KR20140106383A - 음료캔의 유도가열장치 - Google Patents

Abstract

내용물을 효율적으로 가열할 수 있음과 함께, 그 내용물의 온도를 정밀도 좋게 측정할 수 있는 음료캔의 유도가열장치(4)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
수부(首部)에 나사부가 형성됨과 함께 그 나사부에 캡(3)이 권체(卷締)되고, 또한 상기 캡(3)에 의하여 재밀봉이 가능한 금속제 음료캔(1)을 지지하는 캔 지지체(6)를 가지며, 그 캔 지지체(6)의 외주측에 유도가열코일(9)이 배치된 음료캔의 유도가열장치(4)에 있어서, 상기 캔 지지체(6)는, 상기 캡(3)을 상기 금속제 음료캔(1)의 축선(軸線)방향의 상방으로 돌출시켜서, 상기 금속제 음료캔(1)을 삽입하여 지지하도록 구성되고, 상기 가열코일(9)은, 상기 캔 지지체(6)의 외주측에 배치되어, 상기 금속제 음료캔(1)이 상기 캔 지지체(6)에 삽입된 상태에서, 상기 캡(3)의 표면온도를 측정하는 온도측정수단(10)을 구비하고 있다.

Description

음료캔의 유도가열장치{Inductive heating device for beverage can}

본 발명은, 음료가 충전된 캔을 전자유도가열에 의하여 가열하는 유도가열장치에 관한 것으로서, 특히, 캔의 표면온도를 검출하여 설정온도에 도달한 경우에 가열을 정지하도록 제어되는 유도가열장치에 관한 것이다.

현재, 편의점 등에서 많이 사용되는 음료캔의 보온장치는, 유리케이스 등의 내부에 복수의 음료캔을 수용하여 소정의 온도로 가온 및 보온을 행하도록 구성되어 있다. 따라서, 고객이 따뜻한 음료캔을 원하는 경우에는, 그 보온장치로부터 소망하는 음료캔을 꺼내어 구입하게 된다. 즉, 이 종류의 보온장치는, 유리케이스의 내부 등의 내부 분위기온도를 소정온도까지 높게 하여, 그 온도분위기에 음료캔을 수용함으로써, 음료캔의 가열 승온 및 보온을 행하기 때문에, 그 보온장치에 설치되어 있는 발열장치에 상시 통전(通電)할 필요가 있어, 계속적으로 에너지를 소비하기 때문에, 러닝코스트가 든다는 문제가 있다. 또한, 소정의 온도에서 보온된 상태에서는, 캔 속의 산소와 음료 속의 성분(비타민C, 전분 등)의 산화반응이 촉진(산화변성됨)됨으로써, 음료캔에 충전된 음료의 색, 향기, 맛 등의 열화가 진행되므로, 보온상태에서 음료캔을 진열해 두는 것은, 판매자에 있어서는 바람직한 상태라고는 할 수 없다. 따라서, 고객의 요구에 따라, 즉 판매시점에 재빠르게 음료캔을 데우는 음료캔 가열장치가 제안되고 있다.

일본국 특허 제3259808호 공보에는, 캔을 파지(把持)하여 모터에 의하여 회전되는 회전대에 캔을 삽입하고, 그 캔의 외주측에 배치된 가열코일에 고주파수의 전류를 흐르게 함으로써, 캔을 가열하는 장치가 기재되어 있다. 또한, 캔은, 원통형상으로 형성된 캔 가이드에 의하여 상부 이외가 덮여진 상태로 되어 있으며, 그 캔 가이드로부터 돌출된 캔의 상부의 온도를 서미스터 볼로미터(thermistor bolometer)나 서모파일(thermopile) 등에 의하여 검출하여, 그 캔의 상부의 온도가 설정온도가 된 시점에서 캔의 가열을 정지하도록 구성되어 있다.

또한, 일본국 특허 제4562765호 공보에는, 구부(口部)에 나사부가 형성됨과 함께, 그 나사부에 캡이 권체(卷締)되어 캡부가 형성되고, 또한 그 캡부에 의하여 재밀봉이 가능한 금속제 음료캔(이하, 단순히 리실(reseal)캔이라 표기함)을 대상으로 할 수 있는 음료캔의 유도가열장치가 기재되어 있다. 일본국 특허 제4562765호 공보에 기재된 음료캔의 유도가열장치는, 원통형상으로 형성된 몸통부의 외주측에 코일을 설치하고, 그 코일에 전류를 흐르게 함과 함께, 캔을 회전시킴으로써 유도전류에 의하여 캔을 가열하도록 구성되어 있다. 또한, 일본국 특허 제4562765호 공보에 기재된 음료캔의 유도가열장치는, 캔의 내용물의 교반(攪拌) 효과를 높이기 위하여, 캔을 연직선에 대하여 소정의 각도만큼 기울인 상태에서 지지하여 회전속도를 변화시키면서 회전시키도록 구성되어 있다.

또한, 일본국 특허공개 2000-11247호 공보에는, 하방(下方)부에 배치된 가열코일의 중앙부에 캔을 쓰러뜨린 상태로 재치(載置, 올려놓음)하여, 캔을 유도가열하는 장치가 기재되어 있고, 그 캔의 외주면에 모터에 의하여 캔을 회전시키면서, 외주에 형성된 나선형상의 홈 또는 돌기에 의하여 캔을 축선(軸線)방향으로 이동시킬 수 있는 롤러가 설치되어 있다. 이 장치는, 캔의 교반효율을 향상시키기 위하여, 캔을 정전(正轉)방향으로부터 역전(逆轉)방향으로 반복하여 변화시키도록 구성되어 있다.

상술한 일본국 특허 제3259808호 공보에 기재된 장치는, 캔의 외주측에 배치된 코일에 고주파수의 전류를 통전하여, 캔을 회전시킴으로써 캔 자체를 가열하도록 구성되어 있으므로, 캔의 내용물이 그 캔의 열에 의하여 가열된다. 한편, 캔의 내용물이, 콘 수프 등의 비교적 점도가 높은 음료인 경우에는, 그 캔의 열에 의한 대류(對流)가 일어나기 어렵기 때문에, 캔의 내벽면 근방의 내용물만이 가열되고, 캔의 내벽면으로부터 떨어진 중앙부의 내용물의 온도가 낮은 상태로 되어버릴 가능성이 있다. 또한, 유도가열하는 경우에는, 캔 자체가 발열하므로, 캔의 표면의 온도가 내용물보다 높은 온도가 된다. 따라서, 캔의 표면의 온도를 측정하여, 그 온도가 설정된 온도가 된 시점에서 가열을 정지하면, 내용물의 온도가, 그 설정된 온도보다 낮은 온도가 되어버릴 가능성이 있다.

또한, 일본국 특허 제4562765호 공보에 기재된 음료캔의 유도가열장치와 같이, 리실캔의 몸통부의 외주에 코일을 설치하여 유도가열하는 경우에는, 그 몸통부의 온도를 측정하면, 가열부의 근방을 측정하게 되어 버려서, 측정 부위의 온도와 내용물의 온도에 따라 차이가 생겨버릴 가능성이 있다.

본 발명은 상기의 사정에 감안하여, 내용물을 효율적으로 가열할 수 있음과 함께, 그 내용물의 온도를 정밀도 좋게 측정할 수 있는 음료캔의 유도가열장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 이 발명은, 수부(首部)에 나사부가 형성됨과 함께, 그 나사부에 캡이 권체되고, 또한 이 캡에 의하여 재밀봉이 가능한 금속제 음료캔을 지지하는 캔 지지체를 가지며, 그 캔 지지체의 외주측에 유도가열코일이 배치된 음료캔의 유도가열장치에 있어서, 상기 캔 지지체는, 상기 캡을 상기 금속제 음료캔의 축선방향의 상방(上方)으로 돌출시켜서, 상기 금속제 음료캔을 삽입하여 지지하도록 구성되고, 상기 가열코일은, 상기 캔 지지체의 외주측에 배치되며, 상기 금속제 음료캔이 상기 캔 지지체에 삽입된 상태에서, 상기 캡의 표면온도를 측정하는 온도측정수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 캔 지지체에 지지되어 있는 상기 금속제 음료캔을, 상기 캔 지지체의 중심축선을 중심으로 하여 회전시키도록 구성된 회전기구를 더욱 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치이다.

또한, 이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 금속제 음료캔은, 상기 회전기구에 의하여 반복하여 회전방향을 변화시킬 수 있으면서 상기 가열코일에 의하여 가열되는 것을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치이다.

더욱이 또한, 이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 회전기구는, 상기 금속제 음료캔의 회전수가 미리 정해진 회전수에 도달한 후에, 그 금속제 음료캔의 회전방향을 반전(反轉)시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치이다.

더욱이 또한, 이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 캔 지지체는, 상기 금속제 음료캔의 중심축선이 연직방향으로부터 경사지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치이다.

그리고, 이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 온도측정수단은, 상기 금속제 음료캔이 경사져서 회전함으로써, 상기 금속제 음료캔의 내부에 충전된 음료가 상기 수부에 접촉하는 위치의 외주측의 캡의 외주면을 측정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치이다.

이 발명에 의하면, 캔 지지체는 캡을 금속제 음료캔 축선방향의 상방으로 돌출시켜서 금속제 음료캔을 삽입하여 지지하도록 구성되고, 그 캔 지지체의 외주측에 배치된 가열코일에 의하여, 금속제 음료캔이 가열된다. 그리고, 온도측정수단에 의하여, 금속제 음료캔이 캔 지지체에 삽입된 상태에서, 그 캡의 표면온도를 측정하도록 구성되어 있으므로, 온도측정수단에 의하여 검출되는 캡의 표면온도는, 가열코일에 의하여 가열된 부위로부터 전달되는 열의 영향을 받기 어렵고, 그로 인하여, 금속제 음료캔의 내용물의 온도를 정밀도 좋게 측정할 수 있다.

또한, 이 발명에 의하면, 캔 지지체에 지지되어 있는 금속제 음료캔을, 캔 지지체의 중심축선을 중심으로 하여 회전시키도록 구성된 회전기구를 더욱 구비하고 있으므로, 그 회전에 의하여 내용물을 교반시킬 수 있음과 함께, 내용물에 작용하는 원심력에 의하여 그 내용물을 금속제 음료캔의 내벽면을 따라서 캡이 설치되어 있는 부위까지 상승시킬 수 있다. 따라서, 캡의 온도를 측정함으로써, 내용물의 온도를 정밀도 좋게 측정할 수 있다.

또한, 이 발명에 의하면, 금속제 음료캔은, 회전기구에 의하여 반복하여 회전방향을 변화시킬 수 있으면서 가열코일에 의하여 가열되므로, 회전방향을 변화시킬 때에 생기게 하는 관성력에 의하여 내용물을 교반시킬 수 있다.

더욱이 또한, 이 발명에 의하면, 회전기구는, 금속제 음료캔의 회전수가 미리 정해진 회전수에 도달한 후에, 그 금속제 음료캔의 회전방향을 반전시키도록 구성되어 있으므로, 회전방향을 변화시킬 때에 보다 큰 관성력이 생겨서 내용물을 교반시킬 수 있다.

더욱이 또한, 이 발명에 의하면, 캔 지지체는, 금속제 음료캔의 중심축선이 연직방향으로부터 경사지도록 형성되어 있으므로, 금속제 음료캔을 회전시킴으로써 내용물을 교반시킬 수 있다.

그리고, 이 발명에 의하면, 온도측정수단은, 금속제 음료캔이 경사져서 회전함으로써, 금속제 음료캔의 내부에 충전된 음료가 수부에 접촉하는 위치의 외주측의 캡의 외주면을 측정하도록 구성되어 있으므로, 내용물을 그 캡이 설치되어 있는 수부와 보다 많이 접촉하고 있는 위치의 온도를 측정할 수 있으며, 그 결과, 캡의 표면온도와 내용물의 온도를 비슷하게 할 수 있다.

[도 1] 본 발명에 관한 음료캔의 유도가열장치의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
[도 2] 본 발명에 관한 음료캔의 유도가열장치의 가열 대상으로 할 수 있는 리실(reseal)캔을 나타내는 모식도이다.
[도 3] 가열코일에 있어서의 리츠선(litz wire)의 권회(卷回)구조의 일례를 나타내는 부분 단면도이다.
[도 4] 본 발명에 관한 음료캔의 유도가열장치에 있어서의 캔 지지체의 회전 형태의 일례를 나타내는 도면이다.
[도 5] 리실캔의 회전수와 내용물의 액면의 변화의 관계를 나타내는 도면이다.

먼저, 본 발명의 음료캔의 유도가열장치에 의한 가열의 대상으로 할 수 있는 리실캔의 구성에 대하여 간단히 설명한다. 도 2는, 그 리실캔(1)의 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도면에 나타내는 리실캔(1)은, 캔 본체부(2)와 캡(3)에 의하여 구성되고 있고, 그 캔 본체부(2)는, 바닥면을 밀봉한 원통형상의 몸통부(2a)와, 그 몸통부(2a)의 상방에 일체로 형성된 반구(半球)형상 또는 테이퍼형상의 견부(肩部)(2b)와, 견부(2b)의 상방에 형성된 수부(2c)에 의하여 구성되어 있다. 또한, 수부(2c)의 상단부는, 외주측으로 컬(curl)되어 형성되어 있다. 또한, 그 캔 본체부(2)는, 철이나 스테인레스 등의 금속재료로 구성되어 있고, 후술하는 가열코일에 통전하는 전류에 따라서 유도가열되도록 구성되어 있다. 그리고, 그 수부(2c)의 외주면에는 나사부가 형성되어 있고, 그 상단부와 외주면을 덮도록 형성된 캡(3)이 설치되어 있으며, 그 캡(3)을 수부(2c)에 덮어 씌운 상태에서, 캡(3)의 외주측으로부터 롤 온 성형 등에 의하여, 캡(3)에 나사부를 형성하고 있다. 이와 같이 리실캔(1)을 구성함으로써, 캡(3)을 일단 개봉하여 내용물을 음용한 후에, 다시, 그 캡(3)을 수부(2c)에 나사결합하여 밀봉할 수 있다. 여기서, 내용물의 점도가 비교적 높은 것인 경우에는, 그 수부(2c)의 개구면적을 크게 하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 음료캔의 유도가열장치의 구성의 일례를 설명한다. 도 1은, 그 음료캔의 유도가열장치(4)의 구성의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 있어서, 박스형상의 본체 케이스(5) 속에는, 리실캔(1)을 지지하는 원통형상의 캔 지지체(6)가 소정의 각도로 경사진 상태에서, 캔 지지체(6)의 중심축(A)을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 그 바닥부 하방에는, 캔 지지체(6)를 회전구동하는 회전기구로서 모터(7)가 설치되어 있다. 캔 지지체(6)의 개구측에는, 지지되는 리실캔(1)의 캔몸통 외경보다 소정의 길이만큼 큰 내경을 가지는 캔몸통 지지부(8)가 설치되고, 그 외주에 리실캔(1)을 유도가열하는 가열코일(9)이 설치되어 있다. 캔몸통 지지부(8)의 높이(중심축(A) 방향에서의 길이)는, 적용되는 리실캔(1)의 몸통부(2a) 또는 견부(2b)의 높이(캔중심축 방향에서의 길이) 이하로 형성되어 있다. 이는, 후술하는 방사온도계(10)에 의하여 캡(3)의 온도를 검출할 수 있도록 함과 함께, 리실캔(1)의 투입이나 꺼냄을 행하기 쉽게 하기 위함이다. 또한, 캔몸통 지지부(8)의 높이는, 리실캔(1)을 안정시켜 회전시키기 위하여, 캔 전체의 높이의 2분의 1 이상이 바람직하다. 특히, 그 높이를 캔 전체의 높이의 3분의 2 이상으로 함으로써, 보다 안정시켜 회전시킬 수 있다.

도 3 (a) 및 도 3 (b)에 본 발명에서 사용하는 가열코일(9)의 구조의 일례를 나타낸다. 가열코일(9)에는, 전류를 흐르게 하는 전선으로서 복수의 동선(銅線)을 꼬아 합친 리츠선(litz wire)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3 (a)에 나타내는 바와 같이, 가열코일(9)은 캔몸통 지지부(8)의 개구측에 가까운 영역(9A), 중앙 부근의 영역(9B) 및 캔 계지부(係止部)(11)에 가까운 영역(9C)으로 나눌 수 있다. 도 3 (b)에 나타내는 바와 같이, 개구측에 가까운 영역(9A) 및 캔 계지부(11)에 가까운 영역(9C)의 각 영역에서는, 전선의 권선(卷線) 수(전선을 캔몸통 지지부의 외주에 감은 회수)를 많게 하여 빽빽히 감도록 하고, 중앙 부근의 영역(9B)에서는 권선 수를 적게 하여, 헐겁게 감도록 하여 가열코일(9)을 형성하는 것이 바람직하다. 동선을 균등하게 감아서 가열코일(9)을 형성하면, 개구측 및 캔 계지부(11)의 가열코일(9)로부터 발생하는 자속(磁束)이 중앙부에도 도달하여, 중앙부의 가열코일(9)로부터 발생하는 자속과 간섭함으로써, 중앙부에서 자속밀도가 최대가 되기 때문에, 캔몸통 지지부(8)의 중앙 부근의 캔체에 큰 유도전류가 생기게 된다. 그 결과, 캔몸통 지지부(8) 중앙 부근에서 보다 큰 열이 발생하기 때문에, 중앙 부근의 캔몸통 표면의 수지피막이나 도막(塗膜)이 열 열화하여 내용물의 품질을 열화시키거나, 캔체의 외관을 악화시키는 문제점이 생긴다. 이에 대하여, 캔몸통 지지부(8)의 중앙 부근에 있어서의 가열코일(9)의 권선 수를 절감함으로써, 중앙 부근의 가열코일(9)로부터 생기는 자속을 감소시켜서, 캔몸통 지지부(8)의 중앙 부근에서의 과대한 가열을 억제하여, 균질한 가열을 행할 수 있다. 또한 캔몸통 표면의 수지피막이나 도막의 열 열화에 의한 내용물의 품질열화나 외관의 악화를 방지할 수 있다. 특히, 캔 외면에 열수축성의 슈링크라벨이 장착되어 있는 경우, 가열코일(9)의 중앙 부근에 있어서의 캔체의 과대한 발열이나, 이에 기인하여 슈링크라벨이 찢어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 개구측 또는 캔 계지부(11)측으로부터 가열코일(9)의 중앙부를 향하여 서서히 권선 수가 감소하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 캔체에 발생하는 유도전류가 균질화되기 때문에, 상기와 같은 가열코일(9)의 중앙부 부근의 캔체에서 과대한 발열이 생기거나, 그에 수반하는 문제점을 방지하는 효과에 더하여, 내부의 음료를 고르게 가열할 수 있다. 또한, 캔축(캔체의 중심축선)방향의 단위길이당의 권선 수(권선 밀도라 함)에 대해서도, 캔몸통 지지부(8)의 개구측에 가까운 영역(9A) 및 캔 계지부(11)에 가까운 영역(9C)에서는 크게 하고, 캔몸통 지지부(8)의 중앙 부근에서 작아지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 때, 중앙 부근의 권선 밀도(TB)에 대한, 캔몸통 지지부(8)의 개구측에 가까운 영역(9A)의 권선 밀도(TA) 및 캔 계지부(11)에 가까운 영역(9C)의 권선 밀도(TC)의 비(TA/TB, TC/TB)는, 1.2∼2.0의 범위가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 1.2보다 작은 경우에는, 가열코일(9)의 중앙부에의 자속의 집중이 충분히 완화되지 않아, 가열코일(9)의 중앙부 부근의 캔체에서 과대한 발열이 생기는 것에 의한 문제점을 방지하는 효과가 작다. 또한, 2.0보다 큰 경우에는, 중앙부의 가열이 불충분하게 되어, 가열이 불균질하게 될 우려가 있다. 또한, 캔몸통 지지부(8)의 개구측에 가까운 영역(9A)의 권선 밀도보다 캔 계지부(11)에 가까운 영역(9C)의 권선 밀도를 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 캔 하부측이 상대적으로 강하게 가열됨으로써, 내용액의 대류가 생기고, 열 전달의 효율이 높아져, 내부의 음료가 균질하게 가열된다.

캔 지지체(6)는, 자속을 통과시킬 수 있으며, 또한 내열성이 높은 재질, 예컨대 폴리아세탈수지, 폴리에텔에텔케톤수지, 폴리카보네이트수지나 MC나일론(일본 폴리펜코 주식회사의 등록상표)수지 등으로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 캔 지지체(6)로부터 돌출된 캡(3)의 외주측이면서 또한 리실캔(1)이 경사짐으로써 내용물이 자중에 의하여 리실캔(1)의 내벽면에 많이 접촉하는 측, 즉 도 1에 나타내는 리실캔(1)의 좌측에는, 그 캡(3)의 표면온도를 검출하기 위한 방사온도계(10)가 설치되어 있다. 이는, 수부(2c)의 내벽면과 내용물이 접촉하고 있는 양이 많은 부위의 캡(3)의 온도를 검출할 수 있도록 하기 위함이다. 도면에 나타내는 방사온도계(10)는, 서미스터 볼로미터나 서모파일 등의 적외선 에너지를 검출하는 것이다. 여기서, 상기한 예에서는, 방사온도계(10)를 이용하고 있지만, 요는, 캡(3)의 표면온도를 계측할 수 있으면 되므로, 상기한 바와 같이 비접촉상태에서 캡(3)의 표면온도를 검출하는 비접촉식 온도계이더라도 좋고, 캡(3)의 표면에 접촉하여 캡(3)의 표면온도를 검출하는 접촉식 온도계이더라도 좋지만, 리실캔(1)이 회전하여 가열하도록 구성되어 있으므로, 비접촉식 온도계를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 캡(3)의 온도를 측정하는 부위는, 유도가열코일에 의하여 가열된 몸통부(2a)의 온도의 영향을 받지 않는 부위가 바람직하므로, 리실캔 축선방향에 있어서의 가열코일의 상단부와 측정 부위의 거리를 적어도 15㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20㎜ 이상으로 하는 것이 좋다.

모터(7)의 하측에는, 가열코일(9)에 고주파전류를 공급하는 고주파전원장치(12)가 설치되어 있다. 본체 케이스(5)의 상면의 일부는 캔 지지체(6)의 개구부를 덮는 커버(13)로 되어 있고, 그 옆에는, 조작패널(미도시)이 설치되어 있다. 조작패널에는 가열을 개시시키는 스타트 버튼, 가열장치를 도중에 정지시키는 스톱 버튼, 가열의 정도를 조절하는 온도조절 버튼 등이 설치되어 있다.

커버(13)를 열어서 캔 지지체(6)에 리실캔(1)을 투입하면, 캔 지지체(6)에 투입된 리실캔(1)은, 그 투입 및 꺼냄을 쉽게 하기 위하여, 그 상부가 캔 지지체(6)로부터 돌출된 상태로 지지된다. 다시 커버(13)를 닫은 후, 조작패널을 조작하여 가열을 개시한다. 본 실시형태에서는, 안전을 위하여, 커버(13)의 개폐상태를 검지하는 센서(미도시)를 설치하여, 커버(13)가 열려 있는 경우에는 가열코일(9)에 통전하지 않도록 제어된다.

가열이 개시되면, 모터(7)의 구동에 의하여 캔 지지체(6)가 중심축(A)을 중심으로 하여 회전을 개시하고, 제어부(14)에 의하여 제어된 고주파전원장치(12)로부터 가열코일(9)에 고주파전류가 공급되며, 리실캔(1)이 소정의 온도까지 가열된 것을 방사온도계(10)에 의하여 검출하면, 자동적으로 정지한다. 리실캔(1)이 그 중심축(A)을 중심으로 하여 회전하면서 유도가열되기 때문에, 리실캔(1)이 고르게 가열된다. 또한, 내용물이 교반되는 효과도 생기기 때문에, 효율 좋게 균질한 가열을 행할 수 있다. 특히 본 실시형태의 경우에는, 리실캔(1)이 연직선에 대하여 소정의 각도만큼 기울어진 상태로 지지되어 회전하기 때문에, 내용액이 난류(亂流)상태가 되어, 내용물의 교반효과가 높아서, 보다 단시간에 고르게 가열할 수 있다. 이 경우, 내용물의 교반효과를 높이기 위해서는, 연직선에 대한 경사각도를 10° 이상 80° 이하로 하는 것이 바람직하며, 또한, 30° 이상 60° 이하의 각도로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 캔몸통 지지부(8)의 내경을 몸통부(2a)의 캔몸통 외경과 실질적으로 동일하게 하여, 리실캔(1)이 캔몸통 지지부(8)의 내면에서 구르지 않도록, 캔몸통 지지부(8)의 내면과 몸통부(2a)의 외면을 밀착시켜서 지지하여, 리실캔(1)을 회전시키도록 구성되어 있다. 이는, 후술하는 바와 같이 본 발명에서는, 내용물의 교반효과를 높이기 위하여, 혹은 캡(3)과 내용물의 온도를 일치시키기 위하여, 모터(7)의 회전방향을 급격하게 변화시켜, 내용물이 관성력에 의하여 교반되고, 또한 내용물이 리실캔(1)의 내벽면을 따라서 캡(3)이 설치되어 있는 높이에까지 도달하도록 구성되어 있으므로, 모터(7)의 회전수 및 회전방향과 리실캔(1)의 회전수 및 회전방향을 실질적으로 동일하게 하는 것이 바람직하기 때문이다. 다만, 캔 지지체(6)의 내면은 고무나 스폰지 등의 내열성의 탄성체로 피복해 놓는 것이 바람직하다.

또한, 도 4에 본 발명의 음료캔의 유도가열장치에 있어서의 캔 지지체(6)의 회전의 형태의 일례를 나타낸다. 본 발명에서는, 캔 지지체(6) 또는 리실캔(1)을 회전시키고 있는 동안에, 그 회전방향을 정전(正轉)방향과 역전(逆轉)방향을 반복하여 변화시킨다. 캔 지지체(6)의 회전의 제어는, 제어부(14)에 내장된 컴퓨터에, 동작개시로부터의 경과시간과 그 경과시간에 있어서의 회전속도 및 회전방향을 미리 프로그래밍해 두고, 제어부(14)에 의하여 모터(7)의 회전속도를 제어함으로써 행할 수 있다. 도 4에서는, 최초의 회전속도 증가구간에 있어서, 리실캔(1)이 투입된 캔 지지체(6)가 정지되어 있는 상태로부터, 처음의 1.5초에서 매분 400 회전까지 회전속도를 증가시키고, 그 후, 전류를 차단하여 혹은 회전속도를 급격하게 0(제로)으로 하여, 역전방향으로 회전시킨다. 이어서, 그 역전방향의 회전이 개시되고나서 1.5초에서 매분 400 회전까지 회전속도를 증가시키고, 그 후, 전류를 차단하여 혹은 회전속도를 급격하게 0(제로)으로 하여, 정전방향으로 회전시킨다. 이후, 마찬가지의 형태로, 1.5초마다 회전방향을 반복하여 변화시키고, 방사온도계(10)에 의하여 검출된 캡(3)의 표면온도가 소정의 온도까지 가열되면 가열을 정지한다. 이와 같이 회전방향을 변화시킴으로써, 내용물에 관성력이 작용하여 교반효과를 향상시키는 것이 가능하게 되어, 내용물이 리실캔(1)의 내면에 눌어붙는 것을 방지할 수 있다. 또한, 캔체에서 발생한 열이 내용물에 양호하게 전달되므로, 가열의 효율이 높아져, 가열시간을 단축할 수 있다. 또한, 회전속도를 매분 400 회전까지 상승시킴으로써, 그 회전속도에 따른 원심력이 내용물에 작용하여, 도 5에 나타내는 바와 같이 내용물의 액면은 캡(3)이 덮어 씌워져 있는 부위까지, 리실캔(1)의 내벽면을 따라서 상승한다. 여기서, 도 5는, 리실캔(1)의 회전수와 내용물의 액면의 높이의 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5의 (a)는 회전개시시, 즉 회전수가 0(제로)일 때의 상태, (b)는 매분 400 회전까지 도달하였을 때의 상태, (c)는 매분 400 회전까지 도달한 후, 역방향으로 회전시키기 시작할 때의 상태를 나타낸 것이다. 따라서, 도 1에 나타내는 바와 같이 소정의 각도로 경사져서 지지된 리실캔(1)은, 방사온도계(10)가 설치되어 있는 측의 리실캔(1)의 내벽면에 내용물이 많이 접촉하므로, 그 내용물로부터 수부(2c)를 통하여 캡(3)에 열 전달되어, 내용물의 온도와 캡(3)의 온도가 거의 동일하게 된다.

실시예

본 발명의 실시예로서, 상술한 실시형태의 캔 지지체(6)를 가지는 음료캔의 유도가열장치를 사용하여, 리실캔(1)을 가열하였을 때의 캡(3)의 표면온도와 내용물의 온도를 비교하였다.

가열하는 리실캔(1)은 용량 170g의 것이고, 그 리실캔(1)에 내용물로서 점도 230cp의 콘 수프를 채워, 출력 1350W로 가열하였다. 여기서, 가열 전의 콘 수프의 온도는 20℃였다.

또한, 리실캔(1)을 가열하는 조건으로서, 캔 지지체(6)의 경사각도를 45도로 설정하고, 회전속도를 정전 및 역전과 함께 매분 400 회전으로 하였다. 그리고, 캡(3)의 표면온도가 55℃에 도달한 시점에서 가열 및 회전을 정지시키고, 꺼낸 리실캔(1)의 캡(3)의 표면(A점)과, 몸통부(2a)의 상방부(B점)와, 몸통부(2a)의 하방부(C점)의 온도를 각각 계측하였다. 이어서, 리실캔(1)을 수직방향으로 5초 정도 흔든 후에, 그 내용물과 거의 동일하다고 간주할 수 있는 몸통부(2a)의 상방부의 온도를 방사온도계(10)로 계측하였다. 또한, 마찬가지의 측정을 9회 실시하여, 각 측정 부위에서의 온도 편차와, 리실캔(1)을 흔든 후의 몸통부(2a)의 상방부의 온도차를 비교하였다. 이하의 표에 각 측정 부위의 온도와, 리실캔(1)을 흔든 후의 몸통부(2a)의 상방부의 온도(표에 있어서의 '캔을 흔든 후')의 측정결과를 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이 캡(3)의 온도와 리실캔(1)을 흔든 후의 몸통부(2a)의 상방부의 온도가 거의 동일하게 되었다. 한편, 다른 측정 부위의 온도는, 캡(3) 및 리실캔(1)을 흔든 후의 몸통부(2a)의 상방부의 온도보다 5∼10℃ 높은 온도가 계측되었다. 또한, 각 측정 부위의 온도 편차(표준 편차)는, 캡(3)을 측정한 경우가 가장 작아졌다.

상술한 바와 같이 캡(3)의 온도를 측정하면, 그 부위를 검출한 온도 편차가 작은 데다가, 내용물의 온도와의 차이가 작은 것을 알 수 있다. 이는, 몸통부(2a)가 가열코일(9)에 의하여 유도가열되고 있으므로, 내용물의 온도 이상으로 몸통부의 온도가 높아져 있기 때문이라고 생각된다. 또한, 캡(3)은, 수부(2c)를 통하여 캔 본체부(2)로부터 열이 전달되므로, 그 몸통부(2a)로부터 전달된 열의 영향은 작으며 과잉되게 온도 상승하고 있지 않는 것으로 추측된다. 또한, 캡(3)은, 교반된 내용물이 수부(2c)의 내벽면에 접촉한 열이 전달되어 온도 상승하고 있기 때문에, 그 내용물의 온도와 캡(3)의 온도가 거의 동일하게 되었다고 추측된다.

한편, 상술한 실시예에서는, 캔 지지체(6)의 경사각을 45도로 하였지만, 특별히 이에 한정되지 않으며, 리실캔(1)의 중심축을 연직방향을 따른 것으로 하여도 좋다. 또한, 캔 지지체(6)의 회전수는, 매분 400 회전으로 하고 있지만, 요는, 원심력에 의하여 내용물이 몸통부(2a)의 내벽면을 따라서 캡(3)의 내부 또는 수부(2c)의 내벽면까지 상승하면 되므로, 그 회전수는 매분 400 회전 이상이더라도 이하이더라도 좋다. 다만, 내용물의 점도가 높은 경우에는, 교반효과를 향상시키기 위하여, 회전수를 높게 하는 것이 바람직하다. 특히 내용물이 200cp 이상의 점도를 가지는 경우에는, 회전수를 매분 400 회전 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, 온도계측 부위는, 캡(3)의 외주면에 한정되지 않으며, 캡(3)의 상단면을 측정하도록 구성하여도 좋다. 특히, 회전수가 매분 600회전 이상의 경우에는, 캔 속에서의 내용물의 액면이 더욱 상승하므로, 캡(3)의 상단면을 측정하는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 그 측정 부위를 상단면의 외주측으로 하도록 방사온도계(10)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 예에서는, 캔 지지체(6)의 바닥부 하방에 모터(7)를 설치하여, 캔 지지체(6)를 회전시키도록 구성되어 있지만, 요는, 캔 지지체(6)를 회전시킬 수 있으면 되므로, 캔 지지체(6)의 외주측에 롤러를 설치하여 캔 지지체(6)를 회전시키도록 구성하여도 좋다. 또한, 상술한 구성에서는, 철이나 스테인레스 등에 의하여 구성된 리실캔(1)을 대상으로 하였지만, 알루미늄 캔에 대해서도 적용 가능하다. 알루미늄 캔의 경우에는, 스틸 캔과 비교하여, 유도가열에 의한 발열량이 작아서, 가열효율이 떨어지기 때문에, 가열능력이나 가열효율을 높이는 적절한 수단을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 가열코일(9)로서, 캔몸통 지지부(8)의 외부에 리츠선을 감은 단면(斷面)이 원주(圓周)형상인 코일을 이용하였지만, 코일의 형상은 단면이 원주형상에 한정되는 것은 아니고, 단면이 C자 형상 혹은 반원형상 등의 원호형상 단면을 가지는 것 등, 다양한 형상의 코일을 적용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 음료캔의 유도가열장치는, 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 가열할 때의 출력전력, 회전가속도, 최대 회전수는, 리실캔(1)의 형상이나 재질, 내용물의 종류 등에 따라, 적절히 변경이 가능하다.

Claims (6)

1. 수부(首部)에 나사부가 형성됨과 함께 그 나사부에 캡이 권체(卷締)되고, 또한 상기 캡에 의하여 재밀봉이 가능한 금속제 음료캔을 지지하는 캔 지지체를 가지며, 그 캔 지지체의 외주측에 유도가열코일이 배치된 음료캔의 유도가열장치에 있어서,
   상기 캔 지지체는, 상기 캡을 상기 금속제 음료캔의 축선(軸線)방향의 상방으로 돌출시켜서, 상기 금속제 음료캔을 삽입하여 지지하도록 구성되고,
   상기 가열코일은, 상기 캔 지지체의 외주측에 배치되며,
   상기 금속제 음료캔이 상기 캔 지지체에 삽입된 상태에서, 상기 캡의 표면온도를 측정하는 온도측정수단을 구비하고 있는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 캔 지지체에 지지되어 있는 상기 금속제 음료캔을, 상기 캔 지지체의 중심축선을 중심으로 하여 회전시키도록 구성된 회전기구를 더욱 구비하고 있는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 금속제 음료캔은, 상기 회전기구에 의하여 반복하여 회전방향을 변화시킬 수 있으면서 상기 가열코일에 의하여 가열되는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전기구는, 상기 금속제 음료캔의 회전수가 미리 정해진 회전수에 도달한 후에, 그 음료캔의 회전방향을 반전(反轉)시키도록 구성되어 있는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 캔 지지체는, 상기 금속제 음료캔의 중심축선이 연직방향으로부터 경사지도록 형성되어 있는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 온도측정수단은, 상기 금속제 음료캔이 경사져서 회전함으로써, 상기 금속제 음료캔의 내부에 충전된 음료가 상기 수부에 접촉하는 위치의 외주측의 캡의 외주면을 측정하도록 구성되어 있는 것
   을 특징으로 하는 음료캔의 유도가열장치.

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