JP6673925B2 - エスプレッソコーヒーなどを淹れるマシンに熱湯を供給するグループ及び関連マシン - Google Patents

Description

本発明は一般に飲料を調製するマシンの分野に関する。より詳細には、本発明はエスプレッソ（又はその他の飲料）を淹れるマシンに熱湯を供給するグループに関する。また本発明はこのような熱湯供給グループを備えるエスプレッソ（又はその他の飲料）を淹れるマシンに関する。

特許文献１はコーヒーなどを調製するマシンに関するものであり、このマシンは、水流を制御して供給する水圧ポンプ手段；少なくとも１つの分注シートと、当該シートの上流に位置する電気ヒータであって、当該ヒータ内を通る水流を所定の温度に加熱するように構成された電気ヒータとを有し、コーヒーなどの調製及び分注を行う少なくとも１つのグループ；ポンプ手段を上述のヒータの入口に接続し、ヒータの水が基本的に空の場合に静止構造をとり、コーヒーなどの調製のために、ヒータがポンプ手段によって運ばれた水流を受け入れ、通すことが可能な場合に作動構造をとるようにすることのできる電磁弁を有する水圧回路；及び、コーヒーなどの調製及び分注の指令が与えられた場合のみ上述のヒータを作動させ、上述の電磁弁手段を作動構造に切り替えるように構成された制御手段を備え、ヒータの水圧的上流に位置する上述のグループは、ヒータと熱交換関係にあり、ヒータに向けられる水流を予熱するように構成されたチャンバを有する。マシンはまた、熱蒸気生成グループを備える。電磁弁手段は、上述のヒータがポンプ手段によって運ばれた水流を受け入れることができない場合、及び上述のチャンバが熱蒸気生成グループの入口に接続され、上述のグループが、ポンプ手段によって供給され、上述のチャンバを通る水流を受け入れることが可能な場合に、更に作動構造をとるように構成される。

欧州特許出願第２０７０４５７号明細書

出願人の提案した目的は、エスプレッソコーヒー（又はその他の飲料）を淹れるマシンに、所望の温度に加熱された熱湯を迅速かつ安定した予測可能な方法で供給するグループを提供することである。

本発明によれば、エスプレッソコーヒー（又はその他の飲料）を淹れるマシンに熱湯を供給するグループが提供される。水は、加熱の可能な曲路に沿って、分注点の近傍に位置する温度プローブまで流される。

第１の態様によれば、本発明は、例えばエスプレッソコーヒーなどの飲料の調製及び分注を行うマシンに熱湯を供給するグループに関し、当該グループは、
水を受け入れる入口及び出口を備える貯水チャンバと、
加熱経路とを備え、
上述の加熱経路は、上述の貯水チャンバの出口から水を受け入れる入口と、飲料を調製するために抽出チャンバに加熱された水を分注する出口とを備え、
上述の加熱経路は加熱可能な外面及び内部コアによって画定された経路を備え、
上述の内部コアは上述の加熱水の温度を検出する温度プローブを備え、
上述の内部コアは縦軸、上述の加熱経路の入口の第１端部及び反対側の第２端部を備え、
上述の温度プローブは、当該プローブが上述の出口近傍の水の温度を検出するように、上述のコア内を上述の第２端部から第１端部に向かって縦方向に延在するシート内に収容される。

プローブをコアに挿入する位置及び方法によって多くの利点が提供される。

第１に、温度プローブはコアの内部に挿入されるため、曲路に沿った水の流れを変えたり影響を与えたりしない。

第２の利点として、温度プローブは水に直接触れないため、水垢などによる影響を受けない。従って、その効率及び持続時間は大幅に増大する。基本的に、加熱された水は、コアの外面と温度センサの収容されたシートとの間の（比較的薄い）壁を加熱する。このようにして、この壁の熱はそのシート内の温度センサに伝達される。

第３の利点として、温度プローブは曲路の出口近傍の水の温度を検出することができる。従って、本発明により、水の温度は抽出チャンバに到着する前に迅速に感知され、確認される。

加熱経路は少なくとも一部が螺旋面によって形成される曲路であることが好ましい。

一実施形態において、螺旋面の少なくとも一部は内部コアの外面に形成される。

加熱経路はコアの完全な外側に、コアを全く貫通せずに延在することが好ましい。一方で、周知の解決策において、水は加熱経路に沿って流れ始める前に、コア内の横穴から入れることが好ましい。これは、その他の否定的な態様と共に、マシンが使用されていない時に供給経路が完全に空になるのを防ぐ。

加熱経路は上述の螺旋面の周囲に、実質的に円筒状の表面を備えることが好ましく、この実質的に円筒状の表面は中実体の中の穴の表面である。

一実施形態において、グループはまた、貯水チャンバの出口と曲路の入口との間に電磁弁を備える。

貯水チャンバの入口は、出口と異なる高さであり、及び／又は貯水チャンバの入口の軸は貯水チャンバの出口の軸にほぼ垂直であることが好ましい。

グループはまた、取り外し可能な異なる形状を有する他のディフューザと交換可能なディフューザを備え、グループをモジュール化し、粉、ポッド、カプセルなどから異なるタイプの飲料を抽出できるようにしてもよい。

グループはまた、飲料抽出サイクルを開始する第１方向と、飲料抽出サイクルを停止する第２方向とに回転可能なレバーを備えてもよい。

第２の態様によれば、本発明は例えばエスプレッソコーヒーなどの飲料の調製及び分注を行う、上述の様な熱湯を供給するグループと当該グループに水を供給するポンプとを備えるマシンに関する。

一実施形態において、マシンは蒸気ボイラー及び当該蒸気ボイラーによって生成された熱によって前記ポンプによって供給された水を予熱し、予熱された水を前記グループに供給する予熱器を更に備えることができる。

マシンはまた、曲路から水を排出させる手段を備えることができる。

一実施形態において、マシンは処理グループであるＣＰＵを更に備え、ＣＰＵはプローブからの温度情報を受信し、これに対応する方法でグループの加熱要素を制御する。

ＣＰＵは、例えばＰＩＤ（比例、積分、微分）タイプの制御システムにより、グループ６内に存在する加熱要素７のアクティベーションを電子的に管理及び制御し、所望の水の温度を取得する。

処理グループはまた、抽出のためにユーザが熱湯の分注を作動させると、ポンプの作動を一定期間遅らせ、この間、電磁弁の負荷経路のみが開かれるようにプログラムすることができる。

本発明は、添付の図面を参照して解釈される、非限定的な例として提供する以下の説明によってより明らかになるだろう。

本発明の一実施形態による、飲料の調製及び分注を行うマシンにおける水圧回路の概略図である。 本発明の一実施形態による熱湯供給グループの概略図である。 本発明の一実施形態による熱湯供給グループの概略図である。 図２及び図３によるグループの断面図である。 飲料の調製及び分注を行うマシンの一部の概略図である。 図５の一部の拡大図である。 ＣＰＵ及び特定のコンポーネントへの接続を示す図である。

図１は本発明の一実施形態による、飲料の調製及び分注を行うマシンの水圧回路を略的に示したものである。使用されている符号は、冷水を示す一点鎖線、加熱された水を示す実線、混合水を示す二点鎖線、分注温度の水を示す破線、及び排水を示す点線である。

以下の説明は、便宜上、特にエスプレッソコーヒーマシンに関するものであるが、本発明はそのようなマシンに限定されず、他の飲料を分注するマシンにも関するものである。

図１に示す図を参照すると、マシンは水を受け入れるポンプ１を備える。典型的に、ポンプ１は加熱されていない水を受け入れる。典型的に、ポンプ１はパイプから冷水を受け入れ、圧力下でこの冷水をコンポーネントの下流に運ぶ。

予熱器２はポンプ１の下流に設けることが好ましい。予熱器２は冷水を受け入れ、それを第１の温度に加熱する。一実施形態によれば、（例えば、カプチーノ、紅茶、点滴液などを調製するために）予熱器２は蒸気及び／又は熱湯を生成するように構成される蒸気ボイラー３に挿入される。予熱器は蒸気ボイラー３の（少なくとも一部の）熱を使用するので、この配置はエネルギー利用に関して特に有利である。

ミキサ装置４は予熱器２の下流側に設けることが好ましい。ミキサ装置４において、予熱器２から排出される熱湯は、ポンプ１の下流に位置する分岐点１０から供給される冷水と混合される。このようにして、コーヒーグループ６の入口の温度は安定し、温度が高過ぎたり低過ぎたりする水の流入を防ぐ。従って、本発明の有利な態様によれば、予熱器２は蒸気ボイラー３の熱を受動的に使用してコーヒーグループ６に入る水を予熱し、ミキサ装置４内で適切に混合されるようにする。

予熱器２の出口において、水は１００℃よりも高く、可変である第１温度で出てき、一方でポンプ１の出口において、水は約２０℃又は任意の場合には室温で出てくる。ポンプ１を通る水の温度は、典型的には大気温度及び任意の場合には外的環境による影響を受ける。

図２、図３及び図４はコーヒーグループ６を示す。グループ６は例えばステンレス鋼などの金属製である。金属ブロック１９の内部には、ネジ２０’（好ましくは六角穴付きボルト）又は他の周知の手段を介してカバーによって上部の閉じられた貯水チャンバ１４が形成される。貯水チャンバ１４はユーザによって設定された温度で分注される熱湯の貯蔵を形成する。金属ブロック１９は加熱要素７をシート内に収容した状態で、好ましくは貯水チャンバ１４の底部の近くに設けられる。例えば、加熱要素７は抵抗器の形態とすることができる。

グループ６は貯水チャンバ１４に水を供給する１つ又は複数の入口穴１１を備える。典型的に、貯水チャンバに供給される水は、ミキサ装置４、予熱器２、又は存在する場合には分岐点１０から供給される。

グループ６は貯水チャンバ１４から水を排出する１つ又は複数の出口穴１２を備える。

入口穴１１及び出口穴１２は貯水チャンバ１４の底部に対して異なる高さで配置されることが好ましい。入口穴１１及び出口穴１２の軸１１’及び１２’は、相互にほぼ直角を成すことが好ましい。これらの配置により、貯水チャンバ１４内に発生する可能性のある温度層化効果（temperature stratification effect）がなくなる。

出口穴１２から出た水は電磁弁５を通り、穴１３を通って再びグループ６に入り、曲路沿いに流れる。水の温度は正確かつ制御された方法で所望の温度近くまで更に上げられる。

電磁弁、水圧継手及びホースは、グループ６を作動させるために提供される。これらの内のいくつかは図１に図示されていないが、図６及び図７には示されている。

水は温度調整曲路を通って穴１５から流れ、抽出される粉末コーヒー（など）を含む抽出チャンバ１６に到着する。粉は図１には示されていない。

曲路は種々の方法で形成することができる。第１の好適な実施形態（図４）によれば、ブロック１９内の穴１３は円形の断面を有するほぼ円筒状の穴であり、（穴１３の表面に対向する）らせん状の外面を有するコア９は穴１３に挿入される。第２の実施形態によれば、ブロック１９の穴１３はねじ切りされた穴であり、（穴１３のねじ山に対向する）ほぼ円筒状の外面を有するコア９は、このねじ切りされた穴１３に挿入される。第３の実施形態によれば、ブロック１９内の穴１３はねじ切りされており、（穴１３のねじ山に対向する）ねじ切りされた外面（ただしピッチ又はねじ切りの種類は異なる）を有するコア９は、前記ねじ切りされた穴１３に挿入され、穴１３のねじ山とコア９のねじ山との間に隙間が残る。換言すれば、曲路は（穴１３又はコア９の）螺旋面及び円筒面又は２つの螺旋面で形成することができる、ただし、これらの面はこれらの間に空間を残せるよう、異なる特徴を有するものとする。

上述の様に実現され、図示される曲路の形状は、小さな３次元体積内に高い接触表面積を有するという利点を提供する。これによって流路の最適化が可能となり、装置内の占有空間が減少する。

曲路を形成するねじ山は一定の、又は可変のピッチを有することができる。

第１の実施形態によれば、穴１３の直径は約１５ｍｍ、コア９のねじ先端及び谷径はそれぞれ１４．９ｍｍ及び１１．４ｍｍ、ねじピッチは３．５ｍｍである。

更に有利には、ヘリカルスクリュー（螺旋ネジ）状に形成されたコア９によって損失水頭が生じ、水垢が形成される貫通孔の径を有するノズルを除去することができる。

コア９は温度プローブ８を備えることが好ましい。温度プローブ８はコア９における一端の特別シート９’の内側に収容されることが好ましい。プローブのシート９’は水が貯水チャンバ１４内に入る場所の反対側の端部の近傍にあることが好ましい。このように、分注される水の温度は抽出チャンバ１６に最も近い点で検出することができるという利点がある。

図４に示す様に、内部コア９は縦軸Ａ−Ａ、加熱経路１３における入口ＩＮの第１端部９１及び反対側の第２端部９２を備え、温度プローブ８はシート９’に収容され、シート９’は、温度プローブ８が出口ＯＵＴの近傍で水の温度を検出できるように、コア９の内側を第２端部９２から第１端部９１へと長手方向に延在する。シート９’は外側に向かって開き、プローブはプラグのような方法でシートの内側に挿入することができる。プローブは締め代（interference）又はネジによって適所に固定することができる。同時にプローブは、試験を行うことができるよう、又は必要に応じて交換することができるように、シートから簡単かつ実用的な方法で取り出すことができる。

温度プローブ８はステンレス鋼製で、直径約６．５ｍｍの負特性サーミスタ（ＮＴＣ）タイプであることが好ましい。

温度プローブ８は抽出チャンバ１６に到達する直前の水の抽出温度を検出し、好ましくはグループ６内に存在する加熱要素７の動作を電子的に管理及び制御するＣＰＵに信号を送る。コア９のこの特別な形状及び温度プローブ８の特徴的な位置により、マシンはユーザによって設定された温度の正確な値及び抽出水の高い熱的安定性を保証することができる。プローブは加熱要素７を作動させるＣＰＵに信号を送ることにより、温度の変化に即座に対応する。

有利には、図３の断面に明確に示す様に、温度プローブ８は、薄い壁によってコア９の外面から分離されていることもあり、抽出チャンバに供給される水の温度を即座にかつ正確に検出することができる。このようにして、プローブは熱慣性による影響をほとんど受けない。

有利には、本発明によるグループは曲路から水を排出する手段を備える。この特徴によって曲路沿いの水垢の形成を大幅に減らすことができる（そして実質的になくすことができる）。飲料の抽出が終わると、マイクロスイッチ１８などの操作によってコーヒーはコア９を通って三方電磁弁５から排出される。従って分注中、コア９は水に囲まれ、静止中は空となる。

飲料抽出サイクルは周知の手段（例えばマイクロスイッチ又はボタン１８）によって開始及び停止することができる。抽出サイクルは実質的にグループ６に接続されたレバー１７を第１方向に回転させることによって開始されることが好ましい。抽出サイクルはサイクルの初期動作とは反対方向に同じレバー１７を回転させることによって停止されることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、ＣＰＵはコーヒーの中に存在する香りをより良く抽出するために前抽出を行うようにプログラムされる。ユーザが（例えばレバー１７を動かしてマイクロスイッチ１８を作動させ、）抽出のために熱湯の分注を作動させると、ＣＰＵはポンプ１を駆動させることなく、最初の少しの間電磁弁５の負荷路を排他的に開く。その後適切に定められた時間が経過すると、ＣＰＵはポンプ１も作動させる。このように、貯水チャンバ１４内に生成された過度の圧力により、浸出水は、抽出されるコーヒーを「攻撃」せず、コーヒー内に存在する香りを最善の方法で抽出するのに理想的な前抽出を行う圧力で抽出チャンバ１６に到着する。貯水チャンバ内の過度の圧力は１つ又は複数の圧力測定装置２１によって検出することができると有利である。

図７はレバー１７によって作動されるマイクロスイッチ１８に接続されたＣＰＵを略的に示す。また、図７はポンプ１、３方弁５、ヒータ７及び温度プローブ８への接続も示す。その他の実施形態において、ＣＰＵは上述のコンポーネントのうちの１つ又は複数のコンポーネントのみに接続することができる。接続は一方向又は双方向とすることができる。

好適な実施形態によれば、本発明によるグループはディフューザ２２も備えることができ、ディフューザ２２は（例えばネジなどによって）取り外し可能で、コーヒーグループをモジュール化し、粉、ポッド、カプセルなどから異なるタイプの飲料を抽出することができるように、他の異なる形状のディフューザと交換可能である。

本発明のグループの曲路はコアの全長を利用するので、非常に効率的である。例えば、長さ約１０ｃｍの螺旋コアに関しては、約８０ｃｍの経路が生成される。

本発明による解決策によれば、水の排出を容易かつ確実な方法で行うことができるため、非常に有利でもある。これは、水が小さな穴を通ってコアを横断する必要がなく、コア自体の周囲を流れるためである。圧力損失が低減されるため、粉（コーヒー）のパック（puck）がよく乾き、穴１３及びコア９によって形成された曲がりくねった加熱経路内に排水が溜まって蓄積されることが少なくなる。

Claims (13)

1. 飲料の調製及び分注を行うマシンに熱湯を供給するグループ（６）であって、
   水を受け入れる入口（１１）及び出口（１２）を有する貯水チャンバ（１４）と、
   加熱経路（９、１３）とを備え、
   前記加熱経路（９、１３）は、前記貯水チャンバ（１４）の前記出口（１２）から水を受け入れる入口（ＩＮ）と、加熱された水を抽出チャンバ（１６）に分注する出口（１５）とを有し、
   前記加熱経路（９、１３）は加熱可能な外面（１３）及び内部コア（９）によって画定された経路を有し、
   前記内部コア（９）は前記加熱された水の温度を検出する温度プローブ（８）を有し、
   前記内部コア（９）は縦軸（Ａ−Ａ）、前記加熱経路（９、１３）の前記入口（ＩＮ）の第１端部（９１）及び反対側の第２端部（９２）を有し、
   前記温度プローブ（８）は、該温度プローブ（８）が前記出口（１５）の近傍の水の温度を検出するように、前記コア内を前記第２端部（９２）から前記第１端部（９１）に向かって延在するシート（９’）内に収容されるグループ。
2. 請求項１に記載のグループ（６）において、前記加熱経路（９、１３）は少なくとも一部が螺旋面によって形成される曲路であるグループ（６）。
3. 請求項２に記載のグループ（６）において、前記螺旋面は少なくとも一部が前記内部コア（９）の外面に形成されるグループ。
4. 請求項１、２又は３に記載のグループ（６）において、前記加熱経路（９、１３）は前記コア（９）の外側に、前記コアを貫通せずに完全に延在するグループ。
5. 請求項２又は３に記載のグループ（６）において、前記貯水チャンバ（１４）の前記出口（１２）と前記曲路の入口（１３）との間に電磁弁（５）を更に備えるグループ。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のグループ（６）において、前記貯水チャンバの前記入口（１１）の高さは前記出口（１２）の高さと異なり、及び／又は前記貯水チャンバ（１４）の前記入口（１１）の軸（１１’）は前記貯水チャンバ（１４）の前記出口（１２）の軸（１２’）に対してほぼ垂直であるグループ。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のグループ（６）において、取り外し可能で、前記グループ（６）をモジュール化し、粉、ポッド、カプセルから種々のタイプの飲料を抽出できるような形状を有する他のディフューザと交換可能なディフューザ（２２）を更に備えるグループ。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のグループ（６）において、飲料抽出サイクルを開始する第１方向と飲料抽出サイクルを停止する第２方向とに回転可能なレバー（１７）を更に備えるグループ。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の熱湯を供給するグループ（６）及び該グループ（６）に水を供給するポンプ（１）を備える、飲料の調製及び分注を行うマシン。
10. 請求項９に記載のマシンにおいて、蒸気ボイラー（３）及び該蒸気ボイラー（３）によって生成された熱により、前記ポンプ（１）によって供給される水を予熱し、予熱された水を前記グループ（６）に供給する予熱器（２）を更に備えるマシン。
11. 請求項９又は１０に記載のマシンにおいて、曲路からの水を排出する手段を更に備え、該排出する手段は電磁弁、水圧ホース及び継ぎ手を有するマシン。
12. 請求項９〜１１の何れか一項に記載のマシンにおいて、前記温度プローブ（８）から温度情報を受信し、これに対応する方法で前記グループ（６）の加熱要素（７）を制御する処理グループ（ＣＰＵ）を更に備えるマシン。
13. 請求項１２に記載のマシンにおいて、前記処理グループ（ＣＰＵ）は、ユーザが抽出のために熱湯の分注を作動させると、ポンプ（１）のスイッチ入力が一定期間遅れ、その期間に電磁弁（５）の負荷経路のみが開かれるようにプログラムされるマシン。