(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの抽出ユニット（２）と、
前記注入水を加熱するための加熱手段（４０）と、
前記加熱手段（４０）を前記抽出ユニット（２）に連結している第１ダクト（９）と、
前記加熱手段（４０）から前記抽出ユニット（２）に熱水を供給するための、少なくとも１つのポンプ（５）または同様の手段と、
供給点（９ａ）において前記第１ダクト（９）に冷水を供給するための供給手段（２０）と、
前記第１ダクト（９）に冷水を供給するための前記供給手段（２０、２１）に配置されている第１の弁（７）と、
前記第１ダクト（９）の、冷水のための前記供給点（９ａ）からの水流に関して下流の部分に配置されている少なくとも１つの温度センサ（１５）と、
前記第１ダクト（９）に配置されている第２の弁（６）と、
前記ポンプ、前記加熱手段、前記第１の弁（７）および前記第２の弁（６）を制御するように構成された論理ユニット（１９）とを備え、
前記第１の弁（７）と前記第２の弁（６）とのうちの少なくとも一方は、比例弁であり、
前記抽出ユニット（２）は、
注入水のための入口（２ａ）および飲料のための出口（４ｂ）を備える抽出チャンバ（１０）と、
前記抽出チャンバ（１０）の一部を規定する金属本体と、
前記注入水の温度から独立して前記金属本体を加熱するための前記抽出チャンバ（１０）の中または前記抽出チャンバ（１０）近接して配置される加熱手段（４０）と、
前記金属本体の温度を検出するために前記抽出チャンバ（１０）に配置された第２の温度センサ（１８）とを備え、
前記論理ユニット（１９）は、前記温度センサ（１５）（１８）によって特定された温度値を取り込むように適合化し、
前記少なくとも１つの温度センサ（１５）は、前記抽出チャンバ（２）内または前記抽出チャンバ（１０）の入口（２ａ）または前記抽出チャンバ（１０）の出口（２ｂ）または熱水と冷水とが混合される前記供給点に配置され、
前記温度センサ（１５）は、前記抽出チャンバ（１０）が閉じられているときに、前記抽出チャンバ（１０）内に受容されているコーヒーに接しているように、前記抽出チャンバ（１０）のフィルタ（１６、１７）の１つの位置に配置されていることを特徴とする、飲料を供する装置。
【請求項２】
前記加熱手段（４０）は、１つのボイラー（３）と、少なくとも１つの熱交換器（４）とを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのポンプ（５）は、前記加熱手段の入口（４ａ）に連結されており、さらに、前記第１ダクト（９）に冷水を供給するための前記供給手段を形成している第２ダクト（２１）に連結されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の弁（７）および前記第２の弁（６）は、それぞれ前記第２ダクト（２１）および前記第１ダクト（９）内の冷水および熱水の流量を制御するための比例電磁弁である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記第２の弁（６）は、冷水のための前記供給点（９ａ）と前記加熱手段（４０）との間に配置されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記抽出チャンバ（２）の入口（２ａ）の、水流に関して上流に、少なくとも１つの積算体積計（２６）が配置されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの抽出ユニット（２）内に、発熱体（８）が配置されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
さらに、好ましくは圧電トランスデューサである、少なくとも１つの圧力センサ（５０）が、好ましくは前記抽出チャンバ（１０）の入口（２ａ）に配置されている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのポンプ、前記第１の弁（７）および前記第２の弁（６）を制御するように適合化されており、さらに、前記少なくとも１つの温度センサ（１５）によって特定された温度値を取り込むように適合化されている制御論理ユニット（１９）を備えている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
抽出チャンバ（１０）と、該抽出チャンバ（２）に注入水を供給するための手段（５、９、２１）と、少なくとも１つの温度センサ（１５）と、前記注入水を生成するために、熱水と冷水とを混合する手段（６、７、９ａ）と、制御論理ユニット（１９）とを有している、請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置（１）から、熱い飲料を供するプロセスであって、抽出温度を含む、供されるべき飲料に関する情報を前記制御論理ユニット（１９）に供給するステップと、熱水および冷水を供給するステップと、熱水と冷水とを混合して前記注入水を生成するステップと、前記注入水を前記抽出チャンバ（１０）に供給するステップと、前記抽出チャンバ（１０）内における前記注入水の温度を検出するステップと、前記抽出チャンバ内における抽出温度が所望の値に達するまで、熱水と混合される冷水の量を、比例弁（７）を用いて調整するステップとを含んでいることを特徴とするプロセス。
【請求項１１】
冷水および熱水の流量が、少なくとも２つの比例電磁弁（６、７）によって調整される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記注入水の圧力、体積および流量、および抽出時間から選択された少なくとも１つのパラメータを検出するステップを、さらに含んでいる、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記注入水の温度変化に応答して、前記加熱手段（４０）から出る熱水の温度を修正するために、前記抽出チャンバに向かう前記注入水の流量を変更するステップを、さらに含んでいる、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記注入水の温度は、前記飲料の抽出中に、前記抽出チャンバに供給される水量の関数として制御され、変更可能である、請求項１０〜１３のいずれか１つに記載のプロセス。
【請求項１５】
前記飲料の抽出の最初の部分は、第１の温度で行なわれ、前記飲料の抽出の、前記最初の部分に続く部分は、第１の温度と異なる温度で行なわれる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置の制御論理ユニット（１９）によって読み取られると、抽出温度を含む、供されるべき飲料に関する情報を前記制御論理ユニット（１９）に供給するステップと、熱水および冷水を供給するステップと、熱水と冷水とを混合して前記注入水を生成するステップと、前記注入水を抽出チャンバ（１０）に供給するステップと、前記抽出チャンバ（１０）内における前記注入水の温度を検出するステップと、前記抽出チャンバ内における抽出温度が所望の値に達するまで、熱水と混合される冷水の量を、比例弁（７）を用いて調整するステップとを、前記装置に実行させる命令を備えている、コンピュータ、および／または前記制御論理ユニット（１９）によって読み取り可能な非一時的データ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手動機械においても自動機械においても、例えばコーヒー、茶、ココアなどの飲料を、調製して供する装置およびプロセスに関する。より具体的には、本発明は、コーヒーを調製する装置または機械、およびプロセスに関する。以下の説明および請求項においては、本発明をコーヒーの調製だけに限定することなく、上述のような飲料について言及がなされる。
【背景技術】
【０００２】
抽出ユニットに供給する水を加熱するボイラーを備えており、熱い飲料を調製するための装置または機械は公知である。抽出ユニット内には、例えば粉砕コーヒー豆のような粉末材料から、所望の飲料を抽出するための抽出チャンバが存在する。さらに、ボイラーは、ミルクの泡立て、茶およびその他同種のものの抽出などの他の用途のための蒸気および／または熱水の生成に用いられる。
【０００３】
コーヒー抽出機においては、水供給網または独立タンクからの室温水、すなわち「冷」水が、通常、ボイラー内の水中に沈められている発熱体によって、およそ１２０℃の温度に加熱される。したがって、ボイラー内には、液体状態の水（熱水）と、蒸気状態の水（水蒸気）とが存在する。この熱水は、通常、茶の調製すなわち抽出に用いられ、ボイラーの上部にためられた蒸気は、ココア、カプチーノなどの飲料の調製のための、ミルクの加熱および／または泡立てに用いられる。
【０００４】
ボイラーに蓄えられている熱水は、コーヒーの調製に用いるためには熱すぎる。実際、定められたブレンドの粉砕コーヒー豆から、最良のコーヒー官能特性を引き出すためには、３つの特定のパラメータ、すなわち温度、圧力、抽出時間に適合するように、熱水を注がなければならない。例えば従来技術によれば、イタリアンエスプレッソ〔体積５０ｃｍ３（５０ｍｌ)〕は、約９２℃の抽出温度、約１ＭＰａ（１０ｂａｒ）の水圧、および約２０秒の抽出時間で調製される。またいわゆるアメリカンコーヒー〔体積が２００ｃｍ３（２００ｍｌ）を超過する〕の抽出のためには、流量および圧力(および時には温度も)を、エスプレッソの場合から変更しなければならない。したがって、抽出条件の変更という問題が生じる。
【０００５】
熱交換器が、ボイラーの内部に配置されているコーヒー抽出機は公知である。この熱交換器は、ボイラーの外側に、入口および出口を有している。室温水が、熱交換器の入口と出口との間に流される。熱交換器は、この室温水を、ボイラー内に蓄えられている熱水から熱交換器に与えられる熱によって加熱する。熱交換器は、定められた流量で、熱交換器の入口に供給された水の温度を上昇させるために、特定の幾何学的形状、および特定のノズル形状、および／またはノズル位置を有するものとされている。したがって、熱交換器の入口における流量が定められた値となるように、室温水を供給することによって、定められたコーヒータイプに適合する所望の温度の水が、熱交換器の出口において得られる。
【０００６】
さらに、いくつかの抽出ユニットを備えているコーヒー抽出機が公知である。各抽出ユニットは、各抽出ユニットに適合する注入水温度が得られるように、それぞれに特定の形状および特定のノズルを有する熱交換器と組み合わされている。このような構成は、例えば単一ボイラーシステムにおいて用いられている。この場合には、大容量の単一ボイラーに、定められた数の熱交換器が備えられており、各熱交換器は、それぞれ１つの抽出ユニットと組み合わされている。さらに、各抽出ユニットの金属本体を加熱するために、水を用いるサーモサイフォン式回路を採用することによって、ボイラー内に蓄えられている熱水を用いて、各抽出ユニットの金属本体を、それぞれの抽出の遂行に適切な温度に維持することも行われている。
【０００７】
さらに、熱交換器による室温水の加熱を用いずに、コーヒー抽出用の熱水を、ボイラーから直接取り出し、各抽出ユニットの入口に加えられた、定められた体積の室温水と混合させるシステムは公知である。抽出温度の調整は、ユーザが、各抽出ユニットに供給される室温水の流量を調節するねじをねじ込んだり、緩めたりすることによって、機械的に行われる。
【０００８】
各抽出ユニットに対して、少なくとも１つのボイラーを用いるようにした、多ボイラーシステムを備えている、別の方法が提案されている。このような多ボイラーシステムには、各抽出ユニットの各ボイラーに入っていく水を予熱するための第１ボイラーと、水蒸気、および茶の調製、すなわち抽出のための熱水を発生させるための第２ボイラーとが設けられている場合がある。さらに、各抽出ユニットには、それぞれ特定の１つのボイラーが設けられている。ユーザは、そのボイラー内に蓄えられている水の温度を調節して、抽出温度を設定することができる。
【０００９】
上述の方法においては、抽出温度をリアルタイムで調整することは不可能であり、またユーザは、各抽出ユニットにおける動作温度を、前もって定めることを要求される。換言すれば、各抽出ユニットの抽出温度の調整は、単純な操作でもなく、短時間の操作でもない。ユーザが、例えば２つの抽出ユニットを有するコーヒー抽出機において、互いに異なる温度を設定した場合には、指定された一方のコーヒータイプの調製は、そのコーヒータイプのための抽出ユニットにおいて、必然的に行われ、他方の抽出ユニットにおいて、並行して行われることはない。したがって、このコーヒー抽出機の供給能力は相当に低下する。２つの抽出ユニットから、同一のコーヒータイプを並行して供するためには、いずれか一方の抽出ユニットの抽出温度を再調整しなければならない。このことは、通常、短時間で実行することは不可能であり、また、コーヒー抽出機を開けたとき、および／または工場に持ち込んだときにしか、行うことができない。
【００１０】
本出願人によって実行される解決法においては、各抽出ユニットの入口における、冷水と各熱交換器からの熱水との混合によって、抽出温度が調整されるシステムが用いられる。室温水（冷水）の流量の制御は、電磁弁の開閉を特定のデューティサイクルでスイッチングすることによって行なわれる。定められた体積の室温水が、抽出中に一定間隔で、熱交換器からの熱水と混合される。注入水の温度は、電磁弁のスイッチングのデューティサイクルの調製によって、定められた値に保たれる。
【００１１】
公知の全飲料抽出機に共通の、別の１つの問題は、例えば粉砕コーヒー豆の粒子サイズのばらつきや、周囲温度または周囲気圧の変動によって、あるいは特定のタイプの飲料が連続して供されることによって、飲料の供給状態にプログラムされていない変化が生じるということである。
【００１２】
飲料の供給状態の変化の一例は、抽出サイクルにおいて、熱水が粉砕コーヒー豆の塊を通過していくうちに、粉砕コーヒー豆の塊の抵抗が変化することによって生じる圧力変化である。実際、粉砕コーヒー豆の塊が、熱水によって濡れていくにつれて、粉砕コーヒー豆の塊中に、熱水が相対的に小さい抵抗で流れることができる優先的な通路が形成される。これによって、熱交換器内を流れる熱水の圧力に初期低下が引き起こされる。時間の経過とともに、粉砕コーヒー豆の塊中に、相対的に微細な、粉砕コーヒー豆の粒子が形成されて、フィルタ上に堆積し、それによって、抽出の終盤に近づくにつれて、圧力上昇が生じる。
【００１３】
さらに圧力変化は、例えば粉砕コーヒー豆の粒子サイズが変化したときに生じる場合がある。実際、エスプレッソの調製においては、種々の要素を考慮しなければならない。なかでも、湿潤は、粉砕コーヒー豆の塊の抵抗の変動をもたらす。さらに、公知のように、粉砕コーヒー豆の粒子サイズが異なると、粉砕コーヒー豆の塊の上下間の水の通過に対する抵抗が異なり、したがって、抽出ユニットに供給される熱水の圧力が異なる。
【００１４】
この問題を解決するために、すなわち、飲料の供給状態の好ましくない変化を補償することができるように、飲料の抽出および供給中、実質的に一定の流量となることができるように、抽出チャンバしたがって抽出ユニットに供給される注入水の流量を制御する方法が提案されている。
【００１５】
さらに、抽出ユニットに入ってくる熱水の圧力を制御して、抽出状態を改善し、また抽出状態の好ましくない変化を補償する方法が提案されている。
【００１６】
しかしながら、提案されている解決法は、特定のタイプのコーヒー抽出機にしか適用することができず、上述の問題を解決するためには、十分ではなく、効果的ではない。
【００１７】
本発明は、さらに、粉砕コーヒー豆の塊の上下間の水の通り抜けに対する抵抗の変化によって、圧力変化が生じ、これによって、ボイラー内に存在している熱交換器が影響を受け、熱交換器から出ていく熱水の圧力を変化させる、水の膨張が生じる場合があるという、本出願人による知見に基づいている。したがって、例えば、粉砕コーヒー豆の粒子サイズに変化が生じた場合に、または一般的に、粉砕コーヒー豆の塊の上下間の熱水の通り抜けに対する抵抗が変化した場合に、上述の公知のシステムでは補償することができない圧力変化および温度変化が生じることがある。
【００１８】
さらに、熱交換器からの熱水の温度の変化は、飲料抽出機が、定められた個数の飲料を供するときの、供する間隔に応じて生じる場合がある。例えば、タイプの異なるいくつかの飲料が、間隔を置かずに、交互に供される場合、最後の供給時の、熱交換器からの熱水の温度は、開始時の温度よりも低い。
【００１９】
さらに、飲料の供給が圧力制御によって制御される場合における圧力変化によって、抽出ユニットに入っていく熱水の温度が変化する。抽出が、水の流量の制御によって制御される場合に、同じ問題が生じ得る。このような変化により、供される飲料の品質が損なわれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、公知の従来技術の上述の問題を克服して、飲料の抽出および供給状態の変化を補償することができる装置および方法を提供し、それによって、公知の従来技術の装置および／または方法に比して、供される飲料のより良い品質、およびより高い信頼性を確保することを１つの目的としている。
【００２１】
また本発明は、通常の飲料抽出機（フィルタホルダーを有しており、飲料の供給ごとに手動で粉砕コーヒー豆を詰め込まれる）でも、粉砕コーヒー豆が自動で詰め込まれる飲料抽出機でも用いることができる装置を供給することを、さらなる１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
これらの目的およびその他の目的は、請求項１に記載の、本発明による飲料の制御された供給のための装置によって達成される。本発明の好適ないくつかの実施形態が、従属請求項に記載してある。
【００２３】
具体的には、本発明による、飲料の制御された供給のための装置は、熱水のための少なくとも１つの入口を有する少なくとも１つの抽出ユニット、少なくとも１つの熱交換器を有する少なくとも１つのボイラー、およびボイラーの熱交換器の入口に冷水を供給するための少なくとも１つのポンプを備えている。第１ダクトが、ボイラーからの熱水を、抽出チャンバを有する抽出ユニットに供給する。
【００２４】
またこの装置における、抽出ユニットに熱水を供給するダクト（第１ダクト）に冷水を供給する手段には、第１の電磁弁が配置されている。さらに、熱交換器の出口と、抽出ユニットの少なくとも１つの入口とを液体連通させている第２の電磁弁が存在することが好ましい。第１ダクトへの冷水の供給点は、第２の弁の、水流（第２の弁から抽出ユニットに向かう）に関して下流にあることが好ましい。一実施形態においては、冷水の供給点は、抽出ユニットの内部であって、抽出チャンバの外部に存在している。
【００２５】
本発明において、用語「熱水」は、加熱手段から出た水を意味している。用語「冷水」は、貯水タンクまたは水供給網からの、加熱されていない室温水を意味している。冷水は、冷却されていないことが好ましい。「注入水」は、熱水と冷水とが混合されて、抽出チャンバに供給される水を意味している。
【００２６】
好適な一実施形態においては、第１の電磁弁は、ポンプの出口と抽出ユニットの少なくとも１つの入口とを液体連通させている。この装置は、さらに、少なくとも１つの温度センサが、第１の電磁弁および第２の電磁弁の、水流に関して下流に配置されていることを特徴としている。
【００２７】
飲料の調製中、抽出チャンバに供給される注入水の体積の関数として、所望の抽出温度が得られるように、熱交換器から出た熱水が、室温水と混合される。抽出温度のこのようなプロファイルは、供される各コーヒータイプに特有のものであり、飲料の適切な供給に悪影響を及ぼし得る圧力変化および温度変化を補償することができる。
【００２８】
熱交換器から出てきた熱水と混合される冷水が、抽出ユニット内の抽出温度と、個々のコーヒータイプに関連付けられた温度プロファイルの、対応する瞬間温度との差に比例する流量を有するように、冷水の流量を制御するために、冷水は、比例電磁弁を介して供給される。
【００２９】
したがって、熱交換器から出てきた熱水に温度変化が生じた場合に、飲料を、適切に抽出されるように制御して供するために、必要に応じて、抽出ユニットに供給される注入水の体積の関数である、各コーヒータイプに特有の温度プロファイルを用いて、その温度変化を補償することができる。
【００３０】
好適なさらなる一実施形態によれば、比例電磁弁が、加熱手段から出ているダクト、すなわち熱水と冷水との混合点の上流の熱水回路に配置されている。
【００３１】
換言すれば、熱水回路と冷水回路とは、それぞれに１つの比例電磁弁を備えており、２つの比例電磁弁は、互いに独立である。これによって、熱水の流量と冷水の流量とを、互いに独立に調整することができる。
【００３２】
上述のように、熱水と冷水との連続混合によって、注入水が形成される。したがって、この実施形態においては、抽出チャンバに入る注入水の流量を変更せずに、注入水の温度を変更することができ、逆に、抽出チャンバに入る注入水の温度を変更せずに、注入水の流量を変更することができる。このため、例えば注入水の温度を上昇させなければならない場合には、熱水の流量を増やし、同時に冷水の流量を減らすことができる。したがって、注入水の流量は変わらないままで、注入水の温度は変わる。同様に、例えば、熱水の流量と冷水の流量との両方を、同時に増やすことができる。したがって、注入水の温度を変更せずに、注入水の流量を変更することができる。
【００３３】
さらに、上述のように、粉砕コーヒー豆などの、飲料調製のための材料の粒子サイズが、飲料供給動作に影響を与える場合がある。具体的には、特に微細な材料は、水の通過に対して非常に大きな抵抗を与え、したがって、飲料の供給時間を長くする場合がある。
【００３４】
これによって、抽出チャンバに向かう注入水の流量が減少し、したがって、熱水が熱交換器内を通過する時間が長くなる。そのため、熱水は、所望の値に比して過剰に熱せられる。このような過剰な加熱によって、水はわずかに膨張する。したがって、それぞれの回路における水圧は、所望値を超えて増大する。注入水の温度の上昇を検出した温度センサからのフィードバックに基づいて、上述の２つの電磁弁のうちの一方を作動させ、熱水と冷水との比を変更することによって、注入水の温度を適切な温度に戻すことができる。
【００３５】
このような解決法によると、抽出温度を所望の値内に維持することはできるが、注入水の流量が減少し、したがって、供給時間が長くなる問題を解決することはできない。
【００３６】
本発明の一態様による装置は、上述の水の膨張によってもたらされる圧力の増加を検出することができる圧力センサを備えている。それに替えて、またはそれに加えて、積算体積計などの流量センサを用いて、抽出チャンバに向かう注入水の流量の減少を検出することができる。
【００３７】
圧力センサ、および／または流量センサからのさらなるフィードバックに基づいて、この装置は、注入水の温度変化の関数として、注入水の流量を調整することができる。このような調整は、通常、可変流量ポンプによって行なわれる。
【００３８】
これによって、所望の抽出温度（１つ以上の）において、各飲料に対してあらかじめ定められた抽出／供給時間を維持することができる。
【００３９】
本発明は、上述のタイプの装置から飲料を供するための、請求項１４によって特徴付けられているプロセスを提供することを、さらなる１つの目的としている。
【００４０】
本発明の第１の態様によれば、この装置は、飲料の供給時間の関数として、抽出温度を制御する。より詳細には、第１の実施形態において、この装置は、抽出温度が、供給時間の関数として一定であるように、抽出温度をフィードバック制御する。
【００４１】
第２の実施形態においては、飲料の調製中、抽出温度は、抽出時間の関数として、あらかじめ定められた温度プロファイルにしたがって変更される。この場合には、この装置は、温度センサによって検出された実際の抽出温度が、あらかじめ定められた温度プロファイルの、対応する時刻における温度に等しくなるように、１分ごとに抽出温度をフィードバック制御する。それらの間に差異が生じた場合には、その差異を補償するために、この装置は、電磁弁を作動させて、熱水と冷水との混合比を調整する。
【００４２】
このような制御システムは、極めて簡単である。しかしながら、飲料の抽出時間は、いくつかの要因の影響を受け、それらの要因は、時間の経過とともに変化する場合がある（粉砕コーヒー豆の粒子サイズ、周囲湿度など）。同じタイプであるが、互いに異なる抽出時間を有する一連の飲料に、同一の標準的な温度プロファイルが適用されると、温度制御が不正確になる場合がある。
【００４３】
本発明の一態様によれば、高精度の制御を行うために、抽出温度は、抽出体積の関数として調整される。
【００４４】
具体的には、本発明によるプロセスは、本発明による装置を用いて行う飲料の供給中、注入水の体積の関数として、抽出温度が定められたプロファイルに達することを可能にする。
【００４５】
換言すると、本発明の一態様によれば、抽出温度は、飲料の供給中、抽出チャンバに供給される注入水の量（したがって、供される飲料の量）の関数として制御される。
【００４６】
例えば５０ｃｍ３（５０ｃｃ）の飲料の供給において、供される５０ｃｍ３の飲料全部が、あらかじめ定められた同一の抽出温度で抽出されるように制御される場合がある。換言すれば、この装置は、飲料の全体積が、与えられた単一の速度〔例えば単位時間当たり１ｃｍ３（１ｃｃ）〕で供されるように制御する。したがって、供される５０ｃｍ３が、いくつかの体積量に「分割される」。この例においては、飲料は、連続する５０個の体積量（ｌｃｍ３）に「分割される」。したがって、この実施形態においては、この装置は、供される各体積量を、あらかじめ設定された抽出温度になるようにフィードバック制御する。あらかじめ設定された抽出温度と異なる抽出温度が検出されると、注入水の温度を所望の値になるように調整するために、熱水のダクトおよび冷水のダクトの電磁弁が作動させられる。
【００４７】
さらに、飲料は、その供給中、一定の温度に保たれない場合がある。そのような実施形態においては、飲料の供給中に、抽出温度は、抽出チャンバに注がれる注入水の量の関数として変更される。
【００４８】
例えば５０ｃｍ３の飲料を供するときに、最初に、第１の温度の２０ｃｍ３の注入水が、抽出チャンバに供給され、次いで、第１の温度と異なる第２の温度の３０ｃｍ３の注入水が、抽出チャンバに供給される場合がある。
【００４９】
一般に、抽出温度を、供される飲料の体積の関数として制御することは、抽出時間に依存しないから、極めて有効であることが分かっている。抽出時間は、飲料の調製のために抽出チャンバ内に入れられた材料の粒子サイズを含む、いくつかのパラメータによって影響を受ける場合がある。換言すれば、抽出チャンバに供給される注入水の体積の関数として抽出温度を調整することによって、飲料の全供給期間にわたる制御が保証される。
【００５０】
本発明は、請求項２０に記載の非一時的データ記憶媒体を提供することを、さらなる１つの目的としている。
【発明の効果】
【００５１】
本発明は、従来技術に比して、多くの利点を有している。注入水の温度を直接的または間接的に検出し、検出された温度データに基づいて、抽出チャンバへの熱水および冷水の流量を変更することによって、例えば注入水の圧力などの、他のパラメータの変動を補償することができる。したがって、飲料の抽出／供給時間に変動が生じた場合には、その変動を補償するか、または減少させることができる。
【００５２】
本発明は、さらに、飲料の抽出、特にコーヒーの抽出を、供されるコーヒーのタイプによって異なる温度で行うことを可能にする。したがって、最初に、粉砕コーヒー豆のブレンドのうちの最も芳醇な香りの部分を抽出するために、最初の短時間において、例えば９０〜９２℃で最初の抽出を行い、次いで、そのブレンドから、苦味が強い化合物、およびあまり好ましくない香りの化合物が抽出されることを避けるために、例えば８０〜８５℃の、より低い温度で残りの抽出を行って、例えば２００〜２５０ｃｍ３（２００〜２５０ｍｌ）の「アメリカン」コーヒーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による装置の機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
添付図面を参照して、例示的で非限定的な以下の記述を読むことによって、これらの利点および他の利点が明らかになると思う。
【００５５】
飲料の制御された供給のための装置１は、１つ以上の抽出ユニット２を備えている。図１は、煩雑さを避けるために単純化されており、装置１は、注入水のための入口２ａを有する抽出チャンバ１０を備えている抽出ユニット２を、ただ１つしか具備していない。
【００５６】
装置１は、注入水を加熱するための加熱手段４０を備えている。図示されている特定の一実施形態においては、加熱手段４０は、ボイラー３を備えている。ボイラー３は、加熱されるべき水流のための入口４ａおよび出口４ｂを有する少なくとも１つの熱交換器４を備えている。熱交換器４の出口４ｂは、第１ダクト９を介して、抽出チャンバ１０に液体連通している。
【００５７】
具体的には、ボイラー３は、その内部に、発熱体３ａ（例えば電気抵抗である）によって加熱されている、１００℃を超過する温度の熱水を蓄えている。熱交換器４は、ボイラー３の内部に配置されており、ボイラー３内の熱水に接している。この熱水は、液相でも蒸気相（水蒸気）でも存在している。図１においては、液相と蒸気相との境界面が、摸式的に破線で示されており、水蒸気は、ボイラー３の上部に蓄えられている。
【００５８】
装置１は、さらに、加熱手段４０から抽出チャンバ２に熱水を供給するための、入口５ａおよび出口５ｂを有する少なくとも１つのポンプ５を備えている。
【００５９】
ポンプ５（流量が一定である場合も、可変である場合もある）は、水供給網または独立タンク（図示せず）からの冷水を、供される飲料に応じて定められる流量で、熱交換器４の入口４ａに供給する。図示しない一実施形態においては、装置１は、各抽出ユニット２に対して１つのポンプ５を備えている。装置１は、第１ダクト９に冷水を供給するための供給手段２０を備えている。図示の特定の実施形態においては、供給手段２０は、ポンプ５、および供給点９ａにおいて、ポンプ５の出口５ｂと第１ダクト９とを液体連通させているダクト２１を有している。図１は、供給点９ａに、第１ダクト９とダクト２１および熱交換器４の出口４ｂとを液体連通させている接続金具１２が存在している、特定の一実施形態を示している。
【００６０】
ポンプ５の出口５ｂは、さらなる接続金具１３を介して、熱交換器４の入口４ａおよび供給手段２０のダクト２１に液体連通している。さらなるいくつかの実施形態において、本発明の保護範囲内で、装置１は、例えば、熱交換器４とダクト２１とに別々に冷水を供給するための２つのポンプ５を備えている場合がある。この場合には、接続金具１３が不要である。
【００６１】
ポンプ５によって熱交換器４内に供給された冷水は、ボイラー３内に蓄えられている熱水から与えられる熱を吸収し、熱交換器４の出口４ｂに到達すると、最大動作温度（約９３℃）に達する。
【００６２】
装置１は、ダクト２１に、比例電磁弁である第１の電磁弁７を配置されている。装置１は、さらに、熱交換器の出口４ｂと抽出チャンバ１０の入口２ａとを液体連通させている第１ダクト９に第２の電磁弁６を配置されていることが好ましい。図１に示す好適な実施形態においては、電磁弁６は、水流に関して、供給点９ａの上流に配置されている。さらなる一実施形態において、第２の電磁弁６は、本発明の保護範囲内で、水流に関して、供給点９ａの下流に配置されている場合がある。
【００６３】
抽出ユニットは、公知のように、抽出ユニット２の抽出チャンバ１０への注入水の供給を制御するための、さらなる電磁弁１１を有していることが好ましい。
【００６４】
少なくとも電磁弁７の開度、および／または閉度を調整することによって、供給点９ａの下流の部分の第１ダクト９内で、熱交換器４の出口からの熱水と、ダクト２１からの冷水とを、所望の温度の注入水を得るために必要な比率で混合することができる。
【００６５】
電磁弁７は比例電磁弁であり、したがって、供給点９ａにおいて第１ダクト９に供給される冷水の流量を調整することができる。
【００６６】
本発明の保護範囲内で、抽出チャンバ１０に供給される熱水と冷水との流量を同時に、かつ互いに独立に制御することができるように、電磁弁６と７とのどちらもが比例電磁弁であることが好ましい。
【００６７】
装置１は、さらに、ポンプ５から抽出ユニット２に供給される注入水の体積を検出することができるように、好ましくは、ポンプ５の出口５ｂと接続金具１３との間に、少なくとも１つの積算体積計２６を配置されていることが好ましい。さらなるいくつかの実施形態において、本発明の保護範囲内で、１つの積算体積計が、水流に関して、供給点９ａの下流の部分の第１ダクト９に配置されている場合があり、かつ／または少なくとも１つの積算体積計が、水流に関して、供給点９ａの上流の部分の第１ダクト９に配置されている場合があり、かつ／または少なくとも１つの積算体積計が、ダクト２１に配置されている場合がある。
【００６８】
抽出チャンバ１０は、抽出チャンバの入口２ａに液体連通している、上側の第１のフィルタ１６（一般に「シャワー」と呼ばれる）を有している。フィルタ１６は、抽出チャンバ１０内に受容されている粉砕コーヒー豆の一様な蒸らしおよび湿らしを確実にするために、第１ダクト９内で混合された熱水を一様に分散させる機能、および粉砕コーヒー豆の、第１ダクト９内への侵入を防止する機能を有している。抽出チャンバ１０は、粉砕コーヒー豆を載せ、抽出チャンバ１０の出口２ｂから供される、調製された飲料を濾過する、下側の第２のフィルタ１７を有している。
【００６９】
この装置１においては、さらに、水流に関して、供給点９ａの下流の回路に、少なくとも１つの温度センサ１５が配置されている。図１の好適な実施形態においては、温度センサ１５（例えば熱電対である場合がある）は、抽出チャンバ１０の内部に配置されている。より詳細には、フィルタ１６の近傍に、例えば水流に関して、フィルタ１６のすぐ上流に配置されている。本発明の好適な一実施形態においては、温度センサ１５は、抽出チャンバが閉じられているときに、粉砕コーヒー豆に接していることができるように、フィルタ１６からわずかに突き出ている。温度センサ１５によって、粉砕コーヒー豆の塊における注入水の温度を特定することができる。
【００７０】
別のいくつかの実施形態において、温度センサ１５は、熱水と冷水との混合が生じる供給点９ａに、または供給点９ａの下流に配置されている場合があり、さらなるいくつかの温度センサが、抽出チャンバの内部、および抽出チャンバと供給点９ａとの間に配置されている場合がある。
【００７１】
図示の特定の実施形態においては、装置１は、通常の飲料抽出機で一般的に用いられている抽出ユニット２を備えている。すなわち、この抽出ユニットにおいては、抽出チャンバ１０は、少なくとも部分的に、いわゆる「フィルタホルダー」内に受容されている。ユーザは、抽出チャンバ１０を、手動で抽出ユニットに出し入れして、その内部に粉砕コーヒー豆を入れたり、飲料の抽出および供給後に、使用済みの粉砕コーヒー豆の塊を取り除いたりすることができる。
【００７２】
さらなる実施形態として、ユーザが抽出ユニットから抽出チャンバを取り出すことができない、自動式の飲料抽出機で用いられている抽出ユニットが備えられている場合がある。この最後の例において、供される飲料の温度を特定することができるように、少なくとも１つの温度センサ１５が、第２のフィルタ１７の近傍の、抽出チャンバ１０の出口２ｂにも配置されている場合がある。
【００７３】
図示の特定の実施形態においては、抽出ユニット２は、その金属本体内に、例えば装置１が長時間作動していないときに、注入水が冷えすぎないように、適切な温度まで抽出ユニット２を加熱するための発熱体８を、さらに備えている。別のいくつかの実施形態として、装置１は、金属本体がボイラー３に接しているか、かつ／または、金属本体が、サーモサイフォン式回路によって、ボイラー３に蓄えられている熱水によって加熱されている抽出ユニットを備えている場合がある。抽出ユニットの温度を検出することができるように、温度センサ１８が、抽出ユニット２上に配置されていることが好ましい。
【００７４】
この装置１は、さらに、粉砕コーヒー豆の塊の少なくとも近傍における注入水の圧力の測定のために、抽出チャンバ１０の入口２ａの少なくとも近傍に、少なくとも１つの圧力センサ５０（例えば圧電トランスデューサ）が配置されている場合がある。
【００７５】
装置１は、ポンプ５、電磁弁６（存在していれば）および７を制御するように、また前述の温度センサ１５および１８によって特定される温度値を取り込むように適合化された論理ユニット１９を備えている。
【００７６】
論理ユニット１９は、さらに、少なくとも積算体積計２６によって特定される、ポンプ５から抽出チャンバの入口２ａに供給される水量の値を取り込むようになっている。例えば冷水と熱水との量を別々に測定するために、さらなる積算体積計（図示せず）が、抽出チャンバの入口の上流に配置されている場合がある。
【００７７】
論理ユニット１９は、注入水の定められた体積が、飲料の各タイプに関連付けられているマップ、および任意選択的に、定められた温度プロファイルが、体積および／または供給時間に関連付けられているマップを記憶しているメモリ２２（内部メモリまたは外部メモリ）を有している。
【００７８】
具体的には、供されるべき飲料の各タイプに対して、それぞれの温度プロファイルが関連付けられている。それによって、注入水の各体積に対して、注入水が達しなくてはならない特定された温度値が関連付けられる。
【００７９】
換言すると、本発明の一態様によれば、論理ユニット１９は、温度プロファイルと飲料の各タイプとを関連付けている。各温度プロファイルの温度は、飲料供給の進捗状態、具体的には、時間とは無関係に、抽出チャンバに供給される注入水の体積の関数である。
【００８０】
より具体的には、抽出チャンバに順々に供給される注入水の各体積値は、注入水の定められた温度と関連付けられている。
【００８１】
体積値が、あらかじめ定められた間隔〔１ｃｍ３（１ｃｃ）未満〕で記憶され、各体積値に対して、論理ユニット１９は、少なくとも１つの温度センサ１５によって特定された温度値と、メモリに記憶されている温度値とをリアルタイムで比較する。これらの温度値の比較によって、論理ユニット１９は、その都度、メモリ内のマップに記憶されている温度プロファイルとの間に検出された差を補償するように、電磁弁７、および／または６を調節する。
【００８２】
例えば２００ｃｍ３（２００ｍｌ）の飲料において、最初の５０ｃｍ３（５０ｍｌ）の注入水が、第１の温度で抽出チャンバに供給される。次の１００ｃｍ３（１００ｍｌ）の注入水が、第１の温度と異なる第２の温度で、また最後の５０ｃｍ３（５０ｍｌ）の注入水が、第２の温度と異なる第３の温度で抽出チャンバに供給される。温度センサ１５からのフィードバックによって、論理ユニット１９は、抽出チャンバ１０への注入水の供給中、抽出温度が、メモリ内のマップに記憶されている温度プロファイルに従っているか否かを検証し、誤差のある場合には、電磁弁７、および／または６を作動させて誤差を補正する。
【００８３】
電磁弁７の制御は、閉ループ形式である場合も、開ループ形式である場合もある。開ループ形式であれば、装置１は、ダクト２１に、さらなる積算体積計を配置されている場合がある。この場合には、論理ユニット１９は、ダクト２１の積算体積計によって特定される体積値が、少なくとも１つの温度センサ１５によって特定される温度値と、メモリに記憶されている温度値との比較によって、論理ユニット１９によって計算される冷水の流量値から算出される体積値と等しくなるように、電磁弁７を用いて冷水の流量を調整する。
【００８４】
論理ユニット１９は、抽出チャンバ１０への熱水（注入水）の導入のために、電磁弁６のスイッチングを制御する。大きな温度変化を有する温度プロフィルを得るために、論理ユニット１９は、熱水の体積を超過する体積の冷水が導入されるように、例えば電磁弁６を閉じる割合を制御する場合がある。
【００８５】
電磁弁６も比例電磁弁である場合には、論理ユニットは、さらに、抽出チャンバに供給される熱水（注入水）の流量を調整する。この場合には、電磁弁７だけが比例電磁弁である実施形態におけるより正確に、大きな温度変化を有する温度プロフィルを得ることができる。
【００８６】
論理ユニット１９は、さらに、抽出チャンバ１０の入口２ａに配置されている圧力センサによって特定された圧力値を取り込むように適合化されている。
【００８７】
上述のように、飲料を調製するための材料の粒子サイズが、抽出チャンバに向かう水の流量をあまりに減少させて、その結果、水が膨張する場合がある（それによって、圧力が増加する）。
【００８８】
このような圧力の上昇は、圧力センサ５０によって検出することができる。それによって、熱水の好ましくない過熱が検出される。それに替えて、またはそれに加えて、流量センサ（例えば積算体積計２６）が、流量の減少を検出する場合がある。
【００８９】
ポンプ５の流量を増加させることによって、水が熱交換器４内を通過する時間を、適切な時間とすることができる。このような調整によって、熱水の温度を正すことができ、同時に、適切な抽出時間を保証することができる。
【００９０】
他方において、温度センサ１５からのフィードバックを用いて、論理ユニット１９は、さらに、注入水の温度が所望の範囲に維持されるように、電磁弁７（好ましくは電磁弁６も）を作動させる。
【符号の説明】
【００９１】
１  装置
２  抽出ユニット
２ａ、４ａ、５ａ  入口
２ｂ、４ｂ、５ｂ  出口
３  ボイラー
３ａ、８  発熱体
４  熱交換器
５  ポンプ
６、７、１１  電磁弁
９  第１ダクト
９ａ  供給点
１０  抽出チャンバ
１２、１３  接続金具
１５、１８  温度センサ
１６、１７  フィルタ
１９  論理ユニット
２０  供給手段
２１  ダクト
２２  メモリ
２６  積算体積計
４０  加熱手段
５０  圧力センサ
【図１】
0006697382.tif 000002