(57)【要約】【課題】エスプレッソコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置において、抽出圧力を高めて飲料風味を向上させるとともに、ブリュア内での飲料温度の低下を防止する。【解決手段】ブリュア５内に定量のコーヒー粉と湯とを供給し、この湯を加圧してコーヒー粉に通すことによりエスプレッソコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置において、高圧蒸気を発生させる蒸気発生器１１を設置し、この高圧蒸気によりブリュア５内の湯を加圧してコーヒー粉に通し、エスプレッソコーヒーを抽出する。蒸気圧は高圧が得られるやすいため抽出圧力が高く、かつ高温の蒸気から飲料への熱供給が行なえるので、エスプレッソコーヒーの風味が向上するとともに、ブリュア５での湯の滞留による飲料温度の低下が防止できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリュア内に定量のコーヒー粉と湯とを供給し、この湯を加圧して前記コーヒー粉に通すことによりコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出装置において、
所要圧力の蒸気を発生させる蒸気発生器を設置し、この蒸気発生器からの蒸気により前記ブリュア内の湯を加圧するようにしたことを特徴とするコーヒー抽出装置。
【請求項２】
前記蒸気発生器に発生蒸気の圧力を可変する圧力制御機構を設け、前記ブリュア内の湯を前記コーヒー飲料の種類に応じて異なる圧力の前記蒸気で加圧するようにしたことを特徴とする請求項１記載のコーヒー抽出装置。
【請求項３】
前記蒸気発生器に面状ヒータを設け、この面状ヒータに微粒化した湯を吹き付けて蒸気を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のコーヒー抽出装置。
【請求項４】
前記ブリュアをブリュア本体とシリンダブロックとに上下２分割構成し、前記ブリュア本体の底部に湯を通過させる網部材を設けるとともに、前記シリンダブロックにピストンを上下動させる粉圧縮機構を設け、前記シリンダブロックを前記ブリュア本体から横方向に移動させた待機状態で下降位置の前記ピストン上に定量の前記コーヒー粉を投入し、次いでシリンダブロックを逆方向に移動させて前記ブリュア本体と合体させ、次いで前記ピストンを上昇させて前記コーヒー粉を前記網部材との間で圧縮し、次いで前記ブリュア本体内に定量の湯を注入し、その後、このブリュア本体内に前記蒸気発生器から蒸気を導入して前記湯を加圧し、抽出したコーヒー飲料を前記シリンダブロックの飲料吐出口から吐出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のコーヒー抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コーヒー自動販売機などに用いられ、加圧した湯をコーヒー粉に通して、主にエスプレッソコーヒーを抽出するコーヒー抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のコーヒー抽出装置を備えたコーヒー自動販売機の構成を示す配管系統図である。図６において、エスプレッソコーヒーを販売する場合は、湯タンク１に貯蔵した湯を湯ポンプ２を用いて加圧し、流量センサ３により所定量だけ三方弁４を介してブリュア（コーヒー抽出器）５に注入する。ブリュア５には、コーヒー豆が図示しないミルで挽かれ、又は予め挽かれて貯蔵されたコーヒー粉が定量投入されており、このコーヒー粉に湯が通されてコーヒー飲料（エスプレッソコーヒー）が抽出される。ブリュア５内の圧力は、その後段に取り付けた閉止弁６により調整されている。抽出されたコーヒー飲料はミキシングボール７内で砂糖やミルクが添加された後、カップ８に注入される。コーヒー抽出後のカスはカスバケツ１０に回収される。
【０００３】
また、レギュラコーヒーを販売する場合は、湯タンク１の湯を自重を利用して三方弁４を介してブリュア５に注入し、ブリュア５内にすでに投入されたコーヒー粉と混合してコーヒー飲料（レギュラコーヒー）を抽出する。その後、エアポンプ９を駆動し、エア圧でコーヒー飲料をミキシングボールに吐出させ、砂糖、ミルクを添加してからカップ８に注入する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のコーヒー抽出装置は、次の点で改良が望まれる。
▲１▼　湯がブリュア内に滞留する間に飲料の温度が低下する。
▲２▼　湯温度は９０℃以上と高温であるため、シール部材の耐熱性などの関係から高圧ポンプの製作が困難で抽出圧力が低く（高々０．４Ｍｐａ程度）、エスプレッソコーヒーの風味に難がある。
▲３▼　レギュラコーヒーを抽出するために、エアポンプが別途必要である。
【０００５】
一方、エスプレッソコーヒーとレギュラコーヒーとを選択的に抽出できるコーヒー抽出装置として、特開平１１−１２０４３４号に記載されたものがある。このコーヒー抽出装置は、コーヒー粉を投入したブリュアに湯を供給した後、エアポンプからのエアをブリュアに吹き込み、フィルタを通してコーヒー飲料を抽出するが、エスプレッソコーヒーの抽出の場合には、湯の供給の前にコーヒー粉を蒸気で蒸らすようにしたものである。しかしこれとても、エアポンプで得られる圧力は高々０．１２ＭＰａと低いことから、エスプレッソコーヒーの抽出には加圧不足であり、またブリュア内での飲料温度の低下は免れない。
【０００６】
この発明は上記した状況の下でなされたもので、その課題は、高温で風味のよいエスプレッソコーヒーの抽出を可能とするとともに、併せてレギュラコーヒーも簡易に得られるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、ブリュア内に定量のコーヒー粉と湯とを供給し、この湯を加圧して前記コーヒー粉に通すことによりコーヒー飲料を抽出するコーヒー抽出装置において、所要圧力の蒸気を発生させる蒸気発生器を設置し、この蒸気発生器からの蒸気により前記ブリュア内の湯を加圧するようにするものとする（請求項１）。この発明は、蒸気圧を用いて湯をコーヒー粉に通すもので、蒸気圧は高圧が得られるため抽出圧力が高く、かつ高温の蒸気から飲料への熱供給が行なえるので、エスプレッソコーヒーの風味が向上するとともに飲料温度の低下が防止される。
【０００８】
請求項１において、前記蒸気発生器に発生蒸気の圧力を可変する圧力制御機構を設け、前記ブリュア内の湯を前記コーヒー飲料の種類に応じて異なる圧力の前記蒸気で加圧するようにするとよい（請求項２）。蒸気圧を可変とすることにより、高圧によるエスプレッソコーヒーの抽出と低圧によるレギュラコーヒーの抽出とを選択できるとともに、エスプレッソコーヒーについても抽出圧力の調整により、風味に変化を与えることができる。
【０００９】
また、請求項１において、前記蒸気発生器に面状ヒータを設け、この面状ヒータに微粒化した湯を吹き付けて蒸気を発生させるようにするとよい（請求項３）。請求項３によれば、噴霧した湯が瞬時に気化して蒸気になるため、ヒータを湯に浸漬して蒸気を発生させる場合に生じる過剰な湯温上昇を抑え、蒸気の生成時間の短縮と消費電力の低減とを図ることができる。
【００１０】
請求項１のコーヒー抽出装置は、前記ブリュアをブリュア本体とシリンダブロックとに上下２分割構成し、前記ブリュア本体の底部に湯を通過させる網部材を設けるとともに、前記シリンダブロックにピストンを上下動させる粉圧縮機構を設け、前記シリンダブロックを前記ブリュア本体から横方向に移動させた待機状態で下降位置の前記ピストン上に定量の前記コーヒー粉を投入し、次いでシリンダブロックを逆方向に移動させて前記ブリュア本体と合体させ、次いで前記ピストンを上昇させて前記コーヒー粉を前記網部材との間で圧縮し、次いで前記ブリュア本体内に定量の湯を注入し、その後、このブリュア本体内に前記蒸気発生器から蒸気を導入して前記湯を加圧し、抽出したコーヒー飲料を前記シリンダブロックの飲料吐出口から吐出させるものとして構成するのがよい（請求項４）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。まず、図１はコーヒー自動販売機の構成を示す配管系統図である。図１において、エスプレッソコーヒーを抽出する場合には、湯タンク１に取り付けられた図示しない湯弁の開放時間の制御により、湯タンク１に貯蔵した、例えば約９５℃の湯を自重を利用して定量、例えば９０ｍＬをブリュア５に供給する。ブリュア５にはコーヒー粉が定量投入されており、このコーヒー粉は湯タンク１から供給された湯と接触する。その後、湯タンク１からの湯を用いて蒸気発生器１１で発生した蒸気を蒸気弁１２を開いてブリュア５に注入し、蒸気圧でコーヒー飲料（エスプレッソコーヒー）を加圧抽出する。ブリュア５内の圧力は、ブリュア５の後段に設けられた閉止弁６で調整される。抽出されたコーヒー飲料はミキシングボール７内で砂糖やミルクが添加された後、カップ８に注入される。コーヒー抽出後のカスはカスバケツ１０に回収される。レギュラコーヒーの抽出の場合には、従来例（図６）と同様に、エアポンプ９からのエア圧力により、コーヒー飲料の抽出を行なう。
【００１２】
図２は、図１における蒸気発生器１１とブリュア５の構成を示す縦断面図である。図２において、蒸気発生器１１は、耐圧容器１３の底部にヒータ１４が湯１５に浸漬するように配置され、給水ノズル１６から供給された湯タンク１（図１）の湯をヒータ１４で加熱して蒸発させ、蒸気弁１２を介して矢印で示す蒸気をブリュア５に注入する。
【００１３】
ブリュア５は、ブリュア本体１７とシリンダブロック１８とに上下２分割構成されている。ブリュア本体１７は上部に内側から圧接される蓋１９を有し、底部に湯を通過させる網部材２０が設けられている。蓋１９は操作ロッド２１を介して、図示しない駆動機構により上下駆動され、ブリュア本体１７との間を開閉する。ブリュア本体１７の図２の左肩部の蒸気入口２２には蒸気弁１２からの配管が接続され、右肩部のエア入口２３にはエアポンプ９（図１）からの図示しない配管が接続されている。また、ブリュア本体１７の頂部には、蓋１９の上方の給湯口２４に、湯タンク１からの図示しない配管が接続されている。
【００１４】
一方、円筒管からなるシリンダブロック１８には、網部材２０との間でコーヒー粉２５を圧縮する粉圧縮機構を構成するピストン２６が収納されている。ピストン２６は、図示しない駆動機構によりピストンロッド２７を介して上下駆動される。シリンダブロック１８の上部には、抽出されたコーヒー飲料を吐出する飲料吐出口２８が設けられている。シリンダブロック１８は図示しない旋回機構に駆動され、ブリュア本体１７と合体した図示位置と、ブリュア本体１７から横方向に移動した待機位置との間で水平移動する。
【００１５】
図３は、エスプレッソコーヒーの抽出方法を示す工程図である。図３において、
（１）　　シリンダブロック１８がブリュア本体１７から横方向に移動した待機状態において、下降位置のピストン２６上に、原料容器２９から定量のコーヒー粉２５を投入し、
（２）　　シリンダブロック１８を逆方向に移動させてブリュア本体１７と合体させ、
（３）　　ピストン２６を上昇させてコーヒー粉２５を網部材２０との間で圧縮し、（４）　　ブリュア本体１７内に定量の湯３０を注入し、
（５）　　蓋１９を上昇させてブリュア５内を密閉する。
（６）　　その後、ブリュア本体１７内に蒸気発生器１１から蒸気を導入して湯３０を加圧し、
（７）　　湯３０をコーヒー粉２５に通してコーヒー飲料を抽出し、抽出したコーヒー飲料をシリンダブロック１８の飲料吐出口２８から、ミキシングボール７（図１）に向って吐出させる。
（８）　　コーヒー飲料の吐出が終了したら、シリンダブロック１８を横方向に移動させ
（９）　　ピストン２６を上昇させてカス３１を突出させ、
（１０）　そのまま、シリンダブロック１８をブリュア本体１７側に移動させ、カス３１を当板３２に突き当ててカスバケツ１０（図１）に落下させ、
（１１）　シリンダブロック１８を待機位置に復帰させる。
【００１６】
上記したエスプレッソコーヒーの抽出において、抽出速度はコーヒー粉２５の圧縮比、蒸気圧力及び閉止弁６の開度で決定される。発明者らの実験によれば、エスプレッソコーヒーを９０ｍＬ抽出する場合、１．４ＭＰａの蒸気が１．５Ｌあれば、０．８ＭＰａの圧力で加圧抽出が行なえ、風味のよいエスプレッソコーヒーが得られる。また、０．８ＭＰａ，１．５Ｌの蒸気は、コーヒー飲料９０ｍＬを約２℃上昇させる。従って、ブリュア５内での温度低下を補い、高温の飲料の提供が可能になる。
【００１７】
図４は、この発明の異なる実施の形態を示すものである。この実施の形態の図２との相違は、蒸気発生器１１に圧力調整器３３を設け、その信号により電力調整器３４を介してヒータ１４への投入電力を制御することで、蒸気発生器１１の発生蒸気圧を可変にした点である。圧力調整器３３には温度センサを用い、検知した蒸気温度を圧力値に換算することができる。ブリュア５に、図２におけるエア入口２３はない。
【００１８】
レギュラコーヒーは大気圧で抽出したコーヒー飲料であるのに対し、エスプレッソコーヒーはレギュラコーヒーよりも高圧で加圧抽出し、コーヒーの旨み成分を濃縮した少量のコーヒー飲料で両者は抽出方法が異なる。そこで、例えばエスプレッソコーヒーの場合は１．４ＭＰａに、レギュラコーヒーの場合は０．１２ＭＰａに蒸気圧を可変して、ブリュア５に異なる圧力の蒸気を供給する。これにより、同一のブリュア５で、エスプレッソコーヒーとレギュラコーヒーの両方のコーヒー飲料の抽出が可能になり、またエアポンプ９（図１）などの付帯機器も不要になるため、低コストのコーヒー抽出が実現できる。更に、エスプレッソコーヒーを抽出する場合でも圧力を調整すれば、風味を微妙に変えることも可能である。
【００１９】
図５は、この発明の更に異なる実施の形態を示すものである。この実施の形態は、蒸気発生器１１に湯１５を供給する給水ノズル１６に噴霧式ノズル３５を用い、この湯１５の加熱に面状ヒータ３６を用いたものである。蒸気発生器１１内の湯にヒータを浸漬して蒸気を発生させると、蒸気発生器１１内の湯をすべて気化させることは機器構成上から難しい。そのため、過剰な湯を加熱することになり、蒸気の生成が遅くなるとともに消費電力が多くなる。そこで、図５に示すように面状ヒータ３６を用い、そのヒータ面に噴霧式ノズル３５により微粒化した湯１５を吹き付ける構成にすれば、微粒化した湯１５は表面積が大きいために熱交換が促進され、ヒータ面に接触した瞬間に気化する。その結果、過剰な湯を加熱する無駄がなくなり、蒸気の生成時間が短くなるとともに、消費電力も低減される。これにより、飲料１杯に必要な分の蒸気のみ、販売の都度生成させることも可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の通り、蒸気発生器で発生させた蒸気により湯を加圧して、コーヒー飲料を抽出することにより、ポンプ性能の制約を受けることなく抽出圧力を高められるので、エスプレッソコーヒーの風味の向上が図れるとともに、蒸気からの熱供給によりブリュア内での飲料温度の低下を補い、高温のコーヒー飲料を提供することができる。また、その場合、蒸気圧を可変とすることにより、同一のコーヒー抽出装置でエスプレッソコーヒーとレギュラコーヒーの双方を抽出でき、しかもエスプレッソコーヒーの風味の微妙な調整も可能になる。更に、蒸気発生に際して面状ヒータに微粒化した湯を噴霧して瞬間的に気化させることにより、蒸気生成時間の短縮と消費電力の低減を図り、低コストのコーヒー抽出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すコーヒー自動販売機の配管系統図である。
【図２】図１におけるコーヒー抽出装置の縦断面図である。
【図３】図１におけるコーヒー抽出装置によるエスプレッソコーヒーの抽出方法を説明する工程図である。
【図４】この発明の異なる実施の形態を示すコーヒー抽出装置の縦断面図である。
【図５】この発明の更に異なる実施の形態を示すコーヒー抽出装置の縦断面図である。
【図６】従来例を示すコーヒー自動販売機の配管系統図である。
【符号の説明】
５　　ブリュア
１１　　蒸気発生器
１４　　ヒータ
１５　　湯
１６　　給水ノズル
１７　　ブリュア本体
１８　　シリンダブロック
２０　　網部材
２２　　蒸気入口
２３　　エア入口
２４　　給湯口
２５　　コーヒー粉
２６　　ピストン
２８　　飲料吐出口
２９　　原料容器
３３　　圧力調整器
３４　　電力調整器
３５　　噴霧式ノズル
３６　　面状ヒータ
【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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