(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を収容する水容器と、コーヒー粉を収容しコーヒー液の抽出を行う抽出部と、前記水容器に連結し、この水容器内の水を前記抽出部へ導く水管と、前記抽出部より抽出されたコーヒー液を収容する保温容器と、水を加熱し前記抽出部へ給湯を行うとともに、前記保温容器のコーヒー液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知温度に基づき前記加熱手段の加熱出力を変更する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、前記加熱手段をコーヒー濃度を増すために低下させた加熱出力で通電し、前記水容器の水が無くなり前記加熱手段の温度が上昇し始めて前記温度検知手段の検知温度が第一の所定温度になり前記抽出部へ導かれる水がなくなったことを検知すると、それ以降所定のタイミングで前記低下させた加熱出力を増加し、前記保温容器内のコーヒー液を加熱する追い焚き加熱を行うコーヒー沸かし器。
【請求項２】
加熱制御手段は、温度検知手段の検知温度が給湯終了温度に到達すると追い焚き加熱を終了する請求項１に記載のコーヒー沸かし器。
【請求項３】
抽出終了直後のコーヒー液の出来上がり温度の選択を行う出来上がり温度選択手段を備え、加熱制御手段は前記出来上がり温度選択手段による選択に応じて、追い焚き加熱を行う請求項１又は２に記載のコーヒー沸かし器。
【請求項４】
加熱制御手段は出来上がり温度選択手段の選択状態を表示素子にて表示するようにした請求項３に記載のコーヒー沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒー液の加熱抽出と保温を同一の加熱手段にて構成したコーヒー沸かし器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３は従来例におけるヒーター６８０Ｗ、２カップ３２０ｍｌ分のコーヒー液をヒーター通電率１２／１６秒で抽出した場合の温度検知手段５による加熱手段４の温度と保温容器内のコーヒー液の温度と時間の経過を示すグラフである。従来のコーヒー沸かし器は、後で説明する実施の形態１の図１のコーヒー沸かし器とは加熱制御手段８が異なるのみで他の構成は同じであるので、図１を参照して従来例の構成を説明する。水管３に流入した水容器１の水はヒーター４ａにより加熱され、沸騰時の蒸気圧により水管３内を上方に押し上げられ抽出部２に排出される。また、抽出部２より抽出されたコーヒー液を収容する保温容器６を加熱して保温するためのヒーターは、水を加熱して抽出部２に送る抽出加熱用のヒーター４ａと共用されている。そして、加熱手段４に取り付けられた温度検知手段５により温調することで、保温容器６内のコーヒー液を保温している。このような従来のコーヒー沸かし器において、保温容器６に抽出されるコーヒー液の濃度をこくするためには、通常、時間をかけてゆっくり抽出させる。そのためには、ヒーター４ａを加熱制御手段８によりデューティー制御通電または位相制御通電することで加熱電力を低下させ、水管３から抽出部２に間欠給湯する間隔を延ばす。その後、水容器１の水が全て加熱され抽出部２に排出されると、加熱手段４の温度は急激に上昇する。加熱手段の温度が給湯の終了と判断する温度に上昇すると、加熱制御手段８によりヒーター４ａの通電を停止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のコーヒー沸かし器は、コーヒー液の濃度をこくするため、ヒーターをデューティー制御通電などで加熱電力を低下させた状態で、加熱手段の温度を給湯終了の温度まで上昇させるため、その温度上昇率は、連続通電時の温度上昇率より低くなる。そのため、ヒーターの温度上昇開始から給湯終了温度までの時間が長くなるため、保温容器６からの放熱量が多くなり追い焚きの効果が得られにくくなる。温度検知手段５による加熱手段４の温度が給湯終了温度に達し、通電をオフした時のコーヒー液の温度は約８１．５℃であり、一般的にコーヒーが美味しいと言われる飲み頃の適温範囲である８２℃〜８５℃を下回るという課題があった。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ヒーターをデューティー制御通電または位相制御通電してコーヒー濃度を制御する構成において、給湯終了時の出来上がり温度を適温にすることができるコーヒー沸かし器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために本発明は、水を収容する水容器と、コーヒー粉を収容しコーヒー液の抽出を行う抽出部と、前記水容器に連結し、この水容器内の水を前記抽出部へ導く水管と、前記抽出部より抽出されたコーヒー液を収容する保温容器と、水を加熱し前記抽出部へ給湯を行うとともに、前記保温容器のコーヒー液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知温度に基づき前記加熱手段の加熱出力を変更する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、前記加熱手段をコーヒー濃度を増すために低下させた加熱出力で通電し、前記水容器の水が無くなり前記加熱手段の温度が上昇し始めて前記温度検知手段の検知温度が第一の所定温度になり前記抽出部へ導かれる水がなくなったことを検知すると、それ以降所定のタイミングで前記低下させた加熱出力を増加し、前記保温容器内のコーヒー液を加熱する追い焚き加熱を行うようにしたものである。
【０００６】
これによって、保温容器６を抽出中の加熱出力より大なる加熱出力で加熱させるため、その温度上昇率を低下させることがなく、ヒーターの温度上昇開始から給湯終了温度までの時間を短縮することができるため、保温容器６からの放熱量を最小限にし、追い焚きの効果を高めることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、ヒーターの加熱電力を変えてコーヒー液の濃度を制御する構成において、追い焚きを効率よく行い、給湯終了時のコーヒー出来上がり温度を適温にすることができ、美味しいコーヒーを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、水を収容する水容器と、コーヒー粉を収容しコーヒー液の抽出を行う抽出部と、前記水容器に連結し、この水容器内の水を前記抽出部へ導く水管と、前記抽出部より抽出されたコーヒー液を収容する保温容器と、水を加熱し前記抽出部へ給湯を行うとともに、前記保温容器のコーヒー液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知温度に基づき前記加熱手段の加熱出力を変更する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、前記加熱手段をコーヒー濃度を増すために低下させた加熱出力で通電し、前記水容器の水が無くなり前記加熱手段の温度が上昇し始めて前記温度検知手段の検知温度が第一の所定温度になり前記抽出部へ導かれる水がなくなったことを検知すると、それ以降所定のタイミングで前記低下させた加熱出力を増加し、前記保温容器内のコーヒー液を加熱する追い焚き加熱を行うようにしたことにより、抽出は比較的低出力で時間をかけておこない抽出効率を高め、抽出後は保温容器を抽出中の加熱出力より大なる加熱出力で加熱するため、抽出動作時よりその温度上昇率を低下させることがなく、ヒーターの温度上昇開始から給湯終了温度までの時間を短縮することができるため、保温容器からの放熱量を最小限にし、追い焚きの効果を高めることとなり、コーヒー液の温度を適温にすることができ、美味しいコーヒーを提供できる。
【０００９】
さらに、水容器から水管を経由して抽出部へ導かれる水が無くなったことを検知、して、その検知情報に基づいて追い焚き加熱の開始タイミングを決めるので、安定した追い焚きの効果を得られることとなり、コーヒー液の出来上がり温度を安定して適温にすることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に請求項１に記載の加熱制御手段は、温度検知手段の検知温度が給湯終了温度に到達すると追い炊き加熱を終了することにより、コーヒー濃度を増すために抽出時間を長くするよう加熱電力を低下させる場合においても、追い炊き効果を低下させることなく、給湯終了時のコーヒー液の出来上がり温度を美味しいと言われる飲み頃の適温範囲にすることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に請求項１又は２に記載の構成とするとともに、抽出終了直後のコーヒー液の出来上がり温度の選択を行う出来上がり温度選択手段を備え、加熱制御手段は前記出来上がり温度選択手段による選択に応じて、追い焚き加熱を行うようにしたことにより、使用者の好みに応じてコーヒーの出来上がり温度を調節して適温にすることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に請求項３に記載の加熱制御手段は出来上がり温度選択手段の選択状態を表示素子にて表示するようにしたようにしたことにより、使用者が選択した状態を記憶していなくても容易に判別できるため、選択間違いを防止することができる。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１を参照しながら説明する。図１において、１は水容器、２はペーパーフィルターを装着して、コーヒー粉を入れる抽出部、３は一端を水容器１の底に接続し、他端を抽出部２の上方に位置するようにした水管、４は水管３の一部に定格電力１００Ｖ−６８０Ｗのヒーター４ａを取り付けた構成にした加熱手段であり、５は加熱手段４に取り付けた温度検知手段、６は抽出部２から滴下されたコーヒー液を収容する保温容器である。水容器１の水は、水容器１の底部に設置された逆止弁７を介して水管３に導入される。８は温度検知手段５の検知温度に基づいて加熱手段４のヒーター４ａへの電力供給を制御する加熱制御手段である。このような構成において、加熱手段４にて加熱された湯水は沸騰による蒸気圧により逆止弁７を押し上げ、水容器１からの流水を止める一方、水管３内を上方に押し上げて、抽出部２に排出される。以後、水容器１の水が全て抽出部２に排出されるまでこの動作をくり返す。水容器１の水が全て加熱され抽出部２に排出されると加熱手段４の温度は急激に上昇する。加熱制御手段８は温度検知手段５の検知温度が給湯終了温度である１２５℃になると加熱手段４への通電をオフする。その後、保温容器６内のコーヒー液の保温を行う。
【００１４】
以上のように構成されたコーヒー沸かし器において、加熱制御手段８の動作を図２のフローチャートにより説明する。加熱を開始すると、加熱制御手段８はヒーター４ａを１２／１６秒の周期でデューティー通電する（ステップ１）。そして、水容器１の水が無くなり、加熱手段４の温度が上昇し始めて温度検知手段５の検知温度が第一の所定温度である８０℃以上になればヒーター４ａを連続通電に切り替えて加熱を継続する（ステップ２）。その後、温度検知手段５の検知温度が給湯終了温度と判断する１２５℃以上になれば、通電を終了する（ステップ３）。
【００１５】
図３は実施の形態１における２カップ３２０ｍｌ分のコーヒー液を抽出した場合の温度検知手段５による加熱手段４の温度と保温容器内のコーヒー液の温度と時間の経過を示すグラフである。給湯終了温度で通電を終了した時のコーヒー液の温度は従来例が８１．５℃に対して、実施の形態１は８３．０℃となっている。
【００１６】
このように、第一の所定温度から給湯終了温度に達するまで連続通電に切り替えることにより、コーヒー濃度を増すために抽出時間を長くするよう加熱電力を低下させる場合においても、追い焚き時は電力を最大にするため、追い焚き効果を低下させることなく、給湯終了時のコーヒー液の出来上がり温度を美味しいと言われる飲み頃の８２℃〜８５℃の適温範囲にすることができる。
【００１７】
なお、本実施の形態では温度検知手段５の検知温度が第一の所定温度に到達するまでデユーティー制御で、第一の所定温度に到達してからは連続通電に切り換えたが、温度検知手段５の検知温度が第一の所定温度に到達してからも、デューティー制御であって平均加熱出力が増大するように制御しても同様の効果を得ることができる。
【００１８】
また、本実施の形態では温度検知手段５の検知温度が第一の所定温度に到達したらすぐに加熱出力を大きくしたが、状況に応じて加熱出力の増加タイミングを適宜遅延させても良い。また、加熱出力の変更は、位相制御であっても良い。
【００１９】
（参考例１）
本発明の参考例１について図４と図５を用いて説明する。本参考例は加熱制御手段８を除いては実施の形態１と同一構成であるので説明は省略する。
【００２０】
図４の加熱制御手段のフローチャートに示すように実施の形態１と相違するところは、ヒーター４ａを１２／１６秒の周期でデューティー通電してから（ステップ１）連続通電（ステップ２）へ切り替える条件判断を、検知温度の温度上昇が単位時間あたり１．７℃以上としていることにある。図５に水容器１に約２０℃の水を入れて加熱した場合と約３５℃の水を入れて加熱した場合の、それぞれの加熱手段４の検知温度を示す。水容器１に入れる水の温度が高い程、加熱抽出時の加熱手段４の安定温度は高温になる。このような場合、実施の形態１のように連続通電への切り替えタイミングを絶対値によるしきい値とすると、同じ量の水を抽出しても、連続通電に切り替わるタイミングが変動するため、連続通電による追い焚き加熱時間が変わり、給湯終了時のコーヒー液の出来上がり温度が変わってしまう。
【００２１】
本参考例では、連続通電に切り替える条件判断を検知温度の温度上昇率判定にて行うことにより、水容器１に入れる水の温度を変動させても、連続通電に切り替わるタイミングがほぼ一定するため、連続通電による追い焚き加熱時間が安定し、給湯終了時のコーヒー液の出来上がり温度を安定して飲み頃の適温範囲にすることができる。
【００２２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図６と図７を用いて説明する。本実施の形態では加熱制御手段８を除いては実施の形態１と同一構成であるので説明は省略する。
【００２３】
図６の加熱制御手段のフローチャートに示すように実施の形態１と相違するところは、温度検知手段の検知温度が第一の所定温度を越えるまでの時間が、第一の所定時間より短い時に温度検知手段の検知温度が第一の所定温度を越えて、給湯終了温度に到達するまで連続通電に切り替えるよう制御していることにある。
【００２４】
図７に水容器１に２カップ３２０ｍｌ、２０℃の水を入れて加熱した場合と５カップ６８０ｍｌ、２０℃の水を入れて加熱した場合の、それぞれの加熱手段４の検知温度を示す。水容器１に入れる水の量が多い程、水を加熱抽出する時間が長くなる。通常、水を加熱抽出する時間が長いと、既に保温容器６に抽出されたコーヒー液を加熱する時間も長くなるため、追い焚き加熱前のコーヒー温度が高くなる。連続通電による追い焚き時間を同じ時間とすると、更に出来上がり温度が高くなり、飲み頃の８２℃〜８５℃の適温範囲の上限になる。従って、本実施の形態では給湯終了時のコーヒー液の出来上がり温度が比較的低くなる２カップ３２０ｍｌ以下のときに連続通電による追い焚き加熱を行うようになるよう、第一の所定時間を５分に設定している。これにより、コーヒー液の出来上がり温度は２カップ時も５カップ時も飲み頃の８２℃〜８５℃の適温範囲の中心である約８３．０℃にすることができる。
【００２５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図８と図９を用いて説明する。本実施の形態で実施の形態１と同一構成のところの説明は省略する。図８において、９は出来上がり温度選択手段であり、給湯終了時の出来上がり時のコーヒー液の温度を高温または低温のどちらかにするか選択するものである。
【００２６】
以上のように構成されたコーヒー沸かし器において、加熱制御手段８の動作を図９のフローチャートにより説明する。まず、出来上がり温度選択手段により高温か低温を選択する（ステップ１）。加熱を開始すると、加熱制御手段８はヒーター４ａを１２／１６秒の周期でデューティーで通電する（ステップ２）。そして、水容器１の水が無くなり、加熱手段４の温度が上昇し始めて温度検知手段５の検知温度が第一の所定温度である８０℃以上になった時、出来上がり温度選択が高温であればヒーター４ａを連続通電に切り替えて加熱を継続する（ステップ３ａ）。出来上がり温度選択が低温であればヒーター４ａを１２／１６秒の周期でデューティー通電継続する（ステップ３ｂ）。その後、温度検知手段５の検知温度が給湯終了温度と判断する１２５℃以上になれば、通電を終了する（ステップ４）。このように、出来上がり温度選択手段による選択が指示された場合に、温度検知手段の検知温度が第一の所定温度を越えて、給湯終了温度に到達するまで連続通電に切り替えて保温容器内のコーヒー液を追い焚き加熱するようにしたことにより、使用者の好みに応じてコーヒーの出来上がり温度を変えることができる。
【００２７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図１０を用いて説明する。本実施の形態では加熱制御手段８を除いては実施の形態３と同一構成であるので説明は省略する。
【００２８】
図１０は実施の形態３における２カップ３２０ｍｌ分のコーヒー液を抽出する場合の温度検知手段５による加熱手段４の温度と各選択温度の給湯終了温度の関係を示すグラフである。本実施の形態では、出来上がり温度選択手段は低温、中温、高温の３段階の選択が行えるようになっており、それぞれの場合のコーヒー液の出来上がり温度は、低温選択時８２℃、中温選択時８３℃、高温選択時８５℃となっている。図１０に各選択時の給湯終了温度の値は、低温選択時が１１５℃、中温選択時が１２５℃、高温選択時が１３５℃としている。このように、出来上がり温度選択手段の選択温度毎に給湯終了温度を変更するようにしたことにより、連続通電による加熱時間と給湯終了時の加熱温度を変更することができ、使用者の好みに応じてコーヒーの出来上がり温度を広範囲に変えることができる。
【００２９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について図１１を用いて説明する。本実施の形態では加熱制御手段８を除いては実施の形態３と同一構成であるので説明は省略する。１０は発光ダイオードを用いた表示手段である。出来上がり温度選択手段９による選択肢は高温、中温、低温の３段階としており、表示手段１０は加熱制御手段８により、選択された温度を表示させるようにしている。これにより、使用者が選択した状態を記憶していなくても容易に判別できるため、選択間違いを防止することができる。
【００３０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について図１２を用いて説明する。本実施の形態では加熱制御手段８を除いては実施の形態１と同一構成であるので説明は省略する。図１２は加熱開始時の温度検知手段５の検知温度による給湯終了温度の補正値表である。基準は周囲温度２０℃であり温度域３の１５℃〜２５℃の時、補正なしの１２５℃設定にて、２カップ３２０ｍｌ時のコーヒー液の出来上がり温度が８３℃狙いとしている。例えば、加熱開始時の検知温度が１０℃であれば、領域２であるので給湯終了温度を初期値１２５℃に補正値＋５．５℃を加えて１３０．５℃とする。各領域での補正ありなしの実測値は図Ｎの通りほぼ狙い通りとなっている。ここで、領域５の３５℃以上は一律ー６．５℃としているが、コーヒー沸かし器を連続使用された場合は加熱手段４が十分に冷却されておらず、加熱開始時の検知温度は１００℃以上になることもあり、補正が機能しなくなる。本実施の形態は加熱手段４の温度が周囲温度と同じ場合に効果が得られるものであり、周囲温度を忠実に検知する専用の温度検知手段を設ければ、補正が確実に機能するようになる。
【００３１】
このように、給湯終了温度に補正を行うことにより、周囲温度による出来上がり時のコーヒー液温度の変動を防止するため、狙いの適温に安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかるコーヒー沸かし器は、追い焚きを効率よく行い、給湯終了時のコーヒー出来上がり温度を適温にできるので、コーヒー液の加熱抽出と保温を同一の加熱手段にて行い、コーヒー濃度を制御するコーヒー沸かし器等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるコーヒー沸かし器の構成図（ｂ）同電気回路図
【図２】本発明の実施の形態１における加熱制御手段のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【図４】本発明の参考例１における加熱制御手段のフローチャート
【図５】本発明の参考例１における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【図６】本発明の実施の形態２における加熱制御手段のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態２における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３におけるコーヒー沸かし器の構成図（ｂ）同電気回路図
【図９】本発明の実施の形態３における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【図１０】本発明の実施の形態４における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態５におけるコーヒー沸かし器の構成図（ｂ）同電気回路図
【図１２】本発明の実施の形態６における給湯終了温度の補正値表を示す図
【図１３】従来例における加熱手段およびコーヒー液の温度グラフ
【符号の説明】
【００３４】
１  水容器
２  抽出部
３  水管
４  加熱手段
４ａ  ヒーター
５  温度検知手段
６  保温容器
８  加熱制御手段
９  出来上がり温度選択手段
１０  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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