JPWO2018042863A1

JPWO2018042863A1 - 飲料抽出装置

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Publication number: JPWO2018042863A1
Application number: JP2018536984A
Authority: JP
Inventors: 西川　洋平; 洋平西川; 江利川　肇; 肇江利川
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: WO2018042863A1; US20190183284A1; KR20190037292A; CN109688883A; KR102212235B1; JP6860014B2; US11219332B2

Abstract

メッシュ部材を取り外すことなく洗浄を良好に行うため、下面開口３１が金属製の底部３２により閉塞された有底円筒状のシリンダ３０と、複数の貫通孔４１ａが形成された円板状を成し、側面がシリンダ３０の内面に接した状態で底部３２に近接離反する態様で移動可能なメッシュ部材４１とを備え、シリンダ３０に投入された飲料原料と湯とからメッシュ部材４１の移動により飲料を抽出し、抽出した飲料を底部３２に接続された抽出経路６０を通じて吐出する飲料抽出装置１０であって、底部３２に設けられた超音波振動器７０と、洗浄指令が与えられた場合に、シリンダ３０の内部に湯を貯留させた状態で超音波振動器７０を駆動させることにより湯に超音波を付与し、メッシュ部材４１を底部３２に近接離反する態様で移動させる制御部８０を備えるようにした。

Description

本発明は、飲料抽出装置に関し、より詳細には、例えば飲料サーバーやカップ式飲料自動販売機等に適用される飲料抽出装置に関するものである。

従来、例えば飲料サーバーやカップ式飲料自動販売機等に適用される飲料抽出装置としては、シリンダ及びメッシュ部材を備えたものが知られている。

シリンダは、下面開口が底部により閉塞された有底円筒状の抽出容器である。メッシュ部材は、複数の貫通孔が形成された円板状を成しており、側面がシリンダの内面に接した状態で前記底部に近接離反する態様で上下方向に移動可能なものである。

このような飲料抽出装置においては、シリンダの上面開口を通じて飲料原料と湯とが投入された場合に、前記メッシュ部材を上下方向に移動させることにより飲料を抽出し、抽出した飲料を上記底部に接続された抽出経路を通じて吐出している（例えば、特許文献１参照）。

特許第５０４４５５８号公報

ところで、上述した飲料抽出装置では、メッシュ部材がシリンダの内部で移動可能に設けられており、しかもメッシュ部材の側面がシリンダの内面に接していることから、メッシュ部材をシリンダから取り出すことが困難であった。そのため、飲料抽出装置の洗浄を行う際に、メッシュ部材の洗浄が不十分なものとなる虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、メッシュ部材を取り外すことなく洗浄を良好に行うことができる飲料抽出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る飲料抽出装置は、下面開口が金属製の底部により閉塞された有底円筒状のシリンダと、複数の貫通孔が形成された円板状を成し、側面が前記シリンダの内面に接した状態で前記底部に近接離反する態様で移動可能なメッシュ部材とを備え、前記シリンダの上面開口を通じて投入された飲料原料と湯とから前記メッシュ部材の移動により飲料を抽出し、抽出した飲料を前記底部に接続された抽出経路を通じて吐出する飲料抽出装置であって、前記底部に設けられた超音波振動器と、洗浄指令が与えられた場合に、前記シリンダの内部に湯を貯留させた状態で前記超音波振動器を駆動させることにより前記湯に超音波を付与し、かつ前記メッシュ部材を前記底部に近接離反する態様で移動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る飲料抽出装置は、下面開口が金属製の底部により閉塞された有底円筒状のシリンダと、複数の貫通孔が形成された円板状を成し、側面が前記シリンダの内面に接した状態で前記底部に近接離反する態様で移動可能なメッシュ部材とを備え、前記シリンダの上面開口を通じて投入された飲料原料と湯とから前記メッシュ部材の移動により飲料を抽出し、抽出した飲料を前記底部に接続された抽出経路を通じて吐出する飲料抽出装置であって、前記底部に設けられた超音波振動器と、洗浄指令が与えられた場合に、前記シリンダの内部に湯を貯留させた状態で前記メッシュ部材を前記底部から所定距離だけ離隔した予め設定された洗浄位置に配置させ、かつ前記超音波振動器を駆動させて前記湯に超音波を付与する制御手段とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記飲料抽出装置において、前記シリンダの全体が金属製であることを特徴とする。

本発明によれば、洗浄指令が与えられた場合に、制御手段が、シリンダの内部に湯を貯留させた状態で超音波振動器を駆動させることにより湯に超音波を付与し、かつメッシュ部材を底部に近接離反する態様で移動させるので、キャビテーション効果によりメッシュ部材やシリンダの内面を洗浄することができ、メッシュ部材を取り外すことなく洗浄を良好に行うことができるという効果を奏する。

また本発明によれば、洗浄指令が与えられた場合に、制御手段が、シリンダの内部に湯を貯留させた状態でメッシュ部材を底部から所定距離だけ離隔した予め設定された洗浄位置に配置させ、かつ超音波振動器を駆動させて湯に超音波を付与するので、キャビテーション効果によりメッシュ部材やシリンダの内面を洗浄することができ、メッシュ部材を取り外すことなく洗浄を良好に行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である飲料抽出装置を模式的に示す模式図である。図２は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図３は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図４は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図５は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図６は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図７は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図８は、図１に示した飲料抽出装置の飲料抽出動作の手順を示す説明図である。図９は、図１に示した飲料抽出装置の洗浄動作を示す説明図である。図１０は、図１に示した飲料抽出装置における洗浄動作の他の例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料抽出装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である飲料抽出装置を模式的に示す模式図であり、一部を断面で示している。

ここで例示する飲料抽出装置１０は、コーヒーや紅茶等の飲料を提供する飲料サーバーやカップ式飲料自動販売機等に適用されるものであり、ミル１の供給口１ａから提供されたコーヒー原料（粉砕豆：飲料原料）と、給湯経路２０より供給される湯とからコーヒー飲料を抽出するものである。

給湯経路２０は、ミル１の左方側に設けられており、図示せぬ湯タンクから供給される湯を通過させるものである。この給湯経路２０には、給湯弁２１が設けられている。給湯弁２１は、制御部（制御手段）８０から与えられる指令に応じて開閉する弁体であり、開となる場合には、給湯経路２０を湯が通過することを許容する一方、閉となる場合には、給湯経路２０を湯が通過することを規制するものである。

上記飲料抽出装置１０は、シリンダ３０と、ピストンユニット４０と、カバー部材５０と、抽出経路６０と、超音波振動器７０とを備えて構成されている。

シリンダ３０は、全体が金属製のものであり、下面に形成された下面開口３１が底部３２により閉塞された有底円筒状を成すものである。このようなシリンダ３０は、図示せぬシリンダホルダにより支持されており、軸方向が上下方向に一致している。

ピストンユニット４０は、メッシュ部材４１と、送りナット４２と、送りネジ４３とを備えて構成されている。メッシュ部材４１は、例えば金属材料から構成されたもので、円板状の形態を成している。このメッシュ部材４１は、側面がシリンダ３０の内面に接しており、複数の貫通孔４１ａが上下に貫通する態様で形成されている。

送りナット４２は、上下方向が長手方向となる長尺状部材であり、メッシュ部材４１の下面の中央部分に取付ブロック４４を介して取り付けられている。この送りナット４２は、上面の開口が取付ブロック４４により閉塞された円筒状の形態を成しており、底部３２の中央部分に形成されたナット用孔部３２ａを貫通している。ここで送りナット４２の外径は、ナット用孔部３２ａの内径よりも僅かに小さいものであり、送りナット４２とナット用孔部３２ａとの隙間にはパッキン等が設けられることにより気密性及び水密性が確保されている。

送りネジ４３は、上下方向が長手方向となる長尺状部材であり、一部が送りナット４２の内部に進入している。この送りネジ４３は、送りナット４２の内部に進入する外側面が該送りナット４２の内側面に螺合している。かかる送りネジ４３には、下端部にピストンモータ４５が連係されている。ピストンモータ４５は、制御部８０から与えられる指令に応じて正逆回転可能に駆動するものである。

よって、上記送りネジ４３は、ピストンモータ４５が正転駆動する場合には、自身の中心軸回りに例えば上方から見て時計回りに回転することにより螺合する送りナット４２を下方に向けて移動させる一方、ピストンモータ４５が逆転駆動する場合には、中心軸回りに例えば上方から見て反時計回りに回転することにより送りナット４２を上方に向けて移動させるものである。

このように送りネジ４３の回転により送りナット４２が上下方向に沿って移動することで、取付ブロック４４を介して該送りナット４２が取り付けられるメッシュ部材４１は、側面がシリンダ３０の内面に接した状態で底部３２に近接離反する態様で移動可能である。

カバー部材５０は、シリンダ３０の上方域に設けられている。このようなカバー部材５０は、下壁部が開口した箱状の形態を成しており、上壁部５１がシリンダ３０の上面開口３３を覆うのに十分な大きさを有している。

このようなカバー部材５０は、カバーモータＭに連係されている。カバーモータＭは、制御部８０から与えられる指令に応じて正逆回転可能に駆動するものである。

上記カバー部材５０は、カバーモータＭが正転駆動する場合には、右方に向けて移動して、図１中の実線で示すようにシリンダ３０の上面開口３３を全開させる全開位置まで移動する一方、カバーモータＭが逆転駆動する場合には、左方に向けて移動して、図１中の破線で示すようにシリンダ３０の上面開口３３を全閉させる全閉位置まで移動するものである。つまり、カバー部材５０は、上面開口３３を全閉させる全開位置と該上面開口３３を全開させる全開位置との間で移動可能に設けられている。そして、カバー部材５０は、詳細は後述するが、全開位置と全閉位置との間であって上面開口３３の一部を閉塞する中途位置（第３位置）にも配置されるものである。

上記カバー部材５０は、スクレーパ部５２を有している。スクレーパ部５２は、カバー部材５０の左壁部５３に取り付けられている。このスクレーパ部５２は、カバー部材５０が全開位置と全閉位置との間で移動する際に、下端部がシリンダ３０の上面に摺接するようその上下寸法が決められている。

抽出経路６０は、底部３２に設けられた図示せぬ抽出孔を貫通する態様で該底部３２に接続されている。この抽出経路６０は、シリンダ３０の内部で抽出されたコーヒー飲料を通過させて飲料容器Ｃ（図８参照）に吐出するものである。この抽出経路６０には、抽出弁６１及び圧力センサ６２が設けられている。

抽出弁６１は、制御部８０から与えられる指令に応じて開閉する弁体であり、開となる場合には、抽出経路６０をコーヒー飲料が通過することを許容する一方、閉となる場合には、抽出経路６０をコーヒー飲料が通過することを規制するものである。

圧力センサ６２は、抽出弁６１よりも上流側に設けられている。この圧力センサ６２は、シリンダ３０の内部におけるメッシュ部材４１の下部の圧力を検知するものである。この圧力センサ６２は、検知した圧力を圧力信号として制御部８０に与えるものである。

超音波振動器７０は、シリンダ３０の底部３２に取り付けられている。この超音波振動器７０は、制御部８０から与えられる指令に応じて駆動するものであり、駆動する場合に、シリンダ３０に貯留される湯に超音波を付与するものである。

上述したような構成を有する飲料抽出装置１０の抽出動作について以下に説明する。待機状態においては、図２に示すように、メッシュ部材４１がシリンダ３０の上面と同等の高さレベルの上死点位置に配置されて上面開口３３を閉成するとともに、カバー部材５０が全開位置に配置される。また、給湯弁２１及び抽出弁６１はともに閉となっている。

上記待機状態から開始指令が与えられた場合、制御部８０は、ピストンモータ４５に駆動指令を与えて該ピストンモータ４５を正転駆動させる。これにより、送りネジ４３が上方から見て時計回りに回転することでメッシュ部材４１が送りナット４２とともに下方に移動する。

そして、メッシュ部材４１が底部３２に最も近接する下死点位置まで移動した場合に、制御部８０はピストンモータ４５に駆動停止指令を与える。この結果、メッシュ部材４１は、図３に示すように、下死点位置に配置される。

ミル１よりコーヒー原料がシリンダ３０の内部に投入されると、これらコーヒー原料はメッシュ部材４１の上面に堆積する。ミル１からのコーヒー原料の投入が終了すると、制御部８０は、カバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを逆転駆動させる。これにより、カバー部材５０は、全開位置から左方に向けて移動する。

そして、カバー部材５０が上面開口３３の一部を閉塞する中途位置まで移動した場合に、制御部８０はカバーモータＭに駆動停止指令を与える。この結果、カバー部材５０は、図４に示すように、中途位置に配置される。この場合、カバー部材５０は、ミル１の供給口１ａを自身の上壁部５１で閉塞する。

カバー部材５０が中途位置に配置された後、制御部８０は、給湯弁２１に開指令を与えて該給湯弁２１を開にさせる。これにより、湯タンクからの湯が給湯経路２０を通過してシリンダ３０に投入される。給湯弁２１の開時間が予め決められた時間に達すると、制御部８０は、給湯弁２１に閉指令を与えて該給湯弁２１に閉にさせる。これにより、シリンダ３０には、所定量の湯が投入される。

図５に示すように、シリンダ３０に所定量の湯が投入されると、制御部８０は、カバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを逆転駆動させる。これにより、カバー部材５０は、中途位置から左方に向けて移動して全閉位置に至る。

その後、制御部８０は、ピストンモータ４５に駆動停止指令を与えてから所定時間が経過するまでメッシュ部材４１を下死点位置に待機させる。

これにより、コーヒー原料と湯との撹拌後のコーヒー原料がメッシュ部材４１の上面に沈殿して沈殿物Ｄとなり、図５に拡大して示すように、メッシュ部材４１の上面に微粉状のコーヒー原料（以下、微粉状原料ともいう）Ｄ１が沈殿し、その微粉状原料Ｄ１の上部に該微粉状原料Ｄ１よりも径が大きいコーヒー原料（以下、粉状原料ともいう）Ｄ２が沈殿する。

制御部８０は、ピストンモータ４５に駆動指令を与えて該ピストンモータ４５を逆転駆動させる。これにより、送りネジ４３が上方から見て反時計回りに回転することでメッシュ部材４１が送りナット４２とともに上方に移動する。

このようにメッシュ部材４１が上方に移動する結果、図６に示すように、コーヒー原料と湯との撹拌液が貫通孔４１ａを通過して、メッシュ部材４１の下方にコーヒー飲料を抽出させることができる。

この場合において、撹拌液は、メッシュ部材４１の沈殿物を通過するので、抽出されたコーヒー飲料は濾過されたものとなる。また、制御部８０は、圧力センサ６２から与えられる圧力値（圧力結果）が予め設定された所定圧力値となるようにピストンモータ４５をＰＷＭ制御することが好ましい。

その後、制御部８０は、カバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを正転駆動させる。これにより、カバー部材５０は、全閉位置から右方に向けて移動する。そして、カバー部材５０が全開位置まで移動した場合に、制御部８０はカバーモータＭに駆動停止指令を与える。この結果、カバー部材５０は、全開位置に配置される。

そして、図７に示すようにメッシュ部材４１が上死点位置に達した場合、制御部８０はピストンモータ４５に駆動停止指令を与える。このとき、メッシュ部材４１の上面に抽出滓Ｋが載置されている。

その後、制御部８０は、カバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを逆転駆動させる。これにより、カバー部材５０は、全開位置から左方に向けて移動する。この場合、カバー部材５０のスクレーパ部５２が上死点位置のメッシュ部材４１の上面に摺接することで、メッシュ部材４１の上面に載置された抽出滓Ｋを掻き取り、図８に示すように、シリンダ３０の左方側に配置された滓容器Ｂに抽出滓Ｋを収容させることができる。このようにしてカバー部材５０が全閉位置まで移動した場合に、制御部８０はカバーモータＭに駆動停止指令を与える。

また制御部８０は、上記カバーモータＭに対する駆動指令と並行して、抽出弁６１に開指令を与える。これにより抽出弁６１が開となり、シリンダ３０に貯留されたコーヒー飲料が抽出経路６０を通過して、飲料容器Ｃに吐出される。

このようにして飲料容器Ｃに所定量のコーヒー飲料が吐出されることで、利用者にコーヒー飲料が提供されることとなる。

このようにしてコーヒー飲料を吐出した後、制御部８０は、抽出弁６１に閉指令を与えるとともにカバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを正転駆動させる。これにより、カバー部材５０は、全開位置に配置され、上述した待機状態に戻る。

次に、上記飲料抽出装置１０の洗浄動作について説明する。かかる洗浄動作は、上記抽出動作のように商品の販売の都度行われるものではなく、決められた時間、あるいは所定時間毎に制御部８０に洗浄指令が与えられることにより行われる。

図２に示す待機状態から洗浄指令が与えられた場合、制御部８０は、ピストンモータ４５に駆動指令を与えて該ピストンモータ４５を正転駆動させる。これにより、送りネジ４３が上方から見て時計回りに回転することでメッシュ部材４１が送りナット４２とともに下方に移動する。

そして、メッシュ部材４１が底部３２及び上面開口３３から離隔する中間位置まで移動した場合に、制御部８０はピストンモータ４５に駆動停止指令を与える。この結果、メッシュ部材４１は、図９に示すように、中間位置に配置される。

また制御部８０は、カバーモータＭに駆動指令を与えて該カバーモータＭを逆転駆動させ、カバー部材５０を全開位置から中途位置まで移動させる。

このようにしてシリンダ３０に所定量の湯が投入された後、制御部８０がピストンモータ４５に駆動指令を与えて該ピストンモータ４５を所定時間だけ正転駆動及び逆転駆動させる。これにより、メッシュ部材４１が上下に所定時間移動し、湯の投入により該メッシュ部材４１の下部に滞留した空気を外部に除去する。かかる空気の除去を行うことにより、後述する超音波振動器７０による超音波の付与を良好に行うことができる。

その後、制御部８０が超音波振動器７０に駆動指令を与える。これにより、超音波振動器７０が駆動してシリンダ３０の湯に超音波が付与される。

そして、制御部８０は、ピストンモータ４５に駆動指令を与えて該ピストンモータ４５を逆転駆動及び正転駆動させる。これにより、メッシュ部材が１０１が上下に交互に移動する。

このようにして湯に超音波を付与することにより、湯の気体分子が圧縮と膨張とを繰り返し、その後に気体分子が弾けることにより生じる衝撃波がメッシュ部材４１等に付着した異物を該メッシュ部材４１等から剥離させるキャビテーション効果が発生し、これにより、メッシュ部材４１やシリンダ３０の内面を洗浄することができる。

かかる超音波振動器７０の駆動、並びにピストンモータ４５の逆転駆動及び正転駆動を所定時間行った後、制御部８０は、超音波振動器７０及びピストンモータ４５に駆動停止指令を与える。そして、制御部８０は、抽出弁６１に開指令を与え、シリンダ３０の湯を外部に吐出する。その後、制御部８０は、ピストンモータ４５やカバーモータＭ、並びに抽出弁６１に指令を与えて待機状態に戻して今回の洗浄動作を終了する。

以上説明したように、本発明の実施の形態である飲料抽出装置１０によれば、洗浄指令が与えられた場合に、制御部８０が、シリンダ３０の内部に湯を貯留させた状態で超音波振動器７０を駆動させることにより湯に超音波を付与し、かつメッシュ部材４１を上下に移動させるので、キャビテーション効果によりメッシュ部材４１やシリンダ３０の内面を洗浄することができ、メッシュ部材４１を取り外すことなく洗浄を良好に行うことができる。

このようにメッシュ部材４１等を良好に洗浄することができるので、抽出飲料の品質を保持することができる。

上記飲料抽出装置１０によれば、シリンダ３０の全体が金属製であるので、超音波振動器７０の駆動によりシリンダ３０の全体が振動し、シリンダ３０の湯の全域に亘って超音波を付与することができ、洗浄効果の向上を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、洗浄動作において、メッシュ部材４１を上下に移動させていたが、本発明においては、図１０に示すように、メッシュ部材４１を予め設定された洗浄位置、すなわち超音波振動器７０の駆動によるキャビテーション効果が最も大きく発揮される位置に配置して洗浄動作を行ってもよい。ここで洗浄位置は、シリンダ３０の形状や大きさ、並びに超音波振動器７０の取付個所等により装置毎に定まるものである。

上述した実施の形態では、洗浄動作において、メッシュ部材４１を上下に移動させていたが、本発明においては、更にメッシュ部材を軸心回りに回転させてもよい。

上述した実施の形態では、シリンダ３０の全体が金属製であったが、本発明においては、シリンダは、超音波振動器が設けられた底部のみが金属製であっても構わない。

１０飲料抽出装置
２０給湯経路
３０シリンダ
３１下面開口
３２底部
３３上面開口
４０ピストンユニット
４１メッシュ部材
５０カバー部材
６０抽出経路
７０超音波振動器
８０制御部

Claims

下面開口が金属製の底部により閉塞された有底円筒状のシリンダと、
複数の貫通孔が形成された円板状を成し、側面が前記シリンダの内面に接した状態で前記底部に近接離反する態様で移動可能なメッシュ部材と
を備え、
前記シリンダの上面開口を通じて投入された飲料原料と湯とから前記メッシュ部材の移動により飲料を抽出し、抽出した飲料を前記底部に接続された抽出経路を通じて吐出する飲料抽出装置であって、
前記底部に設けられた超音波振動器と、
洗浄指令が与えられた場合に、前記シリンダの内部に湯を貯留させた状態で前記超音波振動器を駆動させることにより前記湯に超音波を付与し、かつ前記メッシュ部材を前記底部に近接離反する態様で移動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする飲料抽出装置。
下面開口が金属製の底部により閉塞された有底円筒状のシリンダと、
複数の貫通孔が形成された円板状を成し、側面が前記シリンダの内面に接した状態で前記底部に近接離反する態様で移動可能なメッシュ部材と
を備え、
前記シリンダの上面開口を通じて投入された飲料原料と湯とから前記メッシュ部材の移動により飲料を抽出し、抽出した飲料を前記底部に接続された抽出経路を通じて吐出する飲料抽出装置であって、
前記底部に設けられた超音波振動器と、
洗浄指令が与えられた場合に、前記シリンダの内部に湯を貯留させた状態で前記メッシュ部材を前記底部から所定距離だけ離隔した予め設定された洗浄位置に配置させ、かつ前記超音波振動器を駆動させて前記湯に超音波を付与する制御手段と
を備えたことを特徴とする飲料抽出装置。
前記シリンダの全体が金属製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飲料抽出装置。