JP2004091050A - 飲料ディスペンサへの洗浄剤付加検出ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄処理中に洗浄剤が正確に加えられたことを確認可能にした飲料ディスペンサを提供する。
【解決手段】飲料ディスペンサ内に、特にコーヒーマシン内に洗浄剤が加えられていることを検出するユニットに関する。自動洗浄時に洗浄剤が加えられていることを保証するために、洗浄剤が水性洗浄液に加えられたかどうかを判定する測定装置並びに方法を提供する。洗浄剤が水性洗浄液に加えられているかどうかの判定は、洗浄液の導電率測定値および電気抵抗測定値に基づいて行われる。
【選択図】　　図１

Description

開示内容

　本発明は、飲料ディスペンサに関し、特に水性洗浄液で洗浄処理を開始し、実行する手段を有するコーヒーマシンに関する。

　業務用に使用される飲料ディスペンサ（例えば業務用に使用されるコーヒーマシン）において最も頻繁に起こる障害は、不充分な洗浄に起因する。マシンの洗浄処理を定期的に行うことは、適切な制御ソフトウェアを設計することで保証できるが、これらの洗浄処理中に洗浄剤が実際に使用されることを保証するのは不可能である。完全自動洗浄処理においては、数ある物質の中から液体洗浄剤が使用される。洗浄剤はタイマによって一定の時間に抽出ユニットに供給されるか、あるいは洗浄処理をポンプで手動に行うことによって供給される。このような手段は複雑で高価であり、更に洗浄剤の流れを管理することは困難である。

　したがって、本発明の目的は、洗浄処理中に洗浄剤が正確に加えられたことを確認可能にした飲料ディスペンサを提供することである。

　本発明によると、上記目的は、洗浄剤が水性洗浄液に加えられたかどうかを判定する方法および測定装置によって達成される。

　洗浄剤が加えられたかどうかを判定することができる測定装置を水性洗浄液中に設けることによって、正確な洗浄処理を保証することができる。水性洗浄液が如何なる洗浄剤も含んでいないことが検出された場合、必要に応じて洗浄処理を停止させることができる。このように不意に、かつ気づかずに洗浄剤を用いずに不十分な洗浄を行ってしまうことを防止できる。

　好適な実施形態によると、測定装置は洗浄液の導電率および電気抵抗を求めるように構成される。如何なる種類の洗浄剤を水に加えた場合でも、イオン性溶解物質を加えたためにその水の導電率は著しく上昇する。このようにして水中の洗浄剤の存在を測定することができる。洗浄剤を含まない水の抵抗は、洗浄剤を含む水の抵抗よりも約１０倍大きい。その結果、測定した導電率に基づいて洗浄剤が水性洗浄液に加えられたかどうかを確実に識別することができる。

　測定装置は洗浄液内に配置された２つの離間電極を備えることが好ましい。本実施形態は安価で、かつ容易に実現されている。

　洗浄処理を開始し、実行する方法には、制御ユニットと、洗浄剤の手動または自動供給器とが含まれる。特別な実施形態において、飲料ディスペンサは、抽出ユニットと、有利な方法で該抽出ユニットの下流に配置された測定装置とを備える。また、例えばコーヒー粉の存在ですら洗浄液の導電率をわずかな程度だけ変化させる。本発明による装置によって測定装置を抽出装置の下流にも配置することが可能になり、その結果、コーヒー粉の存在の有無に関わらず洗浄剤が洗浄液に加えられたかどうかを判定することができる。

　有利な実施形態において、電極間の電圧または抵抗を測定するために、定電流源によって測定装置に給電する。測定装置をＬＣＲ測定ブリッジまたは分圧器に実装することができる。酸化または汚染しないように、電極は電極自身に交流電圧またはパルス直流電圧を印加してもよい。

　好適な実施形態によると、この測定装置は制御ユニットに接続され、該制御ユニットは洗浄剤が加えられていない場合に、洗浄処理停止信号を出力するように構成される。これにより、洗浄剤が加えられていない状態では洗浄処理が行われないことが保証される。また、再度洗浄剤を加えるように要求する、追加のインジケータユニットを設けることができる。しかし、洗浄剤が加えられていなことが検出された場合に、制御ユニットは洗浄処理を継続させ、かつ洗浄剤がないことを記憶するエラーメモリを備えるように構成してもよい。

　更に、本発明による方法には、洗浄処理の開始時に洗浄剤が洗浄液に加えられたかどうかを判定するステップが含まれる。そのため、洗浄処理を適宜停止させることができる。有利な実施形態において、測定の出力信号は例えばアナログ電圧信号としてアナログ形式で検出される。

　以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

　図１は、非常に簡略化された形で本発明の好適な実施形態によるコーヒーマシンの概略構造デザインを示す。図１からわかるように、本発明によるコーヒーマシンは水供給ライン１を備え、この水供給ライン１を通じて水は水ヒータ３へ流れ、加熱される。加熱された水を抽出ライン４を通じて、注入手段（図示せず）によってコーヒー粉が供給された抽出ユニット５に注ぎ込むことができる。次いで抽出されたコーヒーは、３／２方向バルブ６を通じてコーヒーポット８内に流入するか、あるいは排出ライン７を通じて排出される。このようなコーヒーマシンは洗浄剤で定期的に洗浄しなければならない。洗浄は自動または手動で行われる。この洗浄において、洗浄剤が洗浄剤供給器２によって抽出ユニットへ供給される。洗浄処理は洗浄ユニット１０によって開始され、実行される。本実施形態において、排出ライン７には、この内部を通じて流動する洗浄液の伝導率および電気抵抗を測定するための測定装置９が組み込まれている。図２からわかるように、測定装置９は、水性洗浄液内に延在する２つの離間電極９ａ、９ｂを備える。本実施形態において、２つの電極９ａ、９ｂは、排出ライン７のチューブ部分の中央ラインＭまで延在する。この電極は例えばチタンまたはＶ２Ａ鋼で構成されてもよい。電極間隔は５〜３０ｍｍであることが好ましく、好適な実施形態においては例えば１６ｍｍである。電極表面の大きさは１０〜５０ｍｍ²であることが好ましく、好適な実施形態においては例えば３５ｍｍ²である。媒質の温度は９０〜１００°である。

　定電流源または交流電圧源（例えば１００ＨｚまたはＫＨｚレンジ）（図示せず）によって、電極９ａ、９ｂにライン１２を通じて電流が提供される。制御ユニット１０は、測定装置９に接続され、洗浄剤が含まれているかどうかを調べるために、測定装置９によって検出された測定値を分析する。更に制御ユニット１０は、光および／または音響出力可能なインジケータユニット１１に接続される。

　洗浄処理の開始時、すなわち制御ユニット１０によって洗浄処理が開始される時に、測定装置９によって測定が行われる。任意の種類の洗浄剤が水に加えられると、イオン性溶解物質が添加されるため、水の導電率が著しく上昇する。これにより、２つの電極９ａ、９ｂを用いて水性洗浄液中の洗浄剤の有無を測定することができる。即ち、Ｒ＝ρ×ｌ／Ａ（ここで、ρは溶液の比抵抗、ｌは電極間隔、Ａは実行電極表面である）なので、測定構成のオーミック抵抗Ｒは洗浄剤の添加に応じて変化する。係数ｌ／Ａは測定構成に対する抵抗性容量であり、定数である。したがって、電極９ａと９ｂ間のオーミック抵抗および電圧をそれぞれ測定することによって洗浄液の導電率を確定できる。

　測定装置の出力信号は、制御ユニット１０によってアナログ形式で検出される。そのアナログ出力信号を、閾値スイッチによってデジタル信号に変換することもできる。測定装置の出力信号は、抵抗測定用の通常配線によって検出される。この測定装置をＬＣＲ測定ブリッジまたは電圧系構成部品に実装することができる。

　図４は、電圧測定用等価回路図の例を示す。既に述べたように、電極９ａ、９ｂには、発振器（ｌ１）によってライン１２を通じて交流電圧が供給される。電極への付着物を防止するために、本実施形態においてＫＨｚ範囲（ここでは４ＫＨｚ）の交流電圧が電極に印加される。パルス直流電圧を電極に印加することも考えられる。交流電圧はまた電極の酸化も防止する。図４において、抵抗Ｒ２は判定される測定溶液のオーミック抵抗に相当する。抵抗Ｒ１およびＲ２は分圧器を画成する。次いで分圧器からの信号が電圧フォロアに提供される。ここで、この信号の大きさは測定溶液の導電率に依存する。分圧信号は、積分器（ｌ２）に取り込まれる。このアナログ出力信号を、閾値スイッチによってデジタル信号に変換するか、あるいは制御ユニット１０のアナログ入力を介して直接評価することができる。本発明によると、測定装置は、例えば、１６ｍｍの電極間隔およびそれぞれ３５ｍｍ²の電極表面を有する電極９ａ、９ｂを備えている。種々の飲料水の測定導電率が５００〜１０００μＳの範囲である場合、以下のようになる：

　選択された電極の大きさでは、抵抗Ｒ１には１８０Ωが推奨される。１８０Ωと９１４Ω、並びに１８０Ωと４５７Ωの分圧器の場合、飲料水のケースでは、５Ｖが印加されると、出力電圧すなわち測定電圧はそれぞれ４、２Ｖおよび３．６Ｖとなる。

　制御ユニット１０は、洗浄剤が含まれているかどうかを調査するために測定値を分析する。すなわち、測定値を例えば制御ユニット１０に記憶された参照値と比較して、測定値が洗浄剤を含む、あるいは含まない誘電率に相当するかどうかを判定する。測定値が洗浄剤を含む洗浄液の導電率に対応する場合、洗浄は継続される。測定値が洗浄剤を含まない洗浄液の導電率に対応する場合、つまり、洗浄処理は開始されたが、洗浄剤が洗浄剤供給器２によって水に供給されていない場合、洗浄処理は制御ユニット１０が洗浄処理停止信号を出力することよって停止される。同時に、制御ユニット１０は洗浄剤を再度加えるように要求するインジケータユニット１１に信号を渡すことができる。インジケータユニット１１は、光信号および／または音響信号を出力することができる。しかし、洗浄液中に洗浄剤が加えられたことが検出されなくても、洗浄処理を継続させるように制御ユニット１０を構成することもできる。ただし、洗浄剤がないことをエラーメモリ（図示せず）に記憶させ、必要に応じてエラーメッセージを表示させることができる。

　図３は、図１に示された構成によって測定された、種々の媒体における電極９ａと９ｂ間の電圧を示す。図３からわかるように、洗浄剤が洗浄液に加えられた時に、測定電圧が著しく降下している。抽出ユニット５中にコーヒー粉が存在することが考えられる場合でも、測定結果は劣化しない。なぜなら、それぞれの測定された電圧が、洗浄剤が含まれる場合の測定電圧よりも著しく高いからである。２６ｇのコーヒー粉に相当する大量のコーヒーが存在する場合のみ、洗浄剤が含まれた洗浄液の導電性範囲に相当する程度まで測定電圧が降下する。しかし、２６ｇのコーヒー粉は通常の量のコーヒー粉を遥かに超えているため、測定を妨げることはない。このような大量のコーヒー粉は実際には使用されず、実際に使用されたとしても、制御ユニットは抽出ユニットのモータの誤動作を示し、その結果洗浄処理の始動すら行わない。

　以上の説明により、本発明による飲料ディスペンサ並びに方法によって、信頼性の高い洗浄が可能となることが示される。

本発明による飲料ディスペンサの簡略化された概略図である。 洗浄剤が水性洗浄液に加えられたかどうかを判定する装置を示す図である。 本発明による装置によって測定された様々な媒体の測定結果を示す図である。 電圧測定用等価回路図である。

符号の説明

１…水供給ライン，２…洗浄剤供給器，３…水ヒータ，４…抽出ライン，５…抽出ユニット，６…３／２方向バルブ，７…抽出ライン，８…コーヒーポット，９…測定装置，９ａ，９ｂ…電極，１０…制御ユニット，１１…インジケータ，１２…ライン

Claims (21)

1. 水性洗浄液を用いて洗浄処理を開始し、実行する手段（１０、２）を備える飲料ディスペンサであって、
   　前記洗浄処理中に、洗浄剤が前記水性洗浄液に加えられているかどうかを判定する測定装置（９）を特徴とする、飲料ディスペンサ。
2. 前記測定装置（９）は、前記洗浄液の導電率および電気抵抗を求めるよう構成されることを特徴とする、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
3. 前記測定装置（９）は、前記洗浄液内に配置された２つの離間電極（９ａ、９ｂ）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の飲料ディスペンサ。
4. 洗浄処理を開始し、実行する前記手段（１０、２）は、制御ユニット（１０）を備えることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の飲料ディスペンサ。
5. 洗浄処理を開始し、実行する前記手段は、前記洗浄剤用の手動または自動供給器を備えることを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも１項に記載の飲料ディスペンサ。
6. 抽出ユニット（５）を備えることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも１項に記載の飲料ディスペンサ。
7. 前記測定装置（９）は、前記抽出ユニット（５）の下流に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の飲料ディスペンサ。
8. 前記測定装置（９）は、定電流源によって給電されることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも１項に記載の飲料ディスペンサ。
9. 前記測定装置（９）は、ＬＣＲ測定ブリッジまたは分圧器で実装されることを特徴とする、請求項１〜８の少なくとも１項に記載の飲料ディスペンサ。
10. 交流電圧源が前記電極（９ａ、９ｂ）に交流電圧を印加することを特徴とする、請求項３に記載の飲料ディスペンサ。
11. 前記電極（９ａ、９ｂ）は、該電極自身にパルス直流電圧を印加することを特徴とする、請求項３に記載の飲料ディスペンサ。
12. 前記測定装置（９）は前記制御ユニット（１０）に接続され、該制御ユニット（１０）は洗浄剤が加えられていないと判定された場合に、洗浄処理停止信号を出力するように構成されることを特徴とする、請求項４に記載の飲料ディスペンサ。
13. 前記制御ユニット（１０）は再度洗浄剤を加えるように要求するインジケータユニット（１１）に更に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
14. 前記制御ユニット（１０）は、前記洗浄剤がないことを記憶するエラーメモリを備えることを特徴とする、請求項４に記載の飲料ディスペンサ。
15. 水性洗浄液を用いて飲料ディスペンサを洗浄する方法であって、
    　測定装置を用いて、洗浄剤が前記水性洗浄液に加えられているかどうかを判定することを特徴とする方法。
16. 洗浄剤が前記水性洗浄液に加えられているかどうかを判定する前記ステップは、前記水性洗浄液の測定導電率および測定電気抵抗に基づいて行われることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記測定は、直流電圧、パルス直流電圧または交流電圧が印加された２つの電極を介して行われることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 前記測定の出力信号がアナログ形式で検出される、請求項１５〜１７の何れか１項に記載の方法。
19. 洗浄剤が前記洗浄液に加えられているかどうかを判定する前記ステップは、前記洗浄処理の開始時に行われることを特徴とする、請求項１５〜１８の何れか１項に記載の方法。
20. 洗浄剤が加えられていないと判定された場合、前記洗浄処理を停止し、再度洗浄剤を加えるように要求することを特徴とする、請求項１５〜１９の何れか１項に記載の方法。
21. 洗浄剤が加えられていないと判定された場合、前記洗浄処理を継続させるが、エラーメモリに前記洗浄剤がないことを記憶させる、請求項１５〜２０の何れか１項に記載の方法。
    
    

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