JP2005504537A

JP2005504537A - コーヒー豆焙煎装置

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Publication number: JP2005504537A
Application number: JP2003531838A
Authority: JP
Inventors: エス．エリクソン、チャド; シー．ドラム、ウェスリー
Original assignee: Metal Ware Corp
Current assignee: Metal Ware Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2005-02-17
Also published as: EP1429634A4; US20030061942A1; WO2003028489A1; EP1429634A1; CA2462097A1; US6558726B2; CA2462097C

Abstract

木の実、カカオ豆、コーヒー豆及びその他の小さい食材を焙煎する焙煎装置（１０）であって、基板（１４）と、基板の一方側の上面に取り付けられるモータ及び再燃焼アセンブリ（２０）と、基板の他方側の上面に取り付けられる焙煎アセンブリ（２２）と、モータ及び再燃焼アセンブリと焙煎アセンブリの上面に取り外し可能に取り付けられる上端カバーアセンブリ（１８）とを含む。装置は更に、電動モータ（２４）と連結されて焙煎アセンブリを流通する空気流を供給する送風機アセンブリ（１１６）と、モータと連結されて再燃焼アセンブリを流通する空気流を供給するファン（３０）と、モータと更に連結されて焙煎アセンブリの焙煎室内に配置されたオーガ（２６）を駆動する駆動アセンブリと、送風機アセンブリから送られた焙煎室に流入する前の空気流を加熱する焙煎室加熱アセンブリ（３２）と、殻収集アセンブリ（３６）と、焙煎室の上側に配置されたフィルタ（１４４）とを含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は概して焙煎装置に関するものであり、特に、木の実、カカオ豆、コーヒー豆、及びその他の小さな食材を焙煎する焙煎装置に関する。焙煎装置は触媒要素及び木の実や豆の混合手段を含み、焙煎工程において発生する不快な臭気、ガス、及び煙を大幅に減少させ或いは解消する。
【背景技術】
【０００２】
焙煎されたコーヒー豆はその鮮度を急速に失う。しかし、生の緑色をしたコーヒー豆では略無期限に鮮度が維持される。生の緑色をしたコーヒー豆が焙煎されて濃い茶色に変色する時、焙煎によって非常に臭い刺激臭が放出されるとともに、家庭環境では不快となる煙が発生する。殆どの従来の家庭用コーヒー豆焙煎装置では、いくつかの欠点があった。例えば、少量のコーヒー豆しか焙煎できなかったり、焙煎が不均一となったり、或いは焙煎工程の間に嫌な臭気や煙を放出する等である。このような臭気を制御するために行われた最も大きな挑戦はおそらく、従来の装置において高気流速度の熱風を一般に利用して豆を加熱及び混合する技術である。従来の家庭用コーヒー豆焙煎装置では、高気流速度の熱風を使用して多量の排気ガスを発生させることにより、熱風を利用したポップコーン製造装置と同様の方法で豆を浮遊及び循環させて、コーヒー豆を均一に焙煎する。本発明のコーヒー豆焙煎装置では、従来の装置よりも多量のコーヒー豆をより均一に焙煎することができるとともに、焙煎工程に伴う焙煎臭気及び煙を解消する。
【０００３】
コーヒー焙煎の商業的専門家やコーヒーファンには以前から周知であるが、生のコーヒー豆を焙煎する時の臭いは一般的には不快なものと考えられている。特に焙煎の後半の過程では、カラメル化及び熱分解の副産物として豆はかなりの量の油や粒状物質を発散させて、焙煎の間に不快な臭いを発するのである。濾過、焼成及び／又は通気によりこのような臭気や廃ガスを減少させ或いは制御するために、幾つかの試行が為されてきた。
【０００４】
このような試行の中には業務用の焙煎制御では成功したものもあるが、家庭環境において排気ガスを制御する試行は成功していない。
排気ガスの濾過には問題がある。コーヒー豆の焙煎排気ガスの微小粒子寸法を考えると、漏出するガスを著しく減少させるためには非常に優れた濾過媒体が必要となる。アメリカ・エネルギー省（ＤＯＥ）の高性能微粒子（ＨＥＰＡ）規格を充たす或いはそれ以上のフィルタが要求される。このようなフィルタは排気ガスを通過させるために相当の昇圧を必要とする。従って、このような昇圧の必要性を充たすためにフィルタは、音が大きく、強力且つ高価な送風機を必要とする。また、比較的大型で高価なフィルタは洗浄或いは再使用が不可能であり、フィルタを定期的に取り替えるために高いコストを必要とするので、標準的な家庭消費者に対してその魅力を著しく制限している。
【０００５】
排気ガスの燃焼もまた問題がある。業務用の焙煎制御では、排気ガスの裸火燃焼が一般的に利用される。この方法では、燃焼室へ送られた天然ガスは、大気へ放出される前に点火され且つ焙煎排気ガスと混合される。この方法は業務用の焙煎制御では効果的及び一般的であるが、家庭のコーヒー豆焙煎ファンには明らかに実用的な方法ではない。自動車用の公害防止装置に見られる触媒要素と同様のものが、業務用コーヒー焙煎制御に利用されているが、主として触媒要素を被覆する貴金属が高価であることが原因となって、裸火方法よりも一般的ではない。高気流速度の熱風を使用する従来の家庭用コーヒー豆焙煎装置では多量の排気ガスを発生させ、排気ガスを適切に燃焼させるために非常に大型の触媒要素を必要とするので、家庭での使用には実際的ではない
排気ガスの通気にもまた問題がある。従来、この方法は最も一般的であった。しかしながら、空気の品質に対する関心が増加していることを考えると、もはや殆どの自治体は業務用コーヒー豆焙煎制御により前処理なく廃ガスが放出されるのを許容していない。殆どの家庭用コーヒー豆焙煎装置ではこれまで、この方法を選択肢としてのみ利用してきた。結果的に、多くのコーヒー豆焙煎装置は室外で或いは開放された窓の近くでのみ使用される。言うまでもなく、この国の大部分の地域では、開放された窓の近く或いは室外でのコーヒー豆の焙煎は、一年のうちの長期間において実現不可能である。多くの製造業者は、もし適切な通気が行われないのならば製品を室内で使用しないように忠告している。しかしながら、多くの家庭では利用可能な適切な通気を備えていない。実際には、経験によると殆どの消費者の台所用通気孔では、一般的な家庭用コーヒー豆焙煎装置から発生する排気ガスに対応することができないことが判明している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、殆どの従来の家庭用装置よりも多量のコーヒー豆を均一に焙煎するとともに、焙煎工程に伴う焙煎臭気及び煙を大幅に削減或いは解消することが可能な焙煎装置を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来の焙煎機器に関連する課題を鑑みて、本発明の目的は、従来の欠点を解消した焙煎装置を提供することにある。特に、本発明の目的は、家庭内でのコーヒー豆の焙煎に伴う不快な臭気を大幅に減少させる或いは解消することが可能な焙煎装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、焙煎の間にオーガを利用して豆を混合する効果的な手段を提供することにより、焙煎工程に必要な加熱空気の量を大幅に減少させると同時に、発生する臭い排気ガスの量を大幅に減少させることが可能な焙煎装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の更なる目的は、焙煎工程からの排気ガスを収集部材を通過させるように向けることにより、排気ガスが収集部材の周囲を流通する時に排気ガスにより運ばれた殻及び塵を捕獲することが可能な焙煎装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、排気ガスの空気流を横切るフィルタを有して、塵及び殻の焙煎室からの漏出及び触媒要素の詰まりを阻止することが可能な焙煎装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、排気ガスを第２加熱要素を通過させるように導き、排気ガスの温度を３７１℃（７００Ｆ）以上まで上昇させることにより、触媒要素に適切な制御温度を供給することが可能な焙煎装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、排気ガスを触媒要素を通過させるように導くことにより、微粒子、煙、油、或いはその他の排気ガスに含まれる材料を発散させることが可能な焙煎装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の目的は、加熱された排気ガスを室温空気と混合させてから結合空気流を焙煎装置から放出することにより、操作者或いは周囲の他の物に対する熱損傷を阻止することが可能な焙煎装置を提供することにある。上記及びその他の目的は本発明の焙煎装置により達成される。
【００１４】
本発明は木の実、ココア豆及びコーヒー豆等の粒状材料を焙煎するコーヒー豆焙煎装置等の焙煎装置に関する。焙煎装置は、基板と、基板上面において一方側に取り付けられるモータ及び再燃焼アセンブリと、基板上面において他方側に取り付けられる焙煎アセンブリと、モータ及び再燃焼アセンブリと焙煎アセンブリの上端に取り外し可能に取り付けられる上端カバーアセンブリとを含む。
【００１５】
焙煎装置の基板内に好適に取り付けられるのは、電動モータと連結しており焙煎アセンブリを流通する空気流を供給する送風機アセンブリと、同様にモータと連結しており焙煎アセンブリの焙煎室内に配置されたオーガを駆動する駆動アセンブリと、送風機アセンブリからの空気流を焙煎室に流入する前に加熱する焙煎室加熱アセンブリと、焙煎装置の操作を制御及びプログラミングするデジタル制御アセンブリとを含む。
【００１６】
モータ及び再燃焼アセンブリは好ましくは電動モータを含み、電動モータはオーガを駆動するとともに送風機アセンブリ内の送風機を駆動し、更にモータの送風機と反対側の端部に配置されたファンを駆動することにより、再燃焼アセンブリを流通する空気流を供給する。再燃焼アセンブリは好ましくは焙煎アセンブリから排気ガスを受け取る再燃焼受入部材と、触媒に流入する前の排気ガスを加熱する触媒加熱要素と、触媒を包囲する触媒熱遮蔽板とを含む。
【００１７】
焙煎アセンブリは好ましくは、基板内に配置されて送風機アセンブリから焙煎室に流入する前の空気流を加熱する焙煎室加熱アセンブリと、取り外し可能な焙煎室及びオーガと、焙煎室の上端に配置される殻収集アセンブリとを含む。
【００１８】
取り外し可能な上端カバーアセンブリは好ましくは、上側熱遮蔽板及び下側熱遮蔽板の間に形成されて排気ガス及び煙を焙煎室から再燃焼アセンブリへ流入させる開口溝を含む。上端カバーアセンブリは更に、焙煎室から放出される排気ガスから塵及び殻を濾過するとともに、殻を焙煎室上端上の殻収集アセンブリに堆積させるフィルタを含む。
【００１９】
焙煎装置の焙煎サイクルの間、モータ駆動される送風機アセンブリは室温空気を焙煎室加熱アセンブリへ供給し、そこで空気は電気加熱要素により最適な焙煎温度まで加熱される。加熱アセンブリから送出された加熱空気は上方へ送られて焙煎室の多孔性基板を通過する。加熱空気がコーヒー豆の間を通過する際に熱が空気から豆へ移行することにより、豆の温度は所望の焙煎温度まで上昇する。
【００２０】
回転するオーガによる豆の一定攪拌及び交換によって、豆は確実にむらなく加熱される。焙煎室の基板に形成される緩やかなアールにより、豆はオーガの基板に一定に供給され、そこで豆は縦に積み上げられた豆の上端まで上昇させられる。オーガにより上昇させられた豆は積み上げられた豆の上端に到達すると、その上端上へ落下させられ、次に豆は重力により焙煎室の底部まで戻される。
【００２１】
加熱された空気は、縦に積み上げられた豆を通過して焙煎室の上端まで到達すると、殻収集部材の周囲を流通させられ、空気圧の降下により殆どの塵及び殻は殻収集部材まで落下させられる。殻収集部材を越えて、煙及び排気ガスがフィルタを通過させられる。フィルタは残りの塵或いは殻を捕獲する。次に排気ガスは上端カバーアセンブリの開口溝から再燃焼アセンブリへ、そして第２加熱要素（触媒加熱要素）まで流通させられる。第２加熱要素は排気ガスの温度を触媒を通過させる前に最低限３７１℃（７００Ｆ）まで上昇させる。これらのガスを最低限３７１℃（７００Ｆ）まで上昇させることにより、触媒は適切に排気ガスに含まれる微粒子物質と反応する。排気ガスが触媒の狭溝を通過する際に、プラチナ及び／又はパラジウム等の触媒表面上の物質がガスと反応することにより、微粒子及びガスは分解されて無臭の構成要素となる。排気ガスが触媒を流出すると、加熱空気流はファンからの室温空気と混合させられて、次に周囲へ排出される。
【００２２】
豆が所望の焙煎レベルに達すると、焙煎サイクルは終了して、冷却サイクルが開始する。デジタル制御アセンブリの制御装置は焙煎加熱要素を停止させ、且つモータの回転速度を上昇させることにより、送風機、ファン及びオーガの回転速度を上昇させて、豆を冷却させる。再燃焼アセンブリ及び触媒に流入する排気ガスを加熱する第２加熱要素は、焙煎室から流出した排気ガスが冷却されて煙及び微粒子を発生させる臭気を含有しなくなるまで作動し続ける。豆が冷却されると、モータ及び触媒加熱要素は停止させられるとともに、焙煎された豆が入れられた焙煎室は取り外されて空にされる。
【００２３】
本発明の種々のその他の特徴、目的及び作用効果は、当該技術分野に属する者であれば、添付の図面及び詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１、図２及び図３は、木の実、カカオ豆及びコーヒー豆等の粒状材料を焙煎するコーヒー豆焙煎装置等の焙煎装置１０を示す。焙煎装置１０は基板を備えた本体１２と、取り外し可能な焙煎室１６と、取り外し可能な上端カバーアセンブリ１８とを含む。本体１２は、基板１４の一方側の上面に取り付けられる再燃焼アセンブリ２０と、基板１４の他方側の上面においてモータ及び再燃焼アセンブリ２０の付近に取り付けられる焙煎アセンブリ２２とを含む。取り外し可能な上端カバーアセンブリ１８はモータ及び再燃焼アセンブリ２０と焙煎アセンブリ２２の両方を覆う。モータ及び再燃焼アセンブリ２０は、図７に示すようにモータアセンブリ１３２と再燃焼アセンブリ１３４とを含む。モータアセンブリ１３２は好ましくは図７の電動モータ２４を含み、焙煎アセンブリ２２の焙煎室１６内に配置されたオーガ２６を駆動するとともに、図７の送風機２８及びファン３０を駆動する。送風機２８及びファン３０により、焙煎装置１０を流通する気流が供給される。再燃焼アセンブリ１３４は好ましくは再燃焼受入室１０４と、触媒加熱要素１３６と、触媒１３８と、触媒熱遮蔽板１４０とを含む。焙煎アセンブリ２２は好ましくは、焙煎室１６の下の基板１４内に配置される焙煎室加熱アセンブリ３２と、基板１４の上面において焙煎室加熱アセンブリ３２の上に取り付けられて、取り外し可能な焙煎室１６を焙煎室加熱アセンブリ３２の上に固定するロケータリング３４と、焙煎室１６の上端に配置される殻収集アセンブリ３６とを含む。
【００２５】
基板１４は上側部分３８と下側部分４０とを含む。下側部分４０は上側部分３８から下側部分４０まで下方に延出する側壁４２を備え、基板１４の下面内には図４に示す空洞４４が形成される。図７に示す底カバー４６は好ましくは複数の締め金具により基板１４の下側部分４０に固定される。底カバー４６には複数のすべり止めの脚４８が取り付けられており、焙煎装置１０は平坦面上で支持される。
【００２６】
特に図４及びに示すように、デジタル制御アセンブリ５０は好ましくは基板１４下面の空洞４４内に複数の締め金具により固定される。デジタル制御アセンブリ５０はプリント回路基板５２及び制御パネル５６を含む。プリント回路基板５２はその上部に配置される複数の電子構成要素５４を有する。制御パネル５６はプリント回路基板５２と電気的に接続されるとともに、基板１４の前側壁４２に配置されており、焙煎装置１０の操作を制御及びプログラミングする。電子構成要素５４は好ましくはマイクロプロセッサ、カウントダウンタイマ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリー装置、複数の表示装置、及び焙煎装置１０の操作を制御するためのその他の関連する回路を含む。
【００２７】
図１、３及び５に示すように、制御パネル５６は複数の膜スイッチ及び／或いは押ボタンを含み、焙煎装置１０の操作を制御及びプログラミングする。スイッチはＲＯＡＳＴ押ボタン５８と、ＣＯＯＬ押ボタン６０と、ＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２と、ＵＰ及びＤＯＷＮ許可押ボタン６４、６６とを含む。ＲＯＡＳＴ押ボタン５８は装置を始動させて焙煎サイクルを開始させる。ＣＯＯＬ押ボタン６０は冷却サイクルを開始させる。ＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２は前回の焙煎時間設定を呼び出す。ＵＰ及びＤＯＷＮ許可押ボタン６４は焙煎時間をプログラミングする。スイッチに加えて、制御パネル５６はまた、焙煎時間を表示する液晶表示器（ＬＣＤ）６８と、一対の発光ダイオード（ＬＥＤ）７０、７２とを含む。一方のＬＥＤ７０はＲＯＡＳＴ押ボタン５８の上部に配置され、且つ他方のＬＥＤ７２はＣＯＯＬ押ボタン６０の上部に配置されており、それらスイッチの状態を表示している。ＬＣＤ６８は好ましくは２桁７セグメント表示器である。
【００２８】
ＲＯＡＳＴ押ボタン５８を押すと、装置１０が起動して、焙煎サイクルが作動させられる。ＲＯＡＳＴ押ボタン５８の上部に配置されたＬＥＤ７０が照明されて、焙煎サイクルの作動が表示される。焙煎サイクル時間がＬＣＤに表示され、且つカウントダウンタイマは焙煎時間のカウントダウンを開始する。プログラミングされた焙煎時間が終了すると、カウントダウンタイマは自動的に焙煎装置の電源を切る。一旦、焙煎時間が経過すると、焙煎装置１０は自動的に電源が切れる。焙煎時間は、ＵＰ及びＤＯＷＮ許可押ボタン６４，６６を操作することにより、或いはＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２を押すことにより、１５分から２５分の間となるようにプログラミングされてもよい。
【００２９】
ＵＰ及びＤＯＷＮ許可押ボタン６４、６６は焙煎時間をプログラミングする。ＬＣＤ６８は焙煎時間を表示する。ＵＰ及びＤＯＷＮ押ボタン６４、６６のいずれか一方を押すと、装置１０が起動され、且つＬＣＤ６８は１５分を表示する。１５分は焙煎時間の初期設定値である。ＵＰ許可押ボタン６４を押すと、１回押す毎に１分間増加する。２５分が最長焙煎時間である。ＤＯＷＮ許可押ボタン６６を押すと、１回押す毎に１分間減少する。１５分が最短焙煎時間である。
【００３０】
ＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２を押すと、前回使用された焙煎時間の設定値が呼び出される。その時間はＬＣＤ６８に表示される。正確な或いは所望する時間が表示された場合には、ＲＯＡＳＴ押ボタン５８を押すことにより焙煎サイクルが開始される。ＲＯＡＳＴ押ボタン５８が押されると、ＬＣＤ６８に表示された時間がＥＥＰＲＯＭに記憶される。装置１０が起動していない時にＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２を押すと、ＬＣＤ６８が作動する。ＲＥＣＡＬＬ押ボタン６２は焙煎サイクル及び冷却サイクルの間は機能が無効とされる。
【００３１】
ＣＯＯＬ押ボタン６０を押すと冷却サイクルが開始されて、焙煎加熱要素１６４が停止され且つ５分間の冷却サイクルが開始される。ＣＯＯＬ押ボタン６０の上部に配置されたＬＥＤ７２が照明されて、冷却サイクルの始動が表示される。冷却サイクルが終了すると、装置１０は自働的に電源が切れる。ＣＯＯＬ押ボタン６０は常時使用可能状態とされる。
【００３２】
次に、図３及び５に示すように、焙煎室１６は好ましくは、底部に円柱形状の底部材７６が取り付けられた透明な円柱形状の側壁７４と、側壁７４の上端に取り付けられた円柱形状の上部材７８と、側壁７４及び底部材７６に取り付けられて、焙煎室加熱アセンブリ３２の上端に取り付けられたロケータリング３４から焙煎室１６を取り外し或いはロケータリング３４に焙煎室１６を戻すためのハンドル８０とを含む。底部材７６は焙煎室基材８２を含む。焙煎室基材８２は図７に示すように貫通する複数のスロット開口８４を備えており、加熱された空気を焙煎室１６へ流通させる。底部材７６及び焙煎室基材８２はその中央を貫通する開口８６を含み、図７に示すように従動プーリ９８と連結され且つ連結器８８と接続することによりオーガ２６が取り付けられた軸１００を収容する。焙煎室加熱アセンブリ３２の上端はまた、貫通する複数のスロット開口１１８を含み、加熱された空気を底部材７６及び加熱室基材８２を介して焙煎室１６まで流通させる。モータ及び再燃焼アセンブリ２０は貫通する複数のスロット開口１０６を備えた再燃焼受入部材１０４を含む。スロット開口１０６は排気ガス及び煙を再燃焼アセンブリ１３４へ流入させる。上部材７８はフランジ１１４及び上側部分１４６を備えた環状開口１１２を含む。上側部分１４６は内部に形成された複数の切り欠き１０８を有しており、殻収集部材１１０を支持する。
【００３３】
図４は底カバー４６が取り外された状態の焙煎装置１０の底部を示す。基板１４の底部４０は内部に形成された空洞４４を含み、図７に示すように送風機１１６、駆動アセンブリ９０、焙煎室加熱アセンブリ３２及びデジタル制御アセンブリ５０を収容する。駆動アセンブリ９０は図７に示すようにモータ２４から下方へ延出する第１駆動軸９２と、駆動軸９２の端部に取り付けられた駆動プーリ９４と、駆動プーリ９４及び従動プーリ９８の間に懸架された駆動ベルト９６と、軸１００に取り付けられて焙煎室１６内のオーガ２６を回転させる従動プーリ９８とを含む。ベアリングプレートアセンブリ１０２は基板１４の上側部分３８に取り付けられており、駆動アセンブリ９０を送風機アセンブリ１１６及び焙煎室加熱アセンブリ３２から分離している。
【００３４】
次に、図６は焙煎装置１０の断面図を示しており、基板１４と、焙煎アセンブリ２２と、モータ及び再燃焼アセンブリ２０と、上端カバーアセンブリ１８とが図示されている。基板１４の空洞内には、デジタル制御アセンブリ５０と、駆動アセンブリ９０と、送風機アセンブリ１１６と、焙煎室加熱アセンブリ３２と、ストレインリリーフ１２０とが配置されている。デジタル制御アセンブリ５０は、複数の電子構成要素５４が上面に取り付けられたプリント回路基板５２と、プリント回路基板５２と電気的に接続され且つ基板１４の前側壁４２に取り付けられた制御パネル５６とを含む。焙煎アセンブリ２２と、モータ及び再燃焼アセンブリ２０は基板１４の上端に取り付けられる。上端カバーアセンブリ１８は開口溝１２２を含む。開口溝１２２は上側熱遮蔽板１２８と下側熱遮蔽板１３０の間に形成されており、排気ガス及び煙を焙煎室１６から再燃焼アセンブリ１３４の再燃焼受入部材１０４まで流入させる。
【００３５】
図７は装置１０の断面図であり、焙煎装置１０の構成要素、構造、及び作用を最も良く示している。装置１０は好ましくは装置を１２０ＶのＡＣ電気コンセントに差し込むことにより電源が入れられるが、バッテリや他の種類の電力供給源により電源が入れられてもよい。図７に最も良く示すように、装置１０は基板１４と、基板１４の一方側の上面に取り付けられたモータ及び再燃焼アセンブリ２０と、基板１４の他方側の上面に取り付けられた焙煎アセンブリ２２と、モータ及び再燃焼アセンブリ２０と焙煎アセンブリ２２の上端に取り外し可能に取り付けられた上端カバーアセンブリ１８とを含む。
【００３６】
上端カバーアセンブリ１８は枠１４８と、上側熱遮蔽板１２８及び下側熱遮蔽板１３０を含む。枠１４８は側壁１５２を有する上面１５０を備え、側壁１５２は上面１５０から下方に延出する。上側熱遮蔽板１２８及び下側熱遮蔽板１３０は枠１４８の側壁１５２に取り付けられる。上側熱遮蔽板１２８及び下側熱遮蔽板１３０は開口溝１２２を形成しており、排気ガス及び煙を焙煎室１６から再燃焼アセンブリ１３４の再燃焼受入部材１０４へ流入させる。下側遮蔽板１３０の内部には第１環状開口１５４及び第２環状開口１５６が形成される。第１環状開口１５４はその外周に取り付けられた再燃焼シール１２６を備えており、再燃焼受入部材１０４の周囲を密封する。第２環状開口１５６はその外周に取り付けられた焙煎室シール１４２を備えており、フランジ１１４及び焙煎室１６の側壁７４の上端に取り付けられた上部材７８の上側部分１４６を密封する。細密フィルタスクリーン１４４は焙煎室シール１４２及び下側熱遮蔽板１３０に連結されており、焙煎工程からの殻を濾過する。フィルタスクリーン１４４は好ましくは殻を濾過するとともに、焙煎室１６の上部材７８の上側部分１４６に配置された殻収集部材１１０へ殻を落下させる。
【００３７】
モータ及び再燃焼アセンブリ２０は好ましくは外側側壁１２４を含む。外側側壁１２４はモータ及び再燃焼アセンブリ２０の上側部分を再燃焼アセンブリ１３４で包囲するとともに、下側部分をモータアセンブリ１３２で包囲する。再燃焼アセンブリ１３４は好ましくは再燃焼受入部材１０４と、再燃焼受入部材１０４の下部に配置される触媒加熱要素１３６と、触媒加熱要素１３６の下側に配置される触媒１３８と、触媒１３８を包囲する触媒熱遮蔽板１４０とを含む。再燃焼受入部材１０４は複数のスロット開口１０６を含む。スロット開口１０６は再燃焼受入部材１０４を貫通しており、排気ガス及び煙を焙煎アセンブリ２２から上端カバー１８の開口溝２２を介して再燃焼アセンブリ１３４まで流入させる。
【００３８】
モータアセンブリ１３２は電動モータ２４を含み、焙煎アセンブリ２２の焙煎室１６内に配置されたオーガ２６を駆動するとともに、送風機２８及びファン３０を駆動する。送風機２８及びファン３０は焙煎装置１０を流通する空気流を供給する。モータ２４は第１駆動軸９２及び第２駆動軸１５８を含む。第１駆動軸９２はモータ２４から下方へ延出しており、送風機アセンブリ１１６及び駆動アセンブリ９０を駆動する。第２駆動軸１５８はモータ２４から上方へ延出しており、ファン３０を駆動する。第１駆動軸の端部には送風機２８及び駆動プーリ９４が取り付けられている。駆動プーリ９４は駆動プーリ９４と従動プーリ９８の間に懸架された駆動ベルト９６を備える。従動プーリ９８は軸１００に取り付けられており、焙煎室１６内のオーガ２６を回転させる。
【００３９】
基板１４は上側部分３８及び側壁４２を備えた下側部分４０を含む。側壁４２は上側部分３８から下側部分４０まで下方へ延出しており、基板１４の下面内に空洞４４を形成する。底カバー４６は好ましくは複数の締め金具により基板１４の下側部分４０に固定される。底カバー４６には複数のすべり止めの脚４８が取り付けられている。脚４８は底カバー４６から下方へ延出しており、気流を基板１４の下を流通させるとともに、底カバー４６の開口１６０を介して上方へ流通させる。空洞４４内には送風機アセンブリ１１６と、駆動アセンブリ９０と、焙煎室加熱アセンブリ３２と、デジタル制御アセンブリ５０とが配置されている。ベアリングプレートアセンブリ１０２は基板１４の上側部分３８に取り付けられており、駆動アセンブリ９０を送風機アセンブリ１１６及び焙煎室加熱アセンブリ３２から分離する。
【００４０】
焙煎アセンブリ２２は好ましくは焙煎室加熱アセンブリ３２と、ロケータリング３４と、殻収集アセンブリ３６とを含む。焙煎室加熱アセンブリ３２は焙煎室１６の下の基板１４内に配置される。ロケータリング３４は焙煎室加熱アセンブリ３２の上の基板１４上面に取り付けられており、取り外し可能な焙煎室１６を焙煎室加熱アセンブリ３２上において支持する。殻収集アセンブリ３６は焙煎室１６の上端に配置される。
【００４１】
焙煎室１６は好ましくは、底部に円柱形状の底部材７６が取り付けられた透明な円柱形状の側壁７４と、側壁７４の上端に取り付けられた円柱形状の上部材７８と、側壁７４及び底部材７６に取り付けられて、焙煎室加熱アセンブリ３２の上端に取り付けられたロケータリング３４から焙煎室１６を取り外し或いはロケータリング３４に焙煎室１６を戻すためのハンドル８０とを含む。底部材７６は焙煎室基材８２を含む。焙煎室基材８２は貫通する複数のスロット開口８４を備えており、加熱された空気を焙煎室１６へ流通させる。底部材７６及び焙煎室基材８２はその中央を貫通する開口８６を含み、従動プーリ９８と連結され且つ連結器８８と接続することによりオーガ２６が取り付けられた軸１００を収容する。焙煎室加熱アセンブリ３２の上端はまた、貫通する複数のスロット開口１１８を含み、加熱された空気を底部材７６及び焙煎室基材８２を介して焙煎室１６まで流通させる。上部材７８はフランジ１１４及び上側部分１４６を備えた環状開口１１２を含む。上側部分１４６は内部に形成された複数の切り欠き１０８を有しており、殻収集部材１１０を支持する。
【００４２】
生の緑色のコーヒー豆を焙煎室１６に投入し、且つＲＯＡＳＴ押ボタンを押すとともに焙煎時間を選択して焙煎サイクルを開始させることにより、焙煎装置１０の操作が開始される。焙煎装置１０は約１４１．７５〜１７０．１０グラム（５〜６オンス）の生の緑色のコーヒー豆を約１５〜２０分間、２６０〜３７１℃（５００〜７００Ｆ）の温度で焙煎する。焙煎サイクルは豆を加熱及び攪拌することにより開始する。豆の外皮がひび割れて脱粒すると殻が生成されるとともに、油が焼成して豆が焙煎されると豆はカラメルとなって濃い茶色に変色する。ＲＯＡＳＴ押ボタン５８により焙煎装置１０は起動させられるとともに、焙煎サイクルが開始される。１５〜２０分の焙煎サイクルの間、モータ２４、オーガ２６、加熱要素１６４、１３６、ファン３０、送風機２８及び触媒１３８は全て作動している。ファン３０及び送風機２８は低い回転数（モータへの電力が約６０ＶＤＣまで減少した時に得られる）で回転する。焙煎サイクルの後には、冷却サイクルが開始する。冷却サイクルは焙煎サイクルの最後の５分間継続する。最初の２分間、焙煎加熱要素１６４は作動が停止させられ、且つ触媒加熱要素１３６は作動させられたままとされ、またオーガ２６、ファン３０、及び送風機２８の回転数は高速回転数（モータ２４に１２０ＶＤＣが供給された時）まで増加させられる。最後の３分間、ファン３０が高速で回転させられた状態で、触媒加熱要素１３６は作動が停止される。
【００４３】
焙煎サイクルの間、電動モータ２４は送風機２８を回転させて、矢印１６２で示されるように、底カバー４６の空気受入開口１６０を介して空気を導入する。加圧空気１６６は焙煎室加熱アセンブリ３２まで導入される。焙煎室加熱アセンブリ３２では、加圧空気は焙煎加熱要素１６４により加熱される。加熱された空気は、矢印１６８で示すように、焙煎室加熱アセンブリ３２の上端から排出されるとともに、底部材７６の開口８４、１１８及び焙煎室基材８２を貫通して、焙煎室１６まで流通させられる。焙煎室１６では、加熱された空気はコーヒー豆の間を通過することにより、熱は空気から豆へ移行される。
【００４４】
加熱された空気流１６８は非常に低速であり、豆を上昇させて攪拌させることはできないので、オーガ２６を一定速度で回転させることにより豆の均等な加熱が達成される。豆は重力及び焙煎室基材８２の大きなアールにより連続的にオーガ２６の基材に供給される。豆はその重量によりオーガ２６の基材まで上方へ押し出されると、回転するオーガ２６によって積み上げられた豆の上端へ到達するまで上昇させられる。積み上げられた豆の上端へ到達すると、オーガ２６は上昇させられた豆を積み重ねられた上端に放出する。すると、重力によって最終的には豆は焙煎室１６の内面まで下方へ戻され、オーガ２６の基材に再度導入される。
【００４５】
焙煎室１６を流出する空気は殻収集部材１１０の周囲を通過するとともに、殻収集部材１１０と細密フィルタスクリーン１４４の間の空間１７０に導入される。空気が殻収集部材１１０の上方まで上昇すると、圧力降下が発生して、殆どの殻及び塵は殻収集部材１１０に落下させられる。空気が細密フィルタスクリーン１４４を通過すると、空気は上端カバー１８の開口溝１２２により再燃焼アセンブリ１３４まで搬送される。空気は再燃焼受入部材１０４のスロット開口１０６を通過させられるとともに、触媒加熱要素１３６を通過させられる。触媒加熱要素１３６では、温度が３１５．６℃（６００Ｆ）以上まで上昇させられる。この加熱された空気流１７２は次に下方へ向けられて触媒１３８を通過させられる。触媒１３８では排気ガスにより運ばれた微粒子及び煙と触媒１３８の処理面の間で触媒反応が生じることにより、汚臭物は分解されて無臭の構成要素となる。
【００４６】
触媒１３８を出ると、超加熱空気流１７４は空気流１７６により上方へ屈曲させられる。空気流１７６は側壁１２４の受入開口１８０を介して導入される空気流１７８によって発生させられるとともに、ファン３０により触媒熱遮蔽板１４０の開口１８４を介して上方へ送られる。空気流１７６及び１７４が混合させられると、その混合空気流は空気流１８６を形成する。空気流１８６は触媒熱遮蔽板１４０及び側壁１２４の開口１８４、１８０から周囲の環境へ流出する。冷却空気の第２流１８２はまた、ファン３０により上方へ触媒加熱遮蔽板１４０及び外側側壁１２４の間へ追いやられる。この空気流１８２は触媒熱遮蔽板１４０及び外側側壁１２４を冷却して、装置１０の外側温度を使用者の安全及び材料温度許容限界内に維持する。
【００４７】
焙煎工程が所望の焙煎程度に到達すると、制御回路は焙煎加熱要素１６４への電力を停止するとともに、モータ２４へ供給される電圧量を増加させることにより、モータ回転数を上昇させ、結果的に空気流１６６の量を増大させて、冷却工程を開始する。電力供給は触媒加熱要素１３６へ継続され、焙煎豆が十分に冷却されて排気ガスや煙を放出しなくなるまで、流出するガスは首尾よく発散させられる。最適な冷却期間、一般的には２〜３分が経過すると、触媒加熱要素１３６への電力供給が停止させられるが、加速度的な冷却空気流１６６は更に２〜５分供給が継続させられて、モータ２４への電力供給が停止されて焙煎室１６の内容物が空になる前には全ての豆及び機械構成要素は最適に冷却される。
【００４８】
本発明は好適な実施形態を参照しつつ詳述されてきたが、当該技術分野に属するものであれば、本発明の精神から逸脱することなく特定の置換、交換及び削除を行うことは認識できる。従って、前述の詳細は例示を意味するものに過ぎず、以下の請求項に係る本発明の範囲を限定するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好適な実施形態に従って構成されたコーヒー豆焙煎装置を示す正面図。
【図２】図１のコーヒー豆焙煎装置を示す側面図。
【図３】図１のコーヒー豆焙煎装置を示す部分分解正面図。
【図４】図１のコーヒー豆焙煎装置において底カバーが外された状態を示す底面斜視図。
【図５】図１のコーヒー豆焙煎装置を示す分解斜視図。
【図６】図１のコーヒー豆焙煎装置の６−６線断面図。
【図７】図２のコーヒー豆焙煎装置の７−７線断面図。

Claims

焙煎装置であって、
基板と、基板は上側部分と、下側部分と、上側部分から下側部分まで延出して内部に空洞を形成する側壁とを有しており、
基板の上面の一方側に取り付けられるモータ及び再燃焼アセンブリと、
基板の上面の他方側に取り付けられる焙煎アセンブリと、
モータ及び再燃焼アセンブリと焙煎アセンブリの上端に取り外し可能に取り付けられる上端カバーアセンブリと
を含むことを特徴とする焙煎装置。
基板の空洞内に取り付けられ且つモータの第１駆動軸に連結されており、焙煎アセンブリを流通する空気流を供給する送風機アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の焙煎装置。
基板の空洞内に取り付けられ且つモータの第１駆動軸に連結されており、焙煎アセンブリの焙煎室内にあるオーガを駆動する駆動アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の焙煎装置。
基板の空洞内に取り付けられており、送風機アセンブリから焙煎室内に流入する前の空気流を加熱する焙煎室加熱アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の焙煎装置。
焙煎装置の操作を制御するデジタル制御アセンブリを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の焙煎装置。
モータはモータ及び再燃焼アセンブリ内に取り付けられており、且つ第１駆動軸と反対側に第２駆動軸を含み、第２駆動軸はファンと連結されて上方へ再燃焼アセンブリを流通する空気流を供給することを特徴とする請求項３に記載の焙煎装置。
再燃焼アセンブリは、焙煎アセンブリから排気ガスを受け入れる再燃焼受入部材と、触媒に流入する前の排気ガスを加熱する触媒加熱要素と、触媒を包囲する触媒熱遮蔽板を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の焙煎装置。
焙煎アセンブリは、基板内に取り付けられており送風機アセンブリから焙煎室に流入する前の空気流を加熱する焙煎室加熱アセンブリと、回転可能なオーガが内部に取り付けられた取り外し可能な焙煎室と、焙煎室の上端に配置された殻収集アセンブリとを含むことを特徴とする請求項３に記載の焙煎装置。
取り外し可能な上端カバーアセンブリは開口溝を含み、開口溝は上側熱遮蔽板及び下側熱遮蔽板の間に形成されており、排気ガス及び煙を焙煎室から再燃焼アセンブリへ流出させることを特徴とする請求項１に記載の焙煎装置。
取り外し可能な上端カバーアセンブリはフィルタを更に含み、フィルタは焙煎室から放出される排気ガスから塵及び殻を濾過するとともに、殻を焙煎室の上端に配置された殻収集部材に堆積させることを特徴とする請求項９に記載の焙煎装置。
デジタル制御アセンブリは焙煎サイクル及び冷却サイクルの操作を制御することを特徴とする請求項５に記載の焙煎装置。
焙煎工程の間に発生する排気ガスを減少および解消するとともに臭気を解消することが可能な粒状材料を焙煎する焙煎装置であって、
第１端及び第２端を有する上面を備えた基板と、
基板の上面において第１端に取り付けられたモータ及び再燃焼アセンブリと、
基板の上面において第２端に取り付けられた焙煎アセンブリと、
モータ及び再燃焼アセンブリと焙煎アセンブリの上端に取り付けられた上端カバーアセンブリと
を含むことを特徴とする焙煎装置。
再燃焼及びモータアセンブリはモータを含み、送風機アセンブリ、駆動アセンブリ及びファンを駆動することを特徴とすることを特徴とする請求項１２に記載の焙煎装置。
送風機アセンブリは焙煎アセンブリを流通する空気流を提供することを特徴とする請求項１３に記載の焙煎装置。
ファンは上方へ再燃焼アセンブリを流通する空気流を供給することを特徴とする請求項１３に記載の焙煎装置。
焙煎アセンブリは第１加熱要素と複数のスロット開口とを含み、スロット開口は焙煎アセンブリを貫通しており、加熱空気流を送風機アセンブリから焙煎アセンブリの焙煎室へ供給することを特徴とする請求項１３に記載の焙煎装置。
焙煎室はオーガを含み、オーガは駆動アセンブリにより駆動されて粒状材料を混合することを特徴とする請求項１６に記載の焙煎装置。
焙煎アセンブリは殻収集アセンブリとフィルタとを更に含み、フィルタは焙煎室から放出された排気ガスから塵及び殻を濾過することを特徴とする請求項１６に記載の焙煎装置。
再燃焼及びモータアセンブリは、再燃焼受入部材と、焙煎室からの排気ガスの温度を上昇させる第２加熱要素と、粒子状物質、煙、油及び排気ガス中に含まれれるその他の材料を発散させる触媒と、触媒熱遮蔽板とを更に含み、再燃焼受入部材は複数のスロット開口を含み、スロット開口は再燃焼受入部材を貫通しており、排気ガスを第２加熱要素を介して触媒へ流通させることを特徴とする請求項１３に記載の焙煎装置。
木の実、カカオ豆及びコーヒー豆等の粒状材料の焙煎方法であって、
生の粒状材料を焙煎装置の焙煎室へ投入する工程と、
加熱された空気流を焙煎室へ供給するとともに、焙煎サイクルの間に粒状材料を機械的に混合する工程と、
焙煎工程からの排気ガスを焙煎室から再燃焼アセンブリへ流出させる工程と、
焙煎室の排気ガスから殻及び塵粒子を濾過する工程と、
触媒に流入する前に再燃焼アセンブリにおいて排気ガスを更に加熱する工程と、
冷却サイクルの間に焙煎された粒状材料及び排気ガスを冷却する工程と
を含むことを特徴とする方法。