JP4843037B2 - インスタント飲料機械用の流体回路、前記回路用のリリーフおよび安全弁、ならびにインスタント飲料を調合するための方法 - Google Patents

Description

本発明はコーヒーなどのインスタント飲料を調合するのに使用される機械に関する。

当分野では、例えばインスタントコーヒーを作る機械など様々なタイプのインスタント飲料機械が知られている。

それらは、水タンクと、飲料を調合するための注入チャンバと、前記飲料の粉末を前記注入チャンバに供給するための装置と、流体回路を通ってタンクから注入チャンバへ水を汲み上げる装置と、インスタント飲料用の注ぎ口とを備える。

上記の目的で使用される一般的な流体回路は、多くの調節機能を果たすために使用される、一方向（または多方向）ソレノイドを備える電磁弁と呼ばれる弁を有する。

ボイラーから入ってくる水はこの弁に進入し、過剰な水の排出、使用者が使用することができる高温の水の送達または特定の外部注ぎ口からのスチーム、およびインスタント飲料が調合される注入チャンバへの高温の水の入口を調節し、次にインスタント飲料は、外部注ぎ口を介して排出される。

使用される弁は一般には電磁石を備えており、ステム（またはニードル）を有する電磁弁として知られている。これらの弁には多くの欠点がある。

それらは湯あかの影響を受けることがある。

それらは音が大きい。

それらは排出段階のみ制御可能なため、それらを互いに直列にまたは並列に接続し、スチーム段階を制御するための付加的ボイラーまたは熱交換器、および回路の安全性を制御するための最大圧力弁を備えない限りは多様な用途を有さない。

回路が長い間使用されないとき、再充填または排水（必要な場合）が保証されない。

それらは特定の用途においてポンプと共に使用され得る高価で信頼性の低い特別の自給式弁を使用する必要があるため、蒸気の状態から液体状態までの経路を制御することができない。その他の場合、使用者は複雑で非効率的な手動操作を行わなければならない。

本発明による流体回路は、１つの電磁石および１つのボイラーによるトポロジー効果を導入することにより上記の欠点を克服することができる。

本発明は、本説明の不可欠な部分である特許請求の範囲に記載されるように、インスタント飲料機械用の流体回路、前記回路用のレリーフおよび安全弁、ならびにインスタント飲料を調合するための方法に関する。

図１を参照すると、本発明によるインスタント飲料を調合するのに使用される機械用の流体回路の図を見ることができる。タンク１０は、中に含まれる水を抽出するパイプ１１に接続されている。前記抽出パイプ１１は、流量計１２を介してポンプ１３に水を引き込む。前記ポンプ１３は、圧力が特定の閾値を超える場合に前記タンク内に水を放出する第１振動減衰弁１４を介してボイラー１５に接続される。前記ボイラーの下流には、１つの入口および３つの出口を備えるレリーフおよび安全弁１６がある。前記レリーフおよび安全弁１６の下流には飲料流量弁１８、およびインスタント飲料機械の外に向かうスチームまたは水／スチームの混合物の送達を調整し、これにより、例えば他のタイプの飲料を調合するのに使用することができる水／スチームコック１７がある。

使用者が飲料を選択すると、以下の作動が行われる。

１．ポンプ１３が流体回路内に含まれる水を加圧する。

２．流体回路の圧力が好ましくは約３バールに設定される所定の閾値を超えると、レリーフ弁１６によって回収タンク１９内に水が排出される。

３．設定時間インターバルの後、ポンプ１３が停止し、これにより流体回路が閉鎖される。

４．制御回路、および少なくとも１つの温度センサーを使用することにより、ボイラー１５は、水を所定の温度値まで加熱することができる。

５．この段階で飲料送達ユニットが送達コネクタピン、流体回路のターミナル接続部に係合することによって、飲料送達ユニットが作動位置まで移動する。

６．圧力が約３バールに達すると、レリーフ弁１６により送達ユニット内へ水が流れる。

７．飲料流量弁１８によって飲料が送達される。

８．飲料を放出した後、制御回路からの特定のコマンドがレリーフ弁１６の制御コイル３１を作動しこの弁が開放し、これにより送達ユニットが引き続き送達コネクタピンに係合する際、流体回路の圧力が減少する。

９．同様に、送達ユニット内の加圧された液体が、０．２バールに調整されたばねを備える穴を通って流れ出て回収タンク１９に向かう配水管から流出する。

１０．送達ユニットが、その初期位置へ戻る。

１１．回路内に残留する可能性のある飲料を空にするために、作動はステップ２に添って繰り返される。

本発明によって、上記のステップのシーケンスに従うことにより、従来技術の状況に含まれるインスタント飲料機械に関する多くの欠点を克服することができる。

その結果ステップ１から３は、流体回路から不適切な温度の水を除去しすべての導管を事前に加熱し、これにより理想とする温度の飲料を実現する助けとなる。

ポンプが異常な作用または過剰な圧力により作動不可能な場合、流体回路に沿って配置される前記流量計１２によって電気制御ユニットが液体の経路がないことを使用者に警告する。これにより回路は放電され、自己再充電するように試みる。このシステムの助けがないと、すべてを手動で行わなければならず、このことは使用者に難しいものとなる。

ステップ６は、回路内の圧力を約３バールの典型的な値に制限する。これは、インスタント飲料機械の安全性および信頼性を向上させ、またこれにより注入チャンバ内の吹き出しを失くし、より高い値の一定の温度を維持し最適な飲料を実現する。

注入後の圧力解放に関連して、ステップ９により、飲料を調合するためのタブレットがより乾燥し温度は一定のままであることから洗浄がより改善される。

ステップ１１は、注入チャンバから入って来るいずれの微小粒子も流体回路に向かって逆流するのを防ぐ。前記粒子は、密封を損なう、あるいは水、またはスチームパイプから出てくるスチームを汚染し、これにより調合される飲料に対してマイナスの感覚刺激的結果を引き起こす恐れがあることから有害であり得る。従来技術の状況に含まれる流体回路で、特定の一方向および／または２方向弁システムを導入することによって、このような結果が実現される。

本発明によって流体回路内に前記レリーフおよび安全弁１６を配置することにより、回路内の圧力を減少させ、従来技術の状況に含まれるインスタント飲料を調合する機械で通常使用される安全弁を消滅させる。さらに、前記レリーフおよび安全弁１６は「摺動」タイプであるためアクティブタイプの密封を実現することができ、これにより、これが回路の圧力によって助長されることを考慮しても、コイルが必要とするパイロットパワーがより少ないことから騒音が少なくなり、固着部などの湯あかの問題を回避し、したがってその作動に関して完璧である、流体回路の暖かいおよび／または石灰質ゾーン内にそれを配置することが可能になる。

図２を参照すると、レリーフおよび安全弁１６の詳細な構造を見ることができる。所与の順序で、ボイラー１５からの水およびスチーム入口２０、コック１７に向けられる第１水およびスチーム出口２１、飲料送達弁１８に向けられる加圧された水の第２出口２２、および回収タンク１９内へ水を排出するための第３出口２３を見ることができ、この第３出口は、例えば事前調整ばねなど最大圧力制限装置を備えたソレノイド弁によって作動し、この弁は通常の作動中閉鎖したままであり、圧力が、通常およそ１６／２０バールである特定の閾値を超える場合、またはソレノイド弁の制御コイルに特定のコマンドが送られる場合に開放する。

図３を参照すると、前記レリーフおよび安全弁１６の好ましい実施形態の詳細な構造を見ることができる。飲料送達ユニットに接続される前記出口２２は、通常約３バールに調整されるばねを備える弁を有する。さらに出口２２には０．２バールに調整される入口３０が設けられ、これにより飲料送達ユニットを圧力から解放するため、液体の通過を可能にする。タンク内に水を排出するために使用される出口２３は、適切なコマンドにより、および約１６／２０バールに調整されるばね３２により作動する制御コイル３１を備える。上記に述べたように、前記レリーフおよび安全弁１６は好ましくは「摺動」タイプである。これにより、１つの本体内で電気パイロットと飲料送達ユニットの間に配置される安全弁および二重交換弁を併せることが可能になる。

図４を参照すると、前記水／スチームコック１７の好ましい実施形態の詳細な構造を見ることができる。図４ａにおいて、３つのうちの第１の位置の前記コックを見ることができる。入口４０と、２つの出口４１、４２があり、その内の４１は、水またはスチームを送達するのに使用される装置の出口ノズルに向けられ、他の４２は例えば、公開イタリア特許出願番号ＭＩ２００５Ａ０００８８０号によると、カプチーノ装置などインスタント飲料機械に接続される可能性のある装置に向けられる。さらに、コックレバー４３と、前記レバー４３の位置を検知するセンサを備える支持体４４と、前記コック１７の経路を開閉するスライダ４５とがある。

図４ｂおよび４ｃは、前記コック１７によって実現し得る他の２つの位置を示す。出口の選択は、コックレバー４３を回すことによって行われる。前記レバー４３は、所望する出口を選択することによって、その位置に従って出口を開閉する前記スライダ４５に接続される。前記レバー４３の位置は、コックの支持体上に配置される例えばＲＥＥＤセンサなどのセンサによって、および前記レバー４３に配置される磁石４６によって検知される。レバー４３のそれぞれの位置は、例えば、位置１では水およびスチームをコックに送達し、ボイラーが水を適切な温度に加熱し、ポンプが水／スチームの混合物を送達するなど特定の機能に対応する。

本発明によるインスタント飲料の調合に使用される機械用の流体回路の完全な図である。 レリーフおよび安全弁の構造である。 レリーフおよび安全弁の好ましい実施形態の構造である。 水／スチームコックの好ましい実施形態の構造である。 水／スチームコックの好ましい実施形態の構造である。 水／スチームコックの好ましい実施形態の構造である。

Claims (16)

1. タンク（１０）と、前記タンク（１０）内に含まれる水を抽出するパイプ（１１）と、前記水抽出パイプ（１１）に接続される流量計（１２）と、ポンプ（１３）と、第１振動減衰弁（１４）と、ボイラー（１５）と、第２レリーフおよび安全弁（１６）と、水／スチームコック（１７）と、第３飲料流量弁（１８）と、回収タンク（１９）とを備えるインスタント飲料機械用流体回路であって、
   前記レリーフおよび安全弁（１６）が、水／スチーム入口（２０）と、前記コック（１７）に向けられる第１水／スチーム出口（２１）と、前記飲料送達ユニット弁（１８）に向けられる加圧された水の第２出口（２２）と、制御コイル（３１）を備えるソレノイド弁によって制御される、回収タンク（１９）内に水を排出するための第３出口（２３）とを有し、前記ソレノイド弁が第１最大圧力制限装置を備えることを特徴とするインスタント飲料機械用流体回路。
2. 前記第１最大圧力制限装置が第１事前調整ばね（３２）を備える、請求項１に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
3. 送達ユニット弁に接続される前記第２出口（２２）が第２最大圧力制限装置を備える、請求項１乃至２のいずれか一項に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
4. 前記第２最大圧力制限装置が第２事前調整ばねを備える、請求項３に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
5. 送達ユニット弁に接続される前記第２出口（２２）が、飲料送達ユニットを圧力から解放するために、液体の通過を可能にする第３最大圧力制限装置を備える弁を備える入口（３０）をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
6. 前記第３最大圧力制限装置が事前調整ばねを備える、請求項５に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
7. 前記レリーフおよび安全弁（１６）が好ましくは「摺動」タイプである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
8. 前記コック（１７）が、入口（４０）と、第１出口（４１）と、第２出口（４２）と、コックレバー（４３）と、前記レバー（４３）の位置を検知するセンサを備える支持体（４４）と、前記コック（１７）の経路を開閉することができるスライダ（４５）とを備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
9. 前記コックが前記スライダ（４５）の位置を決定する装置を備える、請求項８に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
10. 前記スライダ（４５）の位置を決定する前記装置が少なくとも１つのＲＥＥＤセンサと、少なくとも１つの磁石（４６）とを有する、請求項９に記載のインスタント飲料機械用流体回路。
11. 水／スチーム入口（２０）と、前記コック（１７）に向けられる第１水／スチーム出口（２１）と、前記飲料送達弁（１８）に向けられる加圧された水の第２出口（２２）と、回収タンク（１９）内に水を排出するための第３出口（２３）とを備え、前記第３出口（２３）が最大圧力制限装置を備えたソレノイド弁によって作動し、前記ソレノイド弁は通常の作動中は閉鎖したままで、圧力が特定の閾値を超える場合、または前記ソレノイド弁の制御コイルに特定のコマンドが送られる場合に開放することを特徴とする、インスタント飲料機械用流体回路に使用可能なレリーフおよび安全弁。
12. 前記最大圧力制限装置が事前調整ばねであることを特徴とする、請求項１１に記載のレリーフおよび安全弁。
13. 前記飲料送達弁に接続される前記出口（２２）が、約３バールに調整されるばねを備える弁と、飲料送達ユニットをその圧力から解放するために、液体の通過を可能にするように適合された約０．２バールに調整される入口（３０）とを有することを特徴とする、請求項１２に記載のレリーフおよび安全弁。
14. タンク内に水を排出するための前記出口（２３）が、適切なコマンドによって、および約１６／２０バールに調整されるばね（３２）によって作動する制御コイルを備えることを特徴とする、請求項１３に記載のレリーフおよび安全弁。
15. 前記レリーフおよび安全弁が「摺動」タイプであることを特徴とする、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のレリーフおよび安全弁。
16. ａ）流体回路内に含まれる水をポンプ（１３）を用いて加圧するステップと、
    ｂ）流体回路の圧力が所定の閾値を超えたとき、レリーフ弁（１６）によって回収タンク（１９）に水を排出するステップと、
    ｃ）設定時間インターバルの後、ポンプ（１３）を停止し流体回路を閉鎖するステップと、
    ｄ）制御回路、および少なくとも１つの温度センサによって、事前設定された温度値までボイラー（１５）を用いて水を加熱するステップと、
    ｅ）飲料送達ユニットを送達コネクタピン、流体回路のターミナル接続部に係合することによって、飲料送達ユニットを作動位置まで移動するステップと、
    ｆ）圧力限界に到達したとき、前記レリーフ弁（１６）によって前記送達ユニット内に水を流すステップと、
    ｇ）飲料流量弁（１８）によって飲料を放出するステップと、
    ｈ）飲料を放出した後、送達ユニットが引き続き送達コネクタピンに係合する際、レリーフ弁（１６）の制御コイル（３１）を作動させる制御回路からの特定のコマンドによってこの弁が開放し、流体回路の圧力を減少させるステップと、
    ｉ）配水管から前記回収タンク（１９）へ向けて０．２バールに調整されたばねを有する穴を通って送達ユニット内の加圧された液体を流出させるステップと、
    ｊ）送達ユニットをその初期位置へ移動させるステップと、
    ｋ）回路に残留する可能性のある飲料を空にするために、ステップｂ）で作動を繰り返すステップと
    を有することを特徴とするインスタント飲料を調合するための方法。

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