JP2007260104A

JP2007260104A - 飲料供給装置

Info

Publication number: JP2007260104A
Application number: JP2006088365A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kanzaki; 和紀神崎; Hideyuki Minezaki; 秀之峯崎; Noboru Chigira; 登千木良; Manabu Ueno; 学上野; Osamu Inoue; 修井上
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【目的】コーヒー挽き豆からコーヒー飲料を確実に抽出することができ、さらに、香味や旨味を十分に引き出した高温のコーヒー飲料を供給することが可能な飲料供給装置を提供することを目的とする。
【構成】電磁ポンプ８ａ、８ｂを駆動して水リザーバ４に貯留している飲料水を圧送すると、その送出圧で抵抗弁２５の弁が開いて加熱タンク２０に貯留している高温の湯が湯管路２４に押し出されてコーヒー抽出機４０に圧送される。キャニスタ２６から供給されたコーヒー豆をミル２７で挽いた挽き豆をシュート２８からコーヒー抽出機４０に供給して圧縮した挽き豆に圧送された高温の湯が通過するとコーヒー飲料が抽出され、飲料管路２９を通流してノズル３１からカップＣに注がれ、飲料管路２９を通流するコーヒー飲料は飲料流量計３０で流量が計量されて制御部に流量信号が出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コーヒー挽き豆からコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出機を備えた飲料供給装置に関するものである。

例えば、この種の飲料供給装置は、コーヒー豆を所定の粒度に挽いたコーヒー挽き豆（以下、適宜「挽き豆」という）をシリンダに供給して圧縮し、加圧された高温の湯を通過させることによってコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出機を備えている。このコーヒー抽出機は、上下方向に貫通した円筒状のシリンダと、このシリンダの下部に収容されているピストンと、シリンダが傾斜状態のときに上方から挿入されるキャップと、シリンダが直立状態のときに挽き豆をシリンダに導くシュートなどを備え、キャップには、シリンダに外部から湯を圧送するための湯管路が設けられる一方、ピストンには、シリンダで抽出されたコーヒー飲料を外部に送り出すための飲料管路が設けられている。

このコーヒー抽出機でコーヒー飲料を抽出するには、キャニスタ（コーヒー豆貯蔵容器）に貯蔵しているコーヒー豆をミルで挽いた挽き豆をシリンダに供給した後、シリンダを傾斜させ、この傾斜動作に同期させてキャップをシリンダに挿入する。次に、ピストンをシリンダ内で上昇させ、キャップと協働してシリンダに収容された挽き豆を圧縮した後、ポンプを駆動して所定値の圧力（例えば、１．０ＭＰａ）で湯管路からシリンダに湯を圧送すると、湯が圧縮された挽き豆を通過する際にコーヒー成分を含んだコーヒー飲料が抽出され、飲料管路から送出される。所定時間を経過すると湯の圧送を停止し、ピストンを更に上昇させ、キャップと協働して挽き豆を圧搾し、コーヒー飲料を飲料管路に絞り出した後、ピストンを下降させ、このピストンの下降によって生じる負圧に基づいて飲料管路に残留するコーヒー飲料をシリンダ内で圧搾された挽き豆に吸引させる。次に、キャップをシリンダから離脱させた後、ピストンを上昇させ、圧搾によって挽き豆を固形化した抽出滓をシリンダの外部に露出するように押し上げ、シリンダを軸を中心として回動し、傾斜状態から直立状態に移行し、シリンダの外部に露出した抽出滓を滓バケツに落下させた後、ピストンを最下部まで降下させて待機状態とする（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３４５４０７号公報

ところで、上記のようなコーヒー抽出機を備えた飲料供給装置で、シリンダ内で圧縮されている挽き豆から抽出するコーヒー飲料の抽出効率を高め、さらに高温のコーヒー飲料を抽出して供給するには、挽き豆が有しているコーヒー成分がすべて抽出されるように高温の湯を圧送して挽き豆の内深くまで湯を浸透させる必要がある。

しかしながら、コーヒー抽出機を備えるカップ式飲料自動販売機やコーヒーディスペンサでは、機内に各種機器を配設する都合上、湯を貯留する温水タンクをコーヒー抽出機から離れた位置に配設せざるを得ない場合が多く、そのような場合には温水タンクから圧送された湯が湯管路を通流している間の熱損失により温度低下が生じて、コーヒー抽出機では必ずしも香味や旨味を十分に引き出したコーヒー飲料を抽出することができず、さらに、ベンドステージに載置したカップにコーヒー飲料を注ぐまでの飲料管路でも温度が下がり、微温いコーヒー飲料を提供する虞があった。

本発明は、上記実情に鑑みて、コーヒー挽き豆からコーヒー飲料を確実に抽出することができ、さらに、香味や旨味を十分に引き出した高温のコーヒー飲料を供給することが可能な飲料供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料供給装置は、挽き豆供給部から供給されてコーヒー抽出機で圧縮したコーヒー挽き豆に水リザーバに連通する水管路で送出した飲料水を加熱タンクで加熱した湯を通過させて抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置において、
前記水管路には、前記飲料水を圧送する複数のポンプと、該ポンプで圧送された飲料水を計量して流量信号を出力する水流量計とを設け、該水流量計が出力する流量信号に基づいてポンプ駆動時間を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る飲料供給装置は、上述した請求項１において、前記加熱タンクとコーヒー抽出機を連通する湯管路には、加熱タンクからの湯の送出圧力が所定値より大きいときに弁を開いて湯をコーヒー抽出機に供給する抵抗弁を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る飲料供給装置は、上述した請求項１または２において、前記加熱タンクとコーヒー抽出機を断熱壁で構成された抽出室に収容したことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る飲料供給装置は、上述した請求項１乃至３の何れかにおいて、前記抽出されたコーヒー飲料を供給する飲料管路を通過したコーヒー飲料を計量して流量信号を出力する飲料流量計を設け、前記制御手段は飲料流量計が出力する流量信号に基づいて、計量したコーヒー飲料の流量が所定値以下の時は不足分の湯を前記ポンプを駆動して前記コーヒー抽出機に追加供給して所定量のコーヒー飲料を抽出することを特徴とする。

本発明の請求項１に係る飲料供給装置によれば、水管路に、飲料水を圧送する複数のポンプと、該ポンプで圧送された飲料水を計量して流量信号を出力する水流量計とを設け、該水流量計が出力する流量信号に基づいてポンプ駆動時間を制御する制御手段を備えたことにより、一方のポンプが故障して飲料水の送出量が減少しても、水流量計が出力する流量信号に基づいてポンプ駆動時間を制御することにより、１杯分のコーヒー飲料を抽出するのに必要とする所定量の飲料水を圧送して、コーヒー挽き豆からコーヒー飲料を確実に抽出することができる飲料供給装置を実現することが可能となる。

また、本発明の請求項２に係る飲料供給装置によれば、加熱タンクとコーヒー抽出機を連通する湯管路に、加熱タンクからの湯の送出圧力が所定値より大きいときに弁を開いて湯をコーヒー抽出機に供給する抵抗弁を設けたことにより、電磁弁などを設けることなく、ポンプの駆動に連動させて加熱タンクで高温に加熱されている湯をコーヒー抽出機に高圧で供給してコーヒー飲料を抽出することができ、コストの低減化を図ることが可能となる。

また、本発明の請求項３に係る飲料供給装置によれば、加熱タンクとコーヒー抽出機を断熱壁で構成された抽出室に収容したことにより、加熱タンクヒータの発する熱で保温され、湯温が低下することが防がれるので、高温、高圧の湯を圧縮されているコーヒー挽き豆に通過させ、コーヒー挽き豆の内深くまで湯を浸透させて、コーヒー挽き豆が有しているコーヒー成分を抽出できるので、コーヒー挽き豆から効率よくコーヒー成分を抽出して、香味や旨味を十分に引き出した高温のコーヒー飲料を供給することができる。

また、本発明の請求項４に係る飲料供給装置によれば、抽出されたコーヒー飲料を供給する飲料管路を通過したコーヒー飲料を計量して流量信号を出力する飲料流量計を設け、制御手段は飲料流量計が出力する流量信号に基づいて、計量したコーヒー飲料の流量が所定値以下の時は不足分の湯をポンプを駆動してコーヒー抽出機に追加供給して所定量のコーヒー飲料を抽出することにより、加熱タンクや湯管路、抵抗弁に気泡が混入していても所定量のコーヒー飲料を確実に抽出して供給することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料供給装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態である飲料供給装置の概略構成を示すブロック図である。この飲料供給装置１には、コーヒー豆を所定の粒度に挽いたコーヒー挽き豆（以下、適宜「挽き豆」という）をシリンダに供給して圧縮し、圧送された高温の湯を通過させることによってコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出機４０を備えている。

水入口弁（電磁弁）３を開くと、取水管２から供給された飲料水が水リザーバ４に貯えられる。水リザーバ４は所定量（例えば、８００ｍｌ）の飲料水を貯留する容器で、貯留水位を検出して水位信号を出力する検出スイッチ（図示せず）を備えたフロートスイッチ５が設けられ、水リザーバ４に貯留している飲料水が下限水位になると水入口弁３を開いて給水し、上限水位になると水入口弁３を閉じて給水を停止する。

水リザーバ４には水管路６が連通され、水管路６には水をろ過するストレーナ７と電磁ポンプ８ａ、８ｂが接続され、制御部９０（図３参照）が電磁ポンプ８ａ、８ｂに信号を出力すると、水リザーバ４に貯留している水を加熱タンク２０に圧送する。また、電磁ポンプ８ａ、８ｂの下流側の水管路６には、電磁ポンプ８ａ、８ｂで加熱タンク２０に圧送している飲料水を計量して流量信号を出力する水流量計９と、電磁ポンプ８ａ、８ｂが圧送している水圧がコーヒー飲料を抽出するのに適した所定値の圧力（例えば、１．０ＭＰａ）を一定圧力上回ったときに弁を開放して圧力を逃がすリリーフ弁１０とを設けている。

電磁ポンプ８ａ、８ｂは、例えば、特開２００２−１２２０６９号公報で示されているように、電流が流される電磁コイルと、該電磁コイルの中心部に上ばねと下ばねとで支えられて配設された電磁プランジャと、電磁コイルの一方側に配された磁気ロッドと、電磁プランジャと共に往復動し、吸入弁と吐出弁と協働してポンプ作用を行なうピストンとから成り、吸入口から吸入した飲料水を所定値の圧力（例えば、１．０ＭＰａ）で吐出口から圧送するポンプであり、制御部９０が出力する信号で、１杯分のコーヒー飲料を抽出するのに要する所定量（例えば、１５０ｍｌ）の飲料水を加熱タンク２０に圧送する。

加熱タンク２０は、タンク本体２１と、供給された飲料水を加熱するヒータ２２と、貯留している湯温を検出する湯温センサ２３とを有し、貯留している湯を所定の温度（例えば、９５℃）に保持している。タンク本体２１は、ステンレス鋼板などの金属板からなり、耐圧性（例えば、２．０ＭＰａ）を有する所定容量（例えば、３００ｍｌ）の円筒状の密閉容器で構成され、その周囲は断熱材で覆われている。

このように構成された加熱タンク２０には、コーヒー飲料抽出の都度、使用する所定量の水がタンク本体２１の下端部から供給される。タンク本体２１の上端部には湯管路２４が接続され、抵抗弁２５を介してコーヒー抽出機４０に連通している。そして、コーヒー飲料を抽出する時は電磁ポンプ８ａ、８ｂを駆動して水リザーバ４に貯留している飲料水を圧送すると、その送出圧で抵抗弁２５の弁が開いて加熱タンク２０に貯留している高温の湯が湯管路２４に押し出されてコーヒー抽出機４０に圧送される。キャニスタ２６から供給されたコーヒー豆をミル２７で挽いた挽き豆をシュート２８からコーヒー抽出機４０に供給して圧縮した挽き豆に加熱タンク２０から圧送された高温の湯が通過する際にコーヒー成分を含んだコーヒー飲料が抽出され、飲料管路２９を通流してノズル３１からカップＣに注がれ、飲料管路２９を通流するコーヒー飲料は飲料流量計３０で流量が計量されて制御部９０に流量信号が出力される。また、加熱タンク２０と湯管路２４、抵抗弁２５およびコーヒー抽出機４０は断熱壁で構成された抽出室３２に収容され、ヒータ２２の発する熱で保温される。

図２は、抵抗弁２５の側断面図を示している。図２（ａ）は、抵抗弁２５の弁が閉じられている状態を示し、接続部２５ａには湯が流入する流入孔２５ｂに弁座２５ｃが設けられ、接続部２５ｄには湯が流出する流出孔２５ｅが設けられて、接続部２５ａと接続部２５ｄはねじ部２５ｆで固定されている。そして、常時は弁体２５ｇが加圧ばね２５ｈで弁座２５ｃに圧接され、湯が流入孔２５ｂから流出孔２５ｅへ通流することを禁止し、流入孔２５ｂ内の圧力が所定値（例えば、０．０５ＭＰａ）を越えると弁体２５ｇが圧力で押されて加圧ばね２５ｈを圧縮し、弁体２５ｇが図２（ｂ）に示す位置に移動すると、弁座２５ｃと弁体２５ｇとの間に隙間（流路）２５ｉができて、湯が流入孔２５ｂから流出孔２５ｅへ通流することが許可される。

このように、電磁ポンプ８ａ、８ｂを駆動して水リザーバ４に貯留している飲料水を圧送すると、水管路６で連通している加熱タンク２０を介して湯管路２４で接続している抵抗弁２５に、湯が流入孔２５ｂから流出孔２５ｅへ通流することが許可される所定値の圧力（例えば、０．０５ＭＰａ）より大きい圧力（例えば、１．０ＭＰａ）が作用して、弁体２５ｇが圧力で押されて加圧ばね２５ｈを圧縮して弁体２５ｇが移動すると、弁座２５ｃと弁体２５ｇとの間に隙間２５ｉができて、湯が流入孔２５ｂから流出孔２５ｅに流れて、高温、高圧の湯がコーヒー抽出機４０に供給される。この抵抗弁２５を加熱タンク２０とコーヒー抽出機４０を連通する湯管路２４に設けたことにより、電磁弁などを設けることなく、電磁ポンプ８ａ、８ｂの駆動に連動させて加熱タンク２０で高温に加熱されている湯をコーヒー抽出機４０に高圧で供給してコーヒー飲料を抽出することができる。

図３は、飲料供給装置１の制御ブロック図を示し、コーヒー飲料を抽出して供給する制御を行う制御部（制御手段）９０と、電磁ポンプ８ａ、８ｂで加熱タンク２０に圧送している飲料水を計量して制御部９０に流量信号を出力する水流量計９と、加熱タンク２０に貯留している湯の温度を検出して制御部９０に湯温信号を出力する湯温センサ２３と、コーヒー抽出機４０で抽出されて飲料管路２９を通流するコーヒー飲料を計量して制御部９０に流量信号を出力する飲料流量計３０と、制御部９０が信号を出力すると水リザーバ４に貯留している飲料水を加熱タンク２０に圧送する電磁ポンプ８ａ、８ｂと、加熱タンク２０に供給された飲料水を加熱するヒータ２２と、貯蔵しているコーヒー豆を供給するキャニスタ２６と、供給されたコーヒー豆を挽いて挽き豆にするミル２７と、供給された挽き豆を圧縮して湯を通過させてコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出機４０と、飲料供給装置１の制御データを記憶するメモリ９１と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして時間を計測してこれらの機器を所定時間動作させるためのタイマー９２を有している。

次に、コーヒー抽出機４０のコーヒー飲料抽出動作を説明するための模式図である図４を参照しながら、コーヒー飲料抽出動作について説明する。

先ず、図４（ａ）に示すように、コーヒー抽出機４０のシリンダユニット４２およびシリンダキャップ４４はいずれも、図に示す待機位置に位置し、ピストン４９は下限位置に位置している。そして、キャニスタ２６から供給されたコーヒー豆をミル２７で挽いた所定量の挽き豆Ｇがシュート２８および挽き豆投入部４６を介してシリンダ４３に送り込まれる。

シリンダ４３へ挽き豆Ｇを送り込んだ後、モータ５９を駆動することにより駆動ギヤ６０の回転に伴って大径ギヤ６１が回転し、抽出位置センサ（図示せず）が抽出位置を検出するとモータ５９を停止する。これにより、大径ギヤ６１は、図４（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示すように、略１８０度回転して停止する。

この大径ギヤ６１の回転に伴い、シリンダユニット４２がシリンダ抽出位置に回動する一方、シリンダキャップ４４がキャップ抽出位置にスライドする。この場合、シリンダユニット４２がシリンダ抽出位置に先に到達し、その直後、シリンダキャップ４４がシリンダ４３の上部開口に挿入される。

これにより、図４（ｃ）に示すように、シリンダ４３は、シリンダキャップ４４によって密閉される。次いで、ピストン駆動モータ５１を駆動することにより、ピストン４９がシリンダキャップ４４に向かって上昇し、挽き豆Ｇを所定の圧縮率で圧縮する。その後、電磁ポンプ８ａ、８ｂを駆動すると水リザーバ４に貯留している飲料水を水管路６で連通している加熱タンク２０に圧送し、加熱タンク２０で高温に加熱されている湯は湯管路２４に設けられている抵抗弁２５の弁体２５ｇを移動させて隙間２５ｉを通流してシリンダ４３内で圧縮されている挽き豆Ｇに供給される。水流量計９が計量している飲料水の量が１杯分のコーヒー飲料を抽出するのに必要とする所定量（例えば、１５０ｍｌ）に達すると、制御部９０は電磁ポンプ８ａ、８ｂを停止する。この場合、電磁ポンプ８ａ、８ｂの一方が故障して飲料水の送出量が減少しても、１杯分のコーヒー飲料を抽出するのに必要とする所定量に達するように制御部９０が水流量計９が出力する流量信号に基づいてポンプ駆動時間を制御する。加熱タンク２０から押し出された湯は湯管路２４を通流してコーヒー抽出機４０に供給されて圧縮している挽き豆Ｇを通過してコーヒー飲料を抽出するが、加熱タンク２０と湯管路２４、抵抗弁２５およびコーヒー抽出機４０は断熱壁で構成された抽出室３２（図１参照）に収容されているので、ヒータ２２の発する熱で保温されて、湯温が低下することが防がれ、高温、高圧の湯がシリンダ４３内で圧縮されている挽き豆Ｇを通過すると、挽き豆Ｇの内深くまで湯が浸透して、挽き豆Ｇが有しているコーヒー成分がすべて抽出されるので、挽き豆Ｇから効率よくコーヒー成分を抽出し、コーヒー成分が抽出されたコーヒー飲料は、ピストン４９に設けたコーヒー飲料抽出フィルタ（図示せず）でろ過されて飲料管路２９を通流してノズル３１から香味や旨味を十分に引き出した高温のコーヒー飲料がカップＣに注がれる。そして、コーヒー抽出機４０で抽出されて飲料管路２９を通流するコーヒー飲料を計量する飲料流量計３０が計量しているコーヒー飲料の量が１杯分のコーヒー飲料としての所定量（例えば、１４０ｍｌ）以下の時は電磁ポンプ８ａ、８ｂを再度駆動して不足分の湯をコーヒー抽出機４０に追加供給して所定量のコーヒー飲料を抽出すると、加熱タンク２０や湯管路２４、抵抗弁２５に気泡が混入していても所定量のコーヒー飲料を確実に抽出して供給することができる。

以上のコーヒー飲料抽出動作の終了後、モータ５９を駆動すると、シリンダキャップ４４がシリンダ４３から離れ、シリンダ４３の上部開口が開放される。また、同時に、ピストン４９が上限位置まで上昇し、抽出滓をシリンダ４３から押し出す。そして、この状態から、モータ５９を再度駆動すると、シリンダユニット４２およびシリンダキャップ４４がそれぞれ待機位置に戻るとともに、抽出滓がスクレーパ５５に当接してシリンダ４３から欠き落とされて図示しない滓バケツに回収される。また、シリンダユニット４２がシリンダ待機位置に戻った後、ピストン駆動モータ５１を駆動すると、次回のコーヒー飲料抽出に備えて、ピストン４９が下限位置まで下降して待機状態となる。

本発明の実施の形態である飲料供給装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示した抵抗弁の側断面図である。図１に示した飲料供給装置の制御ブロック図である。図１に示したコーヒー抽出機のコーヒー飲料抽出動作を説明する模式図である。

符号の説明

１飲料供給装置
４水リザーバ
８ａ電磁ポンプ
８ｂ電磁ポンプ
９水流量計
２０加熱タンク
２２ヒータ
２３湯温センサ
２４湯管路
２５抵抗弁
２６キャニスタ
２７ミル
２９飲料管路
３０飲料流量計
３２抽出室
４０コーヒー抽出機
４２シリンダユニット
４３シリンダ
４４シリンダキャップ
４６挽き豆投入部
４９ピストン

Claims

挽き豆供給部から供給されてコーヒー抽出機で圧縮したコーヒー挽き豆に水リザーバに連通する水管路で送出した飲料水を加熱タンクで加熱した湯を通過させて抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置において、
前記水管路には、前記飲料水を圧送する複数のポンプと、該ポンプで圧送された飲料水を計量して流量信号を出力する水流量計とを設け、該水流量計が出力する流量信号に基づいてポンプ駆動時間を制御する制御手段を備えたことを特徴とする飲料供給装置。
前記加熱タンクとコーヒー抽出機を連通する湯管路には、加熱タンクからの湯の送出圧力が所定値より大きいときに弁を開いて湯をコーヒー抽出機に供給する抵抗弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の飲料供給装置。
前記加熱タンクとコーヒー抽出機を断熱壁で構成された抽出室に収容したことを特徴とする請求項１または２記載の飲料供給装置。
前記抽出されたコーヒー飲料を供給する飲料管路を通過したコーヒー飲料を計量して流量信号を出力する飲料流量計を設け、前記制御手段は飲料流量計が出力する流量信号に基づいて、計量したコーヒー飲料の流量が所定値以下の時は不足分の湯を前記ポンプを駆動して前記コーヒー抽出機に追加供給して所定量のコーヒー飲料を抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の飲料供給装置。