される電圧値でV、。イ(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α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10に第3図に示す動作波形が
現われ、このコレクターエミッタ間電圧のピーク値は第
二の電圧検出回路18で検出され第1の差動増幅器36
の同相入力端子へ、一方入力電圧のピーク値は第一の電
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ーエミッタ間電圧のピ
ーク値かう引かれる(補正される)ので、この第10差
動増幅器36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26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1o3)、缶飲料2の種類を判定
する。すなわち、補正されたコレクターエミッタ間電圧
のピーク値v′G E(P)がvlより低い場合(ステ
ップ104)、缶飲料2は3ピ一ス径53NM−250
.!9缶であり加熱時間17ベーノ を16秒と設定する(7.テップ105)。ここで加熱
時間を15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30
℃、HOT販売温度が58℃の仕様で、加熱出力が3ピ
一ス缶の場合2.4KW。
加熱効率83%として算出したものである。同様にv1
≦v′cE〆v2の場合(ステップ106)、缶飲料2
は3ピ一ヌ径rsswx−1909缶であり加熱時間を
11.4秒と設定する(ステップ1o7)。
そして缶が3ピースの場合は、加熱出力を2.4 K’
W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(+Vo。)を第5の抵抗41.第6の抵抗
42.第7の抵抗43で分圧した電圧値(V   ”)
が入力される(v2.4>■2.。)。
2.4 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の時に電流検18ベージ 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、電流検出器15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時より入力電流が大きく
なシ加熱出力が上がる(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1o9)、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110)。
一方、v2≦v′cE(P)〈■3ノ場合(ステップ1
11)、缶飲料2は2ピ一ス径tssm−2509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v3≦”CE(Fl)の場合、缶飲料2は2ピース径
53ff−190,!9缶であり加熱時間を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1
14)、設定された時間加熱しくステップ1o9)、時
間が終了すると缶飲料219八−ノ を搬出してHOT販売を終了する(ステップ11o)。
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。
発明の効果 以と1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シ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
電圧を第一の電圧検出回路で検出し、パワースイッチン
グ半導体に発生する電圧を第二の電圧検出回路で検出し
て、第一および第二の電圧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の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21 ヘーノ 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パワースイ
ッチング半導体の動作波形図、第4図、第6図は缶飲料
の缶の種類(構造)判定のための原理を示す電圧特性図
、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量判定装置の断
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
・・・・・・共振用コンデンサ、1o・・・・・・パワ
ースイッチング半導体、14・・・・・・インバータ回
路、17・・・・・・第一の電圧検出回路、18・・・
・・・第二の電圧検出回路、2゜・・・・・・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1 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第一の電圧検
    出回路と、前記パワースイッチング半導体に発生する電
    圧を検出する第二の電圧検出回路と、前記第一および第
    二の電圧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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07159110A (ja) * 1993-12-06 1995-06-23 Daiwa Can Co Ltd 缶胴厚判別装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07159110A (ja) * 1993-12-06 1995-06-23 Daiwa Can Co Ltd 缶胴厚判別装置

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