JP5885739B2

JP5885739B2 - ダイナミック二重回路インラインヒータ

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Publication number: JP5885739B2
Application number: JP2013510636A
Authority: JP
Inventors: ステファンエテル，
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Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2016-03-15
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Description

本発明の分野は、インラインヒータに関し、特に、飲料調製マシン、例えば、調製しようとする飲料の原材料、一般には香味原材料を収容するカプセルを通して加熱流体を流通させることにより飲料を調製するためのマシンに使用されるヒータに関する。

この説明の目的のため、「飲料」は、ティー、コーヒー、熱いチョコレートまたは冷たいチョコレート、ミルク、スープ、ベビーフードなどの任意の液状食品を含むように意図されている。「カプセル」は、原材料を収容する柔軟ポッドまたは硬質カートリッジを含む、任意の形状および構造を成す任意の材料の囲繞パッケージ、特に気密パッケージ、例えばプラスチックパッケージ、アルミニウムパッケージ、リサイクル可能なおよび／または生分解可能なパッケージ内の任意の事前に小分けされた飲料原材料を含むように意図されている。

飲料調製マシンは長年にわたって知られてきている。例えば、米国特許第５，９４３，４７２号明細書は、エスプレッソマシンの水リザーバと熱湯または蒸気の分配チャンバとの間の水流通システムを開示する。水流通システムは、互いに接続されるとともに、クランプカラーを使用して結合される異なるシリコーンホースを介してリザーバに接続される、バルブ、金属製の加熱チューブ、およびポンプを含む。

欧州特許第１６４６３０５号明細書は、後に淹出ユニットの入口へ供給される流通水を加熱する加熱装置を有する飲料調製マシンを開示する。この淹出ユニットは、飲料原材料の淹出ため、飲料原材料を収容するカプセルへ加熱水を送るように構成されている。この淹出ユニットは、第１の部分、および該第１の部分に対して移動できる第２の部分によって画定されるチャンバと、第１および第２の部分を一緒に淹出ユニットの開放形態から閉塞形態に移動させる前に第１の部分と第２の部分との間の中間位置にカプセルを位置決めするためのガイドとを有する。

流通液体、特に水を加熱するためのインラインヒータも良く知られており、このインラインヒータは、例えば、スイス特許第５９３０４４号明細書、独国特許第１０３２２０３４号明細書、独国特許第１９７３２４１４号明細書、独国特許第１９７３７６９４号明細書、欧州特許第０４８５２１１号明細書、欧州特許第１３８０２４３号明細書、仏国特許第２７９９６３０号明細書、米国特許第４，２４２，５６８号明細書、米国特許第４，５９５，１３１号明細書、米国特許第５，０１９，６９０号明細書、米国特許第５，３９２，６９４号明細書、米国特許第５，９４３，４７２号明細書、米国特許第６，３９３，９６７号明細書、米国特許第６，８８９，５９８号明細書、米国特許第７，２８６，７５２号明細書、国際公開第０１／５４５５１号パンフレット、および国際公開第２００４／００６７４２号パンフレットに開示されている。

より具体的には、スイス特許第５９３０４４号明細書および米国特許第４，２４２，５６８号明細書は、金属塊状体（ｍａｓｓ）を有するインラインサーモブロックヒータを有するコーヒーマシンを開示しており、このヒータは、塊状体に成型された抵抗加熱ケーブルと、加熱しようとする水の流通のためのダクトとを伴う。

サーモブロックはインラインヒータであり、該インラインヒータを通じて液体が加熱のために流通される。これらのインラインヒータは、熱エネルギーを蓄積するための高い熱容量と、所要量の蓄積された熱を必要な時にいつでもヒータを流通する液体へ伝えるための高い熱伝導率とを有する、特にアルミニウム、鉄、および／または、別の金属または合金から形成される金属の（大きな）塊状体を貫通して延びる、特にスチールから形成される１つ以上のダクトなどの加熱チャンバを備える。異なるダクトの代わりに、サーモブロックのダクトは、例えばサーモブロックの塊状体の鋳造ステップ中に形成されるダクトの本体に機械加工されあるいは他の方法で形成される貫通通路によるものであってもよい。サーモブロックの塊状体がアルミニウムから形成される場合には、健康考慮のため、流通液体とアルミニウムとの間の接触を避けるべく、例えばスチールから成る別個のダクトを設けることが好ましい。ブロックの塊状体は、ダクトの周囲に組み付けられる１つまたは複数の部分から形成することができる。サーモブロックは、通常、電気エネルギーを加熱エネルギーに変換する１つ以上の抵抗加熱要素、例えば別個のあるいは一体の抵抗器を含む。そのような抵抗加熱要素は、一般に、ダクトから１ｍｍを超える距離、特に２〜５０ｍｍまたは５〜３０ｍｍの距離を隔ててサーモブロックの塊状体中に、あるいは該塊状体上にある。熱は、サーモブロックの塊状体へ供給されるとともに、該塊状体を経て流通液体へ供給される。加熱要素は、金属塊状体に成型されあるいは金属塊状体中に収容されてもよく、あるいは、金属塊状体の表面に対して固定されてもよい。ダクトは、その／それらの長さおよびブロックを通じた熱伝達を最大にするため、サーモブロックに沿う螺旋状の配置または別の配置を有してもよい。

サーモブロックの欠点は、加熱されるべき液体を所望の温度に至らせるために、温度を正確に制御して、必要とされる加熱エネルギーを最適化することの困難性にある。確かに、金属塊状体の熱慣性、塊状体の局部的で不均一な抵抗加熱、塊状体における加熱から所定の位置で測定される塊状体の温度に影響を及ぼす塊状体の異なる部分への動的な熱拡散は、流通液体を所望の予め決められた温度にまで加熱するためのサーモブロックの正確な制御を、非常に困難にするとともに、その上、一般にエスプレッソマシンの場合には１〜２分となる非常に長い予熱期間を必要とする。さらに、連続的に生み出されるサーモブロックのその後の使用に伴う様々なパラメータ、例えば、環境の温度、コンセント電源の正味電圧、サーモブロックの加熱抵抗器の実際の値、サーモブロックの断熱、サーモブロックを通じて流通される液体の初期温度などを予測することが難しい。その結果、サーモブロックは、通常、温度の連続的な測定によりサーモブロックの給電を調整する動的ループ制御される給電回路と関連付けられる。しかしながら、そのようなシステムの複雑な熱流に起因して、流通されるべき液体流の加熱ニーズに合わせて調整される特定の温度レベルでのサーモブロックの安定化は、長期にわたり、実現するのが依然として困難である。

加熱の正確度を高めるための手法が欧州特許第１３８０２４３号明細書に教示されている。この特許は、特にコーヒーマシンに装備するための加熱装置を開示する。この加熱装置は金属チューブを備え、加熱しようとする液体が前記金属チューブを通って入口ダクトから出口ダクトに流れることができる。チューブの外面は、その長さの幾つかの領域上にわたり、複数の組の電気抵抗要素で連続して覆われる。チューブの内壁と共に螺旋ダクトを形成するために円筒状の挿入体がチューブの内側で延び、この螺旋ダクトを通って液体が流通でき、したがって、螺旋ダクトは、乱流を促進するとともに、チューブから液体へのエネルギーの急速な伝達を促進する。入口ダクトの上流側には流量計も配置される。この装置は、抵抗要素のそれぞれの組への入口および抵抗要素のそれぞれの組からの出口でチューブの長さに沿って分布される複数の温度センサをさらに備える。この場合に液体への加熱エネルギーの分配を支配する原理は、ダクトへの入口の水温にしたがって互いに独立にあるいは直列に切り換えられ得る抵抗要素により生み出される電力を調節することに基づく。この装置は、加熱速度に関して満足できる結果を与えるが、この装置は、加熱されるべき水の体積がチューブの高さを決定するという点において比較的かさばっている。

さらに、液体温度が調整される正確度は、液体がチューブの外側に配置されるセンサと直接に接触しないということによって限定される。加熱しようとする液体の慣性に起因する温度差への応答の速度も遅く、これは、温度を調整できる正確度を低下させる。また、抵抗要素の組に温度センサを近づけると、チューブの壁を通して起こる熱伝導に起因して、制御できない態様で測定に影響が及ぶという危険があることに留意されたい。

また、バッチまたはインラインの低慣性ヒータに関してヒータの温度制御を向上させるための多かれ少なかれ複雑な試みが、独国特許第１９７１１２９１号明細書、欧州特許第１６３４５２０号明細書、米国特許第４，７００，０５２号明細書、米国特許第６２４６８３１号明細書で提案される。

通常の使用中および様々な使用状態下でヒータを通じて流通される液体を正確に加熱できる高速予熱のための簡単で信頼できるヒータを提供する必要性が依然としてある。

したがって、本発明は、インラインヒータ、ならびに、そのようなヒータを含む飲料調製のためのマシン、および、飲料を調製するためにそのようなヒータを制御するための方法に関する。

対応するマシン内で熱い飲料を調製するための水、特にエスプレッソコーヒーマシンの水は、タップ温度、例えば１０〜３０℃から、淹出温度、例えば８０〜１００℃まで加熱されるべきである。マシンの加熱時間が短いことは顧客にとって大きな利点である。

本発明の一目的は、加熱時間を減らすために低い熱質量を有するヒータを提供することであるが、さらには、水温調整に関して、飲料要件、例えばエスプレッソ飲料の要件を重んじることである。さらに、フリッカ規格（ＩＥＣ規定）がヒータを調整するための可能性を制限している。

別の目的は、この３つの基本的な要件、すなわち、高速加熱、調整品質、フリッカの範囲内に留めることである。

別の目的は、低い熱質量を決定する高速加熱と、高ダイナミック熱調整をさらに決定する信頼できる調整との間で釣り合いのとれた解決策を提供することである。

これらの目的のうちの１つ以上は、独立請求項に係るヒータ、装置、または方法によって満足される。従属請求項は、これらの目的に対する解決策および／または付加的な利点をさらに与える。

第１の態様によれば、本発明は、液状食品または飲料の調製マシンのためのインラインヒータであって、マシン内で液体が前記ヒータを通じて流通された後に淹出チャンバ内に案内されることにより、前記淹出チャンバ内へ供給される食品原材料または飲料原材料が淹出される、インラインヒータに関する。インラインヒータは、
入口と、出口と、入口と出口との間で延びる加熱チャンバとを組み込む本体であって、前記入口、出口、および加熱チャンバが共に、前記本体を通じて流通する前記液体を案内するための剛性の通路を形成する、本体と、
熱を前記加熱チャンバへ供給するために前記本体と協働する加熱手段とを備える。

加熱手段は、少なくとも２つの加熱要素と、各加熱要素を独立に作動および停止させるための電気制御回路とを備える。

各加熱要素の加熱電力はほぼ同一であってもよい。本体をアルミニウムから形成することができる。剛性通路は、例えば、本体中に埋め込まれるステンレス水パイプ、本体中に形成されるコーティングされた液体チャネルである。

加熱手段が厚膜などの抵抗加熱手段を備えてもよく、この抵抗加熱手段は、電気制御回路に結合されるように適合した少なくとも２つの抵抗加熱回路を備える。厚膜は、本体に半田付けされるステンレスプレート上に印刷することができる。

加熱手段は、ヒートカートリッジと、巻回ヒートカートリッジとを備えてもよい。

加熱手段は、ヒートカートリッジと、厚膜ヒータとを備えてもよい。

第２の態様によれば、本発明は、第１の態様に係るヒータを備える液状食品または飲料の調製マシンに関し、特に、随意的にカプセルまたはポッド内に収容され得る食品原材料または飲料原材料を淹出することにより、スープ、ティー、および／または、コーヒーなどの液状食品または飲料を調製するためのマシンに関する。

第２の態様によれば、本発明は、第１の態様に係るヒータを制御するための方法であって、電気制御回路をＯＮおよびＯＦＦに切り換えることによって加熱要素が独立に作動されあるいは停止され、それにより、フリッカ規格を順守するために両方の加熱要素を同時にＯＮまたはＯＦＦに切り換えることが回避される、方法に関する。

本発明の貫流（インライン）ヒータは、一体型水回路（例えば、成形ステンレス水パイプを成す）を有するアルミニウム本体と、アルミニウム本体に接続される厚膜または表面加熱要素とから形成されてもよい。この接続は、最適な熱伝達のため、良好な機械的安定性のため、および、アルミニウム本体および厚膜プレートの熱による異なる線膨張に起因する力を受け取るためになされる。さらに、腐食の問題が解決されなければならない。本体、例えばアルミニウムは、エネルギー変化を抑制するのに十分な熱容量を有する。しかしながら、この容量は、起動時の室温または休止温度からの加熱時間を最小限に抑えるように制限される。

フリッカ規格に不利益をもたらさないために、加熱電力の複数（一般に、例えばネスプレッソカプセルなどのカプセルから調製されるエスプレッソ用途においては２つ）への分割および加熱回路が必要とされる。

ヒータは以下の特性を有するとよい。
基本の流れ
０〜最大３．５ｍｌ／ｓの水流量に対応した水ヒータ
最大流量勾配６ｍｌ／ｓ^２
１０〜３０℃の温度の水流入
８０〜９５℃の温度の水流出
１５ｇ未満のヒータ内の水質量
総電力が約１２００Ｗの、厚膜プレート上に印刷される２つの抵抗加熱回路
加熱回路の電力分割が３００Ｗ／９００Ｗ〜最大６００Ｗ／６００Ｗで可能
ステンレス水パイプにおける熱密度：０．１Ｗ／ｍｍ^２→９５℃の最大出口温度まで蒸気を出さない
２層螺旋状の水パイプ
２０℃から９０℃までの加熱時間が２０ｓ未満（いつでもコーヒー淹出できる状態）
加熱のための電力比率（電力／総ヒータ質量グラム）：５Ｗ／ｇ超
定常状態使用における熱調整の質：±２℃

次に、概略図を参照して本発明について説明する。

本発明に係るヒータの様々な詳細を示している図である。本発明に係るヒータの様々な詳細を示している図である。本発明に係るヒータの様々な詳細を示している図である。本発明に係るヒータの様々な詳細を示している図である。本発明に係るヒータを制御するための方法のクロノグラムを示している図である。

飲料調製マシンは、一般に、コンセント電源により、電気コードを介して給電される。

このマシンは、ハウジングにより覆われる内部飲料調製モジュールを有する。飲料調製モジュールは、香味原材料、特に、かかるモジュールに供給されるカプセル内の原材料などの事前に小分けされた原材料を保持するとともに、飲料を形成するべく液体を、モジュールを通じて流通させるように構成されている。

液体、例えば水が蓄えられ、タンクから飲料調製モジュールに供給されてもよい。飲料は、形成時に、出口を介して、分与領域、例えばユーザカップまたはマグカップを保持するための支持体に分与され得る。分与領域は、第１のカップ支持体、例えばエスプレッソカップ用の支持体を含んでもよく、この第１のカップ支持体は、例えばルンゴまたは特大飲料を分与するための大型カップ用またはマグカップ用の下側の第２のカップ支持体に接近できるように出口の下側から離れて移動できる。下側のカップ支持体はマシンのベースに接続されてもよい。適当な移動可能カップ支持体は、例えば、その内容が参照することにより本出願に組み入れられる欧州特許第１８６７２６０号明細書および国際公開第２００９／０７４５５７号パンフレットに開示される。

マシンはまた、蒸気および／または熱湯の発生器も含み、この発生器は、そのような蒸気および／または熱水をチューブの開口を介して送り出すためのものであり、例えば泡立ちミルクおよび／またはティーの調製のためのものである。

飲料調製モジュールに隣接して、マシンは、使用済み香味原材料、例えばカプセル内に収容される淹出時の挽いたコーヒーまたはティーのための収集器を有してもよい。収集器は、飲料調製時に、例えば重力によって収集器に排出された使用済み香味原材料を収集するために飲料調製モジュールの下側に配置されてもよい。適した収集器は、例えば、参照することにより本出願に組み入れられる国際公開第２００９／０７４５５９号パンフレットおよび国際公開第２００９／１３５８６９号パンフレットに開示される。

マシンは、例えばカプセル内の原材料をモジュール内へ取り込み、および／またはそのような原材料をモジュールから排出するための移送位置と、原材料を通して液体を流通させるための流通位置との間で移動できるハンドルを有する。

一般に、ハンドルは、飲料調製モジュールの淹出ユニットなどの原材料チャンバを有する原材料ホルダを、香味原材料をホルダ内へ挿入し、および／またはこの原材料をホルダから排出するための移送位置（図示せず）から、ならびに、飲料を形成するために原材料ホルダ内のこの原材料を通して液体を流通させるための流通位置から作動させる。一般に、原材料ホルダ、例えば淹出ユニットは、原材料ホルダを開放するために移送位置に離間されるとともに原材料ホルダを閉じるために流通位置に近づけられる２つの相対移動可能な部分を有する。流通位置（図示せず）において、原材料ホルダは、原材料を通した液体の適切な案内を確保するために香味原材料を緊密に囲繞してもよい。

流通位置では、ハンドルがマシンの上端面上あるいは上端面内にあってもよい。特に、ハンドルをハウジングと同一の平面上に位置させることができる。

さらに、マシンは、飲料調製モジュール内での香味原材料を通した液体の流通を開始するためのユーザインタフェースを含む。

飲料調製モジュールは、一般に、以下の構成要素のうちの１つ以上を含む。
ａ）この飲料の香味原材料、特にカプセル内に供給され事前に小分けされた原材料を受けるとともに、入ってくる水などの液体の流れを、この原材料を通して飲料出口に案内するための淹出ユニットなどの原材料ホルダ、
ｂ）原材料ホルダへ供給しようとする液体のこの流れを加熱するためのインラインヒータ、
ｃ）この液体を、インラインヒータを通じて圧送するためのポンプ、
ｄ）この液体を液体タンクなどの液体源から飲料出口に案内するための１つ以上の流体接続部材、
ｅ）インタフェースを介してユーザから命令を受けるとともに、インラインヒータおよびポンプを制御するための、特にプリント回路板（ＰＣＢ）を備える電気制御ユニット、
ｆ）原材料ホルダ、インランヒータ、ポンプ、液体リザーバ、原材料収集器、この液体の流れ、この液体の圧力、およびこの液体の温度の特性から選択された少なくとも１つの動作特性を検知するとともに、そのような特性を制御ユニットへ通信するための１つ以上の電気センサ。

一実施形態に係るインラインヒータが図１に示されている。インラインヒータは一体型の水回路を有する本体８を備える。本体８はアルミニウムから形成されてもよい。すなわち、アルミニウム本体は、エネルギー変化を抑制するのに十分であるが起動時の室温または休止温度からの加熱時間を最小限に抑えるように制限される熱容量を有する。

水回路は、液体入口１０と、液体出口１２と、液体入口と液体出口との間にあって入口を出口に流体的に接続する液体パイプ１４とを備える。水パイプは、本体に埋め込まれる成形ステンレス水パイプによって形成することができる。水パイプはまた、本体に形成されるコーティングされた液体チャネルによって形成することもできる。図１に示される本体の外形状は、その端部のうちの一方が表面加熱要素１６により覆われる７５ｍｍの直径Ｄ１と１６ｍｍの高さｈ１とを有する円筒形である。ヒータは、本体に対して熱的にかつ機械的に結合された表面加熱要素１６を備える。一般に、表面加熱要素１６は厚膜である。特に、厚膜は、アルミニウムダイカスト本体に半田付けされるステンレスプレート上に印刷されてもよい。この結合は、最適な熱伝達のため、良好な機械的安定性のため、および、アルミニウム本体および厚膜プレートの熱による異なる線膨張に起因する力を受け取るように設計される。

表面加熱要素１６は少なくとも２つの加熱回路を備える。各加熱回路は、該加熱回路の作動／停止を他の加熱回路とは独立して行なうことができるように別個の制御回路を有する。各加熱回路は、表面加熱要素が供給できる加熱電力よりも小さい加熱電力を供給することができる。結果として、フリッカ規格に従うように加熱電力を複数（一般に、例えばネスプレッソカプセルなどのカプセルから調製されるエスプレッソ用途においては２つ）の加熱電力に分けることができる。２つの加熱回路間の電力分割は、回路間の加熱電力の５０％／５０％再区分、あるいは、１５％／８５％〜８５％／１５％の任意の再区分であってもよい。表面加熱要素の総加熱電力は一般に６００Ｗ〜２０００Ｗである。

より具体的には、ヒータは以下の特性を有してもよい。
基本の流れ
０〜最大３．５ｍｌ／ｓの水流量に対応した水ヒータ
最大流量勾配６ｍｌ／ｓ^２
１０〜３０℃の温度の水流入
８０〜９５℃の温度の水流出
１５ｇ未満のヒータ内の水質量
総電力が約１２００Ｗの、厚膜プレート上に印刷された２つの抵抗加熱回路
加熱回路の電力分割が３００Ｗ／９００Ｗ〜最大６００Ｗ／６００Ｗで可能
９５℃の最高出口温度まで蒸気を出し得ないステンレス水パイプにおける熱密度：０．１Ｗ／ｍｍ^２
２層螺旋状の水パイプ
２０℃から９０℃までの加熱時間が２０ｓ未満（いつでもコーヒー淹出できる状態）
加熱のための電力比率（電力／総ヒータ質量グラム）：５Ｗ／ｇ超
定常状態使用における熱調整の質：±２℃

別の実施形態に係るインラインヒータが図２に示されている。インラインヒータは、一体型水回路を有する本体２８を備える。本体２８はアルミニウムから形成されてもよい。すなわち、アルミニウム本体は、エネルギー変化を抑制するのに十分であるが起動時の室温または休止温度からの加熱時間を最小限に抑えるように制限される熱容量を有する。

水回路は、液体入口２０と、液体出口２２と、液体入口と液体出口との間にあって入口を出口に流体的に接続する液体パイプ２４とを備える。一般に、液体パイプは螺旋形状を有する。水パイプは、本体に埋め込まれる成形ステンレス水パイプによって形成することができる。水パイプはまた、本体に形成されるコーティングされた液体チャネルによって形成することもできる。図２に示される本体の外形状は、６５ｍｍの高さＨ２と５０ｍｍの外径ｄ５（ｄ２＝２０ｍｍ、ｄ３＝３０ｍｍ、ｄ４＝４２ｍｍ）とを有する円筒形である。ヒータは、円筒ヒートカートリッジ２９ａと巻回ヒートカートリッジ２９ｂとを含む加熱要素２９を備える。

円筒ヒートカートリッジ２９ａおよび巻回ヒートカートリッジ２９ｂは、円筒ヒートカートリッジ２９ａおよび巻回ヒートカートリッジ２９ｂの作動／停止を独立に行なうことができるように２つの電気回路によって制御される。円筒ヒートカートリッジ２９ａは第１の回路２３ａ、２３ｂによって制御され、一方、巻回ヒートカートリッジ２９ｂは第２の回路２３ｃ、２３ｂによって制御され、２つの回路は共通の基準電位／ニュートラル２３ｃを共有する。各カートリッジ２９ａ、２９ｂは、表面加熱要素が供給できる加熱電力よりも小さい加熱電力を供給することができる。結果として、フリッカ規格に従うように加熱電力を複数（一般に、例えばネスプレッソカプセルなどのカプセルから調製されるエスプレッソ用途においては２つ）の加熱電力に分けることができる。２つの加熱カートリッジ間の電力分割は、回路間の加熱電力の５０％／５０％再区分、または、１５％／８５％〜８５％／１５％の任意の再区分であってもよい。表面加熱要素の総加熱電力は一般に６００Ｗ〜２０００Ｗである。

他の実施形態に係るインラインヒータが図３ａおよび図３ｂに示されている。インラインヒータは、一体型水回路を有する本体３８を備える。本体３８はアルミニウムから形成されてもよい。すなわち、アルミニウム本体は、エネルギー変化を抑制するのに十分であるが起動時の室温または休止温度からの加熱時間を最小限に抑えるように制限される熱容量を有する。

水回路は、液体入口３０と、液体出口３２と、液体入口と液体出口との間にあって入口を出口に流体的に接続する液体チャネル３４とを備える。一般に、液体チャネル３４は本体３８内に形成される。特に、液体チャネル３４はコーティングされる。図３ａ／図３ｂに示される本体の外形状は、６５ｍｍの高さＨ３を有する円筒形である。図３ａに示される実施形態の場合、本体は４０ｍｍのｄ７の外径を有する（ｄ６＝２０ｍｍ、ｄ７＝３６ｍｍ）。図３ｂに示される実施形態の場合、本体は５０ｍｍのｄ８の外径を有する（ｄ６＝２０ｍｍ、ｄ７＝３６ｍｍ）。

ヒータは、円筒ヒートカートリッジ３９ａを含む加熱要素３９を備える。

図３ｂに示される実施形態の加熱要素３９は、本体に対して熱的にかつ機械的に結合される厚膜ヒータ３９ｂを備える。厚膜は、本体上に装着されるスチール円筒体上に印刷されてもよい。

円筒ヒートカートリッジ３９ａおよび厚膜ヒータ３９ｂは、円筒ヒートカートリッジ３９ａおよび厚膜ヒータ３９ｂの作動／停止を独立に行なうことができるように２つの電気回路によって制御される。円筒ヒートカートリッジ３９ａは第１の回路３３ａ、３３ｂによって制御され、一方、厚膜ヒータ３９ｂは第２の回路３３ｃ、３３ｂによって制御され、２つの回路は共通の基準電位／ニュートラル３３ｃを共有する。各要素３９ａ、３９ｂは、表面加熱要素が供給できる加熱電力よりも小さい加熱電力を供給することができる。結果として、フリッカ規格に従うように加熱電力を複数（一般に、例えばネスプレッソカプセルなどのカプセルから調製されるエスプレッソ用途においては２つ）の加熱電力に分けることができる。２つの加熱要素間の電力分割は、回路間の加熱電力の５０％／５０％再区分、または、１５％／８５％〜８５％／１５％の任意の再区分であってもよい。表面加熱要素の総加熱電力は一般に６００Ｗ〜２０００Ｗである。

図３ｂに示される実施形態の加熱要素３９は巻回ヒートカートリッジ３９ｃを備える。この巻回ヒートカートリッジ３９ｃは、本体の周囲に装着される金属円筒体中に成形されてもよい。円筒ヒートカートリッジ３９ａおよび巻回ヒートカートリッジ３９ｃは、円筒ヒートカートリッジ３９ａおよび巻回ヒートカートリッジ３９ｃの作動／停止を独立に行なうことができるように２つの電気回路によって制御される。円筒ヒートカートリッジ３９ａは第１の回路３３ａ、３３ｂによって制御され、一方、巻回ヒートカートリッジ３９ｃは第２の回路３３ｃ、３３ｂによって制御され、２つの回路は共通の基準電位／ニュートラル３３ｃを共有する。各要素３９ａ、３９ｂは、表面加熱要素が供給できる加熱電力よりも小さい加熱電力を供給することができる。結果として、フリッカ規格に従うように加熱電力を複数（一般に、例えばネスプレッソカプセルなどのカプセルから調製されるエスプレッソ用途においては２つ）の加熱電力に分けることができる。２つの加熱要素間の電力分割は、回路間の加熱電力の５０％／５０％再区分、または、１５％／８５％〜８５％／１５％の任意の再区分であってもよい。表面加熱要素の総加熱電力は一般に６００Ｗ〜２０００Ｗである。

熱調整
加熱電力は、図１〜図３に示されるような本発明に係るヒータの２つの電力回路をＯＮおよびＯＦＦに切り換えることにより分配される。

４００Ｗ／８００Ｗなどの２つの異なる電力回路を有するヒータにおいては異なるオプションを利用できる。

サーモブロックの出口における特定の流量および水温の目標にとっていずれの調整オプションが最良であるのかについての判断は、必要とされる加熱電力の事前計算によって行なわれる。
必要電力＝水の流量×（Ｔ_ｅｘｉｔ−Ｔ_{ｅｎｔｒｙ}）×水の熱容量

この事前計算を用いると、最適な熱調整アルゴリズムを予め決定できるとともに、正確な温度調整を実現できる。

フリッカ規格を順守するために、両方の回路を同時にＯＮまたはＯＦＦに切り換えることは避けなければならない。

本発明は、以下の改良を実現できるとともに、以下の利点を与えることができる。
・室温または休止温度から動作温度へ至るまでの加熱時間の減少
・バリスタエスプレッソ温度品質基準によるフリッカ公的規制範囲内での熱調整が可能
・良好な調整上の動的特性
・低質量（２５０ｇ未満の総ヒータ質量）
・高品質の熱調整が可能な２つの加熱回路
・高速加熱時間が可能な低い熱質量
・アルミニウム本体の重量を加えるあるいは減らすことにより調整できる動的特性
・厚膜プレートをアルミニウムヒータ本体に接続するための特定のノウハウ

Claims

液状食品または飲料の調製マシンのためのインラインヒータであって、
前記調製マシン内で液体が当該インラインヒータを通じて流通された後に淹出チャンバ内に案内されることにより、前記淹出チャンバ内へ供給される食品原材料または飲料原材料が淹出され、
当該インラインヒータが、
入口（１０；２０；３０）と、出口（１２；２２；３２）と、前記入口と前記出口との間で延びる加熱チャンバとを組み込んだ本体（８；２８；３８）であり、前記入口、前記出口および前記加熱チャンバが共に、該本体を通じて流通する前記液体を案内するための剛性通路（１４；２４；３４）を形成する、本体（８；２８；３８）と、
熱を前記加熱チャンバへ供給するために前記本体と協働する加熱手段（１６；２９；３９）とを備えるインラインヒータにおいて、
前記加熱手段が、少なくとも２つの加熱要素（１６；２９ａ，２９ｂ；３９ａ，３９ｂ，３９ｃ）と、前記各加熱要素を独立に作動および停止させるための電気制御回路（１６；２３ａ，２３ｂ，２３ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）とを備え、
前記加熱手段がヒートカートリッジ（２９ａ，３９ａ）と巻回ヒートカートリッジ（２９ｂ，３９ｃ）とを備えるか、又は、前記加熱手段がヒートカートリッジ（３９ａ）と厚膜ヒータ（３９ｂ）とを備える、ことを特徴とするインラインヒータ。
前記各加熱要素の加熱電力がほぼ同一である、請求項１に記載のインラインヒータ。
前記本体がアルミニウムから形成される、請求項１または２に記載のインラインヒータ。
前記剛性通路が前記本体に埋め込まれるステンレス水パイプ（１４；２４）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインラインヒータ。
前記剛性通路が前記本体内に形成されるコーティングされた液体チャネル（３４）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインラインヒータ。
前記加熱手段が厚膜などの抵抗加熱手段を備え、前記抵抗加熱手段が、前記電気制御回路に結合されるように構成された少なくとも２つの抵抗加熱回路を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインラインヒータ。
前記厚膜が、前記本体に半田付けされるステンレスプレート上に印刷される、請求項６に記載のインラインヒータ。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインラインヒータを備える液状食品または飲料の調製マシン、特に、随意的にカプセルまたはポッド内に収容され得る食品原材料または飲料原材料を淹出することにより、スープ、ティー、および／または、コーヒーなどの液状食品または飲料を調製するため調製のマシン。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインラインヒータを制御するための方法であって、前記電気制御回路をＯＮおよびＯＦＦに切り換えることによって前記加熱要素（１６；２９ａ，２９ｂ；３９ａ，３９ｂ，３９ｃ）が独立に作動されあるいは停止され、それにより、フリッカ規格を順守するために両方の加熱要素を同時にＯＮまたはＯＦＦに切り換えることが回避されるようにした、方法。