JP2017513583A - 飲料抽出システム及びシステムを使用するための方法 - Google Patents

Abstract

飲料システムは、液体供給源に流体結合された液体導管システムと、液体導管システムと流体連通状態にあり、抽出サイクル中に液体導管システムによって送出される液体によって抽出される或る量の飲料媒体を選択的に受取り保持するように構成される抽出ヘッドとを含む。液体供給源と抽出ヘッドとの間で液体導管システムに流体結合されたポンプは、１ポンプ回転中に固定量の液体を液体供給源から抽出ヘッドに変位させる。マイクロコントローラは、ポンプの動作特性だけに基づいて、抽出サイクル中に抽出ヘッドに変位される液体のリアルタイムの量を決定するため、ポンプをモニターする。

Description

発明の詳細な説明

［技術分野］
本出願は、２０１４年４月８日に出願され、「コーヒー抽出システム及び該システムの使用方法」という名称の米国仮出願第６１／９７７，０６９号、２０１４年１０月６日に出願され、「コーヒー抽出システム及び該システムの使用方法」という名称の米国仮出願第６２／０６０，２８２号、２０１４年１０月２８日に出願され、「コーヒー抽出システム及び該システムの使用方法」という名称の米国仮出願第６２／０６９，７７２号、及び２０１５年３月２０日に出願され、「コーヒー抽出システム及び該システムの使用方法」という名称の米国仮出願第６２／１３６，２５８号の利益を主張する。これらの４つの出願のそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に完全に組込まれる。

本発明は、一般に、飲料抽出システム等の飲料及び／又は液体食品調製システム、及び、そのシステムを使用するための方法に関する。より具体的には、本発明は、シングルサーブ又はマルチサーブ抽出カートリッジ等から飲料を抽出するように設計された飲料抽出システムに関する。
［背景技術］
飲料を抽出するためのいろいろな製品が市場に存在する。例えば、伝統的なコーヒー抽出器は、一回の抽出サイクル中にマルチサーブ用ポット全体のコーヒーを抽出するよう消費者に要求する。近年、シングルサーブコーヒー抽出デバイスが、シングルサーブのコーヒーを消費者が迅速に抽出することを可能にするため、一般的な代替法になってきた。これは、移動中に一杯のカップのコーヒーを欲する人々にとって特に理想的である。この点に関して、消費者は、自分が飲むことを意図しないコーヒーを抽出する必要がもはやない。当技術分野で知られているシングルサーブコーヒー抽出器は、抽出サイクル中に使用される周囲温度水を保持するためのリザーバを含む。１つ又は複数のポンプは、周囲温度水をリザーバから加熱器タンクに変位させて、抽出室に送出する前に周囲温度水を加熱する。抽出室内の加熱済み水は、カートリッジ上部に貫入するように設計された入口針によって、シングルサーブ抽出カートリッジの内部、又はより最近では、マルチサーブ抽出カートリッジの内部に注入される。注入された加熱済み水は、抽出カートリッジの内部の中にあり、フィルタによってカートリッジ下部から偏移されたコーヒー粉と混合する。抽出済みコーヒーは、フィルタを通過し、また通常、出口ノズル又は針を通してコーヒーカートリッジの下部室から出て、吐出ヘッドを通して、下にあるコーヒーマグ或は他のシングルサーブ又はマルチサーブ飲料レセプタクル内に吐出される。

シングルサーブ抽出システムは、通常、流量計を使用して、リザーバから加熱器タンクに流れる水の容積を測定し、それにより、コーヒーを抽出するために正しい水の量が使用されることを保証する。コーヒー抽出器は同様に、通常、加熱器タンクが水で充填されるときを判定する複雑でかつ高価なセンサシステムを使用する。これらのコーヒー抽出システムは、抽出サイクルの始めから、加熱済み水を加熱器タンクからコーヒーカートリッジに連続して送出する。したがって、従来の抽出器は、最初に、香味抽出プロセスを妨げる冷たく乾燥した粉を抽出し、より苦い味がするコーヒーをもたらす場合がある。多くのシングルサーブコーヒー抽出器は、空気を使用して、抽出サイクルの終りに残留水をパージし、抽出水を変位させるための１つのポンプ及びパージ空気を変位させるための別のポンプを含む。知られているコーヒー抽出器は、同様に、すなわち加熱器タンク及び導管内で内部圧力を生成して、水を、周囲温度水リザーバから、加熱器タンク及び抽出室へ、そしてコーヒーカートリッジに入るように押しやる。従来の抽出器は、通常、この内部圧力を、入口針を通してだけ放出し、それは、抽出サイクルが終わった後に滴だれをもたらす場合がある。当技術分野で知られている一部の抽出器は、抽出済みの残留コーヒーを、空気を使用してラインからパージしようと試みるが、そのプロセスは、非効率的である可能性があり、また、継続した滴だれをもたらす可能性がある。
［発明の概要］
飲料抽出システムについての当技術分野における必要性が存在し、飲料抽出システムは、シングルサーブ又はマルチサーブ抽出カートリッジに熱水をよりよく送出するための種々の改良、例えば、ポンプを使用して水容積を測定すること、加熱器タンクが満杯であるときを判定するための改良型水位センサシステム、カートリッジ内の飲料媒体を予熱し予湿潤するため加熱済み水の初期フラッシュを注入すること、液体及び空気を含む種々の流体と共に使用するために構成される可変電圧調整式ポンプ及び／又は２重目的ポンプ、抽出サイクルの終りの近くで、終りで、又は終わった後で、抽出器導管をパージするための周囲空気圧源を設けるためソレノイド等によって選択的に開放する空気パージライン、及び、吐出ヘッドからの滴だれを低減又は防止するため抽出器導管内で圧力を等化するよう抽出サイクルの終りに選択的に開放する逃し弁のうちの１つ又は複数を含む。

本明細書で開示される飲料抽出システムの一実施形態において、液体導管システムは液体供給源に流体結合される。液体導管システムは、水に適合し得るものであり、周囲温度水リザーバ又は給水本管等の水供給源に接続されてもよい。抽出ヘッドは、液体導管システムと流体連通状態にあり、抽出サイクル中に液体導管システムによって送出される液体によって抽出されるための、飲料媒体（例えば、コーヒー粉）等の或る量の媒体を選択的に受取り保持するように構成され得る（本出願全体を通して「飲料（ｂｅｖｅｒａｇｅ）」及び「飲料媒体」が使用されるが、これらの用語が、任意のまた全ての液体（例えば、スープ）及び液体媒体（例えば、乾燥スープの素）を具体的に表現し、制限的であると考えられるべきでないことが理解される）、液体供給源と抽出ヘッドとの間で液体導管システムと流体結合したポンプは、抽出サイクル中に液体供給源から抽出ヘッドに固定量の液体を変位させる。マイクロコントローラは、ポンプをモニターして、ポンプの１つ又は複数の動作特性だけに基づいて、又は、他の特性と組合せた１つ又は複数の動作特性に基づいて抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されたリアルタイムの液体量を決定し得る。

一実施形態において、ポンプの１分当たりの回転数（ＲＰＭ：ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−ｐｅｒ−ｍｉｎｕｔｅ）が、タコメータとしてマイクロコントローラが働くこと等によってモニターされて、ポンプが液体を変位させているレートを決定し得る。別の実施形態において、ポンプ電流が、マイクロコントローラによって等でモニターされ得る。ここで、液体変位レートは、液体変位レートとポンプ電流との間の関係等によってポンプ電流に基づいて計算され得る。これは、電流を液体変位に関係付けることに基づいて、抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されるリアルタイムの液体量を決定することを許容し得る。例えば、マイクロコントローラによってモニターされる電流は、ダイヤフラムポンプ等の容積移送式ポンプの室を通して水が変位されるたびにスパイクを発生する。そして、マイクロコントローラは、各スパイクを、室から変位された水の容積に関係付け得る（同様に、マイクロコントローラは、谷及び／又は電流属性の組合せを計数し得る）。マイクロコントローラは、流量を決定するため、或る期間にわたってこれらの容積を共に加算し得る。マイクロコントローラは、一般に、ポンプ電流に基づいて流量を計算する可能性があり、上記例は、１つのこうした方法に過ぎず、制限的であると考えられない。別の実施形態において、電流が使用されて、ポンプＲＰＭを計算することが可能であり、ポンプＲＰＭが、その後、使用されて、液体変位及び／又は液体変位レートを計算することが可能である。ポンプは、容積移送式ポンプ及び／又は３室ダイヤフラムポンプ等のダイヤフラムポンプであり得るが、他の実施形態が可能である。

本発明の他の実施形態は、液体変位及び／又は液体変位レートを測定するため聴覚又は他の感覚手段を使用し得る。本発明の一実施形態において、飲料抽出システムは、各ポンプサイクル中にピストンに接触するために位置決めされたプラージュ（例えば、搖動板）等のデバイスを含んでもよい。ここで、搖動板及びピストンに対して位置決めされたマイクロフォン又は他の検出手段は、搖動板のピストンとの接触を検出できる。したがって、マイクロコントローラは、搖動板がピストンに接触する周波数に基づいて抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されるリアルタイムの液体量を決定し得る。ここで、ピストンは２つ以上のピストンを含んでもよく、また、マイクロフォンは電界効果トランジスタマイクロフォン又はピエゾマイクロフォンであってよいが、多くの異なる実施形態が可能である。

一実施形態において、飲料抽出システムは、ダイヤフラム等の、各ポンプ回転（又はポンプの複数の回転）中に圧電部材内で電流スパイクを誘起するための手段を含んでもよい。この実施形態において、マイクロコントローラは、電流スパイクの周波数に基づいて抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されるリアルタイムの液体量を決定してもよい。ここで、圧電部材は、フッ化ポリビニリデンを含んでもよいが、多くの異なる実施形態が可能である。

一実施形態において、飲料抽出システムは、ポンプシャフトに結合され、ホール効果センサに対して位置決めされた磁石を含んで、各ポンプ回転（又はポンプの複数の回転）中にホール効果センサ内に電流を誘起してもよい。１つのこうした実施形態において、マイクロコントローラは、ホール効果センサ内で誘起される電流の周波数に基づいて抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されるリアルタイムの液体量を決定してもよい。

別の実施形態において、飲料抽出システムは、ポンプの回転シャフトに結合された又はその他の方法で関連付けられた、少なくとも１つのスロット、穴、又は他の透過性フィーチャ（以下で「スロット（ｓｌｏｔ）」と呼ぶ）を有する回転ディスクを含んでもよい。回転ディスクに向くエミッタは、レセプタが選択的に受信及び／又は識別するための、光ビーム等の信号を生成し得る。この点に関して、レセプタは、エミッタに対向してかつエミッタと整列状態で位置決めされて、スロットがエミッタ及びレセプタと整列するとエミッタからの信号を受信し、したがって、回転可能ディスクを通した信号の送信を可能にし得る。この実施形態において、マイクロコントローラは、回転可能ディスク内のスロットを通してエミッタからの信号をレセプタが受信する周波数に基づいて抽出サイクル中に抽出ヘッドまで変位されるリアルタイムの液体量を決定してもよい。ここで、スロットは複数のスロットを含んでもよく、回転周波数は、レセプタが各回転について複数回、信号を識別することに基づいて、より正確に分数で決定されてもよい。

本明細書で開示される飲料抽出システムの実施形態の別の態様において、液体導管システムは、液体供給源に流体結合される可能性があり、また、抽出ヘッドは、液体導管システムと流体連通状態にあり、或る量の飲料媒体を選択的に受取り保持するように構成され得る。１つの調製において、飲料媒体は、抽出サイクル中に液体導管システムによって送出される液体によって抽出され得る。加熱器タンクは、液体を抽出温度まで加熱するため、液体導管システムに結合され得る。ポンプは、液体導管システムと直列接続状態にある可能性があり、また、液体供給源と加熱器タンクとの間で流体結合され得るが、多くの異なる実施形態及び／又は配置が可能である。先に述べたようなポンプは、液体供給源から抽出ヘッドに液体を変位させ得る。ポンプは、３室ダイヤフラムポンプ又は他のダイヤフラムポンプ等の容積移送式ポンプであり得る。ポンプは、抽出サイクル中に任意のポイントにおける加熱器タンクから液体供給源への液体逆流を遮断するように構築され得る。

本明細書で開示される幾つかの実施形態の別の態様において、好ましい液位センサは、液体入口及び液体出口を含み得るハウジング、ハウジングの少なくとも一部分に入る信号を生成するように位置決めされたエミッタ、及び／又は光ビーム（本明細書で一般に「ＬＥＤ」と呼ばれる発光ダイオード又はレーザ発光ダイオードによって生成される光ビーム）等の信号の存在を検出するための、エミッタに対して位置決めされた検出器を含み得る。浮力フロートは、ハウジング内に配設され、ハウジング内の液体量等に応答してハウジングに対して可動であり得る。フロートは、例えば、球又はディスクを含んでもよい。浮力フロートは、第１の位置にあるとき検出器に対する信号の送信を妨害し、第２の位置にあるとき検出器に対する信号の送信を許可するサイズ及び形状を有し得る。一実施形態において、第１の位置はハウジング内で第２の位置の下にあり、別の実施形態において、第１の位置はハウジング内で第２の位置の上にある。浮力フロートは、水平に静止して保持されるかつ／又は制限された水平移動範囲を有し得る。例えば、浮力フロートは、複数の外方に延在する突出部を含んで、ハウジングの側壁に対してフロートを偏移させてもよい。

一実施形態において、ハウジングは、少なくとも２つのキャビティを含んでもよい。第１のキャビティは、液体入口と液体出口との間で液体の実質的な層流を可能にするサイズ及び形状であってよい。ここで、第１のキャビティは、好ましくは、液体入口及び液体出口と軸方向に整列する。第２のキャビティは、第１のキャビティからオフセットされ、第２のキャビティ内に浮力フロートを移動可能に保持するサイズ及び形状であってよい。この点に関して、第２のキャビティは、複数の内方に延在する突出部を含んで、ハウジング内で浮力フロートを水平に位置決めしてもよい。第１のキャビティ及び第２のキャビティは共に、互いに並びに／又は液体入口と及び／又は液体出口と流体連通状態にあり得る。この実施形態の一態様において、第２のキャビティは、第１のキャビティの高さより低い高さで終端する。これは、センサ回路の同一平面上への取付けを実現してもよく、それは、エミッタが第２のキャビティの一方の側に、また、検出器が第２のキャビティの対向する側に位置決めされることを可能にする。ハウジングは、同様に、全体的に円形であってよく、第１のキャビティはＤ形状である。

この実施形態の代替の態様において、ハウジングは、液体出口からオフセットされ得る位置で浮力フロートの上方移動を終わらせるための少なくとも一対の下方に延在する脚部を含んでもよい。下方に延在する脚部は、液体の通過流を許可する少なくとも１つの通路を更に含んでもよい。

本発明によるポンプを調整するための方法の一実施形態は、或る量の飲料媒体を抽出カートリッジ内で予湿潤し予熱するため第１の電圧でポンプを動作させている間に、第１の量の液体を加熱器タンクから室へ圧送することを含み得る。次に、ポンプ電圧は、第１の電圧より相対的に低い第２の電圧に変更され得る。第２の量の液体は、ほぼ飲料サービングサイズの液体が抽出器から吐出されるまで、加熱器タンクから抽出室へ変位され得る。変位させるステップ中に又は別の時点で、システムは、ポンプ電圧を第３の電圧まで、直線状レート、階段ステップ状レート、又は指数関数状レート等で増加させてもよいが、他の実施形態が可能である。システムは、第２の電圧より相対的に高くかつ第１の電圧より相対的に低い電圧であり得る第３の電圧で、ポンプ電圧を増加させることを停止してもよい。１つの特定の実施形態において、第１の電圧はポンプの最大動作電圧の少なくとも８０パーセントであってよい、第２の電圧はポンプの最大動作電圧の少なくとも２０パーセントであってよい、及び／又は、第３の電圧はポンプの最大動作電圧の少なくとも４０パーセントであってよい。一実施形態において、液体の第１の量（例えば、飲料媒体を予湿潤するために使用される量）は、サービングサイズの１０パーセント以下であってよい、及び／又は、液体の第２の量は、サービングサイズの８０パーセント以上であってよい。抽出サイクルの終わりに、ポンプは停止され得る。

本発明による方法の別の実施形態において、ポンプを調整するための方法は、第１の電圧でポンプを動作させている間に、第１の量の液体を加熱器タンクから抽出室へ圧送することを含んでもよい。ポンプ電圧は、その後、第１の電圧より相対的に低い少なくとも第２の電圧まで減少されてもよい。第２の量の液体は、第２の電圧でポンプを動作させている間に加熱器タンクから抽出室へ変位され得る。変位させるステップ中に又は別の時点で、ポンプ電圧は、第２の電圧より相対的に高くかつ第１の電圧より相対的に低い第３の電圧まで増加されてもよい。第３の量の液体は、この第３の電圧で加熱器タンクから抽出室へ変位され得る。最後に、ほぼサービングサイズの抽出済み飲料が抽出器から吐出されると、ポンプは停止され得、及び／又は抽出サイクルは終了し得る。

上記方法の一実施形態において、第１の電圧はポンプの最大動作電圧の９０パーセント以下の値を含んでもよい、第２の電圧はポンプの最大動作電圧の１０パーセント以上の値を含んでもよい、及び／又は、第３の電圧は、ポンプの最大動作電圧の３０パーセントと７０パーセントとの間の値を含んでもよい。液体の第１の量は、サービングサイズの最大２０パーセントを含んでもよい、液体の第２の量は、サービングサイズの少なくとも６０パーセントを含んでもよい、及び／又は、液体の第１の量は、サービングサイズの最大２０パーセントを含んでもよい。

本明細書で開示される飲料システムの実施形態の別の態様において、液体導管システムは、液体供給源に流体結合されてもよく、また、抽出ヘッドなどのヘッドは、液体導管システムと流体連通状態にあり、液体導管システムによって送出される液体によって調製（例えば、抽出）される或る量の飲料媒体を選択的に受取り保持するように構成されてもよい。ポンプは、液体供給源から抽出ヘッドへ液体を変位させるため、液体供給源と抽出ヘッドとの間で液体導管システムに流体結合されてもよい。弁は、ポンプの上流でかつ液体供給源と平行に液体導管システムに流体結合してもよい。弁は、液体供給源から抽出ヘッドへポンプが液体を変位させるため、液体導管システムをポンプの上流で加圧する閉鎖位置と、抽出サイクル中に抽出ヘッドにポンプが少なくとも一部の大気空気を変位させるため、液体導管システムをポンプの上流で大気に通気させる開放位置との間で選択的に位置決め可能であり得る。空気ラインは、水リザーバを含んでもよい液体供給源と弁の上流で流体結合し、関連付けられてもよい。

本発明による方法の一実施形態は、サービングサイズの飲料の吐出を終了するために機械を「パージ（ｐｕｒｇｅ）」し得る。例えば、１つのこうした実施形態において、抽出サイクルの終りに又は終りの近くで、第１の量の液体が、加熱器タンクから抽出室等の室に圧送され得る。これは、例えば、２重目的ポンプによって達成され得る。次に、２重目的ポンプの上流側は、大気に対して開放されてもよい。大気からの少なくとも一部の空気は、その後、２重目的ポンプによって室に変位され得る。空気は、ほぼサービングサイズの飲料が室から吐出されるまでヘッド導管内の残留液体を室から外にパージし得る。

本発明による方法の別の実施形態において、変位させるステップ中に、ポンプ（２重目的ポンプ等）のポンプ電圧は、圧送するステップ中の第１の電圧から、第２のステップにおいて、第１の電圧から相対的に高い第２の電圧に変更されてもよい。別のステップにおいて、ポンプ電圧は、大気空気を抽出ヘッドに変位させている間に、第１の電圧から第２の電圧に増加されてもよく、第３の電圧は第１の電圧及び第２の電圧より相対的に高い。ここで、電圧を増加させることは、抽出ヘッド導管内の残留液体の放散を促進するのに役立ってもよい。具体的には、第１の電圧はポンプの最大動作電圧の４０パーセントより小さい値であってよい、第２の電圧はポンプの最大動作電圧の少なくとも７０パーセントであってよい、及び／又は、第３の電圧はポンプの最大動作電圧の少なくとも８０パーセントであってよい。最後に、ポンプ及びサイクルは停止されてもよい、ヘッド逆止弁が閉鎖されてもよい、及び／またはヘッド導管からの液体が加熱器タンク内に戻るように排出されてもよい。一実施形態において、開放するステップは、弁を開放し、次に、ポンプを停止した後に弁を閉鎖するステップを含んでよい。同様に、ヘッド導管は、ポンプの下流側で大気圧に対して開放されてもよい。

飲料抽出器の加熱器タンクを満杯状態に維持するための本発明による方法の一実施形態は、加熱器タンクが満杯状態にあることを液位センサが識別するまで、加熱器タンクを充填することを含み得る。サービングサイズの液体が、加熱器タンクに運ばれる可能性があり、したがって、加熱器タンク内の相応の量の液体が、加熱器タンクからヘッドへ変位され、ヘッドから吐出され得る。これは、抽出サイクル中に加熱器タンクを満杯状態に維持し得る。液位センサは、１サイクル後に加熱器タンクが満杯状態にあるか否かを検出する可能性があり、また、加熱器タンクが満杯状態にないことを液位センサが識別すると、加熱器タンクを再充填することをトリガーし得る。再充填するステップは、液体を加熱器タンク内に圧送すること及び／又は加熱要素をアクティブ化することを含んでもよい。後者の実施形態において、システムは、（液体の容積が、高い温度で増加することになるため）加熱器タンク内の液体の温度に対する加熱器タンク満杯状態を自己学習してもよい、又は、ルックアップテーブル等、所与の温度において加熱器タンク満杯状態を判定するための別の方法を使用し得る。一実施形態において、システムは、一部の液体を、ベントを通して加熱器タンクから排出し得る。

１サイクル中に液体リザーバが、液体切れになるときを決定するための本発明による方法の一実施形態は、サイクル中に液体リザーバから加熱器タンクに液体を圧送すること、及び／又はサイクル中にポンプ電流をモニターすることを含み得る。ポンプ電流は、液体リザーバから加熱器タンクに液体を圧送する間に、実質的に第１の電流で、第１の電流の所定の標準偏差等内で働く可能性がある。後続の間隔のポンプ電流は、第１の電流及び所定の標準偏差と比較される可能性がある。これは、ポンプ電流が、第１の電流より相対的に小さくかつ所定の標準偏差から外れる第２の電流まで減少する電流降下の識別を可能にし得る。これは、液体リザーバが、液体切れである及び／又はサイクルに対する終了を始動し得ることを示し得る。

抽出サイクルを始動させる前に液体導管システムを液体の所定の量まで充填させる本発明による方法の一実施形態において、加熱器タンクは、タンクが満杯になるまで液体で充填される可能性があり、それは、一実施形態において、液位センサによって検知され得る。容量に達すると、タンクに結合されたベントは大気に対して開放される可能性があり、それは、ベントの容積より大きな容積を有する加熱器タンク内への更なる量の液体の圧送をもたらし得る。ベントは、液体がベントから液体リザーバ内にオーバフローするような、液体リザーバに対する位置で終端し、加熱器タンク内に更なる量の液体を圧送する結果としてベントを過剰充填することは、液体を、液体リザーバ及び／又は別の適切な場所の中にオーバフローさせ得る。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例として示す添付図面と併用されると、以下のより詳細な説明から明らかになる。更に、多くの異なる実施形態が可能であるため、上記リストは、制限的であると考えられるべきでなく、本発明の実施形態は、先に挙げた特徴及び／又は他の特徴の組合せを含み得る。

添付図面は、本発明の幾つかの実施形態を示す。

本発明による飲料システムの一実施形態の略図である。 本発明による飲料システムと共に使用するためのポンプの斜視図である。 ポンプ速度を決定するためのマイクロフォンを含み得る本発明によるポンプの一実施形態の線図である。 ポンプ速度をモニターするための圧電部材を含み得る本発明によるポンプの別の実施形態の線図である。 ポンプ速度をモニターするためのホール効果センサを含み得る本発明によるポンプの線図である。 ポンプ速度をモニターするためのエミッタ及びフォトレセプタを有するスロット付きディスクを含み得る本発明によるポンプの線図である。 本発明による飲料システムの別の実施形態の略図である。 本発明による加熱器タンクの拡大略図である。 図７において全体的にライン９−９の周りで切取られた本発明による加熱器タンク水位センサの一実施形態の断面図であり、エミッタからフォトレセプタに送信される光ビームの下にディスク状フロートが存在するときの、未満杯状態の加熱器タンクを示す。 図１において全体的にライン１０−１０の周りで切取られた本発明による加熱器タンク水位センサの代替の実施形態の断面図であり、Ｄ状キャビティ内で偏移した球フロートを示す。 本発明による加熱器タンク水位センサの別の実施形態の底面図であり、１つのキャビティをひとまとめに形成する複数のキャビティを示し、球フロートは、加熱器タンク水位センサを通る水の流れの中心軸からオフセットする。 図１１に示す加熱器タンク水位センサの代替の実施形態の底面斜視図である。 図１１〜１２の加熱器タンク水位センサの正面斜視図である。 図１３Ａと同様の加熱器タンク水位センサの正面斜視図である。 図９と同様の加熱器タンク水位センサの線図であり、加熱器タンクが未満杯状態にあるときの、エミッタから光ビームを受信するフォトレセプタを示す。 図１４と同様の加熱器タンク水位センサの線図であり、加熱器タンクが満杯であるときの、フォトレセプタがエミッタから光ビームを受信することを遮断するフロートを示す。 図１４と同様の加熱器タンク水位センサの線図であり、加熱器タンクが未満杯状態にあるときの、フォトレセプタがエミッタから光ビームを受信することを実質的に遮断する凝縮を示す。 加熱器タンク水位センサの代替の実施形態の線図であり、加熱器タンクが未満杯状態にあるときの、下部取付け式フォトレセプタが下部取付け式エミッタから光ビームを受信することを遮断するフロートを示す。 図１７と同様の加熱器タンク水位センサの線図であり、下部取付け式エミッタから光ビームを受信する下部取付け式フォトレセプタを示す。 本発明による別の飲料システムの略図である。 本発明による抽出システムの実施形態を動作させ得る本発明によるマイクロコントローラの線図である。 一実施形態に従って飲料システムを使用するための本発明による方法の一実施形態を示すフローチャートである。 加熱器タンクが水で一杯であるときを決定するための加熱器タンク水位センサを使用するための本発明による方法の一実施形態を示すフローチャートである。 液体をカートリッジに送出するときにポンプ電圧を調整するための本発明による方法の一実施形態の考えられる幾つかのステップを示すフローチャートである。 ヘッド導管から水及び液体をパージするための本発明による方法の一実施形態の考えられる幾つかのステップを示すフローチャートである。 ヘッドからの滴だれを低減又はなくすため、大気圧に対してヘッド導管を開放するための本発明による方法の一実施形態の考えられる幾つかのステップを示すフローチャートである。

［発明の詳細な説明］
例証のため図面において示すように、飲料抽出システム等の飲料システムのための本開示は、図１において参照数字１０によって全体的に参照され、代替の飲料抽出器システムは、図７及び図１９において参照数字１０’及び１０’’によってそれぞれ参照される。図１に示すように、飲料抽出システム１０は、一般にポンプ１２を含む可能性があり、ポンプ１２は、ヘッド１８（本明細書で「抽出ヘッド（ｂｒｅｗ ｈｅａｄ）」と呼ばれるが、多くの異なるタイプのヘッドが可能であり、この用語は制限的であると解釈されるべきでない）への最終的な送出のために、水を所望の温度（本明細書で「抽出温度（ｂｒｅｗｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」と呼ばれるが、他の温度タイプ―例えば、「混合温度（ｍｉｘｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」、「スープ温度（ｓｏｕｐ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」等―が可能であり、この用語は制限的であると解釈されるべきでない）まで加熱し得る加熱器タンク１６に、周囲温度水リザーバ１４からの未加熱水を圧送するように構成され得る。抽出ヘッド１８は、抽出ヘッド１８から吐出される飲料を生成するため、コーヒー粉、お茶、ホットチョコレート、レモネード等のような、シングルサーブ又はマルチサーブの量の飲料媒体２４を含むカートリッジ２２（例えば、「抽出カートリッジ（ｂｒｅｗ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）」）を収容し得る。飲料は、マグ２６、又は、抽出サイクルの一部としてプラテン２８上に設置され得る他の同様な容器（例えば、水差し）等の、下にある容器内に吐出され得る。

より具体的には、リザーバ１４は、本明細書で開示される実施形態及びプロセスに従って１つの又は複数のカップの飲料（例えば、コーヒー）を抽出するために使用される周囲温度水を貯蔵する。限定はしないが、周囲よりも熱い予熱済みの水等の周囲温度以外の温度の水を利用する実施形態が同様に可能である。リザーバ１４は、好ましくは、水の注ぎ込み受入れ（ｐｏｕｒ−ｉｎ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）のために上部アクセス可能であり、また、旋回可能な又は完全に取外し可能な蓋３０（図７）又はリザーバ１４内で水密封シールを提供する他の開閉機構を含んでもよい。水は、好ましくは、リザーバ１４の下部の出口３２を介して、抽出プロセス中にリザーバ１４を出る（図１及び７）。しかし、水は、リザーバ１４に入るよう下方に延在するリザーバピックアップ３４（図１９）等を介して側部又は上部等の下部以外の場所、又は、所望される又は実行可能な他の場所からリザーバ１４を出てもよい。一実施形態において、リザーバ１４は、リザーバ１４内に存在する水の容積を測定するための水位センサ３８（図１）を含む。ホール効果センサ等のようなオプションのリザーバ開閉スイッチ３６（図７）は、リザーバ１４が蓋３０によってシールされているかどうかを検出してもよく、また、図７に示すように蓋３０が開放している場合、抽出サイクルの始動を防止する抽出器回路要素に相当してもよい。リザーバ１４は、好ましくは、少なくとも１カップの抽出済み飲料、例えば、６オンス（「ｏｚ．」）カップのコーヒーを抽出するのに十分な量の水を保持するサイズに作られる。しかし、リザーバ１４は、任意のサイズ又は形状であり得るが、好ましくは、６ｏｚ．より多い量、例えば、８、１０、１２、１４ｏｚ．又はそれより多い量を抽出するのに十分な水を保持する。もちろん、水リザーバ１４は、給水本管等の他の水供給源によって置換され得る。

有利には、本発明の幾つかの実施形態において、ポンプ１２は、水を加圧及び／又は（例えば、リザーバ１４から抽出カートリッジ２２まで）圧送するという２重の目的のために、及び／又は、（例えば、抽出サイクルの終りの近くで、終りに、又は終わった後に等において、残留する水又は抽出済み飲料をシステム１０から効率的にパージするため）空気を加圧し圧送するために使用され得る。この点に関して、ポンプ１２は、最初に、水を、リザーバ１４から第１の導管４０を通して加熱器タンク１６まで圧送する可能性があり、加熱タンク１６において、水は、飲料媒体２４を抽出するため抽出カートリッジ２２に送出される前に所定の抽出温度まで予熱され得る。抽出サイクルの終りに、終りの近くで、又は終わった後に、ポンプ１２は、システム１０を通して加圧空気を圧送して、システム１０内のどんな残留水又は抽出済み飲料もパージし、それにより、抽出サイクルの終りにおける滴だれを実質的に低減し、好ましくはなくす。したがって、好ましいポンプ１２は、湿潤条件と乾燥条件の両方において動作できる、すなわち、ポンプ１２は、不当な磨滅なしで、水の圧送と空気の圧送を切換え得る。したがって、好ましいポンプ１２は、２ポンプシステムについての必要性をなくし、それにより、抽出システム１０の全体の複雑さを減少させ、また、従来のシステムであって、水のための１つのポンプ、及び、空気によって残留流体をパージするための第２のポンプを必要とする、従来のシステムより有利である。

より具体的には、図２は、抽出システム１０と共に使用するためのポンプ１２の１つの好ましい実施形態を示す。図示するように、ポンプ１２は、或る量の流体を受取るための入口４２、及び、出口４４であって、出口４４から加圧済み流体を放出するための、出口４４を含む。ポンプ１２は、好ましくは、３室ダイヤフラムポンプ又は他のダイヤフラムポンプ等の容積移送式ポンプである。代替的に、ポンプ１２は、遠心ポンプ等の非容積移送式ポンプであってよい。好ましくは、ポンプ１２は、空気の圧送及び／又は水の圧送を交互に行い、従来の飲料抽出器の通常動作寿命と範囲が等しい動作寿命を持ち得る。

図１、７、及び１９に示すように、第１の導管４０は、リザーバ１４をポンプ１２に流体結合する。図１に示す一実施形態において、第１の導管４０は、水を、リザーバ１４から第１の逆止弁４６及びオプションの流量計４８を通してポンプ入口４２まで運んでもよい。第１の逆止弁４６は、好ましくは一方向逆止弁であり、一方向逆止弁は、第１の位置にあるときリザーバ１４からポンプ１２までの順方向流れを可能にするだけであり、そうでなければ、第２の位置にあるとき、流体がリザーバ１４に向かって逆方向に（すなわち、後方に）逆流するのを防止する。更に、第１の逆止弁４６は、正のクラッキング圧力（すなわち、弁を開放するために必要とされる正の順方向閾値圧力）を有する。したがって、第１の逆止弁４６は、一般に、正の順方向流れ（例えば、ポンプ１２によって誘起される）がクラッキング圧力を超えなければ、閉鎖位置に偏移される。例えば、第１の逆止弁４６は、２ポンド／平方インチ（「ｐｓｉ」）のクラッキング圧力を有してもよい。そのため、第１の導管４０を通して流体を引く圧力は、流体が第１の逆止弁４６を通って流れるため第１の逆止弁４６を開放させるために２ｐｓｉを超えなければならない。この点に関して、ポンプ１２が第１の導管４０を少なくとも２ｐｓｉまで加圧しなければ、リザーバ１４からの水は第１の逆止弁４６を通って流れないことになる。クラッキング圧力は、特定のポンプ及び／又は使用される他のコンポーネントに応じて変動する場合がある。

先に簡潔に述べたように、図１に示す実施形態において、飲料抽出システム１０は、水リザーバ１４から加熱器タンク１６に圧送される水の容積を測定するための、第１の逆止弁４６とポンプ１２との間に配設された流量計４８を含む。一態様において、流量計４８は、加熱器タンク１６を最初に充填するために必要とされる水の量を測定してもよい。更に又は代替的に、加熱器タンク１６が満杯になると、流量計４８は、抽出サイクル中に抽出カートリッジ２２に送出される水の量をリアルタイムに測定してもよい。この情報は、抽出サイクル中に抽出される飲料の量をシステム１０が設定し追跡することを許容し得るため重要である。そのため、ユーザは、任意の１つの抽出サイクルについて、抽出する飲料の所望の量（例えば、６、８、１０、１２ｏｚ．又はそれより多い量）を選択できる。本質的に、流量計４８は、正しい量（すなわち、所望のサービングサイズ）の水を、ポンプ１２がリザーバ１４から抽出カートリッジ２２まで変位させることを保証する。流量計４８は、好ましくは、ホール効果センサであるが、当技術分野で知られている任意のタイプの流量計であってよい。代替的に、流量計４８は、ポンプ１２の出口側に位置決めされてもよい。

代替の実施形態において、飲料抽出システム１０は、ポンプ１２を使用して、リザーバ１４から加熱器タンク１６及び／又は抽出カートリッジ２２まで移送される水の容積を決定し、したがって、流量計４８についての必要性をなくしてもよい。システム１０は、図５に示すようなマイクロコントローラ５０に対する電気信号フィードバックによってポンプ１２の回転速度をモニターして、ポンプ１２が動作する速度（例えば、回転数／分又は「ｒｐｍ」単位）を決定してもよい。これは、タコメータの使用と同様である。この点に関して、システム１０は、ポンプ１２が引込む電流量に基づいてポンプ１２の回転速度を決定し得る。容積移送式ポンプの各回転は、所定の量の流体がポンプを通過するようにさせる。そのため、ポンプ１２が３室ダイヤフラムポンプである場合、システム１０、また具体的には、図５におけるマイクロコントローラ５０において、ポンプ１２の各回転が、各ダイヤフラムを充填する流体の量の３倍だけ変位させることは既知であり得る。言い換えれば、１／３の回転は、１つのダイヤフラムのキャビティの容積に等しい流体の量を変位させることになる。こうして、ポンプ１２の回転速度をモニターすることによって、飲料抽出システム１０は、ポンプのランタイムに基づいてポンプ１２を通して変位される水の総容積を決定し得る（例えば、流体量＝ポンプレート×流体容積／回転×時間）。例えば、ポンプ１２が５００ｒｐｍで１分の間、運転され、各回転が０．０２オンスの流体を変位させる場合、飲料抽出システム１０は、ポンプ１２が全部で１０オンスの流体（すなわち、抽出サイクル中の水）を圧送したと、ランタイムから決定してもよい。別の同様の実施形態において、電流スパイクがモニターされ得る。各ポンプ電流スパイクは、変位される水の量（例えば、１つのダイヤフラム内の液体の容積）に関係付けられ得るものであり、したがって、全体の容積変位（したがって、流量）が計算され得る。ポンプ速度、ランタイム、及び変位は、選択されるポンプのタイプ及びサイズに応じて、また、飲料抽出システム１０のタイプに応じて変動する場合がある。上記は、本明細書で開示されるシステム１０と共に利用されてもよい多くの異なる組合せのうちの一例に過ぎない。

例えば、更なる実施形態において、システム１０は、ポンプ２が引込む電流を読取ることに関係しない方法によってポンプ１２の回転速度を決定してもよい。例えば、図３に示すように、システム１０は、１つ又は複数の回転搖動板５４が１つ又は複数のピストン５６に当たるときに生成される音パルス又は振動を聞くマイクロフォン５２を含んでもよい。この点に関して、システム１０は、マイクロフォン５２がピックアップする又は聞取る音パルス又は振動のレートに基づいてポンプ１２の速度を推測できる。その後、流量は、先に述べたように計算されてもよい、すなわち、ポンプ１２を通して変位される水の総容積は、式：流体量＝ポンプレート×流体容積／回転×時間に基づく。ここで、ポンプレートは音パルス又は振動のレートに基づいてマイクロフォン５２によって測定され、流体容積は各回転についてポンプ１２によって変位される水の容積である。マイクロフォン５２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）マイクロフォン又はピエゾマイクロフォン等の任意の適したタイプのマイクロフォンであってよい。

代替的に図４に示すように、ポンプ１２のダイヤフラム５８は、各圧送サイクル又は回転中に圧電部材６０に接触し、それにより、圧電部材６０内に測定可能な電流を誘起してもよい。この点に関して、ポンプ１２の回転速度は、所与の期間にわたって電流が圧電部材６０内に誘起されるレート（すなわち、ダイヤフラム５８が圧電部材６０に当たる回数）によって測定され得る。圧電部材６０は、好ましくは、フッ化ポリビニリデンから作られるが、当技術分野で知られている任意の他のタイプの圧電材料からつくられてもよい。図５に示す別の実施形態において、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２の速度を決定するためにホール効果センサ６２を使用する。この点に関して、ポンプシャフト６４は、ポンプシャフト６４上に配設された磁石６６を有する。磁石６６がホール効果センサ６２のそばを通過するとき、ホール効果センサ６２内に電流が誘起される。ポンプ１２の速度は、同様に、ホール効果センサ６２内に電流が誘起されるレートに基づいて計算される。

別の代替の実施形態は、図６に示され、図６は、ポンプシャフト６４に固着され、ポンプシャフト６４と共に回転する（等間隔に配置され得る）複数の円周方向スロット７０を有するディスク６８を示す。ディスク６８の一方の側に配設されるエミッタ７２は、ディスク６８内のスロット７０の１つのスロットに整列すると、ディスク６８の他の側のフォトレセプタ７６による周期的な受信のために光ビーム７４を発する。やはり、スロット７０を通るフォトレセプタ７６による光ビーム７４の周期的な受信は、ポンプ１２の速度を示す周期的でかつ測定可能な信号を生成する。例えば、マイクロコントローラ５０は、フォトレセプタ７６がエミッタ７２から光ビーム７４を受信する回数を指定期間及びディスク６８内のスロット７０の数で割ることによってポンプ１２の速度を決定してもよい。エミッタ７２は、好ましくは、ＬＥＤであるが、当技術分野で知られている任意の適した光源であってよい。

抽出サイクルを始動する前に、本発明による加熱器タンク（図１からの加熱器タンク１６等）は、リザーバ１４から圧送される周囲温度水を、飲料を抽出するのに十分な温度（例えば、コーヒーを抽出する場合、華氏１９５度又は摂氏９０度）まで加熱するように設計され得る。より具体的には、図１、７、８、及び１９に示すように、加熱器タンク１６は、抽出カートリッジ２２内に飲料媒体２４を抽出する最終的な使用のために、未加熱水の流入を受取るための入口７８、加熱済み水を放出するための出口８０、及び水を加熱するための加熱要素８２を含む。好ましくは、入口７８及び加熱要素８２は、図１、７、８、及び１９に示すように、加熱器タンク１６の下部に実質的に配設される。加熱要素８２によって加熱される水は、リザーバ１４から変位されるより冷たい（例えば、室温の）水より密度が低いため上昇する。加熱済み水がタンク１６内で上昇するため、タンク１６内のより冷たい水は落ちる傾向がある。これは、タンク１６内の最も冷たい水の絶え間ない加熱を保証する。入口７８がタンク１６の上部に設置された場合でも、リザーバ１４からの周囲温度水が、加熱要素８２の１つ又は複数の上を又はそこを通過して直接流れて、適切な加熱を保証することが好ましいことになる。例えば、入口７８がタンク１６の上部にある実施形態において、第１の加熱要素（図示せず）は入口に又は入口の近くに設置されて、タンク１６に入る水を予熱してもよく、一方、加熱要素８２は、タンク１６の下部に設置されて、継続した加熱を保証してもよい。加熱要素８２は、好ましくは、一連の電気抵抗性コイルであるが、当技術分野で知られている任意のタイプの加熱要素であってよい。加熱器タンク１６は、加熱器タンク１６内の水の温度を測定するための、サーミスタ等の温度センサ８４を更に含んでもよい。温度センサ８４は、飲料抽出システム１０が加熱器タンク１６内で適切な抽出温度（例えば、コーヒーの場合華氏１９５度）を維持することを可能にする。加熱器タンク１６は、任意のサイズであってよく、また、最も大きなサービングサイズを適切に抽出するのに十分な水を保持するのに十分に大きいものであり得る。

更に図１、７、及び１９に関して、ポンプ１２によって変位される流体は、第２の導管８６を通って移動し、第２の導管８６は、ポンプ出口４４を加熱器タンク１６の下部に、入口７８で流体結合させる。第２の逆止弁８８（図１）は、ポンプ１２と、第２の導管８６と直列接続状態の入口７８との間に配設されて、加熱器タンク１６内の加熱済み水が、ポンプ１２に向かって逆流するのを防止してもよい。第２の逆止弁８８は、好ましくは、第１の逆止弁４６と同様の正のクラッキング圧力（例えば、２ｐｓｉ）を有する一方向逆止弁である。したがって、流体は、第２の逆止弁８８のクラッキング圧力を超えなければ、加熱器タンク１６に流れ得ない。もちろん、第２の逆止弁８８は、異なるクラッキング圧力を含む、第１の逆止弁４６と異なる仕様を有してもよい。

更に、飲料抽出システム１０は、加熱器タンク１６内の水位を決定するための加熱器タンク水位センサ９０を含んでもよい。一実施形態において、図９に示すように、センサ９０は、以下でより詳細に述べるように、加熱器タンク出口８０に入るよう下方に延在する入口ピックアップ９４を一方の側に、また、出口９６を他の側に有する実質的に円柱のキャビティ９２を含む。しかし、入口ピックアップ９４は、好ましくは、図８の好ましい実施形態で示すように、ドーム状鼻部９８に結合される又はドーム状鼻部９８から形成されて、水及び空気をドーム状鼻部９８から送り込む。すなわち、入口ピックアップ９４は、必ずしも加熱器タンク出口８０に入るよう下方に延在するのではなく、むしろ、加熱器タンク１６の全体的な形状から形成されてもよい。センサ９０は、好ましくは、フォトレセプタ１０４が受信するためキャビティ９２の少なくとも一部分を横切って光ビーム１０２を放出するため、キャビティ９２の一方の側に配設されたＬＥＤ等のエミッタ１００を含む。エミッタ１００及びフォトレセプタ１０４は、光ビーム１０２が両者の間で送信され得る限り、図９及び１０に示すようにキャボティ９２内に又はキャビティ９２の外部に（図１３ａに示す）配設されてもよい。図９に示す実施形態において、エミッタ１００及びフォトレセプタ１０４は、センサハウジング１０４の垂直側面上に配設され、一方、入口ピックアップ９４及び出口９６はセンサ９０の下部及び上部部分からそれぞれ延在する。

加熱器タンク１６からの加熱済み水は、入口ピックアップ９４を介してセンサ９０に入り、加熱器タンク１６が満杯になった後に加熱器タンク１６を継続して充填することによって、センサ９０内に配設されたフロート１０６を押し上げる。一実施形態（図９）において、フロート１０６は、全体的にディスクに似た形状を有し、キャビティ９２に入る水の上部で浮遊する。フロート１０６の浮力は、水が加熱器タンク１６を出て、センサ９０の内部を充填するにつれて、キャビティ９２内の水位と共にフロート１０６が上昇することを可能にする。フロート１０６は、下方に延在する１つ又は複数の脚部１０８に最終的に接触し、１つ又は複数の脚部１０８は、フロート１０６がセンサ出口９６を完全に閉塞させる又はシールすることを防止する。この時点で、フロート１０６は、エミッタ１００とフォトレセプタ１０４との間に配設され、それにより、フォトレセプタ１０４がエミッタ１００からの光ビーム１０２を受信することを遮断する。センサ９０は、光ビーム１０２がフォトレセプタ１０４によってもはや検知されないため、加熱器タンク１６が満杯であることを示す信号を、マイクロコントローラ５０（図２０）等のデバイスに中継してもよい。下方に延在する脚部１０８は、好ましくは、脚部１０８の間に１つ又は複数の通路１１０（図９）を含み、１つ又は複数の通路１１０は、加熱器タンク１６内の水が、抽出サイクル中にフロート１０６をバイパスし、出口９６を通して流出することを可能にする。もちろん、加熱器タンク水位センサ９０は、加熱器タンク１６と共に又は別々に働き得る。

本発明の代替の実施形態において、システム１０は、図１０に示すように、Ｄ状キャビティ９２’内に配設された球フロート１０６’を有するＤ状キャビティ９２’を有する加熱器タンク水位センサ９０’を含んでもよい。この実施形態において、突出部１１２のセットは、Ｄ状キャビティ９２’内でフロート１０６’を選択的に水平に位置決めして、エミッタ１００とフォトレセプタ１０４との間で最終的に整列又は位置決めし、一方同時に、抽出サイクル中にまた加熱器タンク１６が満杯になった後に、キャビティ９２’を通る流体の実質的な流れ（例えば、層流）を許容する又は可能にし得る。突出部１１２は、キャビティ９２’の内部側壁の一部分から形成され、キャビティ９２’の内方に延在してもよく、又は、突出部１１２は、球フロート１０６’から形成される又は、球フロート１０６’から外に延在し、キャビティ９２’の内部側壁に対して摺動してもよい。いずれの実施形態においても、突出部１１２は、好ましくは、キャビティ９２’を通る垂直流体流の乱れを最小にし、突出部１１２と、球フロート１０６’又はキャビティ９２’の内部側壁との間の垂直表面エリア接触を最小にして、球フロート１０６’がキャビティ９２’内で垂直に移動することを可能にする形状及びサイズである。

先に述べたように、システム１０は、加熱器タンク１６及び入口ピックアップ９４を充填するのに十分な水をリザーバ１４から圧送し得る。少なくとも最初に、水がキャビティ９２’内にないとき、球フロート１０６’は、キャビティ９２’の下部に又は下部の近くに存在する。ポンプ１２が、現在満杯の加熱器タンク１６内に水を移動させ続けるにつれて、水位がキャビティ９２’内で上昇し、それにより、球フロート１０６’を水位と共に上昇させる。先に述べたように、突出部１１２は、球フロート１０６’を偏移させるため、フロート１０６’の本体は、図１０に示す、実質的に同じほぼ水平な位置にあるままである。これは、球フロート１０６’が、エミッタ１００からフォトレセプタ１０４への光ビーム１０２の送信を最終的に中断することを可能にし、それにより、加熱器タンク１６が満杯であることを合図する。突出部１１２は、キャビティ９２’内の水位が変化するにつれてフロート１０６’が垂直に移動することを可能にしながら、球フロート１０６’の水平位置を基本的に制限する。図１０に示すように、フロート１０６’は、６つの突出部１１２を含むが、所望又は必要とされる場合があるように、より多くの又は少ない突出部１１２を有してもよい。好ましくは、球フロート１０６’は、Ｄ状キャビティ９２’の一部分だけを占めるため、流体がフロート１０６’及び突出部１１２の周りに流れる十分な空きが存在し、それにより、脚部１０８又は通路１１０についての必要性に取って代わる。

図１１〜１３Ｂは、別の実施形態の加熱器タンク水位センサ９０’’を示し、キャビティは、球フロート１０６’’を内部に保持する第２のフロートキャビティ１１４に隣接する第１の又は主要なキャビティ９２’’に分割される又は仕切られる。１つ又は複数のキャビティ壁１１６は、キャビティ９２’’に接してフロートキャビティ１１４を画定し、フロートキャビティ１１４内にフロート１０６’’を閉じ込めて、エミッタ１００とフォトレセプタ１０４との間で最終的に整列又は位置決めし、一方同時に、センサ出口９６の中心軸からオフセットしている結果としてキャビティ９２’’を通る流体の実質的な層状の流れを可能にしてもよい。すなわち、仕切り壁１１６は、キャビティ９２’’内の水位が抽出サイクル中に変化するにつれてフロート１０６’’が垂直に移動することを依然として可能にしながら、フロート１０６’’を実質的に同じほぼ水平な位置に保持する。もちろん、仕切り壁１１６は、加熱器タンク１６内の水位及び／又は加熱器タンク水位センサ９０’’に応じてフロート１０６’’を上げ下げするよう水がフロートキャビティ１１４に流入しそこから流出することを可能にするように構成される。図１１に特に示すように、フロートキャビティ１１４は、相対的に大きなキャビティ９２’’からオフセットした３つの壁を含む。しかし、本明細書で開示するようにフロート１０６’’がセンサ９０’’を動作させ得る限り、異なる数の壁１１６が使用され得ることを当業者は容易に認識するであろう。更に、キャビティ９２’’は、図１０に関して上述したように、全体的に開放しかつ或る程度Ｄ状であるが、キャビティ９２’’が当技術分野で知られている任意の形状（例えば、長方形、正方形等）であり得ることも当業者は容易に認識するであろう。しかし、センサ出口９６及び入口ピックアップ９４（図１１には示さず）を整列させる中心軸が、加熱器タンク水位センサ９０’’を通る流体の、層流等の流れを促進させることに対する障害物がないことが好ましい。この点に関して、図１２は、仕切り壁１１６によって形成されたフロートキャビティ１１４に対するキャビティ９２’’のサイズ及び位置決めの代替の図を示す。

加熱器タンク水位センサ９０’’は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’に関して上述したのと全体的に同じ方法で動作する。水がキャビティ９２’’を充填するにつれて、フロート１０６’’がキャビティ９２’’の上部へ上昇し、それにより、フォトレセプタ１０４がエミッタ１００から放出される光ビーム１０２を受信することを遮断する。図１２に示すように、フロート１０６’’は、仕切られたキャビティ９２’’に対してセンサ９０’’の相対的に小さな部分を占め、センサ出口９６からオフセットされる又はその他の方法でセンサ出口９６から水平方向に（すなわち、同軸ではなく）離れて配設され、それにより、入口ピックアップ９４とセンサ出口９６との間に障害物がない経路を提供する。

図１３Ａ及び１３Ｂは、加熱器タンク水位センサ９０’’の全体的な外側構造ハウジングを示す。この点に関して、センサ９０’’は、例えば一連のネジ１３０によって加熱器タンク１６（図１３Ｂ）の上部に、また、第３の導管１１８及び空気ライン１２４に入るように分かれるＴ状導管１１７の下に取付けられる。ここで、加熱器タンク水位センサ９０’’は、センサ出口９６によってＴ状導管１１７（また拡大すると、第３の導管１１８及び空気ライン１２４）から分離される。図１３Ａ及び１３Ｂに最もよく示されるように、フロート部分１１４は、キャビティ９２’’からオフセットし、キャビティ９２’’の上側終端高さＢより低い第１の高さＡで終端する。結果として、センサ回路１１９（図１３Ａ）は、高さＡ、キャビティ９２’’の充填レベルＢより低いレベルでセンサ９０’’内の水位を検出する。したがって、空気ギャップ又は空気ブランケットが、高さＡと、Ｔ状導管１１７並びに対応する第３の導管１１８及び空気ライン１２４より低い終端高さＢとの間に存在してもよい。この実施形態において、加熱器タンク水位センサ９０’’は、センサ９０’’内の水位がキャビティ９２’’を充填する前に（例えば、充填ポイントＢより下で）、また確実に水がＴ状導管１１７或は第３の導管１１８又は空気ライン１２４に入る前に、加熱器タンク１６が満杯であると判定できる。

図１６に示すように、凝縮は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’が、加熱器タンク１６が満杯であることを示す偽りの読みをマイクロコントローラ５０に送信するようにさせる場合がある。以下でより詳細に論じるように、センサ９０は、フォトレセプタ１０４が受信するため、キャビティ９２を横切って光ビーム１０２を放出するエミッタ１００を含む。図１４に示すように加熱器タンク１６が満杯ではないとき、フォトレセプタ１０４は光ビーム１０２を受信する。逆に、フロート１０６’は、図１５に示すように加熱器タンク１６が満杯であるとき、光ビーム１０２を遮断する。抽出サイクル中に、加熱器タンク１６内の水及び加熱器タンクセンサ９０内の水は、好ましくは、所望の抽出温度（例えば、コーヒー用の水の沸騰温度、すなわち、華氏１９２度に近い）にある。この水が、例えば、エネルギー節約モード中に冷めると、空気中の蒸気又は水蒸気は、図１６に示す液滴又は気泡１２１の形態でキャビティ９２の内壁上に凝集する場合がある。これらの液滴又は気泡１２１は、キャビティ９２の壁上に種々の凹状また凸状の光反射表面を形成する。これは、光ビーム１０２を複数の方向にそらさせ、それにより、フォトレセプタ１０４が普通なら受信することになる強度を大幅に減少させ得る。この点に関して、キャビティ９２の壁上の液滴又は気泡１２１は、基本的に、光ビーム１０２内の光線を散乱させる。したがって、大幅な凝縮は、加熱器タンク１６が完全に満杯でなくても、フォトレセプタ１０４がビーム１０２をもはや読取らない程度まで光ビーム１０２を散乱させる場合がある。このために、コントローラ５０は、満杯であるとして、加熱器タンク１６を不正確に識別する場合がある。加熱器タンクセンサの偽りの読みは、システム１０が、所望のサービングサイズを抽出することを妨げ得る。

したがって、図１７及び１８に示す代替の実施形態において、加熱器タンク水位センサ９０’’’は、エミッタ１００’’’及び加熱器タンク水位センサ９０’’’の下部に配設されたフォトレセプタ１０４’’’を含む。この点に関して、フロート１０６’は、図１７に示すように、加熱器タンク１６が満杯でないときにフォトレセプタ１０４’’’が光ビーム１０２を受信することを遮断する。ここで、フロート１０６’は、加熱器タンク１６が満杯でないときにキャビティ９２の下部にある。フロート１０６’は、図１８に示すように、センサ９０’’’内の水位がエミッタ１００’’’及びフォトレセプタ１０４’’’のレベルを超えると、光ビーム１０２に関する閉塞から最終的に押出される。したがって、フォトレセプタ１０４’’’が光ビーム１０２を受信するときに加熱器タンク１６が満杯であることをマイクロコントローラ５０はわかっている。

この実施形態において、センサ９０、９０’、９０''は影響を受け得るが、センサ９０’’’は凝縮によって影響を受けない。ここで、キャビティ９２が空である（すなわち、凝縮がキャビティ９２内に存在する場合がある条件の）とき、フロート１０６’は、エミッタ１００’’’とフォトレセプタ１０４’’’との間の光ビーム１０２の送信を遮断する位置にある。換言すれば、遮断は、この実施形態において、加熱器タンク１６が満杯であることを示す。そのため、凝縮がキャビティ９２内に存在し、先に述べたように光ビーム１０２を散乱させる場合でも、フロート１０６’が光ビーム１０２の送信をとにかく遮断するように設計されるため、それは問題にならない。キャビティ９２が満杯であるとき、フロート１０６’は、光ビーム１０２の送信を遮断する位置から出るよう移動する。図１８に示すように、光ビーム１０２は、水充填済みキャビティ９２を通してエミッタ１００’’’とフォトレセプタ１０４’’’との間の送信を再開する。特に、キャビティ９２内の水は、センサの読みに影響を及ぼさない。光ビーム１０２の逸脱をもたらすのは水自身ではなく、代わりに、水の表面張力によって形成されるキャビティ９２の壁上の水滴又は気泡１２１の凹状表面及び凸状表面であり、凹状表面及び凸状表面は、光ビーム１０２を散らす又は散乱させ得る。加熱器タンク１６が満杯であるとき、図１８に示すように、これらの表面上に水滴は全く存在しない。したがって、光ビーム１０２は、偽りの読みをもたらすことになる光ビーム１０２の有意の逸脱が全くない状態で水を通過する。

加熱器タンクセンサ９０、９０’、９０’’、９０’’’は、加熱器タンク１６の充填状態に応じてポンプ１２をターン「オン」及び／又は「オフ」するバイナリスイッチとして働き得る。したがって、フォトレセプタ１０４、１０４’’’は、エミッタ１００、１００’’’から光ビーム１０２を受信又は検知している状態、又は、光ビーム１０２を受信又は検知していない状態にある。この点に関して、センサ９０、９０’、９０''、センサ９０’’’は、遮断の程度又はレベルをサンプリングしない。むしろ、センサ９０、９０’、９０''、センサ９０’’’は、加熱器タンク１６が満杯であるか、満杯でないかを示す別個の「オン」及び「オフ」状態を有する光スイッチにより類似して動作する。

飲料抽出システム１０は、抽出サイクル中に、所定の量（例えば１０オンス）のコーヒー等の飲料を抽出するのに十分な量のコーヒー粉等の飲料媒体２４を含む抽出カートリッジ２２を保持する抽出室２０を有する抽出ヘッド１８を更に含む。第３の導管１１８は、加熱器タンクセンサ出口９６を抽出ヘッド１８に結合するため、ポンプ１２は、加熱済み水を、加熱器タンク１６から第３の導管１１８を通って抽出カートリッジ２２に入るように変位させ得る。好ましくは、システム１０は、回転入口針１２０を含み、回転入口針１２０は、抽出カートリッジ２２に貫入し、抽出カートリッジ２２内の飲料媒体２４に熱い水及び蒸気を注入する。回転入口針１２０は、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１５９７１号に開示される針のうちの任意の針であってよく、その出願の内容は、参照によりその全体を本明細書に組込まれる。第１及び第２の逆止弁４６、８８と同じ又は同様の仕様を好ましくは有する抽出ヘッド逆止弁１２２（図１、７、及び１９）は、第３の導管１１８に沿って直列にセンサ出口９６と回転入口針１２０との間に配設される。抽出ヘッド逆止弁１２２は、好ましくは、正のクラッキング圧力（例えば、２ｐｓｉ）を同様に有する一方向逆止弁である。この点に関して、抽出ヘッド逆止弁１２２は、流れがクラッキング圧力（例えば、２ｐｓｉ）に達していなければ、流れが抽出ヘッド１８まで流れることを防止し得る。

抽出ヘッド逆止弁１２２は、同様に、抽出サイクルが終了した後に抽出ヘッド１８が滴だれすることを防止するのに役立つ。その理由は、第３の導管１１８内にありかつ抽出ヘッド逆止弁１２２の背後の水が抽出ヘッド逆止弁１２２を開放するのに不十分な圧力下にあるからである。もちろん、抽出ヘッド逆止弁１２２は、異なるクラッキング圧力を含む、第１及び第２の逆止弁４６、８８と異なる仕様を有してもよい。

更に、第３の導管１１８は、残留水を、（例えば、加熱器タンク１６の上に第３の導管１１８を位置決めすること等によって、重力によって）加熱器タンク１６内に戻るように排出するように構成されてもよい。更に、第３の導管１１８の一部分は、水の逆流を防止するのに役立つドレインキャッチ又はトラップになるよう形作られてもよい。好ましくは、抽出システム１０は、出来る限り多くの在留水を第３の導管１１８から除去するため、加熱器タンク１６からの加熱済み水だけが、次の抽出サイクルの始めに抽出カートリッジ２２に注入される。したがって、本明細書で開示される飲料抽出システム１０は、抽出サイクルの終りに残留水が加熱器タンク１６と抽出ヘッド１８との間で第３の導管１１８内に残ったままになることを可能にする従来のシステムより有利である。

抽出サイクルの終りに空気を圧送するため、飲料抽出システム１０は、空気ライン１２４（例えば、図１及び１９）を更に含み、空気ライン１２４は、大気に対して開放し、また、ポンプ１２の背後でかつ（含まれる場合）流量計４８の前で第１の導管４０に流体結合される。空気ライン１２４の開放端は、図１、７、及び１９に示すようにリザーバ１４の上に配設されてもよいため、システム１０内の水のどんな逆流も、水リザーバ１４内に戻るように滴下又は排出する。第１のソレノイド弁１２６は、空気ライン１２４と直列に設置されて、大気空気に対するアクセスを制御してもよい。最初に、ポンプ１２が水をリザーバ１４から加熱器タンク１６に変位させると、第１のソレノイド弁１２６が閉鎖する。空気を圧送するために、第１のソレノイド弁１２６が開放するため、第１の導管４０は大気に対して開放する。図１に示す実施形態において、ソレノイド弁１２６が閉鎖したときに、第１の導管４０内の空気圧が、第１の導管４０内の圧力より低い大気圧に等化されると、第１の逆止弁４６の前部の圧力は、大気圧までまたクラッキング圧力未満まで降下し、それにより、第１の逆止弁４６を閉鎖させる。したがって、ポンプ１２は、水を変位させることを停止し、代わりに、大気にさらされた空気ライン１２４から空気を圧送し始める。したがって、水は、もはやポンプ１２からリザーバ１４に流れない。逆に、第１のソレノイド弁１２６が閉鎖すると、ポンプ１２は、第１の導管４０を再加圧し、リザーバ１４から水を変位させ始めることになる。この点に関して、第１のソレノイド弁１２６は圧送媒体（すなわち、空気又は水）を効果的に制御し得る。

飲料抽出システム１０は、同様に、第３の導管１１８内の圧力を制御するためのベント１２８を含む。好ましくは、ベント１２８は、図１、７、及び１９に示すように、抽出ヘッド逆止弁１２２とセンサ出口９６との間で第３の導管１１８から分離する。一実施形態において（図１３Ａ及び１３Ｂに最もよく見られる）、センサ出口９６は、Ｙ状又はＴ状導管１１７に結合してもよい。すなわち、Ｙ状又はＴ状導管１１７の一方の側はベント１２８との接続を容易にし、Ｙ状又はＴ状導管１１７の他の側は第３の導管１１８との接続を容易にする。好ましくは、ベント１２８の開放端は、図１、７、及び１９に示すように、リザーバ１４の上に配設されて、空気ライン１２４に関して上述した方法と同様に、リザーバ１４（必要である場合）に戻るように水を滴下又は排出する。この点に関して、ベント１２８は、任意選択で、リザーバ１４との接続を容易にするオーバフロー取付け具（図示せず）を含んでもよい。ベント１２８は、同様に、第２のソレノイド弁１３２を含んでもよく、第２のソレノイド弁１３２は、「開放している（ｏｐｅｎ）」とき第３の導管１１８を大気に対して開放し、「閉鎖している（ｃｌｏｓｅｄ）」とき第３の導管１１８を大気から閉鎖する。第２のソレノイド弁１３２は、一実施形態において、抽出サイクルの開始で又は開始の近くで閉鎖する。第２のソレノイド弁１３２が「開放している」とき、加熱器タンク１６の出口側の圧力は大気圧に等化され、第３の導管１１８内の圧力は大気圧まで下がる。この圧力降下は、第３の導管１１８内の圧力をそのクラッキング圧力より低い値まで減少させることによって、抽出ヘッド逆止弁１２２が閉鎖することを可能にする。そのため、第２のソレノイド弁１３２を開放させることは、抽出サイクルの終りに好ましくない滴だれを防止するのに役立つ。その理由は、第３の導管１１８が、抽出ヘッド逆止弁１２２を閉鎖することによって更なる流体流から閉鎖されるからである。

図１９に示す更なる実施形態において、システム１０’’のベント１２８は、ベント１２８の開放端から水が流出することを防止するのに役立つ蛇行経路１３４を含む。より具体的には、蛇行経路１３４は、第２のソレノイド弁１３２が閉鎖すると、空気を充填される。第２のソレノイド弁１３２が開放すると、第３の導管１１８からの残留水は、ベント１２８に関連する付随する圧力逃しによってベント１２８に流入してもよい。したがって、蛇行経路１３４内の空気の一部は、第３の導管１１８から流入する水によって変位される。一実施形態において、この経路１３４（すなわち、蛇行性の性質）にわたる長さ及び圧力降下は、ベント１２８の開放端から（例えば、リザーバ１４の上で）水が全く排出されないことを保証してもよい。この点に関して、蛇行経路１３４は、空気だけがベント１２８の開放端を出ることを保証するのに役立つ。蛇行経路１３４は、螺旋経路、ジグザグ経路、円形経路、又は長方形経路等の当技術分野で知られている任意の形状を有してもよい。

本明細書で開示される飲料抽出システムの別の態様において、また、図７及び１９のシステム１０’、１０’’に関して特に示すように、第１の逆止弁４６及び第２の逆止弁８８は省略されてもよい。本質的に、ポンプ１２は、第２の逆止弁８８の代わりに使用されて、水が加熱器タンク１６からリザーバ１６に逆流するのを防止し得る。ポンプ１２は、水を、リザーバ１４から順方向に、加熱器タンク１６に入るように押しやる又は変位させるように動作し得るものであり、したがって、一方向弁として作用し得る。動作時、ポンプ１２は、第１の導管４０内で流体にさらされる開放した室内に水を引込み得る。ポンプ１２は、室内で流体を加圧し、ポンプサイクルを通して順方向変位をもたらし得る。ポンプ１２が停止すると、ダイヤフラムは、ポンプ出口４４からポンプ入口４２までポンプ１２内の通路をブロックし、逆止弁として効果的に動作し得る。これは、もちろん、第２の導管８６から第１の導管４０に戻るように入り、また、リザーバ１４に向かう、水の逆流を防止する。そのため、第２の逆止弁８８は、水の逆流を停止するために必要とされない。ポンプ１２は、万一加熱器タンク１６からの加熱済み水がポンプ１２に逆流する場合、好ましくは、加熱器タンク１６内の温度等の相対的に高い温度に耐えることが可能である。

更に、図７に示す実施形態において、ポンプ１２は、水がリザーバ１４内に存在している間だけ、リザーバ１４から水を変位させる。リザーバ１４が空になると、システム１０は、空気パージステップ（以下で詳細に述べる）を始動する。空気パージが始まるときに水がリザーバ１４内で利用可能でないため、このステップ中に、水がリザーバ１４から流出するのを（すなわち、第１の逆止弁４６の正のクラッキング圧力によって）防止する必要性は存在しない。そのため、水リザーバ１４が空であるときに空気パージサイクルを始動する場合があるため、図１に示す第１の逆止弁４６をなくすことが可能でありかつ望ましい場合がある。

更に、図１９に示す実施形態に関して、リザーバピックアップ３４の使用は、ポンプ１２が、第１の導管４０内に水を引上げるのに十分な力を、水リザーバ１４の前部の第１の導管４０内で生成することを必要とする。これは、重力に打勝つことを必ず必要とする。第１のソレノイド弁１２６が開放すると、第１の導管４０内の圧力は大気圧まで降下する。この圧力降下の結果として、ポンプ１２は、ピックアップ３４によってリザーバ１４から効果的に水を引込むことがもはやできない。結果として、ポンプ１２は、水を圧送することから空気を圧送することに切換える。圧送用媒体の変更は、ポンプ１２が開放空気ライン１２４から大気空気を変位させることが、重力の力に抗してリザーバ１４から水を圧送することより容易であるため起こる。この点に関して、第１の逆止弁４６は不必要であり、コスト及び複雑さを低減するため取除かれてもよい。

先の説明を考慮すると、抽出システム１０、１０’、１０’’のそれぞれが、本明細書で開示される実施形態に従って、第１及び第２の逆止弁４６、８８を使用すること、第１の逆止弁４６だけを使用すること、第２の逆止弁８８だけを使用すること、又は第１及び第２の逆止弁４６、８８を共に省略する（図７及び１９）ことを含む、逆止弁４６、８８の種々の組合せを含んでもよいことを当業者は認識するであろう。１つの特定の実施形態において、ポンプ１２等の１つのポンプ内の単一逆止弁だけが利用される。

図２０に示すように、システム１０は、抽出サイクルの前に、その間に、その後に抽出器の異なるフィーチャを制御するための少なくとも１つのマイクロコントローラ５０を更に含み得る。マイクロコントローラ５０は、制御パネル１３６にリンクされ得る。一実施形態において、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２に結合され、抽出サイクル中に（所望のサービングサイズを満たすため）加熱器タンク１６の充填状態又は圧送される液体の量に応答してポンプ１２をターン「オン」又は「オフ」する能力を有してもよい。一実施形態において、マイクロコントローラ５０は、センサ９０（又はフォトレセプタ１０４）からフィードバック応答を受信し、これらのフィードバック応答に基づいてポンプ１２を動作させてもよい。例えば、一実施形態において、フォトレセプタ１０４が光受信フィードバックを提供するとき（図１４〜１５）、マイクロコントローラ５０においては、加熱器タンク１６が満杯でないことが認識され得る。したがって、マイクロコントローラ５０は、加熱器タンク１６を充填するようポンプ１２を運転し続けてもよい。逆に、フロート１０６’による光ビーム１０２の遮断は、フォトレセプタ１０４がマイクロコントローラ５０に負のフィードバックを提供することをもたらす場合がある。ここで、マイクロコントローラ５０においては、加熱器タンク１６が満杯であることが認識され得る。その理由は、フロート１０６’（図１５）が加熱器タンク水位センサ９０内のフォトレセプタ１０４に光ビーム１０２の送信を遮断するからである。

逆に、図１７〜１８に関して開示される実施形態に関して、フロート１０６’による光ビーム１０２の遮断は、加熱器タンク１６が満杯でないというフィードバックをセンサ９０’’’がマイクロコントローラ５０に送信するようにさせる場合がある。先に詳細に述べたように、加熱器タンク１６が満杯であり、更なる水がキャビティ９２に入ると、フロート１０６’が、図１８に示すように光ビーム１０２がフォトレセプタ１０４’’’によって受信され得る非閉塞位置に入るように移動するからである。ここで、センサ９０’’’は、光ビーム１０２がフォトレセプタ１０４’’’によって受信されているという正のフィードバックをマイクロコントローラ５０に提供して、加熱器タンク１６が満杯であることを合図してもよい。加熱器タンク１６が満杯であると判定されると、マイクロコントローラ５０は、ポンプ１２をシャット「オフ」してもよい。

システム１０がマイクロコントローラ５０の１つ又は複数を含んでもよいこと、及び、マイクロコントローラ（複数可）５０が、単にポンプをターン「オン」又は「オフ」することを超えてシステム１０の種々のフィーチャを制御するために使用され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、マイクロコントローラ５０は、同様に、加熱器タンク温度センサ８４（例えば、加熱器タンクの水温をモニターするため）、リザーバ１４内の水位センサ３８（例えば、抽出するいずれかの水が存在するかどうかを判定する）、流量計４８（例えば、抽出サイクル中に加熱器タンクに圧送される水の量をモニターする）、加熱要素８２（例えば、加熱器タンク１６内の水温を調整する）、加熱器タンク水位センサ９０（例えば、加熱器タンク１６の充填状態を決定する）、エミッタ１００（例えば、光ビーム１０２をターン「オン」又は「オフ」するため）、フォトレセプタ１０４（例えば、光ビーム１０２の閉塞を判定するため）、回転入口針１２０（例えば、抽出サイクル中のアクティブ化及び回転）、第１のソレノイド弁１２６（例えば、開放又は閉鎖）、及び／又は第２のソレノイド弁１３２（例えば、開放又は閉鎖）を制御してもよい、それらからフィードバックを受信してもよい、又はそうでなければそれらと通信してもよい。

図２１は、本明細書で開示する実施形態による、飲料抽出システム１０を動作させるための一方法（２００）を示す。或るステップが省略され得、中間ステップ等の他のステップが追加されてもよく、また、本発明による動作方法が多くの形態をとる可能性があることが理解される。方法（２００）に関して、第１のステップ（２０２）は、最初に、飲料抽出システム１０をターン「オン」するためのものであり得る。抽出システム１０をパワー「オン」することは、マイクロコントローラ５０、及び、本明細書で述べるエミッタ１００等の、マイクロコントローラ５０によって動作される他のフィーチャを含むエレクトロニクスをアクティブ化する。次のステップ（２０４）は、現在電力供給されている抽出システム１０が加熱器タンク１６内の水位をチェックするためのものであり得る。これは、フォトレセプタ１０４からのフィードバックを読取ることによって迅速に達成され得る。一実施形態において、加熱器タンク１６が空である場合、フォトレセプタ１０４は、光ビーム１０２が受信されているという正のフィードバックをマイクロコントローラ５０に送信することになる。代替的に、図１７〜１８に関する上述した実施形態に関して、光ビーム１０２の遮断は、加熱器タンク１６が空であることを示す場合がある。これは、システム１０が加熱器タンク１６内に既に水を持っていない限り、抽出システム１０がターン「オン」されるときに初めて起こるべきである。

したがって、次のステップ（２０６）は、加熱器タンク１６を充填する又は少なくとも部分的に充填するために使用され得る水がリザーバ１４内に存在するかどうかをシステム１０が判定するためのものであり得る。マイクロコントローラ５０は、水位センサ３８（水の閾値量がリザーバ１４内に存在するかどうかを示す）、或は、リザーバ１４内の指定された量の水に関するフィードバックを提供する１つ又は複数のセンサからフィードバックを受信してもよい。リザーバ１４内に水が全く存在しない場合、システム１０は、ステップ（２０８）にて「水を追加する（ａｄｄ ｗａｔｅｒ）」通知を表示してもよい。代替的に、リザーバ１４が十分な水を有する場合、マイクロコントローラ５０は、ステップ（２１０）の一部として、ポンプ１２をアクティブ化して、初めて加熱器タンク１６を充填し始め得る。ポンプ１２は、リザーバ１４から水を圧送し続け得るものであり、ついには、加熱器タンク水位センサ９０は、加熱器タンク１６が満杯であることを示す、又は、マイクロコントローラ５０は、例えば、水位センサ３８等からのフィードバックによってリザーバ１４が、水切れであると判定する。

ポンプ１２が初期充填ステージの一部としてターン「オン」すると、ポンプ１２は、実質的に一定速度（すなわち、一定電圧）で運転されて、リザーバ１４から第１の導管４０を通って、入口７８を介して加熱器タンク１６に入るように水を圧送し得る。この時点で、第１のソレノイド弁１２６は閉鎖され得（図１及び１９に関して開示した実施形態の場合）、第２のソレノイド弁１３２は開放している。第１の逆止弁４６（含まれる場合）は、開放して、第１の逆止弁４６（含まれる場合）のクラッキング圧力を超えるのに十分な圧力をポンプ１２が第１の導管４０内で生成すると、リザーバ１４からの水が順方向に第１の逆止弁４６を通って流れることを許容し得る。水は、その後、ポンプ１２への途中で流量計４８（図１の場合と同様に、含まれる場合）を通って流れ得る。流量計４８（含まれる場合）は、リザーバ１４から圧送される水の容積を決定し追跡し得る。しかし、図７及び１９に示す代替の実施形態において、リザーバ１４から圧送される水容積は、本明細書で述べるように、又は、別の方法で、ポンプ１２の属性に基づいて決定されてもよい。水は、その後、水圧がそのクラッキング圧力より大きいと仮定すると、ポンプ１２を通りまた第２の逆止弁８８（含まれる場合）を通して流れ得る。第１及び第２の逆止弁４６、８８を共に含む一実施形態において、両者は同じクラッキング圧力を有することが好ましい。そのため、流れ圧力が第１の逆止弁４６を開放するのに十分である場合、流れ圧力は第２の逆止弁８８を開放するのに十分であるべきである。水は、その後、入口７８を介して加熱器タンク１６の下部に流入し、加熱器タンク１６を充填し始め得る。ステップ（２１０）は、任意選択で、加熱器タンク１６の上部に空気ブラケット（図示せず）を生成することを含んでもよい。

図２２は、より具体的には、ポンプ１２を始動し、加熱器タンク１６を充填し、加熱器タンク１６が満杯であるか、より多くの水を必要とするかを判定するため、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０’’’のうちの任意のセンサを使用するためのステップ（２１０）の実施形態を示す。加熱器タンク１６が水で充填されるため、継続した圧送は、ステップ（２１０ａ）の一部として水がセンサ入口ピックアップ９４及び／又は加熱器タンク出口８０に流入することをもたらす。先に述べたように、エミッタ１００は、光ビーム１０２をキャビティ９２内に放出し（２１０ｂ）、フォトレセプタ１０４は、ステップ（２１０ｃ）の一部として、光ビーム１０２を受信するか又は受信せず、相応してマイクロプロセッサ５０にフィードバックを提供する。このフィードバックは、加熱器タンク１６が満杯であるか否かを示すことになる。例えば、センサ９０、９０’’’の場合、フロート１０６’が図１４及び１７に示すようにキャビティ９２の下部にあるとき、加熱器タンク１６は満杯でない。図１４に示す実施形態において、フォトレセプタ１０４による光ビーム１０２の受信は、加熱器タンク１６が満杯でないことを示し、一方、図１７に示す実施形態において、フォトレセプタ１０４’’’による光ビーム１０２の非受信は、加熱器タンク１６が満杯でないことを示す。水がキャビティ９２に入りキャビティ９２を充填することは、同様に、フロート１０６’を上昇させる（２１０ｄ）。ステップ（２１０ｅ）にて、フロート１０６’は、図１５及び１８に全体的に示すように、キャビティ９２の上側部分まで上昇する。図１５に示す第１の実施形態において、フロート１０６’は、フォトレセプタ１０４への光ビーム１０２の送信を遮断し、センサ９０等は、充填状態をマイクロコントローラ５０に中継してもよい。逆に、図１８に示す実施形態において、フロート１０６’は、フォトレセプタ１０４への光ビーム１０２の送信をもはや遮断せず、センサ９０’’’は、同様に、充填状態をマイクロコントローラ５０に中継してもよい。基本的に、いずれの実施形態においても、フロート１０６’がキャビティ９２の上部にあるときに、センサ９０、９０’’’は、加熱器タンク１６が満杯であることを示す信号をマイクロコントローラ５０に中継できる（２１０ｆ）。センサ９０、９０’’’は、同様な方法で動作してもよい。その後、システム１０は、図２２に示す最終ステップ（２１０ｆ）の一部としてポンプ１２をシャット「オフ」する。

好ましくは、加熱器タンク１６は、ステップ（２１０）の一部として初期充填サイクルが終了した後にいつでも満杯又は実質的に満杯のままであるように構成され、それにより、初期抽出サイクル後の抽出サイクルが、ステップ（２１２）、（２１４）、（２１６）、又はステップ（２１０）後の別のステップで始まってもよい。この点に関して、マイクロコントローラ５０は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０’’’の周期的で継続したモニタリングを通して、或は、本明細書で開示される又は当技術分野で知られている他の方法によって、将来の任意の所与の時点において、加熱器タンク１６を満杯状態に維持するようにプログラムされてもよい。このステージにおいて、加熱器タンク１６が水で満杯であるため、リザーバ１４から加熱器タンク１６へのポンプ１２による水の移動は、本明細書で詳細に述べるように、加熱器タンク１６内の相応の量の水が、センサ出口９６を通って、抽出器ヘッド１８に送出するための第３の導管１１８に入るように変位される又は排出されるようにさせる。

更に、加熱器タンク１６は、好ましくは、残りのステップ（２１６）〜（２２２）全体を通して水で充填されたままであり得る。この点に関して、ポンプ１２は、リザーバ１４から加熱器タンク１６内に水を圧送することによって、ステップ（２１６）及び（２１８）にて抽出カートリッジ２２に水を供給する。加熱器タンク１６内に圧送される水の量に等しい水の容積は、加熱器タンク１６が完全に充填されるため、加熱器タンク１６から第３の導管１１８内に変位される。例えば、１０ｏｚ．サービングサイズの場合、ポンプ１２は、全部で１０ｏｚ．の水をリザーバ１４から加熱器タンク１６内に圧送し、加熱器タンク１６は、次に、１０ｏｚ．の加熱済み水を加熱器タンク１６から第３の導管１１８及び抽出カートリッジ２２内に変位させて、１つの（又は複数の）カップの飲料（例えば、コーヒー）を、下にあるマグ２６等内に抽出する。もちろん、抽出サイクル中に水リザーバ１４から加熱器タンク１６に変位される水の量は、第３の導管１１８内の水を反映するため或る程度変更されてもよい。

一実施形態において、システム１０は、加熱器タンク１６内の水温によらず、上述した初期充填シーケンス後に加熱器タンク１６を充填状態に維持してもよい。この点に関して、ポンプ１２は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０''’によって一定の閉ループフィードバックで動作してもよい。通常、加熱要素８２は、水を、所望の抽出温度（例えば、華氏１９２度）に又はその近くに維持する。本明細書で論じるように、加熱器タンク１６内の水温は、システム１０が、延長した継続期間の間、非アクティブであるとき、又は、エネルギー節約モードがアクティブ化されるとき、好ましい抽出温度より下がる場合がある。加熱器タンク１６内の水は、冷めると、熱収縮する場合がある。したがって、水位は、加熱器タンク水位センサ９０より下がり、マイクロコントローラ５０が、リザーバ１４から加熱器タンク１６内に更なる水を変位させるようポンプ１２をアクティブ化するようにさせてもよい。マイクロコントローラ５０は、必要に応じて、ポンプ１２をターン「オン」しターン「オフ」して、加熱器タンク１６が水で実質的に絶えず充填された状態のままになることを保証してもよい。抽出サイクルが始動するときに加熱器タンク１６内の水が所望の抽出温度未満である場合、加熱器要素８２は、ターン「オン」して、加熱器タンク１６内の水温を適切な抽出温度まで増加させ得る。したがって、加熱器タンク１６内の水は、加熱されるにつれて熱膨張する。加熱器タンク１６が、既に実質的に又は完全に水で満杯であるため、熱膨張は、一部の水が、通常「開放の」第２のソレノイド弁１３２を通って流出し、ベント１２８に入るようにさせる。ベント１２８内の水は、本明細書で開示される実施形態に従って、各抽出サイクルの終りに放散されるか又は吐出されてもよい。

好ましい実施形態において、マイクロコントローラ５０は、温度センサ８４及び加熱器タンク水位センサ９０からのフィードバックを使用して、温度及び関連する加熱器タンク１６充填レベルを自己学習してもよいが、温度／充填レベルルックアップテーブルを使用する実施形態等、他の実施形態が可能である。この点に関して、マイクロコントローラ５０は、上述したように、熱膨張による水のオーバフローを低減する又はなくすように、加熱器タンク１６内の水位をよりよく維持できてもよい。すなわち、数ｏｚ．より多い水がベント１２８に流入しているというフィードバックをマイクロコントローラ５０が受信する場合、マイクロコントローラ５０は、例えば、更なる水を追加する前に加熱器タンク１６内の水の温度を上げることによって、ポンプ１２及び加熱要素８２の動作を調整して、熱膨張の結果としてのオーバフローを低減してもよい。

代替的に、システム１０は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０’’’を超えて加熱器タンク１６を意図的に過充填してもよいため、水は、溢れて水リザーバ１４内に戻る一部の水でベント１２８を充填する。ここで、システム１０は、抽出サイクルで使用するため、加熱器タンク１６及びベント１２８内に、わかっている量の水を有する一定の又は静的な開始ポイントを確立する。

代替の一実施形態において、抽出システム１０は、加熱器タンク１６内の水が冷却の結果として熱凝縮するときに加熱器タンク１６を完全に充填された状態に維持するようポンプ１２を循環させない場合がある。ここで、システム１０は、加熱器タンク１６内の水位が加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０’’’より下がることを可能にする。抽出サイクルを始動すると、加熱器タンク１６内の水は、温度が増加し、ついには、所望の抽出温度に達する。この時点で、システム１０は、加熱器タンク水位センサ９０、９０’、９０’’、９０’’’を読取ることによって加熱器タンクが満杯であるかどうかを判定してもよい。水位が低過ぎる場合、ポンプは、リザーバ１４から更なる水を変位させて、加熱器タンク１６を充填させることになる。１つのこうした実施形態において、変位される全体の水は、所望の抽出サイズより多く、それにより、余分な水が、抽出サイクル後に充填済み加熱器タンク１６をもたらし得る。

更に、マイクロコントローラ５０は、上述した初期充填プロセス中に加熱要素８２をアクティブ化して、加熱器タンク１６内の水を所望の抽出温度まで加熱してもよい。こうして、加熱器タンク１６内の水は、加熱器タンク１６に入ると即座に予熱され、それにより、飲料抽出システム１０が抽出サイクルを準備する時間を低減する。一実施形態において、加熱要素８２は、加熱器タンク１６に入ると、水を所望の抽出温度までリアルタイムに十分に予熱してもよい。代替の一実施形態において、加熱要素８２が水を所望の抽出温度まで加熱するためにより長い時間がかかる場合がある。この点に関して、加熱器タンク１６内の水は、加熱器タンク１６が満杯であるとき、最初は好ましい抽出温度未満であってよい。したがって、加熱要素８２は、加熱器タンク１６の下部のより冷たい水を加熱し続ける。加熱器タンク１６の下部の加熱済み水は、上にあるより冷たい水より密度が低くなるため上昇し、上にあるより冷たい水は、ここで、加熱器タンク１６の下部にかつ加熱要素８２の非常に近くに下がる。このプロセスは、加熱器タンク１６内の水の全体の（又は実質的に全体の）容積が所望の抽出温度になるまで継続する。加熱プロセス中に、温度センサ８４は、加熱器タンク１６内の水の温度を追跡又は測定して、水が正しい又は所望の抽出温度になるときを判定する。任意選択で、外部で観察可能な温度ＬＥＤ（図示せず）は、加熱要素８２がアクティブであること、又は、水が、最適抽出温度にある及び／又は抽出サイクルをいつでも始動できるという視覚通知を提供してもよい。抽出システム１０の別のフィーチャは、ユーザが、外部でアクセス可能な制御パネルを使用して所望の抽出温度を手動で設定することを可能にしてもよい。

更に、マイクロコントローラ５０は、加熱器タンク１６が水で充填された後、温度センサ８４から周期的で連続的なフィードバックの読みを受信してもよい。この点に関して、マイクロコントローラ５０は、周期的間隔で加熱要素８２をターン「オン」しターン「オフ」して、加熱器タンク１６が最適抽出温度のままであることを保証してもよいため、ユーザは、抽出器が加熱器タンク１６内で水を加熱するのを待つことなく、抽出サイクルを始動し得る。代替的に、マイクロコントローラ５０は、加熱器タンク１６の水を一日中所望の抽出温度に維持する代わりに、一日の或る時刻（例えば、朝又は夕方）に水温が最適抽出温度になることを保証するために加熱要素８２をアクティブ化するよう事前プログラムされる又は手動プログラムされ得る。この点に関して、加熱器タンク１６内の水が飲料を抽出するための最適温度にあるべきであるときをユーザが設定することが可能である場合がある。

加熱器タンク１６が満杯でありかつ水が最適抽出温度になると、抽出システム１０は、いつでも抽出サイクルを始動できる。制御パネルは、ユーザが所望の抽出サイズ（例えば、６ｏｚ．、８ｏｚ．、１０ｏｚ．等）を設定することを可能にしてもよい。所望の抽出サイズの選択後に、システム１０は、リザーバ１４内の水位センサ３８を（例えば、マイクロコントローラ５０によって）読取って、ステップ（２１２）の一部として、所望の量の飲料を抽出するのに十分な容積の水をリザーバ１４が含むかどうかを判定してもよい。リザーバ１４が適切な量の水を含まない場合、抽出システム１０は、ズテップ（２０８）と同様に、水が「少ない（ｌｏｗ）」又は「無い（ｎｏ）」の指示を提示し、リザーバ１４に水を追加するようユーザに促してもよい。リザーバ内の十分な容積の水が、加熱器タンクから適切な量を効果的に変位させるために必要である場合がある。代替的に、図７及び１９に示すシステム１０’、１０’’によれば、マイクロコントローラ５０は、ポンプの荷重及び電流測定値に基づいてリザーバ１４が水を含むかどうかを判定してもよい。この実施形態において、また、上述したように、水位センサ３８を含むことは必要でない場合がある。ステップ（２１４）等の次のステップにおいて、温度センサ８４等の加熱器内のセンサが使用されて、タンク内の水が適切な温度にあるかどうかを判定し得る。適切な温度にない場合、幾つかの実施形態において、水は、次のステップに進む前に適切な温度に達するまで加熱され得る。抽出カートリッジ２２は、任意の時点で抽出室２０内にロードされ得るが、好ましい実施形態において、このステップは、（多くのステップ順序が可能であるが）少なくとも、ステップ（２１６）において加熱済みの湿潤水を送出する前に実施される。

ステップ（２１６）の開始の直前に又はそれと同時に、システム１０は、第２のソレノイド弁１３２を閉鎖して、抽出サイクル中にベント１２８を通して加熱済み水をポンプ１２が変位するのを防止し得る。少量の水が第２のソレノイド弁１３２の前部でベント１２８に入る場合がある間に、第２のソレノイド弁１３２を閉鎖することは、第２のソレノイド弁１３２を通る水の通過をブロックし、変位された水が第３の導管１１８内に順方向に移動することを別途要求する。第３の導管１１８内の増加した圧力は、抽出ヘッド逆止弁１２２を開放して、加圧済みの加熱水を回転入口針１２０に送出できる。

次に、ステップ（２１６）の一部として、ポンプ１２は、わずかな所定の量の加熱済み水を抽出カートリッジ２２に送出して、抽出カートリッジ２２内で飲料媒体２４を最初に予熱し予湿潤する。一実施形態において、この送出は、高い圧力及び／又は流量で実施される。より具体的には、ポンプ１２は、相対的に短い継続期間（例えば、抽出サイクルの１０％）の間、相対的に高い電圧（例えば、最大電圧の８０〜９０％）で運転されて、相対的にわずかな量（例えば、１ｏｚ．又は抽出容積又はサービングサイズの１０％）の加熱済み水を抽出カートリッジ２２に注入してもよい。ポンプ１２は、所定の期間（例えば、１０秒）の間、又は、ポンプアンペア数がスパイクを発生するまで運転してもよく、スパイクは、加熱済み水が飲料媒体２４を湿潤したことを示すのに役立ち得る。例えば、１２ボルトのポンプは、１０〜１１ボルトで運転されて、１ｏｚ．の加熱済み水を、１０ｏｚ．サービングを抽出するように設計された抽出カートリッジ２２に注入してもよい。明らかに、飲料抽出器システム１０は、必要に応じて又は所望に応じて、より高い又はより低い電圧でポンプ１２を運転してもよい、或は、より多くの又はより少ない加熱済み水を注入してもよい。抽出カートリッジ２２に入ると、加熱済み水は、飲料媒体２４と混合して、飲料媒体２４を最初に予湿潤し予熱する。この初期の加熱済み水の量は、好ましくは、抽出済み飲料を抽出ヘッド１８から出させない（又は、非常にわずかだけを出させる）場合がある。回転入口針１２０は、抽出カートリッジ２２内で全ての又は実質的に多量の飲料媒体２４の均一な湿潤及び予熱を保証し得る。ステップ（２１６）における飲料媒体２４の湿潤及び予熱は、当技術分野で知られている従来の抽出プロセスに比べて一貫性のある香味抽出を高め、それにより、結果得られる飲料（例えば、コーヒー）の味を改善し得る。更に、ステップ（２１６）は、同様に、第３の導管１１８を予熱し得るものであり、それにより、抽出サイクルの後の方で所望の飲料を抽出するために使用される加熱済み水の温度降下を防止し得る。ステップ（２１６）は、好ましくは、全体の抽出時間のわずかな量（例えば、５〜１０％）だけを含む。

次のステップ（２１８）は、飲料を抽出するため、システム１０が、所定の量（例えば、抽出容積の８０〜９０％）の加熱済み水を加熱器タンク１６から抽出カートリッジ２２に圧送するためのものである。より具体的には、図２３に示すように、システム１０は、ポンプ１２に供給される電圧を、ステップ（２１６）における相対的に高いレベルからステップ（２１８ａ）における低い電圧（例えば、全体のポンプ電圧の２０％）に減少させ、それにより、ステップ（２１６）に比べて抽出カートリッジ２２に対する水の圧力及び流量を減少させる。この電圧になると、システム１０は、ステップ（２１８ａ）に示すように、ポンプ電圧を動作電圧まで徐々に増加させ得る。ステップ（２１８ａ）の終りにおける動作電圧は、最大ポンプ電圧より依然として低い（例えば、４０％）場合があり、また、予熱／予湿潤ステージ中の電圧より低い電圧であり得る。ステップ（２１８ａ）における電圧増加は、ランプ関数（すなわち、実質的に連続した直線状の電圧の増加）、階段ステップ関数（すなわち、電圧は一連の離散的ステップで増加する）、又は、ポンプ電圧を所望に応じて増加させる任意の他の方法であってよい。或るポイントで、ポンプ１２は、所望の量の飲料が抽出されるまで、抽出サイクルを継続するため動作電圧（すなわち、連続電圧）を増加させるのを停止し、或る動作電圧で運転してもよい。例えば、ステップ（２１６）にて１０〜１１ボルトで運転する１２ボルトのモータは、ステップ（２１８ａ）にて２ボルトまで降下し、次に、ステップ（２１８ｂ）にて４ボルトまでランプアップし、ポンプ１２が、１０ｏｚ．サービングの一部として全部で９ｏｚ．の加熱済み水（すなわち、１ｏｚ．の加熱済み湿潤水及び８ｏｚ．の加熱済み抽出水）を送出してしまうまで、その電圧で継続してもよい。この点に関して、加熱済み水は、たとえ低圧でも、ステップ（２１６）における加熱済み予湿潤水と同様の方法で加熱器タンク１６から抽出カートチッジ２２に流入する。ステップ（２１８）は、好ましくは、抽出時間の大多数（例えば、８０〜９０％）を含む。

次のステップ（２２０）は、ポンプ１２が、システム１０を通して空気を圧送して、第３の導管１１８内の残りの水をパージするためのものであり得る。中間ステップが事前に可能であり、中間ステップにて、抽出サイク総流量（例えば、流量計、又は、先に述べた流量計として働き得るポンプを通るリザーバからの流量）が、所望の抽出総流量又は所望の抽出総流量の直下のポイントに達したと測定され得、それにより、システムが水を圧送することを停止し、空気を圧送し始めるべきであることをシステムは認識する。ステップ（２１８）が終了した後、相対的にわずかな量（例えば、抽出総容積の１０％又は約１ｏｚ．）の加熱済み水は、第３の導管１１８内にあるままである場合がる。ステップ（２１６）及び（２１８）の間に加熱器タンク１６から変位される水の量は、抽出カートリッジ２２に送出される水の総量に等しくない場合がある。その理由は、第３の導管１１８が、変位された水の一部分を貯蔵する正の容積を有するからである。そのため、サービングサイズ全体を抽出するため、この残留水は、第３の導管１１８から変位されるか又はその他の方法で実質的にパージされなければならない。図２４に示すように、第１のステップ（２２０ａ）は、第１のソレノイド弁１２６が開放し、それにより、ポンプ１２の入口側（すなわち、第１の導管４０）を大気空気に開放するためのものである。したがって、第１の導管４０内の圧力は、大気圧まで下がる。これは、第１の導管４０内の圧力が第１の逆止弁４６のクラッキング圧力より下がるため、第１の逆止弁４６が閉鎖することを可能にする。ここで、ポンプ１２は、空気を空気ライン１２４から引出し、第２の導管８６内に圧送する。

図７に示す代替の実施形態において、導管システムを通して空気をパージして、第３の導管１１８内の残りの水をパージするためのステップ（２２０）は、例えば、リザーバ１４が、水切れになった後に、リザーバ１４を通して空気を引出す結果として起こり得る。上述したように、この実施形態において、ポンプ１２は、リザーバ１４が空になるまで水を圧送し続け得る。水がなくなると、第１の導管４０は、大気にさらされ、ポンプは、リザーバ１４内の開口を通して第１の導管４０に空気を引込む。この時点で、マイクロコントローラ５０は、本明細書で開示される実施形態に従って、ポンプ１２内のアンペア数の降下を識別し、抽出サイクルの最後のフェーズ、すなわち、第３の導管１１８内に残っている水をパージすることを始動する。

ステップ（２２０ｂ）において、ポンプ電圧は、相対的に高い電圧（例えば、最大ポンプ電圧の７０％又は８０％）まで即座に又はほぼ即座に増加して、或る量の加圧済み空気を、第２の導管８６、加熱器タンク１６を通り、第３の導管１１８を通って出て、抽出カートリッジ２２内に即座に押しやる。加圧済み空気は、空気が水より密度が低いため、加熱器タンク１６内で水を通して泡立つ場合がある。加熱器タンク１６の上部は、ドーム状鼻部９８を含み得るため、加圧済み空気は、加熱器タンク出口８０に即座に方向付けられて、第３の導管１１８に送出され得る。前方の第３の導管１１８内の残留する水又は抽出済み飲料は、好ましくは、システム１０から迅速にかつスムーズに放散され吐出され、抽出済み飲料として、下にあるマグ２６等に入る。第３の導管１１８は、加熱器タンク１６より比較的小さな直径を有し、比較的小さな直径は、第３の導管１１８を通って移動する空気の密度及び流量を増加して、どんな残留液体も抽出ヘッド１８から効率的に乱流的に放散し吐出する。この点に関して、第３の導管１１８内の加圧空気及び付随する摩擦は、好ましくは、第３の導管１１８内に残っている水の全てを抽出カートリッジ２２内に実質的に押しやる。

ポンプ１２は、終了ステップ（２２０ｃ）の一部として、更に高い電圧（例えば、最大ポンプ電圧の８０〜９０％）まで絶えず増加してもよい。ステップ（２２０ｃ）における電圧増加は、ランプ関数（すなわち、実質的に連続した直線状の電圧の増加）、階段ステップ関数（すなわち、電圧は一連の離散的ステップで増加する）、又は、当技術分野で知られているポンプ電圧を増加させる任意の他の方法であってよい。この点に関して、ポンプ１２は、空気ライン１２４を通して（又は、図７によればリザーバ１４を通して）システム１０に空気を引込み続け、それにより、どんな残留空気も第３の導管１１８から抽出カートリッジ２２内に押しやることが可能である。例えば、１２ボルトのポンプは、ステップ（２１８ｃ）の４ボルトからステップ（２２０ｂ）の９ボルトにジャンプし、また、ステップ（２２０ｃ）の１１ボルトまで増加して、第３の導管１１８内に残っている水を抽出カートリッジ２２内に迅速にかつ効率的に押しやり、それにより、１０ｏｚ．サービングを終了する。システム１０は、その後、ポンプ１２をターン「オフ」する（２２０ｄ）。代替的に、ポンプ１２は、ステップ（２２０ｄ）の一部として、シャットオフするのではなく、相対的に低い電圧（例えば、２ボルト）まで降下してもよい。ポンプ１２は、所望のサービングサイズ（例えば、１０ｏｚ．）の飲料が抽出されるまで、飲料抽出システム１０を通してパージ空気を圧送する。ステップ（２２０）の総ランタイムは、総抽出時間と比較して相対的に短い（例えば、５〜１０％）ものであり得る。更に、第３の導管１１８の入口を加熱器タンク１６の上に位置決めすることは、ステップ（２２０）が終了すると、第３の導管１１８内に残っておりかつ抽出ヘッド逆止弁１２の背後のどんな水も、重力の影響下で加熱器タンク１６内に排出されることを可能にする。この点に関して、第３の導管１１８は、システム１０がステップ（２２０）を終了した後に、好ましくは実質的に水がない。

ポンプをターンオフすると、第１のソレノイド弁１２６は、閉鎖し得るものであり、また一実施形態において、ポンプが、後続の抽出サイクルにおいて空気を圧送する必要があるまで閉鎖したままである。抽出サイクルのこの時点で、加熱器タンク１６並びに第２及び第３の導管８６、１１８は、抽出サイクル中のポンプ１２からの正圧力下にあってよく、放出ポイントは、飲料媒体２４のベッドにわたる抽出カートリッジ２２内の圧力降下である。したがって、この圧力は、抽出プロセスが終了した後に、抽出ヘッド１８に滴だれさせ得る。ポンプをターンオフすると、ステップ（２２２ａ）に示すように、第２のソレノイド弁１３２は、設定期間（例えば、数秒の遅延等の遅延）の間、閉鎖したままであって、圧力が、ブリードオフする、例えば、カートリッジを通してブリードオフすることを可能にし得る。この遅延は、１つ又は複数の安全フィーチャの使用を可能にするため等で、圧力ブリードオフに加えて又はその代わりに他の目的に役立ち得る。少なくとも一部の圧力がブリードオフした後、第２のソレノイド弁１３２が開放し、それにより、第３の導管１１８が大気圧に対して開放し得る。加熱器タンク１６の出口側（すなわち、第３の導管１１８）の圧力は、その後、大気圧まで降下する。第３の導管１１８内でブリードオフ後に残っている圧力等の圧力は、ベント１２８の開放端を介して大気内に放出され得る。ベント１２８の開放端（もしあれば）から押しやられる水は、好ましくは、リザーバ１４内に排出される。圧力が減少したこの状態において、抽出ヘッド逆止弁１２２は、圧力がクラッキング圧力より下がると閉鎖し得る。したがって、第３の導管１１８内のどんな残留水も、重力のために加熱器タンク１６内に戻るように落ちる。その理由は、抽出ヘッド逆止弁１２２を開放するのに不十分な圧力が存在するからである。そのため、抽出ヘッド逆止弁１２２が、どんな残留水も抽出ヘッド逆止弁１２２から流れることを防止するため、水は、抽出ヘッド１８から滴だれしない場合がある（又は、最小量だけが滴だれする場合がある）。ステップ（２２０ｄ）にてポンプ１２が相対的に低い電圧で運転し続けた場合、システム１０は、相対的に短い時間量（例えば、２秒）後にポンプ１２をシャット「オフ」する。明らかに、これは、ステップ（２２０ｄ）にてポンプ１２がターン「オフ」しない場合に、必要であるだけである。この時点で、抽出プロセスは終了し、ユーザは、コーヒー等の新たに抽出された飲料の１つの（又は複数の）ホットカップを楽しむ場合がある。第１のソレノイド弁１２６は、後続の抽出サイクルに関わるまで開放したままであり得る。

異なる方法でまた異なる時間にポンプ電圧を増加し減少させることを伴う幾つかの電圧サイクルが上述されたことは注目に値する。これらの電圧サイクルは例示に過ぎない。初期湿潤圧送ステージ、抽出圧送ステージ、及び空気圧送ステージ内の種々のポイントにおいて、電圧は、その特定の圧送ステージ内でとステージからステージへの両方において、増加及び／又は減少され得る。更に、上記電圧変化が述べられた場合、幾つかの実施形態において、これらのステージ中に電圧変化が全く起こらない場合がある。

幾つかの実施形態が例証のために詳細に述べられたが、種々の修正が、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく行われてもよい。

Claims (60)

1. 飲料システムであって、
   液体供給源に流体結合された液体導管システムと、
   前記液体導管システムと流体連通状態にあり、或る量の飲料媒体を保持するように構成されるヘッドと、
   固定量の液体を前記液体供給源から前記ヘッドに変位させるため、前記液体供給源と前記ヘッドとの間で前記液体導管システムに流体結合されたポンプと、
   前記ポンプの１つ又は複数の動作特性に基づいて、１サイクル中に前記ヘッドに変位される液体の量を決定するため、前記ポンプをモニターするためのマイクロコントローラとを備える、飲料システム。
2. 前記マイクロコントローラは、前記ポンプの１分あたりの回転数をモニターするタコメータを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記液体供給源は、周囲温度水リザーバを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記マイクロコントローラは、ポンプ電流をモニター及び／又は測定し、前記サイクル中に前記ヘッドに対して変位される前記液体の量を決定するための液体変位レートは、前記ポンプ電流から計算可能である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ポンプは、容積式ポンプ又はダイヤフラムポンプを備える、請求項１に記載のシステム。
6. ピストンに接触するように位置決めされた搖動板及び搖動板が前記ピストンと接触することを認識するため前記搖動板に対して位置決めされたマイクロフォンを備え、前記マイクロコントローラは、前記搖動板が前記ピストンに接触する周波数に基づいて、前記サイクル中に前記ヘッドに対して変位した液体の量を決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
7. ２つ以上のピストンを備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記マイクロフォンは、電界効果トランジスタマイクロフォン又はピエゾマイクロフォンを備える、請求項６に記載のシステム。
9. 各ポンプ回転中に圧電部材内で電流スパイクを誘起するダイヤフラムを備え、前記マイクロコントローラは、電流スパイクの前記周波数に基づいて前記サイクル中に前記ヘッドに対して変位した液体の量を決定する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記圧電部材は、フッ化ポリビニリデンを含む、請求項９に記載のシステム。
11. 各ポンプ回転中にホール効果センサ内に電流を誘起するように構成される磁石を備え、前記マイクロコントローラは、前記ホール効果センサ内に誘起される電流の周波数に基づいて前記サイクル中に前記ヘッドに対して変位した液体のリアルタイムの量を決定する、請求項１に記載のシステム。
12. 少なくとも１つのスロットを有する回転可能ディスクと、
    前記回転可能ディスクに向くエミッタと、
    レセプタとを備え、前記レセプタは、前記エミッタに対向し、前記少なくとも１つのスロットが前記エミッタ及びレセプタと整列すると前記エミッタから信号を受信して、前記回転可能ディスクを通した前記信号の送信を可能にするように位置決めされ、前記マイクロコントローラは、前記レセプタが、前記回転可能ディスク内の前記少なくとも１つのスロットを通して前記エミッタから前記信号を受信する周波数に基づいて前記抽出サイクル中に前記ヘッドに対して変位した液体の量を決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つのスロットは複数のスロットを備える、請求項１２に記載のシステム。
14. 飲料抽出システムであって、
    液体供給源に流体結合された液体導管システムと、
    前記液体導管システムと流体連通状態にあり、１抽出サイクル中に前記液体導管システムによって送出される液体によって抽出される或る量の飲料媒体を選択的に受取り保持するように構成されるヘッドと、
    液体を抽出温度まで加熱するため、前記液体導管システムに結合された加熱器タンクと、
    前記液体導管システムと直列接続状態にあり、前記液体供給源から前記ヘッドに液体を変位させるため、前記液体供給源と前記加熱器タンクとの間で流体結合されたポンプとを備え、前記ポンプは、前記抽出サイクル中の任意の時点で前記加熱器タンクから前記液体供給源への液体逆流を遮断するように構築される、飲料抽出システム。
15. 前記ポンプは、容積式ポンプ又はダイヤフラムポンプを備える、請求項１４に記載の飲料抽出システム。
16. 液体レベルセンサであって、
    液体入口及び液体出口を有するハウジングと、
    前記ハウジングの少なくとも一部分に入るよう信号を生成するために位置決めされたエミッタと、
    前記信号の存在を検出するために位置決めされた検出器と、
    前記ハウジング内に配設され、前記ハウジング内の前記液体の量に応答して、前記ハウジングに対して移動可能な浮力フロートとを備え、前記浮力フロートは、第１の位置にあるときに前記検出器に対する前記信号の送信を妨害し、第２の位置にあるときに前記検出器に対する前記信号の送信を可能にするサイズ及び形状を有する、液体レベルセンサ。
17. 前記ハウジングは、前記液体入口と前記液体出口との間で実質的に層状の液体流を可能にする第１のキャビティ及び前記浮力フロートを収容する第２のキャビティを含む、請求項１６に記載のセンサ。
18. 前記第１のキャビティは、前記液体入口及び前記液体出口に軸方向に整列する、請求項１７に記載のセンサ。
19. 前記第２のキャビティは、前記第２のキャビティ内で前記浮力フロートを水平方向に位置決めするため、複数の内側に延在する突出部を備える、請求項１７に記載のセンサ。
20. 前記エミッタは、前記第２のキャビティの一方の側に位置決めされ、前記検出器は、前記第２のキャビティの対向する側に位置決めされる、請求項１７に記載のセンサ。
21. 前記第２のキャビティは、前記第１のキャビティの高さより低い高さで終端する、請求項２０に記載のセンサ。
22. 前記第１のキャビティ及び前記第２のキャビティは、前記液体入口及び前記液体出口と流体連通状態にある、請求項１７に記載のセンサ。
23. 前記ハウジングは全体的に円形であり、前記第１のキャビティはＤ形状を備える、請求項１７に記載のセンサ。
24. 前記ハウジングは、前記液体出口からオフセットした位置で前記浮力フロートの上方移動を終わらせるため、少なくとも一対の下方に延在する脚部を備え、前記下方に延在する脚部は、液体の貫通流を可能にする少なくとも１つの通路を備える、請求項１６に記載のセンサ。
25. 前記第１の位置は前記第２の位置より低い、請求項１６に記載のセンサ。
26. 前記フロートは球又はディスクを備える、請求項１６に記載のセンサ。
27. 前記浮力フロートは、前記ハウジング内で前記浮力フロートを水平方向に位置きめするため、複数の外側に延在する突出部を備える、請求項１６に記載のセンサ。
28. 前記信号は光ビームを含む、請求項１６に記載のセンサ。
29. 前記光ビームは、ＬＥＤによって送信される、請求項２８に記載のセンサ。
30. １サイクル中に機械から或る量の液体を吐出するためのポンプを調節するための方法であって、
    前記ポンプを第１の電圧で動作させている間に、第１の量の液体をタンクからチャンバに変位させて前記チャンバ内で或る量の飲料媒体を予湿潤させることを含む、第１の変位ステップと、
    前記ポンプ電圧を、前記第１の電圧より相対的に低い第２の電圧に変更するステップと、
    第２の量の液体を前記タンクから前記チャンバに変位させることを含む第２の変位ステップと、
    前記ポンプ及び前記サイクルを停止させるステップとを含む、方法。
31. 前記第２の変位ステップ中に前記ポンプ電圧を増加させるステップを含む、請求項３０に記載の方法。
32. 前記第２の電圧より相対的に高くかつ前記第１の電圧より相対的に低い第３の電圧で前記ポンプ電圧を増加させることを停止することを含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１の電圧は前記ポンプの最大動作電圧の少なくとも８０％を含み、前記第２の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の少なくとも２０％を含み、前記第３の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の少なくとも４０％を含む、請求項３１に記載の方法。
34. 前記増加させるステップは、前記ポンプ電圧を、直線状レートで、階段ステップ状レートで、又は指数関数的レートで増加させることを含む、請求項３１に記載の方法。
35. 液体の前記第１の量は、サービングサイズの１０％以下を含み、液体の前記第２の量は、サービングサイズの８０％以上を含む、請求項３０に記載の方法。
36. 、
    １抽出サイクル中に抽出器からサービングサイズの抽出済み飲料を吐出するためポンプを調節するための方法であって、
    前記ポンプを第１の電圧で動作させている間に、第１の量の液体を加熱器タンクから抽出チャンバに圧送するステップと、
    前記ポンプ電圧を、少なくとも前記第１の電圧より相対的に高い第２の電圧に変更するステップと、
    前記ポンプを前記第２の電圧で動作させている間に、第２の量の液体を前記加熱器タンクから前記抽出チャンバに変位させるステップと、
    ほぼ前記サービングサイズの前記抽出済み飲料が前記抽出器から吐出されると、前記ポンプを停止し、前記抽出サイクルを終了させるステップとを含む、方法。
37. 前記変位させるステップの間に、前記第２の電圧より相対的に高くかつ前記第１の電圧より相対的に低い第３の電圧まで前記ポンプ電圧を増加させ、第３の量の液体を前記加熱器タンクから前記抽出チャンバに変位させることを更に含む、請求項３６に記載の方法。
38. 前記第１の電圧は前記ポンプの最大動作電圧の９０％以下を含み、前記第２の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の１０％以上を含み、前記第３の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の３０％と７０％との間の値を含む、請求項３６に記載の方法。
39. 液体の前記第１の量は、前記サービングサイズの最大２０％を含み、液体の前記第２の量は、前記サービングサイズの少なくとも６０％以上を含み、液体の前記第３の量は、前記サービングサイズの最大２０％を含む、請求項３６に記載の方法。
40. 飲料抽出システムであって、
    液体供給源に流体結合された液体導管システムと、
    前記液体導管システムと流体連通状態にあり、１サイクル中に前記液体導管システムによって送出される液体によって調製される或る量の媒体を選択的に受取り保持するように構成されるヘッドと、
    液体を前記液体供給源から前記ヘッドに変位させるため、前記液体供給源と前記ヘッドとの間で前記液体導管システムに流体結合されたポンプと、
    前記ポンプの上流でかつ前記液体供給源に並列に前記液体導管システムに流体結合された弁とを備え、前記弁は、閉鎖位置であって、前記液体供給源から前記ヘッドへ液体をポンプ変位させるため、前記ポンプの上流で前記液体導管システムを加圧する、閉鎖位置と、開放位置であって、前記ヘッドに少なくとも一部の大気空気をポンプ変位させため、前記液体導管システムを前記ポンプの上流で大気に通気させる、開放位置との間で選択的に位置決め可能である、システム。
41. 前記弁の上流で流体結合し、前記液体供給源に連結した空気ラインを備える、請求項４０に記載のシステム。
42. 前記液体供給源は水リザーバを備える、請求項４１に記載のシステム。
43. 或る量の液体の吐出を終了させるため抽出器をパージするための方法であって、
    第１の量の液体をタンクからチャンバへポンプによって圧送するステップと、
    前記ポンプの上流側を大気に開放するステップと、
    少なくとも一部の空気を前記大気から前記チャンバへ前記ポンプによって変位させるステップとを含み、前記空気は、少なくとも一部の残留液体を、前記チャンバへ及び／又は前記チャンバから外へパージする、方法。
44. 前記圧送するステップ中に第１の電圧から前記変位させるステップ中に前記第１の電圧より相対的に高い第２の電圧まで前記ポンプ電圧を変更するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
45. 前記ヘッドに対して大気を変位させている間に、前記ポンプ電圧を前記第２の電圧から第３の電圧まで増加させるステップを含み、前記第３の電圧は、前記第１の電圧及び前記第２の電圧より相対的に高い、請求項４３に記載の方法。
46. 前記第１の電圧は前記ポンプの最大動作電圧の４０％より小さな値を含み、前記第２の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の少なくとも７０％を含み、前記第３の電圧は前記ポンプの前記最大動作電圧の少なくとも８０％を含む、請求項４５に記載の方法。
47. ヘッド導管を、前記ヘッドの下流側で大気圧に開放するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
48. 前記ヘッド導管からの液体を前記タンク内に排出するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
49. ヘッド逆止弁を閉鎖するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
50. 前記開放するステップは、弁を開放するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
51. 前記ポンプを停止した後に前記弁を閉鎖するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
52. 飲料抽出器の加熱器タンクを満杯状態に維持するための方法であって、
    前記加熱器タンクが前記満杯状態にあると液体レベルセンサが識別するまで、前記加熱器タンクを充填するステップと、
    抽出サイクルを始動させ、前記加熱器タンクに対してサービングサイズの液体を変位させるステップであって、前記加熱器タンク内の相応の量の液体は、前記加熱タンクからヘッドに変位され、前記加熱タンクから吐出され、それにより、前記抽出サイクル中に前記加熱器タンクを前記満杯状態に維持する、ステップと、
    前記抽出サイクル後に前記加熱器タンクが前記満杯状態にあるかどうかを前記液体レベルセンサによって判定するステップと、
    前記加熱器タンクが前記満杯状態にないと前記液体レベルセンサが判定すると、前記加熱器タンクを再充填するステップとを含む、方法。
53. 前記再充填するステップは、液体を前記加熱器タンク内に圧送するステップを含む、請求項５２に記載の方法。
54. 前記再充填するステップは、加熱要素をアクティブ化するステップを含む、請求項５２に記載の方法。
55. 前記加熱器タンク内の前記液体の温度に対して前記加熱器タンク満杯状態を自己学習するステップを含む、請求項５４に記載の方法。
56. ベントを通して前記加熱器タンクから液体を放散するステップを含む、請求項５２に記載の方法。
57. １サイクル中に液体リザーバが液体切れであるときを決定するための方法であって、
    前記サイクル中に前記液体リザーバから加熱器タンクに液体を圧送するステップと、
    前記サイクル中にポンプ電流をモニターするステップであって、前記ポンプ電流は、前記液体リザーバから前記加熱器タンクに液体を圧送する間に、第１の電流の所定の標準偏差内で働く、ステップと、
    ポンプ電流を前記第１の電流及び前記所定の標準偏差と、後続の間隔で比較するステップと、
    前記ポンプ電流が、前記１の電流より相対的に小さくかつ前記所定の標準偏差から外れる前記２の電流まで減少する電流降下を識別するステップとを含む、方法。
58. 前記識別するステップ後に、前記抽出サイクルに対して終止を始動するステップを含む、請求項５７に記載の方法。
59. １サイクルを始動する前に液体導管システムを液体の所定の量まで充填するための方法であって、
    タンクを、前記タンクが満杯であると液体レベルセンサが識別するまで、液体で充填するステップと、
    前記タンクに結合されたベントを大気に開放するステップと、
    更なる量の液体を前記タンク内に圧送するステップであって、前記量は前記ベントの体積より大きな体積を有する、ステップと、
    前記更なる量の液体を前記タンク内に圧送する結果として、前記ベントを過剰充填するステップとを含む、方法。
60. 前記ベントは、前記ベントから液体リザーバ内に前記液体が漏出するように、前記液体リザーバに対する位置で終端する、請求項５９に記載の方法。