(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱容器上部に設けた蒸気通路と、前記蒸気通路に臨ませて設けた感温素子と、前記蒸気通路の一部を構成する蒸気整流部材と、前記感温素子により蒸気温度を検知する蒸気温度検知手段と、前記蒸気温度検知手段の温度出力の傾きが所定値以上になると沸騰を検知する沸騰検知手段とを備え、前記蒸気整流部材は、湯温上昇に伴って発生し前記蒸気通路に導かれる湯気を上方に逃がし、勢いよく多量に発生する蒸気の一部を前記蒸気通路より少し離して取り付けた感温素子に導くことにより、前記感温素子が、前記加熱容器からの沸騰時に勢いよく発生する蒸気にのみ選択的に反応するとともに、前記沸騰検知手段は、前記温度出力を複数の温度領域に区分判定する温度領域判定手段を有し、前記温度出力が前記温度領域に応じた所定の傾き以上になると沸騰を検知するようにしたコーヒー沸かし器。
【請求項２】
沸騰検知手段は、温度出力が最上位の温度領域にあるときには沸騰を検知する請求項１記載のコーヒー沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒーを手軽に抽出することのできるコーヒー沸かし器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、業務用などにいわゆる押上式貯湯型のコーヒー沸かし器が使用されるようになってきた。その構成について図７に従って説明する。水を入れる加熱容器１の下部には、加熱用の主ヒータ２と保温ヒータ３が取り付けられ、加熱容器１内の水を加熱し、加熱容器内１部の水が所定温度になると、サーモスタット４により前記主ヒータ２への通電を停止し、またサーマルリードスイッチ（以下、ＴＲＳと称す）５により保温ヒータ３をオンオフさせて、加熱容器１内の水を所定の温度に保持する。加熱容器１の上部には、貯水タンク６が設けられており、この中に抽出したいコーヒー液と同量の水を注ぐと、加熱容器１内の湯が置換されて、給水パイプ７を通してコーヒー粉末の入ったバスケット８に吐出される。そして、バスケット８で抽出されたコーヒー液がデカンタ９に注がれて貯留される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コーヒーを抽出するには、できるだけ熱い湯で抽出する方がコーヒーの味がよいということは良く知られている。しかしながら、従来のコーヒー沸かし器の構成では、加熱停止温度を高くしすぎると、加熱容器内の水が連続沸騰状態になって給水パイプを通して熱湯が噴き出してしまうので、高く設定できないという課題があった。
【０００４】
また、ＴＲＳの動作温度には、ばらつきおよびヒステリシスがあるため、加熱容器内部の湯温をあまり高く設定できないという課題もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明は、加熱容器上部の蒸気通路に臨ませて設けた感温素子により蒸気温度を検知する蒸気温度検知手段と、前記蒸気温度検知手段の温度出力の傾きが所定値以上になると沸騰を検知する沸騰検知手段を備え、前記沸騰検知手段は、前記温度出力を複数の温度領域に区分判定する温度領域判定手段を有し、前記温度出力が前記温度領域に応じた所定の傾き以上になると沸騰を検知する構成としたものである。
【０００６】
上記した構成により、加熱容器内の水が沸騰した時点で精度良く沸騰を検知することができ、速やかに加熱を停止できる。また、沸騰温度にきわめて近い高い温度で加熱容器内の水を保温することができるため、コーヒーを高温で抽出することができる。その結果、非常に美味しいコーヒーの抽出を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、加熱容器上部に設けた蒸気通路と、前記蒸気通路に臨ませて設けた感温素子と、前記蒸気通路の一部を構成する蒸気整流部材と、前記感温素子により蒸気温度を検知する蒸気温度検知手段と、前記蒸気温度検知手段の温度出力の傾きが所定値以上になると沸騰を検知する沸騰検知手段とを備え、前記蒸気整流部材は、湯温上昇に伴って発生し前記蒸気通路に導かれる湯気を上方に逃がし、勢いよく多量に発生する蒸気の一部を前記蒸気通路より少し離して取り付けた感温素子に導くことにより、前記感温素子が、前記加熱容器からの沸騰時に勢いよく発生する蒸気にのみ選択的に反応するとともに、前記沸騰検知手段は、前記温度出力を複数の温度領域に区分判定する温度領域判定手段を有し、前記温度出力が前記温度領域に応じた所定の傾き以上になると沸騰を検知するようにしたコーヒー沸かし器としているので、沸騰時の蒸気による温度上昇の勾配の大きさによって沸騰を検知できるとともに、蒸気の温度に応じて沸騰を検知できる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、さらに、沸騰検知手段は、温度出力が最上位の温度領域にあるときには直ちに沸騰を検知するので、感温素子の温度上昇が飽和する場合であっても沸騰検知できる。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１および図２を参照して説明する。上記従来例と同じ構成要素には、同じ符号を付して説明する。図１において、水を入れる加熱容器１の下部には、加熱用の主ヒータ２と保温ヒータ３を備えている。加熱容器１の上部には、貯水タンク６を備えている。加熱容器１からバスケット８まで給水パイプ７が接続されており、バスケット８の下方にはデカンタ９を備えている。加熱容器１の外底部には第１の感温素子１０が圧接されている。加熱容器１上部の蒸気通路１１には、第２の感温素子１２が臨ませてあり、蒸気温度検知手段１３に接続され、蒸気温度検知手段１３の温度出力は沸騰検知手段１４に伝えられている。第１の感温素子１０は、水温検知手段１５に接続され、加熱容器１内の湯温を検知する。
【００１０】
ここで、加熱容器１内の水がある程度高くなると、少なからず湯気が発生するので、蒸気通路１１に臨ませてある第２の感温素子１２は、沸騰時に勢いよく発生する蒸気にのみ選択的に反応するように、蒸気通路１１より少し離して取り付けている。１７は、蒸気通路１１の一部を構成する蒸気整流部材で、湯温上昇にともなって発生する湯気は上方に逃がし、勢いよく多量に発生する蒸気の一部を第２の感温素子１２に導いている。
【００１１】
次に、本実施例における作用について説明する。図２は、温度推移の一例を示す図である。加熱容器１の湯沸かし時、主ヒータ２と保温ヒータ３により加熱容器１が加熱されて水温が上昇すると第１の感温素子１０の検出温度も上昇する。一方、第２の感温素子１２の検出温度の方は、水温の上昇にともなう湯気の発生等により沸騰前に少しだけ上昇するが、概ね室温レベルに留まっている。やがて加熱容器１内の水が沸騰すると蒸気が盛んに発生し、蒸気温度検知手段１３の検知温度は急激に上昇する。
【００１２】
本実施例では、蒸気温度検知手段１３の温度出力が８５℃（アの温度）以上の場合を沸騰としているので、沸騰検知手段１４が、この温度以上であることを判断して沸騰を検知し、主ヒータ２への通電を停止し湯沸かしを終了する。この結果、沸騰により蒸気が発生しだすと直ちに沸騰を検知して、主ヒータ２への通電を停止して湯沸かしを終了するので、給水パイプ７より熱湯が噴き出てくるのを抑えながら、ほぼ沸騰点温度の湯が得られる。
【００１３】
この後、抽出量と等しい水を貯水タンク６に注ぐと、ほぼ沸騰温度に保温された湯が置換されて、給水パイプ７を通してコーヒー粉末の入ったバスケット８に吐出される。そして、バスケット８で抽出されたコーヒー液がデカンタ９に注がれて貯留される。
【００１４】
上記のような簡単な構成によりコーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができる。
【００１５】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。図３は、温度推移の一例を示す図である。加熱容器１の湯沸かし時、主ヒータ２と保温ヒータ３により加熱容器１が加熱されて水温が上昇すると、第１の感温素子１０の検出温度も上昇する。一方、第２の感温素子１２の検出温度の方は、水温の上昇にともなう湯気の発生等により沸騰前に少しだけ上昇するが、概ね室温レベルに留まっている。やがて加熱容器１内の水が沸騰すると蒸気が盛んに発生し、蒸気温度検知手段１３の温度出力は急激に上昇する。
【００１６】
本実施例では、沸騰の判断として、蒸気温度検知手段１３の温度出力の急上昇として、４秒あたり２℃の上昇としているので、沸騰検知手段１４の温度出力が所定値以上であることを判断して沸騰を検知して、主ヒータ２への通電を停止して湯沸かしを終了する。
【００１７】
その後しばらくして、抽出量と等しい水を貯水タンク６に注ぐと、沸騰温度近くに保温された湯が置換されて、給水パイプ７を通してコーヒー粉末の入ったバスケット８に吐出される。このとき、水温検知手段１５が第１の感温素子１０によって加熱容器１内の湯温の低下を検知して再度加熱をするように構成しており、その後に再沸騰状態となると、図３のイ部に見られるように第２の感温素子１２の温度は高い状態から急上昇を始めるが、この場合でも蒸気温度検知手段１３の温度出力の勾配の大きさによって正しく沸騰を検知することができる。
【００１８】
貯水タンク６に水を注ぐと加熱容器１内の水は対流が生じるため湯気が増加し、図３のウ部に見られるように第２の感温素子１２の温度が上昇する。また、図示していないが、貯水タンク６からの結露した水滴の落下などにより第２の感温素子１２に外乱が加わることがある。
【００１９】
上記のような外乱によって第２の感温素子１２の温度が急変化した場合にも、誤って沸騰と検知しないように、第１の感温素子１０の温度が所定の温度以上の場合に限って沸騰検知手段１３を働かせるようにしている。そして所定の温度としては９０℃にしている。
【００２０】
上記構成により、加熱容器１内の水を沸騰させた後に、貯水タンク６に水を注ぎコーヒーを抽出し、その後の追加した水を加熱して再沸騰状態となった場合にも、沸騰を正しく検知できるとともに、外乱に対しても誤検知しにくい沸騰検知を行うことができる。つまり、水からの加熱であっても、湯に水を追加した場合であっても同じように速やかに正確に沸騰を検知することができる。
【００２１】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例を図４および図５を参照にして説明する。図４は、少量のコーヒーの抽出を何度も行い加熱容器１内の水を繰り返し沸騰させ続けた場合の第２の感温素子１２の温度推移の例を示す図で、温度が高くなるにともない飽和してくるために、温度上昇勾配が徐々に小さくなる。したがって、第２の感温素子１２の温度がほぼ室温状態にあるときの沸騰時の温度推移は、たとえば図４における点線エのようになり、一方、第２の感温素子１２の温度が高い場合に沸騰させると点線オあるいは点線カのようになる。
【００２２】
このような条件のもとで沸騰を速やかに検知するためには、基準とする所定の傾きを小さくしておく必要がある。一方で、基準とする所定の傾きを小さくすればするほど、外乱に弱くなり誤検知を招くことになる。
【００２３】
図５は本実施例の構成ブロック図で、上記実施例とおなじ構成要素には同一の符号を付して説明する。本実施例では、第２の感温素子１２の温度を蒸気温度検知手段１３により検知し、さらに温度領域判定手段１６によって複数の温度領域に区分判定して、その温度領域に応じた所定の傾き以上になると、沸騰検知手段１４が沸騰を判定する構成にしている。
【００２４】
具体的には図４に示すように、７０℃以下では４秒当たり２℃、７０℃〜７５℃では４秒当たり１．５℃、７５℃〜８０℃では４秒当たり１℃、８０℃以上では４秒当たり０．５℃の４領域に区分している。これは、それぞれの温度領域における温度上昇曲線の約２分の１ないし３分の１の勾配で、設計上都合の良い値に設定したものであり、これらの値に限定されるものではなく、商品の温度特性に合わせて決められるものであり、これらの場合においても同様の効果を有することは言うまでもない。
【００２５】
このことにより、沸騰直後にコーヒーを抽出するために貯水タンク６に水を注いだ場合で蒸気検知温度手段１３の温度出力が高い場合であっても、そのときの蒸気温度検知手段１３の温度出力に応じて的確に沸騰検知できる。
【００２６】
この結果、蒸気温度検知手段１３の温度出力が室温から蒸気温度に近い広い温度範囲において、沸騰を速やかに検知できるとともに、外乱に対しても誤検知しにくい沸騰検知を行うことができるので、加熱容器１内の水を沸騰温度近くにすることができる。しかも、給水パイプ７より熱湯が噴き出てくるのを抑えながらコーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができる。
【００２７】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例について説明する。上記第３の実施例で、沸騰直後にさらにコーヒーの抽出を何度も繰り返すと、やがては第２の感温素子１２の温度が一時的に９０℃を越えることもあり、このあたりの温度になると温度上昇が飽和して、もはや傾きでは検知できなくなることもある。しかし、この場合は、主ヒータ２への通電停止後は、第２の感温素子１２の温度はオーバーシュートも含めて１分もすれば１０℃以上低下する。
【００２８】
一方、水温は内圧の上昇等もあって沸騰点が上昇しているので、通常で１００℃〜１００．５℃を維持している。従って、このような場合の加熱容器１内の水温は沸騰状態にあると考えて差し支えない。そこで本実施は、上記第４の実施例の温度区分に９０℃以上の場合を追加して設け、第２の感温素子１２が９０℃以上の場合には、直ちに沸騰を検知させるようにしたものである。
【００２９】
このことにより、沸騰直後に何度もコーヒーの抽出を繰り返し、やがては感温素子の温度上昇が飽和する場合であっても、そのときの蒸気温度検知手段１３の温度出力に応じて的確に沸騰検知できる。
【００３０】
この結果、加熱容器１内の水を沸騰温度近くにすることができ、しかも、給水パイプ７より熱湯が噴き出てくるのを抑えながら、コーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができる。
【００３１】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例について図６を参照にして説明する。図６は、加熱容器１内の水が沸騰した後の加熱容器１の保温動作のフローチャートである。沸騰検知後、ステップ２０で主ヒータ２と保温ヒータ３をオフする。ステップ２１では第１の所定時間（本実施例では３分）経過するまで待機する。ステップ２２では保温ヒータ３をオンする。ステップ２３では第２の所定時間（本実施例では７分）経過するまで待機する。ステップ２４で第１の感温素子１０の検知温度θを沸騰温度θｓとして記憶する。ステップ２５で第１の感温素子１０の温度が沸騰温度θｓ−補正温度θｔ（本実施例ではθｔ＝１℃）よりも低い場合には、ステップ２６に進み保温ヒータ３をオンする。また、同じあるいは高い場合にはステップ２７に進み保温ヒータ３をオフする。その後、ステップ２５に戻り同じ動作を繰り返す。
【００３２】
ここで、図示していないが第１の感温素子１０の検知温度θが９０℃よりも低い場合には、コーヒーの抽出のために水が追加されたと判断し、再湯沸かし動作に移行する。
【００３３】
この結果、加熱容器１内の水を沸騰温度に極めて近い温度で保温することができるので保温中のコーヒーの抽出においてもコーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、加熱容器内の水が沸騰後に貯水タンクに水を注ぎコーヒーを抽出して再沸騰状態となっても、沸騰時の蒸気による温度上昇の勾配の大きさによって沸騰を検知するので、沸騰を正しく検知することができ、再度のコーヒーの抽出の温度も高くできるとともに、蒸気温度検知手段の温度に応じて沸騰を検知するので、蒸気温度検知手段の温度が室温から蒸気温度に近い広い温度範囲において、沸騰を速やかに検知でき、また外乱に対しても誤検知しにくい沸騰検知を行うことができるので、加熱容器内の水を沸騰温度近くにすることで、給水パイプより熱湯が噴き出てくるのを抑えながら、コーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができるという効果が得られる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、感温素子の温度上昇が飽和する場合であっても、そのときの蒸気温度検知手段の温度に応じて沸騰検知するので、沸騰直後に何度もコーヒーの抽出を繰り返し、やがては感温素子の温度上昇が飽和するような場合でも、速やかに沸騰を検知することができるので、加熱容器内の水を沸騰温度近くにすることができる。しかも、給水パイプより熱湯が噴き出てくるのを抑えながら、コーヒーの抽出の温度も高く非常に美味しいコーヒーを抽出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるコーヒー沸かし器を示すブロック図
【図２】同、コーヒー沸かし器の動作時における温度推移の特性図
【図３】本発明の第２の実施例におけるコーヒー沸かし器の動作時における温度推移の特性図
【図４】本発明の第３の実施例におけるコーヒー沸かし器の温度推移の特性図
【図５】本発明の第３の実施例を示すコーヒー沸かし器のブロック図
【図６】本発明の第５の実施例における沸騰検知後の保温処理を示すフローチャート
【図７】従来のコーヒー沸かし器のブロック図
【符号の説明】
１  加熱容器
２  主ヒータ
３  保温ヒータ
１０  第１の感温素子
１１  蒸気通路
１２  第２の感温素子
１３  蒸気温度検知手段
１４  沸騰検知手段
１５  水温検知手段
１６  温度領域判定手段
１７  蒸気整流部材
【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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