JP7209646B2 - 流量制御手段を有する手動操作式ポンプを有する飲料調製マシン - Google Patents

Description

本発明は、加圧用液体チャンバをリザーバからの液体で充填するために、加圧された液体を手動ポンプを使用して淹出チャンバに供給するための飲料調製マシンに関し、マシンは、チャンバの充填プロセス中にポンプから加圧用液体チャンバに送られる液体を制御するための流量制御手段を備える。

飲料を自律的に、すなわち、マシン内に電動ポンプを備えることなく、飲料を調製する飲料調製マシンはすでに市販されている。

これらマシンでは、特にエスプレッソコーヒーなどの飲料を調製するために必要な少なくとも約５～２０バールの液体圧力が、固定式飲料調製マシン内に設けられた電動圧力ポンプに対する代替手段によって提供される。特に、これらマシンは、例えば専用のレバー装置の往復運動によって駆動される手動操作式ポンプを備える。これらマシンは、レバー装置の作動時点でチャージされるように設計されたポテンシャルエネルギー蓄積器を更に備え、エネルギー蓄積器は蓄積されたエネルギーを選択的に放出して、例えば、加圧された液体をマシンの淹出チャンバへと供給することができ、淹出チャンバ内には、例えば原材料を含有するカプセル内に設けられた飲料原材料の部分が配置されている。次に、加圧された液体は、飲料を生成するために、供給された原材料と相互作用させられる。

欧州特許出願公開第２６２２９９７（Ａ１）号及び欧州特許出願公開第２７４２８３３（Ａ１）号は、例えば、電動高圧ポンプを必要とすることなく、液体が高圧下でマシンの淹出チャンバに放出され得るように、液体チャンバにエネルギーを放出するように設計されたポテンシャルエネルギー蓄積器を備える飲料調製マシンに関する。エネルギー蓄積器は、マシンのポンプに接続されたレバー装置が往復運動すると、リザーバから液体チャンバに液体をポンプで送り込むことによって圧縮され、したがってチャージされるように設計されている。液体チャンバが完全に充填されると、液体は、液体チャンバと淹出チャンバとの間に配置された弁を用いて、圧力下で液体チャンバから選択的に放出され得る。

既知の飲料調製マシンには、ポテンシャルエネルギー蓄積器に関連した液体チャンバがポンプによって供給された液体で完全に充填され、その結果、蓄積器がそのチャージ位置にある場合、ポンプは液体で充填されたままであり、レバー装置はもはや移動することができないという欠点がある。したがって、レバー装置は、マシンのハウジングに対して固定されてはいるが未確定の位置に留まっている。この未確定の位置ゆえに、蓄積器の完全にチャージされた状態に関する信頼できるフィードバックをユーザに提供できない。更に、飲料調製中に、レバー装置がハウジングから未確定の方向に突出しているマシンの取り扱いは、むしろ面倒である。

本発明は、上記課題に対処しようとするものである。本発明は、他の目的、具体的には本明細書の残りの部分に記述されるような他の問題点の解決も目標とするものである。

本発明は、特に、加圧された液体を、飲料原材料含有するカプセル又はカートリッジなどの、１回分の飲料原材料に供給するための飲料調製マシンに関し、マシンは、マシンの液体リザーバに接続された液体ポンプの動作時に、所定量の液体で充填されるように設計された加圧用液体チャンバと、加圧用液体チャンバに関連付けられ、加圧用液体チャンバの充填時に、チャージ位置に至るように設計されているポテンシャルエネルギー蓄積器と、１回分の飲料原材料を受け入れるための淹出チャンバであって、選択的に加圧用液体チャンバとの流体連通状態に至るように設計されている淹出チャンバと、を備え、マシンは、加圧用チャンバの充填状態に応じた少なくとも２つの流量制御モードにしたがって、液体ポンプから加圧用液体チャンバに送られる液体の量を調節するように設計された流量制御手段を更に備える。少なくとも２つの流量制御モードは、好ましくは、液体がポンプから加圧用チャンバに送られる第１の流量制御モードと、液体が液体ポンプからマシンの液体リザーバに送り戻される第２の流量制御モードと、を含む。

本発明によると、ポンプによって送られる液体の量は、加圧用チャンバの充填状態に応じて流量制御手段によって設定することができ、充填状態は、特に、ポテンシャルエネルギー蓄積器の動作状態、又はポテンシャルエネルギー蓄積器の動作位置、又は加圧用チャンバ内の圧力、又はそのような動作状態の組み合わせに依存してもよい。

例えば、これにより、エネルギー蓄積器が、例えばそのチャージ位置にある場合、ポンプの動作によって送られる液体の量は、エネルギー蓄積器が別の動作状態又は位置にある場合とは異なるように設定される。それに応じて、エネルギー蓄積器が、好ましくは充填された加圧用チャンバに対応する、そのチャージ位置にある場合であっても、液体を更に加圧用液体チャンバに送ることなく、ポンプは依然として動作することができる。また、ポンプに接続され、ポンプを駆動するように設計されたレバー装置又は電動駆動構成を、依然として動作又は運転させることができる。したがって、加圧用チャンバが充填され、エネルギー蓄積器がそのチャージ位置にある場合であっても、レバー装置が例えばマシンのハウジングと同一面上にあるか又はハウジング内に引き込まれている静止位置に、レバー装置を依然として戻すことができる。レバー装置及びポンプへの連結に関する機械的制約を、制御的に減らすことができる。同様に、過剰な圧力又は機械的制約をシステムに加えることなく、このような構成を依然として作動させることができるので、電動駆動構成の制御を簡略化できる。

流量制御手段は、好ましくは、加圧用液体チャンバを更に充填することなく、ポテンシャルエネルギー蓄積器のチャージ位置における動作、すなわち加圧用液体チャンバの充填状態における液体ポンプの動作を可能にする。

マシンの加圧用液体チャンバは、液体ポンプの動作時に、所定量の液体で充填されるように設計されている。この目的のために、液体チャンバは、好ましくは、マシンのポンプ及び液体リザーバに流体接続されている。加圧用液体チャンバは、サイズ変更が可能である。加圧用液体チャンバは、好ましくは、第１のシリンダ及びプランジャアセンブリを備える。第１のシリンダ及びプランジャアセンブリは、加圧用液体チャンバの少なくとも空状態及び充填状態を規定するために、互いに対して移動してもよい。ポンプの動作中、加圧用液体チャンバは、加圧用液体チャンバが充填状態に達するまで、リザーバから送られた液体によって連続的に充填されることになる。

加圧用液体チャンバは、マシンのエネルギー蓄積器に機能的に関連付けられている。それに応じて、エネルギー蓄積器は、好ましくは、加圧用液体チャンバと相互作用して、例えば、エネルギー蓄積器内に保持された流体の圧縮によって、特に、加圧用液体チャンバ内に保持された液体を加圧するように設計されている。

マシンのエネルギー蓄積器は、好ましくは、第２のシリンダ及びプランジャアセンブリを備え、これらはシリンダ内のプランジャの位置に応じて可変サイズのチャンバを画定する。エネルギー蓄積器のチャンバは、好ましくは、圧縮性流体、好ましくはガス、及び／又は圧縮可能な機械ばねを収容する。チャンバ内に供給されるガスの量又はばね荷重は、マシンのエネルギー蓄積器の圧縮力を調整するために適合可能であってもよい。

エネルギー蓄積器の動作位置は、第２のシリンダ及び第２のプランジャの相対位置に関連し、好ましくは、すでに述べたエネルギー蓄積器のチャージ位置及び少なくとも非チャージ位置を含む。エネルギー蓄積器のチャージ位置は、好ましくは、圧縮性ガスを収容するためのチャンバの最小サイズを画定するように第２のシリンダ及びプランジャアセンブリが配置された状態に関連する。非チャージ位置は、好ましくは、圧縮性ガスを収容するためのチャンバの最大サイズを画定するように第２のシリンダ及びプランジャアセンブリが配置された状態に関連する。ポンプの動作中、エネルギー蓄積器のガスは、好ましくは、エネルギー蓄積器のチャージ位置に達するまでチャンバ内で連続的に圧縮される。

好ましい実施形態では、第１のシリンダ及びプランジャアセンブリのプランジャは、好ましくは、チャージ位置において、第２のシリンダ及びプランジャアセンブリのチャンバ内に収容された流体に加えられた圧縮力からポテンシャルエネルギーを蓄積することが可能である。したがって、第１のプランジャは、好ましくは加圧用液体チャンバ内部に保持された液体に圧力を伝達するように設計されている。加圧用液体チャンバをマシンの淹出チャンバと流体連通させると、加圧された液体は、次に、淹出チャンバ内部に保持された１回分の原材料と相互作用することができる。

好ましい実施形態では、第２のシリンダ及びプランジャアセンブリのシリンダは、第１のシリンダ及びプランジャアセンブリのシリンダ内に同軸に置かれており、第２のアセンブリのプランジャが、チャンバ内の流体を圧縮するために固定されたままである場合、第１のアセンブリのプランジャは、そのシリンダ内部に引き込まれて、第２のアセンブリのシリンダを移動させることができる。

好ましい実施形態では、第２のアセンブリのプランジャロッドは、好ましくは、第１のアセンブリのプランジャロッドの内側に同軸に置かれており、第１のアセンブリのロッドは、第２のアセンブリのロッド上を移動して、第１のアセンブリのプランジャを引き込むことができる。

マシンの流量制御手段は、好ましくは、液体リザーバと加圧用チャンバとの間の流体経路内に配置された少なくとも２つの弁のシステムを備える。

好ましい実施形態では、流量制御手段の第１の弁は、好ましくは、ポンプと液体リザーバとの間の流体経路内に位置し、流量制御手段の第２の弁は、第１の弁と加圧用液体チャンバとの間の流体経路内に位置する。

第１の弁は、好ましくはマシンの流体回路のＴ字路に位置する、好ましくはピン弁などの一方向弁である。弁は、好ましくは、リザーバからポンプへの、並びにポンプから第２の弁が位置する流体経路への流体接続を選択的に可能にするように設計されている。

第２の弁は、好ましくはボール逆止弁などの一方向弁である。

第１の弁及び第２の弁は、好ましくは、マシンの流体回路内部において好ましい流体移動を可能にするように、それぞれの弁座内で往復運動するように設計されている。

第１のモードでは、流量制御手段の第１の弁は、好ましくは、ポテンシャルエネルギー蓄積器のチャージ位置において、選択的に係合され強制開位置に保持されるように設計されており、この位置は、好ましくは加圧用液体チャンバの充填状態に対応する。それにより、第１の弁は、ポテンシャルエネルギー蓄積器及び／又は加圧用液体チャンバの部品によって機械的に係合することができる。例えば、第１の弁は、第１のプランジャ及びシリンダアセンブリのプランジャの外側の側部係合面によって係合されるように設計してもよい。側部係合面は、第１の弁の突出したピンヘッドと相互作用するプランジャの湾曲した又はくさび形の外側面であってもよい。

流量制御手段の第１の弁の強制開位置により、好ましくは液体リザーバと液体ポンプとの間でのみ流体連通が可能になる。したがって、この強制開位置では、液体を、液体リザーバと、ポンプ又はポンプのポンピングチャンバとの間でのみ送り込むことができる。

第２のモードでは、流量制御手段は第３の弁を備える。弁は、好ましくは、液体ポンプと加圧されたチャンバとの間の圧力が所与の閾値を超えた時、及び／又は加圧されたチャンバが十分に充填された時に、液体を液体リザーバに戻すように構成されている。第３の弁は、液体リザーバに向かう方向に第１の弁をバイパスするように構成された一方向弁である。第３の弁はまた、ボール逆止弁であってもよい。第３の弁は、調節手段の第２の弁の圧力又は荷重よりも高い圧力又は荷重で開くように構成されている。これにより、加圧されたチャンバが充填され、エネルギー蓄積器がチャージされるにつれて、いったん圧力が十分に増大すると、液体リザーバへと戻る流れの自動的な調節が可能になる。

マシンの液体ポンプは手動操作式ポンプ、すなわち、好ましくは、いかなる電気駆動手段をも持たないポンプである。ポンプは、可変サイズのポンピングチャンバを取り囲むことのできる第３のシリンダ及びプランジャアセンブリによって形成することもできる。好ましい実施形態では、液体ポンプは、２つのシリンダ、及びそれに関連する２つのプランジャを備える。

液体ポンプは、好ましくは手動操作式のレバー装置によって駆動されるように設計されている。レバー装置は、好ましくは、マシンのハウジングを基準としたレバーの往復運動によってポンプを動作させるように設計されている。

好ましい実施形態では、レバー装置はポンプに、好ましくはポンプの可動プランジャ又はシリンダに固定的に接続されている。レバー装置は、例えば、ポンプを駆動するために、レバー装置の往復運動をポンプのプランジャに伝達するためのニーレバー機構を備えてもよい。レバー装置は、好ましくは、更により強い力を直接、液体ポンプに伝達するように設計されている。特に、レバー装置には、好ましくはスリップクラッチなどがない。

マシンの液体リザーバは、好ましくは、液体を大気圧で貯蔵するように設計されている。液体リザーバは、例えば、抵抗器、誘導手段又は放射手段を用いてタンク内の液体を加熱する手段を含んでもよい。液体リザーバは同様に、例えば逆止弁などの過圧弁を備えてもよい。

マシンは、好ましくは、放出弁を更に備え、この放出弁は、加圧用液体チャンバと淹出チャンバとの間に配置されており、加圧用液体チャンバから淹出チャンバに加圧水を選択的に放出するように設計されている。それに応じて、例えば、１回分の飲料原材料が淹出チャンバの中に入れられた後に、加圧された液体を選択的に淹出チャンバに供給することができる。

マシンは、好ましくは、生成された飲料を、飲料淹出チャンバから、例えばコーヒーマグなどの容器へと流出させることを可能にする飲料出口を更に備える。

１回分の飲料原材料は、好ましくは、本技術分野において知られているようなカプセル又はカートリッジを含む、開放又は閉鎖された飲料原材料である。したがって、淹出チャンバは、好ましくは、専用のカプセルを受け入れ収容するように適合されている。

本発明の飲料調製マシンと共に使用されるカプセルは、加圧された液体がカプセル内に設けられた原材料と相互作用することに基づき、特に、コーヒー飲料、好ましくはエスプレッソ飲料を調製するための挽いたコーヒーを有することができる。カプセルはまた、例えば、水溶きコーヒー、茶葉などの代替の又は追加の原材料を有してもよい。

本発明の更なる特徴、利点及び目的は、当業者には、以下の本発明の実施形態の詳細な説明を読み、添付された図面の図と関連して解釈すると明らかになるであろう。

本発明による飲料調製マシン（ハウジング１１の一部が除去された）の好ましい実施形態の斜視側面図である。 特に、図１によるマシンのレバー装置及び流量制御手段を示す、マシンの斜視側面部分図である。 ポテンシャルエネルギー蓄積器の非チャージ（解放）状態に対応する、マシンの加圧用液体チャンバの第１の空状態の断面側面図である。 ポテンシャルエネルギー蓄積器のチャージ（圧縮）状態に対応する、マシンの加圧用液体チャンバの第２の充填状態の断面側面図である。 液体が液体リザーバからポンプに引き込まれる、加圧用液体チャンバの充填動作の第１のステップの時点でのマシンの断面図である。 液体が液体リザーバからポンプに引き込まれる、加圧用液体チャンバの充填動作の第１のステップの時点でのマシンの断面図である。 液体がポンプから加圧用液体チャンバに送られる、加圧用液体チャンバの充填動作の第２のステップの時点でのマシンの断面図である。 液体がポンプから加圧用液体チャンバに送られる、加圧用液体チャンバの充填動作の第２のステップの時点でのマシンの断面図である。 加圧用液体チャンバの充填状態にあるマシンの断面図であり、この状態におけるポンプの更なる動作時点での液体の流れを示す。 加圧用液体チャンバの充填状態にあるマシンの断面図であり、この状態におけるポンプの更なる動作時点での液体の流れを示す。 マシンの側面断面図であり、マシンの放出弁を示す。 マシンの側面断面図であり、マシンの放出弁を示す。 本発明の変形形態によるマシンの側面断面図であり、第２の弁を通した加圧されたチャンバの充填ステップを示す。 本発明の変形形態によるマシンの側面断面図であり、第２の弁を通した加圧されたチャンバの充填ステップを示す。 加圧用液体チャンバの充填状態にある、図８ａ及び図８ｂの変形形態によるマシンの断面図であり、この状態におけるポンプの更なる動作時点での液体の流れを示す。

図１～図３ｂに関して、本発明による好ましい飲料調製マシン２０について説明する。マシン２０は、好ましくは携帯型飲料調製マシンであり、例えば、特に携帯型エスプレッソマシンである。しかし、本発明はまた、卓上コーヒーマシンなどの非携帯型マシンにも適用される。

マシン２０は、加圧された液体を、マシンの淹出チャンバ５内に選択的に配置され得るコーヒーカプセル１０などの１回分の飲料原材料に供給するように設計されている。したがって、淹出チャンバ５は、好ましくは、そのようなコーヒーカプセルを受け入れ収容するように適合されている。コーヒーカプセルは、マシンのハウジング１１から蓋１１ａを取り外すことによって、淹出チャンバ５の中に置くことができる。蓋１１ａは、ねじ又は傾斜型（ramp-type）（例えば、４分の１回転）接続を介してマシン２０に接続してもよい。ハウジング１１は、好ましくは実質的に円筒状の形状であり、生成された飲料を淹出チャンバから、例えばコーヒーマグなどの容器の中に流出させるための飲料出口（図示せず）を備えてもよい。

マシン２０は、少なくともメインスイッチ、及び／又はマシンの異なる動作モードに関連するフィードバックインジケータを備え得るユーザインタフェース１３を備えてもよい。例えば、ユーザインタフェースは、液体加熱温度、及びエネルギー蓄積器の位置状態（例えば、Ｒｅｅｄセンサ）。のための状態インジケータを備えてもよい。

マシン２０は、好ましくはポンプに接続されたレバー装置９によって駆動される手動操作式液体ポンプ２を備える。レバー装置９は、マシンのハウジング１１に連結していてもよい。レバー装置９は、好ましくは、マシン２０のハウジング１１から離れる方向及び向かう方向での往復運動により操作されるように設計されている。図１及び図２に示す状態では、レバー装置は、マシンのハウジング１１から突出している。図７ａ、図７ｂに示す状態では、レバー装置９は完全に引き込まれており、したがって実質的にマシンハウジング１１の残りの部分と同一面上にある。レバー装置は、好ましくはマシンのハウジング１１にヒンジ結合されており、レバー装置９を液体ポンプ２に、好ましくは可動シリンダ２ａに接続するニーレバー９ａを備えてもよく、このニーレバーはポンプ２の固定プランジャの周りを案内される。もちろん、レバー９ａをポンプ２の固定シリンダ内の可動プランジャ２ａに接続させて、この構成を反転させることができる。ニーレバー装置９ａは、更に、ポンプと共に機械的に構成してもよい。これは、ポンプ、すなわちシリンダ又はプランジャを、ポンプ動作の実際的な開始の前に、レバーを適切に取り扱うためのスペースを残すように、完全に引き込まれた位置（０度の基準点にある）からレバーの最小の角度変位、例えば５～１０度が達成された後に初めて、作動させるようにするためである。もちろん、レバー装置は、マシンが一対のレバー９ａを備え、各レバーがポンプのシリンダ２ａに連結されているようにして、マシンの長手方向平面を中心に対称であってもよい。

マシン２０は、ポンプ２に流体接続しており、かつ（概ね）大気圧にて所定量の液体を保持するための液体リザーバ３を更に備える。液体リザーバ３は、好ましくは、専用の充填ダクトを介して再充填されるように設計されている。液体リザーバ３は、過圧弁１８を更に備えてもよい。更に、液体リザーバ３は、その中に保持された液体を所望の温度に加熱するように設計された一体化された加熱手段（図示せず）、例えば、抵抗器、誘導手段又は放射手段、を備えてもよい。加熱手段は、電池駆動式であってもよい。この目的のために、マシンは、好ましくは再充電可能なエネルギー源、例えば一体化された電池、を備えてもよい。

マシン２０は、液体ポンプ２の動作時点で、所定量の液体で充填されるように設計された加圧用液体チャンバ１を更に備える。したがって、加圧用液体チャンバ１は、マシンのポンプ２と少なくとも流体連通している。加圧用液体チャンバ１は、第１のシリンダ及びプランジャアセンブリ１ａ、１ｂによって形成されており、これらは、その内部に封入された液体チャンバ１のサイズを変化させるために互いに移動することができる。

マシンは、好ましくはガス流体又はばねを備えるポテンシャルエネルギー蓄積器４を更に備え、このエネルギー蓄積器は加圧用液体チャンバ１に関連付けられている。エネルギー蓄積器４は、加圧用液体チャンバ１を充填すると、非チャージ位置（図３ａ参照）からチャージ位置（図３ｂ参照）にもたらされるように設計されている。エネルギー蓄積器４は、好ましくは、第２のシリンダ及びプランジャアセンブリ４ａ、４ｂを備え、これらは、その中にガス状流体を保持するためのチャンバ４ｃを画定するために互いに移動することができる。したがって、チャンバ４ｃは変化するサイズを有し、それによりチャンバのサイズが縮小すると、閉じ込められた流体が圧縮される。

第２のシリンダ及びプランジャアセンブリ４ａ、４ｂのシリンダ４ａは、好ましくは、第１のシリンダ及びプランジャアセンブリ１ａ、１ｂのシリンダ１ａの内側に同軸に置かれている。第１のアセンブリ１ａ、１ｂのプランジャ１ｂは、好ましくは、そのシリンダ１ａの内部に引き込まれて、第２のアセンブリ４ａ、４ｂのシリンダ４ａを移動させることができ、一方、第２のアセンブリのプランジャ４ｂは、好ましくは、チャンバ４ｃ内の流体を圧縮するために固定されたままである。

第１のアセンブリ１ａ、１ｂのプランジャ１ｂの直径は、１５～５０ｍｍ、例えば、３４ｍｍであってもよい。プランジャのストロークは、３０～８０ｍｍ、例えば５０ｍｍであってもよい。第２のアセンブリのシリンダ４ａの直径は、プランジャ１ｂ内で同軸に嵌合するように、第１のアセンブリのプランジャ１ｂの直径よりもわずかに小さい。プランジャ１ｂ及びシリンダ４ａはまた、同じ要素であってもよい（例えば、部品を減らすために）。加圧用液体チャンバ１の容積を変化させるために、プランジャアセンブリ４ａ、４ｂのストローク及び／又は直径を変化させることができる。ストロークのみを変化させることにより、淹出チャンバに供給された液体の圧力は変化しないままである。直径を変化させることによって、淹出チャンバに供給される液体の圧力を、マシンを様々な種類の飲料及び／又はカプセルに適合させるように適宜変更することができる。この変更は、エネルギー蓄積器のガス圧又はばね荷重を適合させることによっても行うことができる。

変形形態（図示せず）では、シリンダ４ａをマシンのハウジングに固定することができ、プランジャ４ｂはシリンダに対する可動部品であり得る。この場合、プランジャ４ｂは、一端において蓄積器のプランジャとなり、反対端において加圧水チャンバのプランジャ１ｂも形成するように構成することができる。

リザーバ３、液体ポンプ２、加圧用液体チャンバ１、及び淹出チャンバ５は、好ましくは流体接続している。この目的のために、マシン２０は、例えば、それぞれの部品１、２、３、５を相互接続する専用の導管１７によって形成される、専用の流体回路を備える。

マシン２０は、ポテンシャルエネルギー蓄積器４の動作位置に応じて、液体ポンプ２から加圧用液体チャンバ１に送られる液体の量を調節するように設計された流量制御手段６ａ、６ｂを更に備える。流量制御手段６ａ、６ｂは、好ましくは少なくとも２つのモードを含み、第１のモードでは、液体はポンプ２から加圧用チャンバ１に送られ、第２のモードでは、液体はポンプから液体リザーバ３に送り戻される。それに応じて、加圧用チャンバ１がその充填状態にある一方で、流体ラインの圧力及びレバーへの機械的力が小さい場合であっても、ポンプ２に接続されたレバー装置９の移動は依然として可能である。

流量制御手段６ａ、６ｂは、液体リザーバ３と加圧用チャンバ１との間の流体回路に配置された２つの弁６ａ、６ｂのシステムを備え、それにより、第１の弁６ａはポンプ２と液体リザーバ３との間の流体経路内に位置し、第２の弁６ｂは、第１の弁６ａと加圧用液体チャンバ１との間の流体経路内に位置する。

例えば、図２及び図３ａに示すように、第１の弁６ａは、好ましくは流体回路のＴ字路に配置され、ポンプ２、液体リザーバ３に接続するためのコネクタ１４、及び加圧用液体チャンバ１に接続するためのコネクタ１５を相互接続する。コネクタ１５は、管状部材１７と液体チャンバ１の専用コネクタ１６とによって加圧用液体チャンバ１に接続してもよい。第２の弁６ｂは、好ましくは第１の弁６ａから加圧用液体チャンバ１への流体経路内に配置されている。第２の弁６ｂは、例えば、コネクタ１５の内側又は近傍に位置してもよい。

ポンプの動作中の流量制御手段６ａ、６ｂの動作について、図４ａ、図４ｂ、及び図５ａ、図５ｂに関して以下に詳細に説明する。

図４ａ及び図４ｂは、飲料調製マシンの初期状態に関し、未使用／新規カプセル１０が淹出チャンバ５の中に置かれ、加圧用液体チャンバ１は空の状態にある。その結果、エネルギー蓄積器４は、その非チャージ状態にある。

レバー装置９の往復運動の第１のステップでは、液体は最初に、液体リザーバ３から、導管２１（矢印Ａを参照）、弁６ａのピン２５が案内される通路又は導管２２、及び弁６ａとポンプとの間にある導管２３を経由して弁６ａに送られる。これにより、液体ポンプ２内に生じた減圧によって弁６ａが開放され（図４Ａの矢印Ｂを参照）、したがって、液体が弁６ａを、特にピン２５が案内される導管２２内を通ることが可能になる。

第２のステップで、レバー装置９を、好ましくは図４及び図４ｂに示す第１のステップとは反対方向に更に操作する間に、ポンプ２によって圧縮ステップが実施される。このステップでは、ポンプ２のシリンダ２ａから加圧用液体チャンバ１へと水が押し出される。これにより、ポンプ２によって導管２２に圧力が加えられ、弁６ａのピン２５が案内される導管２２内には十分な反対圧力が存在しないので、弁６ａは閉（通常）位置に留まり、したがって導管２２は閉じる（矢印Ｂを参照）。導管２３、２４内に液体流（矢印Ｃを参照）が供給されると、第２の弁６ｂは開くことになり（矢印Ｄを参照）、ポンプ２と加圧用液体チャンバ１との間の流体連通が可能になる（図５ｂの矢印Ｃも参照）。第２の弁６ｂは、好ましくは導管２４から加圧用液体チャンバ１への流体連通のみを可能にする逆止弁である。

図４ａ、図４ｂ及び５ａ、図５ｂに示す第１及び第２のステップは、好ましくは、レバー装置９の往復運動中に、すなわちポンプ２の動作（例えば、シリンダ２ａの往復運動）中に連続的に実行される。これにより、液体チャンバ１が連続的に充填され、エネルギー蓄積器４も同時にチャージされる。これは、図６ａ、６ｂに示すように、加圧用液体チャンバ１がその（完全）充填状態に至るまで実行され、この状態においてエネルギー蓄積器４はそのチャージ位置にある。

マシン２０のこの構成では、第１の弁６ａは強制開位置に保持されている。これは、好ましくは、エネルギー蓄積器４がチャージ位置に到達した時点で、弁ピンヘッド２７と係合する専用の係合面７によって得られる。係合面７は、好ましくは第１のシリンダ及びプランジャアセンブリ１ａ、１ｂのプランジャ１ｂの外側面に配置される。係合面７は、蓄積器がチャージ位置及び弁６ａの強制開位置に到達した時点で、弁６ａのピンヘッド２７と次第に係合する傾斜面又は湾曲面であってもよい。

第１の弁６ａのこの開位置では、液体は、レバー装置９の動作中、及びポンプの往復ポンピング運動中に、導管２１、２２、２３内を液体リザーバ３から液体ポンプ２まで往復（矢印Ｅを参照）できるのみである。これにより、第２の弁６ｂを開放しようとする十分な圧力が導管２４内に存在しないので、第２の弁６ｂはその（通常）閉位置に留まる。その結果、レバー装置９は、マシン２０のユーザによって上下に移動され、静止位置に戻すことができる。加圧用液体チャンバ１は満杯であり、エネルギー蓄積器４はそのチャージ位置にあるので、マシン２０は淹出チャンバ５へ液体を分配する準備ができている。

圧力下で加圧用液体チャンバ１から淹出チャンバ５へと選択的に液体を供給するために、マシン２０は、加圧用液体チャンバ１と淹出チャンバ５との間に配置された液体放出弁１２（図７ａ参照）を更に備える。したがって、ユーザは、例えば、マシンのハウジング１１の表面に配置された起動ボタン１２ｂ（図７ｂ参照）を押すことによって、液体放出弁１２を開けることができる。その時、圧力下の液体は、加圧用液体チャンバ１から淹出チャンバ５に、したがって淹出チャンバ内に保持されたカプセル１０に、例えば、これらの部品を相互接続する導管１２ａを介して供給される。次いで、生成された飲料を、マシン２０の出口開口部（図示せず）から容器の中に流出させてもよい。

本発明の好ましい実施形態では、加圧用液体チャンバ１の空状態及び充填状態に関する正確なフィードバックを提供するために、加圧用チャンバのエネルギー蓄積器４の位置及び／又はプランジャ１ｂの位置もまた、位置センサによって制御することができる。位置センサは、ホールセンサを備えてもよく、又はホールセンサから構成してもよい。

マシン２０は、例えば、水チャンバが充填中であるとか、液体の温度が所定の目標値内にあるなど、特定のパラメータが満たされた場合にのみ作動されるように、放出ボタン１２の電気的作動を制御するように設計された制御ユニットを更に備えてもよい。

図８ａは、本発明のマシンの変形形態を表す。マシンは、係合面７が第３の弁６ｃで置き換えられていることを除いて、前述の実施形態と同じ技術的手段を備える。液体ポンプ２のチャージステップでは、液体リザーバ３から液体を引き込むようにシリンダ２ａが移動される（方向Ｂ）。図４ａにおけるように、第１の弁６ａは圧力差によって開き、液体は、液体リザーバから導管２１、通路２２、及び導管２３へと流れてシリンダ２ａを充填する。第３の弁６ｃが存在しており、この第３の弁は、弁６ａをバイパスして、第１の弁６ａの下流の導管２３を弁６ａの上流の導管２１に流体接続するように配置することができる。第３の弁６ｃは一方向弁として配置され、それにより、液体は液体リザーバからシリンダへと流れることはできないが、反対方向にのみ、すなわち、シリンダから液体リザーバへと小さい導管２６を介して流れることができる。

図８ａに図示するように第２の弁６ｂのみが開くことができるように、加圧されたチャンバ１の充填圧力では、図８ｂに示すように液体が流れることは不可能である。このため、第３弁６ｃには、加圧されたチャンバ１に至る第２の弁６ｂのばね荷重よりも高く設定されたばね荷重で荷重が加えられている。液体ポンプが往復運動すると、シリンダ２ａが移動して導管２３に向かって液体を吐出し、これにより、第２の弁６ｂが開いて加圧されたチャンバ１（方向Ｃ）が充填される。第１の弁６ａ及び６ｃは両方とも閉じたままである。

図８ａ及び図８ｂのチャージ及び充填ステップは、加圧されたチャンバが充填されるまで続く。チャンバ１が加圧されたチャージ状態では、液体は、方向Ｅにより示すように、第１の弁６ａ（図８ａ）及び第３の弁６ｃ（図８ｃ）によって再循環される。液体ポンプの往復運動により、第３の弁６ｃが開放することによって、液体リザーバ１へ液体が再循環される。これ以上の液体が第２の弁６ｂを通って循環することはできず、導管２３内の圧力は十分に高くなり、よって第３の弁６ｃが開き、開いた状態が維持される。液体は、第３の弁６ｃを通過し、導管２６、通路２２を通って液体リザーバ３に戻る。次のステップは、第１の弁６ａの開口部を介してシリンダ２ａ内の液体を引き込むことによって再び開始される。

したがって、先の実施形態とは対照的に、この実施形態では、再循環は、加圧されたチャンバ１が充填位置にあることに基づいて、第１の弁を液体が戻る方向に強制的に開放させることによってではなく、第１の弁の反対側に配置されるように第３の弁を設け、この第３の弁が第１の弁を、液体ポンプから液体リザーバ３への方向にバイパスさせ、液体ポンプと加圧されたチャンバ１との間の液体の圧力に応じて、第１の弁を開放することにより達成される。特に導管２３内の液体の圧力が、加圧されたチャンバ１の最大充填レベルに対応する閾値に達した場合、再循環又は第３の弁６ｃが開き、液体が第１の弁６ａの上流の導管２６を介して液体リザーバに戻ることが可能になる。

別の構造的構成として、第３の弁６ｃを、中央液体貫通孔を有する第１の弁６ａのピンの内側に設けることができるが、それでもなお、その通路２２に対して第１の弁とは反対方向に開口部があることに留意されたい。

Claims (14)

1. 加圧された液体を１回分の飲料原材料（１０）に供給するための飲料調製マシン（２０）であって、前記飲料調製マシンは、
   前記マシンの液体リザーバ（３）に接続された液体ポンプ（２）が動作されると、所定量の液体で充填されるように設計された加圧用液体チャンバ（１）と、
   前記加圧用液体チャンバ（１）に関連付けられ、前記加圧用液体チャンバ（１）が充填されると、チャージ位置に至るように設計されているポテンシャルエネルギー蓄積器（４）と、
   前記１回分の飲料原材料（１０）を受け入れるための淹出チャンバであって、選択的に前記加圧用液体チャンバ（１）との流体連通状態に至るように設計されている淹出チャンバ（５）と、を備え、
   前記マシン（２０）は、前記加圧用液体チャンバ（１）の充填状態に応じて、前記液体ポンプ（２）から前記加圧用液体チャンバ（１）に送られる液体の量を、少なくとも２つの流量制御モードにしたがって調節するように設計された流量制御手段（６ａ、６ｂ）を更に備え、
   前記２つのモードは、液体が前記ポンプ（２）から前記加圧用液体チャンバ（１）に送られる第１の流量制御モードと、前記液体が前記ポンプ（２）から前記マシンの前記液体リザーバ（３）に送り戻される第２の流量制御モードと、を含む、
   飲料調製マシン（２０）。
2. 前記流量制御手段（６ａ、６ｂ）は、前記ポテンシャルエネルギー蓄積器（４）の前記チャージ位置において、前記加圧用液体チャンバ（１）を更に充填することなしに前記ポンプ（２）の動作を可能にする、請求項１に記載の飲料調製マシン。
3. 前記ポテンシャルエネルギー蓄積器（４）の動作位置が、前記エネルギー蓄積器（４）の前記チャージ位置及び少なくとも非チャージ位置を含む、請求項１又は２に記載の飲料調製マシン。
4. 前記流量制御手段は、前記液体リザーバ（３）と前記加圧用液体チャンバ（１）との間の流体経路内に配置された少なくとも２つの弁（６ａ、６ｂ）のシステムを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
5. 前記流量制御手段の第１の弁（６ａ）は、前記ポンプ（２）と前記液体リザーバ（３）との間の流体経路内に位置しており、前記流量制御手段の第２の弁（６ｂ）は、前記第１の弁（６ａ）と前記加圧用液体チャンバ（１）との間の流体経路内に位置している、請求項１～４のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
6. 前記第１の弁（６ａ）は、前記ポテンシャルエネルギー蓄積器（４）の前記チャージ位置において、選択的に係合され強制開位置に保持されるように設計されている、請求項５に記載の飲料調製マシン。
7. 前記第１の弁（６ａ）の前記強制開位置は、前記液体リザーバ（３）と前記液体ポンプ（２）との間でのみ流体連通を可能にする、請求項６に記載の飲料調製マシン。
8. 前記第１の弁（６ａ）は、前記加圧用液体チャンバ（１）のプランジャ（１ｂ）の係合面（７）によって、及び／又は前記ポテンシャルエネルギー蓄積器（４）によって、係合され前記第１の弁の開位置に保持されるように設計されている、請求項６又は７に記載の飲料調製マシン。
9. 前記液体ポンプと前記加圧用液体チャンバ（１）との間の圧力が所与の閾値を超えた場合、及び／又は前記加圧用液体チャンバ（１）が十分に充填された場合に、液体を前記液体リザーバ（３）に戻すように構成された第３の弁（６ｃ）が設けられている、請求項５に記載の飲料調製マシン。
10. 前記第３の弁（６ｃ）は、前記液体リザーバ（３）に向かう方向に前記第１の弁（６ａ）をバイパスするように構成された一方向弁である、請求項９に記載の飲料調製マシン。
11. 前記液体ポンプ（２）は、手動操作式のレバー装置（９）によって駆動されるように設計されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。
12. 前記レバー装置（９）は、前記マシンのハウジング（１１）を基準とした前記レバー装置（９）の往復運動によって前記ポンプ（２）を動作させるように設計されている、請求項１１に記載の飲料調製マシン。
13. 前記レバー装置（９）は、前記ポンプ（２）に固定的に接続されている、請求項１１又は１２に記載の飲料調製マシン。
14. 前記マシンは、放出弁（１２）を更に備え、前記放出弁は、前記加圧用液体チャンバ（１）と前記淹出チャンバ（５）との間に配置されており、前記加圧用液体チャンバ（１）から前記淹出チャンバ（５）に加圧水を選択的に放出するように設計されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の飲料調製マシン。

Images