(57)【要約】【目的】低コストで故障などの不具合が生じる可能性が低い飲料供給装置を提供することを目的とする。【構成】抽出機２４に供給されたコーヒー挽き豆に湯を供給して抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置１に、飲料水を圧送するベーンポンプ１２と、ベーンポンプ１２で圧送された飲料水を所定の流量に調整して送出するオリフィス１４と、所定の流量に調整された飲料水が通流して予熱される熱交換パイプ１５と、熱交換パイプ１５で予熱された飲料水を所定の温度の湯に加熱する加熱ユニット１６と、弁を開いて所定の温度に加熱された湯を抽出機２４に供給する給湯弁１７と、を備え、ベーンポンプ１２の飲料水流出口１２ｂと流入口１２ａとの間に、ベーンポンプ１２が圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなると、飲料水を流出口１２ｂから流入口１２ａへ環流させる圧力調整弁１３を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
挽き豆供給部から抽出機に供給されたコーヒー挽き豆に飲料水を加熱した所定の温度の湯を供給して抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置であって、
前記飲料水を圧送するポンプと、該ポンプで圧送された飲料水を所定の流量に調整して送出する流量調整器と、所定の流量に調整された飲料水が通流して予熱される予熱手段と、該予熱手段で予熱された飲料水を前記所定の温度の湯に加熱する加熱手段と、弁を開いて前記所定の温度に加熱された湯を前記抽出機に供給する給湯弁と、を備えたことを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】
前記ポンプの飲料水流出口と流入口との間には、ポンプが圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなったときに、前記飲料水を流出口から流入口へ環流させる圧力調整弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の飲料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップ式飲料自動販売機や飲料ディスペンサなどに備えられ、コーヒー挽き豆および湯を用いて抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の飲料供給装置として、カップ式飲料自動販売機に備えられた特許文献１に記載のものが知られている。この飲料供給装置は、圧縮したコーヒー挽き豆に高温高圧の湯を浸透させてコーヒー飲料を抽出して供給するもので、コーヒー飲料を抽出する抽出機と、この抽出機に所定量のコーヒー挽き豆を供給する挽き豆供給部および高温高圧の湯を供給する給湯部を備えている。抽出機は、上部に開口を有するシリンダと、このシリンダ内で往復摺動自在に設けられるとともに、飲料配管の一端部が接続されたピストンと、シリンダの上部開口を開閉するとともに、給湯配管の一端部が接続されたキャップとを有している。給湯部は、ポンプで圧送した飲料水を湯タンクの湯（湯温、約８０〜８５℃）に浸漬している熱交換コイルを通流させて約７４℃の湯とし、さらにボイラーで８９〜９０℃に加熱して抽出機に供給する。
【０００３】
この飲料供給装置では、次のようにして、コーヒー飲料を抽出して供給する。まず、挽き豆供給部から抽出機のシリンダに所定量のコーヒー挽き豆を供給する。次いで、上部開口をキャップで閉鎖した後、ピストンをキャップ側へ移動し、コーヒー挽き豆を圧縮する。そして、ポンプを所定時間駆動して圧送した飲料水を熱交換コイルおよびボイラを通流させて８９〜９０℃に加熱して給湯配管に送り出し、所定量の湯を所定の高圧でシリンダに供給する。このようにして、シリンダ内で圧縮しているコーヒー挽き豆に高温高圧の湯を供給することにより、コーヒー挽き豆に浸透させた湯にコーヒー成分を溶解させたコーヒー飲料を抽出し、飲料配管からカップに供給する。
【０００４】
以上のようにコーヒー飲料の抽出は、所定の高温高圧の湯を抽出機のシリンダに供給して圧縮しているコーヒー挽き豆に浸透させた湯にコーヒー成分を溶解させてコーヒー飲料を抽出する。このような高圧の湯を供給するポンプには、吸入弁と吐出弁を有し、電磁コイルの電磁力により電磁プランジャと共に往復摺動するピストンがポンプ作用をする電磁ポンプを使用している。
【特許文献１】特開２０００−３４８２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電磁ポンプは電磁プランジャおよびピストンが高速で往復摺動することによりポンプ作用を行っているため、電磁プランジャと共に往復摺動するピストンを支持するばねに過負荷が加わり破損を招く虞がある。そして、ばねの破損が生じると、抽出機のシリンダに高圧の湯を供給することができなくなり、その結果、飲料供給装置がコーヒー飲料を抽出して供給することができなくなる。また、電磁ポンプは構成部品数が多いため、飲料供給装置がコスト高となり、また故障などの不具合が生じる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、低コストで故障などの不具合が生じる可能性が低い飲料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料供給装置は、挽き豆供給部から抽出機に供給されたコーヒー挽き豆に飲料水を加熱した所定の温度の湯を供給して抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置であって、
前記飲料水を圧送するポンプと、該ポンプで圧送された飲料水を所定の流量に調整して送出する流量調整器と、所定の流量に調整された飲料水が通流して予熱される予熱手段と、該予熱手段で予熱された飲料水を前記所定の温度の湯に加熱する加熱手段と、弁を開いて前記所定の温度に加熱された湯を前記抽出機に供給する給湯弁と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る飲料供給装置は、上述した請求項１において、前記ポンプの飲料水流出口と流入口との間には、ポンプが圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなったときに、前記飲料水を流出口から流入口へ環流させる圧力調整弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、飲料水を圧送するポンプに構造が簡単でコストが安いポンプを採用して高温高圧の湯を抽出機に供給できるようにしたので、低コストで故障などの不具合が生じる可能性が低い飲料供給装置を実現することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明によれば、飲料水を圧送しているポンプの過負荷運転を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料供給装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態である飲料供給装置１の概略構成を示すブロック図である。図に示すように、この飲料供給装置１は、水入口弁（電磁弁）３を開くと、取水管２から水リザーバ４に飲料水が供給される。水リザーバ４は、水位を検出して制御部（図示せず）に水位信号を出力するフロートスイッチ５が設けられ、水リザーバ４内が下限水位になったとき水入口弁３を開いて給水し、上限水位になったとき水入口弁３を閉じて給水を停止して飲料水を所定量（例えば、８００ｃｃ）貯留する。湯タンク８は、水位を検出し、制御部に水位信号を出力するフロートスイッチ９が設けられ、湯タンク８内の湯が下限水位になったとき給水弁（電磁弁）６を開いて水リザーバ４に貯留している飲料水を配管７から供給し、上限水位になったとき給水弁６を閉じて給水を停止する。湯タンク８に供給された飲料水はヒータ１０で加熱された湯（例えば、９５℃）として貯留される。
【００１３】
抽出機２４は、例えば、特許文献１の図７〜図１０に示されているように、上部開口を有するシリンダと、このシリンダ内で往復摺動自在に設けられるとともに、飲料配管２５の一端部が接続されたピストンと、シリンダの上部開口を開閉するとともに、給湯配管１８の一端部が接続されたキャップとを有し、豆貯蔵容器２１から供給されたコーヒー豆をコーヒーミル２２で挽いたコーヒー挽き豆を投入するシュート２３で構成する挽き豆供給部からシリンダにコーヒー挽き豆を供給すると、キャップでシリンダの上部開口を閉塞した後にピストンを上昇させてコーヒー挽き豆を圧縮し、給湯配管１８から供給された高温高圧の湯を圧縮したコーヒー挽き豆に浸透させてコーヒー成分を溶解させたコーヒー飲料を抽出し、飲料配管２５からカップＣに注ぐ。
【００１４】
水リザーバ４には、所定の高温高圧の湯を抽出機２４に供給するために、水リザーバ４に貯留されている飲料水を圧送するベーンポンプ１２が配管１１で接続され、ベーンポンプ１２を駆動すると同時に給湯弁（電磁弁）１７を開くと、流入口１２ａから流入して流出口１２ｂから圧送された飲料水がオリフィス（流量調整器）１４を通流することで所定の流量に調整され、湯タンク８の湯に浸漬されている熱交換パイプ（予熱手段）１５を通流して予熱された湯（１０℃で供給された飲料水が８４℃の湯となる）となり、さらに加熱ユニット（加熱手段）１６で９５℃に加熱されて給湯弁１７を通過して給湯配管１８から抽出機２４に供給される。また、ベーンポンプ１２の流出口１２ｂと流入口１２ａとの間には、圧力調整弁１３が配設されている。圧力調整弁１３は、ベーンポンプ１２が圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなったときに、流出口１２ｂ側の飲料水を流入口１２ａ側へ環流させて圧力を下げるための弁で、常時は弁が閉じられており、また、流入口１２ａ側から流出口１２ｂ側への飲料水の通流を防止する逆止弁の働きもする。
【００１５】
また、湯タンク８には、粉末原料キャニスタ３３で貯蔵し、シュート３４から投入された砂糖やクリームと湯を攪拌混合して配管３６からカップＣに注出するミキシングボウル３５に湯を供給する配管３２が溶解湯弁（電磁弁）３１を介して接続されている。さらに、湯タンク８には、コーヒー飲料の濃度調整用の湯を供給する配管３８が湯弁３７を介して接続されている。
【００１６】
図２は、圧力調整弁１３の側断面図を示している。図２（ａ）は、圧力調整弁１３の弁が閉じられている状態を示し、接続部１３ａには飲料水が流入する流入孔１３ｂに弁座１３ｃが設けられ、接続部１３ｄには飲料水が流出する流出孔１３ｅが設けられ、接続部１３ａと接続部１３ｄはねじ部１３ｆで固定される。また、常時は弁体１３ｇが加圧ばね１３ｈで弁座１３ｃに圧接され、飲料水が流入口１２ａ側から流出口１２ｂ側へ通流することを防止している。
【００１７】
そして、ベーンポンプ１２を駆動して同時に給湯弁１７を開くと、水リザーバ４に貯留している飲料水が圧送されてオリフィス１４を通流することで所定の流量に調整されて熱交換パイプ１５に送られるが、ベーンポンプ１２の駆動電圧の変動などにより送出量が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなると、流出口１２ｂに連通している流入孔１３ｂ内の圧力が高くなり、弁体１３ｇが圧力で押されて加圧ばね１３ｈを圧縮し、図２（ｂ）に示す位置に移動すると、弁座１３ｃと弁体１３ｇとの間に隙間１３ｉができて飲料水が流出口１２ｂ側から流出孔１３ｅに連通する流入口１２ａ側に流れて、流出口１２ｂ側の圧力が低下する。このように、ベーンポンプ１２の飲料水流出口１２ｂと流入口１２ａとの間に、ベーンポンプ１２が圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなったときに、飲料水を流出口１２ｂから流入口１２ａへ環流させる圧力調整弁１３を設けて圧力を下げるようにしたので、飲料水を圧送しているベーンポンプ１２の過負荷運転を防ぐことができる。
【００１８】
図３は、オリフィス１４の側断面図を示している。オリフィス１４は水流入口１４ａから流入して水流出口１４ｃから流出する水流の抵抗となる抵抗孔１４ｂを有し、ベーンポンプ１２で圧送された飲料水が抵抗孔１４ｂを通流すると所定の流量に調整される。
【００１９】
図４は、加熱ユニット１６の側断面図を示し、加熱ユニット１６はステンレスなどの金属からなる本体１６ａの一方に湯流入口１６ｂとその反対側に湯流出口１６ｄと、その間に螺旋状の溝を貫設した貫通孔１６ｃを設け、本体１６ａを加熱するヒータ１６ｅをねじ１６ｆで装着し、その周囲は図示しない断熱材で覆われている。湯流入口１６ｂから流入した湯が貫通孔１６ｃを通流して湯流出口１６ｄから流出すると、ヒータ１６ｅで加熱されている貫通孔１６ｃの螺旋状の溝の内面に沿って流れて湯が広く熱源に接触し、且つ流れる湯に乱流が生じて熱交換の効率が高まり、効率よく加熱して８４℃から９５℃に湯の温度を高めることができる。
【００２０】
この飲料供給装置１では、次のようにして、コーヒー飲料を抽出して供給する。まず、豆貯蔵容器２１から供給されたコーヒー豆をコーヒーミル２２で挽いたコーヒー挽き豆をシュート２３から抽出機２４のシリンダに供給した後、キャップでシリンダの上部開口を閉塞した後にピストンを上昇させてコーヒー挽き豆を圧縮する。次いで、ベーンポンプ１２を駆動して同時に給湯弁１７を開くと、水リザーバ４に貯留している飲料水が圧送されてオリフィス１４を通流することで所定の流量に調整されて熱交換パイプ１５に送られて８４℃に予熱された湯が加熱ユニット１６で９５℃に加熱されて給湯弁１７を通過して給湯配管１８から抽出機２４に供給される。このようにして、シリンダ内で圧縮しているコーヒー挽き豆に高温高圧の湯を供給することにより、コーヒー挽き豆に浸透させた湯にコーヒー成分を溶解させたコーヒー飲料を抽出し、飲料配管２５からカップＣに注ぐ。
【００２１】
以上説明したように、挽き豆供給部から抽出機２４に供給されたコーヒー挽き豆に飲料水を加熱した所定の温度の湯を供給して抽出したコーヒー飲料を供給する飲料供給装置１に、飲料水を圧送するポンプに構造が簡単でコストが安いベーンポンプ１２を採用し、ベーンポンプ１２で圧送された飲料水を所定の流量に調整して送出するオリフィス１４と、所定の流量に調整された飲料水が通流して予熱される熱交換パイプ１５と、熱交換パイプ１５で予熱された飲料水を所定の温度の湯に加熱する加熱ユニット１６と、弁を開いて所定の温度に加熱された湯を抽出機２４に供給する給湯弁１７と、を備えたので、低コストで故障などの不具合が生じる可能性が低い飲料供給装置１を提供することができる。さらに、ベーンポンプ１２の飲料水流出口１２ｂと流入口１２ａとの間に、ベーンポンプ１２が圧送する飲料水が予め決められた流量より増して送出圧力が大きくなったときに、飲料水を流出口１２ｂから流入口１２ａへ環流させる圧力調整弁１３を設けたので、飲料水を圧送しているベーンポンプ１２の過負荷運転を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態による飲料供給装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した圧力調整弁の側断面図である。
【図３】図１に示した流量調整器の側断面図である。
【図４】図１に示した加熱手段の側断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      飲料供給装置
４      水リザーバ
８      湯タンク
１２      ベーンポンプ
１３      圧力調整弁
１４      オリフィス
１５      熱交換パイプ
１６      加熱ユニット
１７      給湯弁
２１      豆貯蔵容器
２２      コーヒーミル
２４      抽出機
Ｃ      カップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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