(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水抽出可能な粒子状物質を浸出することにより高温飲料を調製するための飲料調製装置（１）であって、温水ヒータ（６）、浸出用水を浸出ゾーン（２４）に供給する手段（５）、及び、少なくとも部分的にハウジング（１８）で囲まれ前記粒子状物質を前記浸出ゾーンへ送出するための少なくとも1つのフライト（１３）を有するスクリュー軸（１０）の形状をした送出部材を備え、前記浸出ゾーン（２４）の外から中へおよび中から外への前記粒子状物質の供給が同一の一方向であり、前記装置が前記浸出ゾーン（２４）の下流側に抽出ゾーン（２５）を備え、該抽出ゾーン（２５）内で前記粒子状物質を圧縮し、エッセンスを抽出する飲料調製装置（１）において、前記スクリュー軸（１０）が、少なくとも前記浸出ゾーン（２４）と前記抽出ゾーン（２５）とに沿って延在しており、前記抽出ゾーン（２５）の領域における前記フライト（１３）のピッチが前記浸出ゾーン（２４）の領域におけるフライト（１３）のピッチよりも小さいことを特徴とする飲料調製装置。
【請求項２】
前記浸出ゾーン（２４）の上流に封止ゾーン（２３）を備え、前記スクリュー軸（１０）がこれに沿って延在しており、さらに、前記抽出ゾーン（２５）のフライト（１３）のピッチが、前記浸出ゾーン（２４）の領域におけるフライト（１３）のピッチよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の飲料調製装置。
【請求項３】
圧縮した前記物質により前記封止ゾーン（２３）を生成するため、あるいは、前記抽出ゾーン（２５）における前記物質の圧縮のため、前記浸出ゾーン（２４）の軸方向上流および下流における前記フライト（１３）のピッチが、前記浸出ゾーン（２４）の領域におけるフライト（１３）のピッチよりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の飲料調製装置。
【請求項４】
前記飲料調製装置が取入れゾーン（４６）を備え、該取入れゾーン内には前記スクリュー軸（１０ａ）を取り囲む前記ハウジング（１８ａ）が円錐状のテーパー部を有するとともに、上記スクリュー軸（１０ａ）は前記取入れゾーンの輪郭に適合した取入れ部（４７）を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項５】
前記スクリュー軸（１０ａ）が前記ハウジング（１８ａ）に対して軸方向に移動可能であり、あるいは、前記ハウジング（１８ａ）が、前記スクリュー軸（１０ａ）に対して軸方向に移動可能であることを特徴とする、請求項４に記載の飲料調製装置。
【請求項６】
前記抽出ゾーン（２５）の領域における前記フライト（１３）のピッチが、前記浸出用水により湿潤した前記物質、あるいは、前記浸出ゾーンで部分的に抽出が行われた前記物質を、前記抽出ゾーン（２５）で、抽出する又は抽出を完了するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項７】
前記抽出ゾーン（２５）において、前記物質の圧縮によって、前記浸出ゾーン（２４）におけるよりも高い静水圧が存することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の飲料調製装置。
【請求項８】
前記浸出ゾーン（２４）が前記浸出領域（３６）を備え、該浸出領域（３６）が、少なくとも部分的に円筒状又は円錐状であり、前記微粒子状物質が実質的に軸方向に該浸出領域（３６）へ供給されるのに対し、前記浸出用水（Ｂ）は該浸出領域（３６）へ実質的に放射方向に供給され、さらに／または、液体エッセンスをそこから放射方向に放出するように構成したことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項９】
前記スクリュー軸（１０）は中空シャフトとして構成され、該中空シャフト内部（１２）が前記スクリュー軸（１０）の外部シェルへ通路（１４）を通じて接続していることを特徴とする、請求項８に記載の飲料調製装置。
【請求項１０】
前記スクリュー軸（１０）が前記浸出領域（３６）に沿って複数の前記通路（１４）を備えることを特徴とする、請求項９に記載の飲料調製装置。
【請求項１１】
前記スクリュー軸（１０）の前記内部（１２）が、前記浸出用水（Ｂ）を供給するために、または、前記浸出領域（３６）からの前記液体エッセンスを放出するために構成されたことを特徴とする請求項９または１０に記載の飲料調製装置。
【請求項１２】
前記飲料調製装置が、スクリュー軸（１０）の前記内部（１２）に通じる浸出用水用導管（３１）であって、前記浸水用水（Ｂ）を前記スクリュー軸（１０）の前記内部（１２）へと送入する少なくとも1つの出口（３３）を備えた浸出用水用導管（３１）を備えることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項１３】
前記浸出用水用導管（３１）が前記スクリュー軸（１０）に対して軸方向に調整可能であり、前記浸出用水が送入される領域が可変であることを特徴とする、請求項１２に記載の飲料調製装置。
【請求項１４】
前記スクリュー軸（１０）が前記ハウジング（１８）により囲まれ、前記スクリュー軸（１０）に沿って、異なるゾーン（２３，２４，２５）において異なる領域（３５，３６，３７）が生成され、入口端には少なくとも１つの封止領域（３５）が前記スクリュー軸（１０）の送出方向において前記浸出領域（３６）の上流に生成され、出口端には少なくとも１つの抽出領域（３７）が前記浸出領域（３６）の下流に生成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項１５】
前記抽出ゾーン（２５）が、同時に、前記出口端における封止ゾーンとしても構成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項１６】
１杯の飲料の調製に必要な物質の量の一部のみを収容できるように、前記浸出領域の体積（３６）を選択していることを特徴とする請求項８から１５のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項１７】
前記封止領域（３５）の容積が前記浸出領域（３６）の容積よりも小さいことを特徴とする、請求項１４に記載の飲料調製装置。
【請求項１８】
前記抽出ゾーン（２５）に、この抽出ゾーン（２５）で抽出した液体飲料エッセンスを収集する収集セクション（３９）を配置し、この収集セクション（３９）を飲料取出口（７）と接続したことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項１９】
スクリューフライト（１３ａ）が、実質的に台形の横断面を有することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の飲料調製装置。
【請求項２０】
浸出ゾーン（２４）で水抽出可能な粒子状物質を浸出することにより特にコーヒーまたは紅茶などの高温飲料を調製する飲料調製方法であって、前記物質が前記浸出ゾーン（２４）を通り抜けるよう供給され、前記浸出ゾーン（２４）の外から中へおよび中から外への前記粒子状物質の供給が同一の一方向である飲料調製方法において、前記粒子状物質が浸出ゾーンの下流の抽出ゾーン（２５）に送出され、ここで前記微粒子状物質が軸方向に圧縮され、これによりエッセンスが抽出されることを特徴する飲料調製方法。
【請求項２１】
前記浸出ゾーン（２４）の上流において、前記物質が封止ゾーン（２３）を通るように送出され、この封止ゾーンにおいて前記物質が圧縮されることを特徴とする、請求項２０に記載の飲料調製方法。
【請求項２２】
１杯分の飲料の調製のために前記物質を浸出ゾーン（２４）を通して連続的に供給することを特徴とする、請求項２０または２１に記載の飲料調製方法。
【請求項２３】
前記浸出ゾーン（２４）の中に前記浸出用水を送入し、同浸出用水がその送出方向に実質的に直角に前記物質（Ｋ）中を通過することを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の飲料調製方法。
【請求項２４】
前記物質が前記浸出ゾーン（２４，２４ａ）の上流および／または下流で非常に強力に圧縮され、圧縮された前記物質が、前記浸出ゾーン（２４）へ加圧送入された前記浸出用水に対する軸方向の封止として機能することを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の飲料調製方法。
【請求項２５】
前記浸出ゾーン（２４，２４ａ）を通して前記物質を送出する部材（１０，１０ａ）の送出が可変であることを特徴とする、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の飲料調製方法。
【請求項２６】
前記送出部材（１０ａ）の作業能率がハウジング（１８ａ）に対する前記送出部材（１０ａ）軸方向の移動によって可変であることを特徴とする、請求項２５に記載の飲料調製方法。
【請求項２７】
前記浸出用水の供給領域が軸方向に調整可能であることを特徴とする、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の飲料調製方法。
【請求項２８】
ほとんど加圧せずに前記浸出用水を前記浸出ゾーン（２４）に供給することを特徴とする、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の飲料調製方法
【請求項２９】
５〜２０バール（０．５〜２．０ＭＰａ）の圧力で前記浸出用水を前記浸出ゾーン（２４）に供給することを特徴とする、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の飲料調製装置。
【請求項３０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の飲料調製装置をコーヒー、特に、エスプレッソ・コーヒーの生成に使用する使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水抽出可能な粒子状の高温飲料調製用物質を浸出することにより高温飲料を調製する装置に関する。また、本発明は、高温飲料を調製する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は、例えば、エスプレッソ・コーヒーなどの高温飲料を全自動で調製するのに供せられる。エスプレッソ・コーヒーは、コーヒー飲料であり、コーヒー粉末に加圧された浸出用の水を通すことによって調製する。１杯の新鮮なエスプレッソ・コーヒーを調製するために、一般的な装置は挽き器を搭載しており、この挽き器を使用することで、コーヒーを入れる度に、１杯のコーヒーの調製に必要な量のコーヒー豆を都度新たに挽くことができる。その後、挽いたコーヒー豆を、コーヒー粉末として、バッチ式で浸出用のチャンバあるいは浸出領域に送り込み、ここで、抽出のためにあらかじめ決められた量の加圧した浸出用の水を通す前段階として、まずコーヒー粉末の圧縮を行う。
【０００３】
浸出用のチャンバに収容されたコーヒー粉末の抽出に使用される浸出用水の量より、非常に少量から非常に大量までの飲料の調製を行い対応する容器へ送出することができる。浸出用チャンバの容積はあらかじめ決まっており、わずかでも量の多いあるいは異なった量の物質又はコーヒー粉末を収容することができないため、個々の飲料の調製に使用する前記物質、すなわちコーヒー粉末の量は、全く変更できないか僅かな程度変更できるのみである。言い換えれば、いわゆるエスプレッソについては、その調製のために使用する水の量は１００ミリリットルよりかなり少ない一方、いわゆる薄めたコーヒーの調製のためにはほとんど同量のコーヒー粉末を使用し、例えばミルクコーヒーの場合は、その調製のために数百ミリリットルの水を使用する。さらに、浸出すべき物質の最大量があらかじめ決まっており、高品質で味の良いコーヒーを大量に調製することはできないので、飲料の調製のために使用する浸出用の水の最大量にも制限がある。この種のコーヒー飲料の調製においては、可溶性の成分の比率、特に、色成分、香気成分及びアロマの比率が、コーヒー粉末中に水を通すとともに連続的に減少し、特にエスプレッソ・コーヒーの調製のときにその減少が顕著である。このことは、飲料の取出し口から流れるコーヒー飲料が、最初は暗い色ないし黒色であるのに対して最終的には飲料取出し口からの無色の液体になるという欠点になる。もう一つの欠点は、抽出時間が長ければ、それだけ、飲料の味わいが劣化し、溶解するカフェインの量が増加するということである。
【０００４】
特許文献１には、傾けたスクリュー・コンベアを有し、連続的な対向流によってコーヒー粉末を抽出する装置が記載されている。この構成では、温水がコンベアの最も高い位置で供給され、コンベアの 流路(trough)の中を下向きに流れる一方、コーヒー粉末がスクリューによって上向きに運ばれる。説明したように、この装置は全体が非加圧状態で作動し、薄めたコーヒーすなわちアメリカンコーヒーのろ過に相当するものである。フィルタ時間は、コンベアのスクリュー長によって決定され、変更することはできない。この種の装置を用いて行う方法では、コーヒーは苦みが悪化し、カフェインのような不健康な付随的物質が飲料中に大量に含まれる。
【０００５】
また、特許文献２には、コーヒーの継続的な調製用の自動コーヒーメーカーが記載されている。抽出に使用されるコーヒー粉末は、透水性フィルタ材料より作られた閉管状テープに入れられる。コーヒー飲料を生産するために、上記テープは継続的に浸出用チャンバを通り、同チャンバ内ではテープの上部に位置するスプレーヘッドが温水を微細に拡散することで、テープがその内容物とともに濡れる。さらに、濡れたテープは、２本の抽出器ロールを通り、抽出されているコーヒー粉末のエッセンスが得られる。２本の抽出器ロールの下には、排出漏斗を配置し、これを通してコーヒー飲料を容器に導く。
【０００６】
特許文献３の結論には、１杯の飲料を調製するための方法及び装置、すなわちコーヒーマシンが記載されている。その第１実施例では、コーヒーマシンは、とりわけ、豆容器、その下に位置する挽き器、送り装置、及び透水性のコンベアベルトを回転させる形式によるコーヒー粉末のキャリアを備える。前記キャリアは、コーヒー粉末を抽出部に運搬し、ここで、コンベアベルトはフィルタ板によって支持される。抽出部において、コーヒー粉末を、圧縮ベルトによって圧縮する一方、コーヒー粉末からの抽出をするための温水を供給する。コーヒー送出方向では、圧縮ベルトはコンベアベルト側にわずかに傾いており、コーヒー粉末をより圧縮するようになっている。抽出後のコーヒー粉末は、コンベアベルトによってごみ箱に移送される。この装置の目的は、コーヒー飲料を継続的に調製できるようにすることである。代替的な実施例においては、複数の仕切りを備えた２つのコンベアベルトを運搬に提供することを提唱している。２つのコンベアベルトは、抽出部を通過する際に、２枚のプレートの間を通過する。これらの仕切りは、芳香物すなわちコーヒー粉末を受け取るための、そして、これの抽出を行うためのチャンバを形成することを目的としている。いくつかの他の実施例では、運搬用の部材を、それぞれ一定のピッチを有する螺旋形のフライトを備えたスクリュー・コンベアとして構成している。一実施例において、芳香物を受けるための分離したチャンバをつくるために、スロット付のキャタピラ型の経路が提案されており、この経路はスクリュー・コンベアの螺旋形のフライトを係合している。他の実施例においては、デュアル・スクリュー・コンベアが提案されており、これらの螺旋状のフライトは相互に係合して分離したチャンバを形成する。結論として、コアの直径が変化する、スクリュー・コンベアが提案されており、これは言い換えれば、直径が広がった圧縮用円錐形となっている。この目的は、コアと螺旋状のフライトとスクリュー・コンベアを覆っている筒状壁との間の螺旋状の空間を減少させることで、スクリュー・コンベアが運搬する芳香物を、送出方向に圧縮することである。抽出部で圧縮を行う場合には、芳香物が封止場所の前で濡れないように封止場所をつくる必要がある。抽出部の下流で圧縮が起こる場合には、芳香物をそこから抽出することができる。これらの実施例にもおいても、螺旋形のフライトのピッチは常に一定である。
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２９２８８４号公報
【特許文献２】米国特許第３３５７３３９号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／１１７６６９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、水抽出可能な粒子状物質を浸出することで高温飲料を調製するための装置を改良することであり、これにより高品質の飲料を調製するのに適するよう装置の構成を簡潔に維持しつつ、調整する飲料の量を広い範囲から自由に選択可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、この発明は、請求項１に記載した発明に従う装置を提案する。
【００１０】
スクリュー軸が少なくとも浸出ゾーンと抽出ゾーンとに沿って延びており、抽出ゾーンの領域におけるフライトのピッチが浸出ゾーンの領域におけるフライトのピッチよりも小さいので、抽出ゾーンにおけるコーヒー粉末の圧縮とエッセンスの抽出とを特に有効に行うことができる。
【００１１】
装置の好適な実施例は、従属形式の請求項２〜１９に記載されている。
【００１２】
好適な一実施例では、装置が取入れゾーンを備え、その取入れゾーンでは、スクリュー軸を覆っているハウジングが円錐状にテーパーがつけられており、スクリュー軸は取入れゾーンの輪郭に適合した取入れ部分を有する。これは、ハウジングに対する軸方向への移動によりスクリュー軸の送達を変えることができるという基本的な要求を満たす。
【００１３】
さらに、請求項２０には、水抽出可能な粒子状物質を浸出することで高温飲料を調製する方法が記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。図１は、水抽出可能な粒子状物質を浸出することにより高温飲料を調製する装置の概略図を示し、この例では、エスプレッソ・コーヒーを調製するコーヒーメーカーであり、ここで、コーヒー粉末には加圧された浸出用の水が通される。
【００１５】
図に示すように装置１は挽き器２、浸出器３、駆動装置４、送出ポンプ５、温水ヒータ６、飲料取出口７及び、使用済みコーヒー粕用のごみ箱８を備えている。温水ヒータ６は、ボイラーを使用することも当然可能だが、好ましくは、連続水流型（continuous flow type）の温水ヒータで構成される。図を複雑にしないために図示を省略しているが、装置１は、さらに、コーヒー豆容器を備える。同様に浸出用水を得るための水道水源も図では省略している。
【００１６】
装置１の中核は、浸出器３である。浸出器３は、ハウジング１８内に回転可能に搭載された中空のスクリュー軸１０を備え、スクリュー軸部材１１の長さは、ハウジング１８を超えて延びている。スクリュー軸１０を動かすのは駆動装置４であり、該駆動装置は、駆動モータ１５とスクリュー軸１０に連結した歯車装置１６とを備え、該歯車装置１６はスクリュー軸部材１１のハウジング１８の外側に延びる部分と連結している。ハウジング１８は、漏斗形の入口部分１９と円柱形部分２０とから構成され、下記に詳述するように、上記ハウジング１８とスクリュー軸１０とは、長さＬに渡って、それぞれゾーン２２，２３，２４，２５に分割されている。
【００１７】
スクリュー軸１０の形状をした送出部材は、コーヒー粉末を送出するフライト１３を有し、該スクリュー軸は軸方向に、すなわち送出方向に、異なるピッチ幅を有し、ハウジングの円柱形部分２０に沿って３つの異なるゾーン２３，２４，２５を形成している。漏斗形の入口部分１９の領域において、スクリュー軸１０は半径方向に突出した拭取り器２８が配置された２つの円錐形から構成される広い開始部分２７を備え、上記拭取り器２８はスクリュー軸１０を回転するときに、漏斗形の入口部分１９を内側縁部２９に沿って拭く。取入れゾーン２２を形成するために、フライト１３はスタート部分、すなわち漏斗形の入口部分１９に、大きなピッチを有し、挽き器２から漏斗形の入口部分１９へ送り込まれたコーヒー粉末を高速でハウジングの円柱状部分２０の方向へ送り届けるようになっている。また、ハウジングの円筒形部分２０のスタート部分では、封止ゾーン２３を形成するために、スクリュー軸１０のフライト１３は低いピッチである。この封止ゾーン２３は、好ましくは１〜３枚のフライトの幅に渡って延在する。コーヒー粉末は、この封止ゾーン２３のフライト１３によって強く圧縮される。封止ゾーン２３の後に、実際の浸出ゾーン２４が続き、ここではスクリュー軸１０のフライト１３が封止ゾーン２３のフライトのピッチよりもより大きなピッチを有しているので、これにより浸出ゾーン２４でコーヒー粉末を僅かに再減圧することができる。浸出ゾーン２４の出口端には、抽出ゾーン２５が隣接し、該抽出ゾーン２５においてスクリュー軸１０のフライト１３は逆に浸出ゾーン２４のフライトのピッチよりも小さなピッチとなっている。ここでのフライト１３のピッチが小さいために、既に一部抽出されたコーヒー粉末を、抽出ゾーン２５でさらに圧縮し、その結果、コーヒー粉末の追加的な抽出を行うとともに、一方で、浸出領域３６を流れる浸出用水用の封止を作り、浸出ゾーン２４を出口端で封止する。
【００１８】
３つのゾーン２３，２４，２５に沿って、ハウジング１８の内縁部とスクリュー軸部材１１との間に、封止領域３５、浸出領域３６、及び、抽出領域３７が形成される。
【００１９】
実際のコーヒー粉末の抽出のために設けられる浸出領域３６の容積は、１杯分の飲料の浸出に必要な分量だけの物質すなわちコーヒー粉末を内部に収容するように選択する。１杯分のコーヒー、すなわち小さいカップで１杯のエスプレッソまたは通常のカップで１杯のコーヒーを調製するために、普通はほぼ７〜９グラムのコーヒー粉末を使用する。浸出領域３６は、そこで、好ましくはほぼ１．５から最高３グラムのコーヒー粉末を収めるように構成する。比較的小さな浸出領域を提供することにより、とりわけ、浸出領域でコーヒー粉末の一貫した抽出を保障するという利点がある。浸出領域を小さくすることによるその他の利点は、後で詳細を記述する。
【００２０】
温水ヒータ６の出口は浸出用水用導管３１に接続されており、この導管はスクリュー軸１０の中空内部１２に繋がり、さらにその端部３２にはいくつかの放射状の放出口３３が設けられて下り、これを通じて浸出用水が浸出用水用導管３１からスクリュー軸１０の中空内部１２に流入する。中空スクリュー軸部材１１は好ましくは、穿孔として形成される放射状の通路１４を備え、該通路は浸出ゾーン２４と抽出ゾーン２５とに沿って配置され、スクリュー軸１０の中空内部１２からスクリュー軸１０の外側のシェルまで、スクリュー軸１０の内部１２と実際の浸出領域３６とを接続するように延びており、これにより、送出ポンプ５によって供給され温水ヒータ６で加熱された浸出用水が、浸出用水用導管３１を経由してスクリュー軸１０の中空内部１２の中へ流入し、さらにそこから、スクリュー軸部材１１内の通路１４を経て放射状に、すなわち、送出方向を横切るようにして、浸出領域３６へ流入する。また、浸出用水用導管３１は、両矢印３４で示されるように、スクリュー軸１０に対して、軸方向に動かすことが可能である。抽出水導管３１の軸方向の移動は、必要であれば、浸出領域３６の異なる位置に浸出用水を流し込むことを可能とする。浸出用水は、浸出ゾーン２４または浸出領域３６の中へ、好ましくはおよそ５〜２０バール（０．５〜２ＭＰａ）の圧力を加えた状態で送入される。抽出ゾーン２５の出口端におけるコーヒー粉末の圧縮により、この領域は、通常、浸出ゾーン２４や浸出領域３６よりも高い静水圧となっている。浸出用水を浸出ゾーン２４の領域に供給することは、この領域ではコーヒー粉末があまり圧縮されていないか僅かにしか圧縮されていないという点で有利である。このことは、必要に応じて、ほとんど無加圧か僅かに加圧されている状態で浸出用水を浸出ゾーン２４の領域に供給できる理由であり、ここでは、ある。浸出用水をコーヒー粉末が非常に圧縮された領域に入れる場合には状況が異なる。この場合、効率的で完全なコーヒー粉末の湿潤を確実にするために、浸出用水をコーヒー粉末の中へ比較的高い水圧で送入しなければならない。
【００２１】
コーヒーの個々のかけらをスクリュー軸１０の内部１２へ侵入させないため、放射状の通路１４の直径を、コーヒー粉末一粒子の直径の統計平均よりも小さくなるように選定することが好ましい。必要な場合、より大きな直径を有する放射状通路もまた設けられるが、この場合は、好ましくは今日のコーヒー・フィルタ技術で既に最高水準の技術となっている微細なメッシュフィルタで通路をカーバーすることを要する。
【００２２】
ハウジング１８は、飲料取出口７に向いた側面に、収集セクション３９を備え、この収集セクション３９は、スクリュー軸１０に面したその内側において、スクリュー軸１０を、少なくとも部分的に取り囲む形でフィルタ型壁面部４０を有しており、この壁面部を介して浸出領域３６から新たに抽出したコーヒー飲料が放射状に出てくる。フィルタ型壁面部４０は、従来の湾曲した穴開きプレートとして構成することもできるが、穴開きプレートの代わりに、例えば、セラミック・フィルタまたはいわゆるばね式濾過装置（spring-loaded filter）を使用することもできる。使用後のコーヒー粕は、最終的に、端部においてハウジング１８から軸方向に放出され、バッフル４１によりごみ箱８に送られる。
【００２３】
１杯分のコーヒーの調製後、あるいは、２杯分の調製の間に、飲料取出口からのコーヒーの僅かな滴りを止めるために、装置はバルブを備えることが望ましい。
【００２４】
次に図２は、円柱形ハウジング部２０の領域を拡大した装置の断面を示す。調製プロセスの始めにおいて、コーヒー粉末がハウジング１８ならびに、各ゾーン２２、２３、２４及び２５に入っていないものと仮定して、この図を用いることによって、実際の飲料の調製プロセスを詳細に説明する。調製プロセスは、挽き器によって新鮮なコーヒー豆を挽くことから始まる。コーヒー粉末は、（図示しない）手段によって漏斗形の入口領域に運ばれる。この入口ゾーンで、上記コーヒー粉末は回転するスクリュー軸１０のフライト１３により取り込まれ、円筒形ハウジング部２０へと運ばれる。コーヒー粉末Ｋがスクリュー軸１０から出口端部の抽出ゾーン２５まで運ばれるか、または抽出領域３７が非常に圧縮されたコーヒー粉末Ｋ１によって満たされるとすぐに、封止ゾーン２３及び抽出ゾーン２５内の非常に圧縮されたコーヒー粉末によって浸出領域３６は軸方向の両端で封止されるため、浸出を開始することができる。スクリュー軸１０の回転によって、浸出用水用導管３１を介して、水温が約９０〜９５℃で圧力が約５〜２０バール（０．５〜２．０ＭＰａ）の浸出用水Ｂが送り込まれる。浸出用水Ｂは浸出用水用導管３１の端部３２に流れ、放出口３３を経てスクリュー軸１０の内部１２へ流れ、そこからスクリュー軸部材１１の通路１４を経由して、両矢印３４で示された浸出領域へと流れる。浸出用水は浸出領域内３６で拡散し、言い換えれば、封止ゾーン２３と抽出ゾーン２５とのそれぞれで強固に圧縮したコーヒー粉末によって、封止ゾーン２３と抽出ゾーン２５とのそれぞれに軸方向に接近することができない。浸出用水は、しかしながら、封止ゾーン２３の方向に軸に沿って上方向に流れ、浸出ゾーン２４の上方または入口側領域のコーヒー粉末Ｂを少なくとも湿らす。その結果、この領域のコーヒー粉末Ｋは膨張し、一種の抽出前段階とすることができる。これは、調製する飲料の風味にとって有利である。浸出領域３６を軸方向に通るコーヒー粉末Ｋの継続的な動きによって、結果として、浸出領域３６に放射状に送入された浸出用水は、浸出領域３６を完全に放射状ではなく傾いた方向に流れていることになる。
【００２５】
浸出用水用導管３１を経て供給される浸出用水Ｂは浸出領域３６の中を流れ、そして同様にコーヒー粉末Ｋもまたほぼ放射方向に流れ、そしてフィルタ型壁面部４０を経由して液体コーヒー・エッセンスの形で収集セクション３９へと入り、新鮮に抽出したコーヒー飲料として飲料取出口７を経由して下部に位置する容器９に流入する。それぞれの場合に対応する量のコーヒー粉末がおよそ２５から３０秒の間に全て抽出されるように、スクリュー軸１０の回転スピードを選定することが好ましい。所望の量のコーヒー飲料が調製される少し前に、豆を挽く作業が最初に停止し、そして、所定の時間間隔の後、浸出用水の供給が停止する。挽いたコーヒー粉末の使用率を最適化するため、浸出領域３６への浸出用水の供給は、漏斗形の入口領域にコーヒー粉末がなくなるまで停止しない。しかし、浸出用水の供給を停止する前に、十分に圧縮されたコーヒー粉末がまだ封止ゾーンにあることを確実にし、入口側端部での浸出領域３６の封止が浸出プロセスの終わりまで保証されるようにしなければならない。好ましくは、浸出用水の供給停止の後、全てのコーヒー粉末が円筒形部分２０から取り出され浸出器３の各ゾーン２３，２４，２５からコーヒー粉末がなくなるまで、スクリュー軸１０は回転を続けることが望ましい。浸出領域３６と特に隣接する封止領域３５との容積を比較的小さく選定しているため、封止領域３５と必要な場合浸出領域３６とから除去される、使用されていない、すなわち、抽出されていないコーヒー粉末の量は非常に少量である。必要であれば、浸出用水の供給停止後円筒形部分２０からのコーヒー粉末の取り出しに際して、あらかじめ定義した遅延時間をプログラムすることもできる。なぜなら、順番にすばやく続けて調製サイクルが行われる場合には、毎回円筒形部分２０からコーヒー粉末を取り出す必要はないが、例えば２、３分間など特定の時間コーヒー飲料が調製されなかった場合、衛生上の理由から、調製の前にコーヒー粉末の除去が必要だからである。
【００２６】
ある程度抽出したコーヒー粉末を抽出ゾーン２５で圧縮することは、それによってコーヒー粉末をさらに抽出し、コーヒー粉末から液体が抽出されるという点で有利である。このようにして、抽出ゾーン２５でコーヒー粉末を圧縮することは、一方では、出口側の端部で浸出領域３６を封止し、他方で、コーヒー粉末の抽出を改善することを確実にする。抽出済みのコーヒー粉末は出口端部で、バッフル４１によってごみ箱８へ送られる。
【００２７】
本発明による装置を用いることで、大量の高品質なコーヒー飲料を連続的な浸出によって調製することができ、それによって、生産量、すなわち、調製できるコーヒー飲料の量を非常に大きな範囲で変化させることができる。同時に、対応する分量の調製のために抽出する粉末の量は、水の量にも適合できる。このように、本装置は、例えば、堆積が僅か２、３ミリリットルほどの非常に少量のエスプレッソを調製したり、一方でまた、数リットルの新鮮なエスプレッソ・コーヒーを連続的に調製したりすることを可能にするが、いずれの場合でも、生成する高温飲料の量にかかわらず、コーヒーの強さは幅広い範囲から自由に選択することができる。
【００２８】
さらに、他の一般的な装置で可変となっている、パラメータに加え、さまざまなパラメータを変えることによって、調製される高温飲料を仕立てることができる。例えば、挽きの細かさないしはコーヒー粉末の粒子の大きさ、コーヒー粉末の圧縮の程度、浸出時間、浸出用水の温度、および、本発明の装置による浸出用水の圧力など一般的装置のパラメータに加え、他の動作パラメータを変更することが可能となっている。例えば、スクリュー軸の回転速度を変化させることによって、コーヒー粉末の抽出の程度を変え、それによって、風味、強さ、カフェイン含有量、及び、必要ならば、出されたコーヒー飲料の外観の全てを変えることができる。これに加えて、浸出用水用導管３１を軸方向に動かすことによって、浸出ゾーンのどの領域のコーヒー粉末に浸出用水を入れるかを決定することができ、このことは、スクリュー軸１０のフライト１３が浸出ゾーンに沿って異なるピッチを備える場合に特に価値がある。この場合、浸出用水用導管３１の移動は、コーヒー粉末が非常に強く圧縮されている浸出領域３６の位置に浸出用水を送入することができる。水が加えられる位置は、コーヒー粉末の圧縮と抽出時間との違いのため、コーヒー飲料の品質に影響する。加える浸出用水に対するフィルタ篩(sieve)の位置を決めることは、フィルタの経路とさらにまた、フィルタ時間に影響を与えることができる。
【００２９】
バッチ式で動いている従来技術の装置と比較して、この装置のもう一つの利点は、全体の調製プロセスを通じて、コーヒー粉末が今や均質に抽出されること、すなわち、飲料取出口から流れ出るコーヒー飲料が常に同じ色、風味そしてアロマを有することである。さらに、調製されたコーヒー飲料の量は、浸出領域３６の大きさには依存しない。本装置の有するもう一つの大きな利点は、調製にかかる実際の時間が比較的短いことであり、これはコーヒー豆の全量を挽いておく必要がある従来のコーヒーメーカーと異なり、本装置では２つの隣接する領域３５，３７とともに浸出領域３６を満たすのに必要なだけの量のコーヒー粉末が利用できるようになっていれば良いからである。短い時間間隔で幾人分かのコーヒーを調製する場合、「充填時間」(filing time)は完全に省略できる。なぜならば、この場合は、１回のコーヒーの調製後、間もなく浸出用水の供給のみが停止する必要があり、コーヒー粉末を浸出領域３６や入口端部の封止領域３５から完全に取り除く必要はなく、ほぼ継続的操作が可能だからである。
【００３０】
必要な場合、浸出用水の供給が停止した後、スクリュー軸を２、３回回転をすることができ、その結果、すでに湿潤したコーヒー粉末が浸出領域から取り出され、同時にこの浸出領域は新しいコーヒー粉末で満たされる。これに加えて、短い時間間隔で連続して数杯分の調製を行う時は、各調製プロセスの最後に使用済みパックを取出す待ち時間を排除できる。これは、調製プロセスの中で継続的に使い切ったパックを処分することができるからである。このように、短い時間間隔で連続して数杯分の調製を行う場合、バッチ式で動く装置で必要とされた充填および処分にかかる時間が、本装置では排除できる。このため周知の装置と比較すると、本発明による装置は、実質的により高い「カップ能力」を達成することができる。コーヒー粉末が抽出ゾーン２５において抽出されるので、少なくとも同品質で特定量のコーヒー飲料に必要なコーヒー粉末がより少なくてすむことにより、効率性もまた向上する。結論として、水量と水の体積当たりの抽出される粉末量とを、非常に幅広い範囲から自由に選択することができるという更なる利点があり、これによって、出されるコーヒー飲料の強さと品質とをその体積にかかわりなく変化させることができる。換言すれば、本装置によって、大量の飲料の調製をするとき、粉末の量を水量に適合させることができる。
【００３１】
また、コーヒー粉末は絶えず移動するため、浸出領域に保持されたコーヒー粉末の不規則で不完全な抽出を生じると知られる水力学的な「短絡」を伴うチャネルが、コーヒー粉末中に形成されるのを防止する。
【００３２】
図３は、本発明による装置の他の実施例を示している。この例では、封止ゾーンを形成する際にスクリュー軸のフライトのピッチを減らす代わりに、抽出ゾーン２５の領域のハウジング１８とスクリュー軸部材１１との間の領域である４３と４４とを小さくしている。より具体的には、スクリュー軸１０を取り囲んでいるハウジング１８の直径が、抽出ゾーン２５の領域で、スクリュー軸の送出の方向に小さくなる。抽出ゾーン２５のフライトの形状は、円錐状にテーパーがつけられたハウジング１８に適合することは理解されよう。ハウジング１８の直径に送出方向に円錐状のテーパーをつけることによって、前記物質を次に抽出ゾーン２５の領域で圧縮して、エッセンスを抽出する。この場合、浸出ゾーン２４と抽出ゾーン２５との間でフライト１３のピッチを変える必要はなく、むしろ、そのピッチは一定のままにすることもできる。しかしながら、また本実施例においても、フライト１３のピッチを、必要に応じて変化させることもできる。
【００３３】
ハウジング１８に円錐形にテーパーをつける代わりに、スクリュー軸部材１１の直径を送出方向に向かって広げることもできる、これによって、たとえ、ハウジングが円柱形に構成されている場合でも、抽出ゾーン２５の領域でハウジング１８と実際のスクリュー軸部材１１との間の空間の大きさが減少する。
【００３４】
すでに例証してきた動作パラメータに加えて、調製される高温飲料に影響を与えるために使用することができる他の装置パラメータもある。例えば、スクリュー軸部材１１の絶対および／または相対ピッチは、個々のゾーン内又はこれらのゾーン間で変化させることができる。実際、浸出される高温飲料の品質は、同様に、浸出ゾーンの長さやこれと関連した直径によって影響を受ける。
【００３５】
これまで説明した装置は単に例であり、本発明の範囲内においてそこから逸脱するような形態を実現可能なことが認識されるべきである。例えば、浸出用水は浸出領域３６の外側から内側へ送入し、浸出されたコーヒー飲料は、スクリュー軸部材１１の中空シャンク(shank)を経るか、そこに収容された導管を経て放出することもできる。浸出用水を浸出領域３６の中へ放射状ではなくある角度をもって送入することも当然可能である。同様に、浸出領域３６は、円錐状に構成することもできる。
【００３６】
本発明の装置は、特にエスプレッソ・コーヒーを調製することに適している。しかし、他の高温飲料、例えばお茶、スープ等の調製のためにこれを使用することも当然可能である。
【００３７】
これまで説明した浸出用水が浸出領域に高圧のポンプによって送入される実施例の変形例として、ポンプを有さない装置の実施例も当然可能である。出口端部の抽出ゾーンでの粒子状物質すなわちコーヒー粉末の圧縮は、浸出用水が浸出ゾーンへ必ずしも高圧で送り込まれる必要はないという点で新たな可能性を広げた。その代わりに、浸出ゾーンを通過するコーヒー粉末は浸出用水の流入により完全に湿潤した状態にあることだけは保証されなければならない。この場合、浸出ゾーンは必ずしもコーヒー粉末が浸出され抽出されるゾーンである必要はない。その代わりに、浸出ゾーンはこの場合、流入した浸出用温水によりコーヒー粉末がある程度たけ濡らされ、あるいは、せいぜい部分的に抽出されるゾーンであると理解される。
【００３８】
浸出用水の加圧供給のためのポンプを除去した場合には、浸出用水の流入の開始および停止のために、このポンプの代わりに、例えば、制御可能なバルブを設けることができる。浸出用水は、本装置の上方に位置する水道水タンクから重力の力によって供給でき、あるいは、装置、言い換えれば、温水加熱器を、水道水の蛇口または水道管から分岐した導管に直接接続して、いずれの場合でも、浸出用水供給用の導管内に存する水圧を利用することができる。そして、コーヒー粉末を圧縮することによって液体のコーヒー・エッセンスをコーヒー粉末から抽出する実際の抽出過程を、主として抽出ゾーンにおいて行う。必要があれば、高度に濃縮したこの液体コーヒー・エッセンスは、提供するコーヒー飲料で必要とされる典型的な濃度になるように水で希釈することもできる。このような方法での希釈化は、フィルタ・コーヒーにおいて加圧しないで既に使用済みのパックに水を通して行うようなやり方で、水を用いて行うこともできる。
【００３９】
必要があれば、送出方向にフライトのピッチが減少するとともにポンプの供給圧力を減少させることができ、送出方向のコーヒー粉末の圧縮が増加し、最終的には同様に要求される良好なコーヒー粉末の抽出ができる。結論として、コーヒー粉末を浸出領域３６へ送出し、次いでスクリュー軸が停止することで、装置をバッチ式または準連続的に操作することができ、抽出は通常同様に終了し、使用済みのコーヒー粉末をパックとして放出する。新しい粉末の供給が使用済みパックの排出方向と反対方向である、バッチ式で動作する従来技術の装置とは異なり、本発明の装置では、微粒子状物質の浸出ゾーンへの流入と同ゾーンからの流出は同一の一方向である。
【００４０】
図４は、本装置の好適な実施例の長手方向断面図を示しており、ここで、前述の実施例との類似部分は、参照番号に「ａ」を添えることで識別できる。この場合、装置は、水平に配置される。本実施例のハウジング１８ａは、後方ハウジング部４３と前方ハウジング部４４とから形成される。後方ハウジング部４３は、ハウジングブロックとして構成されており、前方ハウジング部４４はほぼ中空の円筒状内部を備えた管状の形状をしている。後方ハウジング部４３は、挽いたコーヒー粉末が流入する入口部分４５を備える。この入口部分４５には、撹拌器／拭取り器２８を配置する。後方ハウジング部４３は入口部分４５の下流側で、スクリュー軸１０ａの送出方向に円錐状にテーパーをつけた取入れゾーン４６を備える。スクリュー軸１０ａが、取入れゾーン４６の輪郭に適合した取入れ部４７を備え、取入れ部４７は同様に送出方向に円錐状にテーパーをつけていることは明らかである。４８により示すように、スクリュー軸１０ａは、ハウジングに対して軸方向に移動可能であり、これは、特に領域４３に代表されるハウジング、あるいは、スクリュー軸１０ａ自身のどちらが移動可能に構成されているかには基本的には関係しない。図４に示すように、スクリュー軸１０ａは最前面に位置し、そのスクリューフライト１３ａの外側シェルと領域４３の内側との間には、半径方向に実用上の「隙間」はない。前方ハウジング部４４は出口端方向の外径が幾分大きい端部４９を備え、この端部４９に浸出ゾーン２４ａが配置され、そしてこの浸出ゾーンから７ａが半径方向下方向に繋がっている。浸出ゾーン２４ａは複数のフィルタ・ディスクを備えたフィルタ手段５０を有し、個々のフィルタ・ディスクは個々のコーヒー粉末の粒子を保持するために選択された横断面を有するよう半径方向にスロットが設けられている。個々のフィルタ・ディスクに代えて、スプリング・フィルタを使用することもできる。スプリング・フィルタは、例えば、コイル・スプリング状の要素を備え、その個々の巻きが相互に接触し、同様にスロットが設けられている。必要があれば、圧力調整用バルブを浸出ゾーン２４ａと出口との間に挿入し、所定の過剰圧力となった場合には、このバルブがまず開くようにする。
【００４１】
図５は、図４で示した装置を図示するが、ここでは、スクリュー軸１０ａがハウジング１８ａに対して軸方向後方へ移動し、半径方向の「隙間」がスクリューフライト１３ａの外部シェルとハウジング４３の内側との間に存在している。このことは、結果として取入れ部の送出を減少させることとなり、コーヒー粉末がその後のゾーンで圧縮される程度を減少させる。このことにより、スクリュー軸１０ａをハウジング１８ａに対して軸方向後方へ移動することは、抽出する飲料に直接的に影響を与える。コーヒー粉末を圧縮する程度により、フィルタ・ケーキにわたって低下する水圧のレベルが決まる。これは、言い換えれば、抽出の程度に直接に影響を与え、従って、提供するコーヒー飲料の色、風味そして強さに影響を与える。
【００４２】
スクリュー軸１０ａを軸方向に移動する代わりに、ハウジング１８ａを軸方向に移動することでも、最終的に同じ結果が得られる。コーヒー粉末を圧縮する程度をフライトのピッチにより変更できる図示のスクリュー軸の実施例は、他の変形例と比較して、コーヒー粉末の残留物が集まったり、浸出水の流れがなかったりするデッドゾーンが出現しないという効果があり、すなわち、提案したような成果への円滑な移行により、水の流れが少なく粉末が集まるようなゾーンが形成されるのを防ぐ。このこととは別に、スクリュー軸は、自己洗浄効果を有する。
【００４３】
図６は、結論として望ましいスクリューフライトの形状を示す拡大した断面図である。スクリューフライト１３ａは台形の横断面を有することは明白である。この形状は、追加的な力成分を生成することにより、粉末の圧縮を最適化し、ここで上記力成分はハウジングのシェルに対して外向きにコーヒー粉末を圧接し、同シェルにおける摩擦を高め結果としてより高い粉末の圧縮を実現し、その間、これに加えてスクリュー軸の自己洗浄効果を促進する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】高温飲料を調製するための装置の概略断面図である。
【図２】図１の一部についての拡大した概略断面図である。
【図３】本発明の装置の変形した実施例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の装置の好適な実施例を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す本発明の装置の実施例において、軸方向に送出部材を移動させた概略断面図である。
【図６】好適な螺旋状のフライトの幾何学的構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  飲料調製装置
２  挽き器
３  浸出器
４  駆動手段
５  送出ポンプ
６  温水ヒータ
７  飲料取出口
８  収集装置
１０  スクリュー軸
１１  スクリュー軸部材
１２  スクリュー軸の内部
１３  フライト
１４  通路
１５  駆動モータ
１６  伝動装置
１８  ハウジング
１９  漏斗形の入口領域
２０  円筒形部分
２２  取入れゾーン
２３  封止ゾーン
２４  浸出ゾーン
２５  抽出ゾーン
２７  開始部分
２８  拭取り器
２９  内側縁部
３１  浸出用水用導管
３２  浸出用水用導管の端領域
３３  出口
３４  二重矢印
３５  封止領域
３６  浸出領域
３７  抽出領域
３９  収集セクション
４０  フィルタ型壁面部
４１  バッフル
４３  後方ハウジング部
４４  前方ハウジング部
４５  入口部分
４６  取入れゾーン
４７  取入れ部
４８  二重矢印
４９  端部
５０  ディスク形の要素
【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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