JPS6154154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器に入れた飲料のような液体を加
熱するための装置に関し、この装置は、容器が加
熱器と接触したときにオンし、液体の温度が所定
温度に達つしたときにオフする種類のものであ
る。従来の、この種の装置として例えば、とつく
り形態容器内の酒を加熱するための装置が実公昭
48−36144号公報に示されている。とつくりは、
加熱装置の基部の円筒形支持体に挿入できるよう
になつている。上記実公昭48−36144号公報に示
す加熱装置では、例えば溶接によつて、金属カバ
ーを密封固着した熱可塑性プラスチツク材料製の
密封容器を使つて液体を加熱するのには利用する
ことができない。これは、少くとも２つの理由に
よる。すなわち、 プラスチツク材料の熱的挙動と金属カバーの熱
的挙動が違うため、容器のプラスチツク材料を損
傷させたり、変形させたりするかもしれないとい
う危険性と、 容器を加熱前でも、例えば輸送中に僅かに変形
させるかもしれないという危険である。

本発明の主な目的は、容器のプラスチツク材料
を損傷させずに、飲料を非常に短時間（代表的に
は50秒以下）で消費に最適な温度（代表的には50
℃程度）まで加熱することができることが必要で
あるようなトランジツト、さもなくば急いでいる
人の息抜き場所、例えば鉄道の駅、歓楽街、又は
作業場で起こるような緊急の状態で、金属製カバ
ーで密封された熱可塑性プラスチツク材料製容器
用として前述のような装置を提供することであ
る。

本発明の別の目的は加熱作用が電気抵抗加熱器
で行なわれ、その温度が簡単かつ経済的な手段に
より制御可能になる前述の液体加熱用装置を提供
することである。

本発明によれば、金属カバーで密封された熱可
塑性プラスチツク材料の容器に入れた液体を加熱
するための加熱装置において、該加熱装置は 前記容器を倒立状態で収容するようにされた容
器支持装置と、 前記液体の全加熱時間中、前記倒立容器の金属
カバーのほぼ全表面と熱接触するように前記支持
装置に対して配置され、前記液体を短時間で加熱
するのに十分な定格出力を有し、正の抵抗温度係
数なる電熱的特性を備えた抵抗加熱器と、 前記液体の加熱期間中前記加熱器を、前記支持
装置に収容された容器のカバーと接触状態に保持
するようになつている前記加熱器用支持装置と、
全体スイツチを介して電源に接続された電子制御
ユニツトとを有し、 該ユニツトは、その入力端子に接続された電流
供給導線を介して電流を供給されているホイート
ストンブリツジにして、該ブリツジの測定対角辺
上に該加熱器の抵抗が到達した温度を示す信号供
給しているホイートストンブリツジのアームに前
記抵抗加熱器が含まれているホイートストンブリ
ツジと、前記ホイートストンブリツジの測定対角
辺上における該信号に応じて該ホイートストンブ
リツジに対する電流供給を調整し、以つて初期の
遷移段階の後に前記加熱器の温度を前記液体の全
加熱時間中ほぼ所定の範囲内に保持せしめるよう
に適用された調整回路と、前記加熱開始の瞬間か
ら所定の時間間隔の後、前記調整回路を介して、
前記ホイートストンブリツジへの電流供給を遮断
し、全体スイツチを開き、前記制御ユニツトを電
源から遮断せしめるようになつたタイマとを有す
ることを特徴とする加熱装置が提供されている。

本発明は密封したプラスチツク容器内の液体を
該容器を損傷することなく迅速にかつ制御された
態様で加熱するための簡単な装置を提供する。

以下付図を参照して本発明をより具体的に説明
する。

第１図を参照すると、本発明による装置はハウ
ジング１を備えている。ハウジング１の平坦な表
面２には液体（この場合には飲料７）用カツプ状
容器５をＣ字形状すなわちフオーク状支持部材４
に収容するようになつている開口３が設けられて
いる。第２図に示す容器５は熱可塑性プラスチツ
ク材料からできており、金属カバー６で密封され
ている。前記容器５は容器内に入れた飲料７を加
熱する間じゆうこの飲料が金属カバー６と接触を
保つように、支持部材４に逆さ位置で収容されな
ければならない。

支持部材４はレバー８の一端を構成しており、
該レバーの反対側端部は、「ベトロナイト」の商
標で知られるプラスチツク材料からなる支持板１
０に固定されたブラケツト９に固定されている。
前記ブラケツト９は本装置の休止状態において前
記Ｃ字形状支持部材４をほぼ水平方向位置に保持
する。

支持板１０はプリント回路を担持しており、ハ
ウジング１に固定されている。該板１０は金属製
カツプ状容器１１を支持し、この容器内には電気
抵抗加熱器１３を支持する３個のばね１２が設け
られている。前記加熱器１３は前記Ｃ字形状支持
部材４下に配置され、一対の導線１４を介して電
流が供給される。

前記板１０は電磁石１５を支持し、該電磁石は
その極片１６がレバー８のボデーから横方向に延
びる２本の腕８ａに作用出来るように配置されて
いる。通常は開いているマイクロスイツチ１７が
電力供給導線（図示せず）と、抵抗加熱器１３へ
の電流供給及び、電磁石１５の付勢作用を制御す
る電子制御ユニツト１８との間に挿設されてい
る。

本装置の使用状態下において、前記レバー８が
ブラケツト９で水平方向休止位置に保持される。

Ｃ字形状支持部材４（第２図参照）内に配置さ
れた逆向き容器５にブラケツト９の弾性抵抗に打
勝つような下向きの圧力を加えると、支持部材４
はわずかに押圧されて容器５のカバー６を加熱器
１３に接触させる。

完全被覆型式の加熱器１３は平面−凸面レンズ
の如き形状をなしており、その凸表面１９が上方
を向いている。前記ばね１２は加熱器１３をカバ
ー６の全表面としつかり接触せしめ、カバー６を
加熱するために発生するカバーの歪を補償してい
る。

前記加熱器１３の凸面状上側表面１９は金属製
であり（第５図参照）、加熱表面として作用し、
ニツケル線の加熱要素１９１と熱接触するように
配置されている。

前記加熱要素１９１は絶縁支持部材１９２にら
せん形に巻付けられており、ガラス質の樹脂内に
埋込まれている。前記要素１９１には加熱器１３
の平坦な下側表面１９３から出ている導線１４を
介して電流が供給されている。

前記容器５を第４図に示す加熱位置まで押圧す
ると、前記レバー８は電源を電子制御ユニツト１
８に接続するマイクロスイツチ１７を閉じ、電子
制御ユニツト１８は抵抗加熱器１３に電流を供給
し、電磁石１５に付勢電流を供給する。

前記電磁石１５はそれが付勢されると、レバー
８の腕８ａに作用し、加熱期間の終りに前記電磁
石が制御回路１８によつて消勢される迄前記レバ
ーを押圧状態に保持する。前記電磁石が消勢状態
になると、前記レバー８はそのもとの休止位置へ
と戻り、マイクロスイツチ１７が再び開き、前記
制御ユニツト１８からの電力供給が遮断され、更
に加熱器１３への電力供給が遮断される。

第６図は前記制御ユニツト１８の回路を図式的
に示す。前記ユニツト１８は、アームの１つに抵
抗加熱器１３を持つホイートストンブリツジ２０
を有し、該加熱器は、これと直列に接続された分
流器２１を有する第２アームと均衡している。又
前記ブリツジ２０はそれぞれ固定抵抗２２及び可
変抵抗２３を有する２つの比例辺をもつている。

前記制御ユニツト１８の入力端子２６，２７に
それぞれ接続された一対の電力供給導線２４，２
５は、破線内に示された電流調整回路３０の一部
を形成するサイリスタ（又はSCR）２８を介し
て前記ホイートストンブリツジ２０に接続され
る。前記調整回路３０はパルス発生器として作用
するユニジヤンクシヨントランジスタ（UJT）
から構成される第１パイロツト回路２９を含んで
いる。

前記ホイートストンブリツジ２０の測定対角辺
はやはり前記調整回路３０の一部を形成する制御
回路３１を有する。前記制御回路３１は差動増幅
器３２を有し、差動増幅器の出力は積分回路３３
に通過させられている。該積分回路３３は第１し
きい値比較器３４に接続されている。前記比較器
３４の出力はサイリスタ２８の作動を制御する前
記第１パイロツト回路２９に接続されている。

前記通常開いているマイクロスイツチ１７は、
本装置の休止状態において制御回路ユニツト１８
に対する電力供給を遮断している。

整流ブリツジ３５はトライアツク３６を介して
電力供給導線２４，２５に接続されており、その
整流対角辺は安定化ダイオード３７と並列に接続
されている電磁石１５に接続されている。前記ト
ライアツク３６のトリガ電極３８は可変抵抗器４
１で調整できる傾斜電圧源４０を含む破線内に示
されたタイマ回路３９に接続されている。前記傾
斜電圧源４０の出力は第２しきい値比較器４２に
接続されており、その出力は前記トライアツク３
６のトリガ作用を制御する第２パイロツト回路４
３に接続されている。

交流−直流コンバータ４４が前記供給導線２
４，２５に接続されており、一対の安定化されバ
ランスされた電圧＋Vc及び−Vcと、非安定電圧
Vccを提供している。これらの電圧は図式的に示
すように前述の回路２９，３２，３４，４０，４
２及び４３に加えられている。

以下前記制御ユニツト１８の作動について述べ
る。

レバー８を押圧してマイクロスイツチ１７を閉
じると、コンバータ４４により与えられた電圧
Vccによりトリガーされた前記パイロツト回路４
３が前記トライアツク３６を付勢し、かくて電磁
石１５を整流ブリツジ３５により与えられた整流
電流により付勢され得る。付勢された前記電磁石
１５は、レバー８を下向きに保持し、マイクロス
イツチ１７を閉じたままにする。

同時に、前記傾斜電圧源４０が前記第２の比較
器４２に、時間とともに線形的に増大する電圧を
供給し始める。マイクロスイツチ１７を閉じた瞬
間からある所定の時間経過後に、傾斜電圧源４０
によつて与えられた信号が前記第２比較器４２を
トリツプさせてトライアツク３６の第２のパイロ
ツト回路４３を禁止するような電圧レベルに到達
する。

かくてトライアツク３６が消勢され、整流器回
路３５が電磁石１５への電流供給を停止し、該磁
石は消勢されると、レバー８はその休止位置へと
戻り、マイクロスイツチ１７が再び開き、電子制
御ユニツト１８と加熱器１３とが遮断される。

マイクロスイツチ１７を閉じた最初の時点にも
どつて、以下第６図を参照して電子制御ユニツト
１８の残りの部分の作動について説明する。

パイロツト回路２９によつて制御されたサイリ
スタ２８は、マイクロスイツチが閉じると、ホイ
ートストンブリツジ２０に電源を接続し、従つて
後電流が加熱器１３に供給される。

例示の実施例において、前記加熱器１３は冷え
ているときには約2KWの定格出力を有し、抵抗
に関する正の温度係数を有する電熱的特性を備え
ているので、その抵抗値は温度とともに顕著に増
大する（５％／℃）。

従つて調整回路３０が測定した前記ホイートス
トンブリツジ２０の測定対角辺前後の計測電圧は
加熱器１３の抵抗によつて到達した温度を示すこ
とになる。この測定電圧は差動増幅器３２により
増幅され、積分回路３３により積分された後第１
比較器３４に入力される。この比較器３４はその
入力電圧が所定のしきい値を超えた時に前記パイ
ロツト回路２９への電流供給を停止し、かくして
サイリスタ２８の回路を開き、その結果加熱器１
３への電流供給が遮断される。

前記抵抗加熱器１３への電流供給はサイクル制
御装置により５サイクル毎に自動的に開始され、
かくて前述の測定電圧は加熱器１３の抵抗の温度
を周期的に示しつつ調整回路３０の入力部に加え
られる。

かくて前記制御回路３１はホイートストンブリ
ツジ２０の測定対角辺により与えられた測定信号
を比例積分的に制御し、加熱器１３への電流供給
を交互に接続又は遮断することになる。

かくして、抵抗加熱器１３の温度は初期の遷移
段階の後十分狭い範囲内に設定され、可変な抵抗
２３により調整することができる。350゜付近に
設定されたこの温度範囲は、容器内に入れた飲料
を、タイマ３９で設定した時間間隔で（標準量の
コーヒーの場合この時間間隔は約40〜50秒）金属
カバー６又は容器５を損傷させずに約50℃の温度
まで加熱するのに十分である。

タイマ３９によつてセツトされた時間間隔の終
りに、前記第２パイロツト回路４３が前記第１パ
イロツト回路２９に禁止信号を送り、かくてサイ
リスタ２８の回路を開き、及びホイートストンブ
リツジ２０と加熱器１３間の回路が遮断される。

本願発明は上記のような構成であるので、迅速
且つ効率的な加熱中でも、容器を損傷させたり変
形させたりすることなく、加熱器の温度及びその
結果容器に加えられる温度がほぼ一定の範囲内に
滞まるようにする。

本発明の実際的な実施例は本発明の範囲内にお
いてこれ迄説明され例示された実施例に関して
種々の変更を加えることが可能であることを理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの実施例に係る飲料加熱
装置の図式的斜視図、第２図は第１図に示された
装置によつて加熱される飲料用容器の軸線方向断
面図、第３図は本装置の静止状態を例示してい
る、第１図線−に沿つて眺めた長手方向断面
図、第４図は本装置の加熱状態を示す。第３図と
類似の長手方向断面図、第５図は第３図及び第４
図の一部の詳細を示す拡大尺度で描ける断面図、
第６図は第１図に示された装置の電気回路の一部
図式的に描けるブロツク線図である。 ５……容器、４，８……容器の支持装置、１３
……抵抗加熱器、７……液体、６……金属カバ
ー、１０，１１，１２……加熱器の支持装置、１
８……制御ユニツト、１７……全体スイツチ、２
０……ホイートストンブリツジ、３０……調整回
路、３９……タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属カバーで密封された熱可塑性プラスチツ
   ク材料の容器に入れた液体を加熱するための加熱
   装置において、該加熱装置は 前記容器５を倒立した状態で収容するようにされ
   た容器支持装置４，８と、 前記液体７の全加熱期間中、前記倒立容器５の
   金属カバー６のほぼ全表面と熱接触するように前
   記支持装置に対して配置され、前記液体７を短時
   間で加熱するのに十分な定格出力を有し、正の抵
   抗温度係数なる電熱的特性を備えた抵抗加熱器１
   ３と、 前記液体の加熱期間中前記加熱器を前記支持装
   置４，８に収容された容器のカバー６と接触状態
   に保持するようになつている前記加熱器用支持装
   置１０，１１，１２と、 全体スイツチ１７を介して電源に接続された電
   子制御ユニツト１８とを有し、 該ユニツト１８は、その入力端子２６，２７に
   接続された電流供給導線２４，２５を介して電流
   を供給されているホイートストンブリツジにし
   て、該ブリツジの測定対角辺上に該加熱器の抵抗
   が到達した温度を示す信号を供給しているホイー
   トストンブリツジ腕内に前記抵抗加熱器１３が含
   まれているホイートストンブリツジ２０と、前記
   ホイートストンブリツジの測定対角辺上における
   該信号に応じて該ホイートストンブリツジ２０に
   対する電流供給を調整し、以つて初期の遷移段階
   の後に前記加熱器の温度を液体７の全加熱時間中
   ほぼ所定の範囲内に保持せしめるようになつた調
   整回路３０と、前記加熱の開始の瞬間から所定の
   時間間隔の後前記調整回路３０を介して、前記ホ
   イートストンブリツジ２０への電流供給を遮断
   し、全体スイツチ１７を開き、前記制御ユニツト
   １８を電源から遮断せしめるようになつたタイマ
   ３９とを有することを特徴とする加熱装置。 ２ 特許請求の範囲前記第１項に記載の加熱装置
   において、前記調整回路３０は、前記ホイートス
   トンブリツジ２０と前記供給導線の一方２４との
   間に挿設され、前記ブリツジへの電流供給をスイ
   ツチングするようになつている第１の被制御スイ
   ツチング手段２８と、該第１スイツチング手段２
   ８を閉じるための制御信号を発生させる第１パイ
   ロツト回路２９と、前記ホイートストンブリツジ
   ２０の測定対角辺に接続された入力部を備えた制
   御回路３１とを有し、この制御回路３１は、持続
   時間が比例積分の公式に従つてホイートストンブ
   リツジの測定対角辺に存在する前記測定信号の値
   で決まるような連続した段階で第１パイロツト回
   路２９を交互にイネーブルにしたり禁止したりす
   るように制御し、前記第１パイロツト回路２９は
   前記禁止段階において、前記ホイートストンブリ
   ツジ２０に電流を周期的に供給できるように且つ
   加熱器１３を部分的に付勢した状態に維持するよ
   うに前記第１被制御スイツチング手段２８の周期
   的短時間閉鎖を制御することを特徴とする加熱装
   置。 ３ 特許請求の範囲前記第２項に記載の加熱装置
   において、前記第１被制御スイツチング装置２８
   がサイリスタ（SCR）を有し、前記第１パイロ
   ツト回路２９がユニジヤンクシヨントランジスタ
   （UJT）を内蔵したパルス発生器を有することを
   特徴とする加熱装置。 ４ 特許請求の範囲前記第２項に記載の加熱装置
   において、前記制御回路３１が前記ホイートスト
   ンブリツジ２０の測定対角辺上に存在する信号を
   増幅するための差動増幅器３２と、該差動増幅器
   の出力部に接続された積分回路３３と、該積分回
   路の出力部に接続された第１しきい値比較器にし
   て、この入力部における電圧が所定のしきい値を
   超えた時に該第１パイロツト回路２９を禁止する
   第１しきい値比較器３４とを有することを特徴と
   する加熱装置。 ５ 特許請求の範囲前記第１項乃至第４項のうち
   のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記
   タイマ３９が第２しきい値比較器４２に電圧を与
   えている傾斜電圧源４０と、前記第２比較器の出
   力部に接続された第２パイロツト回路４３とを有
   しており、該第２パイロツト回路は前記全体スイ
   ツチ１７と協働する電磁石１５付勢により該スイ
   ツチ１７を所定期間の間だけ閉じた状態に保持す
   ることを特徴とする加熱装置。 ６ 特許請求の範囲前記第５項に記載の加熱装置
   において、前記第２パイロツト回路４３は前記時
   間間隔の終りに、前記電磁石１５への電源に挿入
   されたトライアツクの如き第２被制御スイツチン
   グ手段３６を開らくことにより該電磁石を消勢す
   ることを特徴とする加熱装置。 ７ 特許請求の範囲前記第１項乃至第６項のうち
   のいずれか１項に記載の加熱装置において、前記
   全体スイツチ１７が、前記支持装置４，８内に収
   容された倒立容器５に加えられた下向き圧力によ
   り閉じられるようになつている通常は開いている
   マイクロスイツチであることを特徴する加熱装
   置。 ８ 特許請求の範囲前記第５項又は第７項にに記
   載の加熱装置において、前記支持装置４，８はそ
   の内部に収容された前記倒立容器５に前記下向き
   圧力を加えると、前記容器５のカバー６が加熱器
   １３と接触し、それと同時にマイクロスイツチ１
   ７を閉じるような位置まで変位し、前記接触状態
   は該電磁石１５が前記支持装置４，８に及ぼす力
   によつて前記液体７の全加熱時間中維持されるこ
   とを特徴とする加熱装置。 ９ 特許請求の範囲前記第８項に記載の加熱装置
   において、前記容器支持装置４，８は一端が前記
   加熱器支持装置に片持ち梁式に固定されている細
   長いレバー８を有し、該レバーの他端には前記倒
   立容器５を収容するフオーク状又はＣ字状支持部
   材４が設けられており、前記レバー８の端部支持
   部材９は本装置が休止状態にあるとき前記フオー
   ク状支持部材４をほぼ水平位置に保持し且つ、前
   記下向き圧力の結果、前記倒立容器５のカバー６
   が加熱器１３と接触するように前記支持体４を押
   圧するように、前記レバーが弾性的にたわむこと
   ができるようにし、このようなたわみは前記レバ
   ー８の下に配置されたマイクロスイツチ１７を閉
   じ、該マイクロスイツチ１７は該レバー８に作用
   する電磁石１５で全加熱時間中閉じた状態に保持
   されることを特徴とする加熱装置。 １０ 特許請求の範囲前記第１項、第８項、及び
   第９項のうちのいずれか１項に記載の加熱装置に
   おいて、前記加熱器１３を支持するための装置が
   カツプ状容器１１を有しており、その底部は支持
   板１０に固定されており、その開口上側端部は該
   フオーク状又はＣ字形状支持部材４下に配置さ
   れ、該カツプ状容器１１は前記電気抵抗加熱器１
   ３を支持する弾性部材１２を収容しており、該支
   持板１０は加熱すべき液体容器５の前記支持装置
   を構成するレバー８の端部支持部材９に連結され
   ていることを特徴とする加熱装置。 １１ 特許請求の範囲前記第１０項に記載の加熱
   装置において、前記支持板１０が本加熱装置の電
   気部品を連結しているプリント回路を担持してい
   ることを特徴とする加熱装置。 １２ 特許請求の範囲前記第１項乃至第１１項の
   うちのいずれか１項に記載の加熱装置において、
   前記電気抵抗加熱器１３が実質的に平面−凸面レ
   ンズに類似の形状をしたケーシングを備えたケー
   ス収容型式の加熱器であり、該凸面レンズの凸面
   表面が最上部を形成するとともに該加熱器の加熱
   表面１９を構成しており、前記平面表面１９３は
   該弾性支持部材を介して前記カツプ形状コンテナ
   １１の底部に連結されており、前記加熱器ケース
   は絶縁支持部材１９２上でらせん形に巻付けら
   れ、該加熱表面１９と熱接触して配された加熱要
   素１９１を含んでいることを特徴とする加熱装
   置。