JP3234116U

JP3234116U - 電気コーヒーメーカー

Info

Publication number: JP3234116U
Application number: JP2021002737U
Authority: JP
Inventors: 清助竹下
Original assignee: 清助竹下
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2031-06-04

Abstract

【課題】ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路がある電気コーヒーメーカーにおいて、ボイラーへの給水量が不足するとヒータが異常加熱して発熱線の断線やボイラーなどの劣化問題が発生するので異常加熱対策を考案した、電気コーヒーメーカーを提供する。【解決手段】水量不足を検知するために空炊き防止センサー２８の先端部をヒータ１９の表面に密着して、さらに先端部は正常水量のとき水に浸漬し、水量不足のとき水に浸漬しない位置に取り付ける。空炊き防止センサーの先端部がヒータ通電後６０秒以内に３０〜１００℃になったとき水量不足と判定する制御回路のプログラムによってヒータ通電をＯＦＦしてヒータの異常加熱を防止するドリップ式の電気コーヒーメーカー。【選択図】図６

Description

本考案はドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を設けて、ドリップ量と足し湯量を制御することによって、使用者の好みに合わせて美味しいコーヒーを淹れることができるドリップ式の電気コーヒーメーカーである。

図３、図４は市販のペーパーフィルター式ドリッパーを使用して、約１０〜１２ｇのコーヒー粉で最初の１／３をドリップ、次の１／３をドリップ、最後の１／３をドリップして、合計約１５０ｍＬのコーヒーを淹れたときの説明図である。

最初の１／３と次の１／３のコーヒーは香りも良く美味しい。しかし、最後の１／３は紅茶のように薄く、雑味の強い美味しくないコーヒーである。そこでドリップ後半の美味しくない部分をドリップしない方法でコーヒーを淹れることができるドリップ式の電気コーヒーメーカーを開発する。

特開２０１９−７６６７８

特開２０２０−１１０１３

１カップのコーヒーを淹れるために電動ポンプによって１カップ分の水量をボイラーに給水し、保持して湯沸かしを行ったあとに、一部の湯を蒸らし行程に、一部の湯をドリップ行程に、残りの湯を足し湯行程に使用してコーヒーを淹れる。全工程が完了したときボイラーの湯を使い切ってボイラーに残湯が残らないようにする。

ドリッパーに給湯する流路とコーヒーカップに直接給湯する流路を設けて、それぞれの流路に電磁弁を配置して、電磁弁の開閉時間を制御することによってドリップ行程と足し湯行程を実行してコーヒーを淹れる全工程を完了する。

ボイラーは１カップ分の水量を十分に保持できる容積があって、給水孔と二つの給湯孔を設けて、さらにボイラー内に圧力や負圧が発生しないように排気孔を設けた構成にする。

しかし、水タンクの付け忘れや水タンクの水量不足のときは、ボイラーへ１カップ分の水が給水されない。ボイラーの水量が不足するとヒータが異常加熱して発熱線の断線やボイラー等の劣化問題が発生する。したがって、水量不足によるヒータの異常加熱防止対策が必要である。

本考案は水タンクとボイラーの間に配置した電動ポンプと、湯を容易に自然落下させるために上位から下位へ鉛直的にボイラーとドリッパーとコーヒーカップを配置し、ボイラーとドリッパーの間に電磁弁Ａを配置して、ボイラーとコーヒーカップの間に電磁弁Ｂを配置して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を設けた構成である。

電動ポンプは作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水する。１カップ分の水量はヒータが異常加熱しない正常水量である。しかし、水タンクの水量不足などの原因でボイラーへの給水が不足したときはヒータが異常加熱するので、異常加熱する前に水量不足を検知する空炊き防止センサーを設ける。

空炊き防止センサーの先端部はヒータ表面に密着して取り付ける。さらに空炊き防止センサーの先端部は正常水量のときに水に浸漬し、水量不足のときに水に浸漬しない位置に取り付ける。

空炊き防止センサーの検知時間をヒータ通電後６０秒以内に設定し、検知温度を３０〜１００℃の間に設定して、空炊き防止センサーの先端部が検知時間以内に検知温度になったとき水量不足と判定する。検知時間以降に検知温度になるときは正常水量と判定する。水量不足と判定したときは、ヒータ通電をＯＦＦするプログラムが働きヒータの異常加熱を防止する。

空炊き防止センサーの先端部の温度上昇速度の差異によって正常水量か水量不足かを判定するために、空炊き防止センサーの先端部をヒータ表面に密着させて、さらに水量不足のとき先端部が水に浸漬しない位置に取り付けることによって、ヒータ通電後短時間で正確に水量不足を検知することが容易になった。

ヒータ通電後短時間で水量不足を検知して制御回路のプログラムが働きヒータ通電をＯＦＦできるので、ヒータの異常加熱による発熱線の断線を防止でき、余熱によるボイラー等の劣化を防止できるようになった。

ここで使用する下記用語の意味を記述する。
１カップのコーヒー量とは、一人分のコーヒー量であって、１カップの容量の約７０〜８０％であり、ここでは１５０ｍＬとする。１カップ分の水量とは、１カップのコーヒーを淹れるために必要な水量であって、１カップのコーヒー量とコーヒー粉に吸水される湯量の合計である。１カップの容量とは、コーヒーカップの満水容量であって、ここでは満水容量を市販紙カップの２０５ｍＬとする。

ドリップ行程とは、ドリッパーのコーヒー粉に給湯してコーヒーを抽出する行程であり、蒸らし行程もドリップ行程の一部分である。足し湯行程とは、コーヒーカップに湯だけを直接給湯する行程である。

以下、本考案の実施例である器体１の構成について説明する。図１は本考案の電気コーヒーメーカーの外観図である。操作パネル２に電源スイッチ３、選択スイッチ４、スタートスイッチ５を備えている。選択スイッチ５は１カップのコーヒー量の３０〜１００％の範囲でドリップ量を選択することができる。

器体後方に着脱可能な水タンク６があり、前方下部にコーヒーを受けるコーヒーカップ７を置くことができる。ドリッパー受け８は着脱可能であり、ドリッパー受け８を取り外してドリッパー９をセットすることができる。ドリッパー９はペーパーフィルター１０をセットしてコーヒー粉１１を入れることができる。

図５は本考案の電気コーヒーメーカーの効果を達成するために配置された基本部品を示す。水タンク６とボイラー１２は電動ポンプ１３を介して給水管１４によって連接されている。ボイラー１２とドリッパー９とコーヒーカップ７は湯を自然落下させるために上位から下位へ鉛直的に配置されている。

さらにボイラー１２とドリッパー９の間に電磁弁Ａ１５を配置して、またボイラー１２とコーヒーカップ７の間に電磁弁Ｂ１６を配置している。このようにボイラー１２の湯は二つの流路を通ってコーヒーカップ７へ注ぐことができる構成である。

図６、図７、図８、図９はボイラー１２の構成要素を示す。ボイラー１２はボイラー容器１７と容器蓋１８とヒータ１９で構成され、温度センサー２０、サーモスタット２１、温度ヒューズ２２を備えている。さらに容器蓋１８に給水孔２３と排気孔２４を設けて、ボイラー容器１７の底部に給湯孔Ａ２５と給湯孔Ｂ２６を設けている。

排気孔２４の目的は、給水のときにボイラー１２に内圧が発生しないように排気して１カップ分の水量を容易に給水することができ、また湯沸かしのときボイラー１２にスチーム圧力が発生しないようにしている。さらにコーヒーカップ７へ給湯するときボイラー１２が負圧にならないように吸気するためである。

さらに排気孔２４は湯沸かしで発生するスチームやスチーム圧力を器体外に排出するために器体１の外郭に設けた排気口３０に排気管３１で連接される構成であって、蒸気や水滴が器体内の構成部品へ悪影響を及ぼさないようにしている。

ボイラー１２とドリッパー９の間に電磁弁Ａ１５を配置して給湯管Ａ３２で連接してドリップ行程用の流路を構成する。またボイラー１２とコーヒーカップ７の間に電磁弁Ｂ１６を配置して給湯管Ｂ３３で連接して足し湯行程用の流路を構成する。電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６の作動タイミングと作動時間を制御することによって、コーヒードリップのためにドリッパー９へ給湯でき、また足し湯のためにコーヒーカップ７へ湯だけを直接給湯できる構成である。

このような構成の電気コーヒーメーカーにおいて、水タンク６の付け忘れや水量不足のときボイラー１２へ１カップ分の水量が給水されないので、この状態でヒータ通電されるとヒータ１９の異常加熱が発生する。ヒータ１９の異常加熱は発熱線２７の断線やボイラー１２等の劣化に悪影響する。

したがって、ボイラー１２へ給水される水量が不足したとき水量不足４１を検知する空炊き防止センサー２８を設ける。空炊き防止センサー２８の先端部２９をヒータ表面に密着して取り付けることによってヒータ表面温度を直接検知できるので検知遅れを避けることができる。さらに、空炊き防止センサー２８の先端部２９は正常水量４０のとき水に浸漬して、水量不足４１のとき浸漬しない位置に取り付けられる。

図１０はヒータ表面に密着している空炊き防止センサー２８の先端部２９の温度上昇を表している。正常水量４０と水量不足４１の状態ではヒータ通電したとき先端部２９の温度上昇速度に差異がある。その差異を利用してヒータ通電後短時間のうちに正常水量４０か水量不足４１かを判定する。

図１０の温度曲線▲１▼は水量不足４１のときの空炊き防止センサー２８の先端部２９の温度であり、温度曲線▲２▼は▲Ａ▼点でヒータ通電をＯＦＦしたときの曲線であり、温度曲線▲３▼は▲Ｃ▼点でヒータ通電をＯＦＦしたときの曲線である。

ここで、ヒータ通電後の▲Ａ▼点の経過時間を検知時間と言い、検知温度に達するまでの時間であり、６０秒以内に設定する。そのときの空炊き防止センサー２８の先端部２９の温度を検知温度と言い、平常水温より高い３０〜１００℃の間に設定する。また、水量不足４１の範囲はボイラー１２に全く水が無い状態から水量不足４１の水位までである。

▲Ａ▼点でヒータ通電をＯＦＦしたときヒータ１９の余熱によって▲Ｂ▼点まで温度上昇するがヒータ１９やボイラー１２の異常加熱には至らない温度である。しかし、▲Ｃ▼点でヒータ通電をＯＦＦしたときはヒータ１９の余熱で▲Ｄ▼点まで温度上昇してヒータ１９やボイラー１２が異常加熱することになる。

例えば図１０のように検知時間を４０秒、検知温度を６０℃に設定したとき、ヒータ通電後４０秒以内に検知温度６０℃に達するので、水量不足４１を判定して制御回路３６のプログラムが働き、ヒータ１９が異常加熱する前にヒータ通電をＯＦＦして発熱線２７の断線やボイラー１２等の劣化を防止することができる。

図１０の温度曲線▲４▼は正常水量４０のときの空炊き防止センサー２８の先端部２９の温度であり、ヒータ通電後４０秒以内に検知温度の６０℃に達しないので正常水量４０と判定してヒータ通電を継続する。

以下本考案のコーヒーを淹れる行程の実施例を説明する。電源スイッチ３を押して電源を入れ、選択スイッチ４を押して好みのコーヒーを選択したあとに、スタートスイッチ５が押されると電動ポンプ１３が作動してボイラー１２へ１カップ分の水量が給水されるように電動ポンプ１３の作動時間がプログラムされている。１カップ分の水量はボイラー容器１７の正常水量４０まで給水される水量である。

ボイラー１２へ１カップ分の水量が給水されたとき電動ポンプ１３は停止して水量を保持して、ボイラー１２の内部に設置されているヒータ１９がＯＮして湯沸かし行程になる。ボイラー１２内の湯が９０〜１００℃になったとき温度センサー２０が感知してヒータ１９はＯＦＦする。この行程まで電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６は「閉」状態である。

９０〜１００℃の湯温に達してヒータ１９がＯＦＦしたあとに蒸らし行程に入り、先に電磁弁Ａ１５が「開」となり、湯が給湯口Ａ３４からドリッパー９に注がれる。最初に注がれる湯量はドリッパー９の中のコーヒー粉１１を蒸らすことに充分な約２０〜３０ｍＬである。そのあと電磁弁Ａ１５は「閉」となり、ドリッパー９内のコーヒー粉１１は約１０〜３０秒間蒸らされる。

その後ドリップ行程に入り、再び電磁弁Ａ１５が「開」となって、ドリッパー９へ給湯されドリップを開始してコーヒーがコーヒーカップ７へ抽出される。このとき選択スイッチ４で図２のＡＭＥＲＩＣＡＮやＭＩＬＤが選択されている場合は１カップのコーヒー量の約３０〜７０％をドリップしたとき電磁弁Ａ１５を閉じて給湯を停止し、濃いコーヒーをつくる。

次に足し湯行程に入り、電磁弁Ｂ１６が「開」となって給湯口Ｂ３５から湯だけを直接コーヒーカップ７に給湯することによって１カップのコーヒー量を淹れる。電磁弁Ｂ１６はボイラー１２内の湯がなくなるまで「開」であって、ボイラー１２の湯が無くなったとき電磁弁Ｂ１６を閉じてコーヒーを淹れる行程が完了する。

また、選択スイッチ４でＲＥＧＵＬＡＲ選択しているときは、１カップのコーヒー量の１００％をドリップして、足し湯の無いコーヒーを淹れることができる。

さらに、選択スイッチ４でＳＴＲＯＮＧを選択しているときは、ドリップ行程で１カップのコーヒー量の約３０〜５０％をドリップしたあと足し湯を行わない。足し湯が無いのでエスプレッソ風の濃いコーヒーを淹れることができる。このときボイラー１２への給水は３０〜５０％ドリップに必要な水量だけを給水して湯沸かしする。

上記実施例の応用として、蒸らし行程を省略する淹れ方がある。また、ドリップ行程と足し湯行程の順序において、足し湯行程とドリップ行程を同時に、または足し湯行程をドリップ行程より先に行うことも可能である。さらにドリップ行程は複数回に分けて数秒の間隔をあけてドリップする方法もある。

このようにコーヒーを淹れる行程が制御回路３６のプログラムによって電動ポンプ１３と電磁弁Ａ１５と電磁弁Ｂ１６の作動タイミングと作動時間を制御して行われるドリップ式の電気コーヒーメーカーである。

本考案の電気コーヒーメーカーの外観図の１例である。本考案の操作パネルの１例である。市販のドリッパーでコーヒーを淹れる説明図である。市販のドリッパーを使用して、１カップのコーヒー量を淹れるとき、最初の１／３ドリップ、次の１／３ドリップ、最後の１／３ドリップに分けて比較した説明図である。本考案の基本構成部品を示す。本考案のボイラーの縦断面図である。（図８のＡ−Ａ断面）ヒータの発熱線部位を示す図面である。ボイラーの上面図である。空炊き防止センサーの取付位置を示す図面である。（図６のＢ部拡大図）空炊き防止センサーの先端部の温度上昇曲線である。

１器体２操作パネル
３電源スイッチ４選択スイッチ
５スタートスイッチ６水タンク
７コーヒーカップ８ドリッパー受け
９ドリッパー１０ペーパーフィルター
１１コーヒー粉１２ボイラー
１３電動ポンプ１４給水管
１５電磁弁Ａ１６電磁弁Ｂ
１７ボイラー容器１８容器蓋
１９ヒータ２０温度センサー
２１サーモスタット２２温度ヒューズ
２３給水孔２４排気孔
２５給湯孔Ａ２６給湯孔Ｂ
２７発熱線２８空炊き防止センサー
２９（空炊き防止センサーの）先端部３０排気口
３１排気管３２給湯管Ａ
３３給湯管Ｂ３４給湯口Ａ
３５給湯口Ｂ３６制御回路
３７逆止弁３８ドリップ口
３９カップ受け４０正常水量
４１水量不足

Claims

水タンクとボイラーの間に配置した電動ポンプと、湯を容易に自然落下させるために上位から下位へ鉛直的にボイラーとドリッパーとコーヒーカップを配置し、ボイラーとドリッパーの間に電磁弁Ａを配置して、ボイラーとコーヒーカップの間に電磁弁Ｂを配置して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を設けて、電動ポンプは作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水する構成であって、水タンクの水量不足などの原因によってボイラーへの給水が不足したときヒータの異常加熱を防止するために空炊き防止センサーを設けて先端部をヒータ表面に密着して取り付け、正常水量のとき先端部が水に浸漬し、水量不足のとき水に浸漬しない位置に取り付けたことを特徴とするドリップ式の電気コーヒーメーカー。
請求項１の構成に於いて、空炊き防止センサーの先端部が検知時間以内に検知温度になったとき水量不足と判定して制御回路のプログラムによってヒータ通電をＯＦＦしてヒータの異常加熱を防止するものであって、検知時間を６０秒以内に設定、検知温度を３０〜１００℃の間に設定したドリップ式の電気コーヒーメーカー。