JP3796066B2

JP3796066B2 - Beverage supply equipment

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Publication number: JP3796066B2
Application number: JP15879299A
Authority: JP
Inventors: 登千木良
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP2000348255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飲料供給装置に関し、特に、コーヒー飲料の抽出状態に応じて適切な流量で抽出用の湯を供給することのできる飲料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の飲料供給装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆を抽出機に供給し、ポンプで加圧した所定の高温の湯を抽出機に供給してコーヒー飲料を高圧で抽出するものがある。
【０００３】
図１２は、従来の飲料供給装置を示し、取水管１に接続されるシスターン２と、シスターン２から配管３Ａを介して飲料水を供給されるボイラー４と、配管３Ａに設けられて飲料水を加圧して供給する交流電磁ポンプ（以下、交流ポンプという）５と、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して挽き豆を形成する挽き豆供給部７と、挽き豆供給部７から供給される所定の粒度の挽き豆をボイラー４から配管６を介して供給される湯で抽出してコーヒー飲料を生成し、飲料供給管８Ｂを介してカップ９に供給する抽出機８と、シスターン２から配管３Ｂを介して供給される飲料水を加熱して所定の温度の湯として貯蔵する湯タンク１０と、砂糖を貯蔵する砂糖容器１１と、クリームを貯蔵するクリーム容器１２と、砂糖およびクリームをシュート１３を介して供給されるミキシングボウル１４と、湯タンク１０からミキシングボウル１４に湯を供給するための配管１５と、湯タンク１０からカップ９に湯を供給するための配管１６と、抽出機８で発生するコーヒー豆の抽出滓を受容する滓バケツ１７と、カップ９の下部に配置される排水バケツ１８と、取水管１の設けられる取水弁１Ａと、配管３Ａに設けられて飲料水の流量に応じた流量信号を発生する流量計１９と、配管３Ｂに設けられる電磁弁２０と、ポンプ５の下流の配管３Ａに設けられる逆止弁２１と、ボイラー４の下流の配管６に設けられる抽出湯弁２２と、配管１５に設けられる湯弁２３と、配管１６に設けられる湯弁２４を有する。
【０００４】
シスターン２は、貯水される飲料水の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を発生するフロートスイッチ２Ａを有する。ボイラー４は、飲料水加熱用のヒータＨ_２に電流を供給する電源部４Ａと、ボイラー内部の水位低下を検出する水位センサ４Ｂと、ボイラー内部の水温を検出する温度センサ４Ｃを有し、水位センサ４Ｂは所定の水位レベルに一対の電極を設け、湯に浸漬された状態で電極間が導通し、湯面から露出すると非通電となることに基づいて水位の低下を検出する。ポンプ５は、ポンプ外周に設けられたコイルに５０／６０Ｈｚの交流電流を供給することで発生する磁力とポンプ本体内に内蔵されたスプリングの付勢力に基づいて往復運動するプランジャによって飲料水を供給方向に圧送する。挽き豆供給部７は、コーヒー豆を貯蔵する豆貯蔵容器７Ａと、コーヒー豆を高速で回転する粉砕刃（図示せず）で粉砕するコーヒーミル７Ｂと、コーヒーミル７Ｂの粉砕刃を回転させるミルモータ７Ｃと、コーヒーミル７Ｂで粉砕された挽き豆を受けて所定の落下方向に導くシュート７Ｄを有する。抽出機８は、コーヒーミル７から供給される挽き豆を受容する複数の抽出容器８Ａを有する。湯タンク１０は、飲料水加熱用のヒータＨ_１に電流を供給する電源部１０Ａと、タンク内の湯の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を発生するフロートスイッチ１０Ｂと、タンク内の湯温に応じた温度検出信号を発生する湯温センサ１０Ｄを有する。抽出湯弁２２は、配管６から分岐した開放側に排水バケツ１８に接続される図示しない配管が接続されている。
【０００５】
図１３は、ポンプ５の断面を示し、（ａ）は非通電状態、（ｂ）は通電状態である。（ｃ）はＡＣ１００Ｖ波形上での（ａ）および（ｂ）の状態を示している。ポンプ５は、シスターンから飲料水を導入する流入部５１と、流入部５１の近傍に設けられる第１逆止ボール５２Ａと、本体内に設けられる隔壁部５３との間に位置して第１逆止ボール５２Ａを飲料水の流入方向に付勢する押えバネ５４と、隔壁部５３の下流側に内蔵されるプランジャ５７と、隔壁部５３との間に位置してプランジャ５７を飲料水の流出方向に付勢する送水バネ５６と、プランジャ５７に内蔵される第２逆止ボール５２Ｂと、プランジャ５７内で第２逆止ボール５２Ｂを飲料水の流入方向に付勢する押えバネ５４と、本体の外周部に所定の巻数で巻回された巻線５８と、巻線５８を本体に固定するための巻線固定フランジ５５と、飲料水を流出する流出部５９と、巻線５８に接続されるダイオード５８Ａを有する。このダイオード５８Ａは、ＡＣ１００Ｖの（＋）側の電流を通過させるようになっている。
【０００６】
図１３（ａ）に示す非通電状態では、ダイオード５８Ａの極性に対し逆方向の電圧が印加されることによって巻線５８は非通電となり、プランジャ５７は送水バネ５６によって流出部方向に付勢される。
【０００７】
図１３（ｂ）に示す非通電状態では、ダイオード５８Ａの極性に対し順方向の電圧が印加されることによって巻線５８が通電され、この通電に基づいて発生する磁力によってプランジャ５７が送水バネ５６の付勢力に抗して流入部方向に移動することによりプランジャ５７から隔壁部５３にかけての容積が減少し、加圧された飲料水が流出部５９から下流側に圧送される。
【０００８】
図１４は、ポンプ５の運転制御率１００％と５０％の場合における通電波形と飲料水の圧力波形を示し、ＡＣ１００Ｖ波形の半波を前述の構成に基づいてカットすることにより、圧送される飲料水に所定の脈動が発生する。一般的に、９０度以上の湯をポンプで圧送する場合、ポンプの流入側に発生する負圧や、これに起因する気泡の発生、プランジャーの往復運動に基づくキャビテーションの発生といった不具合が生じる。これらの不具合を回避する目的でボイラー４に給水する水を加圧し、所定の高圧の湯として抽出機８に供給している。圧送量の制御は、周波数を変更することにより行う。
【０００９】
上記構成の飲料供給装置において、例えば、エスプレッソコーヒー飲料の販売要求があると、ポンプ５は、シスターン２に貯水された飲料水を加圧してボイラー４に供給する。ボイラー４に設けられたヒータＨ_２は、販売要求に基づいて通電されて飲料水を加熱することにより９０〜９５℃の湯を生成する。挽き豆供給部７は、販売要求に応じたコーヒー豆の挽き豆を形成し、シュート７Ｄを介して抽出機８の抽出容器８Ａに供給する。この抽出容器８Ａにボイラー４から配管６を介して湯を加圧供給することによってエスプレッソコーヒー飲料が抽出される。抽出されたエスプレッソコーヒー飲料は飲料供給管８Ｂを介してカップ９に供給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料供給装置によると、交流電磁ポンプに印加する電圧の周波数を変更すると、規定の周波数で得られる性能が周波数の変更量に比例しないため、所望の送水量に調整することが難しいという問題がある。
従って、本発明の目的は送水量の調節が容易で、安定した送水特性を得ることができる飲料供給装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、飲料水を加熱して得られる湯を配管を介して抽出機に供給し、前記抽出機に供給される所定の粒度の挽き豆を前記湯で抽出してコーヒー飲料を生成する飲料供給装置において、
前記配管を分岐した複数の配管に設けられて交互に駆動されることにより前記抽出機の方向へ前記飲料水あるいは前記湯を送水する複数の直流ポンプと、
前記複数の直流ポンプの運転率、駆動タイミング等の駆動条件を、前記配管に設けられた流量センサから出力される流量信号に基づいて、所要時間内で所定の量の前記コーヒー飲料を得るために抽出抵抗の増加に応じて前記直流ポンプの送水量を増強する運転率となるように制御して前記抽出機の方向へ送水される前記飲料水あるいは前記湯の脈動を抑制する制御手段を有する飲料供給装置を提供する。
【００１２】
上記した飲料供給装置によると、複数の直流ポンプを飲料水を配管に並列に接続して飲料水を圧送することにより流量を変化させたときの脈動変化を小にでき、安定した送水が可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の飲料供給装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における飲料供給装置を示し、図１２と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。シスターン２からボイラー４に飲料水を供給する配管３Ａに並列に直流電磁ポンプ（以下、直流ポンプという）５Ａ，５Ｂが接続され、この直流ポンプ５Ａ，５Ｂの下流側に熱交換コイル１０Ｃが設けられて湯タンク１０の湯に浸漬されている。湯に浸漬される熱交換コイル１０Ｃの長さは約１０ｍであり、湯タンク１０の下部からコイル内に流入した飲料水が湯タンク上部からボイラー４に流出するようになっている。湯タンク１０の貯水量は１２リットル、ヒータＨ_１の出力は１ｋｗである。ボイラー４の貯水量は約１リットル、ヒータＨ_２の出力は０．３５ｋｗである。また、配管３Ａには配管内の圧力に応じた圧力信号を発生する圧力センサ２５と、配管内に滞留する空気を除去するための空気弁２６を有する。
【００１５】
また、上記構成の飲料供給装置では、説明を簡単にするために、カップ９を供給するカップ供給部、ポンプ５Ａ，５Ｂに電流を供給する電源部，ミルモータ７Ｃに電流を供給する電源部、カップ９内の飲料を攪拌する攪拌機、コールド飲料の配管および原料貯蔵部等の構成を図示省略している。
【００１６】
図２は、抽出機８を示し、４つの抽出容器８Ａを搭載する基部８０と、基部８０の滓廃棄位置に開口された滓廃棄孔８１と、基部８０の垂直部にピン８２によって回動自在に支持されるレバー８３と、レバー８３の略中間部にピン８４によって回動自在に支持される抽出ヘッド８５と、レバー８３の先端部にピン８４によって回動自在に支持される円板部材８６と、レバー８３にピン８４によって結合され、駆動系のクランク円板８８に回動自在に接続されるレバー８７と、回転軸８９Ａに固定されたクランク円板８８を駆動する抽出モータ８９を有し、抽出ヘッド８５には配管６が接続されている。円板部材８６は、抽出容器８Ａの内径に略等しい軟質の弾性部材をロッド部材に固定して形成されている。４つの抽出容器８Ａは、ステー８Ｂに９０度間隔で固定されており、ステー８Ｂには移動モータ８Ｄの回転軸８Ｃが固定されている。移動モータ８Ｄを反時計方向に駆動させると抽出容器８Ａが挽き豆供給位置（位置ａ）、抽出位置（位置ｂ）、滓廃棄位置（位置ｃ）、および待機位置（位置ｄ）の順に移動する。挽き豆供給位置ａには、基部８０を貫通して抽出されたコーヒー飲料を供給するための孔８Ｅが設けられている。
【００１７】
図３（ａ）は、図２の線ａ−ａに沿った断面を示し、抽出位置ｂに挽き豆が供給された抽出容器８Ａが配置され、滓廃棄位置ｃに抽出滓の入った抽出容器８Ａが配置されている。この状態で抽出モータ８９を駆動してクランク円板８８を上死点（点線で示す位置）から下死点に回転させると、レバー８３がピン８２を軸にしてｂ方向に回動し、抽出ヘッド８５および円板部材８６が図示する位置に配置される。抽出ヘッド８５の係合部には、配管６（図示せず）から供給される湯を拡散させる拡散板８５ａが設けられており、基部８０の抽出位置ｂにはフィルタ８５ｂが設けられている。このフィルタ８５ｂは、耐腐蝕性の薄い金属板に挽き豆の粒を通過させない微小な孔を複数設けたものである。
【００１８】
図３（ｂ）は、（ａ）に示す状態での挽き豆供給位置ａにおける抽出容器８Ａを示し、シュート７Ｄを介して容器内部に所定量の挽き豆が供給される。
【００１９】
図３（ｃ）は、（ａ）に示す状態での抽出位置ｂにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに抽出ヘッド８５が係合すると、シール部材８５Ａによって抽出ヘッド８５と抽出容器８Ａの隙間がシールされる。また、基部８０に埋設されたガスケット８５ｃと容器下部が圧接してシールされることによって抽出容器８Ａが気密化される。この後、配管６から湯を供給して拡散板８５ａで拡散させることによってコーヒー飲料の抽出を行う。抽出されたコーヒー飲料は基部８０に設けられたフィルタ８５ｂで抽出滓と分離され、孔８Ｅから送出する。
【００２０】
図３（ｄ）は、（ａ）に示す状態での滓廃棄位置ｃにおける抽出容器８Ａを示し、抽出容器８Ａに収容された抽出滓Ａは、円板部材８６によって孔８１から外部に押し出される。
【００２１】
図４は、飲料供給装置の制御ブロックを示し、販売制御部１０１、流量計１９、圧力センサ２５、シスターンのフロートスイッチ２Ａ、湯タンクのフロートスイッチ１０Ａ、ボイラーの水位センサ４Ｂおよび温度センサ４Ｃから入力する信号に基づいて各部を制御する主制御部１０１と、飲料供給装置の各部の制御データを格納するメモリ１０２と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして時間を計測するタイマー１０３を有する。
【００２２】
図５（ａ）は、ポンプ５Ａ，５Ｂの運転制御率１００％とＮ％の場合における通電波形を示し、主制御部１００から出力される通電信号に基づいてＤＣ２４Ｖの矩形波をポンプ５Ａ，５Ｂに交互に印加している。同図においてＲは１Ｈｚ当たりの時間であり、Ｓは通電時間である。Ｒを変化させることなくＳを０〜１／２まで変化させることによってポンプ５Ａ，５Ｂから送水される流量を０〜１００％まで変化させることができる。コーヒー抽出の実用面からポンプ５Ａ，５Ｂの能力を絞り込むのは３０％程度までである。このようにポンプ５Ａ，５ＢをＤＣで並列に配管３Ａに接続する場合、単体で配管３Ａに接続する場合の半分の送水能力で同等の耐圧性を有するものを使用する。
【００２３】
図５（ｂ）は、運転制御率１００％における飲料水の圧力波形を示し、ポンプ５Ａ，５Ｂによって規則的な脈動が得られており、安定した流量の飲料水を供給することができる。
【００２４】
図５（ｃ）は、運転制御率Ｎ％における飲料水の圧力波形を示し、運転制御率１００％の場合と同様にポンプ５Ａ，５Ｂによって規則的な脈動が得られている
【００２５】
図６は、飲料供給装置のタイミングチャートを示し、販売制御部１０１からコーヒーの販売要求信号が主制御部１００に出力されると、主制御部１００はミルモータ７Ｃの電源部に通電信号を出力する。この通電信号に基づいてミルモータ７Ｃが回転し、豆貯蔵容器７Ａから供給されるコーヒー豆をコーヒーミル７Ｂで粉砕して挽き豆を形成する。また、カップ供給装置からカップが分与される。挽き豆は図示しない計量器によって計量され、所定の計量値になると主制御部１００に通電停止信号が出力されることによってミルモータ７Ｃの回転が停止する。挽き豆供給部７で形成された所定量の挽き豆はシュート７Ｄを介して抽出機８の挽き豆供給位置ａに配置された抽出容器８Ａに投入される。挽き豆の投入後、移動モーター８Ｄが駆動されて４個の抽出容器８Ａが反時計方向に９０度回転する。この回転に基づいて挽き豆供給位置ａで挽き豆を投入された抽出容器８Ａが抽出位置ｂに、抽出滓Ａを有する抽出容器８Ａが滓廃棄位置ｃに、空の抽出容器８Ａが挽き豆供給位置ａにそれぞれ移動する。移動後、主制御部１００は抽出モータ８９を駆動してレバー８３を下降させる。このことによって滓廃棄位置ｃの抽出容器８Ａに円板部材８６が挿入されて抽出滓Ａが孔８１を介して押し出される。また、抽出位置ｂの抽出容器８Ａに抽出ヘッド２５が気密的に係合し、抽出湯弁２２が開かれてポンプ５Ａ，５Ｂで加圧された高温の湯が配管６を介して抽出容器８Ａに供給される。
【００２６】
湯タンク１０は、シスターン２から供給される飲料水の水温が１０℃であるとき、熱交換コイル１０Ｃを介してボイラー４に湯タンク１０の温度より６℃低い温度の湯８０ｇを３杯／分で連続２５杯供給することができる蓄熱性を有する。湯タンク１０の湯温は湯温センサ１０Ｄから出力される温度検出信号に基づいてヒータＨ_１の通電を制御することにより約８０〜８５℃に保持される。シスターン２から供給される１０℃の飲料水を熱交換コイル１０Ｃを通過させることで８５℃に加熱した場合、熱交換コイル１０Ｃでの温度上昇分は７５℃で、２５杯分の熱エネルギーに換算すると１５０ｋｃａｌ、ヒータ出力に換算して１．２６ｋｗとなる。連続２５杯の販売に要する時間は約８．３分である。このことから、湯タンク１０の湯温が約８０〜８５℃であるとき、ヒータＨ_１への通電を行わずに約７４℃の湯を連続２５杯ボイラー４に供給することができる。このヒータＨ_１への通電は、例えば、販売動作が行われない販売待機時、あるいは主制御部１００に内蔵されるタイマー１０３で設定された時刻に行うことができる。
【００２７】
ボイラー４に設けられるヒータＨ_２は、発熱効率７５％として８０ｇの飲料水を約１５〜１６℃上昇させることが可能であり、このことによって湯タンク１０から供給される約７４℃の湯を８９〜９０℃に加熱して配管６を介して抽出機８の抽出容器８Ａに供給する。
【００２８】
抽出容器８Ａに供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管８Ｂを介してカップ９に注がれる。主制御部１００は、流量計１９から入力する流量信号が所定の値になるとポンプ５を停止し、抽出湯弁２２を閉じる。販売するコーヒー飲料がブラックコーヒー飲料であるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に希釈湯弁２４が開かれて所定量の湯を加えて飲料濃度を調整する。そして顧客に提供される。また、販売されるコーヒー飲料が砂糖、クリーム等の補助原料を添加するものであるとき、抽出されたコーヒー飲料がカップ９に注がれている間に砂糖又はクリームをミキシングボウル１４に分与して湯タンク１０から湯弁２３を介して供給される湯で溶解し、供給管１４Ａを介してカップ９に注ぐことにより砂糖又はクリームの添加されたコーヒー飲料が作られて顧客に提供される。コーヒー飲料の抽出動作が終了すると、主制御部１００は抽出モータ８９を回転させてレバー８３を上昇させ、抽出ヘッド８５および円板部材８６が抽出容器８Ａと分離された状態で販売待機する。
【００２９】
上記した飲料供給装置によると、配管３Ａに並列に接続された直流ポンプ５Ａ，５Ｂを通電制御して飲料水を供給することによって適切な送水量の飲料水を抽出機８に安定して供給することができる。一般に、コーヒー飲料の抽出では、挽き豆が水分を含まない状態の抽出抵抗は小であり、蒸らし湯として少量の湯を供給すると挽き豆の粒子の軟化・膨潤が起こる。これにより、コーヒー成分が溶出しやすくなる、しかし、粒子の軟化・膨潤によって粒子間の隙間が減少し、抽出抵抗が大きくなる。この抽出抵抗は時間にほぼ比例して増加し５〜８気圧に到達する。このような理由により所要時間内で所定の量のコーヒー飲料を得るために抽出抵抗の増加に応じてポンプ５Ａ，５Ｂの送水量を増強する必要がある。具体的には、抽出開始から最初の２秒間は運転率を３０％、次の３秒間は５０〜７０％、残りの４秒間を８０〜１００％で運転するように設定することで適切な抽出動作を実行させることができる。
【００３０】
また、ポンプ５Ａ，５Ｂが規定の電圧で駆動されることによって脈動が安定し、配管内の圧力を検出する流量計の検出感度の低下が防止され、正確な流量を把握することができる。
【００３１】
上記した実施の形態では、販売要求信号に基づいて挽き豆供給装置７で挽き豆を形成し、抽出容器８Ａに供給しているが、例えば、販売待機時に予め挽き豆を形成して抽出容器８Ａに投入しておくようにしても良い。この場合には、販売動作に要する時間を短縮することができる。また、挽き豆を投入された抽出容器８Ａを抽出位置ｂに配置し、抽出ヘッド８５を抽出容器８Ａに係合させた状態で待機させても良く、この場合には、販売動作に要する時間を更に短縮することができる。また、抽出容器８Ａについても４個に限定されず、３個を１２０度間隔で配置する構成としても良い。
【００３２】
また、配管６に設けられる圧力センサ、流量計の検出信号に基づいて、表１に示す制御内容をテーブルとしてメモリ１０２に格納し、抽出制御を行うようにしても良い。
【表１】

上記した制御内容を温度・湿度条件、原料、あるいは抽出機の構成に基づいて適宜設定することによって抽出条件の最適化を図ることができる。
【００３３】
図６は、本発明の第２の実施の形態における飲料供給装置を示し、図１と同一の部分は同一の引用数字で示しているので重複する説明は省略する。挽き豆供給部７から挽き豆を供給されてコーヒー飲料を抽出する抽出機３０を有する。この抽出機３０は、シュート７Ｄを介して挽き豆を供給されるシリンダ３２、シリンダ３２内のピストン３９を昇降させるピストン駆動モータ３３、ピストン駆動モータの駆動トルクをピストン３９に伝達するトルク伝達部３４、シリンダ３２の上部に設けられ、抽出機本体に形成される図示しないガイドレールに係合するスライドガイド４０を一体的に形成したシリンダユニットＤと、シリンダ３２に係合し、配管６を介して所定の高温の湯をシリンダ３２内に供給するキャップ３７と、モータ３５の駆動トルクを伝達されてシリンダユニットＤを支点３４Ａを中心に傾斜させるとともにキャップ３７をシリンダ３２に係合させるギヤ３６を有する。シリンダユニットＤのシリンダ３２の下部には、抽出されたコーヒー飲料をカップ９に供給する飲料供給管３０Ａが取り付けられている。
【００３４】
図７は、シリンダユニットＤを示し、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。キャップ３７は、シリンダ３２への挿入時に隙間をシールするシール部材３７Ａを有し、ロッド３８によってギヤ３６と結合されている。また、ロッド３８の固定部には所定のガイドパターンを有するガイド溝ｇを形成されたガイドプレート３１が固定されており、ガイド溝ｇの下部には、シリンダ３２の側壁外部に形成された係合突起３２Ａが係合している。シュート７Ｄの下部側壁には、ピストン３９によって上方に押し上げられた抽出滓（図示せず）をピストン３９から分離させるワイパＷが設けられており、ワイパＷによって分離された抽出滓をスライドガイド４０の傾斜部Ｓに沿って落下させる。
【００３５】
このシリンダユニットＤは、モータ３５の駆動トルクをギヤ３５Ａを介して伝達してギヤ３６をｒ_１方向に駆動すると、ガイド溝ｇのガイドパターンに基づいて支点３４Ａを中心にｒ_２方向に約３０度傾斜するとともにキャップ３７がｒ_３方向に変位してシリンダ３２に挿入される。
【００３６】
図８は、トルク伝達部３４を示し、（ａ）は左側面、（ｂ）は正面、（ｃ）は右側面を示す。ピストン駆動モータ３３の駆動トルクは、ピストン駆動モータ３３の回転軸に取り付けられたギヤ３４１からギヤ３４２Ａに伝達され、ギヤ３４２Ａに同軸状に設けられるギヤ３４２Ｂに伝達され、ギヤ３４２Ｂから軸３４３に設けられるギヤ３４４Ａに伝達される。軸３４３の下部にはウォームギヤ３４４Ｂが設けられており、ギヤ３４４Ａから伝達された駆動トルクはウォームギヤ３４４Ｂから軸３４３に直交する方向に配置される軸３４５に取り付けられたギヤ３４５Ａに伝達され、ギヤ３４５Ａに同軸状に設けられるギヤ３４５Ｂに伝達される。ギヤ３４５Ｂから伝達された駆動トルクは軸３４６に取り付けられたギヤ３４６Ａに伝達され、ギヤ３４６Ａに同軸状に設けられるギヤ３４６Ｂに伝達されるとともにギヤ３４６Ａと噛合するギヤ３４７Ａに伝達され、ギヤ３４７Ａに同軸状に設けられるギヤ３４７Ｂに伝達される。ピストン３９の下部にはラック部３４８が取り付けられており、ラック部３４８の両面にはギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂが噛合している。このギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂは、ピストン駆動モータ３３の回転方向に応じた駆動トルクを伝達されると、ラック部３４８を挟持した状態で相反する方向に回転することによってピストン３９をシリンダ３２内で上下させる。
【００３７】
軸３４３に設けられるウォームギヤ３４４Ｂは、コーヒー飲料の抽出過程においてピストン３９側から圧力が加えられたときにピストン３９が下降することを防止する。
【００３８】
ピストン３９は、所定の耐圧強度を有するピストンヘッド３９Ａと、ピストンヘッド３９Ａにネジ３９Ｃによって係止され、ラック部３４８に固定されるピストンベース３９Ｂと、ピストンヘッド３９Ａに取り付けられてシリンダ３２内からコーヒー飲料を送出させる送出部３９Ｄと、ピストンヘッド３９Ａの外周部に装着されるＯリング３９Ｅと、耐腐蝕性の薄い金属板で形成されてピストンヘッド３９Ａの上部に装着されるフィルタ３９Ｆを有し、ピストンヘッド３９Ａとピストンベース３９Ｂは、ピストンヘッド３９Ａに圧力が作用しない状態で所定のクリアランスを有するように係止されている。
【００３９】
図９は、シリンダユニットＤが傾斜した状態を示し、モータ３５の回転に基づいて支点３４Ａを中心に反時計方向に傾斜するとともにキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入される。同図においては図示されないが、シリンダ３２には傾斜前にシュート７Ｄを介して所定量の挽き豆が供給される。
【００４０】
図１０（ａ）から（ｈ）は、第２の実施の形態におけるコーヒー飲料の抽出動作を簡略的に示す。
図１０（ａ）は、挽き豆の供給工程を示し、シリンダユニットＤは垂直状態にあり、挽き豆供給部７（図示せず）から供給される挽き豆Ｐはシュート７Ｄを介してシリンダ３２に供給される。
【００４１】
図１０（ｂ）は、抽出準備工程の第１の状態を示し、シリンダ３２に挽き豆が供給されると、モータ３５が通電されてシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に回動する。
【００４２】
図１０（ｃ）は、抽出準備工程の第２の状態を示し、シリンダユニットＤの傾斜に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入され、モータ３５の駆動が停止される。
【００４３】
図１０（ｄ）は、抽出工程の第１の状態を示し、キャップ３７がシリンダ３２に挿入されると、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９を矢印方向に上昇させて挽き豆を圧縮する。圧縮量上限まで圧縮されるとピストン３９がロックし、ピストン駆動モータ３３の電流値に変化が生じる。この電流値の変化に基づいてピストン駆動モータ３３の通電が停止される。このようにすることで挽き豆に湯を均一に浸透させることが可能になる。圧縮後、配管６を介してシリンダ３２の内部に湯が供給される。
【００４４】
図１０（ｅ）は、抽出工程の第２の状態を示し、湯の供給後にモータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２内に更に挿入され、このことによってコーヒー飲料を含んだ抽出滓が絞られる。キャップ３７の挿入によってピストン３９に圧力が加わると、ピストンヘッド３９Ａが圧力作用方向に移動し、この移動に基づいてピストンベース３９Ｂとの間に設けられるＯリング３９Ｅが弾性変形してピストン３９とシリンダ３２に圧接することによってシリンダ３２の気密が保持される。シリンダ３２内に供給された湯は、挽き豆を通過する際にコーヒー成分を溶解してコーヒー飲料となり、飲料供給管３０Ａを介してカップ９（図示せず）に注がれる。
【００４５】
図１０（ｆ）は、シリンダ３２に空気を吸引する吸引工程を示し、抽出湯弁２２を開放して配管６を大気圧とした後、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９をシリンダ３２内で上昇させた後に下降させる。ピストン３９の上昇動作によって抽出滓の液体分が絞り込まれ、続くピストン３９の下降動作によってシリンダ３２内に空気が吸引される。
【００４６】
図１０（ｇ）は、飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の除去工程を示し、シリンダ３２内に空気を吸引した後、ピストン３９を再び上昇させることによってシリンダ３２内の空気が飲料供給管３０Ａに残留したコーヒー飲料の液体分とともに放出される。
【００４７】
図１０（ｈ）は、抽出滓Ａの廃棄工程を示し、モータ３５が通電されてキャップ３７がシリンダ３２から分離する。この分離動作に同期してシリンダユニットＤが矢印方向に回動する。また、シリンダ３２内に残留した抽出滓Ａは、ピストン３９の上昇動作に基づいて押し上げられ、シュート７Ｄの下部側壁に設けられたワイパＷによってかき落とされてピストン３９から分離される。分離された抽出滓Ａは矢印で示すように落下して滓バケツ（図示せず）に入る。
【００４８】
上記した飲料供給装置によると、１つの抽出容器でコーヒー飲料の抽出動作を行うことで抽出機を小型化できるとともに、抽出時の挽き豆の圧縮量や滓廃棄のタイミングを個別に制御することができ、抽出条件設定時の自由度が大になる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の飲料供給装置によると、配管を分岐した複数の配管に設けられて交互に駆動されることにより抽出機の方向へ飲料水あるいは湯を送水する複数の直流ポンプと、複数の直流ポンプの運転率、駆動タイミング等の駆動条件を制御して抽出機の方向へ送水される飲料水あるいは湯の脈動を抑制するようにしたため、送水量の調節が容易で、安定した送水特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置を示す説明図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の斜視図
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る抽出機の断面図
（ｂ）は、挽き豆供給位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、抽出位置における抽出容器の断面図
（ｃ）は、滓廃棄位置における抽出容器の断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置の制御ブロック
【図５】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るポンプの運転制御の説明図
（ｂ）は、ポンプの運転に基づいて発生する圧力波形を示す説明図
（ｃ）は、ポンプの運転に基づいて発生する圧力波形を示す説明図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る飲料供給装置のタイミングチャート
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る飲料供給装置の説明図
【図８】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の正面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の背面図
【図９】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の正面図
（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の説明図
【図１１】（ａ）から（ｈ）は、本発明の第２の実施の形態に係る抽出機の動作を示す説明図
【図１２】従来の飲料供給装置を示す説明図
【図１３】（ａ）は、従来のポンプを示す断面図
（ｂ）は、従来のポンプを示す断面図
（ｃ）は、従来のポンプの通電状態を示す断面図
【図１４】従来のポンプの運転制御の説明図
【符号の説明】
１，取水管
１Ａ，取水弁
２，シスターン
２Ａ，フロートスイッチ
３Ａ，配管
３Ｂ，配管
４，ボイラー
４Ａ，電源部
４Ｂ，水位センサ
４Ｃ，温度センサ
５，交流電磁ポンプ
５Ａ，直流電磁ポンプ
５Ｂ，直流電磁ポンプ
６，配管
７，挽き豆供給部
７Ａ，豆貯蔵容器
７Ｂ，コーヒーミル
７Ｃ，ミルモータ
７Ｄ，シュート
８，抽出機
８Ａ，抽出容器
８Ｂ，飲料供給管
８Ｃ，回転軸
８Ｄ，移動モータ
８Ｅ，孔
９，カップ
１０，湯タンク
１０Ａ，電源部
１０Ｂ，フロートスイッチ
１０Ｃ，熱交換コイル
１０Ｄ，湯温センサ
１１，砂糖容器
１２，クリーム容器
１３，シュート
１４，ミキシングボウル
１４Ａ，供給管
１５，配管
１６，配管
１７，滓バケツ
１８，排水バケツ
１９，流量計
２０，電磁弁
２１，逆止弁
２２，抽出湯弁
２３，湯弁
２４，湯弁
２５，圧力センサ
２６，空気弁
３０，抽出機
３０Ａ，飲料供給管
３１，ガイドプレート
３２，シリンダ
３３，ピストン駆動モータ
３４，トルク伝達部
３４Ａ，支点
３５，モータ
３５Ａ，ギヤ
３６，ギヤ
３６Ａ，回転軸
３７，キャップ
３８，ロッド
３９，ピストン
３９Ａ，ピストンヘッド
３９Ｂ，ピストンベース
３９Ｃ，ネジ
３９Ｄ，送出部
３９Ｅ，Ｏリング
３９Ｆ，フィルタ
４０，スライドガイド
５１，流入部
５２Ａ，第１逆止ボール
５２Ｂ，第２逆止ボール
５３，隔壁部
５３Ａ，通過孔
５４，押えバネ
５５，巻線固定フランジ
５６，送水バネ
５７，プランジャ
５８，巻線
５８Ａ，ダイオード
５９，流出部
８０，基部
８１，滓廃棄孔
８２，ピン
８３，レバー
８４，ピン
８５，抽出ヘッド
８５Ａ，シール部材
８５ａ，拡散板
８５ｂ，フィルタ
８５ｃ，ガスケット
８６，円板部材
８７，レバー
８８，クランク円板
８９，抽出モータ
８９Ａ，回転軸
１００，主制御部
１０１，販売制御部
１０２，メモリ
１０３，タイマー
３４１，ギヤ
３４２Ａ，ギヤ
３４２Ｂ，ギヤ
３４３，軸
３４４Ａ，ギヤ
３４４Ｂ，ウォームギヤ
３４５，軸
３４５Ａ，ギヤ
３４５Ｂ，ギヤ
３４６，軸
３４６Ａ，ギヤ
３４６Ｂ，ギヤ
３４７Ａ，ギヤ
３４７Ｂ，ギヤ
３４８，ラック部
Ａ，抽出滓
Ｄ，シリンダユニット
Ｗ，ワイパ
Ｐ，挽き豆
ｇ，ガイド溝
Ｓ，傾斜部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beverage supply device, and more particularly to a beverage supply device that can supply hot water for extraction at an appropriate flow rate according to the extraction state of a coffee beverage.
[0002]
[Prior art]
As a conventional beverage supply device, there is one that supplies coffee beans pulverized to a predetermined particle size to an extractor, supplies predetermined hot water pressurized by a pump to the extractor, and extracts coffee beverages at a high pressure. .
[0003]
FIG. 12 shows a conventional beverage supply apparatus, a cistern 2 connected to a water intake pipe 1, a boiler 4 supplied with drinking water from the cistern 2 via a pipe 3A, and a drinking water provided in the pipe 3A. An AC electromagnetic pump (hereinafter referred to as an AC pump) 5 that is supplied under pressure, a ground bean supply unit 7 that pulverizes coffee beans to a predetermined particle size to form ground beans, and a predetermined supply supplied from the ground bean supply unit 7 The ground bean of the grain size is extracted with hot water supplied from the boiler 4 via the pipe 6 to produce a coffee drink, and is supplied to the cup 9 via the drink supply pipe 8B, and from the systern 2 to the pipe 3B A hot water tank 10 that heats drinking water supplied via the hot water and stores it as hot water of a predetermined temperature, a sugar container 11 that stores sugar, a cream container 12 that stores cream, and a chute 13 that contains sugar and cream Generated in the mixing bowl 14, the pipe 15 for supplying hot water from the hot water tank 10 to the mixing bowl 14, the pipe 16 for supplying hot water from the hot water tank 10 to the cup 9, and the extractor 8. Depending on the flow rate of drinking water provided in the coffee bucket 17 for receiving the coffee beans extracted, the drain bucket 18 disposed in the lower part of the cup 9, the intake valve 1A provided with the intake pipe 1, and the pipe 3A A flow meter 19 for generating a flow signal, a solenoid valve 20 provided in the pipe 3B, a check valve 21 provided in the pipe 3A downstream of the pump 5, and an extraction hot water valve provided in the pipe 6 downstream of the boiler 4 22, a hot water valve 23 provided in the pipe 15, and a hot water valve 24 provided in the pipe 16.
[0004]
The cistern 2 has a float switch 2A that detects a change in the level of the stored drinking water and generates a water level lowering signal when the drinking water level falls below a predetermined level. Boiler 4 has a power supply unit 4A supplies current to the heater of H ₂ for water heating, and water level sensor 4B for detecting the water level drop in the internal boiler, the temperature sensor 4C for detecting the water temperature inside the boiler, the water level The sensor 4B is provided with a pair of electrodes at a predetermined water level, and detects a drop in water level based on the fact that the electrodes are electrically connected while being immersed in hot water and become non-energized when exposed from the hot water surface. The pump 5 supplies drinking water by a plunger that reciprocates based on a magnetic force generated by supplying an AC current of 50/60 Hz to a coil provided on the outer periphery of the pump and a biasing force of a spring built in the pump body. Pump in the direction. The ground bean supply unit 7 includes a bean storage container 7A for storing coffee beans, a coffee mill 7B for crushing coffee beans with a crushing blade (not shown) that rotates at high speed, and a mill motor that rotates the crushing blades of the coffee mill 7B. 7C and a chute 7D that receives ground beans crushed by the coffee mill 7B and guides them in a predetermined falling direction. The extractor 8 has a plurality of extraction containers 8A for receiving ground beans supplied from the coffee mill 7. Float hot water tank 10, in which the power supply unit 10A for supplying a current to the heater H ₁ for water heating, to detect a change in water level of the hot water in the tank, to generate a drawdown signal when it becomes less than a predetermined level A switch 10B and a hot water temperature sensor 10D for generating a temperature detection signal corresponding to the hot water temperature in the tank are provided. The extraction hot water valve 22 is connected to a pipe (not shown) connected to the drain bucket 18 on the open side branched from the pipe 6.
[0005]
FIG. 13 shows a cross section of the pump 5, where (a) is a non-energized state and (b) is a energized state. (C) has shown the state of (a) and (b) on the AC100V waveform. The pump 5 is located between an inflow portion 51 for introducing drinking water from the cistern, a first check ball 52A provided in the vicinity of the inflow portion 51, and a partition wall portion 53 provided in the main body. The plunger 57 is positioned between the presser spring 54 that urges the stop ball 52A in the drinking water inflow direction, the plunger 57 built in the downstream side of the partition wall portion 53, and the partition wall portion 53, and the outflow direction of the drinking water. A water supply spring 56 that biases the second check ball 52B in the plunger 57, a presser spring 54 that biases the second check ball 52B in the plunger 57 in the inflow direction of the drinking water, A winding 58 wound around the outer peripheral portion with a predetermined number of turns, a winding fixing flange 55 for fixing the winding 58 to the main body, an outflow portion 59 through which drinking water flows out, and the winding 58 are connected. A diode 58A is included. The diode 58A is configured to pass a current on the (+) side of AC 100V.
[0006]
In the non-energized state shown in FIG. 13A, the winding 58 is de-energized by applying a voltage in the opposite direction to the polarity of the diode 58 A, and the plunger 57 is biased toward the outflow portion by the water supply spring 56. The
[0007]
In the non-energized state shown in FIG. 13B, the winding 58 is energized by applying a forward voltage to the polarity of the diode 58A, and the plunger 57 is moved by the magnetic force generated based on this energization. As a result, the volume from the plunger 57 to the partition wall 53 decreases, and the pressurized drinking water is pumped from the outflow part 59 to the downstream side.
[0008]
FIG. 14 shows the energization waveform and the pressure waveform of drinking water when the operation control rate of the pump 5 is 100% and 50%, and the beverage that is pumped by cutting the half wave of the AC100V waveform based on the above-described configuration. Predetermined pulsations occur in the water. In general, when hot water of 90 degrees or more is pumped by a pump, problems such as negative pressure generated on the inflow side of the pump, generation of bubbles due to this, and generation of cavitation based on reciprocating movement of the plunger occur. In order to avoid these problems, the water supplied to the boiler 4 is pressurized and supplied to the extractor 8 as predetermined high-pressure hot water. The pumping amount is controlled by changing the frequency.
[0009]
In the beverage supply apparatus configured as described above, for example, when there is a sales request for an espresso coffee drink, the pump 5 pressurizes the drinking water stored in the cistern 2 and supplies the pressurized water to the boiler 4. Heater H ₂ provided in the boiler 4 is energized on the basis of the sale request to generate hot water of 90-95 ° C. by heating the drinking water. The ground bean supply unit 7 forms ground coffee beans according to the sales request and supplies the ground coffee beans to the extraction container 8A of the extractor 8 through the chute 7D. An espresso coffee drink is extracted by pressurizing hot water from the boiler 4 through the pipe 6 to the extraction container 8A. The extracted espresso coffee drink is supplied to the cup 9 through the drink supply pipe 8B.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional beverage supply device, when the frequency of the voltage applied to the AC electromagnetic pump is changed, the performance obtained at the specified frequency is not proportional to the change amount of the frequency, and thus it is difficult to adjust to the desired water supply amount. There is a problem.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a beverage supply device that can easily adjust the amount of water supply and can obtain stable water supply characteristics.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention supplies hot water obtained by heating drinking water to an extractor via a pipe, and extracts ground beans of a predetermined particle size supplied to the extractor with the hot water. In a beverage supply device for producing a coffee beverage,
A plurality of direct current pumps for supplying the drinking water or the hot water to the direction of the extractor by being alternately driven by being provided in a plurality of piping branched from the piping;
In order to obtain a predetermined amount of the coffee beverage within a required time based on a flow rate signal output from a flow rate sensor provided in the piping, such as operation rates and drive timings of the plurality of DC pumps. Beverages having control means for suppressing the pulsation of the drinking water or hot water fed to the direction of the extractor by controlling the operation rate to increase the amount of water delivered by the DC pump according to the increase in extraction resistance A supply device is provided.
[0012]
According to the beverage supply device described above, the pulsation change when the flow rate is changed can be reduced by connecting a plurality of DC pumps in parallel with the drinking water and pumping the drinking water, enabling stable water feeding. Become.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the beverage supply apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows the beverage supply apparatus according to the first embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. Direct current electromagnetic pumps (hereinafter referred to as direct current pumps) 5A and 5B are connected in parallel to a pipe 3A for supplying drinking water from the systern 2 to the boiler 4, and a heat exchange coil 10C is provided downstream of the direct

current pumps

5A and 5B. It is immersed in the hot water of the hot water tank 10. The length of the heat exchange coil 10 C immersed in the hot water is about 10 m, and the drinking water that has flowed into the coil from the lower part of the hot water tank 10 flows out to the boiler 4 from the upper part of the hot water tank. Water amount of the hot water tank 10 12 liters output of the heater _{H 1} is 1 kw. Water amount of the boiler 4 is about 1 liter, the output of the heater _{H 2} is 0.35 kW. Further, the pipe 3A has a pressure sensor 25 that generates a pressure signal corresponding to the pressure in the pipe, and an air valve 26 for removing the air remaining in the pipe.
[0015]
Moreover, in the drink supply apparatus of the said structure, in order to demonstrate easily, the cup supply part which supplies the cup 9, the power supply part which supplies an electric current to pump 5A, 5B, the power supply part which supplies an electric current to the mill motor 7C, a cup The components such as a stirrer that stirs the beverage in 9, a pipe for cold beverage, and a raw material storage unit are not shown.
[0016]
FIG. 2 shows the extractor 8, a base portion 80 on which four extraction containers 8 A are mounted, a waste disposal hole 81 opened at a waste disposal position of the base portion 80, and a vertical portion of the base portion 80 by a pin 82. A lever 83 that is supported by the pin 83, an extraction head 85 that is pivotally supported by a pin 84 at a substantially intermediate portion of the lever 83, and a disk member 86 that is pivotally supported by the pin 84 at the tip of the lever 83. And a lever 87 coupled to the lever 83 by a pin 84 and rotatably connected to a crank disc 88 of the drive system, and an extraction motor 89 for driving the crank disc 88 fixed to the rotary shaft 89A. The pipe 6 is connected to the extraction head 85. The disk member 86 is formed by fixing a soft elastic member substantially equal to the inner diameter of the extraction container 8A to the rod member. The four extraction containers 8A are fixed to the stay 8B at intervals of 90 degrees, and the rotating shaft 8C of the moving motor 8D is fixed to the stay 8B. When the moving motor 8D is driven counterclockwise, the extraction container 8A moves in the order of the ground bean supply position (position a), the extraction position (position b), the waste disposal position (position c), and the standby position (position d). . The ground bean supply position a is provided with a hole 8 E for supplying a coffee beverage extracted through the base 80.
[0017]
FIG. 3 (a) shows a cross section along line aa in FIG. 2, and an extraction container 8A to which ground beans are supplied is arranged at the extraction position b, and the extraction container containing the extraction straw at the waste disposal position c. 8A is arranged. In this state, when the extraction motor 89 is driven to rotate the crank disc 88 from the top dead center (position indicated by the dotted line) to the bottom dead center, the lever 83 rotates in the b direction around the pin 82, and extraction is performed. The head 85 and the disk member 86 are disposed at the illustrated positions. The engaging portion of the extraction head 85 is provided with a diffusion plate 85a for diffusing hot water supplied from the pipe 6 (not shown), and a filter 85b is provided at the extraction position b of the base 80. The filter 85b is formed by providing a plurality of minute holes through which a ground bean grain does not pass through a thin corrosion-resistant metal plate.
[0018]
FIG. 3B shows the extraction container 8A at the ground bean supply position a in the state shown in FIG. 3A, and a predetermined amount of ground beans is supplied into the container through the chute 7D.
[0019]
FIG. 3C shows the extraction container 8A at the extraction position b in the state shown in FIG. 3A. When the extraction head 85 is engaged with the extraction container 8A, the gap between the extraction head 85 and the extraction container 8A is sealed by the seal member 85A. Is sealed. In addition, the extraction container 8A is hermetically sealed by sealing the gasket 85c embedded in the base 80 and the lower part of the container by pressure contact. Thereafter, hot water is supplied from the pipe 6 and diffused by the diffusion plate 85a to extract the coffee beverage. The extracted coffee beverage is separated from the extraction basket by the filter 85b provided in the base 80, and sent out from the hole 8E.
[0020]
FIG. 3D shows the extraction container 8A at the waste disposal position c in the state shown in FIG. 3A, and the extraction container A accommodated in the extraction container 8A is pushed out from the hole 81 by the disc member 86. .
[0021]
FIG. 4 shows a control block of the beverage supply device, which is input from the sales control unit 101, the flow meter 19, the pressure sensor 25, the cistern float switch 2A, the hot water tank float switch 10A, the boiler water level sensor 4B, and the temperature sensor 4C. The time is measured by counting the clocks generated by the main control unit 101 that controls each unit based on the signal to be transmitted, the memory 102 that stores the control data of each unit of the beverage supply device, and the reference clock generation unit (not shown). Timer 103 to be used.
[0022]
FIG. 5A shows energization waveforms when the operation control rates of the

pumps

5A and 5B are 100% and N%, and a rectangular wave of DC 24V is generated from the

pumps

5A and 5B based on the energization signal output from the main control unit 100. Are applied alternately. In the figure, R is the time per 1 Hz, and S is the energization time. By changing S from 0 to 1/2 without changing R, the flow rate of water fed from the

pumps

5A and 5B can be changed from 0 to 100%. From the practical aspect of coffee extraction, the ability of the

pumps

5A and 5B is limited to about 30%. In this way, when the

pumps

5A and 5B are connected to the pipe 3A in parallel by DC, a pump having the same pressure resistance with half the water supply capacity when connecting to the pipe 3A alone is used.
[0023]
FIG. 5B shows the pressure waveform of drinking water at an operation control rate of 100%, regular pulsations are obtained by the

pumps

5A and 5B, and drinking water with a stable flow rate can be supplied.
[0024]
FIG. 5C shows the pressure waveform of the drinking water at the operation control rate N%, and regular pulsations are obtained by the

pumps

5A and 5B as in the case of the operation control rate 100%.
FIG. 6 is a timing chart of the beverage supply device. When a coffee sales request signal is output from the sales control unit 101 to the main control unit 100, the main control unit 100 outputs an energization signal to the power supply unit of the mill motor 7C. . Based on this energization signal, the mill motor 7C rotates, and the coffee beans supplied from the bean storage container 7A are pulverized by the coffee mill 7B to form ground beans. Also, a cup is dispensed from the cup supply device. The ground beans are weighed by a measuring instrument (not shown), and when a predetermined measured value is reached, an energization stop signal is output to the main control unit 100 to stop the rotation of the mill motor 7C. A predetermined amount of ground beans formed by the ground bean supply unit 7 is put into an extraction container 8A arranged at a ground bean supply position a of the extractor 8 through a chute 7D. After the ground beans are charged, the moving motor 8D is driven and the four extraction containers 8A rotate 90 degrees counterclockwise. Based on this rotation, the extraction container 8A charged with ground beans at the ground bean supply position a is at the extraction position b, the extraction container 8A with the extraction basket A is at the straw disposal position c, and the empty extraction container 8A is at ground supply. Each moves to position a. After the movement, the main control unit 100 drives the extraction motor 89 to lower the lever 83. As a result, the disc member 86 is inserted into the extraction container 8A at the waste disposal position c, and the extraction basket A is pushed out through the hole 81. Further, the extraction head 25 is airtightly engaged with the extraction container 8A at the extraction position b, and the hot water pressurized by the

pumps

5A and 5B with the extraction hot water valve 22 opened is extracted via the pipe 6 to the extraction container 8A. To be supplied.
[0026]
When the temperature of the drinking water supplied from the cistern 2 is 10 ° C., the hot water tank 10 supplies 3 g / min of 80 g of hot water having a temperature 6 ° C. lower than the temperature of the hot water tank 10 to the boiler 4 via the heat exchange coil 10C. It has a heat storage property that can supply 25 cups continuously. The hot water temperature in the hot water tank 10 is maintained at about 80 to 85 ° C. by controlling the energization of the heater H ₁ based on the temperature detection signal output from the hot water temperature sensor 10D. When the drinking water of 10 ° C. supplied from the cistern 2 is heated to 85 ° C. by passing through the heat exchange coil 10C, the temperature rise in the heat exchange coil 10C is 75 ° C. and converted to 25 cups of heat energy. Then, it is 1.26 kw in terms of 150 kcal and heater output. The time required to sell 25 consecutive cups is about 8.3 minutes. From this, when the hot water temperature of the hot water tank 10 is about 80 to 85 ° C., hot water at about 74 ° C. can be supplied to the boiler 25 continuously without energizing the heater H ₁ . The power supply to the heater H _1, for example, can be carried out at the point of sale standby sales operation is not performed, or the time set by the timer 103 built in the main control unit 100.
[0027]
The heater H ₂ provided in the boiler 4 can raise 80 g of drinking water by about 15 to 16 ° C. with a heat generation efficiency of 75%, and thereby heat about 74 ° C. hot water supplied from the hot water tank 10 to 89 ° C. It is heated to ˜90 ° C. and supplied to the extraction container 8 A of the extractor 8 through the pipe 6.
[0028]
The hot water supplied to the extraction container 8A dissolves the coffee components when passing through the ground beans to become a coffee drink, and is poured into the cup 9 via the beverage supply pipe 8B. When the flow signal input from the flow meter 19 reaches a predetermined value, the main control unit 100 stops the pump 5 and closes the extraction hot water valve 22. When the coffee beverage to be sold is a black coffee beverage, the diluted hot water valve 24 is opened while the extracted coffee beverage is poured into the cup 9, and a predetermined amount of hot water is added to adjust the beverage concentration. And offered to customers. In addition, when the coffee beverage to be sold is one in which auxiliary ingredients such as sugar and cream are added, sugar or cream is dispensed to the mixing bowl 14 while the extracted coffee beverage is poured into the cup 9. The hot water supplied from the hot water tank 10 through the hot water valve 23 is melted and poured into the cup 9 through the supply pipe 14A, whereby a coffee beverage to which sugar or cream is added is made and provided to the customer. When the coffee beverage extraction operation is completed, the main control unit 100 rotates the extraction motor 89 to raise the lever 83, and waits for sale with the extraction head 85 and the disk member 86 separated from the extraction container 8A.
[0029]
According to the beverage supply apparatus described above, the drinking water is supplied stably by supplying the drinking water by controlling the energization of the DC pumps 5A and 5B connected in parallel to the pipe 3A. be able to. Generally, in the extraction of coffee beverages, the extraction resistance when ground beans do not contain moisture is small, and when a small amount of hot water is supplied as steaming water, the particles of ground beans are softened and swollen. Thereby, the coffee component is easily eluted, but the gap between the particles is reduced by the softening and swelling of the particles, and the extraction resistance is increased. This extraction resistance increases almost in proportion to time and reaches 5 to 8 atmospheres. For this reason, in order to obtain a predetermined amount of coffee drink within the required time, it is necessary to increase the water supply amount of the

pumps

5A and 5B in accordance with the increase in extraction resistance. Specifically, appropriate extraction is performed by setting the operation rate to be 30% for the first 2 seconds from the start of extraction, 50 to 70% for the next 3 seconds, and 80 to 100% for the remaining 4 seconds. The action can be executed.
[0030]
In addition, the pulsation is stabilized by driving the

pumps

5A and 5B at a specified voltage, and a decrease in detection sensitivity of the flow meter for detecting the pressure in the pipe is prevented, so that an accurate flow rate can be grasped.
[0031]
In the above-described embodiment, ground beans are formed by the ground bean supply device 7 based on the sales request signal and supplied to the extraction container 8A. You may make it throw in. In this case, the time required for the sales operation can be shortened. Alternatively, the extraction container 8A filled with ground beans may be placed at the extraction position b, and the extraction head 85 may be put on standby with the extraction container 8A engaged. In this case, the time required for the sales operation may be reduced. Further shortening is possible. Further, the number of extraction containers 8A is not limited to four, and three may be arranged at intervals of 120 degrees.
[0032]
Moreover, based on the detection signal of the pressure sensor and flow meter provided in the piping 6, the control content shown in Table 1 may be stored in the memory 102 as a table, and extraction control may be performed.
[Table 1]

By appropriately setting the above control contents based on the temperature / humidity conditions, the raw materials, or the configuration of the extractor, the extraction conditions can be optimized.
[0033]
FIG. 6 shows a beverage supply apparatus according to the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. It has an extractor 30 that is supplied with ground beans from the ground bean supply unit 7 and extracts a coffee beverage. The extractor 30 includes a cylinder 32 to which ground beans are supplied via a chute 7D, a piston drive motor 33 that raises and lowers a piston 39 in the cylinder 32, and a torque transmission unit 34 that transmits a drive torque of the piston drive motor to the piston 39. The cylinder unit D is integrally formed with a slide guide 40 that is provided at the upper part of the cylinder 32 and engages with a guide rail (not shown) formed on the extractor body, and is engaged with the cylinder 32 through the pipe 6. A cap 37 for supplying hot water of a predetermined temperature into the cylinder 32 and a gear 36 for transmitting the driving torque of the motor 35 to incline the cylinder unit D around the fulcrum 34A and to engage the cap 37 with the cylinder 32 are provided. . A beverage supply pipe 30 A for supplying the extracted coffee beverage to the cup 9 is attached to the lower portion of the cylinder 32 of the cylinder unit D.
[0034]
FIG. 7 shows the cylinder unit D, where (a) shows the front side and (b) shows the back side. The cap 37 has a seal member 37 A that seals the gap when inserted into the cylinder 32, and is coupled to the gear 36 by a rod 38. A guide plate 31 having a guide groove g having a predetermined guide pattern is fixed to the fixed portion of the rod 38, and an engagement formed outside the side wall of the cylinder 32 is provided below the guide groove g. The protrusion 32A is engaged. The lower side wall of the chute 7D is provided with a wiper W that separates the extraction rod (not shown) pushed upward by the piston 39 from the piston 39. The extraction rod separated by the wiper W is attached to the slide guide 40. It is dropped along the inclined part S.
[0035]
The cylinder unit D, when the driving torque of the motor 35 is transmitted through the gear 35A to drive the gear 36 to r ₁ direction, approximately around the fulcrum 34A based on the guide pattern of the guide grooves g in r ₂ directions 30 cap 37 as well as degrees tilt is inserted into the cylinder 32 is displaced in the r ₃ direction.
[0036]
8A and 8B show the torque transmission unit 34, where FIG. 8A shows the left side, FIG. 8B shows the front, and FIG. 8C shows the right side. The drive torque of the piston drive motor 33 is transmitted from the gear 341 attached to the rotation shaft of the piston drive motor 33 to the gear 342A, transmitted to the gear 342B provided coaxially with the gear 342A, and provided from the gear 342B to the shaft 343. Transmitted to the gear 344A. A worm gear 344B is provided below the shaft 343, and the driving torque transmitted from the gear 344A is transmitted from the worm gear 344B to a gear 345A attached to a shaft 345 disposed in a direction orthogonal to the shaft 343, and the gear 345A is transmitted. Is transmitted to a gear 345B provided coaxially. The driving torque transmitted from the gear 345B is transmitted to the gear 346A attached to the shaft 346, transmitted to the gear 346B provided coaxially with the gear 346A, and transmitted to the gear 347A meshing with the gear 346A, to the gear 347A. It is transmitted to a gear 347B provided coaxially. A rack portion 348 is attached to the lower portion of the piston 39, and gears 346B and 347B are engaged with both surfaces of the rack portion 348. When the gears 346B and 347B receive a driving torque corresponding to the rotational direction of the piston drive motor 33, the gears 346B and 347B rotate in opposite directions while sandwiching the rack portion 348, thereby moving the piston 39 up and down in the cylinder 32. .
[0037]
The worm gear 344B provided on the shaft 343 prevents the piston 39 from descending when pressure is applied from the piston 39 side in the coffee beverage extraction process.
[0038]
The piston 39 includes a piston head 39A having a predetermined pressure strength, a piston base 39B that is locked to the piston head 39A by a screw 39C, and fixed to the rack portion 348, and is attached to the piston head 39A and is connected to the coffee from the cylinder 32. A delivery part 39D for delivering a beverage; an O-ring 39E attached to the outer periphery of the piston head 39A; and a filter 39F formed of a corrosion-resistant thin metal plate and attached to the upper part of the piston head 39A. The piston head 39A and the piston base 39B are locked so as to have a predetermined clearance in a state where no pressure acts on the piston head 39A.
[0039]
FIG. 9 shows a state in which the cylinder unit D is inclined. Based on the rotation of the motor 35, the cylinder unit D is inclined counterclockwise around the fulcrum 34 A and the cap 37 is lowered and inserted into the cylinder 32. Although not shown in the figure, a predetermined amount of ground beans is supplied to the cylinder 32 via the chute 7D before tilting.
[0040]
FIGS. 10A to 10H simply show the coffee beverage extraction operation according to the second embodiment.
FIG. 10 (a) shows the ground bean supply process, the cylinder unit D is in a vertical state, and the ground bean P supplied from the ground bean supply unit 7 (not shown) is transferred to the cylinder 32 via the chute 7D. Supplied.
[0041]
FIG. 10 (b) shows the first state of the extraction preparation process. When ground beans are supplied to the cylinder 32, the motor 35 is energized and the cylinder unit D rotates counterclockwise around the fulcrum 34A. To do.
[0042]
FIG. 10C shows a second state of the extraction preparation step. The cap 37 is lowered and inserted into the cylinder 32 in synchronization with the inclination of the cylinder unit D, and the drive of the motor 35 is stopped.
[0043]
FIG. 10D shows the first state of the extraction process. When the cap 37 is inserted into the cylinder 32, the piston drive motor 33 is energized to raise the piston 39 in the direction of the arrow and compress the ground beans. . When compressed to the upper limit of the compression amount, the piston 39 is locked, and the current value of the piston drive motor 33 changes. Energization of the piston drive motor 33 is stopped based on the change in the current value. By doing in this way, it becomes possible to make hot water penetrate into the ground beans uniformly. After compression, hot water is supplied into the cylinder 32 via the pipe 6.
[0044]
FIG. 10 (e) shows a second state of the extraction process. After the hot water is supplied, the motor 35 is energized, and the cap 37 is further inserted into the cylinder 32, whereby the extraction basket containing the coffee drink is squeezed. It is done. When pressure is applied to the piston 39 by the insertion of the cap 37, the piston head 39A moves in the pressure acting direction, and based on this movement, the O-ring 39E provided between the piston base 39B is elastically deformed and the piston 39 and the cylinder are The cylinder 32 is kept airtight by being pressed against the cylinder 32. The hot water supplied into the cylinder 32 dissolves the coffee components when passing through the ground beans to become a coffee beverage, and is poured into the cup 9 (not shown) through the beverage supply pipe 30A.
[0045]
FIG. 10 (f) shows a suction process for sucking air into the cylinder 32. After the extraction hot water valve 22 is opened and the pipe 6 is set to atmospheric pressure, the piston drive motor 33 is energized to place the piston 39 in the cylinder 32. Raise and then lower. As the piston 39 moves up, the liquid in the extraction tub is squeezed, and as the piston 39 moves down, air is sucked into the cylinder 32.
[0046]
FIG. 10 (g) shows a process for removing the coffee beverage remaining in the beverage supply pipe 30A. After sucking air into the cylinder 32, the piston 39 is raised again, so that the air in the cylinder 32 is changed into the beverage supply pipe 30A. It is discharged together with the liquid content of the coffee beverage remaining in the water.
[0047]
FIG. 10 (h) shows the disposal process of the extraction basket A. The motor 35 is energized and the cap 37 is separated from the cylinder 32. In synchronization with this separation operation, the cylinder unit D rotates in the direction of the arrow. The extraction rod A remaining in the cylinder 32 is pushed up based on the upward movement of the piston 39, scraped off by the wiper W provided on the lower side wall of the chute 7D, and separated from the piston 39. The separated extraction basket A falls as indicated by an arrow and enters a basket bucket (not shown).
[0048]
According to the beverage supply apparatus described above, the extraction machine can be downsized by performing the extraction operation of the coffee beverage in one extraction container, and the amount of ground beans compressed during extraction and the timing of discarding the straw can be individually controlled. This increases the degree of freedom when setting the extraction conditions.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the beverage supply device of the present invention, a plurality of direct current pumps for supplying drinking water or hot water to the direction of the extractor by being alternately driven by being provided in a plurality of piping branched from the piping, Controlling the driving conditions such as the operation rate and driving timing of multiple DC pumps to suppress the pulsation of drinking water or hot water sent in the direction of the extractor. Characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a beverage supply apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an extractor according to the first embodiment of the present invention. The sectional view (b) of the extractor according to the first embodiment of the present invention is the sectional view (c) of the extraction container at the ground bean supply position. The sectional view (c) of the extraction container at the extraction position is: FIG. 4 is a cross-sectional view of an extraction container at a waste disposal position. FIG. 4 is a control block of a beverage supply device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A is a diagram according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6B is an explanatory diagram showing the pressure waveform generated based on the operation of the pump, and FIG. 6C is an explanatory diagram showing the pressure waveform generated based on the operation of the pump. FIG. 7 is a timing chart of the beverage supply apparatus according to the first embodiment of the present invention. Explanatory drawing of the drink supply apparatus which concerns on FIG. 8 (a) is a front view of the extractor which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (b) is extraction which concerns on 2nd Embodiment of this invention FIG. 9A is a side view of the torque transmission unit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a side view of the torque transmission unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10C is a side view of the torque transmission unit according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram of the extractor according to the second embodiment of the present invention. ) To (h) are explanatory views showing the operation of the extractor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12 is an explanatory view showing a conventional beverage supply apparatus. FIG. Sectional view (b) showing a pump is a sectional view (c) showing a conventional pump. Sectional view showing an energization state of a conventional pump. Akirazu DESCRIPTION OF SYMBOLS
1, intake pipe 1A, intake valve 2, systern 2A, float switch 3A, pipe 3B, pipe 4, boiler 4A, power supply 4B, water level sensor 4C, temperature sensor 5, AC electromagnetic pump 5A, DC electromagnetic pump 5B, DC electromagnetic Pump 6, pipe 7, ground bean supply section 7A, bean storage container 7B, coffee mill 7C, mill motor 7D, chute 8, extractor 8A, extraction container 8B, beverage supply pipe 8C, rotating shaft 8D, moving motor 8E, hole 9 , Cup 10, hot water tank 10A, power supply unit 10B, float switch 10C, heat exchange coil 10D, hot water temperature sensor 11, sugar container 12, cream container 13, chute 14, mixing bowl 14A, supply pipe 15, pipe 16, pipe 17 , Bucket 18, drain bucket 19, flow meter 20, solenoid valve 21, check valve 22, hot water valve 23, hot water valve 24, hot water valve 25, pressure Sensor 26, air valve 30, extractor 30A, beverage supply pipe 31, guide plate 32, cylinder 33, piston drive motor 34, torque transmission portion 34A, fulcrum 35, motor 35A, gear 36, gear 36A, rotating shaft 37, cap 38, rod 39, piston 39A, piston head 39B, piston base 39C, screw 39D, delivery part 39E, O-ring 39F, filter 40, slide guide 51, inflow part 52A, first check ball 52B, second check ball 53, partition wall portion 53A, passage hole 54, presser spring 55, winding fixing flange 56, water supply spring 57, plunger 58, winding 58A, diode 59, outflow portion 80, base portion 81, waste disposal hole 82, pin 83, lever 84, pin 85, extraction head 85A, seal member 85a, diffusion plate 85b, filter 85c, gas Ket 86, disc member 87, lever 88, crank disc 89, extraction motor 89A, rotating shaft 100, main control unit 101, sales control unit 102, memory 103, timer 341, gear 342A, gear 342B, gear 343, shaft 344A, gear 344B, worm gear 345, shaft 345A, gear 345B, gear 346, shaft 346A, gear 346B, gear 347A, gear 347B, gear 348, rack part A, extraction rod D, cylinder unit W, wiper P, ground beans g , Guide groove S, Inclined part

Claims

In a beverage supply device for supplying hot water obtained by heating drinking water to an extractor via a pipe, extracting ground beans of a predetermined particle size supplied to the extractor with the hot water to produce a coffee beverage,
A plurality of direct current pumps for supplying the drinking water or the hot water to the direction of the extractor by being alternately driven by being provided in a plurality of piping branched from the piping;
In order to obtain a predetermined amount of the coffee beverage within a required time based on a flow rate signal output from a flow rate sensor provided in the piping, such as operation rates and drive timings of the plurality of DC pumps. Control means for suppressing the pulsation of the drinking water or hot water supplied to the direction of the extractor by controlling so as to increase the water supply amount of the DC pump according to an increase in extraction resistance. A beverage supply device characterized by the above.

The extractor is a supply position for supplying the ground beans, an extraction position for mixing the ground beans and hot water to extract a coffee beverage, a waste disposal position for discarding the ground coffee beans after extraction, and the supply position A base portion provided by arranging the standby position before the ring shape,
A plurality of extraction containers that are rotationally driven to the supply position on the base, the extraction position, the waste disposal position, and the standby position;
An extraction head that is hermetically engaged with the extraction container disposed at the extraction position;
The beverage supply apparatus according to claim 1, further comprising a cocoon removal member that removes the extracted cocoon from the extraction container disposed at the cocoon disposal position.

The extractor includes a cylinder that contains the ground beans, a piston that is provided in the cylinder so as to freely move up and down, and a cylinder unit that has a drive unit that drives the piston;
Tilting means for tilting the cylinder unit from a first position to a second position;
The beverage supply apparatus according to claim 1, further comprising a cap that is relatively engaged with the cylinder in the second posture and supplies hot water having the predetermined temperature from the heating means into the cylinder.

4. The structure according to claim 3 , wherein the cap is hermetically engaged with the cylinder in the process of being displaced from the first posture to the second posture, and compresses the ground beans supplied to the cylinder. Beverage supply equipment.

The drive means meshes with a piston rod coupled to the piston, and converts a rotary motion into a reciprocating motion, and a gear transmission portion;
A motor for rotationally driving the gear transmission unit;
The beverage supply device according to claim 3, further comprising a reverse rotation prevention mechanism for preventing reverse rotation of the gear transmission portion based on pressure applied to the piston.

In a beverage supply device for supplying hot water obtained by heating drinking water to an extractor via a pipe, extracting ground beans of a predetermined particle size supplied to the extractor with the hot water to produce a coffee beverage,
A plurality of DC pumps for supplying the drinking water or the hot water to the direction of the extractor by being alternately driven by being provided in a plurality of pipes branched from the pipe, and an operation rate and driving of the plurality of DC pumps Control means for controlling driving conditions such as timing and suppressing pulsation of the drinking water or hot water fed in the direction of the extractor;
The extractor includes a cylinder for storing the ground beans, a piston provided in the cylinder so as to freely move up and down, a drive unit for driving the piston, and the cylinder unit from a first position to a second position. Inclining means for inclining to an attitude, and a cap that is relatively engaged with the cylinder in the second attitude and that supplies hot water of the predetermined temperature from the heating means into the cylinder,
The piston includes a support portion fixed to the driving means, a piston base fixed to the support portion, a piston head movably locked to the piston base with a predetermined interval, and the piston A seal member that is sandwiched between the head and the piston base and contacts the inner wall of the cylinder, and the piston head is elastically deformed by moving in the direction of the piston head based on the pressure during extraction; A beverage supply device having a structure.