JP5905886B2 - 抽出室ヒータを備える飲料調合機械 - Google Patents

Description

本発明は、抽出室ヒータを備える飲料用機械に関する。特に、本発明の対象は、抽出ユニット、および／または調合ユニットを必要な温度に維持する手段を備える、コーヒーおよびその他の飲料を調合するための自動機械である。

飲料、特に、コーヒーを使った飲料を調製するための、公知のタイプの自動機械は、さまざまなコンポーネントを有しており、このようなコンポーネントが実行する機能に従って、それらをグループ分けすることができるが、通常は、飲料を調製するための手段と、抽出手段と、調合手段とを備えている。抽出手段は、金属製、一般的にはアルミニウム製の、またはプラスチック製の抽出室を備えており、その中に、所定の量のコーヒーまたは他の材料が入れられる。次いで、抽出室に熱湯を供給し、飲料を調製するプロセスが、最適かつ効率的に行われるように、加圧と所定の温度とが維持される。これに関連して、水と抽出室との間に温度差があるという問題が知られている。特に、或る期間機械を使わなかった後に、始めて調合する際、抽出室に到達する水の温度がかなり低下するため、最適な飲料を提供するのに必要な温度を維持できない。

従来技術の解決策には、抽出室および／または調合ユニット内の一定の温度条件を維持するために、加熱システムを設けているものがある。この加熱システムにおいては、ボイラーからの熱湯の循環を用いるか、またはボイラーの中の熱交換器を用いるか、あるいはアルミ製の抽出室に接触する電気加熱エレメントを用いている。

例えば［特許文献１］は、抽出ヘッドの温度を制御することができる、エスプレッソコーヒーを調製する機械を説明している。前記抽出ヘッドには、温度センサと、ボイラーの中に浸された熱交換器を利用して加熱する加熱コイルとが設けられている。センサが抽出ヘッドの周囲の設定温度の低下を感知すると、コイルに熱湯が供給され、高品質のコーヒーを得るために、抽出ヘッドは所定の温度に維持される。

しかし、抽出ユニット、および／または調合ユニットのヘッドを、直接的または間接的に加熱するための先行技術の解決策には、いくつか欠点がある。それらはコストがかかり、製造が複雑であって、場合によっては、飲料の調製のための理想的な温度条件を維持することが難しいこともある。

さらに、先行技術の解決策では、特に電気加熱エレメントが用いられた場合、金属製の抽出室の利用が不可欠になる。

米国特許出願ＵＳ５５５１３３１号明細書

本発明の目的は、前述の問題を解決し、飲料、主としてコーヒーを調合するための機械と、抽出室が必要な温度に自律的に維持され、かつ、機械の中に存在する他の熱生成形態（抽出するための加圧された熱湯など）とは別個に維持されることができるプロセスとを、簡単かつ安価なやり方で提供することである。

本発明の別の目的は、飲料を調合するための機械と、抽出ヘッドまたは調合ユニットの温度が精確に制御されることを可能にするプロセスとを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、飲料を調合するための機械と、断続的または連続的という異なる操作条件において、高品質の飲料を調合することを可能にするプロセスとを提供することである。

これら、およびその他の目的は、抽出ユニット、および／または調合ユニットの温度を調節するための手段を備える、請求項１の記載事項を特徴とする、本発明の暖かい飲料、特にコーヒーを調合するための機械により達成される。なお、前記温度調節手段は、強制空気タイプである。

また本発明は、機械によって調製される飲料を調合するためのプロセスにも関する。前記機械は、特に、抽出ユニットの中の少なくとも１つの抽出室を加熱するための温度調節手段を備えており、この温度調節手段は、前記抽出室の温度が基準値を下回った時には、定期的にスイッチがオンされるようになっている。

特に、本発明のプロセスにおいては、次のステップが、順序どおりではなく、行われる。
ｉ）コーヒーまたは別の飲料の材料を抽出室に供給する。
ｉｉ）抽出水を加熱する。
ｉｉｉ）強制空気温度調節システムのスイッチをオンする。このスイッチオンは、絶えず行われるか、または定期的に行われるか、または、温度センサを介して制御ユニットによって検出された抽出室、および／または調合ユニットの温度が所定の値を下回った場合に行われる。
ｉｖ）強制空気加熱システムを介して所定の温度に維持されている抽出室へ、給水管を通して送られる熱湯を、加圧する。
ｖ）飲料を調合する。

本発明の特異な態様によれば、強制空気温度調節手段は、強制加熱手段であり、ファンシステムを備えている。

前記ファンシステムは、少なくとも１つのヒータと、少なくとも１つのファンと、少なくとも１つの指向性の空気ダクトと、少なくとも１つの制御ユニットとを備えている。ヒータによって生成された熱は、ファンによって分散され、指向性ダクトを介して、抽出ユニットの抽出室、および／または調合ユニットへ運ばれる。このようにして、抽出室、および／または調合ユニットは、強制加熱された空気により直接的に暖められ、前記加熱された空気は、経路上で障害物に出会うことなく抽出室へ流れる。特に、ファンは、抽出ユニットの外側にあり、かつ、抽出されることになる挽かれたコーヒーとは決して接触しないが、加熱された空気を抽出室のヘッドへと直接的に追いやって、前記ヘッドを、高品質の飲み物を得るために、十分に暖かい所定の温度に保つ。

好適な一実施形態においては、直接的または間接的に抽出室の温度を検出し、それに従って、必要に応じてヒータのスイッチをオンにするための、少なくとも１つの温度センサが提供される。

また、上記のように、空気ヒータは、飲料調合機械の作動時間内であれば、抽出室の温度に拘わらず、常にスイッチをオンにしていてもよい。上記の諸ステップは、機械が作動中に行われる。機械を使用しない時間、例えば夜間には、例えば適切にプログラムされた制御ユニットによって、当分野で公知のやり方で、ヒータのスイッチはオフのまま保持される。

別の実施形態によれば、少なくとも抽出ステップの間、または飲料が調合されている間は、ヒータは切られる。

ヒータは、電気加熱エレメントであることが好ましい。

別の態様によれば、制御ユニットにより、センサによって測定された温度に応じて、ヒータおよびファンのスイッチを、一緒に、または別々に、オンおよびオフにする。本発明による好ましいある実施形態では、ヒータとファンとは同時にスイッチオンされ、抽出ユニットの中の抽出室、および／または調合ユニットの加熱に適するように温度とされた熱風の流れが生成される。しかし、温度を下げることが必要な時、例えば熱し過ぎた場合には、ヒータを用いることなく、ファンのスイッチを単独でオンにされる。

有利な一態様によれば、飲料の抽出および調合は、好適な温度で行われる。

別の有利な一態様によれば、抽出および／または調合ユニットの加熱は、サイズが小型で、構造が簡単で、かつ電力消費を無視できるようなヒータを介して行われる。このような態様によると、ファン加熱システムは、既存の飲料用機械に取り付けるのに非常に適したものとなる。

別の有利な一態様によれば、加熱システムのファンは、各種のコンポーネントが所定の温度を上回る温度に上昇した場合の冷却にも用いることができる。

本発明は、従来技術に比して、多くの利点を有する。強制空気システムは、頑丈で、安価で、信頼性があり、パーティションを使って、調合ユニットとは別の電気部品を使って取り付けることができ、かつ、プラスチック製または熱可塑性の抽出室の使用が可能である。

事実、対流加熱では、プラスチック材料を問題なく加熱することが可能であり、これは、加熱エレメントと抽出室との間の物理的接触が必要な熱伝導システムでは不可能なことである。加熱エレメントとプラスチック部品とが接触すると、プラスチック部品は、熱せられる前に変形してしまうおそれがある。加熱エレメントのスイッチをオンにすることなく、ファンだけを用いることができるので、さらなる利点がもたらされる。

添付の図面に示す非限定的な例を用いて行う以下の説明から、本発明のさらなる特徴および利点が明らかになると思う。

組み立て前の空気加熱手段および抽出ユニットの抽出室の斜視図である。 組み立て中の図１の空気加熱手段および抽出ユニットの抽出室の縦断面図である。 図１における強制空気加熱手段の横断面図である。 図１における空気コンベヤの斜視図である。

図１および図２は、本発明による飲料用機械のファン加熱システムの一好適実施形態を示す図である。

本発明による飲料調合機械（図示せず）は、少なくとも１つのヒータ２と、少なくとも１つのファン１と、空気のための少なくとも１つの指向性ダクト４と、ヒータ２のための少なくとも１つの支持体３と、少なくとも１つの温度センサＳと、少なくとも１つの制御ユニットとを備えるファン加熱システムを有している。

この加熱システムは、機械の内側にあるパーティション支持体６に取り付けることが好ましい。パーティション支持体６は、コーヒーの調製および分配に適するコンポーネント（例えば抽出ユニット５）を収容するエリアと、熱湯および／または蒸気の調製のためのコンポーネントを収容するエリアとを分離している。

前記パーティション支持体６には、２つの環境を連通させるための開口部が設けられている。特に、ヒータ２によって生じ、ファン１によって推進される熱風の通過に適する開口部３ａが設けられている。

ヒータ２は、スクリーン３ｂを備え、かつ機械の基部に接続されている支持体３上に位置し、パーティション支持体６に接続されている側とは反対側で、ファン１に接続されている。指向性ダクト４を用いて、ヒータ２によって生成された熱風の流れを、ファン１により抽出ユニット５の抽出室Ｃへ向けるようになっている。前記熱風ダクト４は、ファンシステムによって生成された熱風を、抽出ユニット５の中の抽出室Ｃに向かって運ぶようになっている。これは、後者（抽出室Ｃ）を室温より高い、場合によっては、一定の温度に保つためである。従って、加熱された空気は、抽出室Ｃの方へ流れて抽出室Ｃに直接当たり、前記抽出室を、特に抽出室のヘッドＴを、高品質の飲料を保証するのに十分に暖かい所定の温度に保つ。事実、先行技術の飲料用機械における問題の１つは、抽出ユニットの中の抽出室、および／または調合ユニットを、高品質飲料の生成に最適な温度に維持するのが困難なことである。

飲料を１度調合して次に調合するまでの間、特に、機械が、連続的ではなく断続的に用いられる場合、抽出ユニット５の抽出室Ｃ、特に、抽出ヘッドＴ、すなわち、ダクト４に面している抽出ユニットの下部は、冷たくなって、飲料の調製に最適な温度よりも低い温度まで、温度が下がってしまう。飲料の生成のために供給される加圧された熱湯は、特に抽出室Ｃの抽出ヘッドＴでは、温度は、理想的な抽出温度（７０℃〜８０℃前後が好ましい）以下まで低下し、飲料の品質が低下する可能性がある。この問題は、特に冬季において大である。

しかし、本発明によるタイプのファン加熱システムを備える機械は、抽出ヘッド５の抽出室Ｃを、特に抽出ヘッドＴを、一定の温度に保持し、ヒータ２によって生成された熱をこの後者へ向かって、ダクト４を介して運ぶ。前記ヒータ２は、消費パワーが小さく（すなわち、２０〜６０ワット、好ましくは２０ワットと４０ワットの間）、かつ、流速が４ｍｃ／ｈと７ｍｃ／ｈとの間の範囲内にある電気加熱エレメントであることが好ましい。流速は、およそ４．８〜５．５ｍｃ／ｈであることが好ましく、５．１ｍｃ／ｈであることがさらに好ましい。ヒータの最大出力温度は、４０℃と５０℃との間にあることが好ましい。

また、一実施形態では、本発明による機械は、制御ユニットに加えて、温度センサＳを備えている。温度センサＳは、抽出ユニット５の抽出室Ｃの近く、特に抽出ヘッドＴの近くに配置されていることが好ましい。

制御ユニットは、抽出ユニット５の抽出室の温度を、温度センサＳにより監視し、この温度が、高品質の飲料を得るのに最適の温度よりも低下した時、ヒータとファンとを起動するようになっている。前記最適の温度は、７０℃と８０℃との間である。

ヒータ２は、低アブソーブトパワーであるが、抽出ユニット５の抽出室Ｃを必要な温度に保持するのに必要な空気を加熱するのに十分な電気加熱エレメント、特に抵抗器であることが好ましい。ヒータ２のスイッチは、制御ユニットによってオンにされ、制御ユニットは、同時にファン１を起動して、熱風の流れを生じさせる。熱風の流れは、指向性ダクト４を介して、抽出ユニット５の抽出室Ｃの抽出ヘッドＴに向けられる。前記指向性ダクト４は、図４に示すように、四角形の断面を有する平行６面体であり、水平部分４ａと、抽出ヘッドに向かうように方向付けられた変曲するエンドコネクタ４ｂとを有するものであることが好ましい。

指向性ダクト４の水平部４ａにおける、エンドコネクタ４ｂの近くには、抽出プロセスの間にダクトに落ち込みうるコーヒーの残渣、水またはその他の生成物を除去することができるようになっている開口部４ｃが設けられている。指向性ダクト４は、当分野では周知のやり方で、パーティション支持体６に接続されている。例えば開口部３ａにスナップ式に嵌合固定し、タブ４ｄをもって、前記パーティション支持体６に解放可能としてロックされる。

また、ヒータ２は、ユニット５の下方ではなく、図２における側面、または抽出室Ｃの上方に配置してもよい。側面に配置する場合、ダクト４ａおよび４ｂは、設けないか、またはより小さな寸法として設けられる。

上記の実施形態では、ファンから、抽出室および／または調合ユニットまでの加熱された空気の流路には、前記抽出室および／または調合ユニットの直接的な加熱を保証するため、ダクトやシールドやインタフェースのような干渉する障害物はない。

また、ファン温度調節システムを用いて、調合ユニットを必要な温度に維持し、必要に応じて、前記ユニットの温度を、調合しようとする飲料の特性に応じて調節できるようにしてもよい。

さらに、本発明による機械の有利な態様によれば、温度調節システムのファンは、ヒータに必ずしも接続せずに、別個に作動させることもできる。これは、過熱を減少させることが必要になった場合に有益である。

１ ファン
２ ヒータ
３ ヒータのための支持体
３ａ 開口部
３ｂ スクリーン
４ 指向性ダクト
４ａ 水平部
４ｂ エンドコネクタ
４ｃ 開口部
４ｄ タブ
５ 抽出ユニット
６ パーティション支持体
Ｓ 温度センサ
Ｃ 抽出室
Ｔ 抽出ヘッド

Claims (13)

1. 飲料、特にコーヒーを含む飲料を調合するための機械であって、抽出ユニット（５）の中の抽出室（Ｃ）と、前記抽出室（Ｃ）の温度を調節するための手段とを備え、前記温度調節手段は、強制空気タイプであり、前記強制空気温度調節手段は、加熱空気を前記抽出室（Ｃ）に直接当てるためのファン（１）およびヒータ（２）を備えており、前記ファン（１）およびヒータ（２）は、パーティション（６）により、前記抽出ユニット（５）から分離されていることを特徴とする、飲料調合機械。
2. 前記ヒータ（２）は電気加熱エレメントであることを特徴とする、請求項１に記載の飲料調合機械。
3. 空気のための少なくとも１つの指向性ダクト（４）をも備える、請求項２に記載の飲料調合機械。
4. 直接的または間接的に前記抽出室（Ｃ）の温度を検出するための少なくとも１つの温度センサを備える、請求項２又は３に記載の飲料調合機械。
5. 前記ヒータ（２）および前記ファン（１）のスイッチをオンにすることを制御するための少なくとも１つの制御ユニットを備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の飲料調合機械。
6. 前記電気加熱エレメントは、２０ワットと４０ワットとの間の能力を有することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の飲料調合機械。
7. 前記抽出室（Ｃ）はプラスチック製であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の飲料調合機械。
8. 直接的又は間接的に前記抽出室（Ｃ）の温度を検出するための少なくとも１つの温度センサを備えており、かつ前記強制空気温度調節手段は、前記ファン（１）およびヒータ（２）のスイッチをオン又はオフにする少なくとも１つの制御ユニットを備えており、前記制御ユニットは、前記温度センサによって測定された温度に応じて、所定の温度基準値を元に、前記ファン（１）及びヒータ（２）のスイッチを一緒にまたは別個にオンまたはオフにすることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の飲料調合機械。
9. 前記ヒータ（２）は、前記抽出室（Ｃ）の側面または上方に位置していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の飲料調合機械。
10. 機械によって調製される飲料を調合する方法であって、前記機械は、抽出ユニット（５）の中に少なくとも１つの抽出室（Ｃ）を備え、かつ強制空気により前記抽出室（Ｃ）の温度を調節するための手段を備えており、前記強制空気温度調節手段は、加熱空気を流通させることにより前記抽出室（Ｃ）を加熱するためのファン（１）およびヒータ（２）を備えており、前記ファン（１）およびヒータ（２）は、パーティション（６）により、前記抽出ユニット（５）から分離されており、前記強制空気温度調節手段（１、２）により前記加熱空気を前記抽出室（Ｃ）に直接当てるように流通させることを特徴とする方法。
11. 前記強制空気温度調節手段（１、２）のスイッチを、前記抽出室（Ｃ）の中で検出された温度が飲料を生成するために最適と考えられる基準値を下回る場合に、制御ユニットによってオンにすることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記強制空気温度調節手段（１、２）のスイッチを、断続的または連続的にオンにすることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記強制空気温度調節手段（１、２）のスイッチを、飲料調合サイクルの少なくとも一部の間はオフにすることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。

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