JP2023538634A - 飲料調製マシン及び冷却モジュール - Google Patents

Abstract

飲料調製マシンは、液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュール（７０）を有する。モジュールは、液体導管（７４）を有する熱交換器（７２）と、熱交換器に熱的に結合された相変化物質（ＰＣＭ）（８２）を備える熱エネルギーアキュムレータ（８０）とを備える。ヒートポンプ（７８）は、液体導管を通って流れる液体から、ＰＣＭよりも優先的に熱エネルギーを抽出するように、熱エネルギーアキュムレータとは個別に熱交換器に熱的に結合されている。２つ以上の熱エネルギーアキュムレータ（８０）は、熱交換器に結合され得る。飲料調製マシンは、液体飲料原材料を加熱するためのフロースルーヒータを有することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、チルド飲料をオンデマンドで分注することが可能な飲料調製マシンに関する。本発明は、特に、非排他的に、チルド飲料及び／又はホット飲料をオンデマンドで選択的に分注することが可能な飲料調製マシンに関する。本発明はまた、飲料調製マシンのための冷却モジュールに関する。

ホット飲料及びチルド飲料の両方を含む様々な飲料をオンデマンドで分注することが可能な飲料調製マシンがますます求められている。ホット飲料を提供するために液体を加熱するための様々なアレンジメント（arrangement）、例えばボイラー又はフロースルーヒータ（flow-through heater）などを使用することが知られている。チルド飲料を提供するために液体を冷却する既知のアレンジメントは、冷却圧縮機及び熱交換器の使用を含む。

液体を加熱及び冷却する既知のアレンジメントに伴う特定の問題は、特に組み合わされて単一のマシンにしたときに、必要とされるスペースの大きさである。ホテル、レストラン、及びカフェ内のセルフサービスエリアにおける使用、並びに過程における使用のためにますます普及するこのようなマシンでは、可能な限りスペースをとらずに、ホット飲料及びチルド飲料を送出することが可能なマシンを提供することが求められ続けている。

本発明の目的は、既知の飲料調製マシンの制限のうちのいくつか又は全てを克服する又は少なくとも軽減する代替飲料調製マシンを提供することである。

本発明の目的は、既知の冷却アレンジメントよりもコンパクトである、液体を冷却するための冷却アレンジメントを有する飲料調製マシンを提供することである。

本発明の更なる目的は、コンパクト及び／又は効率的である、ホット飲料及び冷飲料の両方をオンデマンドで分注することが可能な飲料調製マシンを提供することである。

本発明の態様は、飲料調製マシンと、液体飲料原材料のための冷却モジュールとに関する。

本発明の一態様によれば、液体飲料原材料を冷却するためのアレンジメントを有する飲料調製マシンであって、冷却アレンジメントは、少なくとも１つの冷却モジュールを含み、少なくとも１つの冷却モジュールは、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（phase change material、ＰＣＭ）を含み、熱交換器に熱的に結合された（接続された）少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ（thermal energy accumulator）と、少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは個別に熱交換器に熱的に結合された（接続された）ヒートポンプであって、使用時に、熱交換器内の液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び／又は、少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内のＰＣＭから、熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプとを備えた飲料調製マシンが提供される。

一実施形態において、アレンジメントは、使用時に、ヒートポンプが、液体導管内の液体飲料原材料から、ＰＣＭよりも優先的に熱エネルギーを抽出するように構成されている。

一実施形態において、ヒートポンプ及び熱エネルギーアキュムレータは、液体導管の対向する側（on opposite sides）で熱交換器に熱的に結合されている。

一実施形態において、液体導管は、ヒートポンプと熱エネルギーアキュムレータとの間の熱伝達経路をわたって（across a heat transfer path）熱交換器内に位置する。

一実施形態において、熱エネルギーアキュムレータ及びヒートポンプは、熱交換器の別個の面に熱的に結合されている。熱交換器は、３つ以上の面を画定していてもよい。また、冷却アレンジメントは、該熱エネルギーアキュムレータのうちの少なくとも２つを備え、熱エネルギーアキュムレータのそれぞれは、熱交換器の異なる面に熱的に結合されているようにしてもよい。熱交換器は、４つの平面を有し、ヒートポンプは、該平面のうちの１つに熱的に結合されているようにしてもよい。熱交換器は、対応する熱エネルギーアキュムレータが該残りの３つの平面のそれぞれに結合されることを可能にするように構成されていてもよい。熱交換器は、４つの内面と４つの外面とを有する断面が矩形状の環の形状を有してもよく、ヒートポンプは、該内面のうちの少なくとも１つに結合されており、該少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータは、外面に結合されている。少なくとも１つの追加の熱エネルギーアキュムレータが、外面のうちの更なる外面に装着可能であってもよい。

一実施形態において、飲料調製マシンは、熱交換器の温度を監視するためのセンサを含む制御システムを備え、制御システムは、熱交換器の温度が第１の閾値以下に低下した場合に、ヒートポンプを停止状態にするように構成されており、熱交換器の温度が第１の閾値よりも高い第２の閾値以上になった場合にのみ、ヒートポンプが再起動されることを可能にするように構成されている。第１の閾値温度は、０．５℃の範囲であってもよい。

一実施形態において、熱交換器は、金属本体を備え、流体導管は、金属本体内に埋め込まれており、熱交換器と少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとの間の熱的結合は、本体から突出しＰＣＭ物質内に浸漬された複数のフィンを含む。熱交換器は、２つの金属プレートを備え、流体導管は、該プレート間にクランプされていてもよい。本体及び／又はフィンは、アルミニウム又はアルミニウム合金であってもよい。

一実施形態において、流体導管は、少なくとも１つのステンレス鋼管を含む。流体導管は、１．５～３ｍｍの範囲、より好ましくは２．１ｍｍの範囲の内径を有することができる。

一実施形態において、冷却アレンジメントは、２つ以上の冷却モジュールを備え、２つ以上の冷却モジュールの液体導管は、直列に流体接続されている。

一実施形態において、飲料調製マシンは、液体飲料原材料を加熱するためのフロースルーヒータを更に備える。一実施形態において、飲料調製マシンは、ホット飲料を生成する際の使用のために液体飲料原材料を保持するためのリザーバを有し、リザーバは、使用時に、液体飲料原材料が、ホット飲料を作る際の使用のために、リザーバから引き出され、フロースルーヒータを通過するように、フロースルーヒータに流体結合されている。飲料調製マシンは、制御システムを有することができ、制御システムは、リザーバ内の液体飲料原材料の温度を監視するように構成されており、リザーバ内の液体飲料原材料を最小閾値温度以上の温度で維持するように構成されている。アレンジメントは、リザーバ内の液体飲料原材料を、５５～６５℃の範囲の温度、より特に、約６０℃の温度で維持するように構成されてもよい。液体飲料原材料は、水であってもよく、リザーバは、冷水源と流体接続されてもよい。

本発明の別の態様によれば、液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュールであって、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（ＰＣＭ）を含み、熱交換器に熱的に結合された（接続された）少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータと、少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは個別に熱交換器に熱的に結合されたヒートポンプであって、使用時に、熱交換器内の液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内のＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプとを備える冷却モジュールが提供されている。

一実施形態において、２つ以上の該熱エネルギーアキュムレータは、熱交換器に熱的に結合されている。

一実施形態において、熱エネルギーアキュムレータ、又は熱エネルギーアキュムレータのそれぞれ、及びヒートポンプは、熱交換器の別個の面に熱的に結合されている。

一実施形態において、熱交換器は、３つ以上の面を画定し、モジュールは、該熱エネルギーアキュムレータのうちの少なくとも２つを備え、熱エネルギーアキュムレータのそれぞれは、熱交換器の異なる面に熱的に結合されている。

一実施形態において、熱交換器は、３つ以上の面を画定し、ヒートポンプは、熱交換器の該面のうちの１つに熱的に結合されており、少なくとも第１の熱エネルギーアキュムレータは、熱交換器の第２の面に結合されており、熱交換器は、少なくとも１つの追加の熱エネルギーアキュムレータが、熱交換器の更なる面に選択的に結合され得るように構成されている。

本発明の別の更なる態様によれば、液体飲料原材料を冷却するためのモジュール式冷却モジュールであって、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（ＰＣＭ）を含み、熱交換器に熱的に結合された（接続された）少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータと、少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは個別に熱交換器に熱的に結合されたヒートポンプであって、使用時に、熱交換器内の液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内のＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプとを備えるモジュール式冷却モジュールにおいて、ＰＣＭを備える少なくとも１つの追加の熱エネルギーアキュムレータが、熱交換器に選択的に結合され得るように構成されたモジュール式冷却モジュールが提供されている。

本発明がより明確に理解され得るように、本発明の１つ以上の実施形態について、添付の図面を参照して、例としてのみここで説明する。

本発明の一態様による飲料調製マシンの一実施形態の斜視図を示す。 図１の飲料調製マシンの斜視部分分解図である。 図１及び図２の飲料調製マシンの液圧システムの一部分の概略図である。 本発明の一態様による、液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュールであって、図１及び図２の飲料調製マシンにおける使用に好適である冷却モジュールの実施形態の概略図である。 飲料調製マシンにおける使用のために直列に接続された、図４に示す冷却モジュールなどのいくつかの冷却モジュールを概略的に示す図である。 本発明の一態様による、液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュールであって、図１及び図２の飲料調製マシンにおける使用に好適である冷却モジュールの代替実施形態の概略図である。 本発明の一態様による、液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュールであって、図１及び図２の飲料調製マシンにおける使用に好適である冷却モジュールの更に別の代替実施形態の概略図である。

本発明の一態様による飲料調製マシン１０の実施形態が、図１及び図２に示されている。この実施形態による飲料調製マシン１０は、コーヒー、ミルク、コーヒーとミルクとの組み合わせ、及び茶を含むホット飲料及びチルド飲料の両方をオンデマンドで分注するように適合されている。

飲料調製マシンは、外側ケーシング１２を有し、機能構成要素のうちの多くが、外側ケーシング１２内に位置し、飲料調製マシンは、マシンの前部でユーザによってアクセス可能な分注出口モジュール１４を有する。分注出口モジュールは、風味付けされた飲料を分注するための２つの主飲料出口１６、１８と、例えば、茶をマシンの外部の容器内に淹れる際に使用され得る水を分注するための別個の水出口２０とを有する。水出口は、図１及び図２に図示されていないが、分注出口モジュール１４の一部分を形成する。

飲料調製マシン１０の液圧システム３０の一部分が、図３に概略的に示されている。

液圧システム３０は、液体飲料原材料を冷却するためのチルド液供給回路（chilled-liquid supply circuit）３２を含む。以下に説明する本実施形態において、チルド液供給回路は、水を冷却するように適合されているが、アレンジメントは、他の液体飲料原材料を冷却するように変更され得る。チルド液供給回路は、冷水供給部３６に接続された第１の入口弁３４と、冷水ポンプ３８と、流量計４０と、冷却ユニット４２とを含む。水は、第１の入口弁３４が開いた状態で、ポンプ３８によってチルド液供給回路３２を通ってオンデマンドで圧送され、チルド飲料が必要とされる場合に、水は、水が冷却ユニット４２を通過するときに冷却される。冷却ユニット４２から、水は、セラミック弁４４及びセラミック弁４６のそれぞれの動作によって主飲料出口１６、１８のいずれか若しくは両方に選択的に導くことができ、及び／又は水分注出口弁４８の動作によって水出口２０に導くことができる。

液圧システム３０はまた、液体飲料原材料を加熱するための温液供給回路５０を含む。以下に説明する本実施形態において、温液供給回路は、水を加熱するように適合されているが、アレンジメントは、他の液体飲料原材料を加熱するように変更され得る。温液供給回路５０は、冷水供給部５４に接続された第２の入口弁５２と、温水バッファリザーバ５６と、リザーバ出口弁５８と、流量計６０と、温水ポンプ６２と、フロースルーヒータ６４とを含む。

温水バッファリザーバ５６は、ホット飲料を作る際の使用のために予熱された一定量の水を貯蔵するために使用される。水は、必要に応じて、冷水供給部５４から第２の入口弁５２を介してバッファリザーバ５４に供給される。水を予熱するために、水は、フロースルーヒータ６４を通って圧送され、弁６６を介してリザーバ５６に戻される。

飲料調製マシン１０は、６８で概略的に示す制御システムを有する。制御システム６８は、温水ポンプ及び冷水ポンプ、弁、冷却ユニット４２、並びにフロースルーヒータ６４の動作によって、所定のアルゴリズムに従って、液圧システム３０を通る水の流れ及び他の原材料の流れを制御及び調整するように構成されている。制御システム６８は、プロセッサとメモリとを有するプログラム可能な電子コントローラを含む。制御システムはまた、流量計４０、６０、及びリザーバ５６内の水の温度を監視するためのセンサアレンジメントを含む、液圧回路のパラメータを監視するための様々なセンサを含む。制御システム６８は、リザーバ内の水を限度内で所望の温度で維持するために、必要に応じて、水がリザーバ５６からフロースルーヒータ６４を通ってリザーバ５６内に戻って循環するように動作する。典型的には、リザーバ５６内の水は、５５～６５℃の範囲の温度、特に、約６０℃の温度で維持される。

使用時に、温水が分注される飲料に必要とされるときに、水は、温水バッファリザーバ５６からフロースルーヒータ６４を通ってオンデマンドで圧送され、フロースルーヒータ６４において、水の温度が更に上昇する。フロースルーヒータ６４から、温水は、セラミック弁４４及びセラミック弁４６のそれぞれの動作によって主飲料出口１６、１８のいずれか若しくは両方に選択的に導くことができ、及び／又は水分注出口弁４８の動作によって水出口２０に導くことができる。

多くのホット飲料は、７５℃を超える温度の水を必要とし、いくつかのホット飲料は、沸騰状態又は沸騰状態近くの水を必要とする。冷水供給部から直接供給された水をこれらの温度に加熱することは、非常に高出力のフロースルーヒータ６２を必要とする。しかしながら、水が予熱されるバッファリザーバ５６を使用することによって、より低出力のフロースルーヒータ６４が、必要とされる温度で温水を供給するために使用され得る。

チルド液回路３２及び／又は温液回路５０から供給された水は、一般に、主飲料分注出口１６、１８を通って分注される前に、（矢印６９で示すように）コーヒー、ミルク、及びチョコレートなどの１つ以上の他の飲料原材料と混合される。この混合は、対応するセラミックａバルブ４４、４６から下流のウォータージェットミキサー４４ａ、４６ａ内で起こる。しかしながら、これは、本発明の重要な特徴でないため、詳細について更に説明しない。温熱水及び／又はチルド水を飲料原材料と混合するための他のアレンジメントが採用され得ることを理解されたい。

図３から、チルド液供給回路３２及び温液供給回路５０は、冷却ユニット４２及びフロースルーヒータ６４の下流で組み合わされており、このため、２つの回路からの水は、分注出口１６、１８、２０のいずれかに送出される前に混合され得ることに留意されたい。これは、分注される飲料／水の温度へのより大きな制御を可能にする。フロースルーヒータの使用と、温及び冷供給回路３２，５０からの水を混合する能力とは、水が所与の飲料にまさに適する温度で供給されることを可能にする。例えば、異なる茶品種が異なる温度を要するようにしてもよく、例えば、白茶７１℃、緑茶１００℃、ウーロン茶８８℃、及びダージリン８２℃である。

冷却ユニット４２は、少なくとも１つの冷却モジュール７０を含み、冷却モジュール７０の実施形態が、図４に概略的に示されている。冷却モジュール７０は、通常は水である液体飲料原材料のための液体導管７４を有する熱交換器７２を有する。熱交換器は、２つのプレート又はブロック７６ａ、７６ｂによって形成された金属本体７６を有し、流体導管７４は、プレート７６ａとプレート７６ｂとの間に挟まれている。プレート７６ａ、７６ｂは、相当の体積の金属材料を有し、ヒートシンクとして機能する。一実施形態において、本体は、（合金であってもよい）アルミニウムから作製されており、プレート７６ａ、７６ｂは、ボルトで固定されてもよく、又は別の方法で一緒に固定されてもよい。液体導管７４は、アルミニウムプレート７６ａとアルミニウムプレート７６ｂとの間で曲がりくねった経路を形成し、プレートと良好に熱接触している。液体導管７４は、任意の好適な材料から作製され得るが、本出願人は、１．５～３ｍｍの範囲、より特に、２．１ｍｍの範囲の内径を有するステンレス鋼管を使用することが特に有利であることを見出している。しかしながら、液体導管のサイズは、任意の特定の用途の要求に従って選択することができ、液体導管が、関連する安全基準、例えば食品安全基準を遵守する限り、液体導管は、異なる材料から作製することができる。

ヒートポンプ７８は、一方のアルミニウムプレート７６ａに熱的に結合されている。ヒートポンプ７８は、チルド飲料の調製に使用する水を冷却するために、使用時に、液体導管７４を通過する水から熱エネルギーを抽出するように動作する。この実施形態におけるヒートポンプ７８は、ペルチェヒートポンプなどの熱電ヒートポンプである。しかしながら、任意の好適なヒートポンプが使用され得る。

相変化物質（ＰＣＭ）８２を含む熱エネルギーアキュムレータ８０は、ヒートポンプ７８とは反対側である、液体導管７４の側で、他方のアルミニウムプレート７６ｂと熱的に結合されている。熱交換器７２とＰＣＭとの間の良好な熱接触を提供するために、多数の薄いアルミニウムフィン８３が、プレート７６ｂから熱エネルギーアキュムレータの内部に突出し、ＰＣＭ８２によって取り囲まれている。ヒートポンプ７８は、熱交換器を介して、主にアルミニウムプレート７６ａ、７６ｂを介して熱エネルギーアキュムレータ８０に熱的に結合されており、使用時に、ＰＣＭ８２から熱エネルギーを抽出するように動作し、このため、ＰＣＭは、液体導管７４を通過する水の冷却を補助するために、冷却エネルギーのバッファとして使用され得る。この点に関して、ＰＣＭ内の熱エネルギーは、一般に、熱交換器を通過する水の熱エネルギー未満であるため、熱エネルギーアキュムレータは、負の熱エネルギー貯蔵部として又は低温貯蔵部として考えることができる。

断熱材８４は、熱エネルギーアキュムレータ８０の露出面及び熱交換器７２の露出面を取り囲むように設けられている。

チルド飲料を分注する前に、ヒートポンプ７８は、ＰＣＭ８２から熱エネルギーを抽出するように動作し、このため、熱エネルギーアキュムレータ８０は、負の熱エネルギー（低温）でチャージ（charge）される。チルド水が分注に必要とされるときに、冷水供給部３６からの水は、液体導管７４を通って熱交換器７２にオンデマンドで圧送される。水が熱交換器７２内の導管７４を通過するときに、ヒートポンプ７８は、水から熱エネルギーを抽出して水の温度を低減するように動作する。ＰＣＭ８２内に貯蔵された熱エネルギーは、熱交換器を通過する水内の熱エネルギーと比較して負であるため、ＰＣＭはまた、水が熱交換器を通過するときに、水から熱エネルギーを抽出して、水の温度を低減するのに役立つ。したがって、ＰＣＭ８２は、水が熱交換器７２を通過するときに水の温度を低減する際に、ヒートポンプ７８を補助して、より均一な冷却効果を提供する。

チルド水が分注された後、ヒートポンプ７８は、熱エネルギーアキュムレータ８０を負の熱エネルギー（低温）で再チャージするために、ＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように、制御システム６８の制御下で作動される。ＰＣＭがチャージされており、熱交換器７２内の水が流れていないときに、熱交換器内の水が凍結しないことを確実にするために、制御システムは、熱交換器７２の温度を監視し、熱交換器内の温度が、氷がそれ未満で形成され得る第１の閾値以下、例えば約０．５℃以下に低下した場合に、ヒートポンプ７８を停止する。制御システムは、熱交換器内の温度が、より高い閾値、例えば約２℃に達したときにのみ、ヒートポンプ７８が再起動されることを可能にする。

任意の好適なＰＣＭ８２が使用され得る。好ましくは、ＰＣＭは、アルミニウム又は熱交換器の本体を形成するために使用されるいずれの材料よりも相当に高い比熱容量を有する。熱交換器の本体は、ヒートシンクのように、液体導管内の液体から熱エネルギーを吸収するように機能する。ＰＣＭはまた、ヒートシンクのように機能するが、ＰＣＭは、より高い比熱容量を有するため、より小さい体積のＰＣＭが、アルミニウム本体と比較して同様の量の熱エネルギーを吸収するのに必要とされる。次いで、ＰＣＭバッファの使用は、ＰＣＭ熱エネルギー貯蔵部を有さない冷却モジュールと比較して、冷却モジュールが所与の冷却効果をもたらすための必要スペースを低減する。好ましくは、好適なＰＣＭ材料は、アルミニウムよりも少なくとも３倍、より好ましくは少なくとも４倍高い比熱容量を有する。これは、冷却モジュールについての必要スペースが、３～４倍に低減されることを可能にする。好適なＰＣＭの一例は、Ｒｕｂｉｔｈｅｒｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ、Ｉｍｈｏｆｆｗｅｇ ６、Ｄ－１２３０７ Ｂｅｒｌｉｎから入手可能なＲＵＢＩＴＨＥＲＭ（登録商標）ＲＴである。

冷却モジュール７０は、ヒートポンプ７８が、熱交換器７２内の導管７４を通過する水から、熱エネルギーアキュムレータ８０内のＰＣＭ８２よりも優先的に熱エネルギーを引き出すように構成されている。これは、特にエネルギー効率が良いことが見出されている。この点に関して、ヒートポンプ７８及び熱エネルギーアキュムレータ８０は、液体導管７４の対向する側で熱交換器のアルミニウム本体７６に結合されていることに留意されたい。別の見方をすれば、液体導管７４は、ヒートポンプ７８と熱エネルギーアキュムレータ８０との間の熱経路内で、熱交換器内に位置する。

必要とされる冷却効果をもたらす必要がある場合に、冷却ユニット４２は、２つ以上の冷却モジュール７０を有することができ、２つ以上の冷却モジュール７０は、図５に概略的に示すように、直列に配置されており、図５は、３つのモジュール７０ａ、７０ｂ、７０ｃを示し、モジュール７０ａ、７０ｂ、７０ｃの液体導管７４は、直列に接続されている。このような実施形態において、水は、必要とされる冷却レベルを達成するために、２つ以上の冷却モジュール７０を逐次的に通過することができる。

代替として又は加えて、冷却能力を増加させるために、冷却モジュール７０のそれぞれには、熱交換器７２に熱的に結合された相変化物質（ＰＣＭ）８２を含む２つ以上の熱エネルギーアキュムレータ８０が設けられてもよい。これは、図６及び図７に概略的に示されている。

図６において、冷却モジュール１７０は、４つの平面１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄを有する熱交換器１７２を有する。ヒートポンプ１７８は、熱交換器の第１の面１７２ａに熱的に結合されており、第１の熱エネルギーアキュムレータ１８０ａは、熱交換器の第２の面１７０ｂで熱的に結合されており、第２の熱エネルギーアキュムレータ１８０ｂは、熱交換器の第３の面１７０ｂで熱的に結合されている。必要に応じて、第３の熱エネルギーアキュムレータは、熱交換器の第４の面１７０ｂに熱的に結合され得る。熱エネルギーアキュムレータのそれぞれは、ＰＣＭ１８２を含み、追加の熱エネルギーアキュムレータを追加することは、モジュール７０の冷却能力を増加させる。

図７は、冷却モジュール２７０の代替実施形態を示し、冷却モジュール２７０において、熱交換器２７２は、４つの内平面と４つの外平面とを有する断面が矩形（この場合は正方形）の環の形状を有する。ヒートポンプ２７８は、熱交換器２７２の内面のうちの１つ以上に熱的に結合されており、最大４つの熱エネルギーアキュムレータ１８０ａ～１８０ｄはそれぞれ、外面のうちの対応する１つに熱的に結合され得る。

したがって、冷却モジュール７０、１７０、２７０は、より大きな冷却能力が必要とされる場合に、より多くのＰＣＭ熱アキュムレータ８０、１８０、２８０を熱交換器７２、１７２、２７２に接続することによって、容易に拡張可能である。実際、冷却モジュールは、満たされるべき冷却要件に依存して、熱交換器７２、１７２、２７２に接続された可変数の熱エネルギーアキュムレータ８０、１８０、２８０を有するように適合された熱交換器７２、１７２、２７２を設けることによって、モジュール化され得る。例えば、４つの平面を有する熱交換器１７２では、冷却要件に応じて、最大３つの熱エネルギーアキュムレータが、熱交換器に結合され得る。したがって、このような熱交換器は、１つ、２つ、又は３つの熱エネルギーアキュムレータを必要とする冷却モジュールにおいて使用され得る。これは、同じ基本的な熱交換器設計が、熱交換器に接続された熱エネルギーアキュムレータの数を単に変化させることによって、異なる冷却要件を有する飲料調製マシンにおける使用のために採用されることを可能にする。異なる冷却要件を有する異なるマシンにおいて共通の熱交換器を使用することは、経費節約につながる。多くの場合に、共通のヒートポンプが使用され得、この場合に、ヒートポンプ及び熱交換器は、異なるマシンにおける使用のために共通のサブアセンブリとして設けられ得る。モジュール式熱交換器及び／又はサブアセンブリには、少なくとも２つの熱エネルギーアキュムレータを熱交換器に選択的に結合するためのアレンジメントが設けられ得る。

ＰＣＭ熱エネルギーアキュムレータ８０、１８０、２８０の使用は、飲料調製マシンにおける冷却モジュールについての必要スペースを低減する。フロースルーヒータ６４の使用はまた、温水を生成するためのボイラーの使用と比較して、飲料調製マシンにおける必要スペースを低減する。これらの特徴を組み合わせることによって、水冷却モジュールを有さない現在のマシンの設置面積と同じ設置面積又はこれと同様の設置面積を有する、ホット飲料及びチルド飲料の両方を分注することが可能な飲料マシンが提供され得ることが見出されている。更に、組み合わせは、分注される飲料／水の温度へのより大きい制御を可能にする。

１つ以上の実施形態が、上記において例としてのみ説明されている。多くの変形形態が、添付の特許請求の範囲によって与えられた保護の範囲から逸脱することなく可能である。例えば、熱交換器の構築は、説明された構築から変化し得る。液体導管は、アルミニウム又は任意の他の好適な材料から作製された熱伝導体に、任意の好適な方法で一体化され得る。

Claims (24)

1. 液体飲料原材料を冷却するためのアレンジメントを有する飲料調製マシンであって、前記冷却アレンジメントは、少なくとも１つの冷却モジュールを含み、前記少なくとも１つの冷却モジュールは、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（ＰＣＭ）を含み、前記熱交換器に熱的に結合された少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータと、前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは別に前記熱交換器に熱的に結合され且つ使用時に、前記熱交換器内の前記液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内の前記ＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプを備える飲料調製マシン。
2. 前記アレンジメントは、使用時に、前記ヒートポンプが、前記液体導管内の液体飲料原材料から、前記ＰＣＭよりも優先的に熱エネルギーを抽出するように構成されている請求項１に記載の飲料調製マシン。
3. 前記ヒートポンプ及び前記熱エネルギーアキュムレータは、前記液体導管の対向する側で前記熱交換器に熱的に結合されている、請求項１又は２に記載の飲料調製マシン。
4. 前記液体導管は、前記ヒートポンプと前記熱エネルギーアキュムレータとの間の熱伝達経路を横切って前記熱交換器内に位置する請求項１～３のいずれか１項に記載の飲料調製マシン。
5. 前記熱エネルギーアキュムレータ及び前記ヒートポンプは、前記熱交換器の別個の面に熱的に結合されている請求項１～４のいずれか１項に記載の飲料調製マシン。
6. 前記熱交換器は、３つ以上の面を画定し、前記モジュールは、前記熱エネルギーアキュムレータのうちの少なくとも２つを備え、前記熱エネルギーアキュムレータのそれぞれは、前記熱交換器の異なる面に熱的に結合されている請求項５に記載の飲料調製マシン。
7. 前記飲料調製マシンは、前記熱交換器の前記温度を監視するためのセンサを含む制御システムを備え、前記制御システムは、前記熱交換器の前記温度が第１の閾値以下に低下した場合に、前記ヒートポンプの動作を停止させ、且つ前記熱交換器の前記温度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上になった場合にのみ、前記ヒートポンプの動作再開を許可するように構成されている請求項１～６のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
8. 前記熱交換器は、金属本体を備え、前記流体導管は、前記金属本体内に埋め込まれており、前記熱交換器と前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとの間の前記熱的結合は、前記本体から突出し前記ＰＣＭ材料内に浸漬された複数のフィンを含む請求項１～７のいずれか１項に記載の飲料調製マシン。
9. 前記流体導管は、少なくとも１つのステンレス鋼管を含む請求項１～８のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
10. 前記流体導管は、１．５～３ｍｍ、任意選択的に２．１ｍｍの内径を有する請求項１～９のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
11. 前記冷却アレンジメントは、２つ以上の冷却モジュールを備え、前記２つ以上の冷却モジュールの複数の液体導管は、直列に流体接続されている請求項１～１０のいずれか１項に記載の飲料調製マシン。
12. 前記飲料調製マシンは、液体飲料原材料を加熱するためのフロースルーヒータを更に備える請求項１～１１のいずれか１項に記載の飲料調製マシン。
13. 前記飲料調製マシンは、前記冷却モジュール及び前記フロースルーヒータからの液体を、前記冷却モジュール及びフロースルーヒータの下流で、分注出口に送出する前に混ぜるように構成されている請求項１２に記載の飲料調製マシン。
14. 前記飲料調製マシンは、ホット飲料を生成する際の使用のために液体飲料原材料を保持するための液体飲料原材料貯蔵リザーバを備え、前記アレンジメントは、使用時に、液体飲料原材料が前記フロースルーヒータを通過し、加熱されて前記リザーバ内に貯蔵されるように構成されている請求項１２又は１３に記載の飲料調製マシン。
15. 前記飲料調製マシンは、制御システムを有し、前記制御システムは、前記リザーバ内の前記液体飲料原材料の前記温度を監視するように構成されており、前記リザーバ内の前記液体飲料原材料を最小閾値温度以上の温度で維持するように構成されている請求項１４に記載の飲料調製マシン。
16. 前記レンジメントは、分注するためのホット飲料を調製する際の使用のために、液体飲料原材料が、前記液体飲料原材料貯蔵リザーバから抽出され、前記フロースルーヒータを通過して加熱されるように構成されている請求項１５に記載の飲料調製マシン。
17. 前記飲料調製マシンは、温液供給回路を更に備え、前記温液供給回路は、冷水供給部に接続された温液供給回路入口弁と、前記リザーバと、リザーバ出口弁と、温水ポンプと、前記フロースルーヒータを備える請求項１６に記載の飲料調製マシン。
18. 前記飲料調製マシンは、冷液供給回路を更に備え、前記冷液供給回路は、冷水供給部に接続された冷液供給回路入口弁と、冷水ポンプと、前記冷却モジュールとを備える、請求項１６又は１７に記載の飲料調製マシン。
19. 液体飲料原材料を冷却するための冷却モジュールであって、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（ＰＣＭ）を含み、前記熱交換器に熱的に結合された少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータと、前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは別に前記熱交換器に熱的に結合され、且つ使用時に、前記熱交換器内の前記液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内の前記ＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプを備える冷却モジュール。
20. ２つ以上の前記熱エネルギーアキュムレータは、前記熱交換器に熱的に結合されている請求項１９に記載の冷却モジュール。
21. 前記熱エネルギーアキュムレータ、又は前記熱エネルギーアキュムレータのそれぞれ、及び前記ヒートポンプは、前記熱交換器の別個の面に熱的に結合されている請求項１９又は２０に記載の冷却モジュール。
22. 前記熱交換器は、３つ以上の面を画定し、前記モジュールは、前記熱エネルギーアキュムレータのうちの少なくとも２つを備え、前記熱エネルギーアキュムレータのそれぞれは、前記熱交換器の異なる面に熱的に結合されている請求項１６～２１のいずれか１項に記載の冷却モジュール。
23. 前記熱交換器は、３つ以上の面を画定し、前記ヒートポンプは、前記熱交換器の前記面のうちの１つに熱的に結合されており、少なくとも第１の熱エネルギーアキュムレータは、前記熱交換器の第２の面に結合されており、前記熱交換器は、少なくとも１つの追加の熱エネルギーアキュムレータが、前記熱交換器の更なる面に選択的に結合され得るように構成されている、請求項１５～２２のいずれか１項に記載の冷却モジュール。
24. 液体飲料原材料を冷却するためのモジュール式冷却モジュールであって、冷却される液体飲料原材料のための液体導管を有する熱交換器と、相変化物質（ＰＣＭ）を含み、前記熱交換器に熱的に結合された少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータと、前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータとは個別に前記熱交換器に熱的に結合され、且つ使用時に、前記熱交換器内の前記液体導管を通って流れる液体飲料原材料から、及び前記少なくとも１つの熱エネルギーアキュムレータ内の前記ＰＣＭから熱エネルギーを抽出するように構成されたヒートポンプを備え、ＰＣＭを備える少なくとも１つの追加の熱エネルギーアキュムレータが、前記熱交換器に選択的に結合され得るように構成されているモジュール式冷却モジュール。

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