JP5422644B2

JP5422644B2 - 飲料製造装置

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Publication number: JP5422644B2
Application number: JP2011507924A
Authority: JP
Inventors: マチューオザンヌ，; ディディエヴュアニオー，; ジャンリュックテュイェ，; ティエリロベール，
Original assignee: ネステクソシエテアノニム
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: WO2009135899A1; EP2276381B1; RU2489958C2; CN102056524A; AU2009245745A1; PL2276381T3; NZ588984A; EP2276381A1; DK2276381T3; CN102056524B; US20110061534A1; ZA201008802B; US8460440B2; KR20110005304A; JP2011519644A; PT2276381E; BRPI0915055A2; CA2728578A1; ES2430851T3; RU2010150144A

Description

本発明は、供給される飲料原料から飲料を調製するための飲料製造装置に関する。より詳細には、本発明は、特に事前に分割された形で閉じられたカプセル中に収容されている前記飲料原料と液体を相互作用させる飲料製造チャンバを備えるような装置に関する。

特に、茶、コーヒー、またはコーヒー・タイプの飲料を製造する分野では、たとえば加圧された流体をカプセルに注入することによって飲料を調製するための装置がよく知られている。さらに、チョコレートまたは乳製品など、他の物質を抽出または溶解させて飲料を形成することもできる。こうしたシステムの利点は、具体的には、原料の保存および鮮度、ならびに飲料を調製するときの操作を容易にできることである。

当然のことながら、たとえばカプセル内での液体と原料の間の相互作用は、カプセル内に供給される原料によって飲料を調製するための、たとえば、溶解、抽出、浸出、または他の任意の相互作用とすることができる。このようなカプセルは、国際公開ＷＯ２００７／０４２４１４Ａ１および国際公開ＷＯ２００８／０２５７３０Ａ１からさらに知られており、主としてハウジングすなわちシェル、およびフィルタリング手段で画定された筐体を備える。

たとえば、このような装置で茶を調製するとき、カプセルに供給される液体（たとえば水）の中に空気が存在することによって問題が発生する。この空気は、主として水を加熱することから生じ、この加熱は、装置の飲料製造チャンバに液体を供給するための供給手段内に設けられたヒータによって実行される。液体（水）の温度が約７０℃に達するとすぐに、空気すなわち気泡が現れる。空気は、このように液体とともにカプセル内に導かれるが、前述の通りカプセル内部に配置されたフィルタ手段（一般には紙フィルタ）を通過しない傾向にある。たとえば茶を調製するときに存在する低圧水流の場合と同様に、水および浸出される製品（粉のような飲料原料）を攪拌することは重要ではなく、気泡は、液体から分離し、たとえば、カプセルのような飲料製造チャンバの上部にまで緩やかに上昇し、カプセル内部のフィルタの背後に留まることができる。気泡の量は、カプセル内部に水を注入する限り大きくなる。しかし、この量が非常に重要になることがあり、たとえば、茶葉が液体（水）内部で適切に浸されなくなり、したがって茶を十分に抽出することができなくなる。

本発明は、前述の欠点に鑑みて達成されたが、その目的は、飲料原料の抽出に使用される液体中の空気の量が低減している飲料製造装置を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、液体をカプセル内に収容された飲料原料と相互作用させるように設計された飲料製造チャンバ、前記飲料製造チャンバに液体を供給するための液体供給手段、液体供給手段内に設けられた、液体を加熱するための加熱手段、および、液体内に含まれるなんらかの空気または他のガスを分離するための、加熱手段の後の液体供給手段内に設けられた空気分離区画室を備える飲料製造装置を提供する。空気分離区画室は、この空気分離区画室に液体を導くための入口、この入口を通して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段、運動エネルギーを遮断するための手段によって入口から分離された、空気分離区画室から液体を排出するための液体出口、および、やはり運動エネルギーを遮断するための手段によって入口から分離された、空気分離区画室から空気を排出するための空気出口を備える。

前述の特徴により、空気分離区画室に液体が入るときに、液体の流速が効果的に減少する。したがって、液体内部を液体の速度で空気またはガスが運ばれないように、液体の流速を低減させることが可能であり、したがって、空気は、上昇して空気出口から排出することができ、加熱された液体からの空気の分離が実現する。

本発明の第１の実施形態によれば、入口を通して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段は多孔質壁である。多孔質壁は、空気分離区画室の内部に多孔質チャンバを形成することができる。好ましい方式では、多孔質チャンバは円筒の形状を示す。この多孔質壁は、ふるいまたはフィルタとすることができる。空気は、多孔質壁のメッシュ内に取り込まれ、したがって、空気分離区画室の上部に容易に上昇することができ、この上部において空気出口を通して空気を排出することができ、液体出口を通して空気のない液体を排出することができるので、前述の特徴により、加熱された液体中の空気の量を容易に低減させることが可能である。

前記ふるいまたはフィルタ要素のメッシュ内にガスが取り込まれるので、一般的な材料を有する簡略な要素を使用して、加熱された液体から空気または他のガスを分離することができる。多孔質壁は、空気分離区画室の内部に多孔質チャンバを形成することが好ましい。多孔質壁により液体出口および空気出口を入口から分離するために、この多孔質壁は、空気分離区画室の内部に配置され、その結果、空気分離区画室内部で多孔質壁が液体入口を取り囲み、したがって多孔質チャンバを形成することが好ましい。多孔質チャンバは、どんな形状を示すこともできる。多孔質チャンバは円筒であることが好ましく、その基部は、液体入口を囲む空気分離区画室の側壁の一部分である。空気分離区画室の縦軸および多孔質チャンバの縦軸は、実質的に位置合せされていることが好ましい。液体入口は、空気分離区画室および多孔質チャンバの縦軸と一致する、空気分離区画室の側壁の実質的に中心の位置に設けることができる。前述の特徴により、空気分離区画室への液体の均一な流入、および空気分離区画室内部での液体の均等な分配を実現することができる。

多孔質チャンバは、水平軸、および流れの方向に従って上昇するその縦軸に対して傾斜していてもよい。前記特徴により、空気および液体の分離を容易に実現することができるというのも、空気は、空気分離区画室の最も高い部分まで容易に上昇することができ、液体は、単に空気分離区画室の低い部分から排出することができるからである。

空気分離区画室は、その中に入る液体の流れを抑制するのに十分な容積を示すことが好ましい。こうした理由で、入口の断面積と空気分離区画室の断面積の比が少なくとも１：１０、好ましくは少なくとも１：１００であることが好ましい。前記断面は、入口または空気分離区画室のいずれかの中の、液体の流れの方向に本質的に垂直である。

第２の好ましい実施形態によれば、入口を通して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段は、液体の方向を変更するための手段とすることができる。入口を通して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段は、液体の流路の方向を液体の方向の逆向きに少なくとも２回変更することが好ましい。このように液体の流路の方向を逆向きに変更することは、液体の流れの方向が、本質的に約１８０°の角度で変更されることを意味する。液体の運動エネルギーを遮断するための手段の具体的な設計により、液体の流路の逆向きに少なくとも２回変更を加えることがより好ましい。したがって、流体の速度を効果的に減少させることができる。このような手段を、バッフルまたはラビリンス形状の流路の間で選択できることが好ましい。液体の運動エネルギーを遮断するための手段を介する流体の断面は、前記手段を介して流体の流路の方向を変更するたびに、増大することが好ましい。

好ましい実施形態によれば、液体の運動エネルギーを遮断するための手段は、少なくとも３つの同心状に配置された円筒部材によって形成されたラビリンスであり、これらの部材は、入口から供給される液体を、ラビリンスの中心部分からその縁部に向けて蛇行させるように設計される。円筒部材は、少なくとも２つの隙間空間を、この円筒部材間に形成するように配置することができる。各円筒部材間の隙間空間は、ラビリンスの中心から縁部に向けて徐々に増大することが好ましい。より大きい円筒部材の上部に配置された開口部により、より大きいこの円筒部材をラビリンスの縁部に接続することが好ましい。ラビリンス縁部の上部は、空気出口に接続されることが好ましく、ラビリンス縁部の底部は、液体出口に接続される。

本発明の好ましい態様によれば、液体出口には第１のバルブが設けられる。前記バルブにより、バルブが開く圧力値は、飲料製造チャンバに液体を供給するのに必要な、また飲料製造に必要な液体の圧力に設定することができる。したがって、飲料製造チャンバの前にある、液体供給手段内の追加の背圧バルブを省略することができる。

本発明の別の好ましい態様によれば、空気出口には第２のバルブが設けられる。前記バルブにより、どんな液体も前記バルブを介して漏れることなく、十分な脱気を実現することができる。

第１のバルブを開くための圧力値は、第２のバルブを開くための圧力値よりも大きいことが好ましい。次いで、空気分離区画室から液体を排出する前に、すでに脱気を遂行することができる。したがって、分離された空気が、空気のない液体と再び混合される可能性が減少し、したがって、飲料製造チャンバに供給される液体は、最低限の空気または他のガスを含むに過ぎない。第１のバルブを開くための圧力値は、少なくとも０．２バール、好ましくは少なくとも０．４バールとすることができる。したがって、飲料製造に適切な圧力で、飲料製造チャンバに液体が供給される。

空気出口は、通常、水平方向について液体出口よりも高い位置に配置される。したがって、空気は、一旦分離されると、空気のない液体と再び混合することが防止される。空気は液体（たとえば水）よりも軽く、したがって空気分離区画室の上部に上昇し、この上部において空気分離区画室から空気を容易に排出することができ、より低い位置に配置された液体出口を介して液体を排出することができるので、空気出口を液体出口よりも高く配置することによって、これが実現する。空気出口は、飲料製造装置に対して、空気分離区画室の最も高い垂直位置に配置されることが好ましい。前記特徴により、空気は、空気分離区画室の最も高い部分に上昇するので、空気分離区画室から空気を十分に排出することが実現できる。液体出口は、空気分離区画室の入口側壁に配置することができる。この特徴により、特に空気分離区画室が傾斜しているときには、液体は、空気出口側から離して距離を置かれる。

通常、入口は加熱手段に接続され、液体出口は、飲料製造チャンバに接続され、空気出口は、廃棄区画室または通気手段に接続される。そして、空気分離区画室は、たとえば茶を製造するための一般的な飲料製造装置内で容易に使用することができる。

別の好ましい一実施形態では、空気分離区画室はさらに、既定温度を下回る液体を排出するように設計されたバルブを備えた追加の液体出口を備えることができる。追加の液体出口は、空気分離区画室の最も低い部分に配置されることが好ましい。空気分離区画室は、２つの水出口を備えることが好ましく、そのうちの一方には、既定圧力での水の排出を可能にする、すでに述べた第１のバルブを設ける。第２の水出口は、第１の水出口の近傍に配置されることが好ましい。それにより、飲料を調製するための所望の温度よりも温度が低い場合、前記第２の水出口は、水の再循環を可能にすることが好ましい。第２の水出口には、この第２の水出口を介して水の排出を制御するためにバルブを装えることが好ましい。飲料を調製するための所望の温度よりも水温が低い限り、開いた状態に保持される第２の水出口に、双方向電気バルブを設けることが好ましい。空気分離区画室内部の水温を測定するために、専用の温度センサを設けてもよく、このセンサは、双方向の電気バルブ、または前記電気バルブに接続された制御ユニットに接続されることが好ましい。温度センサは、空気分離区画室に設けられた、区画室内に存在する液体の温度を測定するのに適した任意の内部手段または外部手段でもよい。前記第２の水出口から排出される水は、空気分離区画室の上流にある水供給装置に戻される。前記第２の水出口から排出される水は、空気分離区画室に至る水供給装置に戻されることが好ましい。それによれば、水の温度が飲料を調整するのに十分高くない場合に、第２の水出口により、排出された水が空気分離区画室の上流側に戻ることが可能になる。水が既定の温度に達すると、第２の水出口のバルブが閉まる。したがって、空気分離区画室の出口において水圧が増大し、その開放圧力に達すると第１の水出口の水バルブが開く。

第１の実施形態では、液体出口は、空気分離区画室の縦軸に対して、入口から放射状にオフセットしていることが好ましい。こうした理由で、液体出口は、空気分離区画室内に容易に配置することができ、たとえば入口とは干渉しない。さらに、第１の実施形態では、液体出口は、飲料製造装置に対して、多孔質チャンバのより低い多孔質面の下に配置されることが好ましい。したがって、重力があるので、空気のない液体を空気分離区画室から容易に排出して飲料製造チャンバに供給することができる。なぜなら、水のような液体は、空気よりも軽く、したがって空気分離区画室の底に蓄積するが、空気は、飲料製造装置に対して垂直方向に、空気分離区画室の上部に蓄積するからである。

第２の実施形態では、液体出口は、ラビリンスまたはバッフルに対して本質的に空気出口の下に配置された、ラビリンスまたはバッフルの一部分に配置されることが好ましい。したがって、ラビリンスまたはバッフルにより運動エネルギーを遮断した後、ラビリンスまたはバッフルのより高い部分に蓄積する空気は、空気出口によって排出することができる。さらに、ラビリンスまたはバッフルの底部に蓄積する空気のない液体は、液体出口によって排出することができる。

空気出口は一般に、液体入口および空気分離区画室の出口側の反対側に配置されることが好ましい。前記特徴により、空気出口および液体出口は互いに最も離して配置され、したがって、一旦分離された後に、空気のない液体と空気が混合される可能性はかなり低くなる。

本発明はまた、前述の空気分離装置により、加熱された液体から空気を分離するための方法に関する。

本発明のさらなる特徴、利点、および目的は、添付図面の各図とともに、本発明の各実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者には明らかになろう。

本発明による飲料製造装置の概略図である。本発明の第１の実施形態による、飲料製造装置の空気分離手段を上面透視図で示す図である。本発明による空気分離手段の第２の好ましい実施形態を側断面図で示す図である。図３による空気分離手段を備える飲料調製装置の概略図である。

図１は、本発明による飲料製造装置１の好ましい一実施形態を示す。前記好ましい一実施形態では、飲料を調製するための飲料原料Ｔは、飲料製造チャンバとも呼ばれるカプセル２０または同様のものに密閉され、このチャンバは、取扱い部材３、４を備える取扱い手段２内に保持される。カプセルは、主として、茶葉などの飲料原料Ｔを収容する筐体２１を備える。筐体２１は、カップ形状のハウジング２２およびフィルタリング壁２３によって境界を定めることが好ましい。カプセルは、筐体２１を密閉するシーリング壁２４によって閉じることが好ましい。カプセル２０はさらに、やはりハウジング２２に取り付けられ、シーリング壁２４と重なるカバー２５を備えることができる。カバー２５は、出口２７によりその側端部で終わる内部チャネル２６を形成する。カバー２５には、既定の孔または弱められたもしくは壊れやすい区域の形で、穿孔指示手段が設けられることが好ましい。

飲料製造装置１はさらに、筐体２１のオーバーフロー位置でシーリング壁２４を穿孔するための手段Ｐを備えてもよい。図１に示すように、カプセル２０の周りの取扱い部材３、４を閉じた後で、穿孔手段Ｐを作動させることができる。穿孔手段Ｐは、カバー２５を通り、穿孔機Ｐよりも直径がわずかに大きい孔などの穿孔指示手段を介して、押し込まれ、または導かれる。穿孔機Ｐは、シーリング壁２４に孔を開けてオーバーフロー開口を作製し、次いでこの開口から退避して開口を完全に開いた状態にしておくことができる。穿孔機Ｐは、ソレノイドもしくは他の任意の同等な駆動手段で駆動することもでき、または手動でも駆動することができる。

上記説明にもかかわらず、カプセル２０は、いかなるサイズまたはデザインにも限定されず、加熱された液体、好ましくは加熱された低圧の液体を用いて飲料原料を抽出することによって飲料を調製するためのフィルタ要素をやはり備える、他の任意の既知の飲料原料収容手段または飲料製造チャンバを使用することもできる。以下では、液体とは、たとえば水のように、飲料製造装置で使用されているあらゆる種類の液体を指す。

前記実施形態の飲料製造装置１はさらに、水タンクなどの液体貯蔵器５、液体ポンプ６、ヒータなどの加熱手段７、および、液体供給手段とも呼ばれる液体供給ライン８を備える。飲料製造装置１はまた、当技術分野で知られている飲料調製サイクルを管理するための、制御装置およびユーザ・インターフェース板（図示せず）を備えてもよい。さらに、飲料製造チャンバ２０内の入口側または注入部材１０における圧力を下げるために、背圧バルブ９を設けることができる。注入部材１０は、好ましくは、針（単数または複数）または刃（単数または複数）、および液体入口とすることができる。背圧バルブ９の代わりに、流体を低圧で送る低圧ポンプを使用することができる。

液体供給手段８は、数ある中でも、飲料調整／抽出のために飲料製造チャンバ２０に高温の液体を供給するための、加熱手段７と飲料製造チャンバ２０との間に配置された高温液体供給ライン１１を備えることが好ましい。

高温液体供給ライン１１には、空気分離区画室とも呼ばれる空気分離手段３０が設けられており、これが、高温液体供給ライン１１を、空気を含む高温の液体を空気分離区画室３０に送る第１のライン１２と、空気のない高温の液体を飲料製造チャンバ２０に供給するための第２のライン１３とに分割することが好ましい。空気分離区画室３０およびその機能を後ほど説明する。

第２のライン１３は、空気分離区画室３０に連結されることが好ましく、第１のバルブ３１を介して空気分離区画室３０に連結されることがより好ましい。第１のバルブ３１は、たとえば逆止バルブのような、こうした飲料製造装置で使用される任意の既知のバルブのタイプとすることができる。前記バルブは、所定の圧力閾値で開くように設計されることが好ましい。第１のバルブ３１を開くための前記圧力閾値は、たとえば、少なくとも０．２バール、より好ましくは少なくとも０．４バールとすることができる。したがって、液体は、飲料製造に適切な圧力で飲料製造チャンバ２０に供給され、背圧バルブ９を省くことができる。

飲料製造装置１はまた、空気分離区画室３０から廃棄区画室１５および／または通気手段１６に空気を送るための空気出口ライン１４を備えることが好ましい。用語「空気」は、任意の種類のガスに対して代替的に使用されるものであって、空気に限定されるものではないことに留意しなければならない。空気出口ライン１４は、空気分離区画室３０に連結されることが好ましく、第２のバルブ３２を介して空気分離区画室３０に連結されることがより好ましい。第２のバルブ３２は、このバルブの前に空気が存在するときには、バルブ３２は開いたままであるが、液体が現れると、バルブ３２は直ちに閉じるように設計される。このようなバルブのタイプは、最新技術（国際公開ＷＯ０２／０８８５８０Ａ１参照）において一般に知られており、前記バルブを介していかなる液体も排出されることなく、十分な脱気を実現する。本発明の好ましい一実施形態では、第１のバルブ３１を開くための圧力値は、第２のバルブ３２を開くためのバルブ圧力よりも高く、その結果、空気分離区画室３０から液体を排出する前に、すでに脱気を遂行することができる。したがって、分離された空気が、空気のない液体と再び混合される可能性が減少し、したがって、飲料製造チャンバ４１に供給される液体は、最低限の空気を含む。

以下で、図２に関して、空気分離区画室３０を説明する。

図２に示した第１の好ましい実施形態によれば、空気分離区画室３０は、円筒形であるハウジング３３を備えることが好ましいが、それには限定されない。空気分離区画室３０は、第１のライン１２に連結され、したがって加熱手段７に接続された入口３５と接続された入口開口３４と、第２のライン１３に連結され、したがって飲料製造チャンバ２０に接続された液体出口３７と接続された液体出口開口３６と、空気出口ライン１４に連結され、したがって廃棄区画室１５または通気手段１６に接続された空気出口３９と接続された空気出口開口３８とをさらに提示することが好ましい。第１のバルブ３１は、空気分離区画室３０と液体出口３７の中間に配置されることが好ましいが、第２のライン１３内の下流に配置することもできる。第２のバルブ３２は、空気分離区画室３０の空気出口開口３８と空気出口３９との中間で、空気分離区画室３０に取り付けることが好ましい。したがって、液体が空気出口３９に入ることは全くなく、空気が液体出口３７に入ることはないので、適切な脱気を実現することができる。

空気分離区画室３０内部に、入口３５を介して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段が設けられる。図２に示した前記好ましい実施形態では、入口３５を介して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための前記手段は、以下で多孔質壁とも呼ばれる、壁４０である。代替的にまたは追加的に、入口３５を介して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための前記手段は、図３に示すように、たとえばバッフルまたはラビリンスなど、液体の方向を変更するための手段でもよい。

しかし、壁４０は、空気分離区画室３０の側壁ＳＷから、その内部に延在することが好ましい。側壁ＳＷは、好ましくは円筒形の空気分離区画室３０の上部壁または底部壁のうちの一方であることが好ましい。液体出口３７および空気出口３９は、前記多孔質壁４０により入口３５から分離されている。したがって、多孔質壁４０は、入口開口３４を囲むように、空気分離区画室３０の内部に配置されることが好ましい。したがって、空気分離区画室３０は、入口３５が接続される第１の空間４１、ならびに液体出口３７および空気出口３９が接続される第２の空間４２である、少なくとも２つの部分に分割されることが好ましい。壁４０の内部にある第１の空間４１は、空気分離区画室３０の壁４０および側壁ＳＷにより、このように境界を定めることが好ましい。第２の空間４２は、壁４０の外部と空気分離区画室３０すなわちハウジング３３との間に設けられる。

壁４０は多孔質材料から作製されることが好ましく、多孔質材料は、たとえばプラスチック・ホイル、不織ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、紙材料、焼結材料、およびそれらの組合せなどだがそれらに限定されない、食物の配送に適合した様々な材料の任意のものでよい。したがって、多孔質壁４０は、ふるい要素またはフィルタ要素の役割を果たし、その結果、壁４０の多孔質材料／メッシュ内に取り込むことにより、加熱された液体に含まれる空気または他のガスを前記液体から簡単にフィルタリングすることができる。

壁４０の多孔質材料は、第１の空間４１内での圧力の均質化および壁４０の表面全体への流れの等しい再分割を可能にするわずかな抵抗を生成するように、さらに設計できることが好ましい。

壁４０は、好ましくは、空気分離区画室３０内部に多孔質チャンバ４１を形成し、このチャンバは、図２の点線で画定される第１の空間４１を囲む。用語「多孔質チャンバ」は、多孔質壁を備えるチャンバ４１に限定される。多孔質チャンバ４１は、いかなる形状を示すこともできる。この多孔質チャンバ４１は、円筒形、または、実質的に円筒形の本体部分４０ａおよび側壁ＳＷの反対端にある半球形の端部４０ｂを有するベル形であることが好ましい。その基部は、入口３５を囲む空気分離区画室の側壁ＳＷの一部分である。したがって、多孔質壁４０のメッシュ内に取り込まれたガスを液体から簡単に分離することができ、壁４０のベルのような形状により、次いで空気は容易に寄り集まって、壁４０のメッシュではもはや持ちこたえることのできない大きい泡を形成し、したがって、空気分離区画室３０の最も高い垂直位置まで容易に上昇することができるので、加熱された液体からの空気または他のガスの分離を促進することができる。

好ましい一実施形態では、空気分離区画室３０の縦軸ＬＣ、および好ましくはベル形もしくは円筒形の壁４０または多孔質チャンバ４１の縦軸ＬＷは、実質的に位置合せされている。したがって、空気分離区画室３０への液体の均一な流入、および空気分離区画室３０内部での液体の均等な分配を実現することができる。

すでに前述したように、第１の空間４１は、加熱手段７によって加熱される高温の液体を壁４０内に導くために、好ましくは空気分離区画室３０の側壁ＳＷに設けられる入口開口３４を介して入口３５に接続されることが好ましい。したがって、入口開口３４は、第１の空間４１への液体の均一な流入を促進するために、空気分離区画室３０および多孔質チャンバ４１の縦軸ＬＣ、ＬＷに一致する、空気分離区画室３０の側壁ＳＷの実質的に中心の位置に配置されることが好ましく、この均一な流入は、空気分離区画室３０および壁４０または多孔質チャンバ４１を位置合せすることによってさらに促進される。液体入口は、空気分離区画室および多孔質チャンバの縦軸と一致する、空気分離区画室の側壁の実質的に中心の位置に設けることができる。

第２の空間４２は、空気分離区画室３０から液体を排出するための液体出口開口３６を介して液体出口３７に接続され、かつ、空気分離区画室３０から空気を排出するための空気出口開口３８を介して空気出口３９に接続されることが好ましい。好ましい一実施形態では、液体出口３７は、空気分離区画室３０の側壁ＳＷにある入口側に配置される。さらに、空気出口３９は、空気分離区画室の液体出口側とは反対の側に配置されることが好ましい。したがって、空気と液体の分離が促進され、空気は、一旦液体から分離され、第２の空間４２に入ると、再び液体中に混合されることはない。というのも、側壁ＳＷ内の液体出口３７に対して空気分離区画室３０の遠位端において空気が排出されるからである。

空気出口３９または空気出口開口３８は、水平位置に対して液体出口３７または液体出口開口３６よりも高い位置に配置されることが好ましい。液体出口３７は、水平位置に対して壁４０の下面よりも下に配置され、空気出口３９は、水平位置に対して壁４０の上面よりも上に配置されることが好ましい。本発明の最も好ましい実施形態では、液体出口３７は、飲料製造区画室１に対して空気分離区画室３０の最も低い部分、すなわち最も低い垂直位置に配置され、空気出口３９は、飲料製造区画室１に対して空気分離区画室３０の最も高い部分、すなわち最も高い垂直位置に配置される。したがって、空気は、使用される液体（たとえば水）よりも軽いので、第２の空間４２における、このように第２のバルブ３２を介して空気を容易に排出できる空気出口開口３８に隣接している、空気分離区画室３０の最も高い部分に蓄積するが、空気のない液体は、空気と液体が再び混合できないように、空気出口開口３８に対して空気分離区画室３０の遠位端において第１のバルブ３１を介して排出することができ、したがって、液体は最小限の空気しか含まない。

代替的にまたは追加的に、空気分離区画室３０内部の少なくとも多孔質チャンバ４１（むしろ、その縦軸ＬＷ）、または多孔質チャンバ４１とともに空気分離区画室３０は、水平位置に対して角度αだけ傾斜できることが好ましく（図１参照）、その結果、入口３５は、傾斜した多孔質チャンバ４１の下方側に、したがって多孔質チャンバ４１の半球端部４０ｂおよび空気出口３９に対して、より低い位置に配置される。具体的な実施形態では、壁４０または多孔質チャンバ４１は、飲料製造装置１に対して垂直な位置にあり、すなわち角度αは９０°に等しく、入口３５は、空気分離区画室３０の底部に配置され、その結果、側壁ＳＷは空気分離区画室３０の底部を形成し、空気出口３９は前記空気分離区画室３０の上部に配置される。したがって、空気は、空気分離区画室３０の最も高い部分にまで容易に上昇することができるので、空気またはガスと液体の分離は容易に実現することができ、液体は、空気分離区画室３０の底部（側壁ＳＷ）から容易に排出することができ、空気は、このように第２の空間４２内の液体出口３７とは最も離れている。さらに、壁４０のメッシュに取り込まれると、空気またはガスの合体が促進されて、気泡は壁４０の上部に容易に移動し、そこで大きい気泡を容易に形成し、多孔質チャンバ４１の上端部４０ｂの好ましい半球形状により、この大きい気泡が壁４０から容易に離れ、したがって、空気分離区画室３０の最も高い垂直位置まで上昇することができる。

入口３５の断面積と多孔質壁４０もしくは多孔質チャンバ４１または空気分離区画室３０の断面積との比は、好ましくは少なくとも１：１０、より好ましくは少なくとも１：１００であり、その結果、第１の空間４１に液体が入るときに液体の流速が効果的に減少する。前記断面は、入口３５または空気分離区画室３０のいずれかにおける、液体の流れの方向に本質的に垂直である。好ましい一実施形態では、入口のパイプの直径は２ｍｍ（面積は３．１５ｍｍ^２）であり、多孔質壁４０の断面積は少なくとも５００ｍｍ^２である。しかし、本発明は、それに限定されるものではない。したがって、空気分離区画室３０は、その中に入る液体の流れを抑制するのに十分な容積を示すことが好ましい。前記特徴により、したがって、液体の速度のために液体によって空気が運ばれないように、液体の流速を低減させることが可能であり、したがって、空気（気泡）は上昇して、次いで多孔質面上に気泡が滞留できる壁４０のメッシュ内に取り込まれることができる。一旦取り込まれると、空気は寄り集まって大きい泡になり、次いでこの大きい泡が、空気出口３９に隣接するハウジングの最も高い部分にまで上昇し、次いでそこから排出することができる。したがって、液体の流速が減少するので、加熱された液体からの空気の分離がさらに促進される。前述の比は、単に、前述の通り多孔質壁４０を使用することにより、液体からガスを分離するのに十分な液体流速の減少が得られるほど大きくなければならないことに留意しなければならない。

次に、図２の第１の実施形態について、本発明による、飲料製造装置１内で液体から空気を分離するための方法を説明するが、本方法は、図３の第２の実施形態についても適用可能である。

液体貯蔵器５内に含まれる液体は、液体供給手段８を介し、液体ポンプ６によってくみ上げられ加熱手段７を通るが、加熱手段において液体が好ましい温度にまで加熱される。次いで、加熱された液体は、液体供給手段８の高温液体供給ライン１１の第１のライン１２を介して、空気分離区画室３０の入口３５へと、さらに供給される。次いで、液体は、前記空気分離区画室３０内に形成された入口開口３４を介して、空気分離区画室３０の内部に多孔質チャンバ４１を形成する多孔質壁４０および側壁ＳＷによって境界を定められた第１の空間４１に入る。前記第１の空間４１すなわち多孔質チャンバ４１に入るとき、空気を含む液体の速度は、前記入口３５を介して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段によって減少することが好ましい。入口３５の断面積と多孔質チャンバ４１または空気分離区画室３０の断面積との比が、少なくとも１：１０、好ましくは少なくとも１：１００であることによって、これが実現できることが好ましい。しかし、入口を介して導かれる液体の運動エネルギーを遮断するための手段が、たとえば、図３で説明するようにバッフルまたはラビリンス形状の流路など、液体の方向を変更するための手段であることも可能である。液体の流速が減少することにより、気泡は、壁４０または多孔質チャンバ４１の上面まで上昇することができ、壁４０の材料内に取り込まれることによって液体から分離することができる。

多孔質チャンバ４１または壁４０によって形成される第１の空間４１と第２の空間４２の間の境界または界面において、フィルタのような多孔質壁４０のメッシュ内で泡がこのように取り込まれる。時間とともに、空気またはガスの泡が寄り集まって、壁４０のメッシュではもはや持ちこたえることのできない大きい泡を形成する。したがって、空気またはガスは、壁４０上を、その先細になった上端部分４０ｂまで容易に移動することができ、そこで、すでに述べたように、壁４０から容易に離れる大きい泡を容易に形成することができるので、ベル形状の多孔質チャンバ４１が好ましい。次いで、この泡は、第２の空間４２内部の、空気分離区画室３０の最も高い垂直位置まで上昇し、そこには、好ましい一実施形態では、空気出口バルブ３２が空気出口開口３４に配置される。

一方で、第１の空間４１から、多孔質壁４０を介して、壁４０と空気分離区画室３０すなわちハウジング３３との間の第２の空間４２へと液体が流出し、かつ、空気またはガスが壁４０のメッシュ内に完全に取り込まれ、次いで空気分離区画室３０の最も高い位置まで上昇するので、第２の空間４２内の液体は、いかなる気泡も含まない。したがって、第２の空間４２、すなわち空気分離区画室３０と壁４０との間の空間は、空気出口３９の近傍（バルブ３２）を除けば、気泡を含まない液体で満たされる。

好ましい一実施形態では、空気分離区画室３０の内部の圧力が、第１のバルブ３１を開くための圧力値よりも小さい所定の圧力値を超えると、第２のバルブ３２が開き、気泡（単数または複数）が空気分離区画室３０から排出される。この間、液体が失われることなく常に十分な脱気が実現できるように、空気出口３９に液体が現れるたびに、第２のバルブ３２が閉じる。第２のバルブ３２を介して第２の空間４２から排出される空気は、次いで、飲料製造装置１の環境中に供給されることが好ましい。

空気分離区画室３０内部の圧力が、第１のバルブ３１を開くための所定の圧力値を超えるとき、空気分離区画室３０の第２の空間４２内に含まれる（空気のない）液体が、液体出口３７を介して排出される。空気出口開口３８は、液体出口開口３６よりも高い位置に配置されることが好ましいので、液体から空気を十分に分離することができ、したがって、飲料製造チャンバ２０内で飲料を調製するために使用する、空気分離区画室３０から液体出口３７を介して排出される液体は、内部に空気または他のガスを含まない、または含まないことが重要である。

第１のバルブ３１を開くための圧力閾値を下回って圧力が降下する場合には、圧力閾値を再び超えるまで、前記第１のバルブ３１は再び閉じる。

次いで、空気のない液体が、第２のライン１３を介して飲料製造装置１の飲料製造チャンバ２０に供給され、注入部材１０を介して飲料製造チャンバ２０に注入される。飲料製造チャンバ２０では、飲料製造チャンバ２０内の空気のない液体を用いて飲料原料Ｔを抽出することにより、飲料が製造される。液体（たとえば水）の中には、空気が全くまたはほんの最小限の量だけしか含まれないので、飲料製造チャンバ２０内部のフィルタ壁２３の背後に留まる空気またはガスは、全くまたは目立つ量は存在せず、その結果、飲料原料Ｔは常に液体内部に良好に浸され、茶葉のような飲料原料から、茶のような飲料を十分に抽出することができる。

図３および図４を参照して、本発明による空気分離区画室３０の第２の好ましい実施形態を以下に説明する。図３において、空気分離区画室３０は、加熱された水からのガス気泡の排出を改善するために水平位置に対して傾斜している飲料調製マシンの内部に、向きを揃えて配置されているものとして表されている。

図３を見て分かるように、空気分離区画室３０は、本質的に円筒形であり、区画室の内部はラビリンス５５として形成されている。それにより、水入口３５によって、ラビリンス５５の中心部分５４に加熱された水が供給される。空気分離区画室３０の各平面５０、５１から延在する少なくとも３つの係合円筒部材４６、４７、４８によって、ラビリンスが形成される。各平面５０、５１は、空気分離区画室３０および特にラビリンス５５の縦方向の中心軸に本質的に垂直に配置されることが好ましい。３つの係合円筒部材４６、４７、４８は、平面５０と平面５１との間の距離よりも長さが短く、たとえば円筒４６の端部に達する水が、それに続くより大きいたとえば円筒４７に入り、前記より大きい円筒を通って循環できるように、交互の向きに配置される。より大きい円筒４８は、ガスと水の分離を強化するために、その上部に配置された開口部４８１を介して、ラビリンスの縁部と流体接続されることが好ましい。

液体入口３５は、内径がｔ_１の内部円筒部材４６に接続されることが好ましい。ラビリンス５５の中心部分は、内部円筒部材４６と第２の円筒部材４７との間に配置されたバッフル５４を備えることができる。バッフルは、入口３５によって供給される液体を、内部円筒部材４６と第２の円筒部材４７との間の隙間空間ｔ_２にそらすように設計されることが好ましい。前記隙間空間ｔ_２は、第２の円筒部材４７と第３の円筒部材４８との間に設けられた隙間空間ｔ_３と流体接続する。それにより、空気分離区画室３０の平面５１により、隙間空間ｔ_２およびｔ_３は境界を定められ、この平面は、ラビリンス５５の内部隙間空間ｔ_２から第２の隙間空間ｔ_３に液体が流れるようにするための偏向部材の役割を果たすように設計される。円筒部材４６、４７、４８は、互いに同心状に配置されるので、それらの間の隙間空間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３は、ラビリンス５５内部で少なくとも２回、液体流路Ｗの方向を逆向きに変更できるようにする。隙間空間ｔ_３は、より大きい円筒部材４８の上部に配置された開口部４８１を介して、より大きい円筒部材４８の外側部分と流体接続している。ラビリンス５５は、その上部に出口４９を示し、その結果、ラビリンスから、空気出口３９がラビリンスに接続されているその上部へと、液体よりも軽い空気を排出することが可能になる。空気分離区画室３０内部での空気の上昇が、図３の点線Ａで示してある。図３では、空気分離区画室３０に導かれる水と空気の混合物の流路Ｗが、破線で示してあり、空気が排除された水の流路が、実線で示してある。したがって、水は、ラビリンスの中心部分に供給され、次いで、円筒部材４６、４７、４８の間の蛇行流路に送り込まれる。それにより、各円筒部材が同心状に配置されているので、水の流路Ｗの方向は、少なくとも２回、逆向きに変更される。したがって、空気分離区画室に供給される液体の運動エネルギーを効果的に低減させることができる。さらに、ラビリンスを介する液体断面は、液体の速度を低減させるために、方向を変更するたびに増大することが好ましい。したがって、円筒部材４６、４７、４８の内部にあり、それらの間に存在する隙間空間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３は、ラビリンスの中心５４から縁部５３に向けて、徐々に増大することが好ましい。したがって、最後の隙間空間ｔ_４は、ラビリンス５５の第３の円筒部材４８と縁部５３との間に配置されることが好ましい。前記隙間空間ｔ_４は、隙間空間ｔ_３よりも大きいことが好ましく、隙間空間ｔ_３は、隙間空間ｔ_２よりも大きいことが好ましく、隙間空間ｔ_２は、内径ｔ_１よりも大きいことが好ましい。ラビリンス５５の流体断面ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４のサイズは、それぞれ約５パーセントから５０パーセント異なっていることが好ましい。外側の円筒４８は、上部出口４８１を介して隙間空間ｔ_４に開口しているだけなので、水の流路は、隙間空間ｔ_４内を下流に向けて流れて、液体出口３７が隙間空間ｔ_４に流体接続して配置されている空気分離区画室３０の底部に到達する。それにより、液体出口３７にはバルブ３１が備えられており、第１の好ましい実施形態に関してすでに概略を説明したように、空気分離区画室３０内で既定の圧力に達すると、このバルブが開く。さらに、第２の液体出口４３は、空気分離区画室３０の底部または最も低い部分に配置され、前記第２の液体出口４３はまた、隙間空間ｔ_４に流体接続している。前記第２の出口４３には、双方向の電気バルブが備えられており、このバルブは、空気分離区画室３０内部の水の温度を測定する温度センサ（図示せず）に接続されることが好ましい。双方向電気バルブは、区画室３０内部の水の既定温度に達した場合にのみ、バルブを閉じるよう設計されることが好ましい。したがって、水が、飲料を調製するための所望温度にまだ達していない場合、第２の水出口４３はその開放状態にある。第２の出口バルブ４３から排出される水は、飲料調製装置のポンプ６の上流側に供給されることが好ましい（図４参照）。したがって、所望の温度にまだ達していない水の再循環が可能になる。飲料調製に好ましい温度は、７０℃から９５℃の間である。図３および図４に示すように、第１の水出口３７および第２の水出口４３が、ラビリンスの最も低い部分に配置され、空気出口３９が、ラビリンスの最も高い部分に接続されることが好ましい。したがって、重力による水と空気の分離が可能になる。さらに、空気出口３９が、空気分離区画室３０の水平位置に対して液体出口３７、４３よりも高い位置に配置されるので、空気は、一旦分離されると、空気のない水と再度混合することが防止される。これらのバルブの実装はまた、多孔質チャンバを備える空気分離区画室の第１の実施形態を用いて行うことができる。

図４には、図３による飲料調製装置の好ましい一実施形態における水の流路が示してある。しかし、多孔質チャンバを備える空気分離区画室の第１の実施形態を用いた実装も可能である。したがって、水は、たとえば水タンクなど、外部または内部の水供給手段５によって、加熱手段７に供給される。それにより、ポンプ６および任意選択の流量計４４が、水フィルタ４４と加熱手段７の間に設けられる。次いで、加熱された水は、空気分離区画室３０に供給される。水が所望の温度にまだ達していない場合、第２の水出口４３の双方向電気バルブ５２が開き、その結果、水はポンプ６の入口側に再循環する。水出口４３から排出される水は、図４に示すように、流量計の上流側に供給されることが好ましい。したがって、飲料調製プロセスにとって冷た過ぎる水を、受け皿または同様のものに排出する必要はない。

本発明を、その好ましい実施形態に関して説明してきたが、添付特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を逸脱することなく、多くの修正形態および代替実施形態を、当業者によって実施することができる。たとえば、空気分離装置は、抽出すべき飲料原料を使用する飲料調整用の加熱された液体を使用する、最新技術において知られているいかなる種類の飲料製造装置で使用してもよい。

１飲料製造装置
２取扱い手段
３取扱い部材
４取扱い部材
５貯蔵器
６ポンプ
７加熱手段（ヒータ）
８供給手段
９背圧バルブ
１０注入部材
１１高温液体供給手段
１２第１のライン
１３第２のライン
１４空気出口ライン
１５廃棄区画室
１６通気手段
２０飲料製造チャンバ（カプセル）
２１筐体
２２（カプセルの）ハウジング
２３フィルタリング壁
２４シーリング壁
２５カバー
２６内部チャネル
２７出口
３０空気分離区画室
３１第１のバルブ
３２第２のバルブ
３３（空気分離手段の）ハウジング
３４入口開口
３５入口
３６液体出口開口
３７液体出口
３８空気出口開口
３９空気出口
４０（多孔質）壁
４０ａ（多孔質チャンバの）本体部分
４０ｂ（多孔質チャンバの）端部
４１第１の空間（壁の内部）、多孔質チャンバ
４２第２の空間（壁の外側とハウジングとの間の空間）
４３第２の水出口
４４流量計
４５水フィルタ
４６第１の円筒部材
４７第２の円筒部材
４８第３の円筒部材
４８１第３の円筒部材上部開口部
４９出口
５０（円筒区画室３０に垂直な）平面
５１（円筒区画室３０に垂直な）平面
５２双方向電気バルブ
５３ラビリンス５５の縁部
５４ラビリンス５５の中心
５５ラビリンス
Ａ空気流路
ＬＣ空気分離区画室の中心軸
ＬＷ壁の中心軸
Ｐ穿孔手段
ＳＷ（空気分離区画室の）側壁
Ｔ飲料原料
Ｗ水の流路

Claims

液体を飲料原料（Ｔ）と相互作用させるように設計された飲料製造チャンバ（２０）と、
前記飲料製造チャンバ（２０）に前記液体を供給するための液体供給手段（８）と、
前記液体供給手段（８）内に設けられた、前記液体を加熱するための加熱手段（７）と、
前記液体内に含まれる空気または他のガスを分離するための、前記加熱手段（７）の後の前記液体供給手段（８）内に設けられた空気分離区画室（３０）と
を備える飲料製造装置（１）であって、
前記空気分離区画室（３０）が、
前記空気分離区画室（３０）に前記液体を導くための入口（３５）と、
前記液体の方向を変更することにより、前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の運動エネルギーを遮断するための手段（５５）と、
前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離された、前記空気分離区画室（３０）から前記液体を排出するための液体出口（３７）と、
前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離された、前記空気分離区画室（３０）から前記空気を排出するための空気出口（３９）と
を備え、
前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の前記運動エネルギーを遮断するための前記手段（５５）が、前記液体の流路（Ｗ）の方向を前記液体の逆向きへと少なくとも２回変更し、
前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の前記運動エネルギーを遮断するための前記手段がラビリンス（５５）であり、前記ラビリンスが前記装置の内側の水平位置に対して傾斜されている、飲料製造装置。
前記ラビリンス（５５）が、少なくとも３つの同心状に配置された円筒部材（４６、４７、４８）によって形成され、前記円筒部材が、前記入口（３５）から供給される前記液体を、前記ラビリンスの中心部分（５４）から前記ラビリンスの縁部（５３）に向けて蛇行させるように設計されている、請求項１に記載の飲料製造装置。
前記円筒部材（４６、４７、４８）が、少なくとも２つの隙間空間（ｔ_２、ｔ_３）を、前記円筒部材（４６、４７、４８）の間に形成するように配置される、請求項２に記載の飲料製造装置。
前記円筒部材（４６、４７、４８）の間の前記隙間空間（ｔ２、ｔ３）が、前記ラビリンスの前記中心（５４）から前記縁部（５３）に向けて徐々に増大する、請求項３に記載の飲料製造装置。
前記３つの同心状に配置された円筒部材（４６、４７、４８）のうち、より大きい円筒部材（４８）の上部に配置された開口部（４８１）により、前記より大きい円筒部材（４８）が前記ラビリンスの前記縁部（５３）に接続される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
前記ラビリンス縁部の上部が前記空気出口（３９）に接続され、前記ラビリンス縁部の底部が前記液体出口（３７）に接続される、請求項２〜５のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
前記液体出口（３７）には第１のバルブ（３１）が設けられ、前記空気出口（３９）には第２のバルブ（３２）が設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
前記第１のバルブ（３１）を開くための圧力値が、前記第２のバルブ（３２）を開くための圧力値よりも高い、請求項７に記載の飲料製造装置。
前記空気出口（３９）が、水平方向について前記液体出口（３７）よりも高い位置に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
前記空気分離区画室（３０）が、既定温度を下回る液体を排出するように設計されたバルブ（５２）を備えた追加の液体出口（４３）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の飲料製造装置。
前記追加の液体出口（４３）が、前記空気分離区画室（３０）の最も低い部分に配置される、請求項１０に記載の飲料製造装置。
液体内に含まれる空気または他のガスを分離するための空気分離区画室（３０）であって、
前記空気分離区画室（３０）に前記液体を導くための入口（３５）と、
前記液体の方向を変更することにより、前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の運動エネルギーを遮断するための手段と、
前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離された、前記空気分離区画室（３０）から前記液体を排出するための液体出口（３７）と、
前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離された、前記空気分離区画室（３０）から前記空気を排出するための空気出口（３９）と
を備え、
前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の前記運動エネルギーを遮断するための前記手段（５５）が、前記液体の流路（Ｗ）の方向を前記液体の逆向きへと少なくとも２回変更し、
前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の前記運動エネルギーを遮断するための前記手段がラビリンス（５５）であり、前記ラビリンスが水平位置に対して傾斜されている空気分離区画室。
飲料製造装置（１）内の加熱された液体から空気を分離するための方法であって、
入口（３５）を通して、前記加熱された液体を空気分離区画室（３０）に供給するステップと、
前記液体の方向を逆向きに少なくとも２回変更することにより前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の運動エネルギーを遮断するための手段によって、前記加熱された液体の流速を低減させるステップと、
前記空気分離区画室（３０）の液体出口（３７）を通して、前記空気分離区画室（３０）から前記液体を排出するステップであり、前記液体出口（３７）が、前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離されている、ステップと、
空気出口（３９）を通して、前記空気分離区画室（３０）から空気を排出するステップであり、前記空気出口（３９）が、前記運動エネルギーを遮断するための前記手段によって前記入口から分離されている、ステップと
を含み、
前記入口（３５）を通して導かれる前記液体の前記運動エネルギーを遮断するための前記手段がラビリンス（５５）であり、前記ラビリンスが前記装置の内側の水平位置に対して傾斜されている、方法。