JP5813205B2 - エスプレッソメーカの圧力解放システム - Google Patents

Description

本出願は、２０１１年３月２５日に出願された米国出願第６１／４６７，８１０号、および２０１２年３月２０日に出願された米国出願第１３／４２４，６６２号の優先権を主張し、その全体が参照により援用される。

カプチーノ、カフェラテ、カフェモカを含む多くの異なる種類のエスプレッソ飲料がある。これらはすべて、１ショットまたはそれ以上のエスプレッソで作成される。エスプレッソのショットは、すし詰めされ微細に挽いたエスプレッソコーヒーを通して約１．５オンスの温水を押し流すことによって作成される。１ショットのエスプレッソを作成する過程には多くの変数が存在する。数例を挙げると、水温、水圧、挽かれたコーヒーの粗さ、コーヒーをどの程度きっちり詰めるか、などである。コーヒーを通して水を押し流すために、最も単純なエスプレッソマシンは、密封容器内部の水の加熱から生じる圧力を使用する。このタイプのマシンでは、容器の底部に延びる管を有する、じょうご形の金属片の中にコーヒーが詰め込まれる。容器内に数オンスの水が注がれ、上部がねじで固定される。

水が加熱されると、容器内で圧力が高まり、水が逃げる唯一の道である管を登り、コーヒーを通して上部で管から水が流れ出る。管の端部は水中にあるので、圧力が管を通して温水を押し上げる。操作を始めるため、加熱容器が水を理想温度（沸騰直前）まで加熱すると、抽出過程が開始される。挽かれたエスプレッソコーヒーがバスケット内に注がれて突き固められ、その後ポルタフィルターがマシンにねじ込まれて取り付けられる。注ぎ口の下に小さなカップが置かれ、バルブをエスプレッソ位置に開く。バルブを開くとポンプを始動するマイクロスイッチが作動し、加熱チャンバを加圧して温水を約１５気圧（２２０ｐｓｉ）に加圧する。この圧力により、挽かれたコーヒーを通して温水が流れ注ぎ口から流れ出る。理想的には、約１．５オンスのエスプレッソを出すために２５秒ほどかかる。

このタイプのエスプレッソマシンの問題点は、操作の完了後に、増大した余分な圧力を取り除かなければならないことである。コーヒーが出るのと同じバルブと注ぎ口を通して残留圧力が取り除かれる。オペレータは、抽出ヘッドインタフェースの解放時に破裂するエスプレッソ容器にさらされる可能性がある。圧力を取り除く他の手段が存在しない場合、残留する熱および蒸気が、同一の抽出／フロスポートを通して圧力を生じさせる可能性がある。

本発明は、抽出ステーションの背後の余分な蒸気および圧力をオペレータを避けて移動させる圧力解放システムを備えるエスプレッソマシンである。一度抽出操作が完了すると、余分な水および／または蒸気がソレノイド内に戻され、排水管に経路が切り替えられる。排水管への経路は、元の抽出経路の一部ではない。

本発明のシステムの第１実施形態の模式図である。 図１に模式的に示されているソレノイドおよび接続部の拡大斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態の模式図であり、エスプレッソなどの飲料の作成に適した抽出装置用の圧力解放システムを示している。システムは、水供給源に接続する水入口１０を有する。水供給源は、抽出操作中に使用される新鮮な冷水をシステムに供給する。二方向ソレノイド２０は、システムの水貯蔵タンク４０内に配置された水面センサ３０により決定される水要求に基づいてバルブを開閉することによって、システムへのおよびシステムからの水の配給を制御する。ソレノイド２０は、励磁状態と非励磁状態の二つの状態を有する。非励磁状態ではバルブが閉じられ、貯蔵タンク４０への水の進入を防止する。ソレノイドが励磁されると、タンク４０内に水が流入することができ、タンクを満杯に維持するのに役立つ。タンクを修理したり清掃したりする必要があるとき、または単に新鮮な水をタンク４０に補給する必要があるときなどに、ソレノイド２０を通して水を排水管５０に放出することによって、タンク４０を空にすることができる。タンクにつながるソレノイド２０は常開であり、タンク４０からの放出時に、排水管５０へと水が通過することができる。水貯蔵タンク４０はソレノイドに接続され、ソレノイドから冷水を受け取るとともに、飲料を抽出するために必要となるまで水を保持する。タンク４０内の水面を監視する水面センサ３０によって水面が継続的に確認され、水面が予め定められたレベルを下回ると、バルブを開く信号をソレノイド２０に送る。装置がアイドル状態であるとき、システムを通る流れはない。水または蒸気のいずれかの抽出の要求が開始されると、タンク４０が開かれ、図示の一つまたは二つの経路を通って冷水が流れる。各経路は、タンク４０から運ばれる水の量を監視し制御するために流量計６０を備えている。水は、流量計６０と、水をシステムに押し込む二つのポンプ７０ａ、７０ｂのうちの一つを通過する。ポンプ７０ａ、７０ｂは、水を約１３０ｐｓｉに加圧して、三方向ソレノイド８０（図２でさらに図解する）に注ぎ込む。ソレノイド８０は二つの区画を有する。第１ポンプ７０ａは第１区画、すなわち抽出ステーション９２を担当し、第２ポンプ７０ｂは第２区画、すなわち抽出ステーション９４と蒸気発生部９６とを担当する。ソレノイド８０は、区画毎に一つの一組の圧力解放弁（ＰＲＶ）１００ａ、１００ｂで構成される。これにより、障害物、故障、または他の未知の原因により集積する水をポンプ７０ａ、７０ｂがくみ上げる場合に、ソレノイド８０が水を排水管１１０へと逃がして、システム内での余分な水圧の発生を防止することができる。二つの圧力解放弁１００ａ、１００ｂは、システムから排水を運び出す排水管１１０につながっている。

システムの抽出ステーション９２では、コーヒーまたはエスプレッソを抽出する要求がなされたとき、ソレノイド８０が、ポンプ７０ａからソレノイド８０を通りヒータ１１２へ向かう経路を開く。ヒータ１１２で、抽出操作のために水が約２００度に加熱される。続いて、ドリップ弁１１４に水が渡され、コーヒーサービス出口に供給される。流量計６０ａは、システム内にプログラミングされたロジックに基づいて、配送される水の量を制御し、規定の量の水をヒータ１１２およびサービス出口へと運ぶ。しかしながら、指定された水がサービス出口に運ばれた後にも、システム内に残る温水がある。本発明は、余分な温水を排除して圧力および温度が高まるのを防止するための経路を有している。すなわち、ソレノイド８０を通して水が戻され、余分な水用の排水管１２０へと導かれる。このようにして、抽出要求が満たされた後、ライン１１８内で温水の圧力が増大する可能性がシステムから取り除かれる。

第２ポンプ７０ｂは、抽出ステーション９４と蒸気発生部９６とをサービスする。抽出ステーション９４は、本質的に抽出ステーション９２と同様に動作する。ここで水が加熱部１２８へと渡され、続いてドリップ弁１３４を通った後サービス出口から出る。余分な水は、ソレノイド８０を通って戻されて排水管１２０に送られる。この結果、システム内で温度および圧力が増大することはない。排水管は、抽出水の流れとは別の経路に接続される。このため、オペレータまたはシステムは、オペレータの存在時に、飲料を分配するために使用される出口を通すことなく水を放出することができる。抽出ステーション９２および抽出ステーション９４の両方において、ソレノイド８０は、システムにより励磁され指定の経路に水を流すようになるまで、通常は「ＮＣ」すなわち常閉位置にある。ソレノイド８０の制御は、流量計６０ａ、６０ｂとともにポンプ７０ａ、７０ｂおよびシステムのセンサにも接続されているマイクロコントローラ（図示せず）によって管理される。

ソレノイド８０の第３経路、および第２ポンプ７０ｂによりサービスされる第２経路は、カプチーノおよび他の飲料のために使用されるスチームを生成するためのものである。ソレノイド８０および第２ポンプ７０ｂからの水が、沸点近くまで水を加熱してスチームを生成するフロスヒータ１４０に供給される。加熱された水が二方向ソレノイド１４２に供給される。二方向ソレノイド１４２は、圧力が予め定められた値を超えて上昇したときにソレノイド１４２内の圧力を軽減するための圧力解放弁１４４を備えており、蒸気／水を防護領域に解放してオペレータとの接触を防止する。ソレノイド１４２は、二つのステーションと、ミルクまたは他の飲料を直接スチームするために使用されるスチームまたはフロスワンド（froth wand）１４６と、ミルクまたは他の飲料を保持し、ミルクがスチームされる間にオペレータまたはアテンダントが無為に待つ必要なしにミルクを自動的にスチームすることができるフロスモジュール１４８と、をサービスする。フロスワンド１４６およびフロスモジュール１４８の両方では、余分なスチームおよび温水をソレノイド１４２を通して戻し、抽出ステーション９２と抽出ステーション９４の経路をサービスする排水管１２０へと放出することができる。こうして、オペレータと接触する可能性のあるフロスワンド１４６およびフロスモジュール１４８から離れて、余分な温水およびスチームの放出が行われる。

三方向ソレノイド８０について上述したが、いずれの機能をも失うことなく三方向ソレノイドを複数の二方向ソレノイドで置換することができ、また、本発明はこのような修正を含むように意図されていることに注意すべきである。

例示を目的として本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正をなし得ることが理解されるだろう。したがって、本発明は、添付の請求項によるものを除き限定されない。

Claims (3)

1. 飲料を抽出する抽出システムであって、
   抽出用の新鮮な水を受け取る入口と、
   水貯蔵タンクと、
   前記入口と前記水貯蔵タンクとの間に配置され、前記水貯蔵タンクにつながる第１流出流体経路とオーバーフロードレインにつながる第２流出流体経路との二つの流出流体経路を有する第１ソレノイドと、
   フロス発生器をサービスする第１区画と抽出ステーションをサービスする第２区画とを有し、各区画が抽出システムから遠ざかる第１圧力解放排水管に接続された圧力解放弁を有する、第２ソレノイドと、
   前記第２ソレノイドの前記第１区画に接続され、蒸気を連通させるフロス発生器と、
   前記フロス発生器に接続され蒸気を受け取る第３ソレノイドであって、フロス配送デバイスと、圧力解放弁と、抽出システムから遠ざかる第２圧力解放排水管に余分な蒸気を導くベント経路と、を有する、第３ソレノイドと、
   前記第２ソレノイドの前記第２区画に接続される抽出ステーションと、
   前記抽出ステーションから前記第２ソレノイドの前記第２区画を通り前記第２圧力解放排水管をつなぎ、前記抽出ステーションから余分な蒸気を送る蒸気再循環経路と、
   を備えることを特徴とする抽出システム。
2. 前記水貯蔵タンクに接続され貯蔵された水を前記第２ソレノイドに導く第１ポンプと、
   前記水貯蔵タンクと前記第１ポンプとの間に配置された第１流量計と、
   前記水貯蔵タンクに接続され貯蔵された水を前記第２ソレノイドに導く第２ポンプと、
   前記水貯蔵タンクと前記第２ポンプとの間に配置された第２流量計と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の抽出システム。
3. 前記第２ソレノイドは第２抽出ステーションをサービスし、
   前記第２抽出ステーションから前記第２ソレノイドを通り前記第２圧力解放排水管までの第２蒸気再循環経路をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の抽出システム。

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