JP2016509673A - 飲料調製マシン用の通過流測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、飲料調製用のポンプによって送給される液体を測定するための、飲料調製マシン用の通過流測定装置であって、通過流経路を囲むハウジング（３）と、ハウジングに取り付けられ、流路を通って送給される液体によって駆動され、かつ少なくとも１つのエンコーダ要素（１０、１０．１）を有する回転体（７）と、通過流経路を囲むハウジングの外側に配置され、少なくとも１つのエンコーダ要素から信号を受け取るように配置された受信機ユニット（１９）とを備える、通過流測定装置において、回転体は、水が衝突る水衝突側面が回転体の回転軸の長手方向延長線に対して傾斜して配置された少なくとも１つの駆動体（９）を有し、かつ通過流測定装置（１）の通過流経路を囲むハウジングは、さらなる機能を示すモジュール、例えば水接続モジュールの部分、または組立体の部分であることを特徴とする、通過流測定装置に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料調製用のポンプによって送給される液体を測定するための、飲料調製マシン用の通過流測定装置であって、通過流経路を囲むハウジングと、ハウジングに取り付けられ、流路を通って送給される液体によって駆動され、かつ少なくとも１つのエンコーダ要素を有する回転体と、通過流経路を囲むハウジングの外側に配置され、少なくとも１つのエンコーダ要素から信号を受け取るように配置された受信機ユニットとを含む、通過流測定装置に関する。

例えばコーヒーマシンなどの飲料調製マシンは、特に、いわゆる完全自動マシンの形態である場合は、ポンプによって送給される液体流量を検出するための通過流測定装置を有する。この情報は、飲料調製に必要である。ポンプは、水を、貯蔵容器から、水を加熱するために設けられたサーマルブロックに送給する。通過流測定装置を用いると、液体を送給するポンプの動作継続時間のみを検出し、飲料調製の基礎として使用する実施形態と比べて、送給される液体流量をより正確に検出することが可能である。さらに、このタイプの飲料調製マシンは、コーヒーマシン内の液体経路を給水源に接続する水接続モジュールを必要とする。通過流測定装置は、水接続モジュールとポンプとの間に配置され、ホースで各々に接続される。

冒頭に述べたタイプの既知の通過流測定装置は、ベーンインペラの様式で設計された回転体を備える通過流測定装置である。ベーンインペラは、ハウジング内に回転可能に取り付けるように構成される。ベーンインペラを駆動するために、ハウジングは、流入する流体が、ブレードに当たるようにベーンインペラに対して接線方向に配置された入口ダクトを有し、ブレードは、その平面がベーンインペラの回転軸に対して平行に配向され、インペラとして設計された回転体の駆動体となる。ハウジングの一部分は、中央出口ダクトであり、これを通って、送給された液体がインペラの回転軸の領域から通過流測定装置の外へ運ばれ、飲料調製のために供給される。ベーンインペラは、少なくとも１つの磁石をエンコーダ要素として支持する。ハウジングの外側には、少なくとも１つの磁石の回転経路と位置合わせされて、通過する磁石の動きを検出できるように、ホールセンサが磁気感応性受信機として配置されて、通過する磁石の運動を検出する。ベーンインペラの回転速度は、この方法で検出する。ハウジングの容積、及びベーンインペラをその回転速度に対して駆動するのに必要なパラメータは既知であるので、ベーンインペラのハウジングを通って送給される液体流量は、単位時間当たりのベーンインペラの回転速度から推定することができる。

前述のタイプの通過流測定装置によって、飲料調製のためにポンプによって送給される液体流量を概ね妥当な正確さで求めることができるものの、なお認めざるを得ない不都合がある。不都合とは、例えばハウジングの必要サイズに関し、設置スペースが限定された実施形態においては不利である。従って、サイズが原因で、前述のタイプの通過流測定装置を、飲料調製マシン内の実際の所望位置に配置できず、十分な設置スペースが得られる位置にしか配置できないこともある。かかる実施形態の場合、ポンプ工程が終わった後にハウジング内に残り、次の液体送給工程の開始時に飲料調製用に供給される水量があることを認める必要もある。ベーンインペラの回転運動によって供給できる残留液体量は、不十分であり、そのため、所望の飲料を調製するための液体の計量には、ある程度の変動が生じてしまう。

この既述の従来技術を出発点として、本発明は、より省スペースの形態で、つまり小型構造で実現できる、飲料調製マシン用の通過流測定装置を提案するという目的に基づく。

本発明によると、前述の目的は、冒頭に述べた一般的な通過流測定装置であって、回転体は、水が衝突する水衝突側面が回転体の回転軸の長手方向延長線に対して傾斜して配置された少なくとも１つの駆動体を有し、かつ通過流測定装置の通過流経路を囲むハウジングが、さらなる機能を示すモジュール、例えば水接続モジュールの部分、または組立体の部分である、通過流測定装置によって達成される。

本発明による通過流測定装置の場合、回転体は、回転体の回転軸に対して傾斜して配置された駆動体を有する。この手段により、少なくとも１つのエンコーダ要素を有する回転体は、軸方向に流れに衝突し、通過流測定に必要な回転運動を回転体に与えることができる。その結果、かかる実施形態において、回転体は、その平面を、通過流経路の区間において、主流路に対して横断方向に配置できる。かかる設置構成の場合、回転体は、非常に小さい設置スペースしか必要としない。最終的に、必要な設置スペース及び液向における設置長は、単に、必要な運動の自由度が回転体の高さより大きいようにすることだけである。従って、接線方向に流れに衝突する回転体を有する場合と比べて、飲料調製マシン内で必要とされる設置スペースが小さいことは自明である。少なくとも１つの駆動要素の傾斜構成により、例えば、回転体が流路を通る水の実際の流速に対してよりも速く回転するように、傾斜を設定することもできる。その結果、回転体と共に、少なくとも１つのエンコーダ要素も速く回転し、測定精度が向上する。これは、通過流経路を通る流速がさほど速くない場合に特に当てはまる。さらに、流れが回転体に軸方向に衝突するので、通過流経路内に生じる流れが自発的に検出されるだけでなく、送給された水流量全体が現在のポンプ工程と関連付けられることが保証される。この点で、通過流測定装置は、残りの液体のデッドスペースがないように構成できる。

設置スペースのさらなる削減のために、通過流測定装置のハウジングは、飲料調製マシンの別のモジュールつまり組立体の一部、例えば水接続モジュールの一部として設けられる。通過流測定装置の特別な構成により、これは特に、比較的大きい設置スペースの必要なしに容易に可能である。前述のタイプの実施形態の場合、別の組立体つまりモジュールのハウジングも、一般的に、通過流測定装置の通過流経路に必要なハウジングと同様である。前述のタイプのモジュールが水接続モジュールである場合は、このモジュールは、入口開口部を有し、これを介して水接続モジュールを接続するか、又は、水接続モジュールが設置された状態で、例えば飲料調製マシンの新鮮な水貯蔵容器などの給水源に接続できる。

好ましい例示的な実施形態において、回転体は、互いに対して角度間隔をおいて配置され、かつブレードの形態の複数の駆動体を有する。当然、回転体は、１つ又は２つの駆動体のみを有し、次いで駆動体を、螺旋又は螺旋のセグメントの様式で形成できる。

流れの衝突を改善するために、回転体の少なくとも１つの駆動体は、案内要素を流向において回転体の上流に配置するという１つの改善点に従って設けられる。案内要素は、ハウジング又は回転体が回転可能に取り付けられたハウジング・セクションに流入する水を、少なくとも１つの駆動体に向けて転向させる役割を果たす。駆動体は、一般的に、回転体のハブに半径方向に接続される。従って、かかる実施形態の場合、案内要素は、流入する水を、外部に半径方向に配置され、かつ少なくとも１つの駆動体が配置された流路に案内する又は転向させる役割を果たす。案内要素は、通過流経路を通る自由流を阻止する板の形態であり、かつ送給された液体を通すことができる少なくとも１つの開口を有する、とすることができる。開口は、少なくとも１つの駆動体と軸線方向に位置合わせされて配置されることが好ましい。複数の駆動体を設ける場合、案内要素が、一般的に回転体の回転軸に対して互いに直径方向に対向して配置された複数の開口を有することが好ましい。

回転体の駆動をさらに改善するために、案内要素内の開口は、その長手方向軸線に対して回転体の駆動体の傾斜と反対の方向に傾斜されて設けることができる。この場合、好ましい例示的な実施形態において、開口の長手方向軸線の傾斜は、開口の長手方向軸線が、回転体の水に衝突する表面つまり駆動体に対して垂直に延びるように設けられる。

案内要素を、少なくとも１つの開口を有するように形成すると、通過流経路内の僅かな水の動きさえ検出されることは自明である。

さらに別の好ましい例示的な実施形態において、回転体を、案内要素と基部との間に、通過流経路を囲むハウジングの一部として形成できる。この目的のために、案内要素は、好ましくは、流向とは反対に向いた止め具に当接し、かつ基部に向いた第１の軸受ピボットを支持する。第２の軸受ピボットは、基部自体から突出し、案内要素の第１の軸受ピボットと位置合わせされる。軸受ピボットは、両方とも、回転体の対応する軸受ブッシングに係合する。上述した第１及び第２の軸受ピボット上への回転体の取り付けの代わりに、回転体は、軸受ピボットの一方、又は両方を支持し、従って軸受ピボットは、案内要素及び／又は基部の対応する軸受ブッシングに係合することもできる。上述の実施形態において、基部は、同時に、主流路を、特に、例えば入口開口から、入口開口に対して角度を設けて配置された出口へと転向させる役割を果たす。かかる実施形態の場合、基部は、同時に、受信機器ユニットのキャリアとして利用できることが好ましい。かかる実施形態の場合、基部は、受信機ユニットを収容するためのチャンバを有することが好ましい。

一般的に、少なくとも１つのエンコーダ要素として、磁石が提供される。対応する磁気感応性受信機、典型的にはホールセンサが、受信機ユニットとして働く。

多くの場合、前述のタイプの通過流測定装置は、水接続モジュールの一部であり、同様に内部にフィルタが設けられる。このフィルタは、送給される液体の流向において回転体の上流に配置される。

上述した少なくとも１つの駆動体の設計と併せて、通過流経路に少なくとも１つのエンコーダ要素と共に回転体を直接配置することにより、基本的に、実際の送給方向と反向する通過流経路での液体の動きを検出することもできる。これにより、前述のタイプの通過流測定装置を用いて、主送給方向とは反対の液体の流れを、たとえ流れが僅かであったとしても、検出できる。従って、飲料の調製用にポンプによって実際に送給される液体流量は、同様により高い精度で検出される。

本発明の付加的な特徴及び利点は、図面を参照して以下に説明する現在好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう、

水接続モジュールに統合された通過流測定装置の、分解図の形態の斜視図を示す。 水接続モジュールに統合された、図１の通過流測定装置の断面で示す。 ９０°でオフセットした第２の断面における図２の組立体の図を示す。

ポンプにより送給される液体容積を検出するための通過流測定装置は、図示した例示的実施形態において、水接続モジュール２に統合される。水接続モジュール２は、ハウジング３を備える。ハウジング３は、概ね円筒形の設計であり、図示した例示的実施形態においては、ハウジング３の上部開口部である水入口４を有する。給水源の送水管接続部品、例えば水貯蔵容器に接続されたホース部品は、水入口４に、又はこの目的に対してハウジング３を通って設けられた開口部に挿入される。ホース部品は、その外壁により、ハウジング３の内壁に密着する。水接続モジュール２の水出口５は、ノズルの形態である。通過流測定装置１を有する水接続モジュール２を、例えばコーヒーマシンなどの飲料調製マシンに使用する場合、ポンプに接続された吸い込みホースが、出口５に取り付けられる。出口５は、ハウジング３の長手方向軸線に対して半径方向に延びる。

水接続モジュール２の一部は、ハウジング３に配置されたスクリーン板６である。

図に示した例示的実施形態の通過流測定装置１は、回転体７を備える。回転体７は、インペラの様式で形成され、ブレード９の形態の複数の駆動体が、半径方向に突出するように一体形成されたハブ８を備える。ブレード９は、回転体７の長手方向軸線に対して傾けられる。図示した例示的実施形態において、ブレード９の傾斜は、約４５°である。

ハブ８の下面（図１では見えない）には、回転体７の回転軸に対して互いに直径方向に対向して配置され、それぞれに１つのエンコーダ磁石１０、１０．１が挿入された、２つの円筒形レセプタクルが内部に設けられる。軸受ブッシング１１は、回転体７に挿入され、ハブ８の２つの平坦な側面から延び、回転体の長手方向軸線及び回転軸と位置合わせされる。

案内要素１２は、流向において回転体７の直ぐ上流に配置され、全周を囲む溝１３に半径方向に収容された密封リング１４により、ハウジング３の内壁に対して密着する。案内要素１２は、スクリーン板６に向いた側面に、突起の様式で形成されたハンドル１５と、半径方向に突出するコード化手段組立体１６とを有する。コード化手段組立体１６は、ハウジング３の内壁の、長手方向軸線の方向に通る溝１７に係合する。案内要素１２は、２つの開口１８、１８．１を有する。これらは、互いに直径方向に対向して配置される。開口１８．１８．１は、液体を引き込み、通す役割を果たす。開口１８．１８．１は、流向に見て、回転体７のブレード９の直ぐ下流側に、ブレード９と位置合わせされて配置される。図示した例示的実施形態において、開口１８．１８．１は、回転体７のブレード９の傾斜に対して反対方向に傾斜する（図３参照）。

また、通過流測定装置１は、受信機ユニット１９を備え、これに接続プラグ２０を用いて接続ケーブルが接続される。受信機ユニット１９は、ホールセンサを備える。

上述の、通過流測定装置１を有する水接続モジュール２の部品の配置は、図２の断面図に見ることができる。ハウジング３は、下面に、ハウジング３の下端を形成する基部板２１を有する。同時に、基部板２１は、流入する液体を出口５の方向へ転向させる。受信機ユニット１９を収容するためのチャンバ２２は、基部板２１内に形成される。チャンバ２２は、半径方向に開いているので、受信機ユニット１９を側面からチャンバ２２に圧入して固定できる。

２つの軸受ピボット２３、２３．１は、回転体７をハウジング３に取り付ける役割を果たす。２つの軸受ピボットのうち一方（軸受ピボット２３）は、案内要素１２に一体形成される。第２の軸受ピボット２３．１は、軸受ピボット２３と位置合わせされるように、基部板２１の軸受ピボット２３の側に一体形成されて基部２４を形成する。軸受ピボット２３、２３．１は、共に円錐形状である。軸受ピボット２３、２３．１は、回転体７の、幾何学的形状が相補的設計である軸受ブッシング１１に係合する。案内要素１２は、肩部２５に着座し、肩部表面は、水入口４に向く。スクリーン板６は、ハンドル１５に取り付けられ保持されて、案内要素１２の水入口４に向く側に配置される。

図２は、エンコーダ磁石１０、１０．１（この場合はエンコーダ磁石１０）の運動経路と受信機ユニット１９のホールセンサ２６とが、長手方向軸線方向に位置合わせされて配置されるという事実も示す。

図２の断面に対して９０°でオフセットし、案内要素１２の領域の縁部を通過する断面で取った断面図において、図３は、回転体７のブレード９の傾斜配置に対して、反対に傾斜した開口１８を示す。

締結要素は、ハウジング３の外側に一体形成され、これを用いて、ハウジングがマシン、この場合は飲料調製マシンに締結される。

考えられる使用法の１つによると、通過流測定装置１を有する水接続モジュール２は、例えば全自動コーヒーマシン等の飲料調製マシンの一部として使用される。

図示した例示的実施形態の説明は、通過流測定装置１が非常に小さい設置スペースしか必要としないことを示す。言い換えると、水接続モジュール２に必要な設置スペースは、通過流測定装置１によっても、わずかにしか増大しない。

当業者には、本明細書に記載される現在好ましい実施形態に対する種々の変更及び修正が明らかであることを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、また、付随する利点を減らすことなく、かかる変更及び修正を行うことができる。従って、かかる変更及び修正は、添付の特許請求の範囲により網羅することを意図する。

Claims (14)

1. 飲料調製用のポンプによって送給される液体を測定するための、飲料調製マシン用の通過流測定装置であって、通過流経路を囲むハウジング（３）と、前記ハウジング（３）内に取り付けられ、前記通過流経路を通って送給される液体によって駆動され、かつ少なくとも１つのエンコーダ要素（１０、１０．１）を有する回転体（７）と、前記通過流経路を囲む前記ハウジング（３）の外側に配置され、前記少なくとも１つのエンコーダ要素（１０、１０．１）から信号を受け取るように配置された受信機ユニット（１９）とを備える、通過流測定装置において、
   前記回転体（７）は、水が衝突する水衝突側面を前記回転体（７）の回転軸の長手方向延長線に対して傾斜させて配置された少なくとも１つの駆動体（９）を有し、かつ前記通過流測定装置（１）の前記通過流経路を囲む前記ハウジング（３）は、さらなる機能を呈するモジュール、例えば水接続モジュール（２）の部分、または組立体の部分であることを特徴とする、通過流測定装置。
2. 前記回転体（７）は、その回転軸が、前記回転体（７）が取り付けられる前記ハウジングのセクションにおける前記水の主流路の方向と平行又は少なくとも概ね平行に、前記ハウジング（３）内に配置されている、請求項１に記載の通過流測定装置。
3. 前記回転体（７）は、互いに対して角度間隔をおいて配置され、かつブレード（９）の形態である複数の駆動体を有する、請求項１又は２に記載の通過流測定装置。
4. 流入する前記水を前記回転体（７）の前記少なくとも１つの駆動体に転向させるための案内要素（１２）が、流れの向きにおいて前記回転体（７）の直ぐ上流に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通過流測定装置。
5. 前記案内要素（１２）は、前記通過流経路を通る自由流を阻止する板であり、かつ少なくとも１つの開口（１８、１８．１）が、隣接する前記回転体（７）の前記少なくとも１つの駆動体（９）と位置を合わせて形成されている、請求項３及び４に記載の通過流測定装置。
6. 前記少なくとも１つの開口（１８、１８．１）の長手方向軸線は、前記少なくとも１つの駆動体（９）の傾斜とは反対方向に傾いている、請求項５に記載の通過流測定装置。
7. 前記少なくとも１つの開口（１８、１８．１）の前記長手方向軸線は、前記回転体（７）の前記少なくとも１つの駆動体（９）の前記水衝突側面に対してほぼ垂直に延びている、請求項６に記載の通過流測定装置。
8. 前記案内要素（１２）は、前記ハウジング（３）内に配置されており、かつ流れの向きとは反対向きの肩部（２５）に置かれている、請求項４〜７のいずれか１項に記載の通過流測定装置。
9. 基部板（２１）は、前記通過流経路を囲む前記ハウジング（３）の一部として、流れの向きにおいて前記肩部（２５）の下流に設けられており、前記基部板は、前記水の流れの向きを出口（５）の方向に転向させるように設けられている、請求項８に記載の通過流測定装置。
10. 前記回転体（７）を取り付けるために互いに対して位置合わせされた配置で、前記案内要素（１２）が、前記基部板（２１）の基部の方向に突出する第１の軸受ピボット（２３）を支持しており、前記基部（２４）が、前記案内要素（１２）の方向に突出する第２の軸受ピボット（２３．１）を支持している、請求項９に記載の通過流測定装置。
11. 前記受信機ユニット（１９）が内部に配置されたチャンバ（２２）が、前記基部板（２１）に設けられている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の通過流測定装置。
12. 前記少なくとも１つのエンコーダ要素（１０、１０．１）は、磁石であり、前記受信機ユニット（１９）は、例えばホールセンサ（２６）などの、磁気感応性受信機の形態である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通過流測定装置。
13. 前記少なくとも１つのエンコーダ要素（１０、１０．１）は、前記回転体（７）のハブ（８）に配置されている、請求項１２に記載の通過流測定装置。
14. 前記通過流測定装置は、水接続モジュール（２）の一部である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の通過流測定装置。

Images