(57)【要約】  特に飲料調製機械用の選択弁（１１）は、弁本体（４５）と、弁本体内の温水入口（４９）と、弁本体内の空気入口（５１）と、弁本体内の少なくとも第１の出口（７７、１３３）とを備える。温水入口（４９）が少なくとも第１の出口（７７、１３３）と流体連通する第１の位置と、温水入口及び空気入口（５１）の両方が少なくとも第１の出口（７７、１３３）と流体連通する第２の位置との間の移動のために、切替部材（２１）は、弁本体（４５）に対して移動可能に取り付けられている。選択弁（１１）は、切替部材（２１）に関連付けられた衛星要素（７９）を更に備える。衛星要素を切替部材とは独立して配置することができるように、衛星要素（７９）は、切替部材（２１）に対して既定の制限された自由相対移動量を有するように配置されている。その既定の制限された自由相対移動量内での衛星要素（７９）の相対的な移動は、切替部材（２１）の第１の位置と第２の位置との間である。また、選択弁（１１）を備える飲料原料混合ユニット（３３）、選択弁（１１）を含む飲料調製機械、及び／又は飲料原料混合ユニット（３３）、並びに飲料調製機械及び交換可能な飲料原料供給カートリッジ（３）を備える飲料調製システム（１）も含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に飲料調製機械用の選択弁であって、
弁本体と、
前記弁本体内の温水入口と、
前記弁本体内の空気入口と、
前記弁本体内の少なくとも第１の出口と、
前記温水入口が前記少なくとも第１の出口に流体連通する第１の位置と、前記温水入口及び前記空気入口の両方が前記少なくとも第１の出口に流体連通する第２の位置との間の移動のために、前記弁本体に対して移動可能に取り付けられた切替部材と、を備える選択弁であって、
前記切替部材に関連付けられた衛星要素を更に備え、前記切替部材の前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記切替部材とは独立して前記衛星要素を配置することができるようにするために、前記衛星要素が、前記切替部材に対して既定の制限された自由相対移動量を有する、選択弁。
【請求項２】
前記切替部材の前記第２の位置は、加圧された水及び圧縮空気が前記少なくとも第１の出口を中空ジェットとして出ることを可能にし、前記中空ジェットは、前記ジェットの流れ方向に延びる外側液体部分と前記ジェットの前記流れ方向に延びる内側空気部分とを有しており、前記外側液体部分は前記内側空気部分を取り囲む、請求項１に記載の選択弁。
【請求項３】
前記温水入口に入る温水のバイパスとして構成された第２の出口は、前記弁本体に設けられている、請求項１又は２に記載の選択弁。
【請求項４】
前記弁本体によって前記温水入口に隣接して固定保持された第１の外側弁要素を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項５】
前記第１の外側弁要素は、主開口部を含む、請求項４に記載の選択弁。
【請求項６】
前記第１の外側弁要素は、前記主開口部の上に配置された上部開口部を含む、請求項５に記載の選択弁。
【請求項７】
前記第１の外側弁要素は、前記主開口部の下に配置された下部開口部を含む、請求項６に記載の選択弁。
【請求項８】
前記弁本体は、マニホールドを含む、請求項７に記載の選択弁。
【請求項９】
前記第１の外側弁要素は、前記マニホールドに当接する、請求項８に記載の選択弁。
【請求項１０】
前記マニホールドは、第２の弁本体部の空洞内に収容されている、請求項９に記載の選択弁。
【請求項１１】
前記第１の外側弁要素は、セラミック弁要素である、請求項４から１０のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項１２】
前記弁本体によって前記少なくとも第１の出口に隣接して固定保持された第２の外側弁要素を更に備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項１３】
前記第２の外側弁要素は、前記第２の外側弁要素の上流側に、前記衛星要素の通気陥凹部と流体連通するように適合された通気流路陥凹部を有する、請求項１２に記載の選択弁。
【請求項１４】
前記第２の外側弁要素は、セラミック弁要素である、請求項１２又は１３に記載の選択弁。
【請求項１５】
前記切替部材は、前記弁本体に対して摺動移動するように配置されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項１６】
前記切替部材は、ホルダを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項１７】
前記衛星要素は、前記ホルダによる移動に対して係合するように配置されている、請求項１６に記載の選択弁。
【請求項１８】
前記ホルダは、前記衛星要素に動作可能に関連付けられた停止回り止めを動作させるためのカム要素を有する、請求項１６又は１７に記載の選択弁。
【請求項１９】
前記ホルダは、前記停止回り止めの通過のための細長いスロットを有する、請求項１８に記載の選択弁。
【請求項２０】
前記停止回り止めは、停止ブラケットの一部である、請求項１８又は１９に記載の選択弁。
【請求項２１】
前記切替部材は、前記ホルダに移動不能に取り付けられた第１の切替要素を含む、請求項１６又は１７に記載の選択弁。
【請求項２２】
前記切替部材は、前記ホルダに移動不能に取り付けられた第２の切替要素を含む、請求項２１に記載の選択弁。
【請求項２３】
前記第１及び第２の切替要素の少なくとも一方は、セラミック要素である、請求項２２に記載の選択弁。
【請求項２４】
前記ホルダは、前記第１及び第２の切替要素の外側に配置された回転中心の回りで回転するように配置されたハブを含み、前記切替部材の前記摺動移動は、円弧状の経路であり、前記切替要素の外側かつ前記切替要素の境界を越えて配置された回転中心の回りに枢動可能に取り付けられた前記ホルダによって引き起こされる、請求項２２又は２３に記載の選択弁。
【請求項２５】
前記切替部材に対する前記衛星要素の前記既定の制限された自由移動量は、前記切替部材の前記摺動運動の同じ円弧状経路内にあり、１０度の角度にわたって延びる、請求項２４に記載の選択弁。
【請求項２６】
前記第１の切替要素は、第１の水開口部と、縮小した第２の水開口部と、前記第１の切替要素の上流側の空気流路開口部とを含む、請求項２２又は２３に記載の選択弁。
【請求項２７】
前記第１の切替要素は、前記第１の切替要素の前記上流側の凹型バイパス流路を含む、請求項２６に記載の選択弁。
【請求項２８】
前記第１の切替要素は、前記第１の切替要素の下流側の空気流路を含み、前記空気流路は、前記上流側の前記空気流路開口部と流体連通する、請求項２６又は２７に記載の選択弁。
【請求項２９】
前記第２の切替要素は、前記第２の切替要素の上流側に、空気ニードル入口と、小さい第１の水開口部とを含む、請求項２２又は２３に記載の選択弁。
【請求項３０】
前記第２の切替要素は、前記第２の切替要素の下流側に、前記空気ニードル入口に流体連通する空気ニードルと、前記空気ニードルを取り囲み、前記上流側の前記小さい第１の水開口部に流体連通する第１の水開口部とを含む、請求項２９に記載の選択弁。
【請求項３１】
前記第２の切替要素は、前記上流側から下流側に延びる貫通孔として形成された大きい第２の水開口部を含む、請求項２９又は３０に記載の選択弁。
【請求項３２】
前記衛星要素は、前記衛星要素の下流側の通気陥凹部を有する、請求項１から３１のいずれか一項に記載の選択弁。
【請求項３３】
請求項１から３２のいずれか一項に記載の選択弁を備える飲料原料混合ユニット。
【請求項３４】
飲料原料入口と流体連通する混合チャンバを更に含む、請求項３３に記載の飲料原料混合ユニット。
【請求項３５】
前記飲料原料入口に隣接して突出した駆動軸を駆動するためのステッピング・モータ駆動部を更に含む、請求項３４に記載の飲料原料混合ユニット。
【請求項３６】
請求項１から３２のいずれか一項に記載の選択弁と、請求項３３から３５のいずれか一項に記載の飲料原料混合ユニットと、を含む飲料調製機械。
【請求項３７】
前記弁本体内の前記空気入口と流体連通する空気ポンプを更に含む、請求項３６に記載の飲料調製機械。
【請求項３８】
前記弁本体内の前記温水入口と流体連通するボイラを更に含む、請求項３６又は３７に記載の飲料調製機械。
【請求項３９】
前記ボイラに水を供給するための水リザーバを更に含む、請求項３８に記載の飲料調製機械。
【請求項４０】
前記水リザーバと流体連通するバイパス導管を更に含む、請求項３９に記載の飲料調製機械。
【請求項４１】
給水ポンプを更に含む、請求項３８から４０のいずれか一項に記載の飲料調製機械。
【請求項４２】
前記給水ポンプは、前記ボイラの上流に配置されている、請求項４１に記載の飲料調製機械。
【請求項４３】
流量計が、前記給水ポンプと前記ボイラとの間に介在されている、請求項４２に記載の飲料調製機械。
【請求項４４】
請求項３６から４３のいずれか一項に記載の飲料調製機械と、交換可能な飲料原料供給カートリッジと、を備える飲料調製システム。
【請求項４５】
前記原料供給カートリッジは、流体出口と、前記流体出口に隣接する駆動ポートとを有する、請求項４４に記載の飲料調製システム。
【請求項４６】
前記原料供給カートリッジは、投与器を含む、請求項４４又は４５に記載の飲料調製システム。
【請求項４７】
請求項３５に記載の飲料原料混合ユニットと請求項４５に記載の原料供給カートリッジとを組み合わせたとき、前記流体出口ポートは前記混合チャンバの前記原料入口に接続し、前記駆動ポートが前記混合チャンバに飲料原料を投与する際の前記投与器の起動を可能にするための前記突出した駆動軸に接続する、請求項４６に記載の飲料調製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択弁及びそれを含むシステム、具体的には、飲料原料混合ユニットの一部とすることができる選択弁、又は温かい飲料用の飲料調製システムの一部を形成する飲料調製機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような飲料システムは、公開された国際特許出願書類である国際公開第２０１５／１０２４８８号に記載されている。１つ以上の飲料原料と混合するための温水の分配、及びシステムの様々な流路にわたる蒸気又は空気の分配を制御するために、そのような飲料システムにおいて、いくつかの個別の弁が使用される。このような多数の弁構成要素は、このような飲料システムのレイアウトを複雑にし、それらの製造及び保守を複雑にする。
【発明の概要】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、温かい飲料の調製において使用される改良された選択弁を提案することである。より一般的な意味では、したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点のうちの少なくとも１つを克服又は軽減することである。また、本発明の目的は、組立及び操作の煩雑さが少なく、かつ比較的安価に製造することができる代替の解決策を提供することでもある。あるいは、本発明の目的は、少なくとも有用な代替物を提供することである。このように、本発明は、その目的の中でもとりわけ、逆流の防止、泡品質（クレマ）の向上、ブラックコーヒー（クレマのない）の調製、セラミック選択弁内のボイラバイパス弁の一体化、別個の空気弁ブロックの省略、ウォータージェット圧力の低減、移動する弁要素間の摩擦の低減、弁構成要素の小型化、ばね付勢力の低減、より小さい弁駆動モータを可能にすること、より小さくかつより静かな水ポンプを可能にすること、場合により絶対位置決め信号によるセラミック弁要素の正確な位置決め及びフィードバックの生成、並びに渦流室の設計の簡略化を考慮する。
【０００４】
この目的に向けて、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような選択弁を提供する。添付の特許請求の範囲によって更に定義されるように、本発明はまた、この選択弁を備える飲料原料混合ユニット、この選択弁を含む飲料調製機械又は飲料原料混合ユニット、及びこの飲料調製機械を含む飲料調製システムを、交換可能な飲料原料供給カートリッジと組み合わせて提供する。
【０００５】
任意選択的にセラミック弁要素を「クレマ」位置にした状態で、０．９５ｍｍの孔を介して空気がポンプで送られ、水がポンプで送られ、渦流室が開放される。
【０００６】
任意選択的にセラミック弁要素を「閉鎖」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水入口が閉じられ、渦流室が閉鎖される。「閉鎖」位置は、渦流室を充填するための洗浄に使用することができる。
【０００７】
任意選択的にセラミック弁要素を「通気」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水入口が閉じられ、渦流室が通気される。「通気」位置は、分配サイクルのそれぞれの終了時に分配チューブを空にするために使用することができる。
【０００８】
任意選択的にセラミック弁要素を「バイパス」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水入口が給水タンクと流体連通し、渦流室が閉鎖される。「バイパス」位置は、既定位置として使用することができる。
【０００９】
任意選択的にセラミック弁要素を「ブラックコーヒー」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水がより大きい５ｍｍの孔を介してポンプで送られ、渦流室が閉鎖される。「ブラックコーヒー」位置は、泡のない飲料を得るために使用することができる。
【００１０】
衛星要素の機械的遅延は、ホルダと衛星要素との間に１０°の自由回転遊びを有するロストモーションを形成することによって得られ、石灰石の沈着を破砕するのに有利である。衛星要素がクレマ位置内に留まることを確実にするために、ばね付勢された固定回り止め又はピンを使用して、衛星要素を保持する。固定ピンは、ホルダ上のカムにより下方に押され、ホルダが弁出口の方向から見た反時計方向に１０°回転した後にのみ、衛星要素が移動することができる。そして、ホルダ及び他の移動可能な弁要素によって、それらと共に衛星要素を強制的に回転させることができるようになる。
【００１１】
対向する接触領域を最小化すること、要素の表面粗さを適切に適合させること、水圧を低減すること、及びセラミック要素に作用するばね付勢力を低減することにより、セラミック要素間の摩擦は低減されている。この摩擦低減は、弁駆動モータの電力需要を低下させているが、所与の駆動モータ電力で、電力余剰余裕を増加させ、将来の消費電力の増加に関連したあり得る寿命及び／又は使用に対処することもできる。表面粗さが誘起するモータトルクに関して、セラミック要素の表面粗さが６μｍの値を有する場合、すべてのセラミック要素が７０℃で４．２バールに対して及び２０℃で４．５バールに対して気密及び水密である、最良の選択として見出されている。１．３〜１．７バールの実際に好ましい水圧は、非常に低く、セラミック弁要素への付勢圧力を減少させることができる。その結果、選択弁を作動させる際に、より少ない電力が消費される。セラミック弁要素間の接触領域を低減することにより、摩擦は更に低減されている。後者は、隣接する弁要素の対向する表面の少なくとも１つに、隆起した接触領域又は陥凹部を設けることによって達成されている。
【００１２】
本発明の更なる有利な態様は、付随する説明から、及び添付の図面を参照して、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る、飲料調製システムのレイアウトを示す模式図である。
【図２】本発明に係る、飲料調製機械の概略レイアウト図である。
【図３Ａ】本発明に係る、飲料原料混合ユニットの異なる角度からの斜視図である。
【図３Ｂ】本発明に係る、飲料原料混合ユニットの異なる角度からの斜視図である。
【図４】水入口側から見た、図３Ａ及び３Ｂの飲料原料混合ユニットの分解組立図である。
【図５】飲料原料入口側から見た、図３Ａ及び３Ｂの飲料原料混合ユニットの分解組立図である。
【図６】拡大した、図４及び図５の選択弁構成要素のみを示す分解組立図である。
【図７Ａ】上流端及び下流端から見た、分解組立配置の弁要素の組を示す図である。
【図７Ｂ】上流端及び下流端から見た、分解組立配置の弁要素の組を示す図である。
【図８Ａ】ホルダ及びその衛星要素を有する選択弁の切替部材を、それらの反対側の相対端位置のそれぞれにおいて示す図である。
【図８Ｂ】ホルダ及びその衛星要素を有する選択弁の切替部材を、それらの反対側の相対端位置のそれぞれにおいて示す図である。
【図９】切替部材の位置決め機構を示す、組立状態における図６の選択弁の断片的な長手方向断面図である。
【図１０Ａ】図９に示す線Ｘ−Ｘに従ってホルダを部分的に横切って取られた、衛星要素の固定及び解除位置を示す選択弁の横断面図である。
【図１０Ｂ】図９に示す線Ｘ−Ｘに従ってホルダを部分的に横切って取られた、衛星要素の固定及び解除位置を示す選択弁の横断面図である。
【図１１】選択弁の「クレマ」位置における弁要素の組の長手方向断面を示す図である。
【図１２】選択弁の「閉鎖」位置における弁要素の組の長手方向断面を示す図である。
【図１３】選択弁の「通気」位置における弁要素の組の長手方向断面を示す図である。
【図１４】選択弁の「バイパス」位置における弁要素の組の長手方向断面を示す図である。
【図１５】選択弁の「ブラックコーヒー」位置における弁要素の組の長手方向断面を示す図である。
【実施例】
【００１４】
飲料調製システム１を、図１に示す。飲料調製システム１は、交換可能な飲料原料供給カートリッジ３と組み合わせた飲料調製機械を含む。原料供給カートリッジ３は、交換式であり、概ね、国際公開第２０１５／１０２４８８号に記載されるようなタイプであってよい。システム１の飲料調製機械は、給水ポンプ７により水が供給される給湯器又はボイラ５を含む。給水ポンプ７は、任意の好適な流体ポンプとすることができ、好ましくは、１．３〜１．７バールの水圧を形成することができるタイプのものである。任意選択的に、給水ポンプ７とボイラ５との間に流量計９を介在させることができる。ボイラ５で準備された温水は、選択弁１１に供給することができる。選択弁１１に圧縮空気を供給するために、飲料機械に空気ポンプ１３が設けられている。選択弁１１は、温水の噴出若しくは温水及び空気の噴出により渦が形成される混合チャンバ１５への温水及び／又は圧縮空気の供給を制御して、原料カートリッジ３から混合チャンバ１５に供給される飲料原料と混合する。飲料原料カートリッジ３と混合チャンバ１５との間に介在する投与ポンプ１７によって、適量の飲料原料が計量される。投与ポンプ１７は、原料供給カートリッジ３の一体部分とすることができる。選択弁１１には、参照番号１９で模式的に表される給水弁と、参照番号２１で模式的に表される切替部材とが内蔵されている。切替部材２１は、空気ポンプ１３からの空気の進入を可能にするように構成することができる。
【００１５】
図２に更に示すように、飲料調製機械はまた、水道水出口２５と流体連通可能な給水タンク又は水バッファリザーバ２３を備えてもよい。安全規制により、ボイラ５に、図２に模式的に表されるような圧力逃がし弁２７を追加して設けることを必要としてもよく、水タンク２３に接続する過圧戻り導管２９を開放できるようにしてもよい。また、図２に模式的に示すように、選択弁１１は、水タンク２３にも接続されたバイパス導管３１を開放することができる。選択弁１１と混合チャンバ１５とを簡便に組み合わせて、飲料原料混合ユニット３３を提供する。また、模式的な図２は、選択弁１１が、給水弁１９及び切替部材２１と連動して、バイパス弁３５、及び空気ポンプ１３からの制御された空気の進入の機能を模式的に表す空気弁３７も含むことを示す。更に、切替部材２１は、相対的に大きなノズル３９を介して温水ボイラ５が混合チャンバ１５と流体連通する第１の位置と、相対的に小さいノズル４１を介して水ボイラ５及び空気ポンプ１３の両方が混合チャンバ１５と連通する第２の位置との間で選択することができることが、図２に模式的に示されている。混合チャンバ１５は、消費する準備ができたコーヒー等の飲料をその飲料出口４３から吐出する。
【００１６】
ここで図３Ａ及び３Ｂを参照して、飲料原料混合ユニット３３を、１つの特定の非限定的な実施の形態に関連して説明する。飲料原料混合ユニット３３は、弁本体４５と、電動弁位置決め駆動モータ４７とを有する。更に、弁本体４５には、ボイラ５（図３Ａ及び３Ｂに示されないが、図１及び図２を参照して説明した）からの温水を受け入れる水入口４９が設けられている。弁本体４５はまた、水入口４９と平行に、空気ポンプ１３（図１及び図２に示す）からの空気を受け入れる空気入口５１と、バイパス導管３１（図２に示す）に接続するための水バイパス出口５３とを有する。空気ポンプ１３は、好都合に、０．２〜０．３バールの過圧を供給するように構成されたダイヤフラムポンプとすることができる。水及び空気入口４９、５１の反対側で、弁本体４５はまた、飲料出口４３を有する混合チャンバ１５を保持している。混合チャンバ１５は、飲料原料入口５５を更に含む。飲料原料入口５５は、国際公開第２０１５／１０２４８８号に記載されるような方法で、飲料原料カートリッジ３（図１）の原料ポートに接続するように適合される。また、飲料システム１の原料カートリッジ３と協働するために、図３Ａ及び３Ｂに示すような飲料原料混合ユニットには、突出した駆動軸５９を駆動する電動ステッピング・モータ５７が追加して設けられている。駆動軸５９は、国際公開第２０１５／１０２４８８号に記載されるような方法で、原料カートリッジ３（図１）の駆動ポートに結合するように適合される。飲料原料混合ユニットはまた、飲料調製機械に取り付けることができるように締結具を受け入れるための取り付け孔６１を含む。
【００１７】
図４及び図５は、反対の方向からの、図３Ａ及び３Ｂの飲料原料混合ユニット３３の分解組立図である。図３Ａ及び３Ｂを説明するために使用した参照番号は、図４及び図５で繰り返されるが、ここで説明は、弁本体４５に収容された選択弁の内部構成要素に焦点を合わせる。水入口４９、空気入口５１、及び水バイパス出口５３は、図３Ｂに最も良く見えるように、取り付けられたときに第１の弁本体部４５Ａに受け入れられ、そこから部分的に外部に突出する、マニホールド６３の一部である。マニホールド６３は、第１の固定外側弁要素６５を受け入れるように適合される。この第１の弁要素６５は、固定位置に保持され、耐熱性及び耐摩耗性の両方である材料で作製される。本例では、耐熱性かつ耐摩耗性の材料は、セラミック材料であるが、別の実施形態では、金属で置き換えることもできる。外側弁要素６５は、水入口４９からの温水の通過を可能にするための主開口部６７を含む。第１の外側弁要素６５はまた、若干小さい上部及び下部の開口部６９、７１を有する。上部開口部６９は、マニホールド６３を介して空気入口５１に接続され、下部開口部７１は、バイパス出口５３に接続される。第２の固定外側弁要素７３は、第２の弁本体部４５Ｂの空洞７５内に移動不能に受け入れられる。この第２の外側弁要素７３は、混合チャンバ１５と流体連通する中央開口部７７を有する。再度、第２の外側弁要素７３は、好ましくはセラミック材料などの耐熱耐摩耗性材料であるが、任意選択的に金属材料でも実行可能である。第１の外側弁要素６５と第２の外側弁要素７３との間には、移動可能な切替部材２１と衛星要素７９とが配置されている。移動可能な切替部材２１は、第１の切替部材要素８３と第２の切替部材要素８５とを収容するホルダ８１からなる。第１及び第２の切替要素８３、８５は、ホルダ８１によって互いに対して移動不能に保持されている。ホルダ８１は、ハブ８７を介して第１及び第２の弁本体部４５Ａ、４５Ｂによって回動可能に支持された回動可能なセクタの形態をとる。これにより、ホルダ８１は、電動弁駆動モータ４７の回転中心と一致する回転中心８９の回りで回動可能である。弁駆動モータ４７は、好都合に、ギヤモータ又はステッピング・モータとすることができる。ハブ８７は、駆動モータ４７に接続されて、それによって回転する。この回転中心８９の回りには、中央窓を有する停止ブラケット９３が配置されている。第２の弁本体部４５Ｂの外側には、切替部材２１のホルダ８１の回転位置に関する情報を提供するホール型センサ９４が配置されている。この情報は、ホールセンサ９４から図示しない従来型の中央制御装置に送信される。
【００１８】
典型的な選択弁構成要素をより詳細に示す図６を更に参照して、以下に詳細に説明するように、ホルダ８１は、停止ブラケット９３の上部の通過を可能にする細長いスロット９１を有することが分かるであろう。
【００１９】
また、図示したボルト９５及びナット９７などの標準的な締結具で第１及び第２の弁本体部４５Ａ及び４５Ｂを一体に保持することができることが、図４及び図５の図面から直接明らかである。同様に、駆動軸５９が突出したステッピング・モータ５７を、ねじ９９により第２の本体部４５Ｂにサブアセンブリとして取り付けることができる。
【００２０】
図７Ａ及び７Ｂは、図６の配置の弁本体構成要素及び他の切替部材構成要素から分離された弁要素７１、７３、７９、８３、８５の組を示している。第１の外側弁要素６５は、水入口４９（図４〜図６に示す）からの温水を受け入れる温水路として機能する主開口部６７を有する。上部開口部６９は、空気入口５１からマニホールド６３（図４〜図６に示す）を介して空気を受け入れることにより、空気入口路として機能する。図６に示すような封止要素１０１は、空気入口５１からの空気がマニホールド６３によって第１の外側弁要素６５の上部開口部６９に誘導されることを確実にする。同様に、下部開口部７１は、マニホールド６３及び封止要素１０１によって更に確実にされて、温水をバイパス出口５３に供給する際に機能する。
【００２１】
第１の外側要素６５に面する接触面上の第１の切替要素８３は、第１の切替要素８３と第１の外側要素６５との間の接触領域を低減するための陥凹部１０３を有することが、図７Ａ及び７Ｂで更に分かる。更に、第１の切替要素８３を貫通する第１の水開口部１０５及び縮小された第２の開口部１０７も、第１の外側要素６５に面している。また、第１の切替要素８３（図７Ａ）の同じ側には、空気流路開口部１０９、及び凹型バイパス流路１１１が配置されている。空気流路開口部１０９は、第１の切替要素８３の反対側の空気流路１１３に連通している（図７Ｂ）。
【００２２】
図７Ｂに見える第１の切替要素８３の下流側は、図７Ａに見える第２の切替要素８５の上流側と対向している。図７Ａに見える第２の切替要素８５の側は、第１の切替要素８３の空気流路１１３に連通する空気ニードル入口１１５を有する。第２の切替要素８５の小さい第１の水開口部１１７は、第１の切替要素８３の第１の水開口部１０５に連通し、第２の切替要素８５の穴１１９として形成された第２の大きな水開口部は、第１の切替要素８３の第２の水開口部１０７に連通する。
【００２３】
上述の説明から明らかなように、第１及び第２の切替要素８３、８５は、ホルダ８１（図４〜図６）とともに共通の要素として動作する。この例の３つの個別の構成要素としての実施は、材料要件及び製造の経済性の結果である。とはいえ、第１及び第２の切替要素８３、８５を単一の構成要素に組み合わせることも可能であり、３Ｄプリンティングにより好適な材料を造形することができる場合には、ホルダ８１とともに単一の構成要素として組み合わせることさえも可能であろう。しかし、切替要素８３、８５にセラミック材料を、かつホルダ要素８１にプラスチック又は金属を用いる本構成では、現在の例に関して説明したように、３つの個別の構成要素を有する構成を用いることが確かに便利である。
【００２４】
図７Ｂに見える第２の切替部材８５の下流側は、図７Ａに見える衛星要素７９の上流側と対向している。衛星要素７９に対向する第２の切替要素８５の下流側には、第１の水開口部１２３内で中央に延びる空気ニードル１２１が設けられている。第１の水開口部１２３は、第２の切替要素８５の上流側において、小さい第１の水開口部１１７に連通する（図７Ａ参照）。第２の切替要素８５の大きい第２の穴１１９は、反対側に途切れなしに延びる。第２の切替要素８５の第１の水開口部１１７及び穴１１９は両方とも、衛星要素７９の上流側に対向する下流側の高い接触領域１２５への開口部である。
【００２５】
図７Ａに見えるような衛星要素７９の上流側は、大きいノズル３９及び小さいノズル４１（模式図２も参照）が図７Ｂに見える下流側に貫通して延びる、実質的平面を有している。衛星要素７９の下流側はまた、接触表面積を減少させるために高い表面領域１２７を有し、本明細書で以下に説明する目的のための通気陥凹部１２９を更に有する。第２の外側要素７３の上流側は、図７Ａで分かるように、再び実質的に平坦であるが、通気流路１３１によって中央開口部７７が拡大されている。第２の外側要素７３の下流側も平坦であり、第２の弁本体部４５Ｂの空洞７５の底部に当接している（図６参照）。
【００２６】
図６に更に示すように、第２の外側要素７３を固定位置に保持する空洞７５はまた、中央開口部７７を混合チャンバ１５の入口開口部１３３に位置合わせする（図４も参照）。
【００２７】
図８Ａ及び８Ｂは、切替部材２１のホルダ８１に対する衛星要素７９の２つの端部位置を示す。図８Ａに示す位置では、衛星要素７９は、その小さいノズル４１が第２の切替要素８５の空気ニードル１２１と位置合わせされた位置にある。図８Ｂには、衛星要素７９の大きいノズル３９が第２の切替要素８５の穴１１９と位置合わせされた位置が示されている。ハブ８７から延びるカム１３５が、図８Ａ及び８Ｂで更に見える。ホルダ８１はまた、明確に定義された反対側の第１及び第２の切込部１３７、１３９を有する。更に、図８Ａ及び８Ｂでは、衛星要素７９も放射状の陥凹部１４１を有していることが分かる。
【００２８】
第１及び第２の切込部１３７、１３９により、ホルダ８１が図６に示す第１及び第２の端部停止部１４３、１４５を越えて回転することができる。第２の弁本体部４５Ｂの第１及び第２の端部停止部１４３、１４５は、ホルダ８１と干渉しない状態で、それぞれが衛星要素７９に係合される。衛星要素７９が端部停止部のうちの１つに衝突すると、衛星要素７９に対して既定の制限的な自由相対移動量しか存在することができないので、間接的にホルダ８１の移動を停止する。本発明のこの特定の態様を、ここで図９、図１０Ａ、及び図１０Ｂを参照して説明する。
【００２９】
図９は、図６の選択弁の組立状態における断片的な長手方向断面である。上述した図面の図から繰り返される参照番号は、様々な要素の相対位置を示す。
【００３０】
図１０Ａ及び１０Ｂの横断面が取られた線Ｘ−Ｘも図９に示す。
【００３１】
図１０Ａは、最上位置にばね付勢されている停止ブラケット９３によって引き起こされる衛星要素７９のロック位置を示している。停止ブラケット９３の最上位置では、停止ブラケットの回り止め１４７が、放射状陥凹部１４１に係合することができる。回り止め１４７は、ホルダ８１の細長いスロット９１を貫通して延びる停止ブラケット９３の部分上に形成されている。図１０Ａには、衛星要素７９が第２の端部停止部１４５に当接し、ホルダ８１がこの第２の端部停止部１４５を越えて移動したことも示されている。とはいえ、図１０Ａに示す位置では、端部停止部１４５を越えるホルダ８１のあらゆる更なる移動は、ホルダ８１に対するその端部位置の一方に同様に到達した衛星要素７９によって阻止される。この位置で、衛星要素７９の小さいノズル４１は、混合チャンバ（図６で見える）の入口開口部１３３と位置合わせされる。
【００３２】
図１０Ｂでは、停止ブラケット９３をばね付勢に抗して移動させることにより、ホルダ８１のカム１３５が回り止め１４７を放射状陥凹部１４１の外に移動させたことを示している。図１０Ａの位置では、ホルダ８１は、第１の端部停止部１４３と最終的に係合するために衛星要素７９を反時計方向に移動させることを可能にされている。
【００３３】
このようにして、上述した機構によって可能にされた移動により、図１１〜図１５で次に示される選択弁２１の様々な位置が可能になる。図１１〜図１５はそれぞれ、図７Ａ及び７Ｂに既に示したような弁要素の連続する組の主流れ方向にわたる斜視長手方向断面である。
【００３４】
図１１は、圧縮空気により形成されたコアを有する水の中空ジェットを形成するための選択弁の「クレマ」位置を表す。「クレマ」位置に対して、切替部材２１は、衛星要素７９が第２の端部停止部１４５に当接するその反対側の端部位置の一方にあり、切替部材２１のホルダ８１は、衛星要素７９に当接する。「クレマ」位置では、第１の外側弁要素６５の主開口部６７及び上部開口部６９の両方は、それぞれ、水入口４９からの温水、並びに空気入口５１からの空気が、第２の外側弁要素７３の中央開口部７７と流体連通することを可能にする。このいわゆる「クレマ」位置は、クレマの層を有するコーヒーなどの発泡飲料を製造するために意図されている。弁要素を「クレマ」位置にした状態で、第２の切替要素８５の第１の水開口部１２３内のニードルの０．９５ｍｍ孔を通して空気がポンプで送られ、水がポンプで送られ、渦流室を形成する混合チャンバ１５が開放される。また図１１（及び図９）で分かるように、ニードルは、第１の外側弁要素６５の上部開口部６９から空気を供給している。第２の切替要素８５の水開口部１２３内のニードルの自由開放端部は、第２の切替要素８５と衛星要素７９との間の共通の接触面又はその近距離の上流で終端する。好ましくは、開放ニードル端部は、第２の切替要素８５と衛星要素７９との間の接触面から０〜２ｍｍ、より好ましくは、０〜１ｍｍ離間している。更に、「クレマ」位置のニードル開口部は、衛星要素７９の小さいノズル４１に対して正確に中心にあり、ノズルは、０．９５ｍｍの直径を有する。この例におけるニードルは、０．２６ｍｍの開口部内径、及び０．４６ｍｍの外径を有する。空気がニードルの内径から０．２〜０．３バールの圧力で流れ、水がノズル直径を通って１．３〜１．４バールで流れる状態で、混合チャンバ１５を出る飲料の改善された泡品質を生成すると同時に空気流路内の逆流を防止する中空ジェットが得られる。セラミック弁要素間の相対的な移動はまた、そうでなければ小さいノズル４１の詰まりを引き起こす可能性のある石灰スケール粒子を連続的に削り取る。
【００３５】
図１２は、「閉」位置の選択弁を表す。この閉鎖位置では、入口４９からの温水又は空気入口５１からの空気のいずれも、第１の切替要素８３によって閉鎖された主開口部６７又は上部開口部６９を越えて流れることができない。弁要素が「閉」位置にある状態では、空気入口が閉鎖され、水入口が閉鎖され、混合チャンバ１５によって形成される渦流室が閉鎖される。「閉鎖」位置は、渦流室を充填するための洗浄に使用することができる。
【００３６】
図１３の位置では、選択弁も閉鎖されるが、通気陥凹部１１９に入って衛星要素７９の通気流路１３１を通り第２の外側要素７３の中央開口部７７に入る通気空気によって通気される。この「通気」位置では、混合チャンバは、それ自体で排水することができる。弁要素を「通気」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水入口が閉じられ、渦流室が通気される。「通気」位置は、分配サイクルのそれぞれの終了時に飲料出口４３の分配チューブを空にするために使用することができる。
【００３７】
通気並びに非通気の変形において閉鎖された弁のオプションを有することの利点は、複数の弁及び混合チャンバを単一の飲料システムで使用することができることである。例えば、飲料調製ユニットは、コーヒー及びミルクの原料を備えることができる。閉鎖位置では、ミルクユニットが作動している間に、コーヒーユニットで水圧を維持することができ、その逆もまた同様である。
【００３８】
図１４は、切替部材２１が中間位置にあるときの選択弁の「バイパス」位置を示す。この「バイパス」位置では、第１の外側要素６７の下側開口部７１は、第１の切替要素８３の凹型バイパス流路１１１と位置合わせされる。これにより、温水入口４９からの温水が、第１の外側弁要素６５の主開口部６７を通って第１の切替要素８３のバイパス流路１１１に、そこから第１の外側要素６５の下部開口部７１を通ってバイパス出口５３に向けて通ることができる。図１４の「バイパス」位置では、通気陥凹部１２９及び通気流路１３１を介した通気も可能である。弁要素を「バイパス」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水入口が給水タンクと流体連通し、渦流室（混合チャンバ１５）が閉鎖される。「バイパス」位置は、デフォルト位置として使用することができる。
【００３９】
図１５は、切替部材２１の衛星要素７９が第１の端部停止部１４３に当接し、次にホルダ８１が衛星要素７９に当接するときの、選択弁の「ブラックコーヒー」位置を示している。この位置では、第１の外側弁要素６５の主開口部６７から第２の外側弁要素７３の中央開口部７７へと直線的に温水の流れが許可される。この位置では、第１の切替要素８３によって閉じられた第１の外側要素６５の上部開口部６９によって空気流が遮断される。主開口部６７から中央開口部７７への流れは、第１の切替要素８３、第２の切替要素８５、及び衛星要素７９の位置合わせされた制限されていない開口部を通っている。弁要素を「ブラックコーヒー」位置にした状態で、空気入口が閉じられ、水がより大きい５ｍｍの孔を介してポンプで送られ、渦流室が閉鎖される。「ブラックコーヒー」位置は、具体的にはブラックコーヒーなどの泡のない飲料を得るために使用することができる。
【００４０】
したがって、弁本体（４５）と、弁本体内の温水入口（４９）と、弁本体内の空気入口（５１）と、弁本体内の少なくとも第１の出口（中央開口部７７及び一体化混合チャンバ入口開口部１３３）とを備える、特に飲料調製機械用の選択弁（１１）が説明される。上述の例では、混合チャンバが弁本体と一体となっているので、混合チャンバ入口開口部（１３３）は弁本体の第１の出口を兼ねている。第１の弁本体出口から混合チャンバ入口開口部への別個の接続も存在することができることが当業者には明らかであろう。温水入口（４９）が少なくとも第１の出口（７７、１３３）と流体連通する第１の位置と、温水入口及び空気入口（５１）の両方が少なくとも第１の出口（７７、１３３）と流体連通する第２の位置との間の移動のために、切替部材（２１）は、弁本体（４５）に対して移動可能に取り付けられる。選択弁（１１）は、切替部材（２１）に関連付けられた衛星要素（７９）を更に備える。衛星要素を切替部材とは独立して配置することができるように、衛星要素（７９）は、切替部材（２１）に対して既定の制限された自由相対移動量を有するように配置される。その既定の制限された自由相対移動量内での衛星要素（７９）の相対的な移動は、切替部材（２１）の第１の位置と第２の位置との間である。選択弁（１１）を備える飲料原料混合ユニット（３３）、選択弁（１１）を含む飲料調製機械、及び／又は飲料原料混合ユニット（３３）、並びに、飲料調製機械と交換可能な飲料原料供給カートリッジ（３）とを備える飲料調製システム（１）も含まれる。
【００４１】
このように、本発明の動作及び構造は、上記の説明及びそれに添付の図面から明らかであろうと考えられる。明瞭かつ簡潔な説明のために、本明細書で、特徴は、同一又は別個の実施形態の一部として説明されているが、本発明の範囲は、記述された特徴の全部又は一部の組み合わせを有する実施形態を含み得ることが理解されるであろう。本発明が本明細書に記載されているいずれかの実施形態に限定されず、かつ、添付の特許請求の範囲の範囲内で考慮され得る変更が可能であることが、当業者には明らかであろう。また、運動学的反転（kinematic inversions）が、本質的に開示されると見なされ、本発明の範囲内であり得る。特許請求の範囲では、あらゆる引用符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。用語「備える／含む（comprising）」及び「含む（including）」は、この説明又は添付の特許請求の範囲において使用されるとき、排他的又は網羅的な意味で解釈されるべきではなく、むしろ包括的な意味で解釈されるべきである。したがって、「含む」又は「備える／含む」のような表現は、本明細書で使用されるとき、列挙されたものに加えて、他の要素、追加の構造、又は追加の行為若しくは工程の存在を排除しない。更に、単語「１つの（a）」及び「１つの（an）」は、「１つのみ（only one）」に限定するとして解釈されるべきでなく、むしろ、「少なくとも１つ（at least one）」を意味するために使用され、複数を排除しない。具体的若しくは明示的に記載又は請求されていない特徴を、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の構造に追加的に含めることができる。「〜するための手段（means for）」などの表現は、「〜ために構成された構成要素（component configured for）」又は「〜するように構成された部材（member constructed to）」として読まれるべきであり、開示された構造物に対する等価物を含むように解釈されるべきである。「重要な（critical）」、「好ましい（preferred）」、「特に好ましい（especially preferred）」等の表現の使用は、本発明を限定することを意図しない。構造、材料、又は行為が本質的であると考えられる範囲で、それらは、そのように言葉に表されずに示されている。特許請求の範囲により決定されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者の権限内の追加、削除、及び変更が一般的に行われてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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