JP7058653B2 - 冷飲料調製マシン - Google Patents

Description

本発明は、可溶性飲料粉末から冷飲料を調製する飲料調製マシンに関する。

エスプレッソ及び他のコーヒー飲料、乳飲料、チョコレート飲料のような多くの飲料は、多くの場合、可溶性飲料粉末又は飲料濃縮物と希釈液、通常は水とを混合することによって調製される。飲料成分と希釈液とを混合することによってそのような飲料をより迅速に調製する混合装置が既知である。これらの装置は、典型的には、飲料成分及び希釈液が供給される混合チャンバを備える。希釈液は、通常、飲料成分の溶解を開始するように希釈液の渦を生成するために、上部溶解チャンバ内に導入される。次いで、混合物は、通常、飲料を完全に再構成し、最終的に泡を生成するために、底部ホイップチャンバ内のホイッパによって泡立てられる。次いで、飲料は、通常、チャンバの底部を通ってホイップチャンバから排出され、飲用の容器内に注出される。

今日、冷飲料に対する顧客の需要が高まっている。しかし、特に粉糖及び／又は脂肪成分を含む粉末に関しては、ホイップチャンバ内での低温希釈液による可溶性粉末の溶解は困難であることがある。実際に最終的な冷飲料では、糖が部分的にのみ溶解され、粉末の塊が存在しており、飲料の非効率的な再構成、又は正しい再構成を得るための過度に長い泡立てにより、味は最適ではない。

本発明の目的は、ホイップチャンバ内で可溶性粉末、特に、糖及び／又は脂肪を含む可溶性粉末から冷飲料を調製するという問題に対処することである。

各飲料間の長い調製時間を待つ必要なしに、逐次いくつかの冷飲料を注出することを可能にする飲料調製マシンを提供することが有利であろう。

本発明の第１の態様では、可溶性飲料原材料及び水から冷飲料を調製するように構成された飲料調製マシンが提供され、このマシンは、
冷却流体を供給するための低温生成ユニットと、
少なくとも１つの飲料調製ユニットであって、
可溶性飲料原材料と温水とを混合して温飲料を生成するように構成され、混合インペラを備える飲料混合チャンバと、
飲料混合チャンバによって生成された温飲料と低温生成ユニットによって供給された冷却流体との間で熱交換するように構成された熱交換器ユニットと、
熱交換器ユニット及び飲料混合チャンバを備え、飲料混合チャンバと熱交換器ユニットとの間のループ内で飲料の循環を可能にするように設計された飲料回路であって、飲料回路内の飲料を循環させるためのポンプを備える飲料回路と、
飲料混合チャンバと熱交換器ユニットとの間の閉ループ内で飲料の循環を可能にするように適合された循環手段と、
飲料注出出口を通して飲料回路から飲料を注出することを可能にするように適合された注出手段と、を備える、飲料調製ユニットと、を備える。

マシンは、１回分の可溶性飲料原材料及び対応する体積の温水を混合するように設計された少なくとも１つの飲料混合チャンバを備える。投与量及び体積は、最終的な所望の飲料を得るように設定される。

飲料混合チャンバ内での温水の使用により、温水中で糖及び脂肪が溶融するため、飲料原材料は、希釈液中に完全に溶解することができる。温水は、飲料原材料の任意の溶解問題を回避するために、少なくとも４０℃、好ましくは少なくとも６０℃の温度を呈することができる。

マシンは、冷却流体を供給するための低温生成ユニットと、飲料混合チャンバ内で生成された温飲料と低温生成ユニットによって供給された冷却流体との間で熱交換するように構成された熱交換器ユニットと、を備える。したがって、混合チャンバ内で生成された温飲料は、所望の低温で冷却することができる。

任意の既知の冷却装置技術を使用して、冷却流体を提供することができる。

１つの好ましい実施形態によれば、低温生成ユニットは、冷却液のタンクを備える。したがって、このタンクは、低温での相当な量の冷却液を提供し、温飲料の急速冷却、又はいくつかの温飲料の連続冷却動作、又はいくつかの飲料の同時冷却を可能にする。好ましくは、この冷却液は、プロピレングリコールとすることができる。そのような液体は、－２５℃の温度に到達して、熱交換により温飲料を急速に冷却することができる。

マシンは、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとを備える飲料回路を備える。温飲料の生成の第１のステップの後で、この回路は、更なる第２のステップにおいて、高温で調製された飲料からの冷飲料の生成を可能にする。

回路は、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間のループ内で飲料の循環を可能にするように設計される。循環により、静的熱交換と比較して迅速な冷却が可能になる。

回路は、飲料回路内で飲料を循環させるためのポンプを備える。

したがって、冷却されることになる温飲料は、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間の回路内で循環させられ、飲料の冷却が加速される。更に、飲料原材料の溶解が完全に完了していない場合、循環によって生成される撹拌により、循環中に達成することができる。

好ましくは、飲料混合チャンバの混合インペラは、飲料回路内で飲料を循環させるためのポンプである。

より正確には、混合インペラは、混合チャンバの底部に配置された遠心ポンプとすることができる。この遠心ポンプは、２つの機能を提供する。

第１の機能は、飲料回路内の飲料原材料及び温水の循環である。この循環機能は、遠心ポンプがポンピング方向に回転する場合に有効である。

第２の機能は、混合チャンバ内の飲料原材料と温水との混合物の撹拌である。ポンプロータ、一般的にはロータ上に設計されたブレードの設計に応じて、この第２の機能は、ポンピング方向での遠心ポンプの回転中に得ることができ、これは、ポンプが同時にポンプ圧送して撹拌することを意味する。あるいは、この第２の機能は、遠心ポンプをポンピング方向とは反対の方向に回転させることによって得ることができ、その場合、ポンプのロータは、飲料原材料と温水との混合物を撹拌するのみで、この混合物をポンプ圧送しない。マシンの構成に応じて、混合チャンバの出口を閉じるようにバルブ手段を作動させることにより、撹拌を改善することもできる。

通常、混合チャンバは、遠心ポンプの回転軸線に対して垂直に向けられた飲料出口を備え、チャンバの本体の底部は、遠心ポンプのケーシングを形成し、かつ遠心ポンプのインペラを取り囲むように設計される。

一実施形態によれば、遠心ポンプの回転軸線は、チャンバの長手方向軸に沿って向けられる。チャンバのこの長手方向軸は、概ね垂直である。

この第１の実施形態によれば、飲料混合チャンバは、遠心ポンプを作動させるモータのシャフトに取り付けられた追加のインペラを備えることができ、この追加のインペラは、混合チャンバの内側だが遠心ポンプのケーシングの外側に配置される。この追加のインペラは、混合チャンバ内の飲料原材料と温水との混合物の更なる撹拌をもたらし、溶解を改善する。このインペラは、ポンプの回転軸線の回転方向にかかわらず、飲料の撹拌をもたらす。

別の実施形態によれば、遠心ポンプの回転軸線は、チャンバの長手方向軸に垂直に向けられる。チャンバのこの長手方向軸が概ね垂直であるため、それは、遠心ポンプの回転軸線が水平に向けられることを意味する。

飲料調製マシンは、
飲料混合チャンバと熱交換器ユニットとの間のループ内で飲料の循環を可能にするように適合された循環手段と、
飲料注出出口を通して飲料回路から飲料を注出することを可能にするように適合された注出手段と、を備える。

マシンの第１の実施形態によれば、
循環手段は、第１のバルブであり、この第１のバルブは、飲料混合チャンバの底部に近接して配置され、
注出手段は、第２のバルブであり、この第２のバルブは、熱交換器ユニットの底部に近接して配置される。

通常、第１のバルブは、それが閉じられているときの飲料原材料と温水との混合、又はそれが開放されているときの温飲料の循環のいずれかを可能にする。

第２のバルブ手段は、飲料回路からの冷飲料の注出を可能にする。通常、この第２のバルブは、回路の最低点に配置される。

１つの特定の実施形態によれば、上述したバルブ手段の両方を、１つの単一の三方弁に組み合わせることができる。好ましくは、この三方弁は、熱交換器ユニットの底部に近接して配置される。

マシンの第２の実施形態によれば、循環手段及び注出手段は、アセンブリを形成することができ、このアセンブリは、熱交換器ユニットの飲料出口にある選択的方向づけ流体経路内に存在しており、この経路は、飲料の速度に応じて飲料混合チャンバ又は飲料出口のいずれかに飲料を案内するように設計されている。

選択的方向づけ流体経路は、飲料の速度が高いときに、飲料が混合チャンバに案内されて再循環され、一方で、飲料の速度が低いときに、飲料が飲料調製ユニットの飲料注出出口に案内されるように設計されている。

この第２の実施形態は、任意のバルブの使用を回避し、マシンの製造コストを低減するという利点をもたらす。

第２の実施形態の特定の実装形態によれば、選択的方向づけ流体経路は、
熱交換器ユニットの出口に接続された飲料入口と、
混合チャンバの壁に接続され、好ましくは混合チャンバの上部に近接し、飲料入口に面する第１の飲料出口と、
飲料入口と第１の飲料出口との間の空間の下で下向きに延びる凹部と、
凹部の底部に配置され、飲料注出出口に接続された第２の飲料出口と、を備える。

一般的に、飲料調製ユニットの熱交換器は、飲料循環のための経路を有するように設計されたプレートを少なくとも備える、プレート熱交換器である。

上記の特定の実施形態によれば、プレート熱交換器、選択的方向づけ流体経路、及び混合チャンバは、１つの単一材料片で形成することができる。

好ましくは、マシンは、飲料調製ユニット内で調製された冷飲料を貯蔵するためのタンクを備えることができる。飲料回路の飲料出口は、タンクに接続される。

したがって、マシンは、非ピーク需要期間中にいくつかの冷飲料を生成し、これらの飲料をタンク内のバッチとして供給するように準備して貯蔵することができる。好ましくは、タンクは、断熱され、例えば、冷却流体によって、更に冷却される。

好ましくは、タンクは、操作者によって作動させることができる注出バルブによって閉鎖される。バルブは、飲料カップと協働するように設計されたプッシュレバーによって作動させることができる。

飲料調製マシンは、上述したものなどの、いくつかの飲料調製ユニットを備えることができる。ユニットのそれぞれは、混合チャンバの交差汚染を回避するために、特定の飲料の調製専用とすることができ、あるいは、高出力送達での利点を有して同じ飲料を調製することができる。

低温生成ユニットは、各飲料調製ユニットの熱交換器ユニットに冷却流体を提供する。

通常、飲料調製ユニットは、
可溶性飲料原材料を貯蔵及び投入するための少なくとも１つの容器と、
温水供給部と、を備え、
容器及び供給部は、飲料混合チャンバ内に１回分の飲料原材料及び体積の水を注出するように構成される。

一実施形態によれば、飲料調製ユニットは、二次飲料調製マシンに結合することができ、この二次マシンは、温飲料を注出し、二次マシンの温飲料注出ラインは、飲料調製マシンの混合チャンバ内に出ることができる。

この実施形態では、温水と可溶性飲料原材料との混合物は、混合チャンバ内に更に導入され再循環ループ内で冷却される前に、最初に二次飲料調製マシン内で少なくとも部分的に調製することができる。

結果として、飲料調製マシンは、既存の温飲料調製マシンに追加される外部モジュールとして使用することができる。飲料調製ユニットの二次マシンへの組付けにより、冷飲料の調製を可能にし、今度は温飲料又は冷飲料を提供することができるように二次マシンを改良する。

第２の態様では、上述したものなどの飲料調製マシンを用いて、可溶性飲料原材料及び水から冷飲料を調製するための方法が提供され、この方法は、
飲料混合チャンバ内に１回分の可溶性飲料原材料及び温水を導入して、温飲料を生成するステップと、次いで、
熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間のループ内で温飲料を循環させ、飲料が必要な低温に到達するまで熱交換器内で冷却流体を循環させるステップと、次いで、
任意選択的に、飲料回路内に冷飲料を貯蔵するステップと、
冷飲料を、好ましくはタンク内に、注出するステップと、を含む。

好ましい実施形態によれば、混合するステップ及び循環させるステップは、飲料混合チャンバの同じ混合インペラによって実施される。好ましくは、混合インペラは、遠心ポンプである。

好ましくは、混合するステップ中、水は、少なくとも４０℃、好ましくは少なくとも６０℃の温度で導入される。

可溶性飲料粉末は、インスタントコーヒー粉末、チョコレート粉末、乳粉末、インスタント紅茶粉末、フルーツ粉末、スープ粉末、又はこれらの混合物とすることができる。

方法の一態様では、可溶性飲料原材料は、２０重量％超の糖及び２０重量％超の脂肪を含む粉末とすることができる。特に、可溶性飲料原材料は、スリーインワン（３－ｉｎ－１）のインスタントコーヒーミックス、又はミルクティー粉末、又はチョコレート粉末である。

方法の別の態様では、飲料粉末は、７５重量％超の糖を含むことができる。特に、可溶性飲料原材料は、アイスティーである。

好ましくは、温水は、最初に、すなわち可溶性飲料原材料の前に、混合チャンバ内に導入される。その結果、混合チャンバの底部は、水で充填され、飲料原材料が更に導入されたときに、粉末塊が混合インペラを妨げるリスクが低くなる。

好ましくは、混合インペラは、水が導入されている間に回転され、それにより、液体の渦が直ちに生成される。

好ましくは、水の混合が開始され、ポンプが水によって完全に覆われると、飲料原材料を混合チャンバ内に更に導入することができる。

好ましくは、回路内の飲料の流れは、ポンプによって制御され、それにより、ポンプは、常に液体に浸漬されたままである。

好ましい実施形態によれば、方法は、マシンの第２の実施形態を用いて実施され、循環手段及び注出手段は、アセンブリを形成しており、このアセンブリは、熱交換器ユニットの飲料出口にある選択的方向づけ流体経路内に存在しており、この経路は、飲料の速度に応じて飲料混合チャンバ又は飲料出口のいずれかに飲料を案内するように設計されている。このマシンを用いて、方法は、
飲料混合チャンバ内に１回分の可溶性飲料原材料及び温水を導入して、温飲料を生成し、飲料が必要な低温に到達するまで、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間のループ内で温飲料を循環させるために、混合インペラを高速で回転させるステップと、次いで、
飲料注出出口を通して飲料を注出するために、混合インペラをより低速で回転させるステップと、を含む。

高速は、飲料が飲料混合チャンバに流れて戻るように、選択的方向づけ流体経路内の飲料の流れの十分な速度を得るように設定される。より低速は、飲料が選択的方向づけ経路の第２の飲料出口に到達して注出されるように設定される。

あるいは、方法は、マシンの第１の実施形態を用いて実施することができ、循環手段は、第１のバルブであり、この第１のバルブは、飲料混合チャンバの底部に近接して配置され、注出手段は、第２のバルブであり、この第２のバルブは、熱交換器ユニットの底部に近接して配置される。このマシンを用いて、方法は、
飲料混合チャンバ内に１回分の可溶性飲料原材料及び温水を導入し、第１のバルブ及び第２のバルブを閉じた状態に維持しながら、混合インペラを作動させて、温飲料を生成するステップと、次いで、
飲料が必要な低温に到達するまで、第１のバルブを開いて、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間のループ内で温飲料を循環させるステップと、次いで、
飲料を注出するために第２のバルブを開くステップと、を含む。

第３の態様では、上述したものなどであって、選択的方向づけ流体経路を備える飲料調製マシンを洗浄するための方法が提供され、この方法は、
飲料混合チャンバ内に洗浄液を導入し、熱交換器ユニットと飲料混合チャンバとの間のループ内で洗浄液を循環させるために、混合インペラを高速で回転させるステップと、次いで、
飲料注出出口を通して飲料を排出するために、混合インペラをより低速で回転させるステップと、を含む。

洗浄液は、通常、任意選択的に洗浄剤と混合された、温水である。高速での閉ループ内での洗浄液の循環により、内部部品の消毒及びこれらの部品における任意の残留物の溶解が可能になる。次いで、洗浄溶液は、液体をより低速でポンプ圧送することによって排出することができる。より低速は、洗浄液が選択的方向づけ経路の第２の飲料出口に到達するように設定される。

最終的には、水のみでの更なるすすぎ動作を実施することができ、このすすぎ動作は、再循環のために高速でポンプ圧送し、次いで、排出のためにより低速でポンプ圧送する、同じステップを含む。

本発明の上記の諸態様は、任意の好適な組み合わせで組み合わせることができる。更には、本明細書における様々な特徴を、上記の諸態様のうちの１つ以上と組み合わせることにより、具体的に図示及び説明されたもの以外の組み合わせを提供することができる。本発明の更なる目的及び有利な特徴は、「特許請求の範囲」、「発明を実施するための形態」、及び添付図面から明らかとなるであろう。

本発明の特徴及び利点は、以下の図との関連で、より良好に理解されるであろう。

本発明の第１の実施形態による、飲料調製マシンの概略図である。 本発明の第１の実施形態による、混合チャンバの長手方向断面図である。 図２ａの混合チャンバのインペラを抽出した図である。 図２ａの混合チャンバの部分縦断面図である。 図２ａの混合チャンバの斜視図である。 図１の飲料調製マシンの第１の実施形態の代替の態様の概略図である。 本発明の第２の実施形態による、飲料調製マシンの概略図である。 図５のマシンに実装することができる飲料調製ユニットの一部の斜視図である。 図６ａのユニットの平面図である。 平面ＡＡ及び平面ＢＢそれぞれに沿って取られた、図６ｂのユニットの断面図である。 平面ＡＡ及び平面ＢＢそれぞれに沿って取られた、図６ｂのユニットの断面図である。 図６ｄの断面の斜視図である。 図６ａ～図６ｅで使用される、混合ボウルと、熱交換器の一部と、選択的方向づけ流体経路と、を備える単一の材料片の図である。 本発明による代替の飲料調製マシンの概略図である。 本発明の飲料調製マシンで使用することができる低温生成ユニットの概略図である。

図１は、本発明の第１の実施形態による飲料調製マシンを示す。飲料調製マシンは、温飲料が調製され、次いで冷却される、飲料調製ユニット２を備える。

飲料調製ユニット２は、
貯蔵及び投入容器２４からの１回分の可溶性飲料原材料と、
水供給部２５１と、水加熱タンク２５２と、ポンプ２５３とを備える温水供給部２５からの温水と、
を受け入れるように構成された飲料混合チャンバ２１を備える。

飲料混合チャンバ２１は、１回分の可溶性飲料原材料及び温水を混合して、温飲料を生成するように構成される。一般的に、チャンバは、温水中で飲料原材料を撹拌及び溶解するための混合インペラを備える。

飲料調製ユニット２は、飲料混合チャンバ２１によって生成された温飲料と低温生成ユニット１によって供給された冷却流体との間で熱交換するように構成された、熱交換器ユニット２２を備える。

図示した実施形態では、低温生成ユニット１は、冷却流体タンクを備え、冷却流体タンクから、低温のプロピレングリコールなどの冷却流体がポンプ１２によって圧送されて、熱交換器２２内に供給され、次いで、冷却流体タンクにフィードバックされて、冷却流体回路を形成する。代替的な実施形態では、図示した低温生成ユニット１は、熱交換器ユニット２２に低温流体を提供するガス圧縮機のような冷却ユニットによって置き換えることができる。

同様に、飲料調製ユニット２は、熱交換器ユニット２２と飲料混合チャンバ２１との間のループ内で飲料の循環を可能にするように設計された飲料回路を備える。回路は、飲料回路内で飲料を循環させるためのポンプ２３を備える。回路は、温飲料が飲料混合チャンバから、好ましくはその底部で、ポンプ圧送され、熱交換器２２内で循環されて、混合チャンバ２１に、好ましくはその上部に、フィードバックされる前に、冷却流体と熱交換するように設計される。

好ましくは、熱交換器は、プレート熱交換器であり、冷却流体及び温飲料は、反対方向に循環する。

循環は、飲料が所望の温度に到達するまで発生する。温度センサ２７は、所望の温度の制御を可能にする。

飲料調製ユニット２は、飲料調製ユニット２内の飲料の循環を制御するための２つのバルブ３１、３２を備える。

混合チャンバ２１内での飲料の調製中に、バルブ３１は、効率的な溶解を得るのに十分に長い期間、飲料原材料及び温水をチャンバ内に保持するように、閉鎖される。飲料がまだ高温だが準備ができると、バルブ３１が開かれ、ポンプ２３が作動されて、温飲料を熱交換器２２に循環させる。同時に、バルブ３２は、閉鎖されたままである。熱交換器内の循環の後で、熱交換器を出るとき、冷却された飲料は、混合チャンバ２１にフィードバックされ、ポンプ２３が作動されている限り、飲料は、チャンバと熱交換器との間を循環する。

飲料調製ユニット２内の飲料の循環のこの段階の最初からずっと、低温生成ユニット１のポンプ１２は、冷却流体を熱交換器２２に供給するように作動される。

温度センサ２７は、循環ループ内の飲料の温度を測定する。要求された温度に到達すると、ポンプ１２、２３は、停止される、又はそれらの速度が低下する。飲料は、注出することができる、又は、飲料が注文されて注出される前に、混合チャンバ内に、若しくは熱交換器内に、若しくは両方の装置内に貯蔵することができる。冷飲料が長期間にわたって飲料調製ユニット２内に貯蔵される場合、ポンプ１２、２３は、飲料を十分に低温に保つために、又はそれが凍結するのを回避するために、短時間作動させることができる。

注出中、バルブ３２及び３１は、開放される。ポンプ２３は、飲料を混合チャンバ２１から注出バルブ３２に押し出すように作動することができる。

バルブ３２の下流には、調製されたいくつかの飲料を貯蔵し、いくつかの飲料注出のための飲料のバッチを提供するように、タンク（図示せず）を配置することができる。

図１は、１つの飲料調製ユニット２の存在のみを示すが、飲料調製マシンは、貯蔵及び投入容器２４に貯蔵された異なる種類の飲料原材料から異なる種類の飲料を調製するために、いくつかの他の同様の飲料調製ユニット２を備えることができる。その場合、マシンは、いくつかの飲料調製ユニットのバルブ３２の下流にいくつかのタンクを備えることができる。

図２ａは、図１の飲料調製マシンで使用することができる飲料混合チャンバ２１の長手方向断面図である。

チャンバは、内部容積を画定するボウル２１１を備える。チャンバの上部は、そこを通って飲料原材料を重力によって導入することができるように開放されている。温水は、水入口２１３を通って導入される。この入口は、好ましくは、チャンバの上部に、かつ接線方向に沿って水を導入する。あるいは、混合ボウルの上部開口部を通して、水を導入することができる。

遠心ポンプ２３は、チャンバの底部に配置される。遠心ポンプの回転軸線は、混合チャンバの長手方向軸ＸＸ’に沿って延びる。遠心ポンプのインペラ２３３は、モータ２６のシャフト２３２に取り付けられ、シャフトに垂直な平面に沿って延びる。底部では、チャンバの本体は、遠心ポンプのインペラのケーシング２３１を形作っている。遠心ポンプのインペラのブレードは、図２ｂに示されており、
ポンプが１つの第１の方向（ポンピング回転）に回転するときに、チャンバ内に存在する液体をシャフトの軸に沿って吸引し、図２ｃに示すような遠心ポンプ出口２１４に半径方向にこの液体を押すように、かつ、
ポンプが第２の方向（非ポンピング回転）に回転するときに、チャンバ内に存在する液体を撹拌するように、設計されている。

混合チャンバは、遠心ポンプと同じシャフト２３２に取り付けられた追加の撹拌インペラ２１２を備えることができる。この追加の攪拌インペラ２１２は、遠心ポンプのケーシングの外側の混合チャンバ内に配置される。このインペラは、シャフトの回転の向きにかかわらず、飲料の撹拌を可能にする。それは、飲料が混合チャンバ内に保持されているときに、すなわち、遠心ポンプがその非ポンピング方向に回転されるときに、温水中での飲料原材料の効率的な溶解を提供する。

最後に、図２ｄは、１回分の飲料原材料を導入するための上部開口部２１６を明らかにする混合チャンバの全体図であり、接線方向の水入口２１３、飲料出口２１４に取り付けられた導管２８、及び飲料再循環入口２１５は、再循環ループから混合チャンバ内に戻って来る飲料の導入を可能にする。

図４は、両方のバルブ３１、３２が単一の三方弁３３によって置き換えられていることを除いて、図１に定義されるものなどの飲料調製マシンを示す。

図５は、本発明の第２の実施形態による飲料調製マシンを示す。マシンは、マシンが２つのバルブ３１、３２を備えず、低温生成ユニット１を詳細に示さないことを除いて、図１に示すマシンと同じ構成要素を備える。この低温生成ユニットは、冷却流体を提供することができる任意の既知の技術とすることができる。一般的に、この低温生成ユニット１は、低温を生成するために内部に循環する冷媒を有し、かつ一般的に、冷媒を扱うための、圧縮機１３１と、凝縮器１３２と、膨張手段１３３（膨張弁又は毛細管）と、蒸発器１３４と、を備え、熱交換器２２に対応する、冷却回路１３を備える。これらの装置は、それらの動作と同様に、当該技術分野において周知であり、したがって、これらの要素は、本発明の目的のために詳細に説明されない。

この第２の実施形態によれば、マシンは、熱交換器の飲料出口２２１に、選択的方向づけ流体経路４を備える。この選択的方向づけ流体経路４は、以下の機能を提供する。

飲料を第１の飲料出口４２１を通して向けることによって、飲料混合チャンバ２１と熱交換器ユニット２２との間のループ内で飲料の循環を可能にすること、
又は、飲料を第２の飲料出口４２２を通して向けることによって、飲料回路からの飲料の注出を可能にすること、のいずれかであって、
これは、熱交換器の飲料出口２２１における飲料液体の速度に応じる。

好ましくは、図示するように、マシンは、飲料調製ユニット２内で調製された冷飲料を貯蔵するためのタンク５を備える。飲料調製ユニットの飲料注出出口は、このタンク５に接続される。タンクは、調製されたいくつかの飲料の貯蔵を可能にし、連続的ないくつかの注出注文の要求に迅速に答えることができる。タンクは、飲料が注文されると作動させることができる注出バルブ３３を備える。例えば、注出バルブ３３は、プッシュレバーであってもよい。好ましくは、タンク５は、好ましくは冷却ユニットによって供給された冷却流体によって、飲料を低温に保つために冷却される。好ましくは、タンク５は、温度の勾配又は一部の飲料成分の潜在的な沈殿を回避するための攪拌器を備える。好ましくは、タンク５は、飲料の体積を制御するために、飲料レベルセンサを備える。マシンのプロセス制御ユニットを用いたフィードバックループにより、必要に応じて新しい飲料の調製が可能になる。

タンクの容積は、例えば、昼食及び夕食期間中の、ピーク需要に答えるために、十分な飲料を貯蔵するように設定される。タンクが漸進的に空になっている間に、飲料調製ユニットは、新しい飲料を同時に調製することができる。午前及び午後などの低需要期間中、飲料調製ユニットは、高需要期間の前にタンク５を充填するのに十分な飲料を生成することができる。

その結果、温飲料を冷却する必要性に対して各飲料の調製は長いままであるが、飲料のバッチを提供するタンクにより、顧客の待ち時間は存在しない。

図６ａ、図６ｂはそれぞれ、図５のマシンに実装することができる飲料調製ユニットの飲料混合チャンバ２１、熱交換器２２、及びポンプ２３の、それぞれ斜視図、平面図である。

チャンバは、内部容積を画定するボウル２１１を備える。チャンバの上部２１６は、そこを通って飲料原材料及び温水を重力によって導入することができるように開放されている。

遠心ポンプ（見えていない）は、チャンバの底部に配置される。遠心ポンプの回転軸線は、混合チャンバの長手方向軸ＸＸ’に垂直な長手方向軸ＹＹ’に沿って延びる。ポンプの軸ＹＹ’は、水平に向けられる。この向きにより、底部ではなく、マシンの背面のモータ２６の位置が可能になる。遠心ポンプのインペラは、モータ２６のシャフトに取り付けられ、シャフトに垂直な平面に沿って延びる。底部では、チャンバの本体は、遠心ポンプのインペラのケーシング２３１を形作っている。

遠心ポンプのインペラのブレード（図示せず）は、ポンプが１つの第１の方向（ポンピング回転）に回転するときに、チャンバ内に存在する液体をシャフトの軸に沿って吸引し、遠心ポンプ出口２１４に半径方向にこの液体を押すように、設計される。

遠心ポンプ出口は、熱交換器内の温飲料を押すために、導管２８を通して熱交換器２２に接続される。

熱交換器の上側では、熱交換器の飲料出口は、選択的方向づけ流体経路４によってチャンバの上部開口部２１６に接続される。

図６ｃは、遠心ポンプ出口２１４を熱交換器２２に結合する導管２８を示す、平面ＡＡに沿った図６ｂの水平断面図である。熱交換器では、温飲料は、熱交換器の外部側壁２２２に沿って循環する冷却流体と熱交換する。

図６ｄは、熱交換器ユニットの飲料出口２２１及び選択的方向づけ流体経路４を示す、平面ＢＢに沿った図６ｂの水平断面図である。この経路は、飲料の速度に応じて、飲料混合チャンバのボウル２１１又は飲料注出出口のいずれかに飲料を案内するように設計されている。

図６ａ、及び図６ｄの斜視図である図６ｅに示すように、この経路４は、熱交換器ユニットの出口２２１に接続された飲料入口４１を通して、熱交換器ユニットの飲料出口２２１から飲料を受け取る。

経路４は、混合チャンバのボウルの壁に接続された第１の飲料出口４２１を備える。この第１の飲料出口４２１は、飲料入口４１に面している。結果として、熱交換器ユニットの飲料出口２２１から比較的高速で、一般的にジェットの形態で出てくる飲料の流れは、この第１の飲料出口４２１の方向に向けられ、混合チャンバのボウル内に流れ、熱交換器から混合チャンバへの飲料の循環を可能にする。

経路４は、飲料入口４１と第１の飲料出口４２１との間の空間の下で下向きに延びる凹部４３を備える。加えて、経路４は、凹部の底部に配置された第２の飲料出口４２２を備える。結果として、比較的低速で熱交換器ユニットの飲料出口２２１から出てくる飲料の流れは、経路の凹部４３内に緩やかに落下し、凹部の底部でこの第２の飲料出口４２２を通って経路を出る。この出口４２２は、飲料調製ユニットの飲料注出出口２９につながる。

この図示した実施形態では、１００００～１３０００ｒｐｍの遠心ポンプ２３の回転により、経路の凹部４３を通過して混合チャンバ内の第１の飲料出口４２１に到達する飲料のジェットを生成するのに十分な速度での飲料の循環が可能になる。

飲料の注出が所望される場合、遠心ポンプ２３の回転速度は、４０００～６０００ｒｐｍに減少させることができ、結果として、飲料は、凹部４３内に落下して出口２９を通って注出されるように、より遅い速度で熱交換器から出てくる。

飲料の循環又は注出の制御は、経路の形状に応じ、特に、
飲料入口４１の区域、
飲料入口４１と第１の飲料出口４２１との間の距離、
に応じ、それにより、飲料がジェットを形成し、このジェットが、第１の飲料出口４２１に到達する。

熱交換器ユニット２２と飲料混合チャンバ２１とポンプと選択的方向づけ経路４とを一体化する回路を備える飲料調製ユニットの構成により、マシンの異なる部分を分解する必要なしに、飲料調製マシンの容易な洗浄が可能になる。任意選択的に洗浄剤と混合された、温水は、混合チャンバ内に導入され、内部部品が洗浄及び消毒されるまで、混合チャンバと熱交換器との間の閉ループ内でポンプによって循環させることができる。最初に、閉ループ内で洗浄溶液の再循環を可能にするために、ポンプを高速で作動させ、次いで、選択的方向づけ経路を通して洗浄溶液を排出するためにポンプの速度が低下する。

この図示した実施形態では、混合チャンバ２１のボウル２１、ポンプのハウジング、熱交換器２２の一部、及び経路４は、図６ｆに示すように、１つの単一材料片で作製される。この実施形態は、完全な洗浄又はメンテナンス作業を考慮して、操作者による飲料調製ユニットの分解を容易にする。

図７は、二次飲料調製マシン３の注出ライン３１が、飲料混合チャンバ２１に二次マシンで調製された温飲料を供給する、図１の飲料調製マシンの代替的実装形態である。温飲料が混合チャンバ２１内に注出されると、ポンプ２３、１２を作動させて、図１に関連して上述したように、飲料の冷却を開始することができる。

この実装形態は、図３及び図５の飲料調製マシンを用いて実施することもできる。任意の種類の低温生成ユニット１を使用することができる。

図８は、図１、図３、及び図５の飲料調製マシンにおいて冷却流体を提供するために使用することができる低温生成ユニット１の概略図である。

低温生成ユニット１は、低温を生成するために内部に循環する冷媒を有し、かつ一般的に、冷媒を扱うための、圧縮機１３１と、凝縮器１３２と、膨張手段１３３（膨張弁又は毛細管）と、蒸発器１３４と、を備える、冷却回路１３を備える。これらの装置は、それらの動作と同様に、当該技術分野において周知であり、したがって、これらの要素は、本発明の目的のために詳細に説明されない。

蒸発器１３４は、冷却流体回路１５内を循環する冷却流体の冷却を可能にする熱交換器である。好ましくは、この冷却流体は、プロピレングリコールである。冷却流体は、ポンプ１４によって冷却流体タンク１１から供給され、熱交換器１３４によって冷却されると、冷却流体タンク１１にフィードバックされる。冷却流体タンク内に貯蔵された冷却流体は、温飲料を冷却し、次いで冷却流体タンク１１にフィードバックされるために、ポンプ１２によって熱交換器２２に供給することができる。

代替的な方法（図示せず）では、冷却流体回路１５を除去することができ、温飲料を冷却し、次いで冷却流体タンク１１にフィードバックするために、冷却回路１３の冷媒を熱交換器２２に供給することができる。

図示していないが、本発明はまた、それぞれの上記の種類の遠心ポンプ（垂直又は水平のいずれかに向けられた）と異なる種類の循環及び注出手段（バルブを通して制御される（第１の実施形態に示すように）又は機械的に制御される（第２の実施形態に示すように）のいずれか）両方との組み合わせを備える飲料調製マシンに関する。加えて、異なる種類の冷却ユニットは、異なる種類のポンプ並びに異なる種類の循環及び注出手段とともに、分け隔てなく使用することができる。

本発明の飲料調製マシンは、同じポンプ装置によって、飲料を冷却するための調製及び循環における飲料の撹拌及び溶解の機能を組み合わせるという利点をもたらす。

１ 低温生成ユニット
１１ 冷却流体タンク
１２ ポンプ
１３ 冷却回路
１３１ 圧縮機
１３２ 凝縮器
１３３ 膨張手段
１３４ 蒸発器
１４ ポンプ
１５ 冷却流体回路
１６ 温度センサ
２ 飲料調製ユニット
２１ 飲料混合チャンバ
２１１ ボウル
２１２ インペラ
２１３ 水入口
２１４ 飲料出口
２１５ 飲料再循環入口
２１６ 上部開口部
２２ 熱交換器
２２１ 熱交換器飲料出口
２２２ 外部側壁
２３ ポンプ
２３１ ケーシング
２３２ ポンプシャフト
２３３ インペラ
２４ 貯蔵及び投入容器
２５ 温水供給部
２５１ 水供給部
２５２ 水加熱タンク
２５３ ポンプ
２６ モータ
２７ 温度センサ
２８ 導管
２９ 飲料注出出口
３ 二次飲料調製マシン
３１ 注出ライン
３１、３２、３３ バルブ
４ 選択的方向づけ流体経路
４１ 飲料入口
４２１ 第１の飲料出口
４２２ 第２の飲料出口
４３ 凹部
５ 飲料タンク

Claims (15)

1. 可溶性飲料原材料及び水から冷飲料を調製するように構成された飲料調製マシン（１０）であって、前記マシンが、
   冷却流体を供給するための低温生成ユニット（１）と、
   少なくとも１つの飲料調製ユニット（２）であって、
   可溶性飲料原材料と温水とを混合して温飲料を生成するように構成され、混合インペラを備える飲料混合チャンバ（２１）と、
   前記飲料混合チャンバによって生成された前記飲料と前記低温生成ユニットによって供給された前記冷却流体との間で熱交換するように構成された熱交換器ユニット（２２）と、
   前記熱交換器ユニット（２２）及び前記飲料混合チャンバ（２１）を備え、前記飲料混合チャンバと前記熱交換器ユニットとの間の閉ループ内で前記飲料の循環を可能にするように設計された飲料回路であって、前記飲料回路内の前記飲料を循環させるためのポンプ（２３）を備える飲料回路と、
   前記飲料混合チャンバと前記熱交換器ユニットとの間の前記閉ループ内で前記飲料の循環を可能にするように適合された循環手段（３１、４）と、
   飲料注出出口を通して前記飲料回路から前記飲料を注出することを可能にするように適合された注出手段（３２、４）と、
   を備える、少なくとも１つの飲料調製ユニットと、
   を備える、飲料調製マシン。
2. 前記飲料混合チャンバの前記混合インペラが、前記飲料回路内で前記飲料を循環させるための前記ポンプ（２３）である、請求項１に記載の飲料調製マシン。
3. 前記混合インペラが、前記混合チャンバの底部に配置された遠心ポンプである、請求項２に記載の飲料調製マシン。
4. 前記混合チャンバ（２１）が、前記遠心ポンプの回転軸線に対して垂直に向けられた飲料出口（２１４）を備え、
   前記チャンバの本体の底部が、前記遠心ポンプ（２３）のケーシング（２３１）を形成し、かつ前記遠心ポンプのインペラ（２３３）を取り囲むように設計されている、
   請求項３に記載の飲料調製マシン。
5. 前記循環手段（３１）が、第１のバルブであり、前記第１のバルブが、前記飲料混合チャンバの底部に近接して配置されており、
   前記注出手段（３２）が、第２のバルブであり、前記第２のバルブが、前記熱交換器ユニットの底部に近接して配置されている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
6. 前記循環手段及び前記注出手段が、アセンブリを形成しており、前記アセンブリが、前記熱交換器ユニットの飲料出口（２２１）にある選択的方向づけ流体経路（４）内に存在しており、前記経路が、前記飲料の速度に応じて前記飲料混合チャンバ又は前記飲料注出出口のいずれかに前記飲料を案内するように設計されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
7. 前記選択的方向づけ流体経路（４）が、
   前記熱交換器ユニットの前記出口に接続された飲料入口（４１）と、
   前記混合チャンバの壁に接続され、前記飲料入口に面する第１の飲料出口（４２１）と、
   前記飲料入口と前記第１の飲料出口との間の空間の下で下向きに延びる凹部（４３）と、
   前記凹部の底部に配置され、前記飲料注出出口に接続された第２の飲料出口（４２２）と、
   を備える、請求項６に記載の飲料調製マシン。
8. 前記熱交換器ユニット（２２）が、プレート熱交換器であり、前記プレート熱交換器が、飲料循環のための経路を有するように設計されたプレートを少なくとも備え、
   前記プレート、前記選択的方向づけ流体経路、及び前記混合チャンバが、１つの単一材料片で形成されている、
   請求項６又は７に記載の飲料調製マシン。
9. 前記マシンが、前記飲料調製ユニット（２）内で調製された前記冷飲料を貯蔵するためのタンク（５）を備え、前記飲料回路の前記飲料注出出口（２９）が、前記タンクに接続されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
10. 前記飲料調製ユニット（２）が、
    可溶性飲料原材料を貯蔵及び投入するための少なくとも１つの容器（２４）と、
    温水供給部（２５）と、
    を備え、前記容器及び供給部が、前記飲料混合チャンバ内に１回分の飲料原材料及び水を注出するように構成されている、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
11. 前記マシンが、複数の飲料調製ユニット（２）を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
12. 前記飲料調製ユニット（２）が、二次飲料調製マシン（３）に結合されており、前記二次飲料調製マシンが、温飲料を注出し、前記二次飲料調製マシンの温飲料注出ライン（３１）が、前記飲料調製マシンの前記混合チャンバ（２１）内に出ている、請求項１～９のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の飲料調製マシンを用いて、可溶性飲料原材料及び水から冷飲料を調製するための方法であって、
    前記飲料混合チャンバ内に１回分の可溶性飲料原材料及び温水を導入して、温飲料を生成するステップと、次いで、
    前記熱交換器ユニットと前記飲料混合チャンバとの間の前記ループ内で前記温飲料を循環させ、同時に、前記飲料が必要な低温に到達するまで前記熱交換器ユニット内で前記冷却流体を循環させるステップと、次いで、
    任意選択的に、前記飲料回路内に前記冷飲料を貯蔵するステップと、
    前記冷飲料を、好ましくはタンク内に、注出するステップと、
    を含む、方法。
14. 前記マシンが、アセンブリを形成する前記循環手段及び前記注出手段を備え、前記アセンブリが、前記熱交換器ユニットの飲料出口にある選択的方向づけ流体経路（４）に存在しており、前記経路が、前記飲料の速度に応じて前記飲料混合チャンバ（２１）又は前記飲料注出出口（２９）のいずれかに前記飲料を案内するように設計されており、前記方法が、
    前記飲料混合チャンバ内に１回分の可溶性飲料原材料及び温水を導入して、温飲料を生成し、前記飲料が必要な低温に到達するまで、前記熱交換器ユニットと前記飲料混合チャンバとの間の前記ループ内で前記温飲料を循環させるために、前記混合インペラを高速で回転させるステップと、次いで、
    前記飲料注出出口を通して前記飲料を注出するために、前記混合インペラをより低速で回転させるステップと、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項６～８のいずれか一項に記載の飲料調製マシンを洗浄する方法であって、
    前記飲料混合チャンバ内に洗浄液を導入し、前記熱交換器ユニットと前記飲料混合チャンバとの間の前記ループ内で前記洗浄液を循環させるために、前記混合インペラを高速で回転させるステップと、次いで、
    前記飲料注出出口を通して前記飲料を排出するために、前記混合インペラをより低速で回転させるステップと、
    を含む、方法。

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