JP2010105676A

JP2010105676A - 飲料供給装置

Info

Publication number: JP2010105676A
Application number: JP2008277488A
Authority: JP
Inventors: Hatsuo Yajima; 初男矢島; Shigeru Watanabe; 茂渡辺; Masahiro Takada; 政弘高田
Original assignee: Toshiba Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: Toshiba Electric Appliances Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13

Abstract

【課題】給湯タンクを小形にし、複数の電気的ヒータで比較的高出力で加熱し、短時間で湯を沸かすことができるとともに、消費電力を少なくし、複数の電気的ヒータを定格電流値を超えないように制御して安全性が確保することを目的とする。
【解決手段】本発明は、１００ｍｌ〜１０００ｍｌの容量を有する給湯タンク２０と、この給湯タンク２０を加熱して所定温度の湯を生成するとともに、合計の電力が１０００Ｗ〜１４００Ｗからなる複数の電気的ヒータＡ、Ｂと、装置に流れる全電流値が定格電流値を超えないように前記複数の電気的ヒータＡ、Ｂのうち、所定数の電気的ヒータＢの通電を停止して制御する通電制御手段５とを備えた飲料供給装置１である。
【選択図】図６

Description

本発明は、給湯タンクを備えるコーヒー抽出装置等の飲料供給装置に関する。

従来、飲料供給装置として飲料をカップに入れて提供するものでは、例えば、原料としてコーヒー豆を使用するレギュラーコーヒーを抽出する場合、コーヒー豆を収納する原料供給部から所定量のコーヒー豆を供給し、このコーヒー豆をミルで挽き、挽いたコーヒー粉末と湯とを抽出部に供給し、この抽出部で所定の抽出工程を経てコーヒー液を抽出している。また、抽出されたコーヒー液に氷を加え、アイスコーヒーを提供する場合もある。このような飲料供給装置では、湯を抽出部等に供給するため給湯タンクが設けられており、この給湯タンクには、複数杯カップに連続して出湯を可能とするため、約７リットルの貯湯量を有する大形の給湯タンクが用いられている。

しかしながら、大形の給湯タンクを用いると、その配置スペースを要し、また、大量の湯を貯湯するので電力消費量も多く、さらには、大形のためタンクの表面積が大きく、放熱によるロスも生じる。

そこで、電磁式ヒータを取付けた湯沸しタンクと保温ヒータを配設した貯湯タンクとの２つのタンクを設け、カップ一杯分の湯を保温するようにし、消費電力を少なくする飲料製造販売機が提案されている（特許文献1参照）。また、複数の湯タンクを設け、この湯タンクにそれぞれ電気ヒータを設けて、いずれかの電気ヒータが通電されている場合、他の電気ヒータへの通電を禁止し、電流容量を制限して安全に装置を作動させるコーヒー飲料製造装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開２０００−２５１１４４号公報特開２００７−１５１７２３号公報

しかしながら、特許文献１に示されたものは、湯沸しタンクと貯湯タンクとの各々にヒータを設けたものであり、１つのタンクを複数のヒータで加熱し、この複数のヒータを制御して定格電流値を超えないようにするものではない。つまり、特許文献１には、定格電流値を超えないようにする技術的手段が何ら開示されていない。一方、特許文献２には、電流容量を制限する点は示されてはいるものの、給湯タンクを小形にし、この１つの給湯タンクを複数のヒータを用いて高出力で加熱し、この複数のヒータを制御して定格電流値を超えないようにする点については何ら開示されていない。

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、給湯タンクを小形にし、この給湯タンクを複数の電気的ヒータで高出力で加熱し、短時間で湯を沸かすことができるとともに、消費電力を少なくし、しかも、複数の電気的ヒータを定格電流値を超えないように制御して安全性を確保する飲料供給装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の飲料供給装置は、１００ｍｌ〜１０００ｍｌの容量を有する給湯タンクと、この給湯タンクを加熱して所定温度の湯を生成するとともに、合計の電力が１０００Ｗ〜１４００Ｗからなる複数の電気的ヒータと、装置に流れる全電流値が定格電流値を超えないように前記複数の電気的ヒータのうち、所定数の電気的ヒータの通電を停止して制御する通電制御手段とを具備することを特徴とする。

請求項２に記載の飲料供給装置は、請求項１に記載の飲料供給装置において、電流が流れる電気的手段として、製氷機及びミルを備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の飲料供給装置は、請求項１又は請求項２に記載の飲料供給装置において、前記給湯タンクの容量は、約８００ｍｌであり、電気的ヒータは、２つからなり、その合計の電力が約１３００Ｗであることを特徴とする。

請求項４に記載の飲料供給装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の飲料供給装置において、前記複数の電気的ヒータは、給湯タンクの底部に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、短時間で所定の湯温を得ることができ、また、消費電力を少なくすることができる。さらに、小形であるため省スペース化を図ることができ、放熱ロスを抑制することができる。加えて、定格電流値を超えないように制御されるので安全性が確保できる飲料供給装置を提供することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る飲料供給装置ついて図１乃至図６を参照して説明する。図１は、飲料供給装置を示す正面図、図２は、外筐部材を取外して示す斜視図、図３は、給湯タンクを示す構成図、図４は、基本的動作を示す説明図、図５は、ブロック構成図、図６は、飲料抽出中の制御状態を示すタイムチャートである。

図１に示すように、飲料供給装置１は、例えば、コーヒー豆を原料とするレギュラーコーヒーを抽出するもので、ホットコーヒーとアイスコーヒーとを選択して供給できるものである。飲料供給装置１は、縦長の略直方体形状をなし、前面には、扉体２が開閉可能に取付けられており、扉体２の前面パネルには飲料選択ボタンやコーヒーの濃さの調整ボタンが設けられており、また、カップCPの取出口３が形成されており、取出口３の前方にはカップ置台４が設けられている。

図２に示すように、飲料供給装置１内には、飲料抽出装置１０、給湯タンク２０、水タンク３０、製氷機４０及び飲料供給動作の全体を制御するコントローラＣが配設されている。飲料抽出装置１０は、コーヒー豆を種類別に収納するキャニスタ１１及びコーヒー豆を粉末状に挽いて加工するミル１２を有する原料供給手段と、ブルワ部１３、シリンダ部１４等を有する飲料抽出手段を備えている。給湯タンク２０は、所定の湯温に湯を沸かして貯留するもので、ブルワ部１３に湯を供給するようになっている。水タンク３０は、例えば、着脱式の水タンクであり、所定量を貯水できるもので、ポンプを介して製氷機４０や給湯タンク２０に水を供給するようになっている。なお、水タンク３０を用いないで水道管に直結する方式としてもよい。製氷機４０は、製氷を行うとともに製氷した氷を貯氷するもので、コンプレッサを備え、冷凍部及び貯氷部を有している。

次に、図３を参照して給湯タンク２０について説明する。給湯タンク２０は、その容量を１００ｍｌ〜１０００ｍｌの小形に設定されている。例えば、カップ１杯を１００ｍｌとすれば、１杯から１０杯程度の容量を有する大きさである。本実施形態では、具体的には、８００ｍｌ程度に設定されている。この給湯タンク２０の底部には、２つの電気的ヒータ、すなわち、ヒータＡ及びヒータＢが設けられている。これら、ヒータＡ及びヒータＢの合計電力容量は、１０００Ｗ〜１４００Ｗに設定されており、本実施形態では、具体的には、それぞれ６５０Ｗの電力容量を有しており、合計電力容量は、１３００Ｗとなっている。さらに、給湯タンク２０の底部には、給水パイプ２１、排水パイプ２２が接続されている。また、給湯タンク２０の周面には、上部湯温センサ２３、下部湯温センサ２４、給湯のための湯電磁弁２５及びタンク内に余分に入った湯水を排水するオーバーフローパイプ２６が配設されており、給湯タンク２０の上部には、水位検知器２７が設けられている。

このように構成された給湯タンク２０を中心とした基本的動作について図４を参照して説明する。まず、扉体２の前面パネルの飲料選択ボタン（ホットコーヒー等）が操作され、出湯要求がなされる（Ｓ１）。すると、ヒータＡ及びヒータＢに通電される（Ｓ２）。この場合は、次の出湯要求のための加熱であり、後の段階の給水による湯音の温度低下を想定して、下部湯温センサ２４の検知温度と関係なしに双方のヒータＡ、Ｂに通電される。次に、出湯が開始され（Ｓ３）、給水が開始される（Ｓ４）。続いて、１杯分の出湯がなされると出湯が完了する（Ｓ５）。また、給水は、水位検知器２７の検知出力により、出湯した分だけ給水がなされて完了する（Ｓ６）。そして、下部湯温センサ２４の沸かし上げの設定温度、例えば、９０℃〜９５℃に到達した時点で、ヒータＡ及びヒータＢの通電を停止する（Ｓ７）。なお、上部湯温センサ２３には、出湯温度が設定されており、設定温度に達していれば、出湯を可能とし、達していなければ、準備中とし出湯を行わないようになっている。

以上のような構成によれば、８００ｍｌ程度の小形の給湯タンク２０において、基本的には、ヒータＡ及びヒータＢの双方に通電し、１３００Ｗの電力で湯を沸かすことができ、ヒータＡ及びヒータＢが給湯タンク２０の底部に設けられていることも相俟って短時間で所定の湯温を得ることができる。また、保温についても給湯タンク２０が小容量であることから消費電力を少なくすることができる。

さて、次に、図５及び図６を参照してヒータＡ及びヒータＢの通電制御について説明する。図５に示すように、通電制御手段５には、ヒータＡ及びヒータＢ、コーヒーミル１２、製氷機４０、表示器や電磁弁等の電気的手段が接続されている。通電制御手段５は、前記のコントローラＣの一部を構成しており、飲料供給装置１の電気的手段を流れる全電流値が定格容量（１００Ｖ１５Ａ）を超えないように、ヒータＡ及びヒータＢを制御するものである。

図６において、ホットコーヒーを抽出する場合を例にとり説明する。図中、上段は、ホットコーヒーの抽出過程を示しており、中段は、製氷機４０停止中の各電気的手段の通電状況を示し、下段は、製氷機４０動作中の各電気的手段の通電状況を示している。なお、ヒータＡ及びヒータＢの電流容量は６．５Ａ、コーヒーミル１２は２Ａ、製氷機４０は４Ａ、その他表示器や電磁弁等は１Ａとする。また、製氷機４０は、コーヒーの抽出動作とは関係せずに、貯氷量が減少すると製氷動作を行うようになっている。

まず、飲料選択ボタンが操作され、出湯要求されてから３５秒で抽出が完了すると仮定する。抽出過程において、コーヒーミル１２が１０秒間動作し、その間に、出湯、給水が行われる。中段の製氷機４０停止中において、出湯要求からコーヒーミル１２の動作終了までの１０秒間は、ヒータＡは、通電され、ヒータＢは、通電が停止される。その他表示器や電磁弁等は、常時通電されている。ここで、ヒータＡ及びヒータＢともに通電してしまうと、合計電流値が１６Ａになり、定格の１５Ａを超えてしまう。このため、通電制御手段５は、この間はヒータＢの通電を停止し、定格電流値以内の９．５Ａに収めるよう制御を実行する。以後はコーヒーミル１２が非動作となるので、ヒータＡ及びヒータＢの双方に通電され、定格電流値以内の１４Ａの電流が流れる。

続いて、下段の製氷機４０動作中においては、全期間にわたってヒータＡは、通電されるが、ヒータＢは、通電が停止される。出湯要求からコーヒーミル１２の動作終了までの１０秒間は、ヒータＢに通電してしまうと合計電流値が２０Ａになり、また、以後もヒータＢに通電してしまうと合計電流値が１８Ａになり、定格の１５Ａを超えてしまう。このため、通電制御手段５は、ヒータＢの通電を停止し、定格電流値以内の電流値に収めるよう制御を実行する。

以上のように本実施形態によれば、小形小容量の給湯タンク２０において、ヒータＡ及びヒータＢの２つのヒータを用い、比較的高出力で湯を沸かすため、短時間で所定の湯温を得ることができる。また、ヒータＡ及びヒータＢの双方のＯＮ、ＯＦＦ制御による保温状態の場合にも給湯タンク２０が小容量であることから消費電力を少なくすることができる。さらに、小形であるため省スペース化を図ることができ、放熱面積も小さくできるので放熱ロスを抑制することができる。加えて、２つのヒータを用い高出力であるにもかかわらず、定格電流値を超えないように２つのヒータが通電制御手段５によって制御されるので安全性が確保できる飲料供給装置１を提供できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る給湯タンクついて図７を参照して説明する。図７は、給湯タンクを示す構成図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、給水パイプ２１に水道管を直結する方式であり、その経路に、給水電磁弁６、水リザーバ７、ポンプ８及び逆止弁９が設けられている。給湯タンク２０に直接水道圧をかけないようにするため水リザーバ７が設けられており、この場合、水リザーバ７より給湯タンク２０が高い位置にあるときには、その間にポンプ８を設け、給湯タンク２０の水位を水位検知器２７で検知しながら給水が行われる。つまり、水位が下がったときに、ポンプ８をＯＮし、水位が上がったときにポンプ８をＯＦＦする。しかし、ポンプ８をＯＦＦしたときに、水位の落差により給湯タンク２０から水リザーバ７に湯水が逆流する虞があるため、その防止のために逆止弁９が設けられている。

また、本実施形態では、出湯要求があり、１杯分の出湯が完了するまで、給水しない構成となっている。特に、小形の給湯タンク２０の場合、出湯しながら給水を行うと、給水による冷たい水が出湯と混合する可能性があり、出湯がこの影響を受け温度低下をもたらす不具合が生じるからである。したがって、給湯タンク２０の水位が下がり、水位検知器２７が水位が下がったことを検知しても、すぐには給水は行われない。１杯分の出湯が完了し、湯電磁弁２５がＯＦＦした後に、ポンプ８がＯＮし、給湯タンク２０への給水が開始される。

以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、出湯温度の低下を防止することができる。

本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、電気的ヒータは、２つに限らず、３つ又は４つ等に分割して設けるようにしてもよい。また、複数の電気的ヒータの電力を異なるようにしてもよい。さらに、本発明は、カップ式飲料自動販売機や給茶装置等にも適用できる。

本発明の第１の実施形態に係る飲料供給装置を示す正面図である。同外筐部材を取外して示す斜視図である。同給湯タンクを示す構成図である。同基本的動作を示す説明図である。同ブロック構成図である。同飲料抽出中の制御状態を示すタイムチャートである。本発明の第２の実施形態に係る給湯タンクを示す構成図である。

符号の説明

１・・・飲料供給装置、５・・・通電制御装置、１２・・・ミル、
２０・・・給湯タンク、４０・・・製氷機、Ａ・・・ヒータ、
Ｂ・・・ヒータ

Claims

１００ｍｌ〜１０００ｍｌの容量を有する給湯タンクと、この給湯タンクを加熱して所定温度の湯を生成するとともに、合計の電力が１０００Ｗ〜１４００Ｗからなる複数の電気的ヒータと、装置に流れる全電流値が定格電流値を超えないように前記複数の電気的ヒータのうち、所定数の電気的ヒータの通電を停止して制御する通電制御手段とを具備することを特徴とする飲料供給装置。
電流が流れる電気的手段として、製氷機及びミルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の飲料供給装置。
前記給湯タンクの容量は、約８００ｍｌであり、電気的ヒータは、２つからなり、その合計の電力が約１３００Ｗであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飲料供給装置。
前記複数の電気的ヒータは、給湯タンクの底部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の飲料供給装置。