(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の温かい液体を吐出させるために加熱手段とポンプとを含む装置を動作させる方法であって、
前記加熱手段の上流で前記液体の上流温度を測定する工程と、
前記加熱手段が前記所定量の液体を前記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出する工程と、
前記算出されたエネルギー量を供給するために前記加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出する工程と、
前記算出された「オン」期間にわたって前記加熱手段に通電する工程と、
所定の初期温度以上の第１の量の加熱された液体を前記装置の吐出口から吐出させるために、前記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間において前記ポンプを動作させる工程と、
前記加熱手段の通電を遮断する工程と、
前記第１の期間の次の第２の期間にわたって前記ポンプを動作させる工程であって、前記第２の期間は、第２の量の前記液体を前記装置の前記吐出口から吐出させることによって前記加熱手段から実質的に全ての残留熱を除去するように算出され、前記第１の量と前記第２の量とが合わさって前記算出されたエネルギー量により加熱された前記所定量になる工程と、を含み、
前記第１および第２の量の液体の平均温度が、前記所定量が吐出された後に前記所望の最終温度となる、方法。
【請求項２】
前記加熱手段が、加熱中に液体が前記加熱手段に対して流入および流出することを許されるフローヒータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加熱手段が所定量の液体を前記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギーを算出する工程が、前記加熱手段の温度または前記加熱手段の下流の温度を測定することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポンプが、一定の流量の前記液体を前記加熱手段を通して送るように構成された容積式ポンプである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記装置が、一定の流量の前記液体を前記加熱手段を通して送るために、前記ポンプの下流に流量調整器を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
商用電源電圧を測定する工程と、前記商用電源電圧を考慮するために前記加熱手段および／または前記ポンプの動作を調節する工程とをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
加熱手段と所定量の温かい液体を吐出させるための手段とを含む装置を動作させる方法であって、
前記加熱手段の上流で前記液体の上流温度を測定する工程と、
前記加熱手段が前記所定量の液体を前記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出する工程と、
前記算出されたエネルギー量を供給するために前記加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出する工程と、
前記算出された「オン」期間にわたって前記加熱手段に通電する工程と、
第１の量の直接加熱された液体を、前記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の算出された期間において、前記装置の吐出口から吐出させる工程と、
前記加熱手段の通電を遮断する工程と、
前記第１の期間の次の第２の算出された期間にわたって前記装置の前記吐出口から第２の量の液体を吐出させる工程であって、前記第２の期間は、前記第２の量の液体が前記加熱手段から実質的に全ての残留熱を除去することによって加熱されるように算出され、前記第１の量と前記第２の量とが合わさって前記算出されたエネルギー量により加熱された前記所定量になる工程と、を含み、
前記第１および第２の量の液体の平均温度が、前記所定量が吐出された後に前記所望の最終温度となる、方法。
【請求項８】
商用電源電圧を測定する工程と、前記商用電源電圧を考慮するために前記加熱手段および／または前記吐出させるための手段の動作を調節する工程とをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記所望の最終温度が、２７℃〜４７℃である、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の期間が前記第１の期間よりも長い、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
液体の前記第２の量が液体の前記第１の量よりも多い、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
液体の前記所定量が、ユーザによって選択される、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の量の液体を吐出させるために前記ポンプを動作させる前記第１の期間を算出することを含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
所定量の温かい液体を吐出させるための装置であって、加熱手段と、ポンプと、前記加熱手段の上流で前記液体の上流温度を感知する温度センサと、制御手段とを含み、該制御手段は、
前記温度センサから上流温度データを受信し、
前記加熱手段が所定量の前記液体を前記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出し、
前記算出されたエネルギー量を供給するために前記加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出し、
前記算出された「オン」期間にわたって前記加熱手段に通電し、
所定の初期温度以上の第１の量の加熱された液体を前記装置の吐出口から吐出させるために、前記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間において前記ポンプを動作させ、
前記加熱手段の通電を遮断し、
前記第１の期間の次の第２の期間であって、前記第２の期間は、第２の量の前記液体を前記装置の前記吐出口から吐出させることによって前記加熱手段から実質的に全ての残留熱を除去するように算出され、前記第１の量と前記第２の量とが合わさって前記算出されたエネルギー量により加熱された前記所定量になる、前記第２の期間にわたって前記ポンプを動作させる、ように構成され、
前記第１および第２の量の液体の平均温度が、前記所定量の吐出後に前記所望の最終温度となる、装置。
【請求項１５】
前記加熱手段が、加熱中に液体が前記加熱手段に対して流入および流出することを許されるフローヒータを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記加熱手段に液体を供給するための貯槽を含み、前記温度センサが、前記貯槽内に位置する、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
一定の流量の前記液体を前記加熱手段を通して送るための手段を含む、請求項１４から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記一定の流量を送るための手段が、前記ポンプの下流かつ前記加熱手段の上流に位置する流量調整器を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記一定の流量を送るための手段が、容積式ポンプを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記制御手段が、商用電源電圧を測定し、前記商用電源電圧を考慮するために前記加熱手段および／または前記ポンプの動作を調節するように構成された、請求項１４から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
所定量の温かい液体を吐出させるための装置であって、加熱手段と、液体を吐出させるための手段と、前記加熱手段の上流で前記液体の上流温度を感知する温度センサと、制御手段とを含み、該制御手段は、
前記温度センサから上流温度データを受信し、
前記加熱手段が所定量の前記液体を前記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出し、
前記算出されたエネルギー量を供給するために前記加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出し、
前記算出された「オン」期間にわたって前記加熱手段に通電し、
第１の量の直接加熱された液体を前記装置の吐出口から吐出させるために、前記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間を算出し、
前記加熱手段の通電を遮断し、
第２の量の前記液体を前記装置の前記吐出口から吐出させるために、前記第１の期間の次の第２の期間であって、前記第２の期間は、前記第２の量が前記加熱手段から実質的に全ての残留熱を除去することによって加熱されるように算出され、前記第１の量と前記第２の量とが合わさって前記算出されたエネルギー量により加熱された前記所定量になる、前記第２の期間を算出する、ように構成され、
前記第１および第２の量の液体の平均温度が、前記所定量が吐出された後に前記所望の最終温度となる、装置。
【請求項２２】
前記制御手段が、商用電源電圧を測定し、前記商用電源電圧を考慮するために前記加熱手段および／または前記吐出させるための手段の動作を調節するように構成された、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記所望の最終温度が、２７℃〜４７℃である、請求項１４から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
液体の前記所定量をユーザに選択させるために入力手段を含む、請求項１４から２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
一定の流量の前記液体を前記加熱手段を通して送るための手段を含む、請求項２１から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記一定の流量を送るための手段が、容積式ポンプを含む、請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の水を所望の温度、例えば、乳児用粉ミルク（infant formula milk）などの乳児用食品の調製に用いられる温水まで加熱するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の製造技術では、乳児用粉ミルクを作るために用いられる無菌の乳児用調製粉乳（powdered infant formula）を製造および保存することは不可能である。そこで、世界保健機関（ＷＨＯ）の乳児用粉ミルクの調乳に関するガイドライン（「乳幼児調製粉乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」、ＷＨＯ、２００７年）は、エンテロバクター・サカザキ（Enterobacter Sakazakii）やサルモネラ・エンテリカ（Salmonella Enterica）のような有害な細菌に汚染されることがある乳児用調製粉乳を滅菌するために、乳児用調製粉乳を７０℃より高い温度の水と混合することによって戻す（還元する）ことを推奨している。
【０００３】
現在は、乳児用調製粉乳または乳児用食品を、典型的には、乳児用調製粉乳を滅菌するためにやかんで沸騰させたばかりの水を用いることによって戻し、その後、この液体を、乳児に与えるのに適した温度、例えば典型的にはほぼ体温または体温よりも数度高い温度まで冷ます。しかしながら、これは時間のかかる作業であり、かつ、正しい温度を正確に判断するのは困難なことがある。
【０００４】
たとえ乳児用粉ミルクが投与前に熱湯（例えば、＞７０℃）を用いて滅菌されない場合でも、乳児に投与されるときのミルクの最終温度が体温前後、例えば３７℃になるように調合乳（formula）を調乳することがやはり望ましい。実際上は、このことは、調合乳と温水または熱水を混合した後にそれを所望の最終温度まで冷まさなければならないことを意味することが多い。調製粉乳を適温で即時に戻す確実な方法はない。冷ます過程を時間短縮するために調合乳と湯の混合物（preparation）に冷水を加えることは可能ではあるが、冷水が無菌ではないおそれがあり、かつ、最終温度だけでなく正しい用量に影響し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０６３４９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１１／０７７１３５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２０１２／１１４０９２号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２０１３／０２４２８６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
乳児用粉ミルクや乳児用食品を戻すことおよびその他の目的のために、制御された量の温水を制御された温度で吐出させる改良された方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様から見ると、本発明は、所定量の温かい液体を吐出させるために加熱手段とポンプとを含む装置を動作させる方法であって、加熱手段の上流で液体の温度を測定する工程と、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出する工程と、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出する工程と、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電する工程と、所定の初期温度以上の第１の量の加熱された液体を装置の吐出口から吐出させるために、上記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間においてポンプを動作させる工程と、加熱手段の通電を遮断する工程と、上記第１の量と合わさって上記所定量になる第２の量の液体を装置の吐出口から吐出させ、それによって加熱手段から残留熱を除去するために、上記第１の期間の次の第２の期間にわたってポンプを動作させる工程と、を含み、上記第１および第２の量の液体の平均温度が、上記所定量が吐出された後に上記所望の最終温度となる、方法を提供する。
【０００８】
第２の態様から見ると、本発明は、所定量の温かい液体を吐出させるための装置であって、加熱手段と、ポンプと、加熱手段の上流で液体の温度を感知する温度センサと、制御手段とを含み、該制御手段は、温度センサから上流温度データを受信し、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出し、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出し、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電し、所定の初期温度以上の第１の量の加熱された液体を装置の吐出口から吐出させるために、上記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間においてポンプを動作させ、加熱手段の通電を遮断し、上記第１の量と合わさって上記所定量になる第２の量の液体を装置の吐出口から吐出させ、それによって加熱手段から残留熱を除去するために、上記第１の期間の次の第２の期間にわたってポンプを動作させる、ように構成され、上記第１および第２の量の液体の平均温度が、上記所定量の吐出後に、上記所望の最終温度となる、装置を提供する。
【０００９】
これにより、液体の温度を上流温度から所望の最終温度まで上昇させるのに必要な熱エネルギーの総量が算出され、この総量が、例えば、７０℃より高くしたがってＷＨＯの乳児用調製粉乳の調乳に関するガイドラインを満たす初期温度で乳児用調製粉乳を戻すのに用いることができる第１の量の液体と、より低い温度の第２の量の液体とに分けられ、合計の所定量の吐出された液体が、乳児に与えるのに適した所望の最終温度、例えば３７℃、と等しい平均温度になる。すなわち、所望の最終温度は、液体が全て吐出された後の容器、例えば哺乳瓶、の中の液体の平均温度である。
【００１０】
したがって、本発明の方法および装置によって、所望の最終温度の所定量の液体を正確かつ繰り返し可能に提供することが可能であることが認識されよう。加熱手段に通電する「オン」時間を算出する、すなわち、液体に対して利用できる熱エネルギーの量を決定するだけでなく、本方法は、第１および第２の量の液体を吐出させるための第１および第２の期間も算出し得る、すなわち、第１の量と第２の量とが合わさってユーザが吐出させたい所定量になることを確実にもし得る。したがって、ポンプを、第１の算出された期間と、当該第１の期間の次の第２の算出された期間とにおいて動作させ得る。以下に説明するように、第２の算出された期間は、第１の算出された期間の直後に続いてもよく、ポンプ動作の第１の期間と第２の期間との間に休止があってもよい。加熱手段の通電に関する算出された「オン」期間と、ポンプの動作に関する算出された第１および第２の期間とは、所定量の液体が完全に吐出された後に所望の最終温度を有するように算出され得ることが理解されよう。つまり、ユーザは吐出プロセスを開始しさえすればよく、その結果、所定量の液体が所望の最終温度で吐出される。ポンプ動作の第２の期間は、所定量の液体が所望の最終温度、例えば３７℃を有するように加熱手段から残留熱を除去できるように算出される。
【００１１】
吐出を第１の期間と第２の期間とに分けることによって、第２の量の液体が吐出される前にユーザが第１の量の液体を乳児用調製粉乳と混合することも可能になり得る。このことは、一組の実施形態において、以下に説明するように、好ましくは第１の期間と第２の期間との間にポンプ動作の休止を設けることによって、容易化することができる。他の実施形態において、ポンプを第１および第２の期間を通して連続して動作させ、唯一の違いが、第１の期間が加熱手段の通電と同時であるのに対して、第２の期間が加熱手段の通電遮断後であることであってもよい。例えば、液体が吐出口の粉末ホルダを通して吐出される場合や、液体が吐出される前、間、および／または後にユーザが手作業で粉末を液体に加える場合は、ユーザが加熱された液体に乳児用調製粉乳を別途加えるのに休止が必要でないこともある。
【００１２】
加熱手段は、所定量の液体が算出された「オン」期間にわたって加熱された後で加熱手段から出ていくバッチヒータを含むことも考えられる。しかしながら、一組の実施形態においては、加熱手段は、加熱中に液体が加熱手段に対して流入および流出することが許されるフローヒータを含む。加熱手段は、標準のフローヒータ、または、例えば本出願人の公開された出願であるＷＯ２０１０／１０６３４９およびその背景技術に開示されているようなフローヒータを含み得る。このようなフローヒータの一例は、液体流通管と被覆加熱素子を収容する管とが互いに隣接して設けられてなる、例えばろう付けされてなる、「二重管」タイプである。「二重管」の設計の従来のフローヒータが液体を沸騰するまで加熱するのに用いられた場合、同伴する（entrained）水蒸気が、液体が沸点まで均一に加熱されることを妨げる問題を発生させ得る。このような問題の１つの解決策が、例えばＷＯ２０１０／１０６３４９に開示されているように、水蒸気が別に出ていくことを許容するフローヒータである。フローヒータが液体を沸点未満の温度まで加熱するのに用いられる場合は、例えば本出願人の公開された出願であるＷＯ２０１１／０７７１３５に記載のように水蒸気が別に漏れ出ることが許容されてもよく、水蒸気と液体とが同じ流通管から一緒に出ていくだけであってもよい。本実施形態において、所望の最終温度は、好ましくは沸騰未満であり、フローヒータなどの加熱手段が液体を沸点まで加熱する必要がないこともある。加熱手段、例えばフローヒータは、ホットスポットおよび局所的沸騰による噴き出しの現象が低減または回避されるように、液体を沸点未満の温度まで加熱するように構成され得る。加熱手段は、公称加熱力が定格で例えば８００Ｗとされる、固定されたパワーのものであり得る。さまざまな例において、好ましくはフローヒータである加熱手段は、８００Ｗ、９００Ｗ、または１ｋＷのような比較的低いパワーで動作し得る。
【００１３】
本装置は、液体をポンプおよび加熱手段に供給するための液体供給源に、例えば永久的に、直接接続される、例えば、水道（mains water supply）に配管接続されることも考えられる。しかしながら、一組の実施形態において、本装置は、液体を加熱手段に供給するための貯槽を含む。貯槽は、ユーザが例えば蛇口から容易に補充することを可能にするために、取外し可能であることが好ましい。貯槽は、例えば、貯槽内の液位が最低充填レベルを下回る場合に装置の（または少なくとも加熱手段および／もしくはポンプの）動作を防止するように構成された制御手段に接続された、最低充填センサを含み得る。このように装置を無効にすることは、加熱手段の過熱、すなわち、加熱手段に損傷を与える得る空焚き状態を防ぐ。
【００１４】
装置が液体供給源、例えば水道にインラインで接続されていようと、貯槽を備えていようと、本出願人は、液体が装置の吐出口に到達する前に液体を処理（好ましくは、殺菌）することが望ましい場合があることを認識した。これは、ポンプおよび／または加熱手段の上流に処理手段を設けることによって最も好都合に達成される。ただし、実際上は処理手段は吐出口の上流であればどこに配置してもよい。装置が貯槽を含む一組の実施形態においては、処理手段が、貯槽の上流／下流、貯槽の中、または貯槽の入口／出口に設けられ得る。処理手段は、フィルタ、好ましくは抗菌フィルタの形態をとり得る。フィルタが用いられる場合、フィルタは、装置の動作時に貯槽からの流量を過度に制限しないように、貯槽の上流に設けられることが好ましい場合がある。しかしながら、フィルタの代わりに、またはフィルタに加えて、他の処理形態、例えば、ＵＶ処理、塩素処理、オゾン処理、またはこのような消毒処理の任意の組合せが用いられてもよい。処理手段の目的は、液体が吐出される前に浄化されるように、生物学的汚染物質などの物質を排除することであり、このことは、乳児用の粉ミルクまたは食品を作るために温水を吐出させる際に特に重要であり得る。
【００１５】
一組の実施形態において、処理手段が、滅菌を達成するように最短期間液体を沸騰させるように構成された加熱手段を含み得ることが想定される。処理手段はこの目的のために独自の加熱手段を用い得るが、好ましくは、処理は、算出されたエネルギー量を所定量の液体に供給するために加熱手段が通電される算出された「オン」期間中に実施される。これは、滅菌が達成されることを保証するために、装置が算出された「オン」期間を最短期間と比較することを必要とし得る。例えば、ＷＨＯのガイドラインには、病原微生物を不活性化または殺すために水を「数分間」沸騰させなければならないと記載されている。このような実施形態においては、装置は、処理済みの液体を吐出させる前に冷却することが可能なように、熱交換器をさらに含み得る。
【００１６】
本装置が貯槽を含む上記一組の実施形態において、装置は、貯槽とポンプとの間の中間保持室と、保持室を貯槽から所定のレベルまで充填するための手段とを含み得る。このような実施形態によると、ポンプは、液体を貯槽から直接に汲み出すのではなく、中間保持室から汲み出す。中間保持室が所定のレベルまで充填されているため、ポンプ入口における圧力水頭がわかり、よって、ポンプ速度や流量などの算出に織り込むことができる。中間保持室は、貯槽よりも容量が小さいことが好ましい。中間保持室内の液体のレベルは吐出時に減少し得るが、圧力変化は、より大きい貯槽から液体が汲み出される場合よりも小さい範囲に収まる。
【００１７】
貯槽が設けられる場合、上流温度が貯槽内（または中間保持室が設けられる場合は中間保持室内）で測定されることが好ましい。一組の実施形態において、加熱手段が所定量の液体を上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギーを算出する工程は、加熱手段の温度または加熱手段の下流の温度を測定することを含む。すなわち、装置は、加熱手段の温度または加熱手段の下流の温度を感知する温度センサを含む。加熱手段の温度またはその下流の温度を測定することによって、例えば、周囲温度および／または装置が動作したばかりであるために加熱素子がいくらかの残留熱を供給することによる装置内の残留エネルギーが示され、それを、所定量を所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギーの算出に織り込むことができる。例えば、装置が前回の動作からいくらかの残留熱エネルギーを持っている場合、所定量を所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギーは、装置が長期間使用されていない場合に比べて低くなる。このため、例えば、固定されたパワーの加熱手段については、加熱手段に通電するための算出された「オン」期間が短くなる。
【００１８】
下流温度は、装置内に残留する液体の影響を受けやすいことも考えられるが、好ましくは、液体を加熱手段から吐出口へ移送するのに用いられる手段、例えば導管またはパイプ、が何であろうとその温度の影響を受けやすい。このため、少なくともいくつかの実施形態において、算出されたエネルギーには、加熱手段および加熱手段の下流のその他のヒートシンクの熱容量が含まれる。特に第１の期間と第２の期間との間に休止がある場合は、算出されたエネルギーはシステムからの熱損失をも補償することも考えられる。算出されたエネルギーの算出において休止の継続時間が制御手段によって測定および使用されることも考えられる。しかしながら、実際的には、エネルギー損失は、推定または予め較正された定数、例えば、算出されたエネルギーの１０％とみなされ得る。
【００１９】
加熱手段のパワーを加熱手段を通る液体の流量に合わせるために、加熱手段に供給される電力を変化させる、例えば、制御手段によって制御することも考えられる。これは、第１の期間に吐出される液体の平均温度を所定の初期温度に対応させることに対して、第１の期間全体にわたって液体温度を所定の初期温度（またはそれ以上）に保つことを保証するために用いられ得る。しかしながら、一組の実施形態において、制御手段によって加熱手段に供給される電力は一定である（以下に説明するように商用電源の変動はあり得るが）。これにより、必要なエネルギーの算出が簡単になる。
【００２０】
本装置が加熱手段を通る液体の流量を測定するための手段を含むことも考えられる。この測定値が制御手段に与えられれば、制御手段が、第１および第２の期間においてポンプの動作を制御すること、すなわち、所定量の液体を吐出させるために制御することが可能になる。流量を測定するための手段は、別個の構成要素としてかまたはポンプの一部として設けられる流量計を含み得、例えば、流量を推定するのにポンプが用いられることも考えられる。いくつかの例においては、ポンプが、液体圧（例えば、水道または貯槽内の液体の上流水頭によって設定される）にかかわらず液体を実質的に一定の流量で送ることを期待し得る。しかしながら、一組の実施形態において、装置は、一定の流量の液体を加熱手段を通して送るための手段、例えば、流量調整器を含む。これが電子流量制御装置、例えば弁によって提供されることも考えられるが、好ましくは、ＷＯ２０１２／１１４０９２に記載された種類の流量調整器が設けられる。当該文献の内容を参照により本明細書に援用する。
【００２１】
上記流量を送るための手段はポンプが送る圧力と好ましくは無関係である加熱手段を通る液体の一定の流量を設定するので、一定の流量によって装置のより簡単な制御が可能になる。例えば、ソレノイドポンプのような一部のポンプは、ピストンではなくエラストマーダイヤフラムを動作させる傾向があり、液体圧に応じて異なる流量を送り出すことがある。これは、流量調整器のような比較的安価な構成要素を用いて達成され得る。このため、第１および第２の期間を、これらの各期間において吐出される液体の量に基づいて簡単に算出することができ、所定量の液体は、全体として一定の期間、すなわち、第１の期間と第２の期間との合計にわたってポンプを動作させることによって、簡単に吐出される。加熱手段を通る液体の流量を測定するための手段または一定の流量の液体を加熱手段を通して送るための手段は、ポンプの下流かつ加熱手段の上流、すなわち、ポンプと加熱手段との間に位置することが好ましい。
【００２２】
一定の流量によって、所定の初期温度の第１の量の液体を吐出させることも容易になる。例えば、第１の量の液体が第１の期間にわたって比較的一定の温度で吐出されるように、一定の流量を送るための手段を加熱手段から液体への伝熱速度に合うように選択することも考えられる。これは、ポンプ自体（例えば、容積式ポンプ）によってかまたはポンプ（例えば、ソレノイドポンプ）の下流の流量調整器によって設定され得る。一定の流量は、１００ｍｌ／分〜３００ｍｌ／分、例えば、１５０ｍｌ／分〜２５０ｍｌ／分、好ましくは、約１７０ｍｌ／分であることが好ましく、これを、例えば装置の較正時に測定することも考えられる。あるいは、流量調整器を、確実な流量で予め設定することも考えられ、例えば、適切な圧力補償定流弁が、ネタフィム（Netafim）社（www.netafim.com）から入手可能である。一定の流量を送るための手段を設けることによって、ポンプからの流量の経時的変化、供給電圧、摩耗などによる影響も低減される。
【００２３】
加熱手段によって供給されることが求められる総エネルギー量が算出され、かつ、いくつかの実施形態においては加熱手段を通る液体の流量が既知であるかまたは算出されるため、液体の最終温度を測定すること、例えば、当該最終温度が第１の期間における所定の初期温度に達したことを確認すること、は不要である。このために必要なことは、加熱手段の上流での温度の測定と、所定量の液体に供給されるエネルギーおよび加熱手段を通る液体の流量の算出だけである。以下に述べるように、加熱手段および／またはポンプの動作に影響し得る商用電源のいかなる変動も考慮することが可能である。
【００２４】
所定の初期温度が第１の期間に吐出された液体の平均温度であることも考えられ、あるいは、液体が第１の期間において一定の所定の初期温度で吐出されることも考えられる。しかしながら、少なくとも、システムが平衡状態にある可能性が低い最初のうちは、これを達成することは難しく、そのため、吐出される液体には、常に、少なくともいくらかの小さい温度変動が生じやすい。したがって、所定の初期温度が最低温度に対応し、第１の期間においてその最低温度よりも高い温度で液体が吐出されることも考えられる。一組の実施形態において、これは、瓶および／または乳児用調製粉乳についての滅菌温度に対応する。好ましくは、所定の初期温度は、６０℃より高く、例えば、６５℃より高く、さらに好ましくは、７０℃より高い。所定の初期温度は、動作間で所定の初期温度を変化させることを可能にするために、ユーザによって例えば本装置上の入力装置を介して設定されることも考えられ、本装置にプログラムされることも考えられる。一組の実施形態において、最初に吐出される第１の量の液体の所定の初期温度は９５℃前後に予め設定されている。この温度は、乳児用調製粉乳の滅菌を保証するものであり、便利に使用される沸騰したての水の温度と同様である。概して、所定の初期温度は、所望の最終温度よりも高い温度であり得る。すなわち、吐出される第１の量の液体の温度は、吐出される第２の量の液体の温度よりも高い。
【００２５】
いくつかの実施形態において、所定の初期温度は、所望の最終温度と実質的に同じであるか所望の最終温度よりもそれほど高くない。例えば、加熱手段の上流の液体温度が所望の最終温度よりもそれほど低くない場合、加熱手段によって供給される算出されたエネルギー量は、比較的小さくなり得、したがって、液体は、加熱手段が通電される第１の期間と残留熱が除去される第２の期間とにおいてほぼ同じ温度で吐出され得る。このことは、本装置を周囲温度が比較的高い環境、例えば、２５℃、３０℃、もしくは３５℃よりも高いかまたはさらには４０℃よりも高い環境中で動作させるときに起こり得る。加熱手段の上流、例えば貯槽内、の液体の温度が既に＞３５℃である場合は、第１の期間において６０℃または７０℃よりも高い所定の初期温度を達成し、その後で所定量の吐出後により低い所望の最終温度を達成するということは、所定量が多いかまたは吐出速度が非常に遅いのでない限り、困難であり得る。これは、残留熱を十分に発散させることができないためである。所定の初期温度は、周囲温度より高く、例えば、２５℃、３０℃、４０℃、または５０℃より高いことが好ましいが、７０℃、８０℃、９０℃、または９５℃ほど高くはなくてもよい。例えば、第１の期間に吐出される加熱された液体は、５０〜７０℃の範囲の温度を有する。少なくともいくつかの実施形態において、所定の初期温度は、全く設定またはプログラムされなくてもよい。所定の初期温度が最低温度を上回るか否かは、単に、所望の最終温度と比較したときの加熱手段の上流の液体の開始温度によって決まる。
【００２６】
さらなる態様から見ると、本発明は、加熱手段と所定量の温かい液体を吐出させるための手段とを含む装置を動作させる方法であって、加熱手段の上流で液体の温度を測定する工程と、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出する工程と、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出する工程と、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電する工程と、第１の量の直接加熱された液体を、上記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の算出された期間において、装置の吐出口から吐出させる工程と、加熱手段の通電を遮断する工程と、加熱手段から残留熱を除去することによって間接加熱された、第１の量と合わさって上記所定量になる第２の量の液体を、第１の期間の次の第２の算出された期間にわたって装置の吐出口から吐出させる工程と、を含み、第１および第２の量の液体の平均温度が、上記所定量が吐出された後に上記所望の最終温度となる、方法を提供する。
【００２７】
別のさらなる態様から見ると、本発明は、所定量の温かい液体を吐出させるための装置であって、加熱手段と、液体を吐出させるための手段と、加熱手段の上流で液体の温度を感知する温度センサと、制御手段とを含み、該制御手段は、温度センサから上流温度データを受信し、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出し、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な「オン」期間を算出し、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電し、第１の量の直接加熱された液体を装置の吐出口から吐出させるために、上記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間を算出し、加熱手段の通電を遮断し、加熱手段から残留熱を除去することによって間接加熱された、第１の量と合わさって上記所定量になる第２の量の液体を装置の吐出口から吐出させるために、第１の期間の次の第２の期間を算出するように構成され、第１および第２の量の液体の平均温度が、上記所定量が吐出された後に上記所望の最終温度となる、装置を提供する。
【００２８】
算出されたエネルギーは、所定量の液体の全体を上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なものであるため、第２の期間に吐出される液体の特定の温度プロファイルは重要ではない。加熱手段を通る液体の流量が過度に大きくない限り、第２の期間において第２の量の液体が吐出される間に加熱手段の残留熱エネルギーの全てを液体に移動させることができる。実際上は、これは、例えば５００ｍｌ／分未満の流量では問題にならない。最大流量は、例えば極端な状況で流量を制限するために工場での較正時に装置にプログラムまたは予め設定された値であり得るが、通常、制御手段が吐出動作ごとに最大流量を算出する必要はない。ポンプの選択および／またはポンプと加熱手段との間の流量制御器の使用によって、最大流量が決まり得る。流量調整器のような、加熱手段を通して一定の流量を送るための手段が設けられる場合は、それを最大流量未満の流量を提供するように選択することができる。したがって、一般に、第２の期間に吐出される液体は、第２の期間の終了時または終了前に加熱手段との熱平衡に達する。言い換えれば、第２の期間中に残留熱の全てが除去されることが好ましい。しかしながら、加熱手段が、少なくとも算出された「オン」期間にわたって、すなわち、もしかすると算出された「オン」期間よりも長い期間にわたって、または、第２の期間と同時の後の追加のオン期間にわたって、通電されることも考えられる。これにより、加熱手段にいくらかの残留熱エネルギーが残ることになる。そのときは、第２の期間中に加熱手段から当該加熱手段を流れる液体へ正確な量の熱エネルギーを移動させるために、加熱手段を通る流量をより正確に算出することが必要になる。
【００２９】
所望の最終温度は、装置の特定の用途に対する任意の適切な温度であり得る。本装置は、例えば、粉末スープのような食材もしくは風邪薬の調製用に温かい液体を吐出させるため、または、白茶もしくは緑茶のような繊細な飲料原料（例えば、沸騰したての水を用いるのではなく６５℃〜８５℃で入れる）を煎じるために、用いられ得る。しかしながら、乳児用調合乳の調乳に特に適した一組の実施形態において、所望の最終温度は、２７℃〜４７℃、好ましくは、３２℃〜４２℃、さらに好ましくは、３７℃前後である。所望の最終温度は、動作間で変えることを可能にするためにユーザによって例えば装置上の入力装置を介して設定されることも考えられ、装置にプログラムされることも考えられる。上述のように、所定量の液体を所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギーが算出されるため、加熱された液体の最終温度または吐出口の温度を絶えず監視する必要はない。しかしながら、本装置は、加熱された液体の温度を感知する感知手段を吐出口に含み得る。この感知手段は、吐出された液体の温度を監視するためにフィードバックチェック（feedback check）として用いることができ、最終温度を微調整するために、ポンプ動作の第１の期間および第２の期間、あるいは、ポンプ速度（例えば、流量調整器ではなく加熱手段を通る液体の流量を制御する場合）ならびに／またはヒータの通電（時間および／もしくはパワー）をも制御するために、制御手段によって用いられ得る。
【００３０】
第１の期間は、算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時であるため、加熱手段の通電はポンプの第１の動作と時間的に重複する。第１の期間が算出された「オン」期間とぴったり対応することも考えられる。すなわち、それらが同時に通電されてもよい。このため、一組の実施形態において、本方法は、第１の期間を開始するためにポンプを動作させるのと実質的に同時に、算出された「オン」期間を開始するために加熱手段に通電することを含む。したがって、算出された「オン」期間は、予熱なしで、ポンプ動作の第１の期間と同時に始まり得る。算出された「オン」期間の開始は、例えば加熱手段に通電する前に第１の量の液体のうちのいくらかが吐出されるように、第１の期間の開始の後であってもよい。このような遅延加熱は、加熱手段の上流で測定された液体の温度がある閾値を上回っている場合に所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量がより小さくなるように用いられるかもしれない。しかしながら、このような状況では、加熱手段をポンプと同時に動作させ、算出された「オン」期間を短縮する方が容易である。
【００３１】
一組の実施形態においては、算出された「オン」期間の開始が、第１の期間の開始より前である。これにより、液体が加熱手段を通って送り出される前に加熱手段が通電され、加熱手段をその動作温度または動作温度近くに予熱することが可能になる。このことによって、加熱手段、例えば加熱素子と液体流通管とを含む加熱手段が、加熱手段に残留している液体と加熱手段を通って送り出される初期量の液体とが所定の初期温度になるように、十分に加熱されることが保証され、第１の期間と算出された「オン」期間とがぴったり対応している場合に、吐出される初期量の液体が低温になるおそれを回避する。したがって、本方法は、第１の期間が始まる前に所定の期間にわたって加熱手段に通電する工程をさらに含み得る。
【００３２】
ポンプを動作させる前に加熱手段に通電する予熱時間を固定することも考えられる。しかしながら、一組の実施形態において、加熱手段は、ポンプの動作前において所定の予熱温度に到達するまで予熱期間にわたって通電される。この予熱温度は、加熱手段の温度または加熱手段の下流の温度を感知する温度センサ（設けられている場合）によって測定されることも考えられる。互いに隣接して設けられた被覆加熱素子と液体流通管とを含む一組の実施形態において、温度センサは、被覆加熱素子および液体流通管のうちの一方または両方と良好に熱接触させて設けられ得る。例えば、加熱手段の温度は、例えば本出願人の公開されたＷＯ２０１３／０２４２８６に記載されているように、加熱素子および液体流通管の両方と熱連通する温度感知手段によって測定され得る。この出願の内容を参照により本明細書に援用する。加熱素子の所定の予熱温度は、２００℃より高い温度、例えば２１０℃であり得る。装置内の温度勾配により、典型的にはこの予熱温度が液体流通管を１００℃直前まで加熱することになる。
【００３３】
第１の期間において、ポンプは、一定の流れを提供するように連続して動作することも考えられる。しかしながら、本発明者らは、液体が、例えばポンプの下流の流量調整器によって提供される典型的な流量で加熱手段を流れているときに、加熱手段から液体への熱エネルギーの伝達速度がヒータのパワーよりも大きくなることがあり、したがって、特に、所定の初期温度が滅菌に適した温度、例えば７０℃よりも高い温度である場合には、液体が加熱手段を流れるにつれて加熱手段が冷めてしまう場合があることを認識した。このことにより、第１の期間中に、吐出された液体の温度がかなり変化する、すなわち、冷める。この現象に対応するためには、例えば流量を減少させることによって、加熱手段から液体への熱エネルギーの伝達速度がヒータのパワーに合致するように、加熱手段に送られる流量を変化させることも考えられる。これは、流量調整器が用いられずに液体が加熱手段にポンプで直接送り込まれる場合は、ポンプ速度を調節することによって達成され得る。しかしながら、一組の実施形態においては、全体流量を調節するために、ポンプを第１の期間において周期的に、すなわち間欠的に（in bursts）動作させる。このことは、ポンプと加熱手段との間に定流量調整器が用いられる実施形態に特に適している。このようなパルス動作によって、液体の送り出しと送り出しとの間で加熱手段の温度を上昇させることができるので、第１の期間中にポンプで送り出される液体をより正確に所定の初期温度で吐出させることができる。
【００３４】
第１の期間の終了は、算出された「オン」期間の終了と一致し得るかまたはその前であり得る。すなわち、加熱手段の通電が遮断された時点またはその前にポンプが送り出しを停止することも考えられる。しかしながら、一組の実施形態においては、第１の期間の終了は、算出された「オン」期間の終了の後である。すなわち、加熱手段の通電が遮断された後もポンプが液体を送り出し続けることが好ましい。このことにより、加熱手段の過熱が防止される。
【００３５】
第２の期間が第１の期間の後に開始、好ましくは加熱手段の通電が遮断された後に開始する限りは、第２の期間の開始に関していくつかの異なる可能性がある。例えば、第２の期間が第１の期間の直後に開始し、ポンプの動作が継続することも考えられる。これらの実施形態においては、第２の期間の開始は、一般に、加熱手段の通電が遮断される時点によって定められることになる。したがって、加熱手段の通電を遮断する工程が第１の期間（例えば、液体は直接加熱される）を終了させ得、第２の期間（例えば、残留熱を除去することによって液体は間接加熱される）をすぐに開始するためにポンプは連続して動作し得る。ポンプ動作の第１の期間と第２の期間との間に休止がなくてもよい。例えば、本装置は、液体の吐出時にユーザの介入を必要とせずに乳児用粉ミルク粉末（またはその他の戻される食材）を液体に加えるための手段を備え得る。
【００３６】
しかしながら、一組の実施形態においては、第１の期間と第２の期間との間でポンプが停止される。すなわち、休止がある。つまり、この中間期間においては液体が吐出されず、例えば、第２の量の液体が吐出される前に乳児用調製粉乳を瓶に加えて第１の量の液体と混合することや、第１の量の液体が吐出される前に乳児用調製粉乳が加えられていた場合は瓶を振盪または撹拌することが可能になる。休止は、３０秒〜６０秒、例えば、４５秒であり得る。この比較的短い期間は、加熱手段から失われる熱エネルギーの量を制限する。実際上、短時間、例えば６０秒未満、の休止は、残っている残留熱の量に影響を及ぼすことはないかもしれない。休止の継続時間が予め定められて自動的に発生することも考えられる。しかしながら、一組の実施形態においては、休止の継続時間がユーザによって決定される。例えば、ユーザが例えばボタンを押すことによって第２の期間を開始させることも考えられる。このことにより、ユーザは、第２の量をより迅速に吐出させることを望む場合に、予めプログラムされた休止を解除（override）することが可能になり得る。
【００３７】
ポンプ動作に関する第１の期間および第２の期間のそれぞれの長さは、所定量の液体を所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を決定する、加熱手段の上流の液体の温度を考慮して算出されることが認識されよう。典型的には、所望の最終温度は、周囲温度よりも温かく、例えば、２５℃、３０℃、４０℃、または５０℃よりも高い。しかしながら、このような最終温度は、加熱手段の通電が遮断された後で残留熱を除去することによって間接加熱される第２の量の液体と同量であるかまたはそれよりも少量である第１の量の液体を直接加熱することによって達成され得る。したがって、液体の第２の量が液体の第１の量よりも多い場合がある。ポンプ動作の第２の期間が、加熱手段から実質的に全ての残留熱を除去することによって所定量を完全にするように働き得ることが分かったが、これには第１の直接加熱期間よりも長くかかることがある。したがって、第２の期間は第１の期間よりも長い場合がある。実際、第２の期間は、吐出される所与の所定量について所望の最終温度が正確に達成さるように、エネルギーバランスを保証するように算出される。
【００３８】
液体の第１の量は、２０ｍｌ〜１００ｍｌ、好ましくは、２０ｍｌ〜６０ｍｌであり得る。これは、乳児用調合乳の授乳量（feed size）（例えば、最大２７０ｍｌ−３００ｍｌ）の２０％前後である。液体の第２の量は、５０ｍｌ〜２５０ｍｌ、好ましくは、１００ｍｌ〜２４０ｍｌであり得る。すなわち、概して、液体の第２の量は、液体の第１の量よりも多くなり得る。液体の第１の量および第２の量に関して、その量のそれぞれが、ユーザによって、例えば、ユーザが値を入力したりいくつかの予めプログラムされた選択肢、例えば標準の瓶サイズ、から選択したりするユーザインタフェースを介して選択されることも考えられる。しかしながら、一組の実施形態においては、ユーザによって選択されるのは液体の所定量、すなわち、吐出される液体の総量である。そして、制御手段が、所望の最終温度と液体の第１の量の所定の初期温度とに基づいて、液体の第１の量および第２の量を算出する。液体の所定量は、５０ｍｌ〜３５０ｍｌ、好ましくは、６０ｍｌ〜３００ｍｌであり得、例えば、乳児用調合乳については２００ｍｌが典型的であり得るが、授乳される乳児の齢によって量が決まることは言うまでもない。本発明は、６０ｍｌ、１２０ｍｌ、１５０ｍｌ、１８０ｍｌ、２５０ｍｌ、２７０ｍｌ、３００ｍｌ、３４０ｍｌのうちの１つまたは複数から選択された所定量の温かい液体、好ましくは水、を吐出させるための本明細書中に記載のような装置にまで及ぶ。
【００３９】
ポンプは、所要流量の液体を本装置を通して送るための任意の適切なポンプであり得る。一組の実施形態においては、ポンプはソレノイドポンプを含む。このようなポンプは、例えば、好ましくは０．５バールより高くかつ好ましくは４バールまでの圧力を与えることが可能である。このようなポンプが設けられた場合、上述のような流量調整器が一定の流量、例えば１７０ｍｌ／分、を送ることが可能になる。このような定流量調整器は、典型的には、動作するために最低圧力、例えば０．５バール、を必要とするため、調整器の上流の流れを加圧するためにソレノイドポンプと組み合わせて設けられることが好ましい。
【００４０】
別の一組の実施形態においては、ポンプが、ピストンポンプのような容積式ポンプを含む。このようなポンプは、広範囲の液圧にわたってほとんど一定の流量（時間平均）で動作することができる。加熱手段への／を通る液体の一定の流れを提供するためにポンプ自体に頼ることができる場合は、上述のような流量調整器が省略され得る。
【００４１】
他のポンプ構成が本発明の範囲に含まれ得ることが認識されよう。本装置は、明確なポンプ装置を含まなくてもよい。本装置が外部の液体供給源に（例えば永久的に）直接接続される、例えば水道の配管に接続されることも考えられることは上述の通りである。本装置が水道のような液体供給源にインラインで接続される場合は、外部の供給源から液体が供給されるタイミングを制御するために、「ポンプ」が単に弁を含み得ることが想定される。このような実施形態において、加熱手段を流れる流量は、例えば上記において既に述べたような定流量手段を用いて調整され得る。
【００４２】
一組の実施形態において、本装置は、例えば、加熱手段内または加熱手段の下流で閉塞が発生した場合に、加熱手段から過剰な圧力を抜くように構成された圧力逃し弁を含む。圧力逃し弁は、加熱手段の下流に設置されることも考えられるが、好ましくは、加熱手段の上流、例えば、貯槽と加熱手段の間に位置する。装置の吐出口における加熱された液体の最終的な吐出と干渉しないためである。圧力逃し弁は、大気、例えば装置外部の排水管または滴受けに放出することも考えられる。しかしながら、貯槽が設けられている場合は、圧力逃し弁は当該貯槽内に戻して逃すことが好都合である。
【００４３】
一組の実施形態においては、制御手段が、本装置内の種々の入力装置、例えば、温度センサおよび水位センサからデータを受信し、すなわち、制御手段が実行する計算から、ポンプおよび／または加熱手段を制御するためにこのデータを用いる。制御手段は、種々の構成要素とデータ通信するマイクロプロセッサを含み得る。上記に示したように、本装置は、工場における製造時に、かつ／または、初回動作前にユーザによって、較正され得る。較正時に求められた値および関係は、好ましくは、装置の動作を制御するために制御手段によって用いられる。
【００４４】
装置がその初回使用前に例えば工場においてかまたはユーザによって最初のセットアッププロセスの一部として較正される際、その地域の商用電源電圧が考慮され得ることは上述した通りである。加熱手段は定格で一定の公称出力を提供するとされ得るが、これは、商用電源の違いに影響されることがある。例えば、ヨーロッパにおける商用電源は一般に２３０Ｖであるが、中国では２２０Ｖである。本装置は、商用電源がほんの１２０Ｖにすぎない米国のような他の国々での使用のために、あるいは、日本の１００Ｖ電源用に、較正され得る。しかしながら、この較正の後でも、本装置の使用時に、特に、所定量の液体を正確な最終温度で吐出させようとするときに、装置の性能に影響を与えることがある商用電源の変動が発生し得る。したがって、一組の実施形態においては、動作が、商用電源電圧を測定し、さらに好ましくは、商用電源電圧を考慮するために加熱手段および／またはポンプの動作を調節する工程を含むことが好ましい。
【００４５】
英国においては、商用電源はＥＮ  ６１０００−４−１４によって２３０Ｖ（＋１０％、−６％）と規定されている。この範囲内であっても電圧変動が加熱手段および／またはポンプの出力に重大な影響を及ぼすことがある。電力が電圧の２乗に比例するためである。一部のクラス１電気機器は、商用電源変動に対して敏感なものとして指定され、保護された商用電源に（例えば、定電圧変圧器を用いて）接続される必要があるが、クラス２の家庭用器具は、商用電源に直接接続されることを意図され、このような保護を有していない。本発明に係る装置は、多分、例えば商用電源への直接接続用のケーブルを備えた、クラス２の家庭用器具であろう。
【００４６】
商用電源電圧はもしかすると時刻によっては予測され得るかもしれない（変動は典型的に既知の使用パターンに従って生じるため）が、商用電源電圧を実際に測定した方がより正確である。制御手段は、商用電源電圧を任意の適切な方法で測定するように構成され得る。例えば、制御手段は、供給電圧センサ（例えば、イートン社（Eaton Corp.）などのサプライヤーによって販売されているようなもの）を含み得るか、または、当該供給電圧センサに接続され得る。好適な一組の実施形態においては、制御手段は、装置の商用電源に接続された電圧測定回路を含む。電圧測定回路は、好ましくは、商用電源電圧を考慮するために加熱手段および／またはポンプの動作を調節するように構成された制御手段のマイクロプロセッサの一部であるか、または当該マイクロプロセッサに接続される。電圧測定回路は、測定された電圧レベルを表すデジタル入力をマイクロプロセッサに提供するために用いられるアナログ・デジタル変換器を備えたアナログ回路であり得る。
【００４７】
商用電源電力（mains power）の変動にかかわらず同じ出力を達成するように加熱手段のパワーを調節するために、測定された商用電源電圧が制御手段によって用いられることも考えられる。しかしながら、上述のように、制御手段は加熱手段に供給される電力を調節しないことが好ましい。したがって、加熱手段のエネルギー出力は、商用電源電圧の変動に応じて変化する。加熱手段が算出された必要なエネルギー量を供給することを保証するために、測定された商用電源電圧は、好ましくは、加熱手段の通電に必要な期間を算出する際に考慮される。
【００４８】
このことはそれだけで新規性および進歩性を有すると考えられるため、さらなる態様から見ると、本発明は、所定量の温かい液体を吐出させるために加熱手段とポンプとを含む装置を動作させる方法であって、加熱手段に提供された商用電源電圧を測定する工程と、加熱手段の上流で液体の温度を測定する工程と、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出する工程と、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な期間を、上記測定された商用電源電圧を考慮して算出する工程と、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電する工程と、上記所定量の液体を吐出させるためにポンプを動作させる工程と、を含む方法を提供する。
【００４９】
なおさらなる態様によると、所定量の温かい液体を吐出させるための装置であって、加熱手段と、ポンプと、加熱手段の上流で液体の温度を感知する温度センサと、制御手段とを含み、該制御手段は、加熱手段に提供された商用電源電圧を測定し、温度センサから上流温度データを受信し、加熱手段が所定量の液体を上記上流温度から所望の最終温度まで加熱するのに必要なエネルギー量を算出し、上記算出されたエネルギー量を供給するために加熱手段の通電に必要な期間を、上記測定された商用電源電圧を考慮して算出し、上記算出された「オン」期間にわたって加熱手段に通電し、上記所定量の液体を吐出させるためにポンプを動作させるように構成された、装置が提供される。
【００５０】
このような方法または装置を用いて、例えば１日の中で異なる時間に発生し得る地域の商用電源の変動を、加熱手段に供給される電力の調節を必要とせずに補償するために、加熱プロセスを調節することが可能であることが認識されよう。さらに、加熱されるのが、（例えば、紅茶、コーヒーなどのための熱水を提供する従来の飲料定量吐出装置のように）連続した流れではなく、所定量の液体であるため、当該所定量が正確に吐出されるのであれば（そして、算出されたエネルギー量が加熱手段から有効に移動するのであれば）、流量は達成されるべき最終温度にあまり関係しない。
【００５１】
本発明のこれらのさらなる態様の実施形態によると、所定量の温かい液体が、１つまたは複数のポンプ動作期間によって吐出され得る。ポンプを、加熱手段の通電の前および／または後、すなわち、算出された「オン」期間と同時ではない期間に動作させ得ることが想定される。これは、加熱手段がフローヒータではなくバッチヒータを含む場合に採用され得る。しかしながら、好適な実施形態においては、第１の量の液体を吐出させるために、上記算出された「オン」期間と少なくとも部分的に同時である第１の期間においてポンプが動作し、加熱手段の通電が遮断され、次に、第２の量の液体を吐出させるために第２の期間にわたってポンプが動作し、第１の量および第２の量が合わさって所定量の液体を提供する。上記のように、第１の期間の直後に第２の期間が続くようにポンプが連続して動作してもよく、第１の期間と第２の期間との間にポンプ動作の休止があってもよい。
【００５２】
好ましくは、所定量の液体の吐出後に、第１の量および第２の量の平均温度が所望の最終温度となる。加熱手段に提供された実際の商用電源電圧を測定し、これを、加熱手段の通電期間を算出する際に考慮する結果として、最終温度の精度が確保される。
【００５３】
商用電源電圧の変化はポンプの出力にも影響を及ぼし得、そのことが、上記本発明の態様のうちのいずれかの実施形態に関連することがある。例えばポンプと加熱手段との間に定流量調整器が設けられず、ポンプが液体を加熱手段に直接送り込む場合は、流量がポンプ速度に依存する。このような実施形態においては、ポンプによって送られる流量および／またはポンプ動作の期間を算出する際に、測定された商用電源電圧が（代替的または追加的に）考慮され得る。ポンプの動作の速度および／または期間はそれに応じて制御され得る。このことは、所定量の温かい液体が、ポンプ速度の変動の結果として吐出量に過不足が生じることなく、正確に吐出されることを保証するのに役立ち得る。しかしながら、好適な一組の実施形態においては、一定の流量を設定するために定流量調整器が（上記のように）用いられるため、ポンプパワーの変化を考慮する必要がない。
【００５４】
商用電源電圧が定期的に測定され、その情報が加熱期間の算出値の更新に用いられることも考えられる。しかしながら、ヒータ通電期間を一旦算出した後は所定量の加熱および吐出に進むように、商用電源電圧の測定は例えば吐出サイクルの開始時に１回行われることが好ましい。吐出サイクル、特に加熱手段の通電期間は、所定量の液体、例えば、乳児用粉ミルクを作るために典型的な水に関して、典型的には１〜２分以下しか続かない。つまり、開始時に商用電源電圧が測定された後は、加熱期間の調節を伴う閉フィードバックループを行う必要がない。このことが、加熱プロセスにおける精度も確保しながら、制御手段によって実行される計算を簡単化するのに役立つことは言うまでもない。
【００５５】
本明細書において用いられる「滅菌」という用語は、潜在的に有害な細菌および病原菌を殺すプロセスを言うことを意図しており、ある特定の無菌レベルを含意するもの、例えば、臨床的に無菌であるという定義またはその他の特定の定義もしくは有効性を満たすものとして解釈するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態を単なる例示として説明する。添付図面において、
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う器具の斜視図であり、
【図２】図２は、図１に示した器具の主要な内部構成要素の正面斜視図であり、
【図３】図３は、図１に示した器具の主要な内部構成要素の背面斜視図であり、
【図４】図４は、図２および図３に示した水タンクの断面図であり、
【図５】図５は、器具を通る水、電力、および電気信号の流れを示す概略図であり、
【図６】図６は、電圧測定回路図であり、
【図７】図７は、第１の実施形態に係る吐出サイクルの完全な１サイクルに含まれる主な工程の概要を示すフローチャートであり、
【図８】図８は、器具の動作のプロットであり、
【図９】図９は、瓶内の水の温度プロファイルを示すプロットであり、
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る吐出サイクルの完全な１サイクルに含まれる主な工程の概要を示す別のフローチャートであり、
【図１１】図１１は、図１０のサイクルに従って１２０ｍｌの量の加熱された液体を吐出させる際の動作および温度プロファイルを示すプロットであり、
【図１２】図１２は、図１０のサイクルに従って３３０ｍｌの量の加熱された液体を吐出させる際の動作および温度プロファイルを示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１は、本発明の一実施形態の斜視図であり、乳児用調製粉乳から乳児用粉ミルクを調乳するための温水を吐出させるための器具１を示す。器具は、外側筐体２と共に示されており、この筐体には、内部水タンク６（図２および図３参照）の水位を見るための窓４が設けられている。筐体２の右側には３つのユーザ入力ボタン８がある。これらは、新しい水フィルタが設置されたときにタイマを設定するためと、器具１の洗浄サイクルを実行するためと、スケール除去サイクルを実行するために用いられる。一群のＬＥＤ１０が、器具１の種々の動作状態を表示する。すなわち、水フィルタの変更が必要なことを示すために警告灯を表示する。オン・オフボタン１２と回転式吐出量ダイヤル１３とが吐出口１４の上方に設けられており、吐出口は滴受け１６の上方に位置している。哺乳瓶またはカップ１７（図５に示す）を、使用時に加熱された水が当該瓶またはカップ１７に吐出されるように滴受け１６に置くことができ、外側筐体２は、瓶１７を収容するために、滴受け１６と吐出口１４との間に上下に延びる凹部１８を有している。
【００５８】
器具１の主要な内部構成要素が、外側筐体２が取り除かれた図２および図３の器具１のそれぞれ正面および背面からの斜視図に見られる。窓４が左側に示された内部水タンク６は、その基部寄りに、水導管２０に水を送り込む出口１９を有する。水導管２０は、まず、ポンプ、例えばソレノイドポンプ２２を通過し、次いで、圧力逃し弁２４を通り過ぎ、圧力補償定流量弁２６を通過する。圧力逃し弁２４は、水導管２０が過加圧になった場合に、水タンク６内に水を戻して逃がす。適切な圧力補償定流量弁２６がネタフィム（Netafim）社（www.netafim.com）から入手可能である。
【００５９】
圧力補償定流量弁２６の次に、水導管２０は、水流管２８が被覆加熱素子（sheathed heating element）３０にろう付けされたフローヒータ２７に通じる。被覆加熱素子３０の両端のコールドテール（cold tail）３２によって、被覆加熱素子３０が電源（図示せず）に接続される。水流管２８は、吐出ヘッド３４および吐出口１４に水を送り込む水導管２０の最後の部分に通じる。吐出ヘッド３４は、フローヒータ２７から出る液体および／または蒸気を受け入れる中間室の形態をとり得る。吐出ヘッド３４は、噴き出し（spitting）が起こることなく、制御された流れが吐出口１４から出ていくように、加熱された液体から水蒸気が分離できるようにするのに役立ち得る。
【００６０】
水タンク６の内部が図４の断面図に見られ、同図には水タンク６の最上部の内側に水ホッパー３６が設けられていることが示されている。この水ホッパー３６に、未処理の水、例えば水道水が入れられる。水ホッパー３６の底部に抗菌フィルタ３８が位置しており、水が出口１９を介してタンクから出ていく前に水を水タンク６の底部に流出させる。また、圧力逃し弁２４から水タンク６内への入口３７も見られる。
【００６１】
再び図２および図３を参照して、いくつかの温度センサが、加熱システムの周囲のさまざまな箇所に配置される。まず、温度センサ、例えば負温度係数サーミスタ４０が、水タンク６の壁を突き抜けて、水タンク６の底部の濾過された水の温度を感知する。第２の温度センサ、例えば負温度係数サーミスタ４２が、被覆加熱素子３０の出口端寄りかつ外側に配置される。また、２つのバイメタルアクチュエータ、例えば１／２インチディスクもしくは温度ヒューズ４４、４６（または他の温度感知手段）がフローヒータ２７の外側に設けられ、一方は水流管２８のみと接触し、他方は被覆加熱素子３０および水流管２８の両方と接触する。２つの１／２インチディスクまたは温度ヒューズ４４、４６は、被覆加熱素子３０の過熱を防ぐ。加熱素子３０および水流管２８の両方と熱連通する温度感知手段のこのような配置は、本出願人の公開された出願であるＷＯ２０１３／０２４２８６にも記載されている。
【００６２】
器具１の主な構成要素は、図５にも概略的に見られ、同図には、水、電気信号、および電力の流れも示されている。全ての構成要素は、各種構成要素から電子信号を受信して被覆加熱素子３０およびソレノイドポンプ２２に送られる電力を制御する電子制御装置５０によって直接または間接に制御される。電子制御装置５０は、電圧測定回路１００を介して商用電源（mains power supply）５２に接続される。被覆加熱素子３０も商用電源５２に接続され、これは、ヒータ電源回路５６中のスイッチ５４を介して電子制御装置５０によって制御される。また、ポンプ２２が商用電源５２に接続され、これは、ポンプパワー制御装置５８を介して電子制御装置５０によって制御される。
【００６３】
電子制御装置５０は、水タンク６内の負温度係数サーミスタ４０および被覆加熱素子３０上の第２の負温度係数サーミスタ４２と、ポンプパワー制御装置５８と、水タンク６の最低充填レベルに達したことを検出する水位センサ６０（図２および図３には図示せず）とから、電気信号を受信する。
【００６４】
他の実施形態によると、ソレノイドポンプ２２の代わりに別の種類のポンプ、例えば、ピストンポンプのような容積式ポンプ２２’が用いられてもよい。圧力補償定流量弁２６は、省略されてもよい。これは、特に、ポンプ２２’が水圧の変化にもかかわらず実質的に一定の流量をフローヒータ２７に送る能力がある場合にあてはまる。さらに他の実施形態は、ポンプを完全に省略して、その代わりに、水道（mains water supply）のような外部の供給源への直接接続に頼り、ヒータを通る流量が確実にわかるようにするために定流弁または調整器を用いてもよい。
【００６５】
図６は、器具１の商用電源５２のライブ極ＡＣ＿Ｌとニュートラル極ＡＣ＿Ｎとの間に接続された適切な電圧測定回路１００の一例を示す。回路１００は、アナログ電圧レベルＡＣ＿ｉｎを測定し、これを電子制御装置５０のＡ／Ｄ変換器へ提供してデジタル入力とする。電子制御装置５０が使用する供給電圧Ｖ＿ｉｎは、このデジタル入力に比例する。
【００６６】
ここで、第１の組の実施形態に係る装置の動作を、図７〜図９をさらに参照して、説明する。
【００６７】
装置は、新しい吐出サイクルを開始すると、まず、予熱段階を実施する。被覆加熱素子３０がオンにされる。測定された供給電圧Ｖ＿ｉｎは、式１に従って瞬時加熱素子パワーＱ＿ｄｏｔを算出するために用いられる。
【００６８】
Ｑ＿ｄｏｔ＝（（Ｖ＿ｉｎ）＾２／（Ｖ＿ｃａｌ）＾２）×Ｑ＿ｄｏｔ＿ｃａｌ        ・・・（式１）
式中、Ｖ＿ｃａｌおよびＱ＿ｄｏｔ＿ｃａｌは、器具の初期較正（製造後または器具の初回使用時）において求められた加熱素子電圧および加熱素子パワーの較正値である。したがって、器具は、吐出サイクルを１回実行するたびに商用電源電圧５２の変化を明らかにする。供給電圧Ｖ＿ｉｎは、一旦測定されると、同じ吐出サイクル中に再び監視されることはない。
【００６９】
次いで、電子制御装置５０は、所定量の液体Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄを所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄまで加熱するのに必要なエネルギーを算出する。液体の量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄは、ユーザによって入力ダイヤル１３を介して設定または選択され得る。最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄは、ユーザによって設定または選択され得るが、乳児用調合乳用の器具１については、予めプログラムされているのが典型的であり、例えばＴ＿ｆｅｅｄ＝３７℃である。負温度係数サーミスタ４０によってタンク６内の水の温度Ｔ＿ｔａｎｋが測定され、電子制御装置５０に提供される。タンク６内の水の周囲温度が周囲条件に応じて変化することは言うまでもない。そして、所定量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄを所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄまで加熱するのに必要な総エネルギーＱ＿ｔｏｔａｌは、式２に従って算出することができる。
【００７０】
Ｑ＿ｔｏｔａｌ＝Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄ×Ｃｐ＿ｗａｔｅｒ×ΔＴ×Ｋ1        ・・・（式２）
式中、ΔＴ＝Ｔ＿ｆｅｅｄ−Ｔ＿ｔａｎｋ、Ｃｐ＿ｗａｔｅｒは加熱される液体の比熱容量であり、Ｋ1は熱損失の補償係数である。Ｋ1の典型的な値は、工場での装置の試験または較正から経験的に求められ、制御装置に予めプログラムされ得る。
【００７１】
所定量の液体Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄは２段階で吐出される。すなわち、Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄ＝Ｖｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ＋Ｖｏｌ＿ｃｏｌｄである。第１の量Ｖ＿ｉｎｉｔｉａｌは、瓶１７内のミルク粉末を「滅菌」するために温度Ｔ＿ｉｎｉｔｉａｌｄｉｓｐｅｎｓｅ＞７０℃で吐出される。第２の量Ｖ＿ｃｏｌｄは、被覆加熱素子３０から残留熱エネルギーを除去して全体の量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄを所望の最終温度、例えばＴ＿ｆｅｅｄ＝３７℃にするために吐出される。
【００７２】
初期吐出量Ｖｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌの全体が十分に熱い状態で吐出されることを保証するために、被覆加熱素子３０を予熱する必要がある。被覆加熱素子３０は、確実に熱くなるようにするために、公称目標温度、例えばＴ＿ｔａｒｇｅｔ＝２１０℃まで加熱される（温度勾配のため、水流管２８はこのとき１００℃直前の温度となるはずである）。被覆加熱素子３０の実際の温度Ｔ＿ｅｌｅｍｅｎｔが、被覆加熱素子３０上の負温度係数サーミスタ４２によって測定される。予熱に必要なエネルギーＱ＿ｐｒｅｈｅａｔが、式３に従って算出される。
【００７３】
Ｑ＿ｐｒｅｈｅａｔ＝ｍ×Ｃｐ×（Ｔ＿ｔａｒｇｅｔ−Ｔ＿ｅｌｅｍｅｎｔ）        ・・・（式３）
式中、Ｃｐはヒータの比熱容量であり、ｍはヒータの質量である。
【００７４】
そして、予熱時間ｔ＿ｐｒｅｈｅａｔが式４によって与えられる。
【００７５】
ｔ＿ｐｒｅｈｅａｔ＝Ｑ＿ｐｒｅｈｅａｔ／Ｑ＿ｄｏｔ        ・・・（式４）
被覆加熱素子３０に通電するための総「オン」時間（ｔ＿ｈｅａｔｅｒ）を算出するときに、システムにおける蓄積エネルギーＱ＿ｓｔｏｒｅｄを考慮しなければならない。これは式５に従って算出される。
【００７６】
Ｑ＿ｓｔｏｒｅｄ＝ｍ×Ｃｐ×（Ｔ＿ｅｌｅｍｅｎｔ−Ｔ＿ｔａｎｋ）×Ｋ2        ・・・（式５）
式中、Ｋ2は、経験的に求められて電子制御装置５０に予めプログラムされ得る熱損失等を考慮に入れるための補償係数である。係数Ｋ2は、フローヒータ２７上の１／２インチディスク４４、４６の一方または両方によって被覆加熱素子３０が過熱したことが検出された場合に電子制御装置５０が吐出動作を中止することが可能なように、プロセスのこの部分を調整するために用いられ得る。
【００７７】
そして、被覆加熱素子３０に通電させるための算出された「オン」期間ｔ＿ｈｅａｔｅｒは、式６に従って算出される。
【００７８】
ｔ＿ｈｅａｔｅｒ＝（Ｑ＿ｔｏｔａｌ−Ｑ＿Ｓｔｏｒｅｄ）／Ｑ＿ｄｏｔ        ・・・（式６）
ポンプ動作の第１の期間は、第１の量Ｖ＿ｉｎｉｔｉａｌの加熱された液体を吐出させるために必要とされ、この第１の量は、式７に従って算出される。
【００７９】
Ｖｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ＝Ｑ＿ｔｏｔａｌ／（Ｃｐ＿ｗａｔｅｒ×（Ｔ＿ｉｎｉｔｉａｌｄｉｓｐｅｎｓｅ−Ｔ＿ｔａｎｋ）×Ｋ1）        ・・・（式７）
式中、Ｔ＿ｉｎｉｔｉａｌｄｉｓｐｅｎｓｅは、電子制御装置５０において例えば９５℃の値に予め設定されている。
【００８０】
そして、ポンプ動作のための２つの期間を式８および式９に従って算出することができる。
【００８１】
ｔ＿ｐｕｍｐ１＝Ｖｏｌ＿ｉｎｉｔｉａｌ／流量        ・・・（式８）
ｔ＿ｐｕｍｐ２＝Ｖｏｌ＿ｃｏｌｄ／流量        ・・・（式９）
式中、流量は、圧力補償定流量弁２６によって設定される、フローヒータ２７に流入する液体の流量である。流量は、器具毎に較正され得る（製造後または器具の初回使用時に）別の値である。
【００８２】
図７は、吐出サイクルの完全な１サイクルに含まれる主な工程の概要を示すフローチャートである。プロセスが、被覆加熱素子３０のパワーＱ＿ｄｏｔを正確に算出できるようにそのときの商用電源電圧Ｖ＿ｉｎを測定することによって始まることが分かる。次いで、電子制御装置５０が、水タンク６内の負温度係数サーミスタ４０（ＮＴＣ１）と被覆加熱素子３０上の第２の負温度係数サーミスタ４２（ＮＴＣ２）とから測定値を読み取る。これらの入力から、ポンプ２２を第１の初期吐出期間にわたって動作させるのより前の予熱時間と、被覆加熱素子３０の通電期間と、瓶１７内に乳児に授乳するミルク（infant feed）を作るのに必要な液体の全量を吐出させるポンプ動作の第２の期間とを算出することが可能である。電子制御装置５０は、ユーザが最初に吐出された水に乳児用調合乳粉末を加えることを可能にしたり、既に調合乳粉末が瓶１７に入っている場合はそれらの材料（the feed）を撹拌することを可能にしたりするために、設定された期間ｔ＿ｐａｕｓｅ、例えば、３０秒、４０秒、５０秒、または６０秒にわたって休止するようにプログラムされ得る。しかしながら、器具１が、ユーザが要求に応じて第２の吐出期間を開始させることを可能にするボタンなどの入力装置を備えていてもよい。
【００８３】
上記のように、フローヒータ２７に流入する液体の流量は、例えば電圧変動によって生じたり経年に伴う摩耗の結果として生じたりするポンプ速度のいかなる変化にもかかわらず一定の値（例えば、１７０ｍｌ／分）を有するように、圧力補償定流量弁２６によって設定される。ある状況下では、所望の吐出温度を提供するために流量を減少させることが必要になり得、これは、ポンプを脈動的にオン・オフすることによって達成され得る。図８は、被覆加熱素子３０について感知された温度プロファイルすなわちＴ＿ｅｌｅｍｅｎｔ５２と器具の吐出ヘッドで測定された吐出口温度５４との上に重ね合わせた被覆加熱素子３０およびポンプ２２の動作のプロットを示す。また、ヒータ通電状態５８およびポンプ動作状態６０も示されている。タンク６内の水の開始温度５６は一定であり、例えば、Ｔ＿ｔａｎｋ＝１８℃である。ポンプ動作の第１の期間ｔ＿ｐｕｍｐ１においては、吐出ヘッドで測定される温度５４が８５℃前後の平均値を有することが、水の第１の量Ｖ＿ｉｎｉｔｉａｌがこの温度Ｔ＿ｉｎｉｔｉａｌｄｉｓｐｅｎｓｅで吐出されるので、分かる。吐出口温度５４は、その後下がり、前後のポンプ動作期間の間の休止中に、システムおよびそれに蓄積された熱との熱平衡に移行し始めるにつれて、再び上昇する。ポンプ動作の第２の期間ｔ＿ｐｕｍｐ２が始まると、水流管２８に溜まっていた少量の温水が吐出口を通して吐出されるが、その後すぐに、当該期間ｔ＿ｐｕｍｐ２中にポンプで送り出される非加熱の水の量Ｖｏｌ＿ｃｏｌｄの大部分が吐出される。吐出口温度５４は急速に低下し、加熱されずに送り出される周囲の水（例えば、１８℃）と一致する。瓶１７内に吐出された２つの量の水が混ざり合い、所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄ（例えば、３７℃に設定される）の所定量Ｖ＿ｆｅｅｄとなる。
【００８４】
図９は、器具の動作サイクルの全体を通しての、瓶内の吐出された水の温度プロファイル６２を示す。ポンプ２２の最初の通電後、水温が極めて短時間に約９５℃まで上昇する。ポンプ動作の第１の期間ｔ＿ｐｕｍｐ１の終了時、第１の量の水Ｖ＿ｉｎｉｔｉａｌの平均温度は約８０℃であり、瓶に乳児用調製粉乳が加えられる休止ｔ＿ｐａｕｓｅ中は７０℃より高いままであり、粉末の滅菌が保証される。より低温の水がポンプ動作の第２の期間ｔ＿ｐｕｍｐ２中に吐出されると、瓶内の水の温度６２は低下し、最後の量の水が吐出されて全体量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄになると、約３７℃の最終平均値に達する。
【００８５】
被覆加熱素子３０によって入力されるすべてのエネルギーＱ＿ｄｏｔがシステムの加熱に用いられるため、器具が最終水温Ｔ＿ｆｅｅｄを測定する必要がなく、最終水温Ｔ＿ｆｅｅｄは式１０から簡単に算出することができる。
【００８６】
Ｔ＿ｆｅｅｄ＝Ｔ＿ｔａｎｋ＋Ｑ＿ｄｏｔ／（ｍ＿ｆｅｅｄ×Ｃｐ＿ｗａｔｅｒ）        ・・・（式１０）
式中、ｍ＿ｆｅｅｄは瓶１７内の全体量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄの液体の質量である。
【００８７】
ここで、第２の組の実施形態に係る装置の動作を、図１０〜図１２をさらに参照しながら、説明する。図１０に見られるフローチャートは、所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄ、例えば３７℃を有する所定量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄの温かい液体を連続して吐出させるために装置を動作させる際に行われ得る工程を示す。このシナリオでは、装置は、独立した第１の量Ｖ＿ｉｎｉｔｉａｌを特定の所定の初期温度で吐出させるために用いられるのではない。すなわち、７０℃以上の「ホットショット（hot shot）」はない。ただし、図１１および図１２の加熱プロファイルから分かるように、動作の第１段階において液体のいくらかがこのような温度で吐出される場合があるが、液体がこの温度である間にユーザがそうと知りながら乳児用粉ミルクと液体を混合するための休止はない。
【００８８】
図１０によると、加熱素子３０は実質的にポンプ２２と同時に通電される。すなわち、フローヒータ２７の予熱は行われない。前述と同様に、フローヒータ２７に印加される電圧Ｖ＿ｉｎを測定するために電圧補償回路が用いられ得る。電子制御装置５０は、式１に従って加熱素子パワーを算出し、次いで、ユーザインタフェースＭＭＩにおいて入力された授乳量（ｋｇ）から、所定量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄを算出する。次いで、所定量Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄを所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄまで加熱するのに必要な総エネルギーＱ＿ｔｏｔａｌが、式２に従って算出される。Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄが連続して吐出されるので、ポンプ動作の期間ｔ＿ｐｕｍｐは、式１１に従って簡単に算出することができる。
【００８９】
ｔ＿ｐｕｍｐ＝Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄ／流量        ・・・（式１１）
式中、流量は、フローヒータ２７に流入する液体の流量である。この流量は、上流の圧力補償定流量弁２６が設けられる場合は当該圧力補償定流量弁２６によって設定されてもよく、ポンプ２２’の既知の定数であってもよい。.
電子制御装置５０は、水タンク６内のＮＴＣ１サーミスタ４０および加熱素子３０に装着されたＮＴＣ２サーミスタ４２から測定値を読み取り、温度Ｔ１（＝Ｔ＿ｔａｎｋ）およびＴ２（＝Ｔ＿ｅｌｅｍｅｎｔ）を得る。所望の最終温度Ｔ＿ｆｅｅｄ、例えば３７℃に達するのに必要な総温度上昇量は、ＤＴつまりΔＴ＝Ｔ＿ｆｅｅｄ−Ｔ１である。次いで、必要な総エネルギーＱ＿ｔｏｔａｌが式２を用いて算出される。例えば、Ｃｐ＿ｗａｔｅｒ＝４１８０であり、損失Ｋ1＝１．１（初期値１０％）である。システムに蓄えられた熱エネルギーを考慮するために、制御装置５０は、式５を用いてＧ＿ｓｔｏｒｅｄも算出する。その後、ヒータオン時間ｔ＿ｈｅａｔｅｒを式６から算出することができる。
【００９０】
ポンプ２２、２２’を連続して動作させてもよく、脈動的なポンプ動作を用いて液体を実質的に連続して吐出させてもよい。少量の液体の場合は、一定流量でヒータオン時間ｔ＿ｈｅａｔｅｒがポンプオン時間ｔ＿ｐｕｍｐとほぼ同じ長さであるため、制御装置５０は、脈動的なポンプ動作が必要かどうか、例えば、ｔ＿ｈｅａｔｅｒ＞ｔ＿ｐｕｍｐ−３秒かどうかを確認する。上記時間ｔ＿ｈｅａｔｅｒの経過後、フローヒータ２７の通電が遮断される。ポンプは、ｔ＿ｐｕｍｐが経過し、Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄが所望の温度Ｔ＿ｆｅｅｄを有するように残留熱が除去されるまで、（連続的または脈動的に）動作される。
【００９１】
図１１および図１２は、ヒータ２７およびポンプ２２、２２’の作動プロファイルと、タンク内の水の温度プロファイルＴ＿ｔａｎｋ（ＮＴＣ１によって測定）、ヒータの温度プロファイルＴ＿ｅｌｅｍｅｎｔ（ＮＴＣ２によって測定）、および瓶に吐出される加熱された液体の吐出口における温度とを示す。図１１は、Ｖｏｌ＿ｆｅｅｄ＝１２０ｍｌの場合のプロファイルを示し、図１２はＶｏｌ＿ｆｅｅｄ＝３３０ｍｌの場合のプロファイルを示す。
【００９２】
当業者には、上記の実施形態が本発明の原理をどのように採用することができるかの例に過ぎず、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形が可能であることが、認識されよう。例えば、本発明の原理を乳児用粉ミルクの調乳とは異なる目的のために異なる温度の水またはその他の液体を作るために用いることも考えられる。また、示した特定の種類のヒータは必須ではなく、その他のフローヒータまたはバッチヒータを代わりに用いることも考えられる。さらに、水は、器具内のホッパーからではなく、配管された源、例えば水道から供給されることも考えられる。
【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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