JP7374403B2

JP7374403B2 - 電気コーヒーメーカー

Info

Publication number: JP7374403B2
Application number: JP2022075393A
Authority: JP
Inventors: 清助竹下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: JP2022093595A

Description

本発明はドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を設けて、ドリップ量と足し湯量を制御することによって、使用者の好みに合わせて美味しいコーヒーを淹れることができるドリップ式の電気コーヒーメーカーである。

図９は約１０～１２ｇのコーヒー粉で最初の１／３をドリップ、次の１／３をドリップ、最後の１／３をドリップして、合計約１５０ｍＬのコーヒーを淹れたときの説明図である。

最初の１／３と次の１／３のコーヒーは香りも良く美味しい。しかし、最後の１／３は紅茶のように薄く、雑味の強い美味しくないコーヒーである。そこでドリップ後半の美味しくない部分をドリップしない方法でコーヒーを淹れることができるドリップ式の電気コーヒーメーカーを開発する。

１カップのコーヒーを淹れるために電動ポンプによって１カップ分の水量をボイラーに給水、保持して湯沸かしを行ったあとに、一部の湯を蒸らし行程に、一部の湯をドリップ行程に、残りの湯を足し湯行程に使用してコーヒーを淹れる。

ドリッパーに給湯するドリップ行程用の流路とコーヒーカップに直接給湯する足し湯行程用の流路を設けて、電磁弁の開閉時間を制御することによって蒸らし行程とドリップ行程と足し湯行程を実行してコーヒーを淹れる全行程を完了する。全行程が完了したときボイラーの湯を使い切ってボイラーに残湯が残らないようにする。

ボイラーは１カップ分の水量を十分に保持できる容積があって、給水孔と給湯孔Ｃを設けて、さらにボイラー内に圧力や負圧が発生しないように排気孔を設けた構成にする。

通常の１カップ分の水量をボイラーへ給水するときは電動ポンプの作動時間を制御してボイラーの通常水位まで給水される。しかしながら、過剰給水される異常が発生したときにボイラーから水が溢れないように上限水位に水位センサーを設けて、その感知によって電動ポンプの通電をＯＦＦして給水を停止する。

このように本発明はドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成する電磁弁の開閉制御によって１カップのコーヒー量を淹れる方式である。従来２方向の電磁弁を２個使用して二つの流路を構成していたが、２方向の電磁弁１個と３方向の電磁弁１個を使用して二つの流路を構成してドリップ行程と足し湯行程が可能な接続方法と電磁弁の制御方法を発明する。

本発明は上記課題を解決するために、水タンクとボイラーの間に配置した電動ポンプと、湯を容易に自然落下させるために上位から下位へ鉛直的にボイラーとバッファーとドリッパーとコーヒーカップを配置する。

ボイラーの給湯孔Ｃに２方向の電磁弁Ｃを接続して、さらに電磁弁Ｃに３方向の電磁弁Ｄの流入ポートを接続して流出ポートの一方をドリップ行程用の流路のバッファーに接続する。他方の流出ポートを足し湯行程用の流路に接続して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成する。

電磁弁Ｄは３方向弁であるので、電磁弁Ｄの流入ポートは常に「開」であって、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路に接続する流出ポートはどちらか一方の流出ポートを「開」したとき他方の流出ポートは「閉」に切り換わる構造である。

電磁弁Ｃを「閉」に制御して電動ポンプの作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水して保持して湯沸かしすることができる。沸かした湯は蒸らし行程を行うために電磁弁Ｃを「開」に制御して電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御して蒸らしに必要な湯量をドリッパーに給湯して電磁弁Ｃを「閉」に制御する。

蒸らし行程が完了したときドリップ行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して、電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御してドリッパーに給湯する。ドリップ量が１カップのコーヒー量の３０～７０％になったとき電磁弁Ｃを「閉」に制御してドリップ行程を完了する。

次に足し湯行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して電磁弁Ｄの足し湯行程用の流路を「開」に制御してコーヒーカップに直接給湯して１カップのコーヒー量を淹れる。足し湯行程が完了したときボイラーに残湯が残らない。

このように制御回路によって電動ポンプと電磁弁Ｃと電磁弁Ｄの作動タイミングと作動時間を制御することによって、蒸らし行程とドリップ行程と足し湯行程を実行して、１カップのコーヒー量のドリップ量が３０～７０％のコーヒーを淹れることができて、全行程が完了したときにボイラーに残湯が残らない電気コーヒーメーカー。

上記の電磁弁Ｃと電磁弁Ｄの接続方法の応用として、電磁弁Ｄをボイラーの給湯孔Ｃに接続して、電磁弁Ｃを電磁弁Ｄに接続する方法がある。ボイラーの底部の給湯孔Ｃに３方向の電磁弁Ｄの流入ポートを接続して、さらに電磁弁Ｄの流出ポートの一方に２方向の電磁弁Ｃを接続して他方の流出ポートをドリップ行程用のバッファーに接続して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成する。

電磁弁Ｃと電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御して電動ポンプの作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水して保持して湯沸かしすることができる。蒸らし行程を行うために電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御して蒸らしに必要な湯量をドリッパーに給湯して、電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御する。

蒸らし行程が完了したときドリップ行程になり、再び電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御してドリッパーに給湯してドリップ量が１カップのコーヒー量の３０～７０％になったとき電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御してドリップ行程を完了する。ドリップ行程が完了するまで電磁弁Ｃは「閉」の状態である。

次に足し湯行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して、コーヒーカップに直接給湯して１カップのコーヒー量を淹れる。足し湯行程が完了したときボイラーに残湯が残らない。

このように制御回路によって電動ポンプと電磁弁Ｄと電磁弁Ｃの作動タイミングと作動時間を制御することによって、蒸らし行程とドリップ行程と足し湯行程を実行して、１カップのコーヒー量のドリップ量が３０～７０％のコーヒーを淹れることができて、全行程が完了したときにボイラーに残湯が残らない電気コーヒーメーカー。

本発明のドリップ式の電気コーヒーメーカーはボイラーとバッファーとドリッパーとコーヒーカップを上位から下位へ鉛直的に配置して、２方向の電磁弁Ｃと３方向の電磁弁Ｄによってドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成して２個の電磁弁の作動タイミングと作動時間を制御して湯の自然落下によってコーヒードリップと足し湯が可能である。

電動ポンプの作動時間制御によってボイラーへ１カップ分の水量を給水して湯沸かしして、２個の電磁弁の作動タイミングと作動時間を制御することによって、ドリップ量を１カップのコーヒー量の３０～７０％として、足し湯量を１カップのコーヒー量の７０～３０％として、ドリップ後半の美味しくない部分をドリップしない方法が可能になり、美味しいコーヒーを淹れることができる。

このようにドリップ行程と足し湯行程が完了したとき、１カップのコーヒー量はドリップ量と足し湯量の合計であり、ボイラーに給水された１カップ分の水量は使い切って、即ち、ボイラーへ給水した水量が残らないようにすることができる。

ここで使用する下記用語の意味を記述する。
１カップのコーヒー量とは、一人分のコーヒー量であって、１カップの容量の約７０～８０％であり、ここでは１５０ｍＬとする。１カップ分の水量とは、１カップのコーヒー量を淹れるために必要な水量であって、１カップのコーヒー量とコーヒー粉に吸水される湯量の合計である。１カップの容量とは、コーヒーカップの満水容量であって、ここでは満水容量を市販紙カップの２０５ｍＬとする。

ドリップとはコーヒー粉に給湯してコーヒーを抽出することである。ドリップ量とはコーヒーカップにドリップされたコーヒー量である。足し湯量とはボイラーから直接コーヒーカップに給湯された湯量である。

蒸らし行程とはドリップ行程の前にコーヒー粉に給湯して十分に吸水させて蒸らす行程である。ドリップ行程とは、ドリッパーのコーヒー粉に給湯してコーヒーを抽出する行程であり、蒸らし行程もドリップ行程の一部分である。足し湯行程とは、コーヒーカップに湯だけを直接給湯する行程である。

ボイラーの通常水位とは、ボイラーに１カップ分の水量を給水したときの水位である。ボイラーの上限水位とは、水位センサーよって制限されたときの最大水位である。

以下、本発明の実施例である器体１の構成について説明する。図１は本発明の基本構成を示す実施例である。器体１の操作パネル２に電源スイッチ３、選択スイッチ４、スタートスイッチ５を備えている。選択スイッチ４は１カップのコーヒー量の３０～１００％の範囲でドリップ量を選択することができる。

器体後方に着脱可能な水タンク６があり、前方下部にコーヒーを受けるコーヒーカップ７を置くことができる。ドリッパー受け８は着脱可能であり、ドリッパー受け８を取り外してドリッパー９をセットすることができる。ドリッパー９はペーパーフィルター１０をセットしてコーヒー粉１１を入れることができる。

水タンク６とボイラー１２は電動ポンプ１３を介して給水管１４によって連接されている。ボイラー１２とバッファー４５とドリッパー９とコーヒーカップ７は湯を自然落下させるために上位から下位へ鉛直的に配置されている。

図２、図３はボイラー１２の構成要素を示す。ボイラー１２はボイラー容器１７と容器蓋１８とヒータ１９で構成され、温度センサー２０、サーモスタット２１、温度ヒューズ２２を備えている。さらに容器蓋１８に給水孔２３と排気孔２４を設けて、ボイラー容器１７の底部に給湯孔Ｃ４２を設けている。

ボイラー１２の底部に設けた給湯孔Ｃ４２に２方向の電磁弁Ｃ４０を接続して、さらに電磁弁Ｃ４０に３方向の電磁弁Ｄ４１の流入ポートを接続する。電磁弁Ｄ４１は３方向弁であるので流入ポートは常に「開」であり、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路に接続する流出ポートはどちらか一方の流出ポートを「開」にしたとき他方の流出ポートは「閉」に切り換わる。

ドリップ行程用の流路へ給湯するとき、電磁弁Ｃ４０は「開」時間を制御して電磁弁Ｄ４１へ給湯して、電磁弁Ｄ４１のドリップ行程用の流路側の流出ポートを「開」にしたときバッファー４５を介してドリッパー９へ給湯して、蒸らし行程、またはドリップ行程を実行することができる。

また、足し湯行程のとき、電磁弁Ｃ４０は「開」に制御して電磁弁Ｄ４１のドリップ行程用の流路側の流出ポートを「閉」にして、足し湯行程用の流路側の流出ポートを「開」にしてコーヒーカップ７に直接給湯することができる。

排気孔２４の目的は、給水のときにボイラー１２に内圧が発生しないように排気して１カップ分の水量を容易に給水することができ、また湯沸かしのときボイラー１２にスチーム圧力が発生しないようにしている。さらにコーヒーカップ７へ給湯するときボイラー１２が負圧にならないように吸気するためである。

さらに排気孔２４は湯沸かしで発生するスチームやスチーム圧力を器体外に排出するために器体１の外郭に設けた排気口３０に排気管３１で連接される構成であって、蒸気や水滴が器体１内の構成部品へ悪影響を及ぼさないようにしている。

また、ボイラー１２は過剰給水を防止するために通常水位２８の上方に上限水位２９を設定して水位センサー２７を設ける。水位センサー２７が上限水位２９を感知したときに電動ポンプ１３の通電をＯＦＦして給水を停止する。

以下本発明のコーヒーを淹れる行程の実施例を説明する。図８は操作パネル２の１例である。電源スイッチ３を押して電源を入れ、選択スイッチ４を押して好みのコーヒーを選択したあとに、スタートスイッチ５が押されると電動ポンプ１３が作動してボイラー１２へ１カップ分の水量が給水されるように電動ポンプ１３の作動時間がプログラムされている。１カップ分の水量はボイラー容器１７の通常水位２８まで給水される水量である。

ボイラー１２へ１カップ分の水量が給水されたとき電動ポンプ１３は停止して水量を保持して、ボイラー１２の内部に設置されているヒータ１９がＯＮして湯沸かし行程になる。ボイラー１２内の湯が９０～１００℃になったとき温度センサー２０が感知してヒータ１９をＯＦＦする。この行程まで電磁弁Ｃ４０は「閉」状態である。

９０～１００℃の湯温に達してヒータ１９がＯＦＦしたあとに電磁弁Ｃ４０が「開」となり、ボイラー１２の湯は電磁弁Ｄ４１に給湯される。電磁弁Ｄ４１のドリップ行程用の流路側の流出ポートが「開」となって蒸らし行程になり、バッファー４５を介してドリッパー９に給湯される。

蒸らし用の湯量はドリッパー９の中のコーヒー粉１１を蒸らすために充分な約２０～３０ｍＬであり、給湯のあと電磁弁Ｃ４０は「閉」となる。約２０～３０秒間蒸らされる。

その後ドリップ行程に入り、再び電磁弁Ｃ４０が「開」となって、電磁弁Ｄ４１のドリップ行程用の流路側の流出ポートが「開」となって、バッファー４５を介してドリッパー９へ給湯されドリップを開始してコーヒーがコーヒーカップ７へ抽出される。このとき選択スイッチ４で図８のＡｍｅｒｉｃａｎやＧｏｏｄｔａｓｔｅが選択されている場合は１カップのコーヒー量の約３０～７０％をドリップしたとき電磁弁Ｄ４１のドリップ行程用の流路側の流出ポートが「閉」となり、足し湯行程用の流路側の流出ポートが「開」となって足し湯行程になる。

足し湯行程はボイラー１２の湯を直接コーヒーカップ７に１カップのコーヒー量の約７０～３０％を給湯する。このとき電磁弁Ｃ４０と電磁弁Ｄ４１の足し湯行程用の流路側の流出ポートはボイラー１２内の湯がなくなるまで「開」であって、ボイラー１２の湯が無くなったとき電磁弁Ｃ４０を「閉」にして１カップのコーヒー量を淹れる行程が完了する。

また、選択スイッチ４でＮｏｒｍａｌ選択しているときは、１カップのコーヒー量の１００％をドリップして、足し湯の無いコーヒーを淹れることができる。

さらに、選択スイッチ４でＳｔｒｏｎｇを選択しているときは、ドリップ行程で１カップのコーヒー量の約３０～７０％をドリップしたあと足し湯を行わない。足し湯が無いのでエスプレッソ風の濃いコーヒーを淹れることができる。このときボイラー１２への給水は３０～７０％ドリップに必要な水量だけを給水して湯沸かしする。

このようにコーヒーを淹れる行程が制御回路３６のプログラムによって電動ポンプ１３と電磁弁Ｃ４０と電磁弁Ｄ４１の作動タイミングと作動時間を制御して行われるドリップ式の電気コーヒーメーカーである。

上記実施例の電磁弁Ｃ４０と電磁弁Ｄ４１の接続方法の応用として、図７のように電磁弁Ｄ４１の流入ポートをボイラー１２の給湯孔Ｃ４２に接続して、電磁弁Ｄ４１の一方の流出ポートに電磁弁Ｃ４０を接続して他方の流出ポートにドリップ行程用の流路側のバッファー４５を接続する方法がある。電磁弁Ｄ４１と電磁弁Ｃ４０は制御回路３６のプログラムによって、作動タイミングと作動時間を制御してドリップ行程用の流路へ、または足し湯行程用の流路へ給湯することができる。

上記実施例のプログラムの応用として、蒸らし行程を省略する淹れ方がある。また、ドリップ行程と足し湯行程の順序において、足し湯行程をドリップ行程より先に行うことも可能である。さらにドリップ行程は複数回に分けて数秒の間隔をあけてドリップする方法もある。

このように本発明では電動ポンプ１３および電磁弁Ｃ４０と電磁弁Ｄ４１は制御回路３６のプログラムによって制御されるが、プログラム設計の自由度は大変大きい。したがって、プログラムの変更によって、初めにボイラー１２へ蒸らし用の水量を給水して湯沸して蒸らし行程を行ったあとに、または蒸らしの途中に再びドリップ用と足し湯用の水量をボイラー１２へ給水して湯沸かししてドリップ行程と足し湯行程を行うことも可能である。

このように２回に分けてボイラー１２へ給水されるときも１カップ分の水量、つまり１カップのコーヒー量を淹れるために必要な水量がボイラー１２へ給水される。このとき、蒸らし用の湯沸し温度とドリップ用の湯沸し温度を異なる湯温度に設定することも可能である。

本発明の基本部品と器体の構成を示す１例である。本発明のボイラーの縦断面図の１例である。（図３のＡ－Ａ断面）本発明のボイラーの上面図の１例である。従来のボイラーの縦断面図の１例である。（図５のＡ－Ａ断面）従来のボイラーの上面図の１例である。従来の基本部品と器体の構成を示す１例である。本発明の電磁弁の接続方法の応用例である。本発明の操作パネルの１例である。市販のドリッパーを使用して、１カップのコーヒー量を淹れるとき、最初の１／３ドリップ、次の１／３ドリップ、最後の１／３ドリップに分けて比較した説明図である。

１器体２操作パネル
３電源スイッチ４選択スイッチ
５スタートスイッチ６水タンク
７コーヒーカップ８ドリッパー受け
９ドリッパー１０ペーパーフィルター
１１コーヒー粉１２ボイラー
１３電動ポンプ１４給水管
１５電磁弁Ａ１６電磁弁Ｂ
１７ボイラー容器１８容器蓋
１９ヒータ２０温度センサー
２１サーモスタット２２温度ヒューズ
２３給水孔２４排気孔
２５給湯孔Ａ２６給湯孔Ｂ
２７水位センサー２８通常水位
２９上限水位３０排気口
３１排気管３２給湯管Ａ
３３給湯管Ｂ３４給湯口Ａ
３５給湯口Ｂ３６制御回路
３７逆止弁３８ドリップ口
３９カップ受け４０電磁弁Ｃ
４１電磁弁Ｄ４２給湯孔Ｃ
４３給湯管Ｃ（ドリップ行程用の流路）４４給湯管Ｄ（足し湯行程用の流路）
４５バッファー

Claims

水タンクとボイラーの間に配置した電動ポンプと、湯を自然落下させるために上位から下位へ鉛直的にボイラーとバッファーとドリッパーとコーヒーカップを配置して、ボイラーの底部の給湯孔Ｃに２方向の電磁弁Ｃを接続して、さらに電磁弁Ｃに３方向の電磁弁Ｄの流入ポートを接続して流出ポートの一方をドリップ行程用の流路のバッファーに接続して他方の流出ポートを足し湯行程用の流路に接続して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成する、電磁弁Ｃを「閉」に制御して電動ポンプの作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水して保持して湯沸かしすることができる、沸かした湯は蒸らし行程を行うために電磁弁Ｃを「開」に制御して電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御して蒸らしに必要な湯量をドリッパーに給湯して電磁弁Ｃを「閉」に制御する、蒸らし行程が完了したときドリップ行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して、電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御してドリッパーに給湯する、ドリップ量が１カップのコーヒー量の３０～７０％になったとき電磁弁Ｃを「閉」に制御してドリップ行程を完了する、次に足し湯行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して電磁弁Ｄの足し湯行程用の流路を「開」に制御してコーヒーカップに直接給湯して１カップのコーヒー量を淹れる、足し湯行程が完了したときボイラーへ給水した水量が残らない、このようにコーヒーの淹れ方を制御する制御回路を備えたドリップ式の電気コーヒーメーカー。
水タンクとボイラーの間に配置した電動ポンプと、湯を自然落下させるために上位から下位へ鉛直的にボイラーとバッファーとドリッパーとコーヒーカップを配置して、ボイラーの底部の給湯孔Ｃに３方向の電磁弁Ｄの流入ポートを接続して、さらに電磁弁Ｄの流出ポートの一方に２方向の電磁弁Ｃを接続して他方の流出ポートをドリップ行程用のバッファーに接続して、ドリップ行程用の流路と足し湯行程用の流路を構成する、電磁弁Ｃと電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御して電動ポンプの作動時間を制御して１カップ分の水量をボイラーへ給水して保持して湯沸かしすることができる、沸かした湯は蒸らし行程を行うために電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御して蒸らしに必要な湯量をドリッパーに給湯して電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御する、蒸らし行程が完了したときドリップ行程になり、再び電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「開」に制御してドリッパーに給湯してドリップ量が１カップのコーヒー量の３０～７０％になったとき電磁弁Ｄのドリップ行程用の流路を「閉」に制御してドリップ行程を完了する、ドリップ行程が完了するまで電磁弁Ｃは「閉」の状態である、次に足し湯行程になり電磁弁Ｃを「開」に制御して、コーヒーカップに直接給湯して１カップのコーヒー量を淹れる、足し湯行程が完了したときボイラーへ給水した水量が残らない、このようにコーヒーの淹れ方を制御する制御回路を備えたドリップ式の電気コーヒーメーカー。