KR100186663B1 - 음료 저장 장치 및 이 장치를 구비한 자동 판매기 - Google Patents

Abstract

음료 저장 장치(음료 탱크)의 음료의 양을 검출하기 위한 센서는 열 내구성을 고려하여 비용적으로 고가의 것이 필요해지며, 또 장치 자체의 대형화는 피할 수 없었다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 음료가 가압하는 공기압으로 이 음료의 양을 검출하게 한 것이다.

Description

음료 저장 장치 및 이 장치를 구비한 자동 판매기

본 발명은, 복수잔의 음료를 저장조에 저장하게 한 저장 장치 및 이 장치를 구비한 자동 판매기에 관한 것이다.

종래부터 이런 종류의 자동 판매기에 있어서는 예를 들면 일본국 특허 공개평4-354912호 공보(A47J31/30)에 추출 장치로서 기재된 바와 같이, 커피 콩 등의 원료로부터 커피 등의 음료를 추출하고, 다른 설탕 혹은 밀크 등과 혼합한 후, 컵에 주입하여 판매하도록 구성되어 있다. 또, 이제까지는 식품 위생법의 규제에 의해 자동 판매기에서는 추출한 음료를 소정량 미리 보존해 두고 판매하는 것이 불가능하였기 때문에, 종래에는 판매시마다 한잔씩 원료로부터 커피를 추출하여 판매하는 방식이 채용되고 있었다.

이런 판매시마다 추출하는 방법에 의하면 매회 신선한 커피를 추출하여 판매할 수 있는 잇점이 있기는 하지만, 추출에는 시간이 걸리기 때문에, 상품의 선택으로 부터 판매시까지 비교적 긴 시간(잔당 40초) 동안 고객은 기다려야 한다. 또, 추출에 필요한 페이퍼 필터 등의 소모품의 소비량도 많아지기 때문에, 효율적인 판매가 불가능하게 되는 문제가 있었다.

상기 식품 위생법의 개정에 의해 이런 종류의 자동 판매기에 있어서도 음료를 미리 소정량 추출하여 보존해 두고, 판매시마다 컵에 주입하여 판매하는 방식을 채용하는 것이 가능해졌다. 그래서, 출원인은 커피를 미리 소정량 만큼 일괄 추출하고, 이를 음료 탱크에서 보온해 두고 판매시마다 1잔분을 음료 탱크로부터 배출하는 장치를 개발하였다. 그리고, 일본 특허 출원 평6-244265호에서 이 음료 탱크의 하방에는 압력 센서를 설치하여 이 음료 탱크에 저장된 커피의 중량을 이 압력 센서에서 검출함으로써 음료 탱크 내의 커피의 양을 검출하는 것을 제안하였다.

상술한 바와 같은 검출 방법에 따르면, 음료 탱크 내의 커피의 양은 압력 센서로 직접 검출하기 때문에 정확한 커피의 양을 측정할 수 있기는 하지만, 이와 같은 압력 센서로 직접 압력을 검출하는 저렴한 것으로는 상술한 실시가 곤란하다는 것을 생각할 수 있다.

즉, 첫째, 압력 감지부에 직접 외력을 작용시킬 수 없는 압력 센서에서는 미세 압력 검출이 용이하지 않다(비용이 높다). 둘째, 압력 측정의 대상이 고온(약 70℃ 내지 85℃)의 커피액이며, 제1 점에 덧붙여서 이 압력 센서에 스텐레스 막이나 고무 탄성체의 열 변형 등의 인자가 가해져서 압력의 검출이 어려워진다.

일반적으로 감압 소자가 사용되고 있는 압력 센서에 있어서, 감압 소자는 그 자신이 외력에 의해 변형이나 변위됨으로써, 변형이나 변위량에 비례한 전기 신호를 내도록 되어 있다. 그래서, 상술한 압력 센서의 구조를 제9도 내지 제11도를 기초로 하여 설명한다.

이 제9도에 있어서, 100은 압력 센서이고, 101은 스텐레스 막으로서 음료에 접촉하는 넓은 면적을 갖는다. 102는 반도체 압력 감지부(센서 칩)로서, 이 스텐레스 막(101)과 반도체 압력 감지부(102) 사이에는 실리콘 오일(또는 불소 오일)(103)이 충전되어 있으며, 이 실리콘 오일(103)이 압력의 매체가 된다. 여기서, 스텐레스 막(101)을 이용한 것은, 스텐레스 자신의 내식성이 우수한 데 착안하여, 여러 종류의 식품(103)에 접촉해도 스텐레스 자신이나 여러 종류의 식품(103) 모두 저해할 우려를 적게 하기 위한 것이다. 실리콘 오일(103)을 이용한 것은, 온도 안정성이 좋다는 점, 및 전기적으로 절연된 기능을 착안하였기 때문이다. 즉, 반도체 압력 감지부(104)(반도체 기판(105), 헤더(106), 글래스 다이 시트(107))에는 접착 와이어(108)나 압력 감지 패턴 등 전기적으로 절연을 요하는 부분이 노출되어 있기(제10도, 제11도) 때문에, 이와 같은 실리콘 오일(103)을 이용하고 있다. 또, 109는 글래스 다이 시트에 설치한 대기 관통 구멍이다.

감압 소자는 제10도에 도시한 바와 같은 반도체 기판(105)(반도체 압력 감지부(102)나 접착 와이어(108)를 갖는 전자 부품이다. 이 반도체 기판(105)이 외력에 의해 변형, 변위됨으로써, 압력을 감지할 수 있다.

따라서, 압력 센서(100), 즉 반도체 기판(105)에 직접 외력을 작용시킬 수 있으면, 적은 외력으로도 용이하게 검지할 수 있다.

그러나, 그 외력을 발생시키는 물질이 커피액이나 물과 같은 도전체인 때에는 직접 작용시키는 것은 불가능하다(전기적으로 절연이 필요하기 때문에). 그래서, 스텐레스 막(101)이나 도시하지 않은 고무 막을 커피액이나 물과 감압 소자 사이에 개재시켜서 전기적으로 절연시켜서 소자에 외력을 전달하는 역할을 시키고 있다. 부수적이기는 하지만, 고무 막이나 스텐레스 막(101)을 사용하는 것은 커피액이나 물에 의해 이들이 부식되지 않을 필요가 있으며, 탄력이 풍부한 조건이 필요하기 때문이다. 그러나, 스텐레스 막(101)이나 고무 막을 변형, 변위시키려면 최대라도 수두압 50cm(0.5g/㎠)가 필요하며, 이 외력은 상당히 미소한 힘이라고 생각할 수 있다.

이 외력을 스텐레스 막이나 고무 막을 거쳐서 외력을 검지하려 하면 이들의 개재물의 열 변형이나 탄성 계수의 변화를 고려하여 감압 소자로부터의 진정한 외력에 의한 변형, 변위에 의한 전기 신호를 취출할 필요가 있으며, 저렴하게 제작하는 것이 곤란하다.

저렴하게 미소 압력을 검출하기 위해서는 전기적으로 절연 능력을 갖는 개최 물(예를 들면 공기)을 이용하여 감압 소자에 직접 외력을 작용시키는 연구가 필요해진다.

또, 음료 탱크의 저부로부터 자연 낙하 에너지를 이용하여 음료를 취출하고, 설탕 혹은 크림 혹은 얼음을 혼합하여, 자동 판매기가 설치된 바닥으로부터 60cm 정도의 판매구에 제공하기 위해서는 전술한 수두 압력을 고려하면 음료 탱크의 저부가 자동 판매기에 있어서 약 100cm 이상의 높이의 위치에 이 음료 탱크를 설치할 필요가 있으며, 음료 탱크의 높이는 50cm 정도가 되며, 이 크기는 한계라고 생각된다.

자동 판매기의 컵(1/2 내지 1/4(약 75cc 내지 40cc)의 양을 파악하여 판매하기 위해서는 0.5g/㎠ 정도의 측정 정밀도가 요구되는 데 반해, 상술한 압력 센서에서는 그 분해능을 얻으려면 민생 기구로서 허용되는 비용을 초과해 버린다. 이 스텐레스 막은 상술한 0.5g/㎠ 정도의 정밀도를 가짐에 비추어 보면 그 강성이 크고 소요 정밀도를 가지고 압력을 감지하기가 어렵다.

또, 이 압력 센서에 이용된 스텐레스 막은 금속이며, 약 70℃ 내지 85℃에서 보존된 음료의 열에 의한 신축이 크다. 이 신축에 의해 스텐레스 막에 열 변동이 발생하고, 압력의 감지 정밀도를 저해하는 것도 고려될 수 있다.

그래서, 본 발명의 목적은 음료 탱크(저장조)에 저장된 음료를 종래와 같은 내열성을 그다지 고려할 필요가 없고, 압력의 측정 정밀도를 높이는 동시에 저장조의 소형화를 도모하고, 예를 들면 자동 판매기에 용이하게 조립되게 하는 것을 목적으로 한 것이다.

제1도는 본 발명의 전체 구성을 도시하는 설명도.

제2도는 제1도에 도시한 배치조의 내부 등을 도시하는 단면도.

제3도는 판매시에 있어서의 배치조의 상태를 도시하는 단면도.

제4도는 폐기시에 있어서의 배치조의 상태를 도시하는 단면도.

제5도는 에어 펌프와 공기 밸브의 동작 상태를 도시하는 설명도.

제6도는 배치조 내에 있어서의 음료와 압력치의 관계를 도시하는 설명도.

제7도는 린스시에 있어서의 배치조의 상태를 도시하는 단면도.

제8도는 건조시에 있어서의 배치조의 상태를 도시하는 단면도.

제9도는 음료 저장 장치에 사용되는 압력 센서의 내부 구조도.

제10도는 그 압력 센서의 센서 칩의 사시도.

제11도는 그 센서 칩의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

24 : 저장조(배치조) 49 : 공기관

52 : 압력 센서 55 : 에어 펌프

59 : 판매 밸브(판매 수단) 60 : 폐기 밸브(폐기 수단)

이 목적을 달성하기 위해, 제1 발명은, 복수잔분의 음료를 저장조에 저장하고, 적절히 이 음료를 상기 저장조로부터 도출하는 음료 저장 장치에 있어서, 이 저장조에 저장된 음료가 가압하는 공기압으로 저장된 음료의 양을 검출하는 수단을 포함하게 한 것이다. 이에 의해, 음료를 직접 검출하지 않으므로 음료의 온도 변화 등을 가미할 필요가 없고, 정확히 음료의 양이 검출된다.

제2 발명은, 음료가 저장되는 저장조에는 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고, 또 이 공기관에는 상기 음료의 양을 검출하기 위한 압력 센서를 설치하였으므로, 이 압력 센서는 직접 음료에 접촉하는 일이 없다.

제3 발명은, 음료가 저장되는 저장조에는 이 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고, 또 이 공기관에는 압력 센서와, 에어 펌프를 설치하였으므로, 에어 펌프의 작동에 의해 공기관 내에 침입한 음료를 배출시켜서 음료의 양에 따른 정확한 공기압이 구해진다.

제4 발명은, 이와 같은 구성을 구비한 저장조에는 음료의 판매시에 작동하는 판매 수단 및/또는 음료의 폐기시에 작동하는 폐기 수단을 구비하고, 이들을 자동 판매기에 조립하게 한 것으로, 저장조의 소형화에 수반하여 자동 판매기 내의 기기의 레이 아웃의 자유도가 향상된다.

제5 발명은, 이와 같은 자동 판매기에 있어서, 음료의 저장량에 따라서 이 판매 수단의 작동 시간을 조정하는 것으로, 저장량에도 불구하고 항상 대략 일정량이 판매된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 자동 판매기의 설명을 한다. 이 자동 판매기는 자동 판매기 내에서 조리한 커피를 상품 구입자에게 컵으로 제공하게 한 것이며, 제1도는 그 커피의 조리부의 구조도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 이 조리부(1)는 대별하여 급수부(2)와 추출 판매부(3)로 구성되어 있다.

급수부(2)는 수돗물을 저장하는 시스턴(11)과, 시스턴(11)의 하류측에 설치되고 시스턴(11)의 물을 가압하여 급수 파이프(12)를 거쳐서 자동 판매기 내의 각 부분에 공급하는 물 펌프(메인 펌프)(13)와, 급수된 물을 냉각하여 희석수로서 냉각 파이프(20)를 거쳐서 컵(C)에 공급하는 냉각수 탱크(14)와, 급수된 물을 가열하여 온수를 저장하는 온수 탱크(15)를 구비하고 있다. 급수부(2)에서는 수도로부터 급수된 물을 일단 시스턴(11)에 저수한 후, 물 펌프(13)가 저수한 물을 가압하여 온수 탱크(15), 냉각 파이프(20)를 거쳐서 냉각수 탱크(14) 및 급수 파이프(12)를 거쳐서 후술하는 증기 발생기(16)에 공급하고 있다. 온수 탱크(15)는 급수된 물을 히터(17)로 가열하여 90도 이상의 온수를 만들고, 이를 저장한다. 온수 탱크(15)에 저장된 온수는 온수 밸브(18)를 거쳐서 후술하는 추출 장치(19)에 급탕된다. 또, 냉각수 탱크(14)는 도시하지 않은 냉동 사이클에 의해 냉각된 물이 저수되고 있으며, 냉각 탱크(14) 내에 사행형으로 배치된 냉각수 파이프(20)중에, 공급된 물을 통과시킴으로써 희석수 밸브(21)를 거쳐서 냉각된 희석수를 컵(C)에 공급한다.

추출 판매부(3)는 컵(C)을 공급하는 컵 공급 장치(22)와, 커퍼의 분말 원료(음료 원료)를 저장하는 커피 캐니스터(23)와, 분말 원료와 온수를 혼합하여 커피를 추출하는 추출 장치(19)와, 이 추출 장치(19)에서 추출된 커피를 온장하는 배치조(24)와, 크림을 저장하는 크림 캐니스터(25)와, 설탕을 저장하는 설탕 캐니스터(26)와, 시럽을 저장하는 시럽 캐니스터(27)와, 설탕 캐니스터(26) 및 크림 캐니스터(25)로부터 판매 명령에 따라서 각각 공급된 설탕 및 크림을 추출된 커피와 혼합하는 믹싱 보울(28)과, 물 펌프(13)로부터 필터(29)를 거쳐서 급수된 물을 증발시켜서 추출 장치(19)로 보내는 증기 발생기(16)와, 컵(C)을 놓기 위한 컵 받침대(30)와, 이 컵 받침대의 하방에 설치된 폐기 버킷(31)을 구비하고 있다. 또, 필터(29)는 급수 파이프(12) 내를 유동하는 물에 포함되는 마그네슘이나 칼슘 등을 제거함으로써, 순수를 생성하여, 추출 장치(16)의 후술하는 축열체의 표면에의 마그네슘 등의 화합물이 부착하는 것을 방지한다.

증기 발생기(16)에는 여기서 발생된 증기를 유도하기 위한 증기 파이프(32)가 연결되어 있으며, 두 개로 분기되고, 한 쪽 증기 파이프(33)는 추출 밸브(34)를 거쳐서 추출 장치(19)로 유도되어 있으며, 다른 쪽 증기 파이프(35)는 믹싱 밸브(36)를 거쳐서 믹싱 보울(28)로 유도되고 있다.

또, 배치조(24)의 하부에는 판매 파이프(37)와, 폐기 파이프(38)가 연결되어 있으며, 판매 파이프(37)는 판매 밸브(39)를 거쳐서 그 선단이 믹싱 보울(28)에 마주 보고 있으며, 한편 폐기 파이프(38)는 폐기 밸브(40)를 거쳐서 그 선단이 폐기 버킷(31)에 마주 보고 있다.

이 추출 판매부(3)에서는 미리 추출 장치(19)에서 일괄 추출한 커피 수잔분을 음료 공급 파이프(41)를 거쳐서 배치조(24)에 온장해 두고, 커피의 상품 선택 스위치(도시 않음)가 눌러지면 컵 공급 장치(22)가 컵 받침(30)에 컵(C)을 공급한다. 동시에, 믹싱 보울(28)에 배치조(24)로부터 커피가 한잔분, 설탕 캐니스터(26)로부터 설탕이, 크림 캐니스터(25)로부터 크림이 각각 공급되고, 이들이 믹싱 보울(28) 내에서 혼합되어 그 후, 이 혼합액이 컵(C)에 공급된다.

여기서, 배치조(24)라 함은 저장조를 말하며, 이 배치조(24)의 내부 구조는 제2도에 도시한 바와 같이되어 있다. 이 배치조(24)는 통형의 실린더(42)와, 이 실린더의 상부 개구를 닫는 상부 덮개(43)와, 하부 개구를 닫는 하부 덮개(44)로 구성되어 있으며, 양 덮개를 관통하는 볼트(45)와 너트(46)로 이들 세 개의 부재는 일체적으로 조합되어 있다. 47은 상부 덮개에 설치된 접속 구멍으로서, 오버플로우 튜브(48)(제1도에서는 생략)가 연결된다. 이 오버플로우 튜브(48)는 폐기 버킷(31)(제1도 참조)에 마주보고 있으며, 배치조(24) 내를 오버플로우한 음료는 이 튜브(48)를 거쳐서 폐기 버킷(31)으로 유도된다. 또, 이 오버플로우 튜브(48)에는 후술하는 판매 밸브의 개방이나 폐기 밸브의 개방에 의해 커피를 배치조(24)로부터 흘러내리게 할 때의 공기 취입구로서도 작용하고, 이에 의해 신속하게 커피가 배치조로부터 유출되게 된다. 또, 이 상부 덮개에는 음료 공급 파이프(41)도 연결되어 있다.

하부 덮개(44)는 그 단면이 대략 깔때기형으로 형성되어 있으며, 이 덮개의 측부에는 공기관(49)(제1도에서는 생략)으로 이어지는 구멍(50)이 설치되어 있다. 공기관(49)은 배치조(24)의 좌측부를 따라서 상방으로 세워져 있으며, 그 상부에 좌우로 분기되어 있으며 한 쪽 분기관(51)에는 압력 센서(52)가, 다른 쪽 분기관(53)에는 공기 전자 밸브(54)와 에어 펌프(55)가 각각 연결되어 있다. 이 압력 센서(52), 공기 전자 밸브(54), 에어 펌프(55) 등의 동작 등에 대해서는 후술한다. 56은 실린더(42)에 감긴 히터이며, 배치조에 저류된 커피를 일정 온도(약 65℃)로 유지하도록 제어되고 있다.

한편, 이 하부 덮개(44)의 하부에는 판매 튜브(37) 및 폐기 튜브(38)에 각각 연결되는 구멍(57, 58)이 설치되어 있다 이들 양 튜브(37, 38)는 실리콘 고무로 만들어지며, 판매 밸브(59), 폐기 밸브(60)의 가동판(61, 69)의 선단(76, 77)으로 가압됨으로써 변형하고, 튜브(37, 38)에 흐르는 유체(커피) 제어를 행한다. 또, 75는 판매 튜브(37)에 설치된 공기 빼기 구멍이다.

판매 밸브(판매 수단)(59)은 판매 튜브의 변형을 행하게 하는 가동판(61)과, 이 가동판에 힘을 가하는 역형 레버(62)와, 이 레버(62)의 축(63) 보다 좌측을 들어올리고 전자 코일(64)에 삽입된 플런저(65)와, 레버의 좌단과 고정 후크(66)에 걸친 스프링(67)으로 구성되어 있다. 그리고, 음료의 판매시에는 전자 코일(64)에의 통전에 의해 플런저(65)가 밀어 올려지고, 이에 의해 레버(62)는 그 축(63)에 대해 좌측이 올라가고 그 우단(68)이 내려가서 가동편이 좌측으로 복귀되어 판매 튜브의 변형이 해제되고, 음료가 판매 튜브로부터 흘러내린다(제3도 참조).

한편, 폐기 밸브(폐기 수단)(60)은 폐기 튜브(38)의 변형을 행하게 하는 가동판(69)과, 이 가동판(69)에 힘을 가하는형 레버(70)와, 이 레버(70)의 축(71) 보다도 우측을 끌어내리고 또 전자 코일(71)에 삽입된 플런저(72)와, 레버(70)의 우단과 고정 후크(73)에 걸친 스프링(74)으로 구성되어 있다. 그리고, 통상은 전자 코일(71)에의 통전에 의해 플런저(72)가 끌어 내려지고, 이에 의해 가동 밸브(69)의 선단(77)에 의해 폐기 튜브(38)가 변형하고, 배치조(24) 내의 음료가 폐기 튜브(38)로부터 흘러내리지 않게 하고 있다. 그리고, 음료의 폐기시나 정전시에는 전자 코일(71)에의 비통전에 의해 플런저(72)가 밀어 올려지고 이에 의해 레버(70)의 좌단(78)이 내려가서 가동편(69)이 우측으로 복귀되고 폐기 튜브(38)의 변형이 해제되고(제4도 참조) 위생상의 관점으로부터 음료가 폐기 튜브(38)를 거쳐서 폐기 버킷(31)(제1도 참조)로 버려진다.

다음에, 상기 구성에 의한 자동 판매기에 있어서, 배치조(24)를 중심으로, 그 동작을 설명한다. 제1도를 참조하여, 판매 개시에 앞서서 온수 밸브(18), 커피 캐니스터(23)가 거의 동시에 운전을 개시한다. 온수 밸브(18)는 소정량의 온수를, 커피 캐니스터(23)는 소정량의 분말 원료를 추출 장치(19)에 공급한다. 이에 의해 추출 장치(19)에서 약 3잔분의 커피가 추출된다. 추출된 커피는 이 추출 장치(19) 내의 펌프(도시 않음)에 의해 배치조(24)로 보내진다.

한편, 배치조(24)에 있어서는 제2도에서 도시한 바와 같이 판매 밸브(59)의 전자 코일(64)에의 비통전 및 폐기 밸브(60)의 전자 코일(71)에의 통전에 의해 이들 밸브의 가동편(61, 69)의 동작에 의해 어느 튜브(37, 38)도 모두 변형되어 있다. 이 때문에, 추출 장치(19)로부터 배치조(24)로 보내진 커피는 이 배치조(24)에서 머물게 된다.

그리고, 도시하지 않은 판매 버튼의 조작에 의해 판매 밸브(59)의 전자 코일(64)에의 통전에 의해 레버(62) 및 가동 부재(61)가 제3도의 흰색 화살표 방향으로 이동하고, 판매 튜브(37)의 변형이 해제되면 커피(A)가 이 튜브(37)를 거쳐서 믹싱 보울(28)(제1도 참조)에 공급된다. 또, 이 믹싱 보울(28)에는 필요에 따라서 설탕 캐니스터(26)나 크림 캐니스터(25)로부터 설탕이나 크림이 투입되고, 이들이 혼합된 후, 컵으로 공급된다. 이 때, 구입자의 기호에 따라서, 배치조(24)로부터 믹싱 보울(28)에 공급되는 양도 달라진다. 따라서, 배치조(24) 내의 커피의 양을 검출하여 부족분을 미리 추출하여 이 배치조(24)로 유도해 줄 필요가 있다.

본 발명의 요지의 하나는, 이 배치조(24) 내의 커피(A)의 양의 검출 장치에 있다. 우선, 검출에 앞서서 제5도에 도시한 바와 같은 공기 전자 밸브(이하, 단순히 『공기 밸브』라 한다)(54)를 닫은 상태에서 소정 시간(t₁) 에어 펌프(55)를 운전시키고, 그 후, 에어 펌프의 운전을 계속하면서 소정 시간(t₂) 만큼 공기 밸브(54)를 개방시킨다. 이에 의해, 에어 펌프에 의해 압축되어 있던 공기가 제2도의 실선 화살표와 같이 공기관(49)에 흘러들고, 이 공기관의 하부에 머물러 있던 ΔH분의 커피(B)를 배치조(24) 내로 압입한다. 여기서, 공기관(49)의 하부에 커피가 머무는 이유는, 공기관(49)과 공기 밸브(54)나 에어 펌프(55)의 연결 부분의 에어 누설이나 에어 펌프(55) 자체의 공기 누설 및 이 공기관(49) 내의 공기 열수축 등이 있기 때문이다. 이와 같이, 공기관(49) 내에는 커피(B)가 머물면, 이 공기관(49) 내의 공기량이 ΔH분 만큼 감소하여 배치조(24)의 각 액위(H₁, H₂, H₃)에 따른 공기압이 얻어지지 않기 때문이다. 이 때문에, 에어 펌프(55)에서 공기관(49)의 커피(B)를 압출함으로써, 공기관(49) 내의 공기량을 소정량으로 유지한 다음, 각 액위(H₁, H₂, H₃)에 따른 공기압(Q₁, Q₂, Q₃)을 제6도와 같이 만들어 낼 수 있다. 그리고, 이 공기압(Q₁, Q₂, Q₃)을 압력 센서(52)로 검출하여 그 압력으로 배치조(24) 내의 커피량(액위)을 환산하여 구하고, 그 데이타를 제어부(도시 않음)로 보낸다. 그리고, 제어부에서는 그 데이타를 기초로 하여 다음의 두 가지 제어를 행한다.

우선 첫째, 배치조(24) 내의 커피량이 작으면, 추출 장치(19)로 신호를 출력하고, 커피의 추출을 행하여 배치조(24)에 커피의 보충을 행한다.

둘째, 판매 밸브(59)의 개방 시간의 제어를 행한다 즉, 판매 밸브(59)의 개방 시간(T)과 액위(H)의 관계는 다음의 계산식에 의해 결정된다.

여기서, T : 시간(판매 밸브의 개방 시간)

A : 판매량에 의한 정수

K : 정수

B : 계수

C : 계수

H : 액위

이와 같은 배치조(24) 내의 액위를 기초로 한 계산식으로 판매 밸브의 개방 시간을 결정하게 하였으므로, 예를 들면 자동 판매기에 내장되는 마이크로 컴퓨터의 메모리 용량을 절약하면서 각 종류의 커피 상품의 판매량에 대응할 수 있다.

즉, 종래에는 ① 배치조 내의 커피의 액위는 판매나 보급에 의해 수시로 변화하는 데 대응해야 하는 일이나, ② 자동 판매기의 상품(커피의 종류) 마다, 그리고 이용자마다(증감 버튼의 조작 등) 커피 원료나 설탕 및 크림의 분량이 달라지는 일 등에 대처하기 위해, 마이크로 컴퓨터 내에 메모리 용량이 큰 데이타 테이블을 준비해야 했다. 또, 판매 요인 등을 자동 판매기의 설치 현장에 있어서 변경할 필요가 있는 경우에 있어서는, 이 데이타 테이블로는 대응 데이타 모두를 조작자가 변경해야 했다. 이에 반해, 본 발명과 같이, 배치조 내의 액위를 기초로 한 계산식으로 판매 밸브의 개방 시간을 구하게 하면 상술한 제 조건에 따라서, A, K, B, C 등의 정수, 계수의 변경만으로 충분하므로 상술한 바와 같이 메모리 용량이 작은 마이크로 컴퓨터라도 제어 가능해지며, 비용 절감에 기여할 수 있다.

다음에, 압력 센서(52)에 대해 생각해 보면, 본 발명에 있어서는, 배치조(24)에서 가열되어 있는 커피(A)에는 직접 이 압력 센서(52)는 접촉하지 않고, 이 커피로 압축된 공기압을 검출하게 하였으므로, 압력 센서(52)의 내열·내식성을 종래의 것보다 고려할 필요가 없고, 저렴한 압력 센서를 이용할 수 있게 되며 비용 절감을 도모할 수가 있다. 또, 이 압력 센서(52)에 가해지는 압력은 종래와 같이 직접 커피(A)의 중량이 가해지는 것이 아니라, 커피의 저장량으로 변화하는 공기의 압력치(Q₁내지 Q₃)이므로, 이 압력 센서는 소위 저렴한 미소 압력 센서(압력 분해능 0.5g/㎠)이면 충분하기 때문에, 이에 의해서도 비용 절감을 도모할 수 있다. 게다가, 이와 같은 압력 센서를 이용함으로써, 충분한 높이를 유지하여 수두압을 얻어 커피의 중량을 검출하고 있던 종래의 배치조와 비교하여 그 높이를 낮게 억제할 수 있고, 이에 의해 이 배치조가 조립되는 자동 판매기의 설계 레이 아웃의 자유도를 향상시킬 수 있었다. 이 점도 본 발명의 요지의 하나이다.

에어 펌프(55)를 구비한 목적은 상술한 바와 같이 공기관(49)으로부터 커피(B)를 배출하는 이외에, 배치조(24) 내를 린스하거나, 건조시키거나 하기 위한 것이기도 하다. 이 점에 대해 이하에 설명한다. 배치조(24)내에 저장되어 있던 커피(A)등에 의해 이런 배치조(24)의 내면에는 오염이 발생할 우려가 있기 때문에, 이와 같은 경우에는 다음의 동작에 의해 배치조 내를 세정한다. 우선, 추출 장치(19)(제1도 참조)에는 커피의 분말 원료를 공급하지 않고, 온수 밸브(18)의 개방에 의해 온수만을 배출 장치(19)에 도입하고, 펌프(도시 않음)를 이용하여 이 온수를 세정 온수로 하여 배치조에 공급한다. 이 때, 제7도에서 도시한 바와 같이 판매 밸브(59)나 폐기 밸브(60)는 닫혀 있다. 따라서, 이 배치조(24)에는 세정 온수(C)가 저장된다. 그 후, 에어 펌프(55)를 운전시키는 동시에, 공기 밸브(54)를 개방한다. 그러면, 에어 펌프(55)로부터 토출된 가압 공기는 공기관(54)을 거쳐서 실선 화살표와 같이 배치조(24) 내에서 세정 온수(C)를 심하게 교반하므로, 배치조(24) 내의 오염은 제거된다. 이와 같이 가압 공기를 배치조(24) 내로 보내는 시간은, 배치조(24)의 크기나 세정 온수의 양, 오염의 상태에 따라서 변하지만, 대략 1분 정도가 적당하다고 생각할 수 있다. 다음에, 에어 펌프(55)의 운전을 정지하고, 폐기 밸브(60)를 일정 시간 개방함으로써, 세정 온수(C)는 폐기 튜브(38)를 거쳐서 폐기 버킷(31)(제1도 참조)으로 유입시킨다. 이와 같이 배치조(24) 내에 세정 온수(C)를 저장한 후 강제적으로 에어 펌프(55)로, 가압 공기를 배치조(24) 내로 보내었으므로 이 가압 공기에 의해 배치조(24) 내의 오염을 효과적으로 떨어뜨려서 린스 효과를 높이고 있다.

이 린스 동작의 종료 후에는 제8도에서 도시한 바와 같이 폐기 밸브(60)를 닫는 동시에, 배치조(24)의 실린더(42)에 구비한 보온 히터(56)로 통전시키고, 이 배치조(24)의 실린더(42)의 벽면의 온도 상승을 도모한다. 그 후, 에어 펌프(55)를 운전시키는 동시에, 공기 밸브(54)를 개방함으로써 가압 공기를 일정 시간(예를 들면 수10분 정도) 이 배치조(24)에 공급된다. 이에 의해, 배치조(24) 내의 건조 시간을 짧게 할 수 있다. 또, 가압되어 배치조(24)로 유도된 공기는 접속 구멍(47)을 거쳐서 오버플로우관(48)으로부터 배출된다. 이와 같은 일련의 린스 동작, 건조 동작에 의해 배치조(24) 내의 위생을 유지할 수 있다.

마지막으로, 판매 밸브(59) 및 폐기 밸브(60)의 통전·비통전에 대해 설명한다.

판매 밸브(59)는 커피의 판매시(제3도)에는 전자 코일(64)에의 통전에 의해 개방되고, 그 판매 정지시(제2도)에는 전자 코일(64)에의 비통전에 의해 폐쇄된다.

한편, 폐기 밸브(60)는 커피의 비폐기시(제2도)에는 전자 코일(71)에의 통전에 의해 폐쇄되고, 그 폐기시(제4도)에는 전자 코일(71)에의 비통전에 의해 개방된다. 여기서, 주목할 점은, 폐기 밸브(60)는 그 폐기시에 비통전에 의해 개방되고 통전에 의해 폐쇄되고 있다는 점이다. 이와 같은 사양으로 한 것은 정전시에 있어서의 자동 판매기의 위생을 확보하기 위한 것이다.

즉, 전원이 차단되면(정전), 자동 판매기의 기능 유지가 불가능하며, 커피 등의 풍미가 중요한 음료에 따라서는 그 풍미를 잃게 되어 버린다. 또, 최악의 경우 부패해 버리는 음료도 있다. 전원이 차단되어 다음에 재통전될 때까지의 시간(정전 복귀 시간)이 짧은 경우에는 그런 걱정은 없지만, 일반적으로는 그 정전 복귀 시간이 항상 짧다고는 할 수 없다. 따라서, 이와 같은 커피 등의 방부제를 첨가 또는 방부 처리가 실시되지 않은 음료의 자동 판매기에 있어서는 전원 차단시에는 그 자동 판매기 내에 저장되어 있던 음료는 폐기할 필요가 있다. 그 때문에, 폐기 밸브에는 비통전시에 개방되는 구조를 채용하고 있다.

이상 서술한 바와 같이, 제1 발명에 따르면, 복수잔분의 음료를 저장조에 저장하여, 적절히 이 음료를 저장조로부터 도출하는 음료 저장 장치에 있어서, 이 저장조에 저장된 음료의 양을 이 음료가 가압하는 공기압으로 검출하게 하는 수단을 포함하므로, 압력의 검출기는 음료에 직접 접촉하지 않고 정확한 음료의 양을 검출할 수 있다.

제2 발명에 따르면, 음료가 저장되는 저장조에는 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고, 또 이 공기관에는 압력 센서를 설치하였으므로, 이 압력 센서는 직접 음료에 접촉하는 일이 없고, 종래와 같이 음료의 중량을 직접 검출하고 있던 압력 센서와 비교해서 저렴한 미소 압력 센서이면 충분하며, 또 내열·내식성도 종래의 것보다 고려할 필요가 없고, 저렴한 센서로 충분한 등, 비용 절감을 도모할 수 있다.

제3 발명에 따르면, 음료가 저장되는 저장조에는 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고 또 이 공기관에는 압력 센서와, 에어 펌프를 설치하고, 에어 펌프의 작동에 의해 공기관 내에 침입한 음료를 배출하게 하였으므로, 공기관 내의 공기량을 검출시에는 항상 일정량으로 유지하여 정확한 음료의 양을 검출할 수 있다.

제4 발명에 따르면, 저장조에는 음료의 판매시에 작동하는 판매 수단 및/또는 음료의 폐기시에 작동하는 폐기 수단을 구비하여, 이들을 자동 판매기에 조립하게 하였으므로, 저장조의 소형화에 수반하여 자동 판매기 내의 기기의 레이 아웃의 자유도를 향상시킬 수 있다.

제5 발명에 따르면, 이와 같은 자동 판매기에 있어서, 음료의 저장량에 따라서 이 판매 수단의 작동 시간을 조정하므로, 저장량에 관계없이 간단한(용량이 작은) 제어기(마이크로 컴퓨터)로 판매량을 결정할 수 있다.

Claims (5)

1. 복수잔분의 음료를 저장조에 저장하고, 필요에 따라서 이 음료를 상기 저장조로부터 도출하는 음료 저장 장치에 있어서, 이 저장조에 저장된 음료가 가압하는 공기압으로 저장된 음료의 양을 검출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 저장 장치.
2. 복수잔분의 음료를 저장조에 저장하고, 필요에 따라서 이 음료를 상기 저장조로부터 도출하는 음료 저장 장치에 있어서, 이 저장조에는 이 저장조에 저장된 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고, 또 이 공기관에는 상기 음료의 양을 검출하기 위한 압력 센서를 설치한 것을 특징으로 하는 음료 저장 장치.
3. 복수잔분의 음료를 저장조에 저장하고, 필요에 따라서 이 음료를 상기 저장조로부터 도출하는 음료 저장 장치에 있어서, 이 저장조에는 이 저장조에 저장된 음료로 가압된 공기를 유도하는 공기관을 설치하고, 또 이 공기관에는 상기 음료의 양을 검출하기 위한 압력 센서와, 이 압력 센서에 의한 검출시에 상기 공기관에 침입한 음료를 이 공기관으로부터 배출시키는 에어 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는 음료 저장 장치.
4. 제1항의 음료 저장 장치를 구비하고, 또 이 장치의 저장조에는 음료의 판매시에 작동하는 판매 수단 및/또는 음료의 폐기시에 작동하는 폐기 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동 판매기.
5. 제1항의 음료 저장 장치를 구비하고, 또 이 장치의 저장조에는 음료의 판매시에 작동하는 판매 수단을 구비하고, 상기 음료의 저장량에 따라서 이 판매 수단의 작동 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 자동 판매기.