专利名称：罐装食品加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于加热罐装食品的装置，特别涉及在消费者购买时加热罐装食品的装置。
背景技术：
近年来，实行在销售时将在低温或常温下保管的罐装食品高频感应加热至适宜饮用的温度。根据这种销售方式，因为不特别对保管中的罐装食品进行保温，所以有能够削减消耗的电能的优点，并且因为没有在保管中使罐装食品的内容物处于高温下，因此有能够抑制香味的劣化等内容物的变质的优点。作为在上述的销售方式中使用的罐装食品加热装置，在日本特公昭57-16394号公报公开有一种自动售货机的罐装食品加热装置，该罐装食品加热装置具有感应加热罐装食品的高频感应加热线圈；检测罐装食品的表面温度的温度检测元件；根据由该温度检测元件检测到的温度来对向高频感应加热线圈通电进行控制的温度检测电路；以及显示由温度检测元件检测到的温度的温度显示部。在上述日本特公昭57-16394号公报所记载的罐装食品加热装置中，使用采用了与罐装食品的表面接触的端子的接触型的温度检测元件。然而，在这样的接触型的温度检测元件中，在成为加热对象的罐装食品的直径变化、罐装食品未被正确地设置于被加热位置的情况下，温度检测元件的端子没有正确地与罐装食品的表面接触。在这样的情况下，不是检测罐装食品的表面温度，而是检测了罐装食品的周围的空气温度。罐装食品的表面温度与其周围的空气温度存在不可避免的温度差，因此，当将比罐装食品的表面温度低的温度作为罐装食品的温度来进行检测、并基于该检测到的温度来进行温度控制时，会对罐装食品进行过度加热。当罐装食品的温度高于必要的温度时，存在引起罐装食品的内部的压力变高而使罐装食品的盖向外侧较大膨胀地变形、使罐装食品破裂的问题的情况。并且另一方面，为了对罐装食品均勻地加热的内容物，存在在加热过程中使高频感应加热线圈与罐装食品一起摇动、而搅拌罐装食品的内容物的情况。在构成为在加热过程中摇动罐装食品、并且使用了上述接触型的温度检测元件的装置中，为了维持使位置温度检测元件与罐装食品的表面接触的状态，需要与罐装食品的摇动一致而使温度检测元件与罐装食品一起摇动。然而，如果像那样以使温度检测元件摇动的方式构成，则难以使温度检测元件的端子正确地与罐装食品的表面接触。因此，作为检测罐装食品的表面温度的温度检测元件，考虑优选使用使端子不与罐装食品的表面接触的非接触型的温度检测元件。然而，基于非接触型的温度检测元件的检测精度受罐装食品表面的凹凸等外形形状、随着罐装食品的摇动的温度检测元件与罐装食品的相对位置的变动等测定条件的影响，例如公知存在产生士6°C左右的测定误差的情况。因此，即使在为了在加热过程中使罐装食品摇动而使用非接触型的温度检测元件的情况下，与上述的使用接触型的温度检测元件的情况相同地，也存在产生温度的测定误差、例如检测的罐装食品的表面温度比实际温度低6°C左右的情况。并且，在这样的情况下， 因为基于比罐装食品的实际表面温度低的检测温度来控制加热温度并继续加热罐装食品， 结果是与使用接触型的温度检测元件的情况相同地，使罐装食品的温度过高，其结果是担心使罐装食品的盖向外侧较大膨胀地变形、使罐装食品破裂。
发明内容
本发明的课题在于解决上述那样的问题，其目的在于，将罐装食品销售给消费者等，当在从保管状态取出的过程中对罐装食品进行加热时，一边使用温度检测元件检测加热温度一边加热罐装食品，并且不会导致由于过热而引起的罐装食品的变形、破裂，而安全地加热罐装食品。本发明为了解决上述课题而具有一种罐装食品加热装置，该罐装食品加热装置具备加热机构，其加热由盖密封的罐装食品的表面来加热罐内的内容物；温度检测元件，其检测上述罐装食品的表面温度；以及控制机构，其基于由该温度检测元件检测到的温度来控制基于上述加热机构的加热及加热的停止，该罐装食品加热装置的特征在于，还具备检测机构，该检测机构对在加热过程中的上述罐装食品的盖所产生的振动进行检测，上述控制机构包括一种机构，该机构在上述检测机构检测到随着上述罐装食品的表面温度的上升而从上述盖产生的特定的振动的情况下，停止基于上述加热机构的对上述罐装食品的加热。本发明中的上述温度检测元件可以包含无需接触上述罐装食品的表面便能检测该表面的温度的温度检测元件，上述加热机构可以包含高频感应加热线圈，上述检测机构可以包含指向性集音麦克风，并且上述控制机构可以包含停止向上述高频感应加热线圈通电的通电停止电路。并且，上述特定的振动包含由上述盖的变形产生的规定频率范围的声波。S卩，在温度检测元件中，虽存在检测到的温度比罐装食品的实际的表面温度低的情况，但在罐装食品的内容物到达适宜饮用的温度之后，通过进一步继续加热罐装食品，罐装食品的内部压力变高且盖稍微向外侧发生弹性变形。该弹性变形是能够复原的变形，随着该盖的弹性变形产生特定的频率范围的振动(更具体地为声音)。该声音或者振动被检测机构或者是指向性集音麦克风捕捉，基于该检测信号，控制机构或通电停止电路停止基于加热机构或者是高频感应加热线圈的对罐装食品的加热。因此，根据本发明，即使产生温度检测元件所导致的温度测定误差，由于能在过度地加热罐装食品之前停止对罐装食品的加热，故也能够防止罐装食品产生塑性变形或者破裂而成为不能复原的状态。根据本发明的罐装食品加热装置，由于使用不与罐装食品的表面接触的非接触型的温度检测元件，故即使被加热的罐装食品的外径、罐装食品与温度检测元件的相对位置存在一定的变动，也能够检测罐装食品的表面温度，且能够基于该检测结果继续加热，并且，即使使用非接触型的温度检测元件，也能够防止过度地加热罐装食品、防止基于过度地加热罐装食品而导致罐装食品变形、破损。
图1是表示本发明的罐装食品加热装置的一个实施例的侧视图。
图2是表示单位加热时间的罐装食品的盖的位移量与内容物的温度的图表。
具体实施例方式本发明是构成为在消费者购买罐装食品时、在将该罐装食品从保管状态到交付给消费者的过程中进行加热的罐装食品加热装置。该罐装食品的内容物主要为咖啡、茶等液体饮料，为了均勻地加热该内容物而优选使罐装食品摇动或振动。并且为了检测罐装食品的表面温度并进行温度控制而设置温度传感器。因此，在本发明中优选使用非接触型的温度检测元件作为温度传感器。并且，为了能够以非接触的状态来加热罐装食品，优选使用高频感应加热线圈作为加热机构。因此，使用电路作为用于进行加热机构的控制的控制机构， 特别是为了避免过热而使用通电停止电路。并且，本发明的特征在于具备能够避免将罐装食品加热至必要温度以上的结构，具体而言，具备无需检测罐装食品的表面温度便能检测罐装食品达到规定温度的情况的机构。用于该检测的机构构成为检测随着罐装食品的盖的变形的振动或者声波。罐装食品的盖由于限制外周部，故因罐装食品的内部压力上升而在规定的温度下盖发生弹性变形。这时，盖表现出膜振动或与此相近的动作。本发明构成为， 检测该振动或声波并停止罐装食品的加热。因此，作为用于检测盖的振动的机构，能够使用指向性高的集音麦克风，本发明构成为，基于由该集音麦克风检测的检测信号来停止基于加热机构对罐装食品的加热。实施例以下，对本发明的罐装食品加热装置1的一个实施例进行说明，在本实施例中，如图ι所示，将以咖啡等饮料为内容物的带螺旋盖的罐装食品2作为加热对象。该带螺旋盖的罐装食品2具备钢板制的罐身21，其通过电阻焊接法接合为圆筒状，并且开口部侧被缩径；钢板制的底盖，虽然未图示，但其通过双层卷边接缝法固定于罐身21的底部侧；螺纹部，其形成于罐身21的开口部侧的小径圆筒部；以及盖22，其为铝制的且形成为帽状，并安装于该螺纹部。因此，能够通过旋转盖22并将其从螺纹部取下来开启罐装食品2，并且能够通过将盖22再次旋转安装到罐身21的螺纹部来再次密封罐装食品2。因此，能够将剩余的内容物保持原样地保存。此外，更加具体地，上述的罐装食品2中，将外径约为52mm的钢板制的罐身21的开口部侧缩径为小径圆筒状，并在此形成有螺纹部。在该螺纹部旋转安装有外径约为43mm 的铝制的盖22。在旋转安装有盖22的状态下的罐装食品2的整体高度约为103mm。并且， 帽状的盖22的顶部的外周部分形成为宽度约为5mm的环状的平坦面，与外周部分相比，内侧稍微向下方(罐内侧)凹陷，内侧的部分形成为圆板状的平坦面。并且，在本实施例中，在充填咖啡等饮料作为罐装食品2的内容物的情况下， 将约170g的饮料以约90°C的热的状态充填于罐内，用饮料的蒸汽置换位于罐内的头部空间的含有氧气的空气。之后，在罐身21的开口部侧安装固定盖22并进行密封。其结果是，当罐装食品2的温度低于常温时的罐内的压力形成为-15cmHg(-199. 98hPa) 至-25cmHg(-333. 30hPa)的负压。如图1所示，加热上述的罐装食品2的本实施例的罐装食品加热装置1被设置为， 用于加热罐装食品2的表面并且加热罐内的内容物的高频感应加热线圈11包围罐装食品 2的身部。并且，用于检测罐装食品2的表面温度并推测内容物的温度的温度检测元件12被设置为与罐装食品2的身部对峙。另外，用于捕捉规定范围的频率的声音的指向性集音麦克风13朝向罐装食品2的盖22而被设置。因此，该指向性集音麦克风13相当于本发明中的检测机构。用于检测罐装食品2的表面温度的温度检测元件12是无需与罐装食品2的表面接触便能够测定罐装食品2的表面温度的非接触型的温度检测元件，由该温度检测元件12 检测到的罐装食品2的表面的温度信息(检测信号)被送至未图示的控制装置中的温度检测电路，利用该温度检测电路来控制向高频感应加热线圈11通电。根据加热方式采用适当的方法作为基于温度检测电路的向高频感应加热线圈11 的通电的控制方法。例如，根据最初测定的罐装食品2的表面的温度信息，预先设定直至达到适宜饮用的所谓的饮用时的温度(例如，约55°C)为止的通电时间，如果是进行向高频感应加热线圈11通电该通电时间的量的加热方式，则基于最初测定的温度，算出向高频感应加热线圈11通电的通电时间，并向高频感应加热线圈11通电该算出的时间的量。另外，如果是基于检测到的温度信息来控制加热以及加热的停止的方式，则根据罐装食品2的表面温度到达适宜饮用的温度的温度信息来停止向高频感应加热线圈11通电。此外，也可以在根据最初测定的罐装食品2的表面的温度信息、来设定直至达到适宜饮用的温度为止的向高频感应加热线圈11通电的通电时间的加热方式中，在得到罐装食品2 的表面温度到达适宜饮用的温度的温度信息时，停止向高频感应加热线圈11通电。然而，现在公知有担心不与罐装食品2的表面接触的非接触型的温度检测元件12 产生士6°C左右的测定误差。因此，存在下述情况在使用这种非接触型的温度检测元件 12的情况下，得到罐装食品2的表面温度比实际温度低约6°C的错误的测定结果，在该情况下，基于该测定结果继续加热罐装食品2，罐装食品2的实际的表面温度比测定值高约6°C， 从而即使过了适宜饮用的温度(例如，约55°C )也继续加热。在超过适宜饮用的温度而继续加热罐装食品2的情况下，根据内部的压力的上升，罐装食品2的内周侧的圆板状的平坦部分以外周侧的环状平坦面作为支点而以向板厚方向突起的方式发生弹性变形。该变形是从向罐装食品2的内侧凹陷的状态到向外侧膨胀的状态的变形，因为是急剧地或者是瞬间地发生，故随着该变形、盖22出现膜振动或与此相近的动作，其结果是产生弹性板进裂那样的干涩的声音。将该声音称为变形音，是频率为 1 2KHz的声音。此外，在产生这样的变形音之后，当进一步继续加热时，会发展到盖22向罐外侧发生更大的塑性变形且内容物喷出、盖22飞出且罐装食品2破裂等情况。对上述这样的情况进一步进行具体地说明，开始加热前的罐装食品2的内容物的温度约为22°C，内部的压力形成为负压。因此，盖22的圆板状的平坦面比外周侧的环状的平坦面向罐内侧凹陷1. 3mm左右。将高频感应加热线圈11的输出的设为1300W来对上述状态的多个罐装食品2进行加热，在测定该情况下的单位加热时间的罐装食品2的盖(盖 22的圆板状的平坦面)的位移量与内容物的温度之间的关系之后，得到图2所示的结果。即，开始加热后，约22秒后内容物的温度达到适宜饮用的约55 °C。之后，当进一步继续加热时，约27秒后内容物的温度达到约65°C，罐装食品2的内部压力变为正压，因此， 突然盖22的圆板状的平坦面向罐外侧约膨胀出0. 5mm。这时，产生频率为1 2KHz左右的上述变形音。之后，当进一步继续加热时，从加热开始约35秒后，从盖22与罐身21之间喷出内容物。
如上述那样，在从盖22与罐身21之间喷出内容物、或者盖22飞出且罐装食品2 破裂之前，由于在内容物的温度到达约65°C程度时产生上述变形音，故本发明涉及的罐装食品加热装置1构成为，利用该变形音来停止加热。即，本实施例的罐装食品加热装置1为了捕捉上述变形音而具备设置为朝向罐装食品2的盖22的指向性集音麦克风13，并且具备通电停止电路(未图示)，该通电停止电路在向高频感应加热线圈11通电过程中，当指向性集音麦克风13捕捉到1 2KHz的范围的变形音时，停止向高频感应加热线圈11通电。如上所述，在使用非接触型的温度检测元件12的情况下，产生将罐装食品2的表面温度测定为比实际温度低的误差，该测定误差成为可能产生在内容物到达适宜饮用温度之后也继续加热罐装食品2的情况的主要原因。在将罐装食品2加热超过内容物的适宜饮用温度的情况下，在直至内容物喷出、罐装食品2破裂等之前产生上述的变形音。根据本实施例的罐装食品加热装置1，由于利用指向性集音麦克风13来捕捉该变形音，将该检测信号传送至上述的通电停止电路并立即停止向高频感应加热线圈11通电，故能够防止罐装食品2的盖22进一步发生变形而使内容物喷出、罐装食品2破裂。以上，虽对本发明的罐装食品加热装置的一个实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，例如，作为加热对象的罐装食品不限于上述实施例所示那样的带螺旋盖的罐装食品，也可以是利用双层卷边接缝法等罐盖被卷边接缝而固定的罐装食品。并且， 在上述实施例中，虽示出了在加热过程中罐装食品与高频感应加热线圈都被固定的结构， 但也可以通过在加热过程中使高频感应加热线圈与罐装食品一起摇动来搅拌罐内的内容物并均勻加热，当然也可以进行适当地设计变更。
权利要求
1.一种罐装食品加热装置，其具备加热机构，其加热由盖密封的罐装食品的表面并加热罐内的内容物；温度检测元件，其检测所述罐装食品的表面温度；以及控制机构，其基于由该温度检测元件检测到的温度来控制基于所述加热机构的加热及该加热的停止，所述罐装食品加热装置的特征在于，所述罐装食品加热装置还具备检测机构，该检测机构对在加热过程中的所述罐装食品的盖发生的振动进行检测， 所述控制机构包含在所述检测机构检测到随着所述罐装食品的表面温度的上升而使所述盖发生的特定的振动的情况下，停止所述加热机构对所述罐装食品的加热的机构。
2.根据权利要求1所述的罐装食品加热装置，其特征在于，所述温度检测元件包含不与所述罐装食品的表面接触而检测该表面的温度的温度检测元件，所述加热机构包含高频感应加热线圈， 所述检测机构包含指向性集音麦克风，并且，所述控制机构包含停止向所述高频感应加热线圈通电的通电停止电路。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的罐装食品加热装置，其特征在于， 所述特定的振动包含由所述盖的变形产生的规定频率范围的声波。
全文摘要
本发明提供一种罐装食品加热装置，其构成为，使用不与罐装食品(2)的表面接触的非接触型的温度检测元件(12)，并且朝向罐装食品(2)的盖(22)设置指向性集音麦克风(13)，设置根据该指向性集音麦克风(13)的传达来停止向高频感应加热线圈(11)通电的通电停止电路，在利用温度检测电路的控制来向高频感应加热线圈(11)通电的过程中，在指向性集音麦克风(13)捕捉到规定范围频率的声音时，利用通电停止电路停止向高频感应线圈(11)通电。
文档编号H05B6/06GK102484901SQ20108003269
公开日2012年5月30日 申请日期2010年1月18日 优先权日2009年7月22日
发明者伊集院太一, 山内富夫, 松浦茂树, 高富哲也 申请人:大和制罐株式会社