DE112018002569B4

DE112018002569B4 - Getränkebereitstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018002569B4
Application number: DE112018002569.1T
Authority: DE
Inventors: Takashi Nagasawa; Yuji Ebihara; Yoshihito Osawa; Takahiro Toriumi
Original assignee: Sanden Retail Systems Corp
Current assignee: Sanden Retail Systems Corp
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: DE112018002569T5; WO2018211960A1; US11358104B2; KR20200005661A; CN110636785A; KR102280250B1; JP6842990B2; JP2018192138A; US20200179881A1; CN110636785B

Abstract

Eine Getränkebereitstellungsvorrichtung (100), umfassend:einen Tank (3) zur Speicherung eines flüssigen Getränks;einen Getränkeströmungspfad (L3), der den Tank (3) und eine Getränkeabgabeöffnung (10) verbindet;eine Getränkeförderpumpe (7), die in dem Getränkeströmungspfad (L3) angeordnet ist;einen Luftströmungspfad (L6), durch den dem Getränkeströmungspfad (L3) zuzuführende Luft über einen vorbestimmten zwischen dem Tank (3) und der Getränkeförderpumpe (7) im Getränkeströmungspfad (L3) befindlichen Abschnitt strömt; undeine Luftzuführungspumpe (9), die im Luftströmungspfad (L6) angeordnet ist,wobei die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) die Luftzuführungspumpe (9) antreibt, um dem Getränkeströmungspfad (L3) Luft zuzuführen, und die Getränkeförderpumpe (7) antreibt, um ein Mischgetränk aus dem flüssigen Getränk und der Luft aus der Getränkeabgabeöffnung (10) zu fördern und bereitzustellen,die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) umfasst zudem:einen Abgabepfad (L7) zur Abgabe eines Teils der durch den Luftströmungspfad (L6) strömenden Luft nach außen, wobei ein Ende des Abgabepfads (L7) mit einer Abgabestelle (Z8), die ein vorbestimmter Abschnitt ist, der sich zwischen einem getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Luftzuführungspumpe (9) im Luftströmungspfad (L6) befindet, verbunden ist und das andere Ende nach außen geöffnet ist;ein Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7), das in einem sich zwischen der Abgabestelle (Z8) und der Luftzuführungspumpe (9) im Luftströmungspfad (L6) erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist, wobei das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) den Strömungspfad öffnet und schließt;ein erstes Drosselteil (16), das in einem sich zwischen dem getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Abgabestelle (Z8) im Luftströmungspfad (L6) erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist; undein zweites Drosselteil (17), das im Abgabepfad (L7) angeordnet ist,wobei die Luftzuführungspumpe (9) dazu ausgebildet ist, eine Abgabedurchflussmenge der Luft basierend auf einem vorbestimmten Eingangssignal ändern zu können.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Getränkebereitstellungsvorrichtungen zur Bereitstellung von Mischgetränken aus flüssigen Getränken und Luft.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 offenbart eine Kaffeemaschine, die mit einem Milchbehälter zur Speicherung von Milch, einer Pumpe, die in der Mitte der Leitungen zwischen dem Milchbehälter und einem Getränkeauslass vorgesehen ist und Milch im Milchbehälter ansaugt und fördert, und einem Luftmengenregulator, der in Luftzuführungsleitung, die mit den Leitungen zwischen dem Milchbehälter und der Pumpe verbunden ist, vorgesehen ist und die Durchflussmenge der durch diese Luftzuführungsleitung strömenden Luft anpassen kann, ausgestattet ist. In dieser Kaffeemaschine wird eine vorbestimmte Menge an durch die Luftzuführungsleitung und den Luftmengenregulator zugeführter Luft mit der Milch in den Leitungen zwischen dem Milchbehälter und der Pumpe gemischt, und die Pumpe wird angetrieben, wodurch die Kaffeemaschine geschäumten Milchschaum (auch als Milchschaum bezeichnet; im Folgenden als „geschäumte Milch“ bezeichnet) als ein Mischgetränk aus Milch und Luft erzeugt, und dieses Mischgetränk durch den Auslass einer Tasse zuführt.
In diesem Zusammenhang ist der Geschmack der Kunden für Getränke, wie Kaffee, zunehmend unterschiedlicher geworden. Unter diesen Umständen besteht ein Bedarf zur Anpassung gemäß der Geschmacksdiversifikation auch im Hinblick auf das durch diese Art der Getränkebereitstellungsvorrichtung bereitgestellte Mischgetränk.
Diesbezüglich kann die in Patentdokument 1 offenbarte Kaffeemaschine das Mischungsverhältnis von Milch und Luft im Mischgetränk, mit anderen Worten, das Verhältnis der Luft im Mischgetränk, durch Anpassung der Menge an mit der Milch gemischten Luft durch den Luftmengenregulator anpassen, was es ermöglicht, eine spezifizierte Menge an Luft mit der Milch zum Schäumen zu mischen.
Patentdokument 2 offenbart eine Milchschäumvorrichtung, die einen Bereich zum Mischen von Milch aus einem Milchreservoir und Gas abgrenzt und eine Zufuhranordnung für Druckgas umfasst. Die Druckgaszufuhranordnung weist eine Treibgasleitung auf, die konfiguriert ist, um unter Druck stehendes Treibgas dem Milchreservoir zuzuführen, um das Reservoir unter Druck zu setzen und dadurch Milch unter Druck vom Reservoir zum Mischbereich zu treiben.
Patentdokument 3 betrifft eine Vorrichtung zum Aufschäumen einer Flüssigkeit, insbesondere von kalter und/oder nicht erhitzter Milch, mit einer Flüssigkeitszuleitung zum Zuleiten der Flüssigkeit, einer in die Flüssigkeitszuleitung mündenden Luftzuleitung zum Zuleiten von Luft in die Flüssigkeit, einer stromabwärts der Mündung der Luftzuleitung in die Flüssigkeitszuleitung ausgebildeten Ableitung zum Abführen des Gemisches aus Flüssigkeit und Luft, einer zum Fördern der Flüssigkeit durch die Flüssigkeitszuleitung und/oder des Gemisches durch die Ableitung vorgesehenen, ersten Fördereinheit, insbesondere einer Pumpe, und einer stromabwärts der Mündung in der Ableitung vorgesehenen Mischeinheit, wobei die Mischeinheit mindestens eine Engstelle umfasst oder als Engstelle der Ableitung ausgebildet ist.
REFERENZDOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP2014-208316 A
Patentdokument 2: EP 2 478 804 A1
Patentdokument 3: DE 10 2011 102 734 A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Kaffeemaschine wird die durch das Mischen der Luft mit Milch gewonnene geschäumte Milch oben auf ein Kaffeegetränk in einer Tasse gegossen. Beispielsweise wird sie als Milch einer Oberflächenschicht eines Cappuccinos oder dergleichen zugeführt. Sie weist eine geringe Viskosität auf und hat keine ausreichend hohe Viskosität, um eine Spitze wie ein Baiser ausbilden zu können. Im Folgenden wird ein Mischgetränk aus Milch und Luft, das eine Spitze wie ein Baiser ausbilden kann, als ein „hartes Mischgetränk mit relativ hoher Viskosität“ (mit anderen Worten, ein harter Schaum) bezeichnet, und die vorstehend genannte geschäumte Milch wird als ein „weiches (lockeres) Mischgetränk mit relativ geringer Viskosität“ (mit anderen Worten, ein weicher Schaum) bezeichnet.
Um hier die gestiegene Geschmacksdiversifikation bei Getränken in den letzten Jahren zu befriedigen, haben die vorliegenden Erfinder ein Experiment durchgeführt, in dem Milch und Luft gemischt werden, um ein hartes Mischgetränk (harter Schaum) mit höherer Viskosität als bei der vorstehend genannten geschäumten Milch zu erzeugen. Als ein Ergebnis haben die Erfinder experimentell bestätigt, dass die Viskosität des Mischgetränks umso höher ist, desto größer die Menge der mit der Milch gemischten Luft ist, und dass es erforderlich ist, die Menge der mit der Milch zu mischenden Luft genau einzustellen, um ein Mischgetränk mit einer vorbestimmten Viskosität zu erzeugen.
Dann haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass, wenn beispielsweise der Abgabedruck und die Abgabedurchflussmengenleistung einer Luftzuführungspumpe zur Zuführung von mit der Milch zu mischender Luft zu hoch sind, auch dann, wenn die Menge der Luft durch Vorsehung eines Luftmengenregulators in der Luftzuführungsleitung angepasst wird, wie in dem Fall der in Patentdokument 1 offenbarten Kaffeemaschine, es schwierig oder unmöglich ist, ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit zu erzeugen. Darüber hinaus ist ein ähnliches Problem nicht nur mit einer Vorrichtung zur Bereitstellung des Mischgetränks aus Milch und Luft verbunden, sondern auch mit einer Vorrichtung zur Bereitstellung eines entsprechenden Mischgetränks aus einem anderen flüssigen Getränk und Luft.
Daher ist es in Anbetracht der vorstehenden Umstände eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getränkebereitstellungsvorrichtung bereitzustellen, die ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit erzeugen kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Getränkebereitstellungsvorrichtung vorgesehen, umfassend: einen Tank zur Speicherung eines flüssigen Getränks; einen Getränkeströmungspfad, der den Tank und eine Getränkeabgabeöffnung verbindet; eine Getränkeförderpumpe, die in dem Getränkeströmungspfad angeordnet ist; einen Luftströmungspfad, durch den dem Getränkeströmungspfad zuzuführende Luft über einen vorbestimmten zwischen dem Tank und der Getränkeförderpumpe im Getränkeströmungspfad befindlichen Abschnitt strömt; und eine Luftzuführungspumpe, die im Luftströmungspfad angeordnet ist. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung treibt die Luftzuführungspumpe an, um dem Getränkeströmungspfad Luft zuzuführen, und treibt die Getränkeförderpumpe an, um ein Mischgetränk aus dem flüssigen Getränk und der Luft aus der Getränkeabgabeöffnung zu fördern und bereitzustellen. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung umfasst zudem einen Abgabepfad zur Abgabe eines Teils der durch den Luftströmungspfad strömenden Luft nach außen, ein Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil, ein erstes Drosselteil und ein zweites Drosselteil. Ein Ende des Abgabepfads ist mit einer Abgabestelle verbunden, die ein vorbestimmter Abschnitt ist, der sich zwischen einen getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Luftzuführungspumpe im Luftströmungspfad befindet, und das andere Ende ist nach außen geöffnet. Das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil ist in einem sich zwischen der Abgabestelle und der Luftzuführungspumpe im Luftströmungspfad erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist. Das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil öffnet und schließt den Strömungspfad. Das erste Drosselteil ist in einem sich zwischen dem getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Abgabestelle im Luftströmungspfad erstreckenden Strömungspfad angeordnet. Die Luftzuführungspumpe ist dazu ausgebildet, eine Abgabedurchflussmenge der Luft basierend auf einem vorbestimmten Eingangssignal ändern zu können.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
In einer Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Luftzuführungspumpe dazu ausgebildet, die Abgabedurchflussmenge basierend auf dem vorbestimmten Eingangssignal ändern zu können. Somit ist es bei Änderung der Viskosität möglich, die Viskosität des Mischgetränks durch Anpassung der Parameter der Luftzuführungspumpe, wie der Pumpendrehzahl, um die Abgabedurchflussmenge basierend auf dem vorbestimmten Eingangssignal anzupassen, anzupassen. Zudem weist der Luftströmungspfad die Luftzuführungspumpe, das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil, die Abgabestelle und das erste Drosselteil in dieser Reihenfolge beginnend stromaufwärts des Luftströmungspfads auf. Ein Ende des Abgabepfads zur Abgabe eines Teils der durch den Luftströmungspfad strömenden Luft nach außen ist mit der Abgabestelle im Luftströmungspfad verbunden. Das zweite Drosselteil ist im Abgabepfad angeordnet.
Im Allgemeinen kann die Luftzuführungspumpe die Abgabedurchflussmenge ändern, wobei der Betrag der Änderung der Abgabedurchflussmenge in Bezug auf den Betrag der Änderung des Parameters, wie der Pumpendrehzahl, im Wesentlichen konstant ist. Darüber hinaus kann ein Fall, in dem es keine andere Möglichkeit gibt, als Luftzuführungspumpe eine Pumpe, die eine maximale Abgabedurchflussmenge aufweist, die einen Bereich der Durchflussmenge, die erforderlich ist, um das Mischgetränk zu erzeugen, überschreitet, das heißt, eine Pumpe mit einer zu hohen Leistung, einzusetzen, oder ein Fall, in dem eine solche Pumpe absichtlich eingesetzt wird, auftreten.
Die vorliegenden Erfinder haben einen vorausgehenden Versuch durchgeführt, in dem in einem Fall der Nutzung einer solchen Luftzuführungspumpe mit zu hoher Leistung die Durchflussmenge der dem Getränkeströmungspfad zuzuführenden Luft durch Anpassung der Pumpendrehzahl der Luftzuführungspumpe und anschließende Zuführung der gesamten Menge an Luft zum Getränkeströmungspfad durch den Luftströmungspfad angepasst wurde, ohne einen Abgabepfad vorzusehen. Als ein Ergebnis haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass bei Verwendung einer solchen Luftzuführungspumpe mit zu hoher Leistung die Empfindlichkeit der Änderung in der dem Getränkeströmungspfad zuzuführenden Durchflussmenge der Luft (Luftdurchflussmenge) zunimmt, da die Empfindlichkeit der Änderung in der Abgabedurchflussmenge in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl relativ hoch ist. Die vorliegenden Erfinder haben auch bestätigt, dass es schwierig oder unmöglich ist, ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit mit einer Luftzuführungspumpe mit zu hoher Leistung zu erzeugen, auch wenn die Abgabedurchflussmenge geändert werden kann.
In diesem Zusammenhang umfasst die Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Abgabepfad.
Somit wird in der Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil geöffnet und die Luftzuführungspumpe wird mit einer vorbestimmten Abgabedurchflussmenge angetrieben, so dass ein Teil der von der Luftzuführungspumpe abgegebenen Luft durch den Abgabepfad und das zweite Drosselteil nach außen abgegeben wird und der Rest dem Getränkeströmungspfad durch das erste Drosselteil zugeführt wird. Infolgedessen ist es in einer Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, die Empfindlichkeit der Änderung in der Luftdurchflussmenge in Bezug auf die Änderung in der Pumpendrehzahl um einen Betrag, der zu der nach außen abgegebenen Luft korrespondiert, im Vergleich zum vorstehend genannten Fall, in dem kein Abgabepfad vorgesehen ist (das heißt, zum vorstehend genannten vorausgehenden Versuch), zu verringern. Selbst wenn die Pumpendrehzahl geringfügig von der zur Sollluftdurchflussmenge korrespondierenden Pumpendrehzahl abweicht, wird somit die Luftdurchflussmenge so eingestellt, dass sie nahe der Sollluftdurchflussmenge liegt. Darüber hinaus ist es möglich, die Luftdurchflussmenge durch Feinjustierung der Pumpendrehzahl genau auf die Sollluftdurchflussmenge einzustellen. Das heißt, die Luftdurchflussmenge der dem Getränkeströmungspfad zugeführten Luft wird allgemein basierend auf der Abgabedurchflussmenge der Luftzuführungspumpe, der Drosselkanalquerschnittsfläche des ersten Drosselteils und der Drosselkanalquerschnittsfläche des zweiten Drosselteils bestimmt. Mit Änderung der Viskosität des Mischgetränks ist es möglich, das Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit lediglich durch Anpassung eines Parameters der Luftzuführungspumpe, wie der Pumpendrehzahl, um die Abgabedurchflussmenge anzupassen, zu erzeugen.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Getränkebereitstellungsvorrichtung bereitzustellen, die das Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit erzeugen kann.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Flussliniendiagramm der Getränkebereitstellungsvorrichtung.
3 ist eine Seitenansicht einer Heizvorrichtung der Getränkebereitstellu ngsvorrichtung.
4A bis 4D sind konzeptionelle Ansichten zur Erklärung des Zustands eines durch die Getränkebereitstellungsvorrichtung bereitgestellten Mischgetränks.
5 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Erklärung des Verhältnisses zwischen der Drehzahl einer Luftzuführungspumpe der Getränkebereitstellungsvorrichtung und der Luftdurchflussmenge.
6 ist ein Flussliniendiagramm einer Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein ausschnittsweises Flussliniendiagramm zur Erklärung eines modifizierten Beispiels der Getränkeversorgungsvorrichtung der jeweiligen Ausführungsform.

FORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Grundanordnung der Getränkebereitstellungsvorrichtung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung der schematischen Konfiguration einer Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Flussliniendiagramm der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100.
Folgend ist ein Beispiel der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 beschrieben, die neben einer Kaffeemaschine 50 vorgesehen ist und als eine optionale Vorrichtung der Kaffeemaschine 50 genutzt wird, wie in 1 gezeigt.
Die Kaffeemaschine 50 brüht beispielsweise Kaffee aus einem Kaffeepulver und bietet den gebrühten Kaffee in einer Tasse C dar. Die Kaffeemaschine 50 ist dazu ausgebildet, den bevorzugten Kaffee durch Hinzufügen von flüssiger Milch (im Folgenden einfach als „Milch“ bezeichnet) als ein flüssiges Getränk, geschäumter Milch (das heißt, ein Mischgetränk aus Milch und Luft mit relativ niedriger Viskosität) oder aufgeschlagener Milch (das heißt, ein Mischgetränk aus Milch und Luft mit relativ hoher Viskosität) zum gebrühten Kaffee gemäß der Anforderung des Kunden oder dergleichen darzubieten.
Es ist anzumerken, dass es keine klare Grenze zwischen der geschäumten Milch und der aufgeschlagenen Milch gibt. Wie hierin verwendet, werden die geschäumte Milch und die aufgeschlagene Milch kollektiv als „Mischgetränk“ bezeichnet, so lange der Gegenstand keine Unterscheidung zwischen der geschäumten Milch oder der aufgeschlagenen Milch erfordert. Die geschäumte Milch kann entsprechend als ein Mischgetränk mit relativ geringer Viskosität, ein weiches Mischgetränk, ein lockeres Mischgetränk oder ein weicher Schaum bezeichnet werden. Die aufgeschlagene Milch kann entsprechend als ein Mischgetränk mit relativ hoher Viskosität, ein hartes Mischgetränk, ein Mischgetränk, das eine Spitze ausbilden kann, oder ein harter Schaum bezeichnet werden.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 ist in der Lage, Milch oder das Mischgetränk in einem heißen (warmen) oder kalten Zustand bereitzustellen, und umfasst eine Steuerungseinheit 1 und eine Hauptkörpereinheit 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 dazu ausgebildet, Milch oder das Mischgetränk der Tasse C, die in der Kaffeemaschine 50 vorgesehen ist, zuzuführen.
Die Steuerungseinheit 1 steuert den Betrieb der Hauptkörpereinheit 2, wie in 1 gezeigt. Die Steuerungseinheit 1 steuert beispielsweise den Betrieb jeder Vorrichtung (eines Kühlspeichers 4, einer Heizvorrichtung 6, der Pumpen 7 bis 9 und der Ventile V1 bis V8, wie folgend beschrieben) der Hauptkörpereinheit 2, um Milch oder das Mischgetränk in einem heißen oder kalten Zustand basierend auf Instruktionen der Kaffeemaschine 50 bereitzustellen. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 steuert den Betrieb jeder Vorrichtung, um: heiße Milch bereitzustellen, wenn eine Heißmilchbereitstellungsinstruktion S1 in die Steuerungseinheit 1 eingegeben wird; ein heißes Mischgetränk bereitzustellen, wenn eine
Heißmischgetränkebereitstellungsinstruktion S2 in die Steuerungseinheit 1 eingegeben wird; kalte Milch bereitzustellen, wenn eine
Kaltmilchbereitstellungsinstruktion S3 in die Steuerungseinheit 1 eingegeben wird; und ein kaltes Mischgetränk bereitzustellen, wenn eine
Kaltmischgetränkebereitstellungsinstruktion S4 in die Steuerungseinheit 1 eingegeben wird. Wenn keine der Bereitstellungsinstruktionen (S1 bis S4) in die Steuerungseinheit 1 eingegeben wird, wird die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 in einen Standby-Zustand versetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Hauptkörpereinheit 2 einen Milchtank 3, den Kühlspeicher 4, einen Wassertank 5, die Heizvorrichtung 6, die erste Pumpe 7, die zweite Pumpe 8 und die dritte Pumpe 9, wie in 2 gezeigt.
Der Milchtank 3 ist ein Tank zur Speicherung von Milch als ein flüssiges Getränk. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Milchtank 3 im Kühlspeicher 4 untergebracht und ist dazu ausgebildet, die Milch bei entsprechend niedriger Temperatur speichern zu können. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert der Milchtank 3 zum „Tank“ der vorliegenden Erfindung.
Der Kühlspeicher 4 nimmt in sich zumindest den Milchtank 3 auf und ist dazu ausgebildet, die Innentemperatur auf einer entsprechend niedrigen Solltemperatur halten zu können. In der vorliegenden Ausführungsform sind neben dem Milchtank 3 Vorrichtungen, wie die erste Pumpe 7, im Kühlspeicher 4 angeordnet. Beispielsweise wird die Innentemperatur im Kühlspeicher gesteuert, um in einem Bereich von weniger als 10 °C oder insbesondere in einem Bereich von 2 bis 3 °C zu liegen.
Der Wassertank 5 ist ein Tank, der Wasser speichert. Dem Wassertank 5 wird Wasser von einer Wasserquelle über einen Wasserzuführungspfad L1 zugeführt, der dazu ausgebildet ist, beispielsweise durch ein erstes elektromagnetisches Ein-Aus-Ventil V1 geöffnet und geschlossen zu werden. Überlaufwasser wird aus dem Wassertank 5 über einen Überlaufpfad L2 abgeleitet.
Die Heizvorrichtung 6 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen von Milch oder einem Mischgetränk. Die Heizvorrichtung 6 ist dazu ausgebildet, eine Heizleitung L31, die einen Teil eines Milchströmungspfads L3, der den Milchtank 3 und eine Getränkeabgabeöffnung 10 verbindet, bildet, zu heizen. Insbesondere in einem Zustand, in dem die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 aktiviert ist (Hauptstrom EIN), führt die Heizvorrichtung 6 einer elektrischen Heizung 6b, wie folgend beschrieben, immer Strom zu. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert der Milchströmungspfad L3 zum „Getränkeströmungspfad“ der vorliegenden Erfindung.
In der vorliegenden Ausführungsform verbindet der Milchströmungspfad L3 ein Sieb 11, das im Milchtank 3 angeordnet ist, mit der Getränkeabgabeöffnung 10. Der Milchströmungspfad L3 ist ein Strömungspfad, durch den hauptsächlich Milch und ein Mischgetränk strömen. Der Milchströmungspfad L3 umfasst beispielsweise eine Einströmleitung L30, die Heizleitung L31, eine Förderleitung L32, eine Auslassleitung L33 und eine Bypassleitung L34.
Die Einströmleitung L30 ist stromaufwärts der Heizvorrichtung 6 angeordnet. Ein Ende der Einströmleitung ist mit einem folgend beschriebenen ersten Schaltventil V3 verbunden, und das andere Ende ist mit einem folgend beschriebenen einlassseitigen Endabschnitt L31b der Heizleitung L31 verbunden. Die Heizleitung L31 ist in der Heizvorrichtung 6 angeordnet, wie folgend beschrieben wird. Die Förderleitung L32 ist stromabwärts der Heizvorrichtung 6 angeordnet. Ein Ende der Förderleitung L32 ist mit einem auslassseitigen Endabschnitt L31 a der Heizleitung L31 verbunden, und das andere Ende ist mit einem folgend beschriebenen zweiten Schaltventil V4 verbunden. Die Auslassleitung L33 verbindet ein auslassseitiges Ende (korrespondierend zu einem Abschnitt, mit dem das folgend beschriebene zweite Schaltventil V4 in 2 verbunden ist) der Förderleitung L32 mit der Getränkeabgabeöffnung 10. Die Bypassleitung L34 ist so angeordnet, dass sie die Heizleitung L31 umgeht. Eine Ablaufleitung L4 ist mit dem auslassseitigen Ende der Förderleitung L32 verbunden. Der Milchströmungspfad L3, mit Ausnahme der Heizleitung L31, besteht beispielsweise aus einem Silikonschlauch oder einem Fluorschlauch. Andererseits besteht die Heizleitung L31 beispielsweise aus einer spiralförmig gewickelten Edelstahlleitung. Die Getränkebereitstellungsöffnung 10 ist beispielsweise eine Düseneinheit, aus der Milch oder ein Mischgetränk gefördert wird und ist über der Tasse C angeordnet.
3 ist eine Seitenansicht der Heizvorrichtung 6. Insbesondere umfasst die Heizvorrichtung 6: einen Hauptkörper 6a, der aus einen rechteckigen parallelepipedischen Aluminiumblockguss gemacht ist; der U-förmigen elektrischen Heizung 6b, die in den Hauptkörper 6a eingegossen ist; und einen Temperaturmesssensor 6c, der in ein im oberseitigen Abschnitt vorgesehenes Loch des Hauptkörpers 6a eingesetzt ist.
Die Heizleitung L31 und die elektrische Heizung 6b sind in den Hauptkörper 6a eingegossen. Der auslassseitige Endabschnitt L31a der Heizleitung L31 ragt von einer Seite des Hauptkörpers 6a an einem vorbestimmten vertikalen oberen Abschnitt nach außen, und der einlassseitige Endabschnitt L31b der Heizleitung L31 ragt von einer der einen Seite des Hauptkörpers 6a gegenüberliegenden Seite an einem vorbestimmten vertikalen unteren Abschnitt nach außen. Die Temperatur im Hauptkörper 6a wird durch den Temperaturmesssensor 6c gemessen und wird beispielsweise in die Steuerungseinheit 1 eingegeben. Die Steuerungseinheit 1 steuert den Eingangsstrom oder dergleichen der elektrischen Heizung 6b basierend auf der gemessenen Temperatur des Temperaturmesssensors 6c, um die Temperatur des Hauptkörpers 6a so zu steuern, dass sie auf einer vorbestimmten Sollheiztemperatur gehalten wird. Wenn der Hauptkörper 6a durch die elektrische Heizung 6b erhitzt wird, wird die in den Hauptkörper 6a eingegossene Heizleitung L31 ebenfalls erhitzt. Wenn kalte Milch oder ein kaltes Mischgetränk dazu veranlasst wird, durch die Heizleitung L31 in einem Zustand, in dem die Sollheiztemperatur der Heizvorrichtung 6 auf etwa 75 °C eingestellt ist, zu strömen, strömt heiße Milch oder ein heißes Mischgetränk, die oder das auf eine adäquate Trinktemperatur erhitzt wurde, aus dem auslassseitigen Endabschnitt L31a.
Prinzipiell ist die erste Pumpe 7 eine Pumpe zur Aufnahme und Förderung von Milch aus dem Milchtank 3 und ist an einem vorbestimmten Abschnitt im Milchströmungspfad L3, näher zum Milchtank 3 in Bezug auf die Heizleitung L31, angeordnet. Insbesondere ist die erste Pumpe 7 stromaufwärts eines Verzweigungsabschnitts (korrespondierend zum folgend beschriebenen ersten Schaltventil V3 in 2) im Milchströmungspfad L3, bei dem die Bypassleitung L34 abzweigt, angeordnet und ist an einem vorbestimmten Abschnitt des Milchströmungspfads L3 im Kühlspeicher 4 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert die erste Pumpe 7 zur „Getränkeförderpumpe“ der vorliegenden Erfindung.
Die zweite Pumpe 8 ist eine Pumpe zur Aufnahme und Förderung von Wasser aus dem Wassertank 5 und ist in einem Wasserströmungspfad L5 angeordnet. Die zweite Pumpe 8 ist eine Pumpe zur Zuführung von Wasser zum Füllen der Milchströmungspfads L3 während des Standby-Modus der Getränkebereitstellungsvorrichtung, und Wasser (Spülwasser) zum Spülen und Reinigen des Inneren des Milchströmungspfads L3 nachdem Milch oder ein Mischgetränk zugeführt wurde. Ein Ende des Wasserströmungspfads L5 ist mit einem am Boden des Wassertanks 5 angeordneten Auslass 5a verbunden, und das andere Ende ist mit einem sich zwischen der ersten Pumpe 7 und dem Sieb 11 in dem Milchströmungspfad L3 befindenden vorbestimmten Abschnitt (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z1“ bezeichnet) verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Bypassleitung L51 vorgesehen, die von dem Wasserströmungspfad L5 in einem vorbestimmten Abschnitt stromabwärts (der Seite des Verbindungsabschnitts Z1) der zweiten Pumpe 8 (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z2“ bezeichnet) abzweigt. Ein Ende der Bypassleitung L51 ist mit dem Verbindungsabschnitt Z2 verbunden, und die andere Seite ist mit einem vorbestimmten Abschnitt (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z3“ bezeichnet) im Milchströmungspfad L3, der sich zwischen der ersten Pumpe 7 und einem Verzweigungsabschnitt (korrespondierend zum folgend beschriebenen Schaltventil V3 in 2), an dem die Einströmleitung L30 und die Bypassleitung L34 abzweigen, befindet, verbunden. Wenn das Innere des Milchströmungspfads L3, der den im Kühlspeicher 4 aufgenommenen Abschnitt des Milchströmungspfads L3 (innere Leitungen) umfasst, einer Spülung unterzogen wird, wird das Wasser dem Milchströmungspfad L3 durch den Verbindungsabschnitt Z1 zugeführt. Wenn der sich außerhalb des Kühlspeichers 4 erstreckende Abschnitt des Milchströmungspfads L3 (externe Leitungen) einer Spülung unterzogen wird, wird das Wasser dem Milchströmungspfad L3 über die Bypassleitung L51 und den Verbindungsabschnitt Z3 zugeführt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Wasserströmungspfad mit einer Rücklaufleitung L52 versehen, um die zweite Pumpe 8 zu umgehen. Ein Ende der Rücklaufleitung L52 ist mit einem sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z2 und der zweiten Pumpe 8 befindenden vorbestimmten Abschnitt (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z4“ bezeichnet) verbunden, und das andere Ende ist mit einem sich zwischen der zweiten Pumpe 8 und dem Auslass 5a des Wassertanks 5 befindenden vorbestimmten Abschnitt (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z5“ bezeichnet) verbunden.
Die dritte Pumpe 9 ist in einem Luftströmungspfad L6 angeordnet. Die dritte Pumpe 9 ist eine Pumpe zur Aufnahme und Förderung von Luft und ist dazu ausgebildet, die Abgabedurchflussmenge der Luft basierend auf einem vorbestimmten Eingangssignal ändern zu können. Insbesondere ist die dritte Pumpe 9 derart konfiguriert, dass ihre Leistung (Abgabedurchflussmenge, etc.) beispielsweise durch Änderung der Drehzahl der Pumpe basierend auf einem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1 variiert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die dritte Pumpe 9 beispielsweise Luft zur Mischgetränkeerzeugung und Luft zur Durchführung der Luftspülung im Milchströmungspfad L3 bereit. Mit anderen Worten dient in der vorliegenden Ausführungsform die dritte Pumpe 9, das heißt, nur eine einzelne Pumpe, sowohl als Pumpe zur Bereitstellung von Luft zur Erzeugung eines Mischgetränks als auch als Pumpe zur Bereitstellung von Luft zur Durchführung der Luftspülung. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 treibt die dritte Pumpe 9 an (insbesondere öffnet sie zudem ein folgend beschriebenes fünftes Ein-Aus-Ventil V7), um dem Milchströmungspfad L3 Luft zuzuführen, und treibt die erste Pumpe 7 an, um ein Mischgetränk aus Milch und Luft zu erzeugen, und anschließend wird dieses Mischgetränk aus der Getränkeabgabeöffnung 10 gefördert und der Tasse C zugeführt. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert die dritte Pumpe 9 zur „Luftzuführungspumpe“ der vorliegenden Erfindung.
Prinzipiell ist der Luftströmungspfad L6 ein Strömungspfad, durch den dem Milchströmungspfad L3 zuzuführende Luft strömt. Beispielsweise ist ein Ende des Luftströmungspfads L6 mit einem Lufteinlass 12, der nach außen offen ist, verbunden, und das andere Ende ist mit einem sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und dem Verbindungsabschnitt Z2 im Wasserströmungspfad L5 befindenden vorbestimmten Abschnitt (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z6“ bezeichnet) verbunden. Dem Wasserströmungspfad L5 durch den Verbindungsabschnitt Z6 zugeführte Luft strömt durch einen Strömungspfad, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und dem Verbindungsabschnitt Z1 im Wasserströmungspfad L5 erstreckt, und die Luft wird schließlich dem Milchströmungspfad L3 durch den Verbindungsabschnitt Z1, der sich zwischen der ersten Pumpe 7 und dem Sieb 11 im Milchströmungspfad L3 befindet, zugeführt. Somit wird der Luftströmungspfad L6 bereitgestellt, durch den dem Milchströmungspfad L3 durch einen vorbestimmten Abschnitt (Verbindungsabschnitt Z1 in der vorliegenden Ausführungsform), der sich zwischen dem Milchtank 3 und der ersten Pumpe 7 im Milchströmungspfad L3 befindet, zuzuführende Luft strömt.
Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Bypassleitung L61 vorgesehen, die vom Luftströmungspfad L6 an einem Verzweigungsabschnitt Z7 stromabwärts der dritten Pumpe 9 abzweigt. Ein Ende der Bypassleitung L61 ist mit dem Verzweigungsabschnitt Z7 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Verbindungsabschnitt Z2 im Wasserströmungspfad L5 verbunden. Die Bypassleitung L61 ist über den Wasserströmungspfad L5 oder die Bypassleitung L51 mit dem Milchströmungspfad L3 verbunden. Prinzipiell ist der Luftströmungspfad L6 dazu ausgebildet, Luft zur Mischgetränkeerzeugung hierdurch strömen zu lassen, und die Bypassleitung L61 ist dazu ausgebildet, Luft zur Luftspülung hierdurch strömen zu lassen. Mit anderen Worten ist die Bypassleitung L61 dazu ausgebildet, vom Luftströmungspfad L6 an einem vorbestimmten Abschnitt (Verzweigungsabschnitt Z7 in 2), der sich zwischen dem fünften Ein-Aus-Ventil V7, das folgend beschrieben wird, und der dritten Pumpe 9 befindet, abzuzweigen, um das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 und ein folgend beschriebenes erstes Drosselteil 16 zu umgehen und um mit dem Milchströmungspfad L3 verbunden zu werden. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert die Bypassleitung L61 zum „Bypassströmungspfad“ der vorliegenden Erfindung.
Darüber hinaus ist in der Mitte des Luftströmungspfads L6 ein Abgabepfad (Abführungspfad) L7 zur Abgabe eines Teils der durch den Luftströmungspfad L6 strömenden Luft mit der Außenseite verbunden. Ein Ende des Abgabepfads L7 ist mit einer Abgabestelle Z8, die ein vorbestimmter Abschnitt ist, der sich zwischen dem milchströmungspfadseitigen Ende (dem Abschnitt an dem Verbindungsabschnitt Z6 in 2) und der dritten Pumpe 9 im Luftströmungspfad L6 befindet, verbunden, und das andere Ende ist nach außen geöffnet. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert der Verbindungsabschnitt Z6 zum „getränkeströmungspfadseitigen Ende“ der vorliegenden Erfindung.
Als Nächstes werden Vorrichtungen, die im Milchströmungspfad L3, im Wasserströmungspfad L5, in der Bypassleitung L51, in der Rücklaufleitung L52, im Luftströmungspfad L6, in der Bypassleitung L61 und im Abgabepfad L7 vorgesehen sind, ausführlich beschrieben.
Der Milchströmungspfad L3 weist das Sieb 11, das zweite Ein-Aus-Ventil V2, die erste Pumpe 7, ein Expansionsteil 13, das erste Schaltventil V3, die Heizvorrichtung 6 und das zweite Schaltventil V4 in dieser Reihenfolge vom Milchtank 3 zur Getränkeabgabeöffnung 10 auf. Der Verbindungsabschnitt Z1 befindet sich zwischen dem zweiten Ein-Aus-Ventil V2 und der ersten Pumpe 7, und der Verbindungsabschnitt Z3 befindet sich zwischen dem Expansionsteil 13 und dem ersten Schaltventil V3.
Das zweite Ein-Aus-Ventil V2 öffnet und schließt den Milchströmungspfad L3 und wird beispielsweise aus einem Magnetventil gebildet, das im Ausgangszustand (Strom AUS) geschlossen (N.C.) ist.
Das erste Schaltventil V3 ist ein Ventil zum selektiven Schalten von Strömungspfaden der Milch, etc., die durch den Milchströmungspfad L3 zwischen einem Strömungspfad über die Heizleitung L31 und einem Strömungspfad über die Bypassleitung L34 strömt, und wird beispielsweise aus einem elektromagnetischen Dreiwegeventil gebildet. Beispielsweise wird das erste Schaltventil V3 betrieben, um in einem Ausgangszustand (Strom AUS) eine Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt Z3 und der Bypassleitung L34 bereitzustellen und eine Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt Z3 und der Heizleitung L31 (insbesondere der Einströmleitung L30) zu sperren, wobei das erste Schaltventil V3 betrieben wird, um in einem Bestromungszustand (Strom EIN) die Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt Z3 und der Bypassleitung L34 zu sperren und die Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt Z3 und der Heizleitung L31 (insbesondere der Einströmleitung L30) bereitzustellen.
Das zweite Schaltventil V4 ist ein Ventil zum selektiven Schalten der Förderziele der Milch, etc., die durch den Milchströmungspfad L3 strömt, zwischen der Getränkeabgabeöffnung 10 (Auslassleitung L33) und der Ablaufleitung L4, und wird beispielsweise durch ein elektromagnetisches Dreiwegeventil gebildet. Beispielsweise wird das zweite Schaltventil V4 in einem Ausgangszustand (Strom AUS) betrieben, um eine Verbindung zwischen der Förderleitung L32 und der Ablaufleitung L4 bereitzustellen und um eine Verbindung zwischen der Förderleitung L32 und der Auslassleitung L33 zu sperren. Im Bestromungszustand (Strom EIN) wird das zweite Schaltventil V4 betrieben, um eine Verbindung zwischen der Förderleitung L32 und der Ablaufleitung L4 zu sperren und um eine Verbindung zwischen der Förderleitung L32 und der Auslassleitung L33 bereitzustellen.
Der Wasserströmungspfad L5 weist ein Sieb 14, die zweite Pumpe 8, ein erstes Sperrventil C1, ein drittes Ein-Aus-Ventil V5, ein zweites Sperrventil C2 und ein drittes Sperrventil C3 in dieser Reihenfolge von dem Auslass 5a des Wassertanks 5 zum Verbindungsabschnitt Z1 auf. Der Verbindungsabschnitt Z2 befindet sich in einem vorbestimmten Abschnitt zwischen dem ersten Sperrventil C1 und dem dritten Ein-Aus-Ventil V5. Der Verbindungsabschnitt Z4 befindet sich zwischen dem ersten Sperrventil C1 und dem Verbindungsabschnitt Z2. Der Verbindungsabschnitt Z5 befindet sich zwischen dem Sieb 14 und der zweiten Pumpe 8. Der Verbindungsabschnitt Z6 befindet sich zwischen dem zweiten Sperrventil C2 und dem dritten Sperrventil C3.
Das dritte Ein-Aus-Ventil V5 öffnet und schließt den Wasserströmungspfad L5 und wird beispielsweise durch ein Magnetventil gebildet, das im Ausgangszustand (Strom AUS) geschlossen (N.C.) ist. Das erste Sperrventil C1, das zweite Sperrventil C2 und das dritte Sperrventil C3 erlauben jeweils ein Strömen vom Auslass 5a zum Verbindungsabschnitt Z1 und sperren jeweils ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z1 zum Auslass 5a. Der Öffnungsdruck jedes Sperrventils (C1 bis C3) ist so eingestellt, dass sich die Sperrventile umgehend öffnen, wenn die zweite Pumpe 8 aktiviert wird.
Die Bypassleitung L51 weist ein viertes Ein-Aus-Ventil V6 und ein viertes Sperrventil C4 in dieser Reihenfolge vom Verbindungsabschnitt Z2 zum Verbindungsabschnitt Z3 auf.
Das vierte Ein-Aus-Ventil V6 öffnet und schließt die Bypassleitung L51 und wird beispielsweise durch ein Magnetventil gebildet, das in einem Ausgangszustand (Strom AUS) geschlossen (N.C.) ist.
Das vierte Sperrventil C4 erlaubt ein Strömen vom Verbindungabschnitt Z2 zum Verbindungsabschnitt Z3 und sperrt ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z3 zum Verbindungsabschnitt Z2. Der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks des vierten Sperrventils C4 ist der gleiche wie der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks jedes Sperrventils (C1 bis C3), das in dem Wasserströmungspfad L5 vorgesehen ist.
Die Rücklaufleitung weist ein fünftes Sperrventil C5 auf, das ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z4 zum Verbindungsabschnitt Z5 erlaubt und ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z5 zum Verbindungsabschnitt Z4 sperrt. Der Öffnungsdruck des fünften Sperrventils C5 wird höher eingestellt als der Druck, der während des normalen Betriebs der zweiten Pumpe 8 generiert wird. Das heißt, der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks des fünften Sperrventils C5 ist höher als der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks jedes Sperrventils (C1 bis C4), das im Wasserströmungspfad L5 und in der Bypassleitung L51 vorgesehen ist. Das fünfte Sperrventil C5 ist so konfiguriert, dass es geöffnet werden kann, um Wasser durch die Rücklaufleitung L52 zu zirkulieren, wenn eine Anomalie stromabwärts der zweiten Pumpe 8 auftritt.
Der Luftströmungspfad L6 weist ein Sieb 15, die dritte Pumpe 9, das fünfte Ein-Aus-Ventil V7, das erste Drosselteil 16 und ein sechstes Sperrventil C6 in dieser Reihenfolge vom Lufteinlass 12 zum Verbindungsabschnitt Z6 auf. Der Verzweigungsabschnitt Z7 befindet sich in einem vorbestimmten Abschnitt zwischen der dritten Pumpe 9 und dem fünften Ein-Aus-Ventil V7, und die Abgabestelle Z8 befindet sich zwischen dem fünften Ein-Aus-Ventil V7 und dem ersten Drosselteil 16. Die Bypassleitung L61, die vom Luftströmungspfad L6 am Verzweigungsabschnitt Z7 abzweigt, weist ein sechstes Ein-Aus-Ventil V8 und ein siebtes Sperrventil C7 in dieser Reihenfolge vom Verzweigungsabschnitt Z7 zum Verbindungsabschnitt Z2 auf.
Das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 ist in einem Strömungspfad, der sich zwischen der Abgabestelle Z8 und der dritten Pumpe 9 im Strömungspfad L6 erstreckt, angeordnet und öffnet und schließt diesen Strömungspfad. Das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 wird beispielsweise durch ein Magnetventil gebildet, das im Ausgangszustand (Strom AUS) geschlossen (N.C.) ist. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 zum „Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil“ der vorliegenden Erfindung.
Das erste Drosselteil 16 ist ein Drosselelement, das in einem Strömungspfad angeordnet ist, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und dem Abgabeabschnitt Z8 im Luftströmungspfad L6 erstreckt. Insbesondere ist das erste Drosselteil 16 eine festgelegte Drossel, die eine vorbestimmte Drosselkanalquerschnittsfläche A1 aufweist, und wird beispielsweise durch eine Blende gebildet.
Das sechste Ein-Aus-Ventil V8 ist in der Bypassleitung L61 angeordnet und öffnet und schließt die Bypassleitung L61. Das sechste Ein-Aus-Ventil V8 wird beispielsweise durch ein Magnetventil gebildet, das im Ausgangszustand (Strom AUS) geschlossen (N.C.) ist. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert das sechste Ein-Aus-Ventil V8 zum „Bypassströmungspfad-Ein-Aus-Ventil“ der vorliegenden Erfindung.
Das sechste Sperrventil C6 ist in einem Strömungspfad angeordnet, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und dem ersten Drosselteil 16 im Luftströmungspfad L6 erstreckt. Das sechste Sperrventil C6 erlaubt ein Strömen vom ersten Drosselteil 16 zum Verbindungsabschnitt Z6 und sperrt ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z6 zum ersten Drosselteil 16. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert das sechste Sperrventil C6 zum „Luftströmungspfadsperrventil“ der vorliegenden Erfindung.
Das siebte Sperrventil C7 erlaubt ein Strömen vom Verzweigungsabschnitt Z7 zum Verbindungsabschnitt Z2 und sperrt ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z2 zum Verzweigungsabschnitt Z7. Der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks des sechsten Sperrventils C6 und des siebten Sperrventils C7 ist jeweils der gleiche wie der eingestellte Wert des Öffnungsdrucks jedes Sperrventils (C1 bis C4), das im Wasserströmungspfad L5 und in der Bypassleitung L51 vorgesehen ist. Das sechste Sperrventil C6 und das siebte Sperrventil C7 öffnen sich umgehend, wenn die dritte Pumpe 9 aktiviert wird.
Ein zweites Drosselteil 17 ist im Abgabepfad L7 angeordnet. Das zweite Drosselteil 17 ist ein Drosselelement. Insbesondere ist das zweite Drosselteil 17 eine festgelegte Drossel, die eine Drosselkanalquerschnittsfläche A2 aufweist, die größer ist als die Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16, und wird beispielsweise durch eine Blende gebildet.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 ist so konfiguriert, dass durch Zuführung von Luft zum Milchströmungspfad L3 durch einen vorbestimmten Abschnitt, der sich zwischen der ersten Pumpe 7 und dem Milchtank 3 im Milchströmungspfad L3 befindet, und durch Antreiben der ersten Pumpe 7 kalte Milch und Luft gemischt werden, und das Mischgetränk wird aus der Getränkeabgabeöffnung 10 gefördert und bereitgestellt. Insbesondere ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 so konfiguriert, dass sie ein Mischgetränk durch Zuführung von durch die dritte Pumpe 9 aufgenommener Luft zum Milchströmungspfad L3 über den Luftströmungspfad L6, den Verbindungsabschnitt Z6, den Wasserströmungspfad L5 und den Verbindungsabschnitt Z1 und anschließend durch entsprechendes Mischen der Luft mit Milch im Milchströmungspfad L3 und durch Strömen der Mischung durch den Milchströmungspfad L3 erzeugen kann. Die dritte Pumpe 9 ändert die Abgabedurchflussmenge der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch Änderung der Pumpendrehzahl N basierend auf einem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1. Die dritte Pumpe 9 ist dazu ausgebildet, die Luftdurchflussmenge F der durch den Luftströmungspfad L6 (insbesondere den Strömungspfad, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und der Abgabestelle Z8 erstreckt) strömenden Luft durch Änderung der Abgabedurchflussmenge anpassen zu können. Somit kann die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 das Mischungsverhältnis von Milch und Luft in einem Mischgetränk, das heißt, das Verhältnis der Luft in einem Mischgetränk, durch entsprechende Anpassung der Pumpendrehzahl N der dritten Pumpe 9 anpassen.
Luftverhältnis im Mischgetränk und Viskosität des Mischgetränks
4A bis 4D sind konzeptionelle Ansichten zur Erklärung des Zustands eines durch die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 bereitgestellten Mischgetränks. Jede der 4A bis 4D zeigt den Zustand eines Mischgetränks mit verändertem Mischungsverhältnis von Milch und Luft im Mischgetränk (Verhältnis der Luft im Mischgetränk). Das Verhältnis der Luft nimmt in der Reihenfolge der 4A, 4B, 4C und 4D zu.
Wie in 4A gezeigt, sollte erkennbar sein, dass sich das Mischgetränk im Wesentlichen flach verteilt, um die Oberfläche des Kaffees in der Tasse C zu bedecken, und es locker und viel weniger viskos ist. Wie in 4B gezeigt, sollte erkennbar sein, dass das Mischgetränk die Oberfläche des Kaffees bedeckt und das Mischgetränk in der Mitte leicht ansteigt und somit das Mischgetränk viskos ist. Es sollte erkennbar sein, dass die Anstiegshöhe (Peakhöhe) H des Mischgetränks in der Mitte von 4B bis 4D zunimmt, was anzeigt, dass die Viskosität ansteigt. Das heißt, mit Zunahme der Menge der mit der Milch gemischten Luft (Luftdurchflussmenge F), um das Verhältnis der Luft im Mischgetränk zu erhöhen, steigt die Viskosität des Mischgetränks an. Dies resultiert im Erscheinungsbild in einer Zunahme der Anstiegshöhe H des Mischgetränks. Um ein Mischgetränk mit einer vorbestimmten Anstiegshöhe H gemäß den Anforderungen und Präferenzen von Nutzern und dergleichen der Oberfläche eines Kaffees zuzuführen, ist es somit erforderlich, ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität, die zur vorbestimmten Anstiegshöhe H korrespondiert, zu erzeugen. Um das Mischgetränk mit der vorbestimmten Viskosität zu erzeugen, ist es erforderlich, Luft mit Milch in dem zur vorbestimmten Viskosität korrespondierenden Verhältnis mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit zu mischen. Das heißt, mit Zunahme der in die Milch zu mischenden Menge an Luft (Luftdurchflussmenge F) erhöht sich die Viskosität des Mischgetränks, so dass die Anstiegshöhe H zunimmt, und somit ist es erforderlich, die in die Milch zu mischende Menge an Luft (Luftdurchflussmenge F) genau einzustellen, um das Mischgetränk mit der vorbestimmten Viskosität (vorbestimmten Anstiegshöhe H) zu erzeugen.
Beziehung zwischen Pumpendrehzahl der dritten Pumpe und Luftdurchflussmenge der Luft
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerungseinheit 1 so konfiguriert, dass sie einen Luftspülbetrieb (insbesondere einen Ablaufprozess und einen Luftspülprozess, die folgend beschrieben werden) ausführt, der Luft durch den Milchströmungspfad L3 und dergleichen strömen lässt. Luft zur Luftspülung und Luft zur Erzeugung eines Mischgetränks werden durch die einzelne Pumpe, das heißt, die dritte Pumpe 9, bereitgestellt.
Hier wird dieser Luftspülbetrieb zum Zwecke des Ausblasens von Wasser und dergleichen in den Leitungen durch Antrieb der dritten Pumpe 9 und der ersten Pumpe 7 ausgeführt, um Luft kraftvoll durch die Leitungen, wie den Milchströmungspfad L3, strömen zu lassen. Somit sind die Menge (Durchflussmenge) und der Abgabedruck der Luft, die für diese Luftspülung erforderlich sind, größer (höher) als die Menge (Durchflussmenge) und der Abgabedruck der Luft, die für die Mischgetränkeerzeugung erforderlich sind. Wenn die Luft zur Luftspülung und die Luft zur Mischgetränkeerzeugung durch die einzelne dritte Pumpe 9 bereitgestellt werden, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist die dritte Pumpe 9 daher so ausgebildet, dass sie eine maximale Abgabedurchflussmenge und einen maximalen Abgabedruck aufweist, die unverhältnismäßig sind, um einen Mischgetränkebereitstellungsbetrieb (Getränkeabgabeprozess, der gemäß den folgend beschriebenen Bereitstellungsinstruktionen S2 oder S4 ausgeführt wird) durchzuführen. Demgemäß weist die dritte Pumpe 9 in der vorliegenden Ausführungsform eine maximale Abgabedurchflussmenge auf, die den zur Durchführung des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs erforderlichen Durchflussmengenbereich übersteigt, und hat eine zu hohe Leistung für die Mischgetränkeerzeugung. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird die dritte Pumpe 9, die eine zu hohe Leistung für die Mischgetränkeerzeugung aufweist, absichtlich eingesetzt. Selbst wenn während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs die Pumpendrehzahl N der dritten Pumpe 9 verringert wird und die gesamte Menge der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch das erste Drosselteil 16 geführt wird, kann infolgedessen beispielsweise ein Fall eintreten, in dem es schwierig oder unmöglich ist, die Luftdurchflussmenge F aus den folgend beschriebenen Gründen auf eine vorbestimmten Sollluftdurchflussmenge Fc, die zu einer vorbestimmten Viskosität (vorbestimmten Anstiegshöhe H) korrespondiert, einzustellen.
5 zeigt eine konzeptionelle Ansicht zur Erklärung der Beziehung zwischen der Pumpendrehzahl N (N0, N1) der in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzten dritten Pumpe 9 und der Luftdurchflussmenge F der stromabwärts des ersten Drosselteils 16 durch den Luftströmungspfad L6 strömenden Luft. Die horizontale Achse repräsentiert die Pumpendrehzahl N (N0, N1) der dritten Pumpe 9, und die vertikale Achse repräsentiert die zur Pumpendrehzahl N (N0, N1) korrespondierende Luftdurchflussmenge F der Luft. Eine Kurve W0, die durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie in der Figur gekennzeichnet ist, zeigt die Beziehung zwischen der Pumpendrehzahl N0 und der Luftdurchflussmenge F in einem Fall, in dem die gesamte Menge der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft gemäß der Abgabedurchflussmenge und des Abgabedrucks direkt zum ersten Drosselteil 16 geführt wird (das heißt, es wird angenommen, dass kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist). In der Figur zeigt eine Kurve W1, die durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet ist, die Beziehung zwischen der Pumpendrehzahl N1 und der Luftdurchflussmenge F in einem Fall, in dem ein Teil der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft über einen Abgabepfad L7 nach außen abgegeben wird (das heißt, wie in der vorliegenden Ausführungsform, in der der Abgabepfad L7 vorgesehen ist).
Wie in 5 gezeigt, weist die Kurve WO (kein Abgabepfad L7 vorgesehen) einen steileren Gradienten der Betragsänderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Betragsänderung der Pumpendrehzahl N0 (beispielsweise ΔF/ΔN0) auf als der Gradient der Betragsänderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Betragsänderung der Pumpendrehzahl N1 (beispielsweise ΔF/ΔN1) in der Kurve W1 (die vorliegende Ausführungsform). Das heißt, der Gradient der Kurve W0 ist steiler als der Gradient der Kurve W1 im Luftdurchflussmengenbereich der Luft zur Mischgetränkeerzeugung (beispielsweise ein Bereich von einer oberen Luftdurchflussmengengrenze Fmax bis zu einer unteren Luftdurchflussmengengrenze Fmin, wie folgend beschrieben). Da die Empfindlichkeit der Änderung im Steuerungsziel (Durchflussmenge F) in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl N0 im Durchflussmengenbereich der Luft zur Mischgetränkeerzeugung zu hoch ist, ändert sich demnach die Luftdurchflussmenge erheblich, selbst wenn sich die Pumpendrehzahl N0 geringfügig ändert. Infolgedessen kann ein Fall auftreten, in dem es schwierig oder unmöglich ist, die Luftdurchflussmenge auf die oder nahe der Sollluftdurchflussmenge Fc mit hoher Genauigkeit einzustellen, da die Luftdurchflussmenge F erheblich von der Solldurchflussmenge Fc abweichen kann, wenn die Pumpendrehzahl N geringfügig von der Pumpendrehzahl N0c, die zur Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, abweicht. Ein Durchflussmengenanpassungsbereich ΔF (obere Luftdurchflussmengengrenze Fmax, untere Luftdurchflussmengengrenze Fmin) der Luftdurchfussmenge F, der zum Viskositätsbereich des Mischgetränks gemäß den Anforderungen und Präferenzen von Nutzern und dergleichen korrespondiert, wird im Voraus abgeschätzt. Wenn der Gradient steil ist, kann somit der Anpassungsbereich ΔN0 der Pumpendrehzahl N, der zum Durchflussmengenanpassungsbereich ΔF korrespondiert, ein relativ enger Bereich sein. Demnach kann es schwierig oder unmöglich sein, ein Mischgetränk mit einer Viskosität gemäß den Anforderungen und Präferenzen von Nutzern oder dergleichen durch Anpassung der Pumpendrehzahl N0 in diesem engen Anpassungsbereich ΔN0 bereitzustellen.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Teil der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch den Abgabepfad L7 nach außen abgegeben wird, verringert sich im Gegensatz dazu die Durchflussmenge der zum ersten Drosselteil 16 strömenden Luft im Vergleich zu einem Fall, in dem kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform die Drosselkanalquerschnittsfläche A2 des zweiten Drosselteils 17 des Abgabepfads L7 größer eingestellt als die Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16, so dass die meiste der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch das zweite Drosselteil 17 nach außen abgegeben wird, und der Rest wird dem Milchströmungspfad L3 durch das erste Drosselteil 16 zugeführt. Demnach ist es, wie in 5 gezeigt, möglich, einen mäßigeren Gradienten zu erzielen, als wenn kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist (Kurve W0), und es ist möglich, die Empfindlichkeit der Änderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 im Vergleich zu einem Fall, in dem kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist, zu verringern. Selbst wenn die Pumpendrehzahl N geringfügig von der Pumpendrehzahl N1c, die zur Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, abweicht, wird somit die Luftdurchflussmenge F nahe der Sollluftdurchflussmenge Fc eingestellt. Darüber hinaus kann die Luftdurchflussmenge F durch Feinjustierung der Pumpendrehzahl N genau auf die Sollluftdurchflussmenge Fc eingestellt werden. Das heißt, die Luftdurchflussmenge F der dem Milchströmungspfad L3 zugeführten Luft wird generell basierend auf der Abgabedurchflussmenge der dritten Pumpe 9, der Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16 und der Drosselkanalquerschnittsfläche A2 der zweiten Drosselteils 17 bestimmt. Bei Änderung der Viskosität eines Mischgetränks kann ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität durch ledigliche Anpassung der Pumpendrehzahl N basierend auf dem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1, um die Abgabedurchflussmenge der dritten Pumpe 9 anzupassen, mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit erzeugt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in der der Gradient mäßig ist, kann des Weiteren der Anpassungsbereich ΔN1 der Pumpendrehzahl N, der zum Durchflussmengenanpassungsbereich ΔF korrespondiert, erweitert werden, so dass die Pumpendrehzahl N1 innerhalb eines breiteren Anpassungsbereichs ΔN1 angepasst werden kann. Somit ist es möglich, ein Mischgetränk mit einer Viskosität gemäß den Anforderungen und Präferenzen von Nutzern oder dergleichen einfach und geeignet bereitzustellen.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform im Mischgetränkebereitstellungsbetrieb (in einem Fall eines folgend beschriebenen Getränkeabgabeprozesses, der gemäß der Bereitstellungsinstruktion S2 oder S4 ausgeführt wird) das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 geöffnet und das sechste Ein-Aus-Ventil V8 ist geschlossen. Während des Mischgetränkebereitstellungsprozesses passt die dritte Pumpe 9 die Pumpendrehzahl N1 basierend auf einem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1 an, um dem Milchströmungspfad L3 durch das erste Drosselteil 16 eine vorbestimmte Durchflussmenge (Sollluftdurchflussmenge Fc) der Luft zuzuführen.
Andererseits ist während des Luftspülbetriebs, in dem Luft durch den Milchströmungspfad L3 strömt (das heißt, während des Ablaufprozesses und des Luftspülprozesses, wie folgend beschrieben), das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 vollständig geschlossen und das sechste Ein-Aus-Ventil V8 ist geöffnet. Während dieses Luftspülbetriebs führt die dritte Pumpe 9 dem Milchströmungspfad L3 über die Bypassleitung L61 Luft mit einer Abgabedurchflussmenge (große Menge), die basierend auf dem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1 bestimmt wird, zu.
In der vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden ein Fall erläutert, in dem die Pumpendrehzahl N1 während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird, der zur Viskosität des Mischgetränks, die gemäß der Anforderungen von Nutzern der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 eingestellt ist, korrespondiert. Die vorliegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Eine Viskositätsauswahltaste zur Auswahl der Viskosität eines Mischgetränks durch einen Nutzer oder dergleichen kann vorgesehen sein. Die Steuerungseinheit 1 kann so konfiguriert sein, dass sie die Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs in Abhängigkeit der durch einen Nutzer oder dergleichen ausgewählten Viskosität steuert.
Betrieb der Getränkebereitstellungsvorrichtung
Als Nächstes wird der Betrieb der Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Erklärung erfolgt unter der Annahme, dass im Ausgangszustand Wasser füllt: eine vorbestimmte Länge der Leitungen (beispielsweise den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und dem zweiten Schaltventil V4 im Milchströmungspfad L3), einschließlich zumindest der Heizleitung L31 und der Förderleitung L32 des Milchströmungspfads L3; den Wasserströmungspfad L5; und die Ablaufleitung L4. Im Ausgangszustand ist jedes Ein-Aus-Ventil (V1, V2, V5 bis V8) in einem geschlossenen Zustand, das erste Schaltventil V3 ist in dem zur Seite der Bypassleitung L34 offenen Zustand, und das zweite Schaltventil V4 ist in dem zur Seite der Ablaufleitung L4 offenen Zustand. Demnach führt die Steuerungseinheit 1 den Anfangsbetrieb aus, in dem, nachdem das Wasser über den Verbindungsabschnitt Z1, das erste Schaltventil V3, die Bypassleitung L34 und die Ablaufleitung L4 durchgeleitet wurde, das erste Schaltventil V3 aktiviert wird, um das Wasser über die Einströmleitung L30, die Heizleitung L31, die Förderleitung L32 und die Ablaufleitung L4 durchlaufen zu lassen; dadurch füllt das Wasser: die vorbestimmte Länge der Leitungen (den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und dem zweiten Schaltventil V4, insbesondere zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und dem ersten Schaltventil V3, der Einströmleitung L30, der Heizleitung L31, der Förderleitung L32 und der Bypassleitung L34); den Wasserströmungspfad L5; und die Ablaufleitung L4. Im Folgenden werden zur besseren Erklärung die Namen der Ventile (V1 bis V8) weggelassen und nur die Bezugszeichen (V1 bis V8) in der Erklärung angegeben.
Die Steuerungseinheit 1 steuert hauptsächlich den „Getränkebereitstellungsbetrieb“ zur Bereitstellung von Milch oder einem Mischgetränk in der Hauptkörpereinheit 2 und den „Wasserfüllbetrieb“ zum Füllen der Milchströmungsleitung L3 mit Wasser. Zunächst füllt das Wasser im Ausgangszustand: den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und V4 im Milchströmungspfad L3; den Wasserströmungspfad L5; und die Ablaufleitung L4. Die Steuerungseinheit 1 steuert basierend auf einer der Bereitstellungsinstruktionen (S1 bis S4) von der Kaffeemaschine 50 den Betrieb der Hauptkörpereinheit 2 (des Kühlspeichers 4, der Heizvorrichtung 6, der Pumpen 7 bis 9 und der Ventile V1 bis V8), um heiße Milch, ein heißes Mischgetränk, kalte Milch oder ein kaltes Mischgetränk aus der Getränkeabgabeöffnung 10 in die Tasse C zu fördern und bereitzustellen.
Ablaufprozess (Luftspülprozess) des Getränkebereitstellungsbetriebs
Insbesondere wenn die Steuerungseinheit 1 die Bereitstellungsinstruktion (S3 oder S4) für kalte Milch oder ein kaltes Mischgetränk von der Kaffeemaschine 50 erhält, öffnet die Steuerungseinheit 1 zunächst V5 und V8 und treibt (aktiviert) die erste Pumpe 7 und die zweite Pumpe 9 an. Somit wird dem Milchströmungspfad L3 über den Verzweigungsabschnitt Z7, V8, den Verbindungsabschnitt Z2, V5, den Verbindungsabschnitt Z6 und den Verbindungsabschnitt Z1 eine große Menge der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft zugeführt. Durch diese dadurch zugeführte Luft werden vor allem das Wasser in einem Bereich, der sich von dem Verbindungsabschnitt Z2 zum Verbindungsabschnitt Z1 im Wasserströmungspfad L5 erstreckt, und das Wasser im Milchströmungspfad L3 herausgedrückt und werden als Abwasser über die Bypassleitung L34 und die Ablaufleitung L4 nach außen (ein Ablauftank oder eine Ablauföffnung) abgeleitet. Der Ablaufprozess (Luftspülprozess), der mit der Bereitstellungsinstruktion S3 oder S4 eingegeben wurde, ist in diesem Zustand abgeschlossen.
Wenn die Steuerungseinheit 1 im Gegensatz dazu die Bereitstellungsinstruktion (S1 oder S2) für heiße Milch oder ein heißes Mischgetränk erhält, öffnet die Steuerungseinheit 1 zunächst V5 und V8, aktiviert V3, um den Strömungspfad des Milchströmungspfads L3 auf den Strömungspfad über die Heizleitung L31 zu schalten, und treibt die erste Pumpe 7 und die dritte Pumpe 9 an. Durch die somit dem Milchströmungspfad L3 zugeführte Luft werden vor allem das Wasser in dem Bereich, der sich von dem Verbindungsabschnitt Z2 zum Verbindungsabschnitt Z1 im Wasserströmungspfad L5 erstreckt, und das Wasser im Milchströmungspfad L3 herausgedrückt und werden als Abwasser über die Einströmleitung L30, die Heizleitung L31, die Förderleitung L32 und die Ablaufleitung L4 nach außen abgeleitet. Der Ablaufprozess (Luftspülprozess), der mit der Bereitstellungsinstruktion S1 oder S2 eingegeben wurde, ist in diesem Zustand abgeschlossen.
Getränkeabgabeprozess des Getränkebereitstellungsbetriebs
Als Nächstes öffnet die Steuerungseinheit 1 V2 und aktiviert V4, um das Verbindungsziel der Förderleitung 32 auf die Auslassleitung L33 zu schalten, und treibt dann die erste Pumpe 7 an. Anschließend bestimmt die Steuerungseinheit 1 gemäß den eingegebenen Bereitstellungsinstruktionen (S1 bis S4), den Strömungspfad des Milchströmungspfads L3 auf den Strömungspfad über die Heizleitung L31 zu schalten oder nicht und bestimmt, dem Milchströmungspfad L3 Luft zuzuführen oder nicht. Wenn die Steuerungseinheit 1 die Bereitstellungsinstruktion (S2 oder S4), die die Bereitstellung eines Mischgetränks anweist, erhält, öffnet die Steuerungseinheit zudem V7 und treibt die dritte Pumpe 9 an und steuert sie, so dass die Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 die Pumpendrehzahl N1c, die zur Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, wird oder in einen vorbestimmten zulässigen Bereich fällt.
Insbesondere behält die Steuerungseinheit 1 bei der Bereitstellung kalter Milch (Bereitstellungsinstruktion S3) den geschlossenen Zustand von V7 ohne Aktivierung von V3 bei. Somit wird eine vorbestimmte Menge Q1 der kalten Milch, die aus dem Milchtank 3 entnommen wird, durch die Hauptkörpereinheit 2 über die Bypassleitung L34, den Abschnitt der Förderleitung L32 zwischen dem Verbindungsabschnitt Z9 und V4 und die Auslassleitung L33 aus der Getränkeabgabeöffnung 10 in die Tasse C gefördert.
Bei Bereitstellung eines kalten Mischgetränks mit vorbestimmter Viskosität (Bereitstellungsinstruktion S4) öffnet die Steuerungseinheit 1 V7 und treibt die dritte Pumpe 9 an. In diesem Zustand steuert die Steuerungseinheit 1 die dritte Pumpe 9, so dass die Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 die Pumpendrehzahl N1c, die zur Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, wird oder in einen vorbestimmten zulässigen Bereich fällt. Demnach mischt die Hauptkörpereinheit 2 kalte Milch und Luft im Milchströmungspfad L3, um eine vorbestimmte Menge Q2 eines kalten Mischgetränks mit vorbestimmter Viskosität zu erzeugen. Die Hauptkörpereinheit 2 führt das resultierende kalte Mischgetränk über die Bypassleitung L34, den Abschnitt der Förderleitung L32 zwischen dem Verbindungsabschnitt Z9 und V4 und die Auslassleitung L33 aus der Getränkeabgabeöffnung 10 der Tasse C zu.
Bei der Bereitstellung heißer Milch (Bereitstellungsinstruktion S1) aktiviert die Steuerungseinheit 1 V3, um den Strömungspfad des Milchströmungspfads L3 auf den Strömungspfad über die Heizleitung L31 zu schalten. Daher treibt die Hauptkörpereinheit 2 die erste Pumpe 7 an, um aus dem Milchtank 3 entnommene kalte Milch zu veranlassen, durch die Einströmleitung L30, die durch die Heizvorrichtung 6 erhitzte Heizleitung L31 und die Förderleitung L32 zu strömen, um eine vorbestimmte Menge Q1 der heißen Milch aus der Getränkeabgabeöffnung 10 in die Tasse C zu fördern und bereitzustellen.
Bei der Bereitstellung eines heißen Mischgetränks mit vorbestimmter Viskosität (Bereitstellungsinstruktion S2) aktiviert die Steuerungseinheit 1 V3, um den Strömungspfad des Milchströmungspfads auf den Strömungspfad über die Heizleitung L31 zu schalten, öffnet V7 und treibt die dritte Pumpe 9 an. In diesem Zustand steuert die Steuerungseinheit 1 die dritte Pumpe 9, so dass die Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 die Pumpendrehzahl N1c, die zur Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, wird oder in einen vorbestimmten zulässigen Bereich fällt. Somit veranlasst die Hauptkörpereinheit 2 das durch Mischen der kalten Milch und Luft im Milchströmungspfad L3 erzeugte kalte Mischgetränk dazu, durch die Heizleitung L31 zu strömen, um die vorbestimmte Menge Q2 des heißen Mischgetränks mit der vorbestimmten Viskosität aus der Getränkeabgabeöffnung 10 der Tasse C zuzuführen.
Spülprozess des Getränkebereitstellungsbetriebs
Die Steuerungseinheit 1 ist dazu ausgebildet, einen Spülprozess des Inneren des MilchströmungspfadsL3 auszuführen, wenn der Getränkeabgabeprozess abgeschlossen ist. Wenn die Bereitstellung der vorbestimmten Menge der Milch oder des Mischgetränks abgeschlossen ist, führt die Steuerungseinheit 1 insbesondere einen Spülprozess durch Zuführung von Wasser zum Milchströmungspfad L3 durch einen vorbestimmten Abschnitt, der sich zwischen der ersten Pumpe 7 und dem Milchtank 3 im Milchströmungspfad L3 befindet, und durch Strömen des Wassers durch den Milchströmungspfad L3 über eine vorbestimmte Zeitdauer, um das Innere des Milchströmungspfads L3 zu spülen, und anschließend durch Ableiten des Spülwassers durch die Ablaufleitung L4 aus. Danach geht die Routine der Steuerungseinheit 1 zu einem nächsten Wasserfüllprozess über.
Wasserfüllbetrieb
Wenn der Spülprozess abgeschlossen ist, steuert die Steuerungseinheit 1 den Betrieb der Ventile (V1 bis V8) und der Pumpen (7 bis 9), um mit Wasser zu füllen: eine vorbestimmte Länge der Leitungen (beispielsweise den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und V4 im Milchströmungspfad L3), einschließlich zumindest der Heizleitung L31 und der Förderleitung L32 des Milchströmungspfads L3; den Wasserströmungspfad L5; und die Ablaufleitung L4, wie im Ausgangszustand. Anschließend füllt die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z1 und V4 im Milchströmungspfad L3, den Wasserströmungspfad L5 und die Ablaufleitung L4 mit Wasser und tritt in einen Standby-Modus ein, wie im Ausgangszustand.
In der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der Luftströmungspfad L6 die dritte Pumpe 9, die dazu ausgebildet ist, eine basierend auf einem vorbestimmten Eingangssignal veränderbare Abgabedurchflussmenge der Luft aufzuweisen, das fünfte Ein-Aus-Ventil V7, die Abgabestelle Z8 und das erste Drosselteil 16 in dieser Reihenfolge beginnend stromaufwärts auf. Ein Ende des Abgabepfads L7 ist mit der Abgabestelle Z8 verbunden. Der Abgabepfad L7 weist das zweite Drosselteil 17 auf, dessen Drosselkanalquerschnittsfläche A2 größer als die Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16 ist.
Somit wird in der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs, wenn das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 geöffnet ist und die dritte Pumpe 9 bei einer vorbestimmten Abgabedurchflussmenge angetrieben wird, ein Teil der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft (die meiste Luft in der vorliegenden Ausführungsform) durch den Abgabepfad L7 und das zweite Drosselteil 17 nach außen abgegeben, und der Rest wird dem Milchströmungspfad L3 durch das erste Drosselteil 16 zugeführt. Demnach ist es in der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 möglich, die Empfindlichkeit der Änderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl N um einen Betrag, der zur nach außen abgegebenen Luft korrespondiert, zu verringern, verglichen mit einem Fall, in dem kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist (das heißt, einem Fall, der durch die Kurve W0 in 5 angegeben wird). Selbst wenn die Pumpendrehzahl N geringfügig von der Pumpendrehzahl N1c, die zu der Sollluftdurchflussmenge Fc korrespondiert, abweicht, wird die Luftdurchflussmenge F nahe der Sollluftdurchflussmenge Fc eingestellt. Darüber hinaus kann die Luftdurchflussmenge F durch Feinjustierung der Pumpendrehzahl N genau auf die Sollluftdurchflussmenge Fc eingestellt werden. Das heißt, die Luftdurchflussmenge Fc der diesem Milchströmungspfad L3 zugeführten Luft wird generell basierend auf der Abgabgedurchflussmenge der dritten Pumpe 9, der Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16 und der Drosselkanalquerschnittsfläche A2 des zweiten Drosselteils 17 bestimmt. Bei Änderung der Viskosität eines Mischgetränks kann ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit lediglich durch Anpassung der Pumpendrehzahl N basierend auf dem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1, um die Abgabedurchflussmenge der dritten Pumpe 9 anzupassen, erzeugt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 bereitzustellen, die ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit erzeugen kann.
In der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient die dritte Pumpe 9 sowohl als die Pumpe zur Zuführung von Luft zur Mischgetränkeerzeugung als auch als die Pumpe zur Zuführung von Luft zur Luftspülung. Wie vorstehend beschrieben, wird während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs, wenn das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 geöffnet ist und die dritte Pumpe 9 bei einer vorbestimmten Abgabedurchflussmenge betrieben wird, ein Teil der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft (die meiste Luft in der vorliegenden Ausführungsform) durch den Abgabepfad L7 und das zweite Drosselteil 17 nach außen abgegeben, und der Rest wird dem Milchströmungspfad L3 durch das erste Drosselteil 16 zugeführt.
Dadurch ist es, wie vorstehend beschrieben, wie in 5 gezeigt, möglich, einen mäßigeren Gradienten der Kurve W1 zu erzielen, als wenn kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist (Kurve W0), und es ist möglich, die Empfindlichkeit der Änderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9, verglichen mit einem Fall, in dem kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist, zu verringern. Infolgedessen ist es möglich, den Betrag der Abweichung der Luftdurchflussmenge F von der Sollluftdurchflussmenge Fc aufgrund der Leistungsschwankung der dritten Pumpe 9 (beispielsweise Schwankung der aktuellen Pumpendrehzahl) zu reduzieren, und somit ist es möglich, die Luftdurchflussmenge F genauer auf die Sollluftdurchflussmenge Fc einzustellen. Das heißt, selbst wenn die Luft zu Mischgetränkeerzeugung und die Luft zur Luftspülung durch eine einzelne Pumpe, das heißt, die dritte Pumpe 9, bereitgestellt werden, ist es möglich, ein Mischgetränk mit vorbestimmter Viskosität mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit lediglich durch Anpassung der Abgabedurchflussmenge der dritten Pumpe 9 basierend auf einem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1 zu erzeugen. Da der Anpassungsbereich ΔN1 der Pumpendrehzahl N, der zum Durchflussmengenanpassungsbereich ΔF korrespondiert, erweitert werden kann, ist es des Weiteren möglich, ein Mischgetränk mit einer Viskosität gemäß den Anforderungen und Präferenzen von Nutzern oder dergleichen einfach und geeignet bereitzustellen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 zudem: die Bypassleitung L61, die das erste Drosselteil 16 umgeht und mit dem Milchströmungspfad L3 verbunden ist; und das sechste Ein-Aus-Ventil V8, das in der Bypassleitung L61 angeordnet ist. Während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs ist das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 geöffnet und das sechste Ein-Aus-Ventil V8 ist geschlossen und die Pumpendrehzahl N1 der dritten Pumpe 9 wird basierend auf dem Eingangssignal von der Steuerungseinheit 1 angepasst, um die Abgabedurchflussmenge der dritten Pumpe 9 anzupassen, so dass die Luft dem Milchströmungspfad L3 durch das erste Drosselteil 16 mit der Sollluftdurchflussmenge Fc zugeführt wird. Andererseits ist während des Luftspülbetriebs das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 vollständig geschlossen, das sechste Ein-Aus-Ventil ist geöffnet und die dritte Pumpe 9 führt dem Milchströmungspfad L3 über die Bypassleitung L61 die gesamte Menge der Luft mit einer Abgabedurchflussmenge (große Menge), die basierend auf dem Eingangssignal von der Steuereinheit 1 bestimmt wird, zu. Daher ist es möglich, die Luftdurchflussmenge F während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs genau anzupassen, und es ist möglich, die große Menge der von der dritten Pumpe 9 über die Bypassleitung L61 abgegebenen Luft während des Luftspülprozesses effektiv zu nutzen. Da die Luft zur Luftspülung und die Luft zur Mischgetränkeerzeugung durch die einzelne Pumpe, das heißt, die dritte Pumpe 9, bereitgestellt werden, ist es darüber hinaus möglich, einen Anstieg der Kosten bei gleichzeitiger Unterdrückung der Zunahme der Vorrichtungsgröße zu unterdrücken.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drosselkanalquerschnittsfläche A2 des zweiten Drosselteils 17 größer eingestellt als die Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16. Somit ist es in einem Fall, in dem die dritte Pumpe 9, die eine zu hohe Leistung zur Mischgetränkeerzeugung aufweist, eingesetzt wird, möglich, die Empfindlichkeit der Änderung der Luftdurchflussmenge in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl effektiv zu verringern, da das meiste der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch den Abgabepfad L7 und das zweite Drosselteil 17 nach außen abgegeben wird.
Des Weiteren umfasst die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform zudem das sechste Sperrventil C6, das in dem Strömungspfad, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und dem ersten Drosselteil 16 im Luftströmungspfad L6 erstreckt, angeordnet ist, wobei das sechste Sperrventil C6 ein Strömen vom ersten Drosselteil 16 zum Verbindungsabschnitt Z6 erlaubt und ein Strömen vom Verbindungsabschnitt Z6 zum ersten Drosselteil 16 sperrt. Demnach ist es möglich, den Rückfluss von Milchflüssigkeit zum Luftkreislauf, einschließlich des Luftströmungspfads L6, in Zusammenwirken mit dem dritten Sperrventil C3 zuverlässig zu verhindern.
Als Nächstes wird eine Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert.
6 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung einer schematischen Konfiguration der Getränkebereitstellungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden werden die gleichen Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen; ihre Beschreibung entfällt und lediglich Unterschiede zur ersten Ausführungsform werden erläutert.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Bypassleitung L51 des Wasserströmungspfads L5 weggelassen wird und das Verbindungsziel des anderen Endes der Bypassleitung L61 des Luftströmungspfads L6 geändert wird. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform.
Ein Ende der Bypassleitung L61 ist mit dem Verzweigungsabschnitt Z7 verbunden, und das andere Ende ist mit einem vorbestimmten Abschnitt, der sich zwischen dem Verbindungsabschnitt Z6 und dem sechsten Sperrventil C6 im Luftströmungpfad L6 befindet (hier im Folgenden als „Verbindungsabschnitt Z2''' bezeichnet), verbunden. Das heißt, die Bypassleitung L61 ist dazu ausgebildet, in einem vorbestimmten Abschnitt (Verzweigungsabschnitt Z7), der sich zwischen dem fünften Ein-Aus-Ventil V7 und der dritten Pumpe 9 befindet, vom Luftströmungspfad L6 abzuzweigen, um das fünfte Ein-Aus-Ventil V7 und das erste Drosselteil 16 zu umgehen und um mit dem Milchströmungspfad L3 durch den Verbindungsabschnitt Z2' und den Verbindungsabschnitt Z6 verbunden zu werden.
Während des Luftspülbetriebs wird eine große Menge der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft dem Milchströmungspfad L3 durch den Verzweigungsabschnitt Z7, V8, den Verbindungsabschnitt Z2', den Verbindungsabschnitt Z6 und den Verbindungsabschnitt Z1 zugeführt. Aufgrund dieser somit zugeführten Luft werden daher vor allem das Wasser in einem Bereich, der sich vom Verbindungsabschnitt Z6 zum Verbindungsabschnitt Z1 im Wasserströmungspfad L5 erstreckt, und das Wasser im Milchströmungspfad L3 herausgedrückt und werden als Abwasser nach außen (ein Ablauftank oder eine Ablauföffnung) abgeleitet. Demnach wird Wasser, das sich stromaufwärts des Verbindungsabschnitts Z6 im Wasserströmungspfad L5 befindet, nicht abgeleitet. Somit ist es möglich, die Menge des nach außen abgeleiteten Abwassers verglichen mit der ersten Ausführungsform zu reduzieren.
Hier wird beispielsweise in einem Fall, in dem die Bereitstellungsinstruktion (S1 oder S3) für heiße Milch oder kalte Milch eingegeben wird, nur die erste Pumpe 7 angetrieben. Daher besteht eine Möglichkeit, dass das dritte Sperrventil C3 and das sechste Sperrventil C6 aufgrund des Stroms der durch den Milchströmungspfad L3 strömenden Milch geöffnet werden können. Somit besteht eine Möglichkeit, dass unnötige Luft im Milchströmungspfad L3 durch den Verbindungsabschnitt Z1 über den Abgabepfad L7, den Luftströmungspfad L6 und den Wasserströmungspfad L5 gemäß der Bereitstellungsinstruktion S1 oder S3 aufgenommen werden kann. Um dies zuverlässig zu verhindern, kann die folgende in 7 gezeigte Modifikation angewendet werden.
7 ist ein Flussliniendiagramm zur Erläuterung einer Modifikation jeder Ausführungsform. In den vorstehenden Ausführungsformen weist der Abgabepfad L7 einfach das zweite Drosselteil 17 auf, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und der Abgabepfad L7 kann zudem ein achtes Sperrventil C8 aufweisen, wie in 7 dargestellt. In dieser Modifikation korrespondiert das achte Sperrventil C8 zum „Abgabepfadsperrventil“ der vorliegenden Erfindung.
Das achte Sperrventil C8 erlaubt ein Strömen von einem Ende (auf der Seite der Abgabestelle Z8) zum anderen Ende (nach außen) und sperrt ein Strömen von dem anderen Ende zu dem einen Ende. In der Figur ist das achte Sperrventil C8 im Strömungspfad, der sich zwischen dem zweiten Drosselteil 17 und der Abgabestelle Z8 erstreckt, angeordnet; das achte Sperrventil C8 kann aber auch näher an dem anderen Ende in Bezug auf das zweite Drosselteil 17 angeordnet sein (das heißt, das achte Sperrventil C8 kann an einer Position näher zur Außenseite angeordnet sein). Somit ist es möglich, die Luftaufnahme in den Milchströmungspfad L3 während eines Betriebs, der keine Luftzuführung erfordert (zur Zeit der Bereitstellungsinstruktion S1 oder S3), zuverlässig verhindert werden.
In den vorstehenden Ausführungsformen weist das zweite Drosselteil 17 die Drosselkanalquerschnittsfläche A2 auf, die größer eingestellt ist als die Drosselkanalquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16; die vorliegende Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Die Drosselkanalquerschnittsfläche A2 des zweiten Drosselteils 17 kann kleiner eingestellt werden als die Drosselquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16 oder kann mit der Drosselquerschnittsfläche A1 des ersten Drosselteils 16 übereinstimmen, abhängig von der Kapazität (Leistung) der dritten Pumpe 9. Da zumindest ein Teil der von der dritten Pumpe 9 abgegebenen Luft durch den Abgabepfad L7 und das zweite Drosselteil 17 während des Getränkebereitstellungsbetriebs nach außen abgegeben wird, ist es selbst in diesen Fällen möglich, die Empfindlichkeit der Änderung der Luftdurchflussmenge F in Bezug auf die Änderung der Pumpendrehzahl N um einen Betrag zu verringern, der zu der nach außen abgegebenen Luft korrespondiert, verglichen mit einem Fall, in dem kein Abgabepfad L7 vorgesehen ist (das heißt, einem Fall, der durch die Kurve W0 in 5 gezeigt ist).
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Pumpendrehzahl N der dritten Pumpe 9 basierend auf dem Eingangssignal von der in der Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 vorgesehenen Steuerungseinheit 1 angepasst; die Quelle, von der das Eingangssignal ausgegeben wird, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Quelle des Eingangssignals kann eine in der Kaffeemaschine 50 vorgesehene Steuerungseinheit sein oder kann eine unabhängige externe Steuerungsvorrichtung sein.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird dem Milchströmungspfad L3 die Luft zur Mischgetränkeerzeugung durch den vorbestimmten Abschnitt (Verbindungsabschnitt Z1), der stromaufwärts der ersten Pumpe 7 im Milchströmungspfad L3 angeordnet ist, als eine exemplarische Ausgestaltung zugeführt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Obwohl nicht in der Figur gezeigt, kann die Bypassleitung L61 mit der stromabwärtigen Seite der ersten Pumpe 7 (beispielsweise einem vorbestimmten Abschnitt, der sich zwischen der ersten Pumpe 7 und dem Expansionsteil 13 befindet) verbunden sein und kann dazu ausgebildet sein, dem Milchströmungspfad L3 über den Luftströmungspfad L6 oder die Bypassleitung L61 durch wahlweises Schalten des Strömungspfads der Luft zwischen dem Luftströmungspfad L6 und der Bypassleitung L61 während des Mischgetränkebereitstellungsbetriebs Luft zuzuführen.
In den vorstehenden Ausführungsformen wurde der Fall, in dem der Luftspülbetrieb durchgeführt wird, als ein Beispiel beschrieben; wenn jedoch der Luftspülprozess nicht erforderlich ist, können beispielsweise die Bypassleitung L61, das siebte Sperrventil C7 und das sechste Ein-Aus-Ventil V8 entfallen. Hier kann es einen Fall geben, in dem es unmöglich ist, die dritte Pumpe 9 mit geeigneter Leistung, wie einem Abgabedruck und einer Abgabedurchflussrate, auszuwählen, die dazu geeignet ist, das Mischgetränk zu erzeugen, und einen Fall, in dem es keine andere Möglichkeit gibt, als die dritte Pumpe 9 mit zu hoher Leistung einzusetzen, ungeachtet der Nichtnotwendigkeit des Luftspülbetriebs. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 gemäß der vorstehenden Ausführungsformen ist auch in einem solchen Fall bevorzugt. Das heißt, die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 ist in einem Fall bevorzugt, in dem es keine andere Möglichkeit gibt, als die dritte Pumpe 9 mit zu hoher Leistung einzusetzen, oder in einem Fall, in dem die dritte Pumpe 9 mit zu hoher Leistung absichtlich eingesetzt wird.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 dazu ausgebildet, ein heißes Getränk (Milch oder ein Mischgetränk) und ein kaltes Getränk (Milch oder eine Michgetränk) bereitstellen zu können; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 kann lediglich entweder ein heißes oder kaltes Getränk bereitstellen. Zudem ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform dazu ausgebildet, Milch neben einem Mischgetränk bereitstellen zu können; die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 kann aber auch dazu ausgebildet sein, lediglich ein Mischgetränk bereitzustellen. Wenn die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 keine heißen Getränke bereitstellt, sind des Weiteren Leitungen, das heißt, die Einströmleitung L30, die sich von V3 zum Verbindungsabschnitt Z9 erstreckt, die Heizleitung L31 und die Förderleitung L32, und die Heizvorrichtung 6 nicht erforderlich. Wenn die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 keine kalten Getränke bereitstellt, ist die Bypassleitung L34 nicht erforderlich.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 dazu ausgebildet, wahlweise Milch oder ein Mischgetränk bereitstellen zu können; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 kann in Reaktion auf eine Bereitstellungsinstruktion Milch und ein Mischgetränk nacheinander bereitstellen, kann nur Milch bereitstellen oder kann ein Mischgetränk bereitstellen. Darüber hinaus kann nicht nur Milch, sondern auch ein geeignetes flüssiges Getränk bereitgestellt werden, und nicht nur Mischgetränke aus Milch und Luft, sondern Mischgetränke aus einem geeigneten flüssigen Getränk und Luft können bereitgestellt werden. Zudem ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 neben der Kaffeemaschine 50 angeordnet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die gesamte oder ein Teil der Getränkebereitstellungsvorrichtung kann in die Kaffeemaschine 50 integriert sein. Des Weiteren ist die Getränkebereitstellungsvorrichtung 100 zur Nutzung als optionale Vorrichtung der Kaffeemaschine 50; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Getränkeversorgungsvorrichtung 100 kann als die optionale Vorrichtung einer Getränkebereitstellungsvorrichtung genutzt werden oder kann als die Vorrichtung, die unabhängig das Getränk bereitstellen kann, genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Steuerungseinheit
2: Hauptkörpereinheit
3: Milchtank (Tank)
4: Kühlspeicher
5: Wassertank
5a: Auslass
6: Heizvorrichtung
6a: Hauptkörper (Heizvorrichtung)
6b: elektrische Heizung (Heizvorrichtung)
6c: Temperaturmesssensor (Heizvorrichtung)
7: erste Pumpe (Getränkeförderpumpe)
8: zweite Pumpe
9: dritte Pumpe (Luftzuführungspumpe)
10: Getränkeabgabeöffnung
11: Sieb (Milchtank)
12: Lufteinlass
13: Expansionsteil
14: Sieb (Wasserströmungspfad)
15: Sieb (Luftströmungspfad)
16: erstes Drosselteil
17: zweites Drosselteil
50: Kaffeemaschine
100: Getränkebereitstellungsvorrichtung
C: Tasse
C1: erstes Sperrventil
C2: zweites Sperrventil
C3: drittes Sperrventil
C4: viertes Sperrventil
C5: fünftes Sperrventil
C6: sechstes Sperrventil (Luftströmungspfadsperrventil)
C7: siebtes Sperrventil
C8: achtes Sperrventil (Abgabepfadsperrventil)
Fc: Sollluftdurchflussmenge
Fmax: obere Luftdurchflussmengengrenze
Fmin: untere Luftdurchflussmengengrenze
ΔF: Durchflussmengenanpassungsbereich
H: Anstiegshöhe
L1: Wasserzuführungspfad
L2: Überlaufpfad
L3: Milchströmungspfad (Getränkeströmungspfad)
L4: Ablaufleitung
L5: Wasserströmungspfad
L6: Luftströmungspfad
L61: Bypassleitung (Bypassströmungspfad)
L7: Abgabepfad
L30: Einströmleitung
L31: Heizleitung
L31a: auslassseitiger Endabschnitt (Heizleitung)
L31b: einlassseitiger Endabschnitt (Heizleitung)
L32: Förderleitung
L33: Auslassleitung
L34: Bypassleitung
L51: Bypassleitung
L52: Rücklaufleitung
L61: Bypassleitung
N: Pumpendrehzahl
N0: Pumpendrehzahl
N0c: Pumpendrehzahl (Sollluftdurchflussmenge)
N1: Pumpendrehzahl
N1c: Pumpendrehzahl (Sollluftdurchflussmenge)
ΔN0: Änderung der Pumpendrehzahl
ΔN1: Änderung der Pumpendrehzahl
S1: Heißmilchbereitstellungsinstruktion (Bereitstellungsinstruktion)
S2: Heißmischgetränkebereitstellungsinstruktion (Bereitstellungsinstruktion)
S3: Kaltmilchbereitstellungsinstruktion (Bereitstellungsinstruktion)
S4: Kaltmischgetränkebereitstellungsinstruktion (Bereitstellungsinstruktion)
V1: erstes Ein-Aus-Ventil
V2: zweites Ein-Aus-Ventil
V3: erstes Schaltventil
V4: zweites Schaltventil
V5: drittes Ein-Aus-Ventil
V6: viertes Ein-Aus-Ventil
V7: fünftes Ein-Aus-Ventil (Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil)
V8: sechstes Ein-Aus-Ventil (Bypassströmungspfad-Ein-Aus-Ventil)
W0: Kurve
W1: Kurve
Z1: Verbindungsabschnitt
Z2: Verbindungsabschnitt
Z2': Verbindungsabschnitt
Z3: Verbindungsabschnitt
Z4: Verbindungsabschnitt
Z5: Verbindungsabschnitt
Z6: Verbindungsabschnitt
Z7: Verzweigungsabschnitt
Z8: Abgabestelle
Z9: Verbindungsabschnitt

Claims

Eine Getränkebereitstellungsvorrichtung (100), umfassend: einen Tank (3) zur Speicherung eines flüssigen Getränks; einen Getränkeströmungspfad (L3), der den Tank (3) und eine Getränkeabgabeöffnung (10) verbindet; eine Getränkeförderpumpe (7), die in dem Getränkeströmungspfad (L3) angeordnet ist; einen Luftströmungspfad (L6), durch den dem Getränkeströmungspfad (L3) zuzuführende Luft über einen vorbestimmten zwischen dem Tank (3) und der Getränkeförderpumpe (7) im Getränkeströmungspfad (L3) befindlichen Abschnitt strömt; und eine Luftzuführungspumpe (9), die im Luftströmungspfad (L6) angeordnet ist, wobei die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) die Luftzuführungspumpe (9) antreibt, um dem Getränkeströmungspfad (L3) Luft zuzuführen, und die Getränkeförderpumpe (7) antreibt, um ein Mischgetränk aus dem flüssigen Getränk und der Luft aus der Getränkeabgabeöffnung (10) zu fördern und bereitzustellen, die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) umfasst zudem: einen Abgabepfad (L7) zur Abgabe eines Teils der durch den Luftströmungspfad (L6) strömenden Luft nach außen, wobei ein Ende des Abgabepfads (L7) mit einer Abgabestelle (Z8), die ein vorbestimmter Abschnitt ist, der sich zwischen einem getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Luftzuführungspumpe (9) im Luftströmungspfad (L6) befindet, verbunden ist und das andere Ende nach außen geöffnet ist; ein Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7), das in einem sich zwischen der Abgabestelle (Z8) und der Luftzuführungspumpe (9) im Luftströmungspfad (L6) erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist, wobei das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) den Strömungspfad öffnet und schließt; ein erstes Drosselteil (16), das in einem sich zwischen dem getränkeströmungspfadseitigen Ende und der Abgabestelle (Z8) im Luftströmungspfad (L6) erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist; und ein zweites Drosselteil (17), das im Abgabepfad (L7) angeordnet ist, wobei die Luftzuführungspumpe (9) dazu ausgebildet ist, eine Abgabedurchflussmenge der Luft basierend auf einem vorbestimmten Eingangssignal ändern zu können.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das erste Drosselteil (16) und das zweite Drosselteil (17) jeweils eine festgelegte Drossel ist, die eine vorbestimmte Drosselkanalquerschnittsfläche aufweist.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Drosselkanalquerschnittsfläche des zweiten Drosselteils (17) größer als die Drosselkanalquerschnittsfläche des ersten Drosselteils (16) ist.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend ein Abgabepfadsperrventil (C8), das im Abgabepfad (L7) angeordnet ist, wobei das Abgabepfadsperrventil (C8) ein Strömen von dem einen Ende zu dem anderen Ende erlaubt und ein Strömen von dem anderen Ende zu dem einen Ende sperrt.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein Luftströmungspfadsperrventil (C6), das in einem sich zwischen dem getränkeströmungspfadseitigen Ende und dem ersten Drosselteil (16) im Luftströmungspfad (L6) erstreckenden Strömungspfad angeordnet ist, wobei das Luftströmungspfadsperrventil (C6) ein Strömen von dem ersten Drosselteil (16) zum getränkeströmungspfadseitigen Ende erlaubt und ein Strömen von dem getränkeströmungspfadseitigen Ende zum ersten Drosselteil (16) sperrt.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend: einen Bypassströmungspfad (L61), der dazu ausgebildet ist, von dem Luftströmungspfad (L6) in einem vorbestimmten Abschnitt, der sich zwischen dem Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) und der Luftzuführungspumpe (9) befindet, abzuzweigen, um das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) und das erste Drosselteil (16) zu umgehen und um mit dem Getränkeströmungspfad (L3) verbunden zu werden; und ein Bypassströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V8), das im Bypassströmungspfad (L61) angeordnet ist, wobei während des Bereitstellungsbetriebs des Mischgetränks das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) geöffnet ist, das Bypassströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V8) geschlossen ist und die Luftzuführungspumpe (9) die Abgabedurchflussmenge basierend auf dem vorbestimmten Eingangssignal anpasst, um dem Getränkeströmungspfad (L3) durch das erste Drosselteil (16) eine vorbestimmte Durchflussmenge der Luft zuzuführen, wobei während eines Luftspülbetriebs, in dem Luft durch den Getränkeströmungspfad (L3) strömt, das Luftströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V7) vollständig geschlossen ist, das Bypassströmungspfad-Ein-Aus-Ventil (V8) offen ist und die Luftzuführungspumpe (9) dem Getränkeströmungspfad (L3) über den Bypassströmungspfad (L61) Luft zuführt, die eine basierend auf dem vorbestimmten Eingangssignal bestimmte Abgabedurchflussmenge aufweist.
Die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine flüssige Milch als flüssiges Getränk in dem Tank (3) gespeichert ist, wobei die Getränkebereitstellungsvorrichtung (100) die Luftzuführungspumpe (9) antreibt, um dem Getränkeströmungspfad (L3) Luft zuzuführen, und die Getränkeförderpumpe (7) antreibt, um ein Mischgetränk aus der flüssigen Milch und der Luft aus der Getränkeabgabeöffnung (10) zu fördern und bereitzustellen.