飲料抽出装置
【課題】装置の立ち上げ時間をより短縮することが可能な飲料抽出装置を提供する。
【解決手段】飲料水を貯留する給水タンク１と、シリンダ３１とシリンダ３１内に摺動可能に嵌装されたピストン３２とを有し、飲料水を加圧して供給するシリンダ部３と、飲料水を加熱するヒータ５と、コーヒー豆を充填する原料収容部を有し、シリンダ部３により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出部７と、シリンダ部３と抽出部７とを連結する供給管４とを備え、供給管４は、シリンダ３１の外周を取り巻くように配置された螺旋状部４１を有し、ヒータ５は、螺旋状部４１に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【解決手段】飲料水を貯留する給水タンク１と、シリンダ３１とシリンダ３１内に摺動可能に嵌装されたピストン３２とを有し、飲料水を加圧して供給するシリンダ部３と、飲料水を加熱するヒータ５と、コーヒー豆を充填する原料収容部を有し、シリンダ部３により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出部７と、シリンダ部３と抽出部７とを連結する供給管４とを備え、供給管４は、シリンダ３１の外周を取り巻くように配置された螺旋状部４１を有し、ヒータ５は、螺旋状部４１に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料抽出装置に関するものである。特に、高温の湯を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料抽出装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆を抽出部に供給し、所定の方法で加圧した高温の湯を抽出部に供給してコーヒー飲料を高圧で抽出するものが知られている。
【０００３】
このような飲料抽出装置において、飲料の抽出に適した高温の湯を得るための構成として、以下のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、飲料水を貯留する貯水槽と、貯水槽の水が供給される湯沸タンクと、湯沸タンク内に形成された電気ヒータとを備え、湯沸タンク内に供給された水を、電気ヒータで所定の温度となるまで加熱して、飲料の抽出に適した高温の湯を得る構成である。
【特許文献１】特開平３−１５８１１６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、従来の飲料抽出装置では、前述のように湯沸タンクに供給された水を電気ヒータで加熱し、湯沸タンク内の飲料水全体を均一に所定温度にまで上昇させていた。そのため、飲料水が飲料の抽出に適した所定温度に到達するまでに時間がかかっていた。
【０００６】
そして、飲料の抽出動作は飲料水が所定温度に到達した後に実行可能となるため、装置の運転開始から抽出動作可能状態になるまでの時間、すなわち装置の立ち上げに時間がかかってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、係る状況下でなされたものであり、装置の立ち上げ時間をより短縮することが可能な飲料抽出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。
【０００９】
（１）飲料水を貯留する給水タンクと、シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンとを有し、前記飲料水を加圧して供給する加圧手段と、前記飲料水を加熱する加熱手段と、飲料用原料を充填する原料収容部を有し、前記加圧手段により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出手段と、前記加圧手段と前記抽出手段とを連結する飲料水供給管と、を備えた飲料抽出装置であって、前記飲料水供給管は、前記シリンダの外周を取り巻くように配置された螺旋状部を有し、前記加熱手段は、前記螺旋状部に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置の立ち上げ時間をより短縮することが可能な飲料抽出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例で説明する。
【００１２】
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面を用いて、実施例１に係る飲料抽出装置について説明する。本実施例では、飲料抽出装置としてコーヒー飲料を抽出する飲料抽出装置を例に説明する。
【００１４】
まず、図１、図２を用いて本実施例の飲料抽出装置の構成を説明する。図１は本実施例の飲料抽出装置の模式図、図２は本実施例の飲料抽出装置が備えるピストン部の概略断面図である。
【００１５】
図１において、１は給水タンクである。給水タンク１には飲料水が貯留される。給水タンク１への飲料水の供給方法としては、例えばユーザが手動で行うか、あるいは、給水タンク１を不図示の取水管に接続し、自動的に供給可能な構成としてもよい。また、給水タンク１には、給水タンク１に貯留される飲料水の水位変化を検出して所定の水位以下となったときに信号を発信する不図示のスイッチを設けて、給水タンク１内の飲料水の残量を監視するようにしてもよい。
【００１６】
２は給水管である。給水管２は、給水タンク１と後述するシリンダ部３との間に介在し、給水タンク１に貯留されている飲料水をシリンダ部３に供給する。給水管２には、逆止弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられており、飲料水は逆止弁２１ａ〜ｃによって給水タンク１側に逆流しないように制御される。逆止弁２１ｃは給水管２と後述する除圧管路８とを連結している。
【００１７】
３はシリンダ部（加圧手段）である。シリンダ部３は、図２に示すようにシリンダ３１と、シリンダ３１内に摺動可能に嵌装されたピストン３２を有する。シリンダ３１には、ピストン３２の可動領域外の一方（図２における下方）に、給水管２を介して給水タンク１から供給された飲料水が流入する飲料水流入孔３１ａと、シリンダ３１からピストン３２により飲料水が加圧されて排出される飲料水排出孔３１ｂとが形成されている。また、シリンダ３１のピストン３２の可動領域外の他方（図２における上方）には、ピストン３２の往復動に伴って行われる吸気、排気のための吸気孔３１ｃ、排気孔３１ｄが形成されている。さらに、後述するピストン軸部３２ｂが挿通される挿通孔３１ｅが形成されている。
【００１８】
シリンダ３１の容積は、本実施例では約１７０ｃｃとした。これは、一般的な１回に抽出されるコーヒー飲料の量を十分に満たすものである。したがって、ピストン３２の１回の往復動で十分な量のコーヒー飲料の抽出が可能であり、そのため、１回の抽出に要するピストン３２の摺動回数を減らすことができ、これにより装置の駆動により発生する騒音及び振動を抑えることができる。
【００１９】
ピストン３２は、ピストン頭部３２ａとピストン軸部３２ｂとを有する。ピストン頭部３２ａの側面にはＯリング等のシール部材が配設されており、これによりピストン頭部３２ａとシリンダ３１とは気密的に接して、シリンダ３１内がシリンダ上室とシリンダ下室との２室に画成されている。
【００２０】
また、ピストン頭部３２ａからは、ピストン軸部３２ｂがシリンダ３１の挿通孔３１ｅを貫通して延在している。シリンダ３１の挿通孔３１ｅにはシール部材が配設されており、これにより、ピストン軸部３２ｂはシリンダ３１に摺動可能かつ気密的に接した状態となっている。ピストン軸部３２ｂは、ピストン頭部３２ａと反対側の端部において、後述するピストン摺動ユニット３５に連結されている。
【００２１】
図１において、３３はピストン３２を摺動させるためのモータ、３４はモータ３３の運動を伝達するタイミングベルト、３５はモータ３３によって往復動するピストン摺動ユニットである。モータ３３によって、タイミングベルト３４を介してピストン摺動ユニット３５が往復動し、これにより、ピストン摺動ユニット３５に連結されるピストン３２がシリンダ３１内を摺動する。
【００２２】
本実施例の構成においては、給水タンク１からシリンダ部３まで、及びシリンダ部３内のシリンダ下室は気密状態に保たれている。したがって、ピストン３２が図中上方に移動すると、シリンダ下室が真空状態となり、これにより給水タンク１から飲料水が吸引されてシリンダ部３に流入する。したがって、別個にポンプ等を設けて給水タンク１からシリンダ部３にまで飲料水を圧送する必要がなく、ポンプにより生じる騒音を抑えることができる。
【００２３】
４は供給管（飲料水供給管）である。供給管４はシリンダ３１の飲料水排出孔３１ｂに逆止弁４２を介して連結され、シリンダ部３と後述する抽出部７との間に介在する。シリンダ３１からピストン３２により加圧されて送り出された飲料水は、供給管４を介して抽出部７に供給される。
【００２４】
供給管４は、管がシリンダ部３の外周を取り巻くように配置された螺旋状部４１を有する。すなわち、螺旋状部４１の中心に形成された空間にシリンダ部３が位置する構成となっている。また、螺旋状部４１にはヒータ５（加熱手段）が配設されている。ヒータ５としては、例えば抵抗加熱式ヒータあるいは誘導加熱式ヒータ等を用いることができる。抵抗加熱式ヒータは、発熱体にニクロム線等を用い、発熱体に電流を流したときに発生するジュール熱により加熱する方式である。誘導加熱式ヒータは、コイルに交流電流を流した際に発生する磁力線によって発熱体に誘導電流を生じさせ、これによりジュール熱を発生させて加熱する方式である。
【００２５】
本実施例では、ヒータ５として抵抗加熱式ヒータを用いた。また、供給管４に３００℃以上の温度に対する耐熱性を備えた耐熱絶縁塗料を塗布し、その上にニクロム線を巻き付けた。したがって、供給管４内を通過する飲料水をさらに効率よく加熱することが可能である。前述の構成により、ヒータ５の熱は螺旋状部４１だけでなく、シリンダ部３にも伝わるようになっている。したがって、飲料水は、ヒータ５の放熱によりシリンダ部３内で加熱され（第１段階加熱）、さらに供給管４内を圧送された飲料水は、螺旋状部４１を通過する際に、ヒータ５により直接的に加熱されてコーヒー飲料の抽出に適した所定温度にまで到達する（第２段階加熱）。
【００２６】
このように、飲料水はシリンダ３１内でヒータ５により予熱され、続いて螺旋状部４１にてさらに加熱されて抽出に適した温度となる。また加熱される飲料水の量は給水タンク１内に貯留される全量ではなく、供給管４内を通過する量である。そのため、抽出動作の最中に、飲料水の螺旋状部４１を通過する時間を長くすることなく、飲料水を飲料の抽出に適した所定温度に到達させることができる。したがって、飲料の連続抽出が可能となる。また、飲料水の温度上昇を待つことなく抽出動作可能状態とすることができる。なお、ヒータ５は抽出部７の直前の位置にもさらに設けるようにしてもよい。
【００２７】
６は電磁弁である。シリンダ部３から圧送されてきた飲料水の後述する抽出部７への供給を制御するためのものである。電磁弁６の開閉は、後述する制御部により行われる。
【００２８】
７は抽出部（抽出手段）である。抽出部７としては従来周知の構成を採用することができる。すなわち、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆（飲料用原料）を充填する不図示の原料収容部を備え、圧送されてきたコーヒー飲料の抽出に適した所定温度の飲料水が、供給管４を介して高圧で供給され、この飲料水によってコーヒー飲料が抽出される。抽出されたコーヒー飲料は、抽出部７の直下に配設されたカップ設置台１０にセットされたカップ１１に注がれる。
【００２９】
８は除圧管路である。電磁弁６が閉じている状態で、飲料水が加熱により膨張して供給管４内の水圧が上昇した際に、供給管４内の飲料水を除圧管路８に誘導することで、装置内の水圧の過上昇を抑えている。除圧管路８は、供給管４と給水管２とを連結しており、逆止弁２ｃを介して給水管２に接続されている。また、除圧管路８には圧力計８１が設けられており、圧力計８１で水圧を検知することができる。９は電磁弁であり、後述する制御部によりその開閉が制御される。
【００３０】
電磁弁６、９の開閉制御については、コーヒー飲料の抽出を行う場合には、電磁弁６が開放され、一方、加圧供給された飲料水が除圧管路８を介して給水管２に流入して水圧が低下することを防ぐために、電磁弁９は閉鎖される。コーヒー飲料の抽出を行わない場合には、電磁弁６が閉鎖され、飲料水が除圧管路８から給水管２を通って装置内を循環できるように電磁弁９は開放される。
【００３１】
１３はエア供給管である。エア供給管１３はシリンダ部３と抽出部７とを連結している。詳細には、シリンダ３１の排気孔３１ｄと供給管４の電磁弁６よりも下流側を連結しており、ピストン３２が上方に移動した際に排気孔３１ｄから排出されたエアが、エア供給管１３を介して抽出部７に供給される。
【００３２】
その他、飲料抽出装置は、モータ３３の駆動、電磁弁６、９の開閉、ヒータ５のＯＮ／ＯＦＦ等の各種制御を行う不図示の制御部、飲料抽出装置に電源を供給する本体電源等を備える。ユーザは、装置本体外面に設けられた不図示の操作パネルを操作することで、制御部に予め設定されて記憶された各種モードを選択して、制御部に各種指示を与えることができる。制御部は、ユーザからの指示に基づいて装置の制御を行う。
【００３３】
続いて、図３を用いて本実施例の飲料抽出装置の動作を説明する。図３は、本実施例の飲料抽出装置の動作説明図である。
【００３４】
給水タンク１内に飲料水が貯留された状態で、本体電源から電源が投入されて装置の運転が開始されると待機状態となる。待機状態では、ピストン３２が上方に移動し、これにより給水タンク１から飲料水がシリンダ部３方向に供給され、逆止弁２１ａ〜ｃが開かれて、図３（ａ）に示すように、飲料水は給水管２を介して飲料水流入孔３１ａからシリンダ３１内に吸引される。
【００３５】
またヒータ５がＯＮされて所定温度にまで上昇する。これに伴って、ヒータ５の放熱によるシリンダ部３内の飲料水の第１段階加熱が行われる。図３（ｂ）に示すように、待機状態では電磁弁６は閉鎖、電磁弁９は開放位置にあり、シリンダ３１内の飲料水が加熱されて膨張しても、飲料水は除圧管路８を通過して給水管２に戻されるため、水圧の過上昇を抑えることができる。シリンダ部３内への飲料水の吸引、ヒータ５の温度上昇が終了すると、抽出動作可能状態となる。飲料抽出装置が抽出動作可能状態となったことは、不図示の操作パネル上に設けられたランプの点灯状態によってユーザに報知することができる。
【００３６】
続いて、ユーザにより操作パネルを介して抽出動作が指示されると、図３（ｃ）に示すように、ピストン３２が下方に移動し、シリンダ３１内の飲料水が加圧されて押し出され、飲料水排出孔３１ｂから供給管４に圧送される。供給管４内を圧送された飲料水は、螺旋状部４１を通過する際に、ヒータ５により第２段階加熱が行われ、コーヒー飲料の抽出に適した所定温度にまで加熱される。このように、飲料水はシリンダ３１内でヒータ５により予熱され、続いて螺旋状部４１にてさらに加熱されてコーヒー飲料の抽出に適した温度となる。
【００３７】
抽出動作状態では電磁弁６が開放、電磁弁９が閉鎖位置となり、ピストン３２により圧送される所定温度にまで加熱された飲料水は、電磁弁６を通過して抽出部７に到達する。抽出部７では、予めセットされたコーヒー粉末の層に、高圧で供給された飲料水を通過させ、コーヒー飲料を抽出する。抽出されたコーヒー飲料は、カップ設置台１０にセットされたカップ１１に注がれ、１回の抽出動作が完了する。
【００３８】
抽出動作が終了すると、ピストン３２が上方に移動する。その際、シリンダ３１の排気孔３１ｄからシリンダ３１のシリンダ上室内のエアが排出される。該エアは、エア供給管１３を通って抽出部７に供給される。抽出部７にエアが供給されると、エアにより抽出部７に残った飲料水あるいはコーヒー飲料が強制的に排出される。これにより、抽出部７の液切りが行われ、抽出部７の抽出口からの液垂れを防ぐことができる。
【００３９】
本実施例では、ピストン３２をモータ３３で往復動させる構成であり、一定圧力での飲料水の圧送が可能である。また、モータ３３の駆動時間、速度を容易に調節することができるため、飲料の抽出時間、抽出量を自由に変更することが可能である。そこで、本実施例の飲料抽出装置では、抽出量、抽出速度等の異なる複数のモードが予め設定されており、ユーザが操作パネルを介して好みのモードを選択することで、好みの量、濃さの飲料を得ることができるようになっている。
【００４０】
飲料抽出装置の使用を終了する場合には、給水タンク１内の飲料水を除去するか、給水タンク１を取り外した状態で、メンテナンスモードを選択して動作を実行する。メンテナンスモードでは、ピストン３２を所定回数摺動させ、給水管２を介したシリンダ部３のシリンダ下室へのエアの吸い込み、供給管４を介したシリンダ部３から抽出部７へのエアの圧送を行う。これにより、給水管２、シリンダ部３、供給管４、抽出部７の各部に残った飲料水あるいはコーヒー飲料を除去することができ、装置内を清潔に保つことができる。
【００４１】
以上、本実施例の飲料抽出装置では、シリンダ部と抽出部とを結ぶ供給管に螺旋状部を設け、螺旋状部の中空部分にシリンダ部を配置する構成とした。また、螺旋状部にヒータを設ける構成とした。これによりヒータの放熱によってシリンダ部も加熱されることとなるため、飲料水は、シリンダ部において予熱され、さらに螺旋状部を通過する際に加熱されて飲料の抽出に適した所定温度に到達する。これにより、飲料水を短時間で抽出に適した所定温度にまで加熱することが可能となり、したがって飲料の連続抽出が可能となる。また、飲料水を抽出動作の最中に抽出に適した所定温度にまで加熱することができるため、給水タンク内の飲料水全量の温度上昇を待たずして抽出動作の開始が可能となり、待機状態から抽出動作可能状態への移行を短時間に行うことができるため、装置の立ち上げ時間をより短縮することができる。
【００４２】
また、給水タンクからシリンダ部への飲料水の供給は、シリンダ部のピストンの摺動により行われるため、別個にポンプ等を設けて給水タンクからシリンダ部にまで飲料水を圧送する必要がなく、ポンプによる騒音の発生を抑えることができる。また、シリンダ容量は１回に抽出されるコーヒー飲料の一般的な量を十分に満たすものであるため、ピストンの摺動回数を減らすことができ、これにより騒音及び振動を抑えることができる。
【００４３】
さらに、エア供給管を設けてピストンの摺動によりエアを抽出部に供給することで、抽出部の液切りが行われ、抽出部の抽出口からの液垂れを防ぐことができる。また、飲料水のない状態でピストンを摺動させて抽出部にエアを供給することで、装置内各部の残水を除去することができ、装置内を清潔に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る飲料抽出装置の模式図
【図２】ピストン部の概略断面図
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は飲料抽出装置の動作説明図
【符号の説明】
【００４５】
１ 給水タンク
２ 給水管
３ シリンダ部（加圧手段に対応）
４ 供給管（飲料水供給管に対応）
５ ヒータ（加熱手段）
７ 抽出部（抽出手段）
１３ エア供給管
３１ シリンダ
３２ ピストン
４１ 螺旋状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料抽出装置に関するものである。特に、高温の湯を用いて飲料を抽出する飲料抽出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料抽出装置として、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆を抽出部に供給し、所定の方法で加圧した高温の湯を抽出部に供給してコーヒー飲料を高圧で抽出するものが知られている。
【０００３】
このような飲料抽出装置において、飲料の抽出に適した高温の湯を得るための構成として、以下のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、飲料水を貯留する貯水槽と、貯水槽の水が供給される湯沸タンクと、湯沸タンク内に形成された電気ヒータとを備え、湯沸タンク内に供給された水を、電気ヒータで所定の温度となるまで加熱して、飲料の抽出に適した高温の湯を得る構成である。
【特許文献１】特開平３−１５８１１６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、従来の飲料抽出装置では、前述のように湯沸タンクに供給された水を電気ヒータで加熱し、湯沸タンク内の飲料水全体を均一に所定温度にまで上昇させていた。そのため、飲料水が飲料の抽出に適した所定温度に到達するまでに時間がかかっていた。
【０００６】
そして、飲料の抽出動作は飲料水が所定温度に到達した後に実行可能となるため、装置の運転開始から抽出動作可能状態になるまでの時間、すなわち装置の立ち上げに時間がかかってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、係る状況下でなされたものであり、装置の立ち上げ時間をより短縮することが可能な飲料抽出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。
【０００９】
（１）飲料水を貯留する給水タンクと、シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンとを有し、前記飲料水を加圧して供給する加圧手段と、前記飲料水を加熱する加熱手段と、飲料用原料を充填する原料収容部を有し、前記加圧手段により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出手段と、前記加圧手段と前記抽出手段とを連結する飲料水供給管と、を備えた飲料抽出装置であって、前記飲料水供給管は、前記シリンダの外周を取り巻くように配置された螺旋状部を有し、前記加熱手段は、前記螺旋状部に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置の立ち上げ時間をより短縮することが可能な飲料抽出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例で説明する。
【００１２】
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面を用いて、実施例１に係る飲料抽出装置について説明する。本実施例では、飲料抽出装置としてコーヒー飲料を抽出する飲料抽出装置を例に説明する。
【００１４】
まず、図１、図２を用いて本実施例の飲料抽出装置の構成を説明する。図１は本実施例の飲料抽出装置の模式図、図２は本実施例の飲料抽出装置が備えるピストン部の概略断面図である。
【００１５】
図１において、１は給水タンクである。給水タンク１には飲料水が貯留される。給水タンク１への飲料水の供給方法としては、例えばユーザが手動で行うか、あるいは、給水タンク１を不図示の取水管に接続し、自動的に供給可能な構成としてもよい。また、給水タンク１には、給水タンク１に貯留される飲料水の水位変化を検出して所定の水位以下となったときに信号を発信する不図示のスイッチを設けて、給水タンク１内の飲料水の残量を監視するようにしてもよい。
【００１６】
２は給水管である。給水管２は、給水タンク１と後述するシリンダ部３との間に介在し、給水タンク１に貯留されている飲料水をシリンダ部３に供給する。給水管２には、逆止弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられており、飲料水は逆止弁２１ａ〜ｃによって給水タンク１側に逆流しないように制御される。逆止弁２１ｃは給水管２と後述する除圧管路８とを連結している。
【００１７】
３はシリンダ部（加圧手段）である。シリンダ部３は、図２に示すようにシリンダ３１と、シリンダ３１内に摺動可能に嵌装されたピストン３２を有する。シリンダ３１には、ピストン３２の可動領域外の一方（図２における下方）に、給水管２を介して給水タンク１から供給された飲料水が流入する飲料水流入孔３１ａと、シリンダ３１からピストン３２により飲料水が加圧されて排出される飲料水排出孔３１ｂとが形成されている。また、シリンダ３１のピストン３２の可動領域外の他方（図２における上方）には、ピストン３２の往復動に伴って行われる吸気、排気のための吸気孔３１ｃ、排気孔３１ｄが形成されている。さらに、後述するピストン軸部３２ｂが挿通される挿通孔３１ｅが形成されている。
【００１８】
シリンダ３１の容積は、本実施例では約１７０ｃｃとした。これは、一般的な１回に抽出されるコーヒー飲料の量を十分に満たすものである。したがって、ピストン３２の１回の往復動で十分な量のコーヒー飲料の抽出が可能であり、そのため、１回の抽出に要するピストン３２の摺動回数を減らすことができ、これにより装置の駆動により発生する騒音及び振動を抑えることができる。
【００１９】
ピストン３２は、ピストン頭部３２ａとピストン軸部３２ｂとを有する。ピストン頭部３２ａの側面にはＯリング等のシール部材が配設されており、これによりピストン頭部３２ａとシリンダ３１とは気密的に接して、シリンダ３１内がシリンダ上室とシリンダ下室との２室に画成されている。
【００２０】
また、ピストン頭部３２ａからは、ピストン軸部３２ｂがシリンダ３１の挿通孔３１ｅを貫通して延在している。シリンダ３１の挿通孔３１ｅにはシール部材が配設されており、これにより、ピストン軸部３２ｂはシリンダ３１に摺動可能かつ気密的に接した状態となっている。ピストン軸部３２ｂは、ピストン頭部３２ａと反対側の端部において、後述するピストン摺動ユニット３５に連結されている。
【００２１】
図１において、３３はピストン３２を摺動させるためのモータ、３４はモータ３３の運動を伝達するタイミングベルト、３５はモータ３３によって往復動するピストン摺動ユニットである。モータ３３によって、タイミングベルト３４を介してピストン摺動ユニット３５が往復動し、これにより、ピストン摺動ユニット３５に連結されるピストン３２がシリンダ３１内を摺動する。
【００２２】
本実施例の構成においては、給水タンク１からシリンダ部３まで、及びシリンダ部３内のシリンダ下室は気密状態に保たれている。したがって、ピストン３２が図中上方に移動すると、シリンダ下室が真空状態となり、これにより給水タンク１から飲料水が吸引されてシリンダ部３に流入する。したがって、別個にポンプ等を設けて給水タンク１からシリンダ部３にまで飲料水を圧送する必要がなく、ポンプにより生じる騒音を抑えることができる。
【００２３】
４は供給管（飲料水供給管）である。供給管４はシリンダ３１の飲料水排出孔３１ｂに逆止弁４２を介して連結され、シリンダ部３と後述する抽出部７との間に介在する。シリンダ３１からピストン３２により加圧されて送り出された飲料水は、供給管４を介して抽出部７に供給される。
【００２４】
供給管４は、管がシリンダ部３の外周を取り巻くように配置された螺旋状部４１を有する。すなわち、螺旋状部４１の中心に形成された空間にシリンダ部３が位置する構成となっている。また、螺旋状部４１にはヒータ５（加熱手段）が配設されている。ヒータ５としては、例えば抵抗加熱式ヒータあるいは誘導加熱式ヒータ等を用いることができる。抵抗加熱式ヒータは、発熱体にニクロム線等を用い、発熱体に電流を流したときに発生するジュール熱により加熱する方式である。誘導加熱式ヒータは、コイルに交流電流を流した際に発生する磁力線によって発熱体に誘導電流を生じさせ、これによりジュール熱を発生させて加熱する方式である。
【００２５】
本実施例では、ヒータ５として抵抗加熱式ヒータを用いた。また、供給管４に３００℃以上の温度に対する耐熱性を備えた耐熱絶縁塗料を塗布し、その上にニクロム線を巻き付けた。したがって、供給管４内を通過する飲料水をさらに効率よく加熱することが可能である。前述の構成により、ヒータ５の熱は螺旋状部４１だけでなく、シリンダ部３にも伝わるようになっている。したがって、飲料水は、ヒータ５の放熱によりシリンダ部３内で加熱され（第１段階加熱）、さらに供給管４内を圧送された飲料水は、螺旋状部４１を通過する際に、ヒータ５により直接的に加熱されてコーヒー飲料の抽出に適した所定温度にまで到達する（第２段階加熱）。
【００２６】
このように、飲料水はシリンダ３１内でヒータ５により予熱され、続いて螺旋状部４１にてさらに加熱されて抽出に適した温度となる。また加熱される飲料水の量は給水タンク１内に貯留される全量ではなく、供給管４内を通過する量である。そのため、抽出動作の最中に、飲料水の螺旋状部４１を通過する時間を長くすることなく、飲料水を飲料の抽出に適した所定温度に到達させることができる。したがって、飲料の連続抽出が可能となる。また、飲料水の温度上昇を待つことなく抽出動作可能状態とすることができる。なお、ヒータ５は抽出部７の直前の位置にもさらに設けるようにしてもよい。
【００２７】
６は電磁弁である。シリンダ部３から圧送されてきた飲料水の後述する抽出部７への供給を制御するためのものである。電磁弁６の開閉は、後述する制御部により行われる。
【００２８】
７は抽出部（抽出手段）である。抽出部７としては従来周知の構成を採用することができる。すなわち、所定の粒度に粉砕されたコーヒー豆（飲料用原料）を充填する不図示の原料収容部を備え、圧送されてきたコーヒー飲料の抽出に適した所定温度の飲料水が、供給管４を介して高圧で供給され、この飲料水によってコーヒー飲料が抽出される。抽出されたコーヒー飲料は、抽出部７の直下に配設されたカップ設置台１０にセットされたカップ１１に注がれる。
【００２９】
８は除圧管路である。電磁弁６が閉じている状態で、飲料水が加熱により膨張して供給管４内の水圧が上昇した際に、供給管４内の飲料水を除圧管路８に誘導することで、装置内の水圧の過上昇を抑えている。除圧管路８は、供給管４と給水管２とを連結しており、逆止弁２ｃを介して給水管２に接続されている。また、除圧管路８には圧力計８１が設けられており、圧力計８１で水圧を検知することができる。９は電磁弁であり、後述する制御部によりその開閉が制御される。
【００３０】
電磁弁６、９の開閉制御については、コーヒー飲料の抽出を行う場合には、電磁弁６が開放され、一方、加圧供給された飲料水が除圧管路８を介して給水管２に流入して水圧が低下することを防ぐために、電磁弁９は閉鎖される。コーヒー飲料の抽出を行わない場合には、電磁弁６が閉鎖され、飲料水が除圧管路８から給水管２を通って装置内を循環できるように電磁弁９は開放される。
【００３１】
１３はエア供給管である。エア供給管１３はシリンダ部３と抽出部７とを連結している。詳細には、シリンダ３１の排気孔３１ｄと供給管４の電磁弁６よりも下流側を連結しており、ピストン３２が上方に移動した際に排気孔３１ｄから排出されたエアが、エア供給管１３を介して抽出部７に供給される。
【００３２】
その他、飲料抽出装置は、モータ３３の駆動、電磁弁６、９の開閉、ヒータ５のＯＮ／ＯＦＦ等の各種制御を行う不図示の制御部、飲料抽出装置に電源を供給する本体電源等を備える。ユーザは、装置本体外面に設けられた不図示の操作パネルを操作することで、制御部に予め設定されて記憶された各種モードを選択して、制御部に各種指示を与えることができる。制御部は、ユーザからの指示に基づいて装置の制御を行う。
【００３３】
続いて、図３を用いて本実施例の飲料抽出装置の動作を説明する。図３は、本実施例の飲料抽出装置の動作説明図である。
【００３４】
給水タンク１内に飲料水が貯留された状態で、本体電源から電源が投入されて装置の運転が開始されると待機状態となる。待機状態では、ピストン３２が上方に移動し、これにより給水タンク１から飲料水がシリンダ部３方向に供給され、逆止弁２１ａ〜ｃが開かれて、図３（ａ）に示すように、飲料水は給水管２を介して飲料水流入孔３１ａからシリンダ３１内に吸引される。
【００３５】
またヒータ５がＯＮされて所定温度にまで上昇する。これに伴って、ヒータ５の放熱によるシリンダ部３内の飲料水の第１段階加熱が行われる。図３（ｂ）に示すように、待機状態では電磁弁６は閉鎖、電磁弁９は開放位置にあり、シリンダ３１内の飲料水が加熱されて膨張しても、飲料水は除圧管路８を通過して給水管２に戻されるため、水圧の過上昇を抑えることができる。シリンダ部３内への飲料水の吸引、ヒータ５の温度上昇が終了すると、抽出動作可能状態となる。飲料抽出装置が抽出動作可能状態となったことは、不図示の操作パネル上に設けられたランプの点灯状態によってユーザに報知することができる。
【００３６】
続いて、ユーザにより操作パネルを介して抽出動作が指示されると、図３（ｃ）に示すように、ピストン３２が下方に移動し、シリンダ３１内の飲料水が加圧されて押し出され、飲料水排出孔３１ｂから供給管４に圧送される。供給管４内を圧送された飲料水は、螺旋状部４１を通過する際に、ヒータ５により第２段階加熱が行われ、コーヒー飲料の抽出に適した所定温度にまで加熱される。このように、飲料水はシリンダ３１内でヒータ５により予熱され、続いて螺旋状部４１にてさらに加熱されてコーヒー飲料の抽出に適した温度となる。
【００３７】
抽出動作状態では電磁弁６が開放、電磁弁９が閉鎖位置となり、ピストン３２により圧送される所定温度にまで加熱された飲料水は、電磁弁６を通過して抽出部７に到達する。抽出部７では、予めセットされたコーヒー粉末の層に、高圧で供給された飲料水を通過させ、コーヒー飲料を抽出する。抽出されたコーヒー飲料は、カップ設置台１０にセットされたカップ１１に注がれ、１回の抽出動作が完了する。
【００３８】
抽出動作が終了すると、ピストン３２が上方に移動する。その際、シリンダ３１の排気孔３１ｄからシリンダ３１のシリンダ上室内のエアが排出される。該エアは、エア供給管１３を通って抽出部７に供給される。抽出部７にエアが供給されると、エアにより抽出部７に残った飲料水あるいはコーヒー飲料が強制的に排出される。これにより、抽出部７の液切りが行われ、抽出部７の抽出口からの液垂れを防ぐことができる。
【００３９】
本実施例では、ピストン３２をモータ３３で往復動させる構成であり、一定圧力での飲料水の圧送が可能である。また、モータ３３の駆動時間、速度を容易に調節することができるため、飲料の抽出時間、抽出量を自由に変更することが可能である。そこで、本実施例の飲料抽出装置では、抽出量、抽出速度等の異なる複数のモードが予め設定されており、ユーザが操作パネルを介して好みのモードを選択することで、好みの量、濃さの飲料を得ることができるようになっている。
【００４０】
飲料抽出装置の使用を終了する場合には、給水タンク１内の飲料水を除去するか、給水タンク１を取り外した状態で、メンテナンスモードを選択して動作を実行する。メンテナンスモードでは、ピストン３２を所定回数摺動させ、給水管２を介したシリンダ部３のシリンダ下室へのエアの吸い込み、供給管４を介したシリンダ部３から抽出部７へのエアの圧送を行う。これにより、給水管２、シリンダ部３、供給管４、抽出部７の各部に残った飲料水あるいはコーヒー飲料を除去することができ、装置内を清潔に保つことができる。
【００４１】
以上、本実施例の飲料抽出装置では、シリンダ部と抽出部とを結ぶ供給管に螺旋状部を設け、螺旋状部の中空部分にシリンダ部を配置する構成とした。また、螺旋状部にヒータを設ける構成とした。これによりヒータの放熱によってシリンダ部も加熱されることとなるため、飲料水は、シリンダ部において予熱され、さらに螺旋状部を通過する際に加熱されて飲料の抽出に適した所定温度に到達する。これにより、飲料水を短時間で抽出に適した所定温度にまで加熱することが可能となり、したがって飲料の連続抽出が可能となる。また、飲料水を抽出動作の最中に抽出に適した所定温度にまで加熱することができるため、給水タンク内の飲料水全量の温度上昇を待たずして抽出動作の開始が可能となり、待機状態から抽出動作可能状態への移行を短時間に行うことができるため、装置の立ち上げ時間をより短縮することができる。
【００４２】
また、給水タンクからシリンダ部への飲料水の供給は、シリンダ部のピストンの摺動により行われるため、別個にポンプ等を設けて給水タンクからシリンダ部にまで飲料水を圧送する必要がなく、ポンプによる騒音の発生を抑えることができる。また、シリンダ容量は１回に抽出されるコーヒー飲料の一般的な量を十分に満たすものであるため、ピストンの摺動回数を減らすことができ、これにより騒音及び振動を抑えることができる。
【００４３】
さらに、エア供給管を設けてピストンの摺動によりエアを抽出部に供給することで、抽出部の液切りが行われ、抽出部の抽出口からの液垂れを防ぐことができる。また、飲料水のない状態でピストンを摺動させて抽出部にエアを供給することで、装置内各部の残水を除去することができ、装置内を清潔に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る飲料抽出装置の模式図
【図２】ピストン部の概略断面図
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は飲料抽出装置の動作説明図
【符号の説明】
【００４５】
１ 給水タンク
２ 給水管
３ シリンダ部（加圧手段に対応）
４ 供給管（飲料水供給管に対応）
５ ヒータ（加熱手段）
７ 抽出部（抽出手段）
１３ エア供給管
３１ シリンダ
３２ ピストン
４１ 螺旋状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料水を貯留する給水タンクと、
シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンとを有し、前記飲料水を加圧して供給する加圧手段と、
前記飲料水を加熱する加熱手段と、
飲料用原料を充填する原料収容部を有し、前記加圧手段により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出手段と、
前記加圧手段と前記抽出手段とを連結する飲料水供給管と、を備えた飲料抽出装置であって、
前記飲料水供給管は、前記シリンダの外周を取り巻くように配置された螺旋状部を有し、
前記加熱手段は、前記螺旋状部に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料抽出装置において、
前記給水タンクの飲料水が、前記ピストンの摺動により吸引されて前記加圧手段に供給されることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の飲料抽出装置において、
前記加圧手段と前記抽出手段とを連結し、前記ピストンの摺動により前記シリンダから排出されるエアを前記抽出手段に供給するエア供給管を備えたことを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の飲料抽出装置において、
前記給水タンクあるいは前記給水タンク内の飲料水を除去し、前記ピストンを摺動させてエアを前記加圧手段に吸引して、前記抽出手段にエアを圧送し、前記加圧手段、飲料水供給管、抽出手段内に残った飲料水の排出を行うことを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項１】
飲料水を貯留する給水タンクと、
シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンとを有し、前記飲料水を加圧して供給する加圧手段と、
前記飲料水を加熱する加熱手段と、
飲料用原料を充填する原料収容部を有し、前記加圧手段により加圧して供給される飲料水により飲料の抽出を行う抽出手段と、
前記加圧手段と前記抽出手段とを連結する飲料水供給管と、を備えた飲料抽出装置であって、
前記飲料水供給管は、前記シリンダの外周を取り巻くように配置された螺旋状部を有し、
前記加熱手段は、前記螺旋状部に配設されることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料抽出装置において、
前記給水タンクの飲料水が、前記ピストンの摺動により吸引されて前記加圧手段に供給されることを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の飲料抽出装置において、
前記加圧手段と前記抽出手段とを連結し、前記ピストンの摺動により前記シリンダから排出されるエアを前記抽出手段に供給するエア供給管を備えたことを特徴とする飲料抽出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の飲料抽出装置において、
前記給水タンクあるいは前記給水タンク内の飲料水を除去し、前記ピストンを摺動させてエアを前記加圧手段に吸引して、前記抽出手段にエアを圧送し、前記加圧手段、飲料水供給管、抽出手段内に残った飲料水の排出を行うことを特徴とする飲料抽出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２８１５２（Ｐ２００９−２８１５２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９３４９７（Ｐ２００７−１９３４９７）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（５９６１６４７３３）三本コーヒー株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【出願人】（５９６１６４７３３）三本コーヒー株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]