JP2001118139A - 飲料または食品の加熱装置及びそれを備えた飲料自動販売機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 品質を低下させない温度で保管した容器に入
った飲料又は食品を急速に加熱する加熱装置を供給する
ことを目的とする。 【解決手段】 高温の液体を貯めるタンク１と、液体を
流動させる液体流動手段１０と、飲料または食品の入っ
た容器２を保持する容器保持手段３と、容器２をタンク
１内で回転運動させる回転手段４とを備えているので、
飲料または食品を加熱する熱源となる高温の液体をタン
ク１内で流動させることができ、容器２を熱源である高
温の流動液体中で、流動液体と、容器２間の相対速度が
大きくなる方向に回転運動させることができ、タンク１
中の液体と容器２の壁面間の熱伝達率を大きくでき、液
体から容器壁への熱移動を促進できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料または食品を
販売時に短時間で加熱する加熱装置及びそれを備えた飲
料自動販売機に関するものであるに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】容器に入った飲料または食品、例えば、
缶飲料を加熱する方法として、電熱ヒータや誘導加熱を
用いた技術がある。

【０００３】例えば、缶飲料を加熱する方法の１つとし
て、特開平６−３６１３３号公報では、缶飲料の周りに
缶飲料の直径よりの大きな円筒を設け、さらに、その円
筒周囲には誘導加熱コイルを設け、缶飲料を円筒内部に
配置し、缶飲料の壁面を誘導加熱すると同時に、缶飲料
を回転させることにより、飲料の撹拌効果を高め急速に
缶飲料を加熱するものである。

【０００４】また、湯煎を用いる方法もあり、この方法
を飲料自動販売機に応用して中身飲料の品質向上や省エ
ネを狙う技術が公開されている。

【０００５】例えば、湯煎により缶飲料を加熱する方法
として、特開平５−３４２４７１号公報がある。

【０００６】特開平５−３４２４７１号公報では、缶飲
料を加熱するための湯浴槽と湯浴槽中で缶飲料を振動す
る手段を設け、缶飲料を自動的に湯浴槽へ供給し、所定
時間後缶飲料を外部へ排出することにより、金属缶の材
質，製法を問わず品質を劣化させない範囲で貯蔵してい
る製品を短時間で加熱し、加熱に際しては製品品質を低
下せしめる高熱を用いず、しかも家庭用電源程度の電源
を使用するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の電
熱ヒータや誘導加熱を用いた加熱方法では、加熱時間を
短くするためには大電力（例えば、ＡＣ２００Ｖ系電源
を適用する）を必要とするし、通常の家庭用コンセント
であるＡＣ１００Ｖ系電源を使用した場合、効率良く加
熱しても１ｋＷ程度の電力しか得ることができず、加熱
時間が長くなってしまう。

【０００８】さらに、誘導加熱を用いると缶飲料などの
金属容器にしか適用できないし、さらには、局部加熱が
生じやすく、飲料の沸騰により品質を低下させる等の課
題を有している。

【０００９】また、缶飲料を振動湯煎による方法では、
飲料自動販売機に搭載しても、加熱時間が長く、飲料消
費者に不安感やいらだちを感じさせる。

【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ＡＣ１００Ｖ系電源を用いて、品質を劣化させない
温度範囲で貯蔵している飲料または食品を、局部加熱な
どによる品質を低下させることなく、より短時間で急速
加熱する加熱装置及び飲料自動販売機を供給することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の飲料または食品の加熱装置は、高温の液体
を貯めるタンクと、前記タンク内の液体を流動させる液
体流動手段と、飲料または食品の入った容器を前記タン
ク内で保持する容器保持手段と、前記容器を前記タンク
内で回転運動させる回転手段とを備えている。

【００１２】また、回転手段として、回転数を可変でき
る回転手段を用いるのである。

【００１３】また、飲料または食品の入った容器を、前
記液体流動手段によって発生する液体の流れに逆らう方
向でタンク内を移動させる容器移動手段を備えている。

【００１４】また、飲料自動販売機に、上記の飲料また
は食品の加熱装置を備えている。これにより、ＡＣ１０
０Ｖ系電源を用いて、品質を劣化させない温度範囲で貯
蔵している飲料または食品を、局部加熱などによる品質
を低下させることなくより短時間で急速加熱できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
飲料または食品の加熱装置を、高温の液体を貯めるタン
クと、前記タンク内の液体を流動させる液体流動手段
と、飲料または食品の入った容器を前記タンク内で保持
する容器保持手段と、前記容器を前記タンク内で回転運
動させる回転手段とで構成したので、飲料または食品を
加熱する熱源となる高温の液体をタンク内で流動させる
ことができ、飲料または食品の入った容器を流動液体中
で、相対速度が大きくなる方向に回転運動させることに
より、タンク中の液体と容器の壁面間に存在する熱伝達
率を大きくでき、液体から容器壁への熱移動を促進でき
るという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項２記載の発明は、請求項１
記載の発明において、回転手段を、回転数を可変できる
回転手段としたもので、飲料または食品の入った容器の
回転数を可変することができ、容器中身の回転数も可変
し、容器の中身と容器壁面間の熱伝達率を最大限に大き
く維持でき、容器壁面から容器中身への熱移動を促進で
きるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明に加えて、飲料または食品の入った容器を、
タンク内の液体を流動させる液体流動手段によって発生
する流れに逆らう方向で、タンク内を移動させることが
できる容器移動手段を備えているので、タンク内の液体
の流れに逆らう方向に、飲料または食品の入った容器を
移動しながら回転させることができ、タンク内の液体の
乱流状態を促進でき、液体温度を平均化できるため、よ
り多くのむらのない高温の流動液体を容器壁面に当てる
ことができるという作用を有する。

【００１８】本発明の請求項４記載の発明は、飲料自動
販売機に、請求項１または２または３記載の発明の飲料
または食品の加熱装置を備えているので、販売時点まで
品質を劣化させない温度範囲で貯蔵している飲料または
食品を、より短時間で急速加熱して販売するという作用
を有する。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１は実施の形態１の飲
料または食品の加熱装置の全体構成図である。

【００２１】図１において、１はタンクであり、沸点の
高い液体を入れておくためのものであり、温水でも良
い。

【００２２】２は飲料または食品の入った容器であり、
加熱する対象物である。

【００２３】尚、本実施の形態では、タンク１に入れる
液体を高温のお湯とし、容器に入った飲料または食品２
を缶入りコーヒー等の缶飲料として説明することとす
る。

【００２４】３は容器保持手段であり、缶飲料２を保持
するものであり、さらに、保持した状態で回転運動でき
るものである。

【００２５】４は回転手段であり、電力源である容器用
モータ５とギア小６，ギア大７と、モータ制御装置８で
構成される。

【００２６】容器用モータ５が回転運動を始めると、ギ
ア小６も回転し、その動力は、ギア大７に伝わり、ギア
大７と連結された容器保持手段３も回転する。

【００２７】モータ制御装置８は、容器用モータ５の動
作を制御する。

【００２８】本実施の形態１では、回転手段４の動力伝
達はモータとギアの組み合わせで行うものとし説明する
が、回転手段４は、容器保持手段３に回転動力を伝達で
きるものであれば良い。

【００２９】９は電熱ヒータ装置であり、タンク１に入
れた温水の温度を９５〜９９℃程度の沸騰に近い状態で
保温する。

【００３０】１０は液体流動手段であり、タンク用モー
タ１１と流動スクリュー１２とで構成される。

【００３１】タンク用モータ１１と流動スクリュー１２
は連結されており、タンク用モータ１１を回転運動する
ことにより、流動スクリュー１２も回転するものであ
る。

【００３２】流動スクリュー１２が回転することによ
り、タンク１に入った高温の液体はタンク１内で流動す
る。

【００３３】本実施の形態１では、液体流動手段１０の
タンク用モータ１１と流動スクリュー１２は、タンク１
の底に取り付け、高温の液体はタンク１内で、渦状に流
れるような方式で説明するが、液体流動手段１０は、高
温の液体を噴射することによりタンク１内を流動する方
式を用いても良く、高温の液体がタンク１内で流動する
構成であれば良い。

【００３４】１３は、缶飲料２の有無を判別する物体検
知センサである。

【００３５】上記構成の飲料または食品の加熱装置の動
作を図１，図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８
を用いて説明する。

【００３６】図２は本発明の実施の形態１における缶飲
料を保持する前の容器保持手段及び缶飲料の断面図であ
る。

【００３７】図３は本発明の実施の形態１における缶飲
料を保持している時の容器保持手段及び缶飲料の断面図
である。

【００３８】図４は本発明の実施の形態１における缶飲
料を保持している時の容器保持手段及び缶飲料の取り付
け構造の断面拡大図である。

【００３９】図５は本発明の実施の形態１における飲料
または食品の加熱装置で缶飲料をタンク内で加熱してい
る時のＡ−Ｂ断面での缶飲料とタンクのお湯の動きを示
す状態図である。

【００４０】図６は本発明の実施の形態１における缶飲
料の内部温度の経時変化を示すグラフである。

【００４１】図７は本発明の実施の形態１における缶飲
料の回転数を一定にする場合の缶壁と飲料内部の回転数
の経時変化を示すグラフである。

【００４２】図８は本発明の実施の形態１における缶飲
料の回転数を可変する場合の容器用モータの運転／停止
状態と飲料内部の回転数の経時変化を示すグラフであ
る。

【００４３】まず、タンク１に数リットル（例えば３リ
ットル程度）の水を入れ、電熱ヒータ装置９により水を
加熱し、高温のお湯（例えば９９℃）にする。

【００４４】お湯温度は、高温とするほうが良いが、電
熱ヒータ装置９により任意の温度に設定することができ
る。

【００４５】お湯温度が設定温度に達すると、電熱ヒー
タ装置９は、お湯温度が一定温度になるように通電／非
通電を繰り返す（本実施の形態１では、お湯温度が９９
℃と設定することとし、以下を説明する。）。

【００４６】次に、缶飲料２を容器保持手段３に取り付
ける。

【００４７】本実施の形態１では、容器に入った飲料お
よび食品を缶飲料として説明するため、容器保持手段３
は、図２，図３に示すような缶飲料用のものを示すが、
容器保持手段３は、任意の容器を保持でき、タンク１内
に沈めた状態で回転できるものであれば良い。

【００４８】図２における容器保持手段３は、ベース台
３ａと保持部３ｂで構成する。

【００４９】ベース台３ａは丸い盆状を逆さ向けたもの
であり、内径側に保持部３ｂを固定している。

【００５０】保持部３ｂはリング状で、ゴム系素材など
でできており、内径側に缶飲料２の圧着部２ｂのすぐ下
側にできている段差部を缶飲料２の円周外側方向から挟
み込む突起がある。

【００５１】また、突起は若干の伸縮性があり、缶飲料
２を取り外しできる程度の堅さである。

【００５２】缶飲料２を取り付ける場合、缶飲料２の上
端部（飲み口側）を、保持部３ｂに、はめ込む仕組みと
なっており、保持部３ｂでは、缶飲料２の圧着部２ｂの
すぐ下方にできる段差部を挟み込む。

【００５３】図４に缶飲料２を容器保持手段３にはめ込
んだ時の断面拡大図を示す。

【００５４】図２は缶飲料２の取り付け前を、図３は缶
飲料２を取り付けた状態での缶飲料２と容器保持手段３
の位置関係を示す。

【００５５】缶飲料２を容器保持手段３にはめ込んだ
時、保持部３ｂの挟み込みの力により、容器保持手段３
の回転中心と缶飲料２の中心が一致する形となるのはも
ちろん、缶飲料２の最上端である圧着部２ｃは、ベース
台３ａに押し付けられるため、缶飲料２の上端部とベー
ス台３ａはほぼ平行で固定される。

【００５６】最終的に缶飲料２は容器保持手段３と同一
回転軸上で回転運動できる。

【００５７】本実施の形態１では、缶飲料２を立てた状
態で説明するが、缶飲料２を横置きにしても良い。

【００５８】缶飲料２を取り付ける時、容器保持手段３
は、タンク１の上方に配置しており、従って、取り付け
た缶飲料２もタンク１の高温のお湯には沈んでいない。

【００５９】次に、物体検知センサ１３により、缶飲料
２が取り付けられたことを検出する。

【００６０】缶飲料２が取り付けられたことを検出すれ
ば、液体流動手段１０のタンク用モータ１１が回転運動
を始める。

【００６１】タンク用モータ１１と流動スクリュー１２
は直接連結しており、タンク用モータ１１が回転すれ
ば、流動スクリュー１２も回転を始める。

【００６２】流動スクリュー１２の回転により、タンク
１内のお湯はタンク１内で渦状に回転を始める。

【００６３】流動スクリュー１２の回転方向は、タンク
１の上方から見て、時計回りもしくは、反時計回りのど
ちらか一方方向とする。

【００６４】本実施の形態１では、タンク１のお湯の流
速は、タンク１の形状，缶飲料２の回転数などにより最
適値が異なるため、値は示さないが、お湯の流速は高速
なほどよく、また、缶飲料２の壁面に多くのお湯があた
るほうが良いのは言うまでもない。

【００６５】尚、本実施の形態１では、タンク１のお湯
の回転方向は時計回り方向として説明する。

【００６６】次に、容器保持手段３を降下させ、缶飲料
２をタンク１内のお湯に沈める。

【００６７】缶飲料２を沈めると同時に、モータ制御装
置８から、容器用モータ５を一定の回転数（例えば１０
００ｒｐｍ）にする信号が出力され、容器用モータ５の
回転を開始し、缶飲料２も回転する。

【００６８】この時、缶飲料２の回転方向は必ずタンク
１のお湯とは反対方向に回転させる。

【００６９】図５に缶飲料２とタンク１内のお湯の回転
方向を示す（タンク１のお湯を時計回りに回転した
時）。

【００７０】図５において、タンク１内の高温のお湯
は、流動スクリュー１２の回転により時計回り方向（α
方向）に、缶飲料２は、容器保持手段３の回転により、
反時計回り方向（β方向）に回転している。

【００７１】お湯の流動方向と缶飲料の回転方向の関係
は、タンク１の上方から見て、流動スクリュー１２が時
計回りであれば、缶飲料２は反時計回りとなるように、
流動スクリュー１２が反時計回りであれば、缶飲料２は
時計回りとなるようにすれば良い。

【００７２】本実施の形態１では、缶飲料２はタンク１
のお湯に沈めた瞬間から回転するようにしたが、缶飲料
２はタンク１に沈める前から回転しても良い。

【００７３】缶飲料２の缶壁はほぼ全面がお湯と接触す
ることになり、缶飲料２を回転することにより内部飲料
は、缶壁との摩擦力により、缶壁の回転方向と同一方向
に流動し、撹拌が促進される。

【００７４】また、タンク１に入った高温のお湯を、缶
飲料２の回転方向とは逆方向に流動させるため、缶壁と
お湯との相対速度は、タンク１のお湯を流動させない時
に比べ大きく、お湯と缶壁の間の熱伝達率は大きくな
り、お湯から缶壁への熱移動は促進され、缶飲料２の内
部への移動熱量も大きくなり、缶飲料２の内部温度上昇
度も大きい。

【００７５】また、タンク１のお湯及び缶飲料２の回転
を長時間続けても、缶飲料２の内部温度は最終的に、お
湯温度は同じにしかならず、決してお湯の温度を越える
ことはなく、従って、缶飲料２内に焦げ付きなどは発生
しない。

【００７６】図６において、特性１は、ある温度（例え
ば５℃）で冷蔵されたある大きさの缶飲料（例えば３４
０ｇ）を、数リットル（例えば３リットル）のお湯（例
えば９９℃）の中に無回転で湯煎した時の缶飲料内部温
度変化を、特性２は同じお湯の条件の缶飲料をある回転
数で回転させながら湯煎した時の缶飲料内部温度変化
を、特性３は、お湯を回転流動させ、さらに、缶飲料２
の回転方向をお湯の流動方向とは逆方向に回転させた時
の缶飲料内部温度変化を示す。

【００７７】すなわち、同じ缶飲料を湯煎しても、タン
ク１のお湯に流動の有無により缶飲料２の内部温度の経
時変化は明らかに異なり、流動により、タンク１のお湯
を流動させない時（特性２）に比べ缶飲料２の温度上昇
は大きく、お湯から缶壁への熱移動は促進されているこ
とから、お湯と缶壁の間の熱伝達率は大きくなっている
ことが分かる。

【００７８】尚、図６の特性は、缶飲料２を湯煎した時
の一事例であり、飲料の種類等によって特性は異なるも
のである。

【００７９】缶飲料２を適度な温度に加熱したい場合、
図６より、ある温度（例えば５℃）の缶飲料２が、飲み
頃温度（例えば６０℃）になるまでの時間は約２５秒で
あることがわかるので、缶飲料２とお湯は２５秒間のみ
回転させておけば良い。

【００８０】図６より、ある温度（例えば５℃）の缶飲
料２が、飲み頃温度（例えば６０℃）になるまでの時間
は、特性１の方法では、９５秒、特性２の方法では２８
秒である。

【００８１】また、缶飲料２の温度が飲み頃温度になる
までの時間は、容器の種類，大きさ等により異なるた
め、あらかじめデータを取っておき、容器の種類や大き
さ等を判別した上で決定すれば良い。

【００８２】容器の種類や大きさ等の判別方法について
は、容器に記載されたバーコードにより判別が可能であ
る。

【００８３】また、別の方法として赤外線センサ等を用
いて缶飲料２の表面温度を測定し、表面温度から内部温
度を推定し飲み頃温度になった時に缶飲料２の回転を止
めても良い。

【００８４】赤外線センサ等を用いて缶飲料２の表面温
度測定する場合でも、缶飲料２の内部飲料は回転により
撹拌されているため、内部の温度差は比較的少なく、内
部温度の推定は比較的容易である。

【００８５】缶飲料２が飲み頃温度（例えば６０℃）に
到達すると、回転手段４のモータ制御装置８からの運転
信号は停止し、容器用モータ５を停止させ、容器保持手
段３が停止する。

【００８６】同時に、缶飲料２の温度上昇をさけるた
め、缶飲料２をお湯から取りだすように容器保持手段３
は上昇し、液体流動手段１０及びタンク用モータ１１も
停止する。

【００８７】尚、本実施の形態１において、容器保持手
段３を上下させる機構についての説明は割愛する。

【００８８】上昇した缶飲料２を容器保持手段３から取
り外せば、飲料消費者は飲料を飲むことができる。

【００８９】一方、タンク１のお湯温度は、缶飲料２へ
熱を供給したため、加熱開始時よりも低くなる。

【００９０】例えば、３４０ｍｌ入りの缶飲料を考える
と、５℃の飲料を６０℃まで温めるのに必要な熱量は、
７８２７９Ｊ（１８．７０ｋｃａｌ）である。

【００９１】ただし、本実施の形態では、熱量はジュー
ル表示（１ｃａｌ＝４．１８６０５Ｊ）し、比熱をすべ
て４．１８６０５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）（＝１ｃａｌ／（ｋ
ｇ・℃））とした。

【００９２】タンク１のお湯から缶飲料を温めるのに必
要なエネルギーが損失無しですべて缶飲料に加わったと
すると（缶飲料２への熱流出）、お湯からは、缶飲料が
必要とする熱量７８２７９Ｊ（１８．７０ｋｃａｌ）と
同じ熱量が抜かれたこととなり、お湯の温度は下がる。

【００９３】例えば、お湯の容積を３リットルであると
すると、９９℃のお湯は４．６℃程度下がることにな
る。

【００９４】このため、缶飲料２の加熱が終了すると、
タンク１のお湯温度を上昇させておく必要があるが、お
湯の加熱には、電熱ヒータ装置９等を用いれば良く、お
湯温度が設定温度（例えば、９９℃）になるまで電熱ヒ
ータ装置９を最大能力（例えば、ＡＣ１００Ｖ系の電源
であれば１ｋＷ程度）で通電する。

【００９５】電熱ヒータ装置９は、お湯温度が設定温度
（例えば、９９℃）になれば最大能力での通電を止め、
以後、お湯温度が設定温度となるよう保温制御すれば良
い。

【００９６】また、タンク１内のお湯の加熱時や保温時
におけるヒータ通電時には、液体流動手段１０を動作さ
せても良く、電熱ヒータ装置９からお湯への熱伝達が促
進され、さらに、お湯内の撹拌が促進されることは言う
までもない。

【００９７】電熱ヒータ装置９の制御方法についての説
明は割愛するが、電熱ヒータ装置９（例えば１ｋＷ）を
通電し、設定温度（９９℃）に回復させておけば、次の
缶飲料も同様に加熱できる。

【００９８】また、電源の電流容量（電力事情にもよる
が、ＡＣ１００Ｖ系であれば最大１５Ａ程度）を保つこ
とができれば、容器保持手段３が回転中も電熱ヒータ装
置９等を通電しても良い。

【００９９】上述のように湯煎時にタンク１内のお湯
を、缶飲料２の回転方向と逆方向に流動させることによ
り、お湯と缶壁間での熱伝達率を大きくでき、缶飲料２
の内部へ移動する熱量を大きくできる。

【０１００】従って、缶飲料２を高温のお湯内で回転さ
せるだけの時に比べ、缶飲料２を飲み頃温度にするまで
の時間を短縮（約３秒）できる。

【０１０１】上記形態により、飲料または食品を加熱す
る熱源となる高温の液体をタンク内で流動させることが
でき、飲料または食品の入った容器を熱源である高温の
流動液体中で、流動液体と容器間の相対速度が大きくな
る方向に回転運動させることにより、タンク中の液体と
容器の壁面間に存在する熱伝達率を大きくでき、液体か
ら容器壁への熱移動を促進でき、品質を低下させない温
度で保管した飲料または食品を、効率良くより急速に加
熱できる。

【０１０２】また、缶飲料２を回転している時、回転手
段４の、容器用モータ５をコントロールするモータ制御
装置８を用いて、缶飲料２の回転数を可変制御しても良
い。

【０１０３】缶飲料２の回転数を可変する場合の動作を
図７，図８を用いて説明する。

【０１０４】図７は本発明の実施の形態１における缶飲
料の回転数を一定にする場合の缶壁と飲料内部の回転数
の経時変化の一例である。

【０１０５】図８は本発明の実施の形態１における缶飲
料の回転数を可変する場合の容器用モータ５の運転／停
止状態と飲料内部の回転数の経時変化の相関の一例であ
る。

【０１０６】尚、図７，図８の特性は、缶飲料を回転さ
せた時の一事例であり、飲料の種類，大きさ等によって
特性は異なる。

【０１０７】図７において、特性１１は缶飲料２におけ
る缶壁の回転数の経時変化であり、特性１２は、缶飲料
２における内部飲料の回転数の経時変化である。

【０１０８】図７の特性１２示すように、缶飲料２を回
転させたとき、内部飲料の回転数は静止状態から始ま
り、だんだん速くなって、最終的に特性１１に示す缶壁
の回転数に到達する。

【０１０９】一般に液体と固体間の熱伝達率は、液体の
流速が速いほど大きく、従って、本実施の形態１でいえ
ば、缶飲料２の缶壁と内部飲料間の相対速度が大きいほ
ど熱伝達率は大きくなる。

【０１１０】図７における、特性１１から特性１２を差
し引いたものが缶壁と内部飲料の相対速度であるので、
図７における回転初期（例えば０〜１４秒）は相対速度
が大きいため熱伝達率は大きく、回転後期（例えば１４
秒以後）は相対速度が小さくなるため熱伝達も小さい。

【０１１１】すなわち、缶壁と内部飲料間の熱伝達率が
大きい状態で缶飲料２を回転させるためには、図８に示
すタイミングで容器用モータ５の運転／停止をくり返せ
ばよく、缶飲料２の缶壁と内部飲料との相対速度を比較
的大きくでき、熱伝達率も大きく保つことができる。

【０１１２】しかし、缶飲料２を長時間（例えば３秒）
停止してしまうと、お湯と缶壁間の相対速度が小さくな
り、お湯から缶壁への熱伝達が悪くなるばかりか、内部
飲料の流動による撹拌効果も小さくなってしまうため、
内部飲料の流動を止めてしまうこと（缶飲料２の回転を
停止すること）は不利であり、従って、缶飲料２の停止
時間は瞬間的（例えば１秒以内）であったほうが良い。

【０１１３】容器用モータ５の運転／停止状態に応じ
た、缶飲料２の内部飲料の回転数の経時変化は特性１３
のようになる。

【０１１４】内部飲料の回転数を特性１３のようにする
ことにより、缶飲料２の内部飲料の撹拌効果と、缶壁と
内部飲料間の熱伝達率向上による熱移動の両者を両立で
きる。

【０１１５】従って、容器用モータ５を可変制御するこ
とにより、飲料または食品の入った容器の回転数を可変
することができ、容器中身の回転数も可変でき、容器の
中身と容器壁面間の熱伝達率を大きく保つことができ、
容器壁面から容器中身への熱移動を促進できる。

【０１１６】尚、本実施の形態１では、缶飲料２の回転
速度を１０００ｒｐｍ程度とする例で示したが、回転速
度は実現可能な速度であればよく、高回転であるほど良
い。

【０１１７】尚、本実施の形態では、容器に入った飲料
または食品に缶飲料を適用した場合について説明した
が、加熱時間は長くなるがペットボトル入り飲料、ビン
入り飲料等でも良いし、冷蔵庫などで大きな容器に入れ
て保管した飲料または食品を容器保持手段により保持で
きる容器に小分けして加熱しても良い。

【０１１８】また、容器内部の撹拌効果は期待できない
が、容器保持手段３により保持できるものであれば、缶
詰等を温めても良い。

【０１１９】また、本実施の形態１では、容器保持手段
３を缶飲料２の上端部を固定するだけの簡単な構造で説
明したが、容器保持手段３は筒状でその壁面に多数の穴
が開いた構造のものを用いても良く、缶飲料２の容器の
外側壁面とタンク１に入ったお湯が直接ふれる構造であ
れば良い。

【０１２０】さらには、飲料または食品の加熱装置のタ
ンク内に、飲料中身を注ぐ容器を組み込んでおき、飲料
または食品をその容器に直接入れて加熱しても良い。

【０１２１】また、本実施の形態１では、容器保持手段
３と回転手段４は、複数個のギアを用いて連結し、容器
保持手段３を回転させることにより、飲料容器を回転さ
せる構造での例を用いて説明したが、回転手段６動力を
直接飲料容器に伝達できる構造であっても良く、例え
ば、容器保持手段３自身は回転させずにタンク中に固定
し、回転手段４を回転ローラー等で構成し、飲料容器を
回転ローラ等で接触，保持した状態で回転させても良
い。

【０１２２】（実施の形態２）図９は本発明の実施の形
態２の飲料または食品の加熱装置の全体構成図である。

【０１２３】実施の形態２における飲料または食品の加
熱装置の全体構成は、実施の形態１とほぼ同一の構成で
あるが容器移動手段が加わった構成となる。

【０１２４】本実施の形態２では、飲料または食品の入
った容器を加熱している時の、飲料または食品の入った
容器の動作が実施の形態１と異なる。

【０１２５】尚、実施の形態１と同一の構成及び動作に
ついては説明を割愛する。

【０１２６】図９において、２１は容器移動手段であ
り、容器移動用モータ２２と容器移動用ジョイント２３
により構成される。

【０１２７】上記構成の飲料または食品の加熱装置の動
作を図９，図１０を用いて説明する。

【０１２８】本実施の形態２でも、飲料または食品の入
った容器を缶飲料２として説明する。

【０１２９】図１０は本発明の実施の形態２における飲
料または食品の加熱装置で缶飲料をタンク内で加熱して
いる時のＡ−Ｂ断面での缶飲料とタンクのお湯の動きを
示す状態図である。

【０１３０】図９において、容器移動用モータ２２と容
器移動用ジョイント２３は連結されており、容器移動用
モータ２２が回転すると、容器移動用ジョイント２３も
回転し、容器移動用ジョイント２３の先端は、容器移動
用モータ２２の回転軸を中心に円を描くように移動す
る。

【０１３１】容器移動用ジョイント２３の先端と回転手
段４の容器用モータ５は連結されており、容器用モータ
５も円を描くように移動する。

【０１３２】容器移動用ジョイント２３の先端と容器用
モータ５は連結されているため、容器用モータ５の回転
軸も、図１０における缶飲料２の回転中心軸の移動軌跡
γ上を反時計回りの向きに低速で移動できる構造となっ
ている。

【０１３３】従って、容器用モータ５は、缶飲料２の回
転中心軸の移動軌跡γ上を低速で移動しながらも容器保
持手段３を高速回転できる。

【０１３４】尚、本実施の形態２では、容器移動手段２
１は、容器移動用モータ２２を動力源として回転手段４
と容器保持手段３の両者を円状に移動させる構成として
説明するが、容器移動手段２１は、最終的に飲料または
食品の入った容器２（例えば缶飲料）をタンク１の液体
の流動方向に逆らう向きに移動しながら回転できる構成
であれば良い。

【０１３５】今、図１０に示すように、タンク１のお湯
は、流動スクリュー１２の回転により、時計回り（α方
向）に流動している。

【０１３６】容器保持手段３に取り付けられた缶飲料２
は、容器保持手段３に取り付けた状態で、タンク１の流
動しているお湯内に沈められる。

【０１３７】缶飲料２が沈むと同時に缶飲料２は反時計
回り（β方向）に高速回転（例えば１０００ｒｐｍ）を
始める。

【０１３８】同時に容器移動手段２１の容器移動用モー
タ２２が反時計回りに回転運動を開始し、容器移動用ジ
ョイント２３も反時計回り（γ方向）に動き出す。

【０１３９】従って、缶飲料２は図１０における移動軌
跡γ上を高速回転しながら移動する。

【０１４０】一定時間経過後（または、缶飲料２の温度
が飲み頃温度になった時）、容器用モータ５，タンク用
モータ１１，容器移動用モータ２２は停止し、缶飲料２
はタンク１のお湯に対し上昇し、缶飲料２を取り出すこ
とができる。

【０１４１】以後、動作は実施の形態１と同様であるの
で、割愛する。

【０１４２】上記形態により、タンク内の液体の流れに
逆らう方向に、飲料または食品の入った容器を移動しな
がら回転させることができ、タンク内の液体を一方方向
に流動させながらも乱流状態にすることができ、撹拌で
き、液体温度を平均化できるため、より多くのむらのな
い高温の流動液体を容器壁面に当てることができる。

【０１４３】（実施の形態３）図１１は本発明の実施の
形態３の飲料または食品の加熱装置を備えた自動販売機
の全体構成図である。

【０１４４】本実施の形態３では、飲料または食品の加
熱装置を飲料自動販売機に搭載した例について説明す
る。

【０１４５】実施の形態１と同様のものについては同符
号を付け、説明を割愛する。

【０１４６】図１１において、２９は飲料自動販売機で
あり、３０はディスプレイ用のダミー、３１はコイン投
入口、３２は返却レバー、３３は釣り銭取り出し口であ
る。

【０１４７】３４と３５は選択ボタンで、上段の選択ボ
タン３４はコールド飲料、下段の選択ボタン３５はホッ
ト飲料の選択ができるようになっている。

【０１４８】３６は飲料加熱装置であり、飲料自動販売
機２９に組み込まれている。

【０１４９】飲料加熱装置３６は、実施の形態１と同様
の構成である。

【０１５０】３７は飲料を挿入する容器挿入口であり、
加熱終了後は飲料を取り出す容器取り出し口となる。

【０１５１】本実施の形態３では、容器挿入口と容器取
り出し口を同一の構成としたが、別々の構成であっても
よい。

【０１５２】容器挿入口３６には、開閉扉３８を設けて
あり、開閉扉３８が開いた状態では、飲料加熱装置３６
は飲料を加熱する動作を行わない。

【０１５３】３は容器保持手段であり、３９は飲料加熱
時に飲料が入り込む加熱口である。

【０１５４】４０は取り出し口である。

【０１５５】次に動作を説明する。

【０１５６】例えば、飲料消費者が金銭をコイン投入口
に入れ、選択ボタン３５（ホット飲料）を押した時、飲
料は取り出し口４０から搬出される。

【０１５７】搬出された飲料は、ホット飲料であるにも
関わらず低温（例えば５℃）で冷たい。

【０１５８】本実施の形態３の飲料自動販売機２９で
は、飲料はすべて、５℃に冷却保存されたものであり、
コールド飲料が選択された場合もホット飲料が選択され
た場合も一旦取り出し口４０に排出されるものとして説
明する。

【０１５９】また、ホット飲料の保存温度は常温でも良
い。

【０１６０】ホット飲料が選択された場合、飲料加熱装
置３６による加熱が許可される。

【０１６１】次に、飲料消費者は開閉扉３８を開け、容
器挿入口３７から飲料を飲料保持手段３に固定し、開閉
扉３８を閉める。

【０１６２】開閉扉３８が閉じられると、物体検知セン
サ１３により、飲料が存在することを検出する。次に飲
料加熱装置３６は飲料を加熱する動作を開始し、さらに
飲料保持手段３は、下降し、飲料は加熱口３９に沈む。

【０１６３】飲料を加熱する過程は実施の形態１と同様
であるので説明を割愛する。

【０１６４】また、飲料加熱動作中は、開閉扉３８はロ
ック状態となり、開くことはできない。

【０１６５】飲料の加熱が終了すれば、飲料保持手段３
は上昇し、開閉扉３８のロックが外れ、開閉扉３８を開
けることができる。

【０１６６】そして、飲料消費者は飲料を容器保持手段
３から取り外し、容器取り出し口３７から取り出す。

【０１６７】尚、本実施の形態３における飲料自動販売
機では、飲料を容器保持手段に挿入する容器挿入手段
と、飲料を容器保持手段から取り出す容器搬出手段とを
飲料消費者自身が作業を行う消費者参加形式のものとし
て示したが、飲料を容器保持手段に挿入する行程を容器
挿入手段、飲料を容器保持手段から取り出す行程を容器
搬出手段とし、両行程を自動機構を用いて行っても良
い。

【０１６８】以上のように本実施の形態３は、飲料また
は食品の入った容器を容器保持手段に挿入する容器挿入
手段と、前記飲料または食品の入った容器を前記容器保
持手段から取り出す容器搬出手段と、飲料または食品を
急速に加熱する加熱装置を備えているので、販売時点ま
で品質を劣化させない範囲で貯蔵している飲料または食
品を、自動でより急速に加熱して販売できる。

【０１６９】

【発明の効果】以上のように、本発明の飲料または食品
の加熱装置は、高温の液体を貯めるタンクと、前記タン
ク内の液体を流動させる液体流動手段と、飲料または食
品の入った容器を前記タンク内で保持する容器保持手段
と、前記容器を前記タンク内で回転運動させる回転手段
とを備えているので、飲料または食品を加熱する熱源と
なる高温の液体をタンク内で流動させることができ、飲
料または食品の入った容器を熱源である高温の流動液体
中で、流動液体と容器間の相対速度が大きくなる方向に
回転運動させることにより、タンク中の液体と容器の壁
面間に存在する熱伝達率を大きくでき、液体から容器壁
への熱移動を促進できるという効果がある。

【０１７０】また、このとき、回転手段として、回転数
を可変できる回転手段を用いると、飲料または食品の入
った容器の回転数を可変することができ、容器中身の回
転数も可変でき、容器の中身と容器壁面間の熱伝達率を
最大限大きくでき、容器壁面から容器中身への熱移動を
促進できるという効果がある。

【０１７１】また、さらに、飲料または食品の入った容
器を、タンク内の液体を流動させる液体流動手段によっ
て発生する流れに逆らう方向で、タンク内を移動させる
容器移動手段を備えると、タンク内の液体の流れに逆ら
う方向に、飲料または食品の入った容器を移動しながら
回転させることができ、タンク内の液体を一方方向に流
動させながらも乱流状態にすることができ、撹拌でき、
液体温度を平均化できるため、より多くのむらのない高
温の流動液体を容器壁面に当てることができるという効
果がある。

【０１７２】また、本発明の飲料または食品の加熱装置
を飲料自動販売機に備えると、販売時点まで品質を劣化
させない温度範囲で貯蔵している飲料または食品を、自
動で急速に加熱し、販売できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の飲料または食品の加熱
装置及びそれを備えた自動販売機の全体構成図

【図２】本発明の実施の形態１における缶飲料を保持す
る前の容器保持手段及び缶飲料の断面図

【図３】本発明の実施の形態１における缶飲料を保持し
ている時の容器保持手段及び缶飲料の断面図

【図４】本発明の実施の形態１における缶飲料を保持し
ている時の容器保持手段及び缶飲料の取り付け構造の断
面拡大図

【図５】本発明の実施の形態１における飲料または食品
の加熱装置及びそれを備えた自動販売機で缶飲料をタン
ク内で加熱している時のＡ−Ｂ断面での缶飲料とタンク
のお湯の動きを示す状態図

【図６】本発明の実施の形態１における缶飲料の内部温
度の経時変化を示す特性図

【図７】本発明の実施の形態１における缶飲料の回転数
を一定にする場合の缶壁と飲料内部の回転数の経時変化
を示す特性図

【図８】本発明の実施の形態１における缶飲料の回転数
を可変する場合の容器用モータの運転／停止状態と飲料
内部の回転数の経時変化を示す特性図

【図９】本発明の実施の形態２の飲料または食品の加熱
装置及びそれを備えた自動販売機の全体構成図

【図１０】本発明の実施の形態２における飲料または食
品の加熱装置及びそれを備えた自動販売機で缶飲料をタ
ンク内で加熱している時のＡ−Ｂ断面での缶飲料とタン
クのお湯の動きを示す状態図

【図１１】本発明の実施の形態３の飲料または食品の加
熱装置を備えた飲料自動販売機の全体構成図

【符号の説明】 １ タンク ２ 飲料または食品の入った容器 ３ 容器保持手段 ４ 回転手段 １０ 液体流動手段 ２１ 容器移動手段 ２９ 飲料自動販売機 ３６ 飲料加熱装置 ３７ 容器挿入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野嶋 元 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3E044 AA01 CC01 CC08 DB16 FB11 FB17 3E046 BA03 BB03 BB04 EB01 GA08 HA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温の液体を貯めるタンクと、前記タン
   ク内の液体を流動させる液体流動手段と、飲料または食
   品の入った容器を前記タンク内で保持する容器保持手段
   と、前記容器を前記タンク内で回転運動させる回転手段
   とを備えた飲料または食品の加熱装置。
2. 【請求項２】 回転手段は、回転数を可変できることを
   特徴とする請求項１記載の飲料または食品の加熱装置。
3. 【請求項３】 飲料または食品の入った容器を液体流動
   手段によって発生する液体の流れに逆らう方向で、タン
   ク内を移動させる容器移動手段を備えた請求項１記載の
   飲料または食品の加熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２または３記載の飲料ま
   たは食品の加熱装置を備えた飲料自動販売機。