(57)【要約】  本発明は、飲料を調製するための液体を保持するタンク（２）と、タンクを接続できるディスペンサ（７）とを備える飲料マシン（１）を開示し、タンク（２）は弁（８）を備え、ディスペンサは、ディスペンサ上のタンクに接続した弁を受容する開口（９）を備え、少なくとも１つの超音波送受信器（３）がディスペンサ（７）又はタンク（２）の中に配置され、送受信器から液面（５）までの距離（ｄ）を決定するために、超音波送受信器が、液体中で超音波（４ａ、４ｂ）を発信及び受信するように設計され、ディスペンサは、経時的に変化する距離（ｄ）、及び結果としてタンクから流出する液体の量（Ｖ）を決定するように構成された、超音波送受信器（３）に接続される制御ユニット（６）をさらに備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料を調製するための液体を保持するタンク（２）と、前記タンクが接続可能であるディスペンサ（７）とを具備する飲料マシン（１）であって、
前記タンク（２）が出口弁（８）を備え、
前記ディスペンサが、前記ディスペンサ上の前記タンクに流体的に接続した前記出口弁を受容する開口（９）を備え、
少なくとも１つの超音波送受信器（３）が前記ディスペンサ（７）及び／又は前記タンク（２）内に配置され、
前記送受信器から液面（５）までの距離（ｄ）を決定するために、前記超音波送受信器が、前記液体中で超音波（４ａ、４ｂ）を発信し且つ受信するように設計され、
前記ディスペンサが、経時的に変化する距離（ｄ）、及び結果として前記タンクから流出する前記液体の量（Ｖ）を決定するように構成された、前記超音波送受信器（３）に接続される制御ユニット（６）をさらに備える、飲料マシン（１）。
【請求項２】
前記タンク（２）の輪郭が前記制御ユニット（６）に記憶され、前記制御ユニット（６）が、前記タンク（２）から流出する液体の量（Ｖ）を前記輪郭に基づいて決定するように構成されている、請求項１に記載の飲料マシン（１）。
【請求項３】
前記距離（ｄ）が所定の閾レベルを横切ったかどうかを表示する警告信号ユニット（１１）をさらに備える、請求項１又は２に記載の飲料マシン（１）。
【請求項４】
前記超音波送受信器（３）が、前記出口弁の下のディスペンサ（７）の開口内に配置され、前記開口（９）の位置が前記出口弁（８）の位置と一致し、
前記出口弁（８）が、開いて、前記タンク内に収容されている液体中で前記超音波送受信器が超音波（４ａ、４ｂ）を発信及び受信ができるように設計されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）。
【請求項５】
前記ディスペンサ（７）が、前記超音波送受信器（３）が中に配置された空洞（１０）を備え、
前記空洞（１０）が前記ディスペンサ（７）の他の部分から分離され、
前記タンク（２）と前記ディスペンサ（７）が接続された場合、前記空洞（１０）の最上部（１０ａ）の外面が、前記タンク（２）内の液体と直接接触し、前記超音波（４ａ）を前記液体中に発信する、請求項４に記載の飲料マシン（１）。
【請求項６】
前記超音波送受信器（３）が前記空洞（１０）の最上部壁（１０ａ）の内面と直接接触する、請求項５に記載の飲料マシン（１）。
【請求項７】
前記超音波送受信器が前記タンクの底部壁上に又は底部壁の位置にて接続される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）。
【請求項８】
前記超音波送受信器が、電気接点（例えば、ピン及びリベット）のような無線接続手段によって、又は電磁コイルのような無接点接続手段によって前記ディスペンサに電気的に接続される、請求項７に記載の飲料マシン（１）。
【請求項９】
前記制御ユニット（６）が、前記受信超音波（４ｂ）に対応する受信信号を得るためのＡ／Ｄ変換を実施するようにさらに設計されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）。
【請求項１０】
前記超音波送受信器（３）が１．４ＭＨｚセンサである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）。
【請求項１１】
前記制御ユニット（６）が、所与の固定電圧レベルの受信信号を分析するようにさらに設計され、それによって、
前記受信信号の常に同一の周期スロープが前記分析のために使用され、
好ましくは、前記分析が、前記超音波（４ａ、４ｂ）の信号周期の３０°の位相で実施され、及び／又は
１：２より大きくない前記超音波（４ａ、４ｂ）の信号振幅変動で実施される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）。
【請求項１２】
前記超音波送受信器（３）が、短電圧パルスによって周期的に刺激されて前記超音波（４ａ）を発信するように構成された圧電素子を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の飲料マシン（１）
【請求項１３】
タンク（２）と、前記タンク（２）が接続可能であるディスペンサ（７）との間の弁アセンブリ（８、９）であって、
前記タンク（２）の底部に弁（８）を備え、
前記タンク（２）と前記ディスペンサ（７）が流体的に接続され、前記弁（８）の位置が前記ディスペンサ（７）の最上部の開口（９）の位置と一致し、前記弁（８）が前記流体的接続の結果として開かれ、
少なくとも１つの超音波送受信器（３）が、前記タンク（２）底部から前記液面（５）までの距離（ｄ）を決定するために、前記ディスペンサ（７）内に配置され、前記開口（９）を通して前記タンク（２）内の液体の中及び外へ超音波（４ａ、４ｂ）を発信し且つ受信するように設計されている、弁アセンブリ（８、９）。
【請求項１４】
請求項１３に記載のタンク（２）、ディスペンサ（３）及び弁アセンブリを備える飲料マシン。
【請求項１５】
飲料マシン（１）のタンク（２）内の液面（５）を監視する方法であって、
前記タンク（２）を前記飲料マシン（１）のディスペンサ（７）に接続し、それによって前記タンク（２）の弁（８）を開くステップと、
前記弁（８）を通して前記タンク（２）内の液体に超音波（４ａ）を発信するステップと、
前記液面（５）で反射された超音波（４ｂ）を、前記弁（８）を通して受信するステップと、
前記超音波（４ａ、４ｂ）に基づいて前記タンク（２）底部から前記液面（５）までの距離（ｄ）を決定するステップと、
前記タンクから流出する又はポンプ排出される液体の量を任意的に決定するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体型超音波送受信器を有する飲料マシンを開示する。特に、この超音波送受信器を用いることによって、飲料マシンのタンク内の液面、及び／又はタンクから流出する液体の量を正確に決定することができる。
【背景技術】
【０００２】
暖かい又は冷たい飲料を調製するマシンは一般に、水又はミルクなど液体が入れられたタンクを備える。このタンクは、飲料マシンのディスペンサに一般に取外し可能に接続することができ、飲料マシンは動作時に、タンクからの液体を使用して飲料を調製する。各飲料は通常、飲料原材料と混合されるべきある一定量の液体を必要とする。液体の量の決定が正確であればあるほど、飲料の品質が良くなる。さらに、タンクは通常、最大量の液体だけを保持すると想定される。加えて、飲料を調製するには、ある最少量の液体が必要とされる。この最少量の液体が存在しない場合には、液体供給が途絶することになる可能性があり、途絶すると調製される飲料に悪影響が及ぶことがある。例えば、タンクから流れ出る残留量の液体に気泡が閉じ込められることがあり、このため、タンクが飲料調製サイクル中に補充されても、飲料の精度に影響が及ぶことがある。したがって、タンク内の液面と、飲料の調製のためにタンクからマシンの中にポンプ注入される液体の量との両方を正確に測定することが望まれる。また、飲料の調製が不正確又は非効率的にならないように、飲料調製サイクル中にタンクからマシンに入る液体の中断、及び／又は異常な流量変化を防止することも望まれる。
【０００３】
最新の飲料マシンは、大抵、少なくともタンク上の標識又は印を用いてタンク内の液面を決定することができるようになっている。例えば、最少液面及び最大液面が一般に表示され、１つ又は２つの飲料を調製するのに必要な液面が場合により表示される。より高性能の飲料マシンは、タンク内の液面の状態を表示する表示器に接続された補充液面センサを備える。このようなセンサは、例えば浮きであり、液面の最上部に浮かんでその位置を決定できるように、液体よりも小さい密度を有する。環境すなわち液体の、タンク内の液面によって決まる静電容量を測定する電極もまた通常使用される。液面を決定するには、液体によって生じる圧力を検出する他のセンサを使用することもできる。
【０００４】
飲料マシンのタンクに流れ込む、又はタンクから流出する液体の量は一般に、例えば回転羽根など流量計によって測定される。この回転羽根は、流れる液体によって回転し、例えば１秒当たりの回転数に基づいて、流れる液体の量すなわち流量が決定される。
【０００５】
別々のセンサ又は測定デバイスが、それぞれ液面、及び液体の量、又はタンクから出る液体の流量を測定するために最新の飲料マシンに一般に使用されることだけでなく、さらなる不都合が存在する。
【０００６】
タンク上の標識又は印は、液面を表示するだけで、粗い推定値しか与えず、また液体が動く影響を非常に受けやすい。この標識又は印は、タンクから流出する液体の量についての適切な表示は何も与えない。加えて、タンクは一般に飲料マシンの後方に配置されるので、ユーザが液面を読み取るのは直接的ではなく、また簡単ではない。浮きもまた不正確であり、閉塞及び損傷に分別があり、マシンを清浄にしにくくする。上述の静電容量センサ、又は圧力センサなど他のセンサは、液体の中に、すなわちタンクの内側又はタンク下部で液体に接触して設置する必要がある。これにより、飲料マシンは清浄にすることがよりいっそう困難になり、また測定デバイスの信頼性に悪影響が及ぶ。さらに、上記のセンサでは限定された精度の量しか得られない。
【０００７】
流量測定用の回転羽根もまた、液体中に直接設置されなければならない。回転羽根はあまり正確ではなく、非常に壊れやすく、また破損しやすい。さらに、回転羽根は、予期しない何かの固体部が液体と一緒に流れた場合に妨げられる可能性がある。
【０００８】
国際公開第２００９／０６０１９２Ａ２号パンフレットは、電力による液体加熱容器及びその電子制御を開示している。この加熱容器は、貯蔵器及びコードレスの基部を備える。貯蔵器内の液面は、貯蔵器内で要素板に結合された超音波トランスデューサを用いて測定される。しかし、この発明は単に、容器から流出する又はポンプ排出される液体が全くない容器内の液面の制御にしか関連していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の不都合を考慮して、本発明は、最新技術を改善することを目的とする。特に、マシン内の調整粉乳（例えば、粉末又は濃縮液として）の一人前と混合する水の分量を正確に計量するためなど、タンク内の液面、及びタンクから流出する又はポンプ排出される液体の量を制御するための正確な測定システムを有する飲料マシンが望まれる。加えて、測定システムは、低廉な製造コストで良好な精度を実現しなければならない。飲料マシンは、良好な長期信頼性を有し、容易に清浄にできなければならない。飲料マシンのタンクとディスペンサの間には簡単な接続性が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の問題は、一体型超音波送受信器を有する飲料マシンを用いて本発明によって解決される。
【００１１】
第１の実施形態では、本発明は、飲料を調製するための液体を保持するタンクと、タンクが接続可能であるディスペンサとを備える飲料マシンを開示し、
タンクは出口弁を備え、
ディスペンサは、ディスペンサ上のタンクに流体的に接続した出口弁を受容する開口を備え、
少なくとも１つの超音波送受信器がディスペンサ及び／又はタンクの中に配置され、
送受信器から液面までの距離を決定するために、超音波送受信器が、液体中で超音波を発信及び受信するように設計され、
ディスペンサは、超音波送受信器に接続される制御ユニットをさらに備え、このユニットは、経時的に変化する距離、及び結果としてタンクから流出する液体の量を決定するように構成される。
【００１２】
超音波送受信器は、タンク内の液面を高精度で測定するための容易に実施可能なデバイスを実現する。さらに、この超音波送受信器を用いると、測定される液面の経時的な変化に対処する制御ユニットによって、水量を決定することができる。
【００１３】
好ましくは、タンクの輪郭（ｐｒｏｆｉｌｅ）が制御ユニットに記憶され、この制御ユニットは、タンクから流出する又はポンプ排出される液体の量を前記輪郭、及び経時的に変化する距離に基づいて決定するように構成される。このために、制御ユニットは、タンクの輪郭が記憶されるメモリを備える。記憶されるタンクの輪郭は、タンク内の液面の表面積を液面の最大表面積から最少表面積まで、タンクの長さ（例えば、深さ）に沿って積分することによって決定される。制御ユニットは、飲料の液量を、それが量の設定点に達したか、又は閾値を横切った後に液体の流れを遮断することによって制御するように構成される。液体の流れを遮断することは、ディスペンサ内のポンプをオフに切り替える、及び／又は出口弁を能動的に閉じる制御ユニットによって一般に得ることができる。
【００１４】
このようなシステムにより、液面と、タンクから分配される液体の量との両方を正確に決定することができる。
【００１５】
制御ユニットは、時間単位でタンクから流出する又はポンプ排出される液体量の変動を計算することによって、タンクから流出する、又はタンクからポンプ排出される液体の流量を決定するように任意選択で構成することができる。
【００１６】
さらに、単一の超音波送受信器が必要なだけである。制御ユニットはまた、超音波送受信器、及び超音波送受信器に埋め込まれたメモリに一体化することもできる。液面と、送出される液体の量との両方を、回転羽根などの複雑で壊れやすい流量計を実装することなく、非常に高精度に決定することができる。
【００１７】
流量計の機能を得るために、量の変動を時間の関数として、例えば数ミリ秒程度の非常に小さい時間間隔内で制御することによって、また例えば、決定された量が設定量に達したときにポンプを停止することによって、正確な量が決定される。
【００１８】
液体は、タンクからディスペンサへ重力だけで（ディスペンサ内でポンプを使用しないで）流出できることに留意されたい。これは、低い液体の圧力で十分な場合にそうなりうる。このような場合、液体の流れを制御するための能動的な弁を有することが好ましく、このような弁は制御ユニットの制御のもとにあり、タンク及び／又はディスペンサに設置される。
【００１９】
好ましくは、飲料マシンは、距離が所定の閾レベルを横切ったか（すなわち、越えたか、又は達していないか）どうかを表示する警告信号ユニットをさらに備える。したがって、ユーザは、例えば１つ又は複数の飲料を調製するのに十分な液体がタンク内にあるかどうか、或いは限界の最少又は最大液量に達したかどうかが正確に分かる。信号ユニットは発光ユニットを備えることができ、この発光ユニットは、ユーザが容易に確認可能な飲料マシンの前面に配置することができる。警告信号ユニットは、発光ユニット、音を発するユニット、又はこれらの組合せとすることができる。
【００２０】
警告信号ユニットと併せて、又は別法として、距離が所定の閾レベルを横切ったときにディスペンサへの液体の流れを遮断する手段が設けられる。このような流れ遮断手段は、ディスペンサ内のポンプをオフに切り替えるプログラムとして制御ユニット内に組み込むことができる。
【００２１】
警告信号ユニットはまた、流量に誤りが検出されたとき（すなわち、各時間間隔における量の変動）に表示するように構成することもできる。例えば、設定量に達する前に流量が異常に低下又は止まった場合、警告信号ユニットが作動される。例えば、警告信号は、巡回路内の重大な石灰石堆積などが理由の、流体巡回路内の流れ制約状態を表示し、それによって、石灰石除去プログラムの導入又は実行を要求することができる。併せて、及び／又は別法として、飲料マシンを損傷すること、及び／又は飲料を不適切に調製することを回避するために、流れ供給は、ディスペンサのポンプをオフに切り替えるなど、流れ遮断手段によって遮断することができる。
【００２２】
警告信号ユニットはまた、飲料調製の終わりに液体の量が飲料の量の設定点に達したときに知らせるように構成することもできる。それ自体は知られているように、それぞれ異なる飲料の量（例えば、３０、５０、７０、１２０、２２０ｍｌ）に対するいくつかの設定点が制御ユニットのメモリに記憶される。
【００２３】
第１のモードでは、超音波送受信器は、出口弁の下のディスペンサの開口内に配置される。この開口の位置は、タンクがディスペンサ上の適所にあるときの弁の位置と一致する。弁は、開いて超音波送受信器がタンク内の液体の中に超音波を発信及び受信できるように設計されている。特に、弁は、タンクがディスペンサに挿入される結果、ディスペンサの抑え手段によって横に押されるように構成される。例えば、弁をディスペンサの開口内の傾斜面によって押すことができる。弁の後部もまた、ディスペンサの傾斜面によって係合されたときに適正な側面位置を取るように傾斜させることができる。ディスペンサ内の超音波送受信器の位置により、タンクは容易に取外し、補充し、又は清浄にすることができる。液体と送受信器の間の直接接触が必ずしも必要とされないので、飲料マシンはより長い寿命を呈することができる。
【００２４】
ディスペンサ内に超音波送受信器を配置することによって、例えばプラスチック又は他の適した材料でできている、簡単なタンクを使用することができる。タンクは、いかなる電気コネクタも必要とせず、ディスペンサから取り外された場合に、超音波送受信器は移動されない。このような構成により、タンクは、清浄にするのが非常に簡単になる。ディスペンサの開口と重なり合い、タンクがディスペンサと接続されると開く前記弁をタンクに備えることによって、液面測定をより高精度に実施することができる。その理由は、発信された超音波が、タンク底部壁又は閉じた弁によって、或いは不要な反射、したがって測定の悪化を生じさせうる何か他の阻止要素によって阻止されないからである。さらに、開いた弁により、飲料マシンは、飲料を調製するためにタンクから液体をポンプ排出することが可能になる。好ましくは、ディスペンサは、超音波送受信器が中に配置される空洞を備える。空洞は、ディスペンサの他の部分から分離され、タンクとディスペンサが接続されると、空洞の最上部の外面がタンク内の液体と直接接触し、超音波を液体の中に直接発信する。
【００２５】
超音波送受信器を空洞内に配置することによって、この構成要素はディスペンサ内の液体から分離される。したがって、飲料マシンが飲料を調製する場合、したがってタンクからディスペンサを通して液体をポンプ排出する場合、超音波送受信器は液体から保護される。これにより、送受信器の寿命が伸び、送受信器の必要な清浄化の頻度が少なくなる。さらに、液体の流路が阻止されない。空洞の最上部を通して超音波が発信される。この最上部の外面がタンク内の液体と直接接触しているので、弁が開いた後、中間にある空気層、又は超音波の経路を阻止する他の材料からの不要な反射が発生せず、したがって、液面及び／又は流量の測定の信頼性及び精度がより高くなる。
【００２６】
好ましくは、超音波送受信器は、空洞の最上部壁の内面と直接接触する。すなわち、超音波送受信器と空洞の最上部の内面との間に空気層、又は他の材料の層が存在しない。したがって、超音波は、送受信器から空洞の最上部の中に最も効率的に結合することができ、またその最上部からタンク内の液体の中に最も効率的に結合することができる。その理由は、タンク内の液体が空洞の最上部の外面と直接接触しているからである。液面での反射以外の、例えば送受信器と空洞最上部の間にある空気層によって生じる不要な反射が回避され、測定信号を最適化することができる。
【００２７】
好ましくは、空洞の最上部は開口の幅ほど広い。これにより、超音波と液体の間に良好な結合が得られる。
【００２８】
本発明の第２のモードでは、超音波送受信器はタンクの底部壁の上、又は底部壁に接続される。送受信器は、好ましくは底部壁上の出口弁から横方向に離れている。「横方向に離れている」という言葉は、ここではタンク内の液体表面に平行な方向における２点間の隔たりを指す。送受信器は、底部壁の空洞内に配置することができ、この底部壁は、タンク内の液体から分離されているが、タンクの最上部の方への超音波に対しては十分に透過性である。この送受信器は、タンクがディスペンサに液体連通で挿入された結果として、ディスペンサに電気的にプラグ接続されることになるように構成された無線コネクタを有する。送受信器は、ディスペンサの開口に係合される弁から軸方向に離れていることが好ましい。
【００２９】
好ましくは、空洞は、タンクの底部壁の一体化部分として形成することができる。空洞は、タンクの内側に向かって延び、このような場合、空洞は、（例えば、プラスチックの）密封最上部壁で不浸透性に閉じられなければならない。空洞はまた、タンクの外側に向かって延び、好ましくは後蓋で不浸透性に閉じることもできる。空洞はまた、（例えば、プラスチックの）ケースで形成することもでき、このケースは、タンクの壁から分離しており、溶接又は接着剤などによってタンクと接続される。すべての場合で、空洞は、ディスペンサ上へのタンクの挿入時にディスペンサとの無線接続を可能にするために、送受信器の電気コネクタがタンクから外側に突出できるように、（第１のモードのタンクの底部壁などの）送受信器の後方接点側と接触する壁又は蓋に小さな開口をさらに備える。コネクタは、それ自体は知られているように、ばねバイアスすることができる。
【００３０】
超音波送受信器は、電気接点（例えば、ピン及びリベット）などの無線接続手段によって、又は電磁コイルなどの無接点接続手段によってディスペンサに電気的に接続することができる。
【００３１】
このモードでは、ディスペンサ上のタンクの存在を検出するのに送受信器の電気的接続を使用することができる。このような存在は、飲料装置の制御ユニットによって電圧若しくは電流、又は他の適切な電気的検出を介して検出することができる。このような手段によるタンクの検出は、装置上の発光信号手段（例えば、ＬＥＤ）と結び付けることができる。
【００３２】
もちろん、送受信器の主要な発信手段及び受信手段はまた、タンク及びディスペンサ内に分散させることもできる。例えば、超音波送信機はタンクの一部とすることができ、超音波受信器は、出口開口内などに設置されたディスペンサの一部であり、或いはその逆である。
【００３３】
一般に（すなわち、すべてのモードで）、制御ユニットは、受信超音波に対応する受信信号を得るためのＡ／Ｄ変換を実施するようにさらに設計される。
【００３４】
好ましくは、超音波送受信器は、１．４ＭＨｚセンサである。
【００３５】
好ましくは、制御ユニットは、所与の固定電圧レベルの受信信号を分析するようにさらに設計され、それによって、受信信号の常に同一の周期スロープが分析のために使用され、分析は、超音波の信号周期の３０°の位相で実施され、及び／又は１：２より大きくない超音波の信号振幅変動で実施されることが好ましい。
【００３６】
制御ユニットは、少なくとも８ＭＨｚ、好ましくは少なくとも１６ＭＨｚで動作するようにさらに設計されることが好ましい。
【００３７】
上述の電子設計実施により、液面及び／又は流量の測定の分解能を改善することができる。
【００３８】
好ましくは、制御ユニットは、約０．５秒間の距離の測定値を平均するようにさらに設計される。
【００３９】
測定値を平均することによって、動乱水面により生じる液面の高さのずれを防止することができる。測定値の可能な最良の結果を得るには、液面は可能な限り平静でなければならない。
【００４０】
好ましくは、超音波送受信器は、短電圧パルスによって周期的に刺激されて超音波を発信するように構成された圧電素子を備える。
【００４１】
一態様では、本発明は、タンクと、タンクを接続できるディスペンサとの間の弁アセンブリに関する。この弁アセンブリはタンクの底部に弁を備え、タンクとディスペンサが接続された場合、弁の位置がディスペンサの最上部の開口の位置と一致し、少なくとも１つの超音波送受信器が、タンク底部から液面までの距離を決定するためにディスペンサ内に配置され、弁を通してタンク内の液体の中及び外へ超音波を発信及び受信するように設計される。
【００４２】
本発明の弁アセンブリにより、タンクを容易に取り外し清浄にすることができるようにディスペンサ内に超音波送受信器を配置することが可能になる。さらに、弁は、開かれた場合に発信超音波を遮らないので、液体の中への超音波のより良好な結合が実現され、したがって、液面及び／又は流量の測定値はより信頼できる。
【００４３】
本発明の別の態様は、飲料マシンのタンク内の液面を監視する方法を開示する。この方法は、タンクを飲料マシンのディスペンサに接続し、それによってタンクの弁を開くステップと、弁を通してタンク内の液体の中に超音波を発信するステップと、液面で反射された超音波を開口を通して受信するステップと、その結果として、超音波に基づいてタンク底部から液面までの距離、及びタンクから流出する又はポンプ排出される液体の量を決定するステップとを含む。
【００４４】
超音波送受信器を用いて飲料マシンのタンク内の液面を測定することによって、非常に正確で迅速な方法が得られる。その理由は、超音波が液体と空気の間の界面で直接反射されるからである。超音波送受信器をディスペンサの中に組み込むことによって、飲料マシンのタンクは、補充又は清浄化のために取外し可能なままであり、ディスペンサとタンクの間の接続性は簡単なままである。
【００４５】
本発明はまた、飲料を調製するための液体を保持するタンクと、タンクを流体的に接続できるディスペンサとを備える飲料マシンに関し、
タンクはその底部に出口弁を備え、
ディスペンサは、その最上部に出口弁と流体的に接続するための開口を備え、
少なくとも１つの超音波送受信器が、タンク底部から液面までの距離と、任意選択でタンクから流出する又はポンプ排出される液体の量とを決定するために、ディスペンサ及び／又はタンク内に配置されて、出口弁を通してタンク内の液体の中及び外へ超音波を発信及び受信する。
【００４６】
別の発明は、飲料ディスペンサの座部に挿入されるようになっている底部分を備える飲料マシンの水タンクに関し、この底部分は、出口弁アセンブリなどの水出口がある底部壁を備え、この底部分は、弁アセンブリよりも長くなるように構成された、且つ水出口が平坦面に接触することなく水タンクを平坦面の上に維持するように構成された支持手段を備える。このような水タンクの構成により、水タンクが台所テーブルなどの平坦面の上に置かれたときに、弁アセンブリが決してその平坦面と接触しないので、衛生の問題が解決する。
【００４７】
本発明は、参照することによって本明細書に組み込まれる添付の特許請求の範囲によってさらに定義される。
【００４８】
本発明は、添付の図を参照して以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１のモードによる本発明の飲料マシンのタンク、ディスペンサ、及び超音波送受信器の概略図である。
【図２】第１のモードによる本発明の飲料マシンのディスペンサ及び超音波送受信器を示す図である。
【図３】タンクとディスペンサが接続されたときの本発明の飲料マシンの弁アセンブリを示すより広範で詳細な図である。
【図４】弁が閉じられているときと、弁が開いているときの本発明の飲料マシンの弁アセンブリを比較する図である。
【図５】本発明の測定信号を示す図である。
【図６】本発明の超音波送受信器を刺激するのに用いる単接合トランジスタを示す図である。
【図７】本発明による方法を実施することによって得られる信号を示す図である。
【図８】本発明の方法によって得られる信号を評価するために使用される簡単なシュミットトリガ回路を示す図である。
【図９】本発明の第２のモードのディスペンサ及びタンクを示す図である。
【図１０】第２のモードの水タンクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明の飲料マシンのタンク２及びディスペンサ７を示す。タンク２は、暖かい又は冷たい飲料を調製するために飲料マシンで使用される液体（陰をつけた領域で示す）を保持する。好ましいが限定的ではない例として、マシンは、調整粉乳などの栄養液を調製するように設計される。図を分かりやすくするために、ポンプ、ヒータ及び煎じ（又は希釈）ユニットなどのよく知られている飲料マシンの諸部分は表されていない。一般に、タンク内の液体は水である。しかし、本発明は水を保持するタンクに限定されず、このタンクはミルクなどの異なる液体を保持することもできる。例えば、液体は次に、包装容器（例えば、分割された密封容器又は小袋）に入れられた調整粉乳粉末又は液体濃縮物などの原材料の一人前と混合することができる。
【００５１】
タンク内の液体と空気の間の界面は液面５である。タンクの底から液面５までの距離は、タンクの右側の両方向矢印で示され、ｄで表示されている。超音波送受信器３は、以下でより詳細に説明するように、タンク２下方のディスペンサ７の中に置かれている。タンク２は、好ましくはプラスチックで作られる。その理由は、プラスチックは製造するのに安価で重量が軽いからである。さらに、タンク２は清浄にするのが簡単であり、食器洗い機で清浄になるように設計することさえできる。しかし、タンク２はまた、液体を入れることができる材料で、すなわち送受信器３がタンク２の外側に配置される場合に、送受信器３から中に結合される超音波を発信できる他の材料で作ることもできる。タンク２の形は、下部が長方形であり上部が球状であるとして示されているが、タンク２は、飲料マシン１と合致する任意の形を呈することができる。
【００５２】
超音波送受信器３は、超音波４ａを発信することができ、また超音波４ｂを受信することができる。発信された超音波４ａは、以下でより詳細に説明するように、液体の中に結合し、液面５で液体と空気の間の界面に達するまで液体中を伝搬する。この界面５で、超音波４ａは反射され、反射波４ｂは、ある一定の時間後に超音波送受信器３で受信される。超音波送受信器３は、発信された超音波４ａが戻るのに要したこの時間を測定するが、液体中の超音波４ａ、４ｂの速度が分かっているので、超音波送受信器は、超音波４ａ、４ｂの発信から受信までの検出時間差に基づいて、タンク２の底部から液面５までの距離ｄを決定することができる。この時間差及び／又は距離ｄは次に、超音波送受信器３によって、送受信器３に電気的に接続されている制御ユニット６へ送出される。制御ユニット６はまた、超音波送受信器３と一体化することもできる。制御ユニット６は、例えば異なる液体中の超音波の各伝搬速度である、関連情報が記憶される記憶デバイスをさらに備えることもできる。さらに、タンクの輪郭を制御ユニット６に記憶することもできる。このような輪郭は、例えばタンクの正確なトポグラフィを描写し、或いは、タンク２内の液体の量を液面５と曖昧さなく関係付ける類似の情報になる。タンク２の輪郭が単純に設計されればされるほど、流量をより簡単により正確に決定することができる。理想的にはタンク２は、立方体、平行六面体、円筒など、容積の変化（増加／減少）が距離ｄと直線的な関係がある内部容積を有して設計される。
【００５３】
超音波送受信器３及び制御ユニットには、ディスペンサ７を介して電力が供給される。ディスペンサ７は、何らかの電圧源へのケーブル接続部を有することができ、或いは誘導結合を介して電圧を受け取ることができる。同様に、送受信器３及び制御ユニット６まで電力を供給するために、コネクタをディスペンサ７の内部で固定配線することができ、或いは電力の誘導結合を行うことができる。ディスペンサ７はまた、外部電源により再充電できる電池を備えることもできる。超音波送受信器３及び／又は制御ユニット６は、個別の電源スイッチを有することができ、これらのスイッチは、例えば飲料マシンの筐体上に設けることができる。したがって、測定が不要のときは、飲料マシンが飲料を調製するために電力を消費しているときでも、各構成要素が電源から切り離されて待機電流が節減される。
【００５４】
タンク２から出る量又は流量を決定するために、特に、液体巡回路（図示せず）内でディスペンサのポンプで吸引されたときにディスペンサに向かってタンクを出る量を決定するために、超音波送受信器３は、上で説明した距離ｄについての複数の測定を実施する。これらの測定は連続的又は離散的に実施することができる。各測定で新たな距離ｄが送受信器で決定され、制御ユニット６へ送信される。２つの測定が互いに速く追えば追うほど、分配量又は流量をより高精度に決定することができる。後に続く測定の間中、超音波送受信器は、連続して超音波を発信及び受信することができる。或いは、送受信器３は超音波を所与の期間だけ発信及び受信し、そのため消費する電力が少ない。制御ユニット６に記憶されている、且つタンク２内の液体の量を液面５と関係付けるタンクの輪郭に基づいて、制御ユニット６は、距離ｄの変化を経時的に、又は各個別の測定ステップによりそれぞれ監視し、流量を決定することができる。例えば、制御ユニット６で、何デシリットルの液体が液面５のある特定の変化に相当するか、液面５が下がっているか上がっているかが分かれば、制御ユニット６は分配量又は流量を決定することができる。
【００５５】
分配量（又は流量）の測定値、すなわち距離ｄの最良の分解能を得るために、超音波送受信器３は、タンク２の幅に対して中心に置かれる。したがって、超音波４ａ及び４ｂもまた、主にタンク２の中心で伝搬し、液体と空気の界面５で反射する。飲料マシン１が動くことによって動乱した液体表面が生じても、タンク２の中心では液面５が安定である可能性が高い。一般にタンク２の縁部では、このような動乱が液面５の上昇又は低下をより激しくする。
【００５６】
超音波送受信器３を配置するための好ましい解決策が図１に示されている。飲料マシン１は、ディスペンサ７を備え、このディスペンサは、飲料マシン１が飲料を調製するように動作している場合、液体をタンク２からポンプ排出する。タンク２上の三角形突起部１３ａ、及びディスペンサ７上の対応する三角形凹部１３ｂで示されるように、ディスペンサ７とタンク２は、取外し可能に接続することができる。三角形の突起部／凹部は、ディスペンサ上でのタンクの相補的取付けを一定の形にして、後で説明するように、タンクとディスペンサの間の適正な流体的接続を確保する。しかし、このような相補的取付けは、多くの異なる設計及び／又は構造によって得ることができる。飲料マシンが動作するには、タンク２はディスペンサ７に接続されなければならず、タンク２を補充する、又はタンク２を清浄にするには、タンク２をディスペンサ７から外すことができなければならない。タンク２は、接続された状態でディスペンサ７の上に立っていることが好ましい。超音波送受信器３は、好ましくはディスペンサ７の中に配置される。したがって、補充又は清浄化のためにタンク２がディスペンサ７から取り外されるとき、送受信器３は取り外される必要がない。したがって、タンク２は、電子構成要素又は電気コネクタがない、非常に簡単なタンクにすることができる。さらに、タンク２は、清浄にするのが非常に簡単であり、また非常に軽い。タンク２がディスペンサ７に接続されると、超音波送受信器３はタンクの底部の直下に位置し、好ましくはタンクの幅に対して中心に置かれる。
【００５７】
タンク２はさらに、その底部に出口弁８を備える。ディスペンサ７は、その最上部に対応する開口９を備え、タンク２とディスペンサ７が接続された場合、弁８の位置と開口９の位置はちょうど重なり合い、その結果、飲料マシン１が動作するとき、液体がタンク２からディスペンサ７に流れ込むことができるようになる。さらに、自動機構を使用することによって、タンク２が接続のためにディスペンサ７の上に置かれると弁８が開く。例えば、図３に示されるように、弁８がディスペンサ７の傾斜板１２によって横に押される機構を使用することができる。傾斜板１２は、圧力を受けて弁８を傾け、弁８は、例えば回転可能又は摺動可能であり、開口９が露出される。図３で、弁８は、それが横に押されると弁の底部が空き、ディスペンサ７の開口９を通して飲料マシン１の中に液体をポンプ注入できるように構築される。ばね１４を使用して、タンク２がこのディスペンサ７から取り外された後、液体がタンクから漏れ出ないように弁８を自動的に閉じさせることができる。このばねは、弁８の底部分に対し傾斜板１２と反対の方向に力を作用させ、それによって弁が傾き元の位置に戻って開口９が閉じる。
【００５８】
図１及び図３で分かるように、弁８が横に（且つ上向きに）押されてその座部１５から離れると、液体の中への発信超音波４ａの経路は阻止されなくなる。したがって、超音波４ａは液体の中に直接結合され、液面５の液体−空気界面だけで反射される。阻止された経路では信号強度が低減され、不正確な測定結果をもたらす不要な反射の危険性が生じる。
【００５９】
図２で概略的に示され、図３でより詳細に示されるように、一体型又は別々の部品とすることができる超音波送受信器３及び制御ユニット６は、ディスペンサ７の例えば空洞１０の中に配置される。空洞１０は、タンク２からディスペンサ７にポンプ注入された液体が空洞１０に入らないように、ディスペンサの残りの部分から分離される。それによって、超音波送受信器３及び制御ユニット６は、液体と直接接触することが防止される。
【００６０】
例えば、空洞１０はホース継ぎ手１６の外側に設けられ、ホース継ぎ手１６は、座部１８及び接続手段（図示せず）を介してディスペンサ基部１７に流体密封にして接続される。ホース継ぎ手は、液体が過度に妨害されることなく、したがって過度の圧力低下を引き起こすことなく弁から出ることができるように、例えば、空洞１０及び弁を取り囲む環状チャンバ１９を形成することができる。ホース継ぎ手はさらに、グランド４５によって流体ライン（図示せず）に接続することができる。こうして液体の流れは、半径方向に（流れＦ）、又は結合部の構成に応じて他の適切な方向に向けることができる。
【００６１】
これにより、これら電子構成要素の信頼性及び寿命が増加する。さらに、平坦で一様な表面しかないので、システムの残りの部分は清浄にするのが非常に簡単になる。超音波送受信器３は、理想的には空洞１０の最上部壁１０ａの内面に取り付けられる。超音波送受信器３は、空洞１０の最上部壁１０ａの内面と送受信器表面の間に空気、又は他の残留物若しくは材料がないように取り付けなければならない。空洞１０は、例えばプラスチックで作ることができ、送受信器３は、加硫などの処理によって空洞１０の最上部壁１０ａの内面に取り付けることができる。送受信器３はまた、最上部壁１０ａの一部、又は空洞１０の最上部壁１０ａの内側とすることもできる。超音波４ａと干渉しない特殊な接着剤が使用される場合、送受信器３はまた、空洞１０の最上部壁１０ａの内面に接着及び／又は圧入することもできる。
【００６２】
ディスペンサ７とタンク２が接続された状態で弁８が開いた場合、液体がディスペンサ７に入り、空洞１０の最上部壁１０ａの外面と直接接触する。すべての空気が液体によって押しやられる。超音波送受信器３が動作すると、超音波４ａは空洞の最上部壁１０ａと結合され、最上部壁の外面からタンク２の液体の中に直接発信される。このような弁アセンブリでは、空洞１０と液体の間に空気層がないので、液体の中への波４ａの結合が最適化される。空洞表面１０ａの材料は、超音波送受信器３から発信される超音波４ａが信号損失なしで、又はほんのわずかの信号損失で液体の中に発信されるように選択されなければならない。プラスチック又は類似の合成材料は、好適な材料選択の代表例である。
【００６３】
図４に、説明された動作に関する弁アセンブリの概観が示されている。図４の左側で、タンク２及びディスペンサ７は分離された状態で示されており、弁８は、タンク底部の弁の座部１５に対し、例えばばね１４によって弁の液体密封閉鎖位置に押し込まれる。もちろん、弁８を同様にその閉鎖位置に押し込み、又は動かして戻す他の機構を使用することもできる。図４の右側では、タンク２がディスペンサ７の上に設置されている状態が示されている。ディスペンサ７の開口９と弁８は重なり合い、傾斜板１２により弁８が横向きに（且つ上向きに）押され、それによって液体のための、また、超音波送受信器３又は空洞１０の最上部壁１０ａそれぞれによって発信される超音波４ａのための経路が開く。弁８は、弁の変位によって作り出された通路が、開口９に入る液体の流れを著しく妨げないようにするのに十分なように、高い方の板の側に偏った側面４１がある非対称形設計を有することが好ましい。超音波４ａは液体中を液面５まで伝搬し、波４ｂとして反射され、超音波送受信器３で再び受信される。次に、液面５までの距離ｄの決定が上述のように行われる。
【００６４】
超音波と液体の間の良好な結合を確保するには、超音波送受信器３が装着される空洞１０の最上部壁１０ａは、可能な限り大きくなければならない。理想的には、空洞１０の表面１０ａは、ディスペンサ７の開口９の幅と同じほど広い。しかし、こうすることはディスペンサ７内部で必要な液体経路により、不可能なことがある。
【００６５】
飲料マシン１は、制御ユニット６及び／又は超音波送受信器３に電気的に接続される警報信号ユニット１１をさらに備えることができる。警報信号ユニット１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で作ることができ、この発光ダイオードは、距離ｄが所定の閾レベルを超えたとき、又はそれに達しないときに、例えば点滅する信号を与える。このような所定の閾レベルで、例えばタンク２内の液体の分量が、１つの飲料及び／又は所与の数の複数の飲料を調製するのに十分ではないことを表示することができる。また、タンク２内の最少量又は最大量を表示することもできる。信号ユニット１１は、ユーザが容易に確認可能な飲料マシン１の外側に配置されることが好ましい。しかし、信号ユニット１１はまた、ディスペンサ７の内部にあって透明な窓で覆われてもよい。このようにして信号ユニット１１はまた、液体から保護されている空洞１０の中に配置することもできる。信号ユニット１１はまた、飲料マシン１の必要な清浄化など、例えば時期が決められた事柄である、他のことを表示することもできる。信号ユニット１１はまた、タンク２が適正にディスペンサ７と接続されているかどうか、及び／又は弁８が適正に開いているか、若しくは閉じているかを表示することもできる。信号ユニット１１は、液面５の測定が正しく行われているかどうか、又は誤差が一定のレベルを超えているかどうかをさらに表示することができる。さらに、決定された液面５と、記憶された飲料パラメータに基づく計算とに基づいて、タンク２内の液体がいくつの飲料に十分であるかを示す数字表示もまた実現可能である。信号ユニット１１はまた、流量値を表示することもでき、或いは、調製されるべき所定の飲料に対し流量が十分であるか、あまりに遅くないか、及び／又はあまりに速くないかどうかを表示することもできる。万一の場合に備えて、制御ユニット６は、警告信号を自動的に送出し、又は飲料の調製を自動的に中止することができる。
【００６６】
液面５又は流量の測定の良好な分解能を得るために、いくつかの改善を実施することができる。超音波周波数は可能な限り高くすべきであり、したがって分解能は、ほとんど受信信号の分析によって制限される。制御ユニット６は、空気と液体の界面５で反射された受信超音波４ｂを受信信号に変換するＡ／Ｄ変換を実施することができる。低コストの超音波送受信器３を用いて、固定された所定の電圧レベルで信号が分析されるだけであるので、可能な最良の解決策を常に実現するには、受信信号の同一の周期スロープが選ばれなければならない。受信信号の典型的な正弦波形が図５に示されている。垂直軸は振幅を示し、水平軸は位相を度で示す。可能な最良の分解能を得るには、測定は３０°の位相で実施されなければならない。加えて、振幅の変動は最大１：２でなければならない。超音波送受信器３として１．４ＭＨｚセンサを使用することによって、距離ｄの決定のための可能な分解能は、上述の設定で約０．０５ｍｍになる。０．０５ｍｍの偏差は、制御ユニット６で実行されるソフトウェアプログラムによって任意選択で除去することもできる。分解能はまた、制御ユニット６のタイマによっても制限され、制御ユニット６は、少なくとも約８ＭＨｚ以上、好ましくは約１６ＭＨｚ以上で動作させなければならない。全体で、それぞれの動作速度で０．２ｍｍ及び０．１ｍｍの分解能を得ることができる。
【００６７】
測定を誤らせる可能性がある別の影響は、液面５が平静でなく、表面が動乱しているならば、例えば飲料マシン１が動くことによって生じる。生じる液面偏差は、タンク２の中心よりもタンク２の縁部の方が悪い。したがって、上述の超音波送受信器３は、より良い結果を得るためにタンク２の中心近くに置かなければならない。さらに、制御ユニット６は、測定値を平均するように、また短時間に発生する偏差があればなくするように構成される。制御ユニット６は、約０．５秒間の平均を示すことができる。タンク底部から液面５までの距離ｄの決定の分解能は、制御ユニット６で実施される流量の決定に関係する。
【００６８】
一般的に、排出液体量（例えば、水分配量）は次式によって求められる。
【数１】
2013529941.tif 000003
ここで、面積（ｘ）は水位ｘにおける水の面積であり、その体積はｘ１とｘ２の間の排出液体（例えば、水）量である。
【００６９】
超音波測定及び距離ｄの決定の信頼性と分解能を改善するには、表面動乱の影響を打ち消す追加の方策を有利に用いることができる。例えば、ディスペンサ７とタンク２の間に１つ又は複数の緩衝器を用いて、タンク２を浮動するようにしてディスペンサ７の上に装着することができる。ユーザ操作によって生じた飲料マシン１の動きはディスペンサ７に移るが、タンク２では、タンク２とディスペンサ７の間の緩衝器によって打ち消される。したがって、タンク２の動きは低減される。緩衝器は、弾性ゴム材料、又は振動を抑えるのに適した他の任意の材料のものとすることができる。緩衝器は、タンク２及びディスペンサ７と接触し、それによってタンク２とディスペンサ７の間の直接接触なしでタンク２が適所に保持される。したがって、ディスペンサ７からタンク２に移る振動は抑えられ、その結果、液体表面が平静になる。
【００７０】
タンク２はまた、液体が中に保持される内側容器を備えることもできる。この内側容器は、内側容器とタンク２の間の可動又は回転可能な接続部を用いて、タンク２の中で回転させることができる。タンク２に動きが加えられた場合、内側容器は、その重量により、タンク２の内部でわずかに動いてその動きを打ち消す。空気が内側容器とタンク２の壁の間に存在しないこと、また容器が、内側容器に出入りする超音波４ａ、４ｂの波形を乱さない材料で作られていることに注意を払わなければならない。
【００７１】
また、タンクをスポンジなどの材料で充填することも考えられ、この材料は液体に浸透し、波の形成を防止し、それによって、より平静な液体表面になる。この充填材料は、飲料マシン１によってタンク２からディスペンサ７の中へ液体を依然として容易にポンプ注入できるように設計しなければならない。さらに充填材料は、反射が液面５だけで起こるように、超音波４ａ、４ｂに対して透過性で効果のないものでなければならない。タンク２をスポンジなどの材料で完全に充填する代わりに、例えばプラスチックでできている単一の妨害要素をタンク２の内部に配置することができる。この妨害要素は、液体の波が形成されることを妨害し、そうして波の形成を低減させる。或いは、かなりの質量を有する浮遊要素を液面５に、及び／又は液面５の直下に置いて、その慣性により液体の波の形成を防止することができる。
【００７２】
上述の各例はすべて、飲料マシンが動作し、液面５の読取値が取得されるときに、タンク２内の液体の表面を平静にする目的に役立つ。飲料マシン１は動作中、動かしたり傾けたりしてはならないが、マシンを操作することによってユーザがタンク２内の液体を動かす可能性があり、液面５又は流量の測定時にその動きが抑えられない場合には、測定の精度が悪くなる。本発明はまた、液体表面が平静になる、又はタンク２の動きを打ち消すことになることが知られている、上述していない最新技法と共に提供されてもよい。
【００７３】
図６は、単接トランジスタ（Ｑ１２Ｎ６０２７）を示し、このトランジスタにより超音波送受信器３が短電圧パルスで刺激される。パルス間の時間は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１により調整することができる。抵抗Ｒ２及びＲ３によりスイッチレベルを制御することができる。この抵抗は、特に流量の決定が行われるときに、送受信器３を刺激するのに使用される。刺激のたびに超音波送受信器３は超音波４ａを発信し、距離ｄを決定することができる。液体がタンク２から流出し、又は流れ込む場合、この距離ｄは経時的に、すなわち測定ごとに変化し、制御ユニット６は、流量を決定することができる。正確な流量を得るには、パルス間の時間は可能な限り短くしなければならない。最善の場合で、測定は連続して実施される。しかし、その評価は、制御ユニット６の速度、及び超音波送受信器３の速度によって制限される。
【００７４】
図７は、超音波送受信器３で受信される典型的な信号を示す。信号は、オシロスコープを用いて記録される。信号は、ソフトウェアプログラムによって提示され評価される。発信された超音波４ａと受信された超音波４ｂとの間の時間は、約４２μｓである。これにより、タンク２の底部と液面５の間の距離ｄが約２９．４ｍｍと算出される。
【００７５】
図８は、発信された超音波４ａと受信された反射された超音波４ｂとの間の時間差を評価するために使用されるシュミットトリガ回路を示す。超音波送受信器３が高い共振周波数を有するので、比較器の応答時間は２００ｎｓより長くてはならない。
【００７６】
要約すれば、一体型超音波送受信器３を有する飲料マシン１が提示され、送受信器３を動作させる方法が説明されたが、この方法を用いて飲料マシン１のタンク２内の液面５、及び／又はタンク２の中及び／又は外への流量を迅速に、容易に、且つ高精度で決定することができる。両方の測定に対し、単一の一体型超音波送受信器３だけを飲料マシン１のディスペンサ７の中に実装すればよく、それによって、２つ別々の測定デバイスを使用する最新技術のマシンと比較して、スペース及びコストが節減される。
【００７７】
飲料マシン１のタンク２とディスペンサ７の間の特別な弁アセンブリにより、タンク２の液体の中への超音波４ａの良好な結合を確保することができる。さらに、超音波送受信器３がディスペンサ７内に配置されるようにマシンが設計されるので、タンク２は簡単に構築でき、また容易に清浄にし補充することができる。タンク２とディスペンサ７の間には、液体だけをタンク２からディスペンサ７へ通過させる、例えば逆流防止弁など単純な接続機構を使用することができる。送受信器３を空洞１０の中に置くことによって、送受信器３が液体から保護され、測定システムの寿命が改善される。
【００７８】
超音波送受信器３は、発信された超音波４ａと、タンク２内の液体と空気の界面５で反射され受信された超音波４ｂとの間の時間差を決定すると共に、タンク２の底部から液面５までの対応する距離ｄを決定する。タンク２の中又は外への流量を決定するために、制御ユニット６は、経時的な距離ｄの変化を増加又は減少する液体量と関係付ける。
【００７９】
受信した超音波４ｂの分析を最適化することによって、また電子構成要素を最適化することによって、液面５及び流量の決定のための非常に良好な分解能を実現することができる。
【００８０】
図９及び図１０は、本発明の飲料マシンの別のモードを示す。このマシンは、シート２０があるディスペンサ７を備え、このシートは、タンク２の底部分２１を受容するための凹部を形成する。飲料マシン全体ではなく、その上部のみが示されていることに注意されたい。水タンクは、超音波送受信器３を受容するための空洞がある底部壁２２を備える。送受信器３は、凹部を形成し蓋２４（又は最上部壁）で閉じられる底部壁の空洞２３にはめ込まれる。送受信器は、タンク内に収容された液体から分離されている空洞内に入れられることが好ましい。
【００８１】
Ｏリング２５などの封止部材が、送受信器が中にある空洞の液密封止を確実にするために設けられる。その結果、タンクからの液体の侵入が防止され、送受信器の電子／電気構成要素が永続的に保護される。空洞の底部には、送受信器のコネクタ２６、特にばねバイアスされた２つのピンがタンクを横断し外側に突出できるようにするための小さな開口がある。このコネクタは、ディスペンサの座部に配置された電気／電子接点２７と共に無線接続手段を形成する。したがって、その接続は、タンクがディスペンサの座部に挿入される結果として得られる。ディスペンサの電気／電子接点は、ディスペンサ又は飲料マシン（図示せず）の制御ユニットと連通している。もちろん、コネクタ２６はまた、固定すること、すなわち非格納式とすることもできるのに対し、コネクタ２７は、固定コネクタの挿入ができるように凹部に設置することができる。コネクタ２６はまた、平坦な（突出していない）表面とすることもでき、このコネクタは、座部の表面から突出する格納式接点と協働する。最後に、コネクタは、ディスペンサの座部上で緩和した固定接点と協働するように凹部にあってもよい。
【００８２】
さらに、タンクは、送受信器３から軸方向に分離しているタンクの底部壁を貫通する弁８を備える。弁は、それ自体が知られており、タンクの剛性の管状部分２８の内側に配置され、この管状部分は、ディスペンサの液体入口２９にぴったり入る。さらに、弁のばね１４により、タンクが座部から取り外されたときの弁開口の自動閉鎖が可能になる。それ自体は知られている液体入口２９は、弁を上方に持ち上げる内側指を備える。タンクは、タンクの本体３３の補充開口に取外し可能に挿入された蓋３２をさらに備えることがある。持ち運び、及びディスペンサの座部からのタンクの取外しを容易にするために、本体に一体化している部分などの取っ手３４を設けることができる。
【００８３】
タンクの底部分２１は、送受信器３及び弁８が含まれるタンクの底部壁２２を取り囲むリング部分３８などの支持手段を備える。リング部分３８は、水タンクが平坦面（例えば台所テーブル）の上に、弁がテーブルに接触することなく安定した直立位置のままにしておくことが確実にできるように、管状部分２８の長さを上回る高さ「Ｈ」を有する。その結果、弁、したがって液体ラインは、起こりうるテーブルの表面との接触によって汚染されることがない。
【００８４】
このようなタンクの構造の利点は、超音波デバイスが、液体動乱、逆流作用、又は弁に閉じ込められる気泡を発生しにくいことである。
【００８５】
ディスペンサの座部２０はまた、垂直高さが異なる３つの区域、すなわち、入口開口２９を含む最大高さの第１の区域３５と、電気／電子接点を含む中間高さの第２の区域３６と、タンクのリング部分３８を受容し、残留液体の環状貯蔵器としての役割を果たす低い高さの第３の区域３７とをさらに備える。したがって、送受信器に液体が侵入する危険が低減される。
【００８６】
送受信器の信頼できる無線接続を確保するために、弁は、好ましくは中心を外して配置され、その結果、その突出する管状部分２８は、座部内のタンクの単一の角度位置でのみ開口部に係合することになる。小フック３０などの追加の固定手段をタンクに設けることができ、この固定手段は座部の凹部３１に係合する。固定手段により、タンクが空のときに水タンクがコネクタのばねの強さで持ち上げられることが防止される。
【００８７】
タンクは、タオルを用いてより簡便に清浄化及び乾燥させることを確実にするために、その大きい方の幅がその長い方の深さよりも広くなるように設計することができる。例えば、その大きい方の幅は、その長い方の深さよりも少なくとも２倍（例えば、２．５倍）広い。タンクの表面もまた、清浄化及び乾燥させることを容易にするために平滑にすることができる。
【００８８】
最後に、ディスペンサ７は、タンク内の水（又は液体）の液面が不十分になったときに知らせる、ＬＥＤ４０を含む警告信号ユニットを備えることができる。不十分な水の液面は、飲料の調製、例えば調整粉乳調製に必要な水の最少分量（例えば、６５ｍｌ又は７５ｍｌの水）に対応する液面よりもわずかに高い（例えば、１〜１０ｍｌ多い）液面としてプログラムすることができる。警告信号ユニットはまた、飲料マシン内のポンプへの電気供給を不能にして、十分な水位が液体巡回路及びポンプ内に維持されていることを確実にすることもできる。
【図１】
2013529941.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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