(57)【要約】  飲料自動販売機（１）において可変的な吐出温度の温水を調製するための方法であって、飲料自動販売機（１）が、冷水供給ライン（４）と、電気的に加熱可能なボイラ（６）であって、ボイラ（６）への冷水供給ライン（４）からの冷水の供給のために冷水供給ライン（４）に接続され得るボイラ側冷水入口（６ａ）と、最大吐出温度（θｂｏｉｌｅｒ）に加熱されたボイラ（６）からの水の吐出のためのボイラ側温水出口（６ｂ）とを有する、電気的に加熱可能なボイラ（６）と、ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続され、少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって閉鎖され得る温水出口ライン（８）であって、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって、温かい飲料（１３）の調製のための指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）を与えられた温水が温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）から導かれ得る、温水出口ライン（８）と、を備える温水発生システム（２）を含み、冷水供給ライン（４）が、電気的に作動可能な３方２位置弁（１２）によって、ボイラ側冷水入口（６ａ）又はボイラ側温水出口（６ｂ）に二者択一的に接続され得、電気的に作動可能な３方２位置弁（１２）が、温水の吐出のために、一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を与えられ得、前記一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）のパルス幅（τ、τ１、Ｔ２、Ｔ３、τ４）が温水の指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）の関数として選択されることを特徴とする、方法。
2022500151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料自動販売機（１）において可変的な吐出温度の温水を調製するための方法であって、前記飲料自動販売機（１）が、冷水供給ライン（４）と、電気的に加熱可能なボイラ（６）であって、前記ボイラ（６）への前記冷水供給ライン（４）からの冷水の供給のために前記冷水供給ライン（４）に接続され得るボイラ側冷水入口（６ａ）と、最大吐出温度（θｂｏｉｌｅｒ）に加熱された前記ボイラ（６）からの水の吐出のためのボイラ側温水出力（６ｂ）とを有する、電気的に加熱可能なボイラ（６）と、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続され、且つ少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって閉鎖され得る温水出口ライン（８）であって、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって、温かい飲料（１３）の調製のための指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）を与えられた前記温水が前記温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）から導かれ得る、温水出口ライン（８）と、を備える温水発生システム（２）を含み、
前記冷水供給ライン（４）が、電気的に作動可能な３方２位置弁１２によって前記ボイラ側冷水入口（６ａ）又は前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に二者択一的に接続され得、前記電気的に作動可能な３方２位置弁１２が、温水の吐出のために、一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を与えられ得、前記一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）のパルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）が前記温水の前記指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）の関数として選択される、方法。
【請求項２】
前記３方２位置弁（１２）の基本位置において、前記３方２位置弁（１２）が、前記冷水供給ライン（４）を前記ボイラ側冷水入口（６ａ）に流れに関して接続し、電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）が前記３方２位置弁（１２）において印加されると、前記冷水供給ライン（４）に接続された前記３方２位置弁（１２）の入口（１２ａ）が、前記電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の前記パルス幅だけ前記３方２位置弁（１２）の前記第２の出口（１２ｃ）に流れに関して接続され、後者の前記第２の出口（１２ｃ）が、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又はスタティックミキサ（１４）を経由して、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルス幅（τ）が、前記温水の前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ）、前記冷水入口（６ａ）における前記ボイラ（６）に供給される前記水の前記温度（θｓｕｐｐｌｙ）、及び前記ボイラ（６）の前記温水出口（６ｂ）から吐出される前記水の前記温度（θｂｏｉｌｅｒ）の関数として、次の関係、すなわち、
Ｔ＝Ｔ＊（θｂｏｉｌｅｒ−θｔａｒｇｅｔ）／（θｂｏｉｌｅｒ−θｓｕｐｐｌｙ）
に従って決定され、上式で、
τは、前記パルス幅であり、
Ｔは、前記周期であり、
θｔａｒｇｅｔは、前記水の前記指定された吐出温度であり、
θｓｕｐｐｌｙは、前記ボイラに供給される前記水の前記温度であり、
θｂｏｉｌｅｒは、前記ボイラの前記水の前記最大吐出温度である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ボイラ（６）に供給される前記水の前記温度（θｓｕｐｐｌｙ）が、電子メモリ（２０ａ）に固定値として格納される、又は前記冷水供給ライン（４）にある温度センサ（１８）を介して検出され、且つ可変量としての前記パルス幅（τ）の前記決定において考慮に入れられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記３方２位置弁（１２）が、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が開放されている場合に前記一連の電気パルス（Ｐ）のみを与えられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が設けられ、前記第１の注出弁（１０ａ）が作動されると、前記３方２位置弁（１２）が、第１の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１）を有する温水の吐出のための第１のパルス幅（τ１）を有する第１の一連の電気パルス（Ｐ１）を与えられ、前記第２の注出弁（１０ｂ）が作動されると、前記３方２位置弁が、第２の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ２）を有する温水を吐出するために、第２のパルス幅（τ２）を有する第２の一連の電気パルス（Ｐ２）を与えられる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記水の異なる前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２）に対応する前記パルス幅（τ１、τ２）が、特に、パルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）を指定すること、且つ設定された前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）を測定することによって経験的に決定され、電子制御装置（２０）のメモリ（２０ａ）に格納され、前記第１の注出弁又は第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が作動されると、前記第１又は第２のパルス幅τ１、τ２）に関する対応する前記格納された値が、メモリ（２０ａ）、前記３方２位置弁（１２）に供給される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パルス幅（τ１、τ２、τ３、τ４）及び／又は前記周期Ｔが注出プロセス中に可変である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パルス幅（τ１、τ２、τ３、τ４）が、熱損失を補償するために、注出プロセスの開始時に同じ前記注出プロセスの終了時と比較して短縮される、及び／又は前記周期（Ｔ）が、充填容器に吐出される前記温水の温度変動を低減するために、注出プロセスの開始時に同じ前記注出プロセスの終了時と比較して短縮される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
冷水供給ライン（４）と、電気的に加熱可能なボイラ（６）であって、前記ボイラ（６）への前記冷水供給ライン（４）からの冷水の供給のために前記冷水供給ライン（４）に接続され得るボイラ側冷水入口（６ａ）と、最大吐出温度（θｂｏｉｌｅｒ）に加熱された前記ボイラ（６）からの水の吐出のためのボイラ側温水出口（６ｂ）とを有する、電気的に加熱可能なボイラ（６）と、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続された温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）であって、前記出口ラインが、少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって閉鎖され得、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって、温かい飲料（１３）の調製のための指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ）を与えられた前記温水が前記温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）から導かれ得る、温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、を備える温水発生システム（２）を含み、
前記冷水供給ライン（４）が、電気的に作動可能な３方２位置弁（１２）によって、前記ボイラ側冷水入口（６ａ）又は前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に二者択一的に流れに関して接続され得、電子制御装置（２０）が設けられ、前記電子制御装置（２０）によって、前記３方２位置弁（１２）が、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）への前記冷水供給ライン（４）の前記流れ接続のための一連の電気パルス（Ｐ）を与えられ得、これらの前記パルスの前記パルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）が、前記温水の指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）に対応して前記制御装置（２０）によって設定される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実施するための飲料自動販売機（１）。
【請求項１１】
前記３方２位置弁（１２）が、前記冷水供給ライン（４）に接続された入口（１２ａ）と、前記ボイラ側冷水入口（６ａ）に接続された第１の出口（１２ｂ）と、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又はスタティックミキサ（１４）を経由して前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続された第２の出口（１２ｃ）とを備え、前記Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又は前記スタティックミキサ（１４）の出口が、ラインを経由して前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に流れに関して接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御装置（２０）によって作動され得る少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が設けられ、前記第１の注出弁（１０ａ）が作動されると、前記制御装置（２０）が、第１の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１）を有する温水を吐出するための第１のパルス幅（τ１）を有する第１の一連の電気パルス（Ｐ１）を前記３方２位置弁（１２）に与え、
前記第２の注出弁（１０ｂ）が作動されると、前記制御装置（２０）が、第２の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ２）を有する温水を吐出するための第２のパルス幅（τ２）を有する第２の一連の電気パルス（Ｐ２）を前記３方２位置弁（１２）に与える、請求項１０又は１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変的な吐出温度の温水を調製するための方法及び方法を実施するための飲料自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーヒーやお茶などの温かい飲料の調製において、抽出プロセス中の水の温度は温かい飲料の品質及び味の決め手になる。例えば、コーヒーの最適な抽出温度は、その都度コーヒーの種類に応じて８５℃〜９１℃にある。紅茶、ハーブティー、又はフルーツティーの調製においては、抽出温度は９５℃〜１００℃が好ましく、緑茶の場合は６８℃〜９１℃が好ましい。白茶は５５℃〜６０℃、ウーロン茶は８５℃〜９０℃、ジャスミン茶は７１℃〜８５℃の温度で抽出されることが好ましい。最適な抽出温度は、お茶の種類によっても毎回変わる場合があり、狭い温度範囲を有する場合がある。したがって、最適な量の放出されるアロマ及び苦味物質を得るために、水温の正確な設定が望ましい。
【０００３】
水温を設定する１つの可能な方法は、水が所望の温度を有する状態で加熱器を出るように、流水加熱器を通る冷水の貫流速度を適合させることからなる。そのような解決策は、独国特許出願公開第１０２０１７１０２９５６号明細書に記載されている。ここでは、水温が測定センサによって連続的に測定され、流水加熱器を通る水の貫流流量が制御される。しかしながら、貫流加熱器は、装置がスリープモードから復帰した後、温まって動作温度に達するまでに長い時間がかかり、その後、所望の飲料の選択から所望の飲料が吐出されるまでに、更に時間がかかるという欠点を有する。
【０００４】
流水加熱器に基づくシステムに対する代替は、温水ボイラを備えたシステムによって代表される。このようなシステムは、独国特許出願公開第１０２０１１０７６２１６号明細書に記載されている。このシステムでは、温水ボイラがスリープモード時にも作動され、これによりいかなる時点でも温水が利用可能であり、したがって温かい飲料の調製に必要とされる時間が短縮される。所望の温度の水を供給する流水加熱器を備えたシステムとは対照的に、温水ボイラを備えたシステムでは、所望の温度を得るためには、ボイラからの温水が適切な量の冷水と混合されなければならない。独国特許出願公開第１０２０１１０７６２１６号明細書では、このことは、対応する量の冷水が、第２のポンプ、バルブ、又は開口部によってボイラからの温水と混合されるような方式で実現される。しかしながら、この場合、対応するポンプ、バルブ、又は開口部は、正確な温度制御のための必要な精度で製造されなければならず、それにより比較的高価であるという問題が生じる。更に、これらは線形貫流制御を可能にしない。したがって、記載された装置の場合の水温の正確な調節は高くつき、通常、温水領域にセンサを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１７１０２９５６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１１０７６２１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本開示の目的は、可変的な温度の温水を調製するための方法を創出することであり、これにより、温度のより正確な設定が可能になると同時に、製造コストが削減される。
【０００７】
本開示の別の目的は、本開示に係る方法を実施するための飲料自動販売機を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、可変的な吐出温度の温水を調製するための方法において、飲料自動販売機が、冷水供給ラインと電気的に加熱可能なボイラとを備える温水発生システムを含む。ボイラは、冷水供給ラインからの冷水をボイラに供給するために冷水供給ラインに接続され得るボイラ側の冷水入口と、最大吐出温度θｂｏｉｌｅｒに加熱された水がボイラから吐出されるボイラ側の温水出口とを有する。ボイラ側の温水出口には、少なくとも１つの注出弁によって閉鎖され得る温水出口ラインも流れに関して接続されており、少なくとも１つの注出弁によって、指定された吐出温度を与えられた温水が温かい飲料を調製するために温水出口ラインから導かれ得る。本方法は、冷水供給ラインが、電気的に作動可能な３方２位置弁（３／２  ｗａｙ  ｖａｌｖｅ）によって、ボイラ側冷水入口又はボイラ側温水出口に二者択一的に接続され得ることを特徴とする。温水の吐出のために、この３方２位置弁は一連の電気パルスを与えられ、一連の電気パルスのパルス幅は、温水の指定された吐出温度の関数として選択される。
【０００９】
本方法の好ましい実施形態では、３方２位置弁の基本位置において、３方２位置弁は、冷水供給ラインをボイラ側の冷水供給ラインに流れに関して接続し、そして、電気パルスが３方２位置弁に印加されると、冷水供給ラインに接続された３方２位置弁の入口が、電気パルスのパルス幅だけ３方２位置弁の第２の出口に流れに関して接続される。後者の第２の出口は、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管又はスタティックミキサを経由して、ボイラ側温水出口に流れに関して接続される。このようにして、いかなる時点でも、冷水供給ラインと温水出口ラインとの間には１つの流れ接続のみが存在する。したがって、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管又はスタティックミキサの冷水供給ラインには追加のポンプ又は開口部又は追加のバルブが必要とされないという利点が生じる。
【００１０】
本開示に基づく別の概念によれば、パルス幅は、温水の吐出温度、ボイラに供給される冷水入口における水の温度、及びボイラの温水出口から吐出される水の温度の関数として、次の関係、すなわち、
Ｔ＝Ｔ＊（θｂｏｉｌｅｒ−θｔａｒｇｅｔ）／（θｂｏｉｌｅｒ−θｓｕｐｐｌｙ）
に従って決定され、上式で、
τは、パルス幅を示し、
Ｔは、周期を示し、
θｔａｒｇｅｔは、水の指定された吐出温度を示し
θｓｕｐｐｌｙは、ボイラに供給される水の温度を示し
θｂｏｉｌｅｒは、ボイラの水の最大吐出温度を示す。
【００１１】
それに対応して、冷水の温度、ボイラの温水の温度、及び所望の吐出温度から始めてパルス幅が決定され得、このパルス幅の間に、３方２位置弁の第２の出口が開放され、冷水が、ボイラにおいて、設定され得る略一定の温度に常に加熱されている水と混合される。このようにして、可能な比例弁とは対照的に、非線形の体積流量特性が観察される必要がなく、したがって、吐出温度の設定についてより高い精度が達成され得るという利点が生じる。
【００１２】
本開示に係る方法の別の実施形態によれば、ボイラに供給される水の温度は、可変量としてのパルス幅の決定において考慮に入れるために、電子メモリに固定値として格納され得る、又は代替的に冷水供給ラインにある温度センサを介して検出され得る。このようにして、冷水の温度変動が、システムの新しい較正を実行する必要なしに上記の式を介して考慮され補償され得る。
【００１３】
本開示に基づく別の概念によれば、３方２位置弁で発生する摩耗を低減するために、３方２位置弁は、注出弁のうちの少なくとも１つが開放されている場合に一連の電気パルスのみを与えられることが提供され、それにより、例えば、一列に隣り合って設置されることが最も好ましい最大７つの注出弁が設けられ得る。
【００１４】
本開示に基づく別の概念によれば、少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁が設けられ、第１の注出弁が作動されると、３方２位置弁が、第１の吐出温度を有する温水を吐出するための第１のパルス幅を有する第１の一連の電気パルスを与えられ、第２の注出弁が作動されると、３方２位置弁が、第２の吐出温度を有する温水を吐出するための第２のパルス幅を有する第２の一連の電気パルスを与えられる。
【００１５】
本開示に基づく別の概念によれば、水の異なる吐出温度に対応するパルス幅は、特にパルス幅を指定すること、且つ設定された吐出温度を測定することによって経験的に決定され得、電子制御装置のメモリに格納され得る。注出弁のうちの１つが作動されると、第１のパルス幅又は第２のパルス幅に関して格納された対応する値が、メモリから読み出され、電気機械的に作動される３方２位置弁に電気信号として供給され得る。その結果、パルス幅をメモリに格納することにより、任意の飲料自動販売機に対して個別の較正が実行され得、それにより、温かい飲料を調製するために水の温度を制御するための高い精度が実現され得る。
【００１６】
本開示に係る方法の別の実施形態では、パルス幅及び／又は周期は、注出プロセス中に変化され得る。注出プロセス中にパルス幅を変化させることにより、水の温度変動が低減され得るだけでなく、ターゲットを絞って誘導され得る。よって、好ましい実施形態では、注出プロセスの開始時に、以前の吐出プロセスの後、次の温水注出プロセスまでに冷却された配管内の水の熱損失を補償するために、短いパルス幅を有する電気パルスが使用され得る。他方、周期の変化は、周期の短縮によって可能な温度変動を低減するために、又はより長い周期によって３方２位置弁の摩耗を防止するために、有利な仕方で使用され得る。本開示に係る方法の好ましい実施形態では、周期は、所望の温度を正確に得るために注出プロセスの開始時に短縮され、充填容器に注出された体積が、既に導入されている水量と比較したときに周期に流れ込む水の量が少ないような大きさに達するとすぐに増やされる。
【００１７】
本開示の別の概念によれば、可変的な吐出温度の温水を調製するための方法を実施するための飲料自動販売機は、冷水供給ラインと電気的に加熱可能なボイラとを有する温水発生システムを備える。ボイラは、冷水供給ラインからの冷水をボイラに供給するために冷水供給ラインに接続され得るボイラ側の冷水入口と、最大吐出温度に加熱された水のボイラからの吐出のためのボイラ側の温水出口とを有する。更に、ボイラ側の温水出口には、少なくとも１つの注出弁によって閉鎖され得る温水出口ラインが流れに関して接続されており、少なくとも１つの注出弁によって、温かい飲料を調製するために指定された吐出温度を与えられた温水が温水出口ラインから抽出ユニット又は飲用容器内に導かれ得る。
【００１８】
飲料自動販売機は、冷水供給ラインが、電気的に作動される３方２位置弁によって、ボイラ側冷水入口又はボイラ側温水出口に二者択一的に接続され得ることを特徴とする。３方２位置弁を作動させるために電子制御装置が設けられ、電子制御装置によって、電気的に作動可能な３方２位置弁は、ボイラ側温水出口への冷水供給ラインの流れ接続のための一連の電気パルスを与えられる。パルスは電気信号を含み、パルスのパルス幅は、選択された飲料のための温水の指定された吐出温度に対応して制御装置によって設定される。
【００１９】
本開示に基づく別の概念によれば、３方２位置弁は、冷水供給ラインに接続された入口と、ボイラ側冷水入口に接続された第１の出口と、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管又はスタティックミキサを経由してボイラ側温水出口に流れに関して接続された第２の出口とを備える。この場合、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管又はスタティックミキサの出口は、ラインを経由して少なくとも１つの注出弁に流れに関して接続される。制御装置によって作動され得る少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁が設けられることが好ましい。この場合、制御装置は、第１の吐出温度を有する温水の吐出のために第１の注出弁が作動されるときに、第１のパルス幅を有する第１の一連の電気パルスを３方２位置弁に与える。同様に、制御装置は、第２の吐出温度を有する温水の吐出のために第２の注出弁が作動されるときに、第２のパルス幅を有する第２の一連の電気パルスを３方２位置弁に与える。
【００２０】
以下、本開示は、図面を参照しながら好ましい実施形態に基づいて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示に係る飲料自動販売機の好ましい実施形態の概略図を示す。
【図２ａ】９０℃の吐出温度θｔａｒｇｅｔ２の場合の電気パルスＰ２の概略的な例示的な信号パターンを示す。
【図２ｂ】７０℃の吐出温度θｔａｒｇｅｔ３の場合の電気パルスＰ３の概略的な例示的な信号パターンを示す。
【図２ｃ】６０℃の吐出温度θｔａｒｇｅｔ４の場合の電気パルスＰ４の概略的な例示的な信号パターンを示す。
【図３】パルス幅が変化させられる一連のパルスの概略的な例示的な信号パターンを示す。
【図４】周期が変化させられる一連のパルスの概略的な例示的な信号パターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、可変的な吐出温度の温水を調製するための本開示に係る方法を実施するための飲料自動販売機１の好ましい実施形態を示す。この飲料自動販売機は、冷水供給ライン４と電気的に加熱可能なボイラ６とを備える温水発生システム２を含む。ボイラ６は、冷水供給ライン４からの冷水をボイラ６に供給するために冷水供給ライン４に接続されたボイラ側の冷水入口６ａと、温水がボイラ６から吐出されるボイラ側の温水出口６ｂとを有する。ボイラ側温水出口６ｂには温水出口ライン８も流れに関して接続され、温水出口ライン８は、少なくとも１つの３方２位置注出弁（３／２  ｗａｙ  ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｖａｌｖｅ）１０ａ又は注出弁１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによって閉鎖され得、少なくとも１つの３方２位置注出弁１０ａ又は注出弁１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによって、温かい飲料１３の調製のための温水が、温水出口ライン８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄから抽出ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ又は飲用容器１１ｄ内に導かれ得る。抽出ユニット１１ａは、特に、エスプレッソ抽出ユニットである。エスプレッソの抽出量は従来のコーヒーに比べて少ないため、注出プロセスの前に、ラインに存在する冷却された水が３方２位置注出弁１０ａを経由して排出され得る。冷水供給ライン４は、電気的に作動可能な３方２位置弁１２によって、ボイラ側冷水入口６ａ及びボイラ側温水出口６ｂに二者択一的に接続される。基本位置において、この３方２位置弁１２は、３方２位置弁１２の第１の出口１２ｂを経由して冷水供給ライン４をボイラ側冷水入口６ａに流れに関して接続し、そして、電気パルスＰが３方２位置弁１２において印加されたときに、冷水供給ライン４に接続された３方２位置弁１２の入口１２ａが、電気パルスＰのパルス幅だけ３方２位置弁１２の第２の出口１２ｃに流れに関して接続される。後者の第２の出口は、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管１４又はスタティックミキサ１４を経由して、ボイラ側温水出口６ｂに流れに関して接続される。このようにして、いかなる時点でも、冷水供給ライン４と温水出口ライン８との間には１つの流れ接続のみが存在する。
【００２３】
冷水供給ライン４と３方２位置弁１２の入口１２ａとの間には、供給又は吐出される水の量を測定するために利用され得る貫流計１９と、３方２位置弁１２の入口１２ａに供給される水の温度を測定するために使用され得る温度センサ１８とが配置される。加えて、図１に示されるように、第１のばね式逆止弁１６ａが、温水発生システム２で過圧が発生した場合に、冷水供給ライン４内又は詳細には説明されていないフィルタ内への水の逆流を防ぐために、冷水供給ライン４と３方２位置弁１２の入口１２ａとの間に設けられ得る。この場合に、排出弁又は過圧弁として作動する別の第２のばね式逆止弁１６ｂもまた、Ｔ分岐を介して３方２位置弁１２の入口１２ａに流れに関して接続され得る。注出弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、３方２位置弁１２、温度センサ１８、及び貫流計１９は電子メモリ２０ａを含む制御装置２０に接続され、電子メモリ２０ａには、特に、温度センサ１８によって検出された冷水の温度が格納され得る。
【００２４】
注出プロセス中、制御装置２０は、パルス幅τ、τ１、τ２、τ３、τ４を有する電気パルスＰ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を電気的に作動可能な３方２位置弁１２に送信する。図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃに示されるように、パルス幅τは、温水の吐出温度θｔａｒｇｅｔの関数であり、これらの図では、例として、２０℃の供給される水の温度θｓｕｐｐｌｙ及び１００℃のボイラ６の最大吐出温度θｂｏｉｌｅｒが固定値として選択されている。この場合のパルス幅τと周期Ｔとの間の比は、次式に基づいて求められ、加えて補正係数も提供され得、補正係数によって、パルス幅が、例えば周囲温度などの他の量の関数として減少又は増加され得る。
τ＝Ｔ＊（θｂｏｉｌｅｒ−θｔａｒｇｅｔ）／（θｂｏｉｌｅｒ−θｓｕｐｐｌｙ）
【００２５】
図２ａ〜図２ｃ及びその後の図において、信号値０は、第１の出口１２ｂの開放、したがって３方２位置弁１２の基本位置を表し、信号値１は、３方２位置弁１２の第２の出口１２ｃの開放を表す。より高い吐出温度では、少量の冷水がボイラ６で供給される温水と混合されるだけでよいため、パルス幅τはそれに応じて小さい。対照的に、選択された条件のうち６０℃の吐出温度でのパルス幅τは、温水と冷水との望ましい混合比が１：１になるため、周期の約半分に対応する。
【００２６】
図３には、本開示に係る方法の好ましい実施形態で提供されるような、パルス幅τが複数の周期Ｔの任意に選択された時間にわたって変化する一連のパルスＰが示されている。注出プロセスの開始時、パルス幅は注出プロセスの終了時近くよりも短く、その結果、注出プロセスの開始時に吐出される水の温度は、注出プロセスの終了時近くよりも高くなる。
【００２７】
周期Ｔの好ましい変化が、例として図４に示されている。注出プロセスの開始時に、周期が短縮され、したがって、より少量の温水及び冷水が二者択一的に必要とされ、その結果、それらの間でより迅速な温度の平衡が生じる。注出プロセスの終了時近くに、耐用年数がスイッチングサイクルの最大数によって制限される３方２位置弁１２の摩耗を低減するために、周期は例えば３倍で増加されることが好ましい。周期は、注出プロセスの終了時には１秒になり得る。
【符号の説明】
【００２８】
１  飲料自動販売機
２  温水発生システム
４  冷水供給ライン
６  ボイラ
６ａ  ボイラ側冷水入口
６ｂ  ボイラ側温水出口
８ａ、ｂ、ｃ、ｄ  注出弁への温水出口ライン
１０ａ  ３方２位置注出弁
１０ｂ、ｃ、ｄ  注出弁
１１ａ、ｂ、ｃ  抽出ユニット
１１ｄ  飲用容器
１２  ３方２位置弁
１２ａ  ３方２位置弁の入口
１２ｂ  ３方２位置弁の第１の出口
１２ｃ  ３方２位置弁の第２の出口
１３  温かい飲料
１４  Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管又はスタティックミキサ
１６ａ、ｂ  第１及び第２のばね式逆止弁
１８  温度センサ
１９  貫流計
２０  制御装置
２０ａ  制御装置の電子メモリ
θｂｏｉｌｅｒ  ボイラの水の最大吐出温度
θｓｕｐｐｌｙ  ボイラに供給される水の温度
θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２  水の指定された吐出温度
θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４
τ、τ１、τ２、τ３、τ４  パルス幅
Ｔ  周期
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  電気パルス
【図１】
2022500151.tif 000003
【図２】
2022500151.tif 000004
【図３】
2022500151.tif 000005
【図４】
2022500151.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月10日(2020.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料自動販売機（１）において可変的な吐出温度の温水を調製するための方法であって、前記飲料自動販売機（１）が、冷水供給ライン（４）と、電気的に加熱可能なボイラ（６）であって、前記ボイラ（６）への前記冷水供給ライン（４）からの冷水の供給のために前記冷水供給ライン（４）に接続され得るボイラ側冷水入口（６ａ）と、最大吐出温度（θｂｏｉｌｅｒ）に加熱された前記ボイラ（６）からの水の吐出のためのボイラ側温水出力（６ｂ）とを有する、電気的に加熱可能なボイラ（６）と、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続され、且つ少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって閉鎖され得る温水出口ライン（８）であって、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって、温かい飲料（１３）の調製のための指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）を与えられた前記温水が前記温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）から導かれ得る、温水出口ライン（８）と、を備える温水発生システム（２）を含み、
前記冷水供給ライン（４）が、電気的に作動可能な３方２位置弁１２によって前記ボイラ側冷水入口（６ａ）又は前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に二者択一的に接続され得、前記電気的に作動可能な３方２位置弁１２が、温水の吐出のために、一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を与えられ得、前記一連の電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）のパルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）が前記温水の前記指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）の関数として選択される、方法。
【請求項２】
前記３方２位置弁（１２）の基本位置において、前記３方２位置弁（１２）が、前記冷水供給ライン（４）を前記ボイラ側冷水入口（６ａ）に流れに関して接続し、電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）が前記３方２位置弁（１２）において印加されると、前記冷水供給ライン（４）に接続された前記３方２位置弁（１２）の入口（１２ａ）が、前記電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の前記パルス幅だけ前記３方２位置弁（１２）の前記第２の出口（１２ｃ）に流れに関して接続され、後者の前記第２の出口（１２ｃ）が、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又はスタティックミキサ（１４）を経由して、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルス幅（τ）が、前記温水の前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ）、前記冷水入口（６ａ）における前記ボイラ（６）に供給される前記水の前記温度（θｓｕｐｐｌｙ）、及び前記ボイラ（６）の前記温水出口（６ｂ）から吐出される前記水の前記温度（θｂｏｉｌｅｒ）の関数として、次の関係、すなわち、
Ｔ＝Ｔ＊（θｂｏｉｌｅｒ−θｔａｒｇｅｔ）／（θｂｏｉｌｅｒ−θｓｕｐｐｌｙ）
に従って決定され、上式で、
τは、前記パルス幅であり、
Ｔは、前記周期であり、
θｔａｒｇｅｔは、前記水の前記指定された吐出温度であり、
θｓｕｐｐｌｙは、前記ボイラに供給される前記水の前記温度であり、
θｂｏｉｌｅｒは、前記ボイラの前記水の前記最大吐出温度である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ボイラ（６）に供給される前記水の前記温度（θｓｕｐｐｌｙ）が、電子メモリ（２０ａ）に固定値として格納される、又は前記冷水供給ライン（４）にある温度センサ（１８）を介して検出され、且つ可変量としての前記パルス幅（τ）の前記決定において考慮に入れられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記３方２位置弁（１２）が、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）が開放されている場合に前記一連の電気パルス（Ｐ）のみを与えられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が設けられ、前記第１の注出弁（１０ａ）が作動されると、前記３方２位置弁（１２）が、第１の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１）を有する温水の吐出のための第１のパルス幅（τ１）を有する第１の一連の電気パルス（Ｐ１）を与えられ、前記第２の注出弁（１０ｂ）が作動されると、前記３方２位置弁が、第２の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ２）を有する温水を吐出するために、第２のパルス幅（τ２）を有する第２の一連の電気パルス（Ｐ２）を与えられる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記水の異なる前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２）に対応する前記パルス幅（τ１、τ２）が、特に、パルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）を指定すること、且つ設定された前記吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）を測定することによって経験的に決定され、電子制御装置（２０）のメモリ（２０ａ）に格納され、前記第１の注出弁又は第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が作動されると、前記第１又は第２のパルス幅τ１、τ２）に関する対応する前記格納された値が、メモリ（２０ａ）、前記３方２位置弁（１２）に供給される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パルス幅（τ１、τ２、τ３、τ４）及び／又は前記周期Ｔが注出プロセス中に可変である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パルス幅（τ１、τ２、τ３、τ４）が、熱損失を補償するために、注出プロセスの開始時に同じ前記注出プロセスの終了時と比較して短縮される、及び／又は前記周期（Ｔ）が、充填容器に吐出される前記温水の温度変動を低減するために、注出プロセスの開始時に同じ前記注出プロセスの終了時と比較して短縮される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
冷水供給ライン（４）と、電気的に加熱可能なボイラ（６）であって、前記ボイラ（６）への前記冷水供給ライン（４）からの冷水の供給のために前記冷水供給ライン（４）に接続され得るボイラ側冷水入口（６ａ）と、最大吐出温度（θｂｏｉｌｅｒ）に加熱された前記ボイラ（６）からの水の吐出のためのボイラ側温水出口（６ｂ）とを有する、電気的に加熱可能なボイラ（６）と、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続された温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）であって、前記出口ラインが、少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって閉鎖され得、前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）によって、温かい飲料（１３）の調製のための指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ）を与えられた前記温水が前記温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）から導かれ得る、温水出口ライン（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、を備える温水発生システム（２）を含み、
前記冷水供給ライン（４）が、電気的に作動可能な３方２位置弁（１２）によって、前記ボイラ側冷水入口（６ａ）又は前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に二者択一的に流れに関して接続され得、電子制御装置（２０）が設けられ、前記電子制御装置（２０）によって、前記３方２位置弁（１２）が、前記ボイラ側温水出口（６ｂ）への前記冷水供給ライン（４）の前記流れ接続のための一連の電気パルス（Ｐ）を与えられ得、これらの前記パルスの前記パルス幅（τ、τ１、τ２、τ３、τ４）が、前記温水の指定された吐出温度（θｔａｒｇｅｔ、θｔａｒｇｅｔ１、θｔａｒｇｅｔ２、θｔａｒｇｅｔ３、θｔａｒｇｅｔ４）に対応して前記制御装置（２０）によって設定される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実施するための飲料自動販売機（１）。
【請求項１１】
前記３方２位置弁（１２）が、前記冷水供給ライン（４）に接続された入口（１２ａ）と、前記ボイラ側冷水入口（６ａ）に接続された第１の出口（１２ｂ）と、Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又はスタティックミキサ（１４）を経由して前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続された第２の出口（１２ｃ）とを備え、前記Ｔ字型若しくはＹ字型の混合管（１４）又は前記スタティックミキサ（１４）の出口が、ラインを経由して前記少なくとも１つの注出弁（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に流れに関して接続される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御装置（２０）によって作動され得る少なくとも１つの第１の注出弁及び１つの第２の注出弁（１０ａ、１０ｂ）が設けられ、前記第１の注出弁（１０ａ）が作動されると、前記制御装置（２０）が、第１の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ１）を有する温水を吐出するための第１のパルス幅（τ１）を有する第１の一連の電気パルス（Ｐ１）を前記３方２位置弁（１２）に与え、
前記第２の注出弁（１０ｂ）が作動されると、前記制御装置（２０）が、第２の吐出温度（θｔａｒｇｅｔ２）を有する温水を吐出するための第２のパルス幅（τ２）を有する第２の一連の電気パルス（Ｐ２）を前記３方２位置弁（１２）に与える、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記３方２位置弁（１２）の基本位置において、前記３方２位置弁（１２）が、前記冷水供給ライン（４）を前記ボイラ側冷水入口（６ａ）に流れに関して接続し、電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）が前記３方２位置弁（１２）において印加されると、前記冷水供給ライン（４）に接続された前記３方２位置弁（１２）の入口（１２ａ）が、前記電気パルス（Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の前記パルス幅だけ前記ボイラ側温水出口（６ｂ）に流れに関して接続される、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2022500151.tif 000007
2022500151.tif 000008