| 【発明の名称】 |
抽出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】田村 隆行
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| 【要約】 |
【課題】一杯分もしくは数杯分の粉粒原料を封入した長期保存可能なパッケージを用いた抽出装置に関し、配管の定期的な交換が不要で、飲料抽出を短時間で行えるようにする。
【解決手段】湯を貯める温水タンク１と、温水タンク１の出口に設けられた湯弁２と、一部大気開放され湯弁２を介して温水タンク１から注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンク３と、パッケージ７の注入口に挿入されるノズル８と、サブタンク３とノズル８との間の給湯路に設けられたポンプ２１と、湯弁２を閉じてから所定時間経過後にポンプ２１を停止させる抽出制御手段１２を備えたことにより、湯弁２を開けるとほぼ同時に抽出ポンプ９を動作させることが可能となり、配管の定期的な交換が不要で、抽出液量の変動を防止し、飲料抽出を短時間で行うことができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから第１の所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯弁を閉じてから第２の所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたことを特徴とする抽出装置。
【請求項２】 抽出制御手段は、湯弁を閉じてから第２の所定時間より短い第３の所定時間経過後はポンプのモータの回転数を上げることを特徴とする請求項１に記載の抽出装置。
【請求項３】 サブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段を設け、抽出制御手段は、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げることを特徴とする請求項１に記載の抽出装置。
【請求項４】 粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記サブタンクと前記ポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段と、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯検知手段が湯を検知しなくなってから所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたことを特徴とする抽出装置。
【請求項５】 抽出制御手段は、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げることを特徴とする請求項４に記載の抽出装置。
【請求項６】 ポンプとノズルとの間の給湯路に前記給湯路内の圧力が所定値を超えると開いて圧力逃がしを行う圧力弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の抽出装置。
【請求項７】 圧力弁の開動作を検知する圧力弁開動作検知手段と、前記圧力弁開動作検知手段が圧力弁の開動作を検知したとき異常処理制御を行う異常処理制御手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の抽出装置。
【請求項８】 サブタンクを温水タンク内に配置したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の抽出装置。
【請求項９】 温水タンクと湯弁とサブタンクを収納する断熱ケースを設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の抽出装置。
【請求項１０】 ノズルからパッケージに湯を圧入する前に前記パッケージに振動を与える振動装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の抽出装置。
【請求項１１】 サブタンク、または、温水タンクから前記サブタンクまでの給湯路に、炭酸水弁を介して洗浄用の炭酸水供給手段を接続したことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の抽出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カップ自動販売機等に用いられる飲料の抽出装置に係わり、詳しくは粉粒原料が封入された注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときに、シール軟弱部が開封されて飲料が抽出される抽出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年から、一杯分もしくは数杯分の粉粒原料（コーヒー、紅茶、緑茶等）を封入した長期保存可能なパッケージを用いて、抽出時はパッケージの注入口から湯を注ぎ、飲料を抽出する抽出装置（特開平９―３０５８５８号公報参照）がカップ自動販売機に採用されている。
【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来の抽出装置について説明する。
【０００４】図１４は、従来の抽出装置の構成を示す構成図、図１５は従来の抽出装置の制御ブロック図、図１６は従来の抽出装置の要部動作を示すフローチャートである。
【０００５】図１４、図１５において、１は温水タンクであり、粉粒原料による飲料を生成するのに用いる湯を製造し、保温するものである。２は湯弁であり、温水タンク１で保温している湯を出したり、止めたりするものである。３はサブタンクであり、温水タンク１から出した湯を一時的に貯えるものである。４はピンチ装置であり、湯弁２とサブタンク３を接続している柔軟な配管をピンチするものである。
【０００６】５はエアーポンプであり、サブタンク３内に空気を供給するものである。６は空気弁であり、サブタンク３内の空気を抜く為の弁である。７はパッケージであり、粉粒原料（コーヒー、紅茶、緑茶等）を封入したものである。７ａはフィルターであり、パッケージ７内に構成された濾過シートである。８はノズルであり、湯又は空気を抽出する為に、パッケージ７の注入口に差し込むものである。
【０００７】９はノズル８を昇降する昇降装置で、１０はノズル８の下方にパッケージ７をセットされたことを検知するパッケージ検知手段である。
【０００８】１１は各装置の動作時間をカウントするタイマーで、１２はパッケージ検知手段１０の入力を受け、湯弁２、ピンチ装置４、エアーポンプ５、空気弁６、昇降装置９を動作させ抽出制御を行う抽出制御手段である。
【０００９】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００１０】まず、パッケージ７をノズル８の下方にセットする（Ｓｔｅｐ１００１）。パッケージ検知手段１０はパッケージ７を検知し（Ｓｔｅｐ１００２）、ノズル８を昇降装置（図示せず）により、パッケージ７の注入口に挿入し（Ｓｔｅｐ１００３）、温水タンク１の温水をサブタンクＡ３に給水させる為に、エアーバルブ６を開け（Ｓｔｅｐ１００４）、湯弁２を開け、タイマー１１をスタートさせる（Ｓｔｅｐ１００５）。時間を所定時間カウントし、サブタンク３内に抽出に必要な一定量の湯を貯める（Ｓｔｅｐ１００６）。
【００１１】次に空気弁６を閉め、ピンチ装置４にて湯弁２とサブタンク３を接続している配管をピンチし（Ｓｔｅｐ１００８）、エアーポンプ５を動作させることで（Ｓｔｅｐ１００９）、サブタンクＡ３内の温水をパッケージ７に注入することによって、パッケージ７のシール性を弱めている部分が開封されて、パッケージ７内部のフィルター７ａにより濾過されて飲料を抽出する。
【００１２】そして、サブタンク３内の湯が全て供給されるとパッケージ７内の飲料液残りを防止する為に、引き継きエアーポンプ５を所定時間動作させて（Ｓｔｅｐ１０１０）、空気をパッケージ７内に供給して飲料抽出をさせている。
【００１３】抽出後はノズル８を昇降装置９によりパッケージ７から抜いて（Ｓｔｅｐ１０１２）、使用済パッケージ７を廃棄する（Ｓｔｅｐ１０１３）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成ではサブタンク３内に湯が一定量貯まった後に、エアーポンプ５を動作させて抽出させなければならない為に、飲料抽出動作に時間がかかる。
【００１５】また、ピンチ装置４によって湯弁２とサブタンク３を接続する配管をピンチする為に配管の劣化及び破損による湯漏れを起こす可能性があり、定期的な交換が必要であった。
【００１６】本発明は、上記従来の課題を解決するもので、飲料抽出を短時間で行うことができ、配管の定期的な交換が不要な抽出装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明の請求項１記載の抽出装置の発明は、粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから第１の所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯弁を閉じてから第２の所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたものであり、ノズルがパッケージの注入口に挿入された後に、湯弁を開けるとほぼ同時にポンプを動作させて、ノズルからパッケージに湯を圧入するので、飲料抽出を短時間で行うことができるという作用を有する。また、湯弁を開けてから第１の所定時間経過後に湯弁を閉じ、湯弁を閉じてから第２の所定時間経過後にポンプを停止させるので、給湯路の定期的な交換が不要になるという作用を有する。
【００１８】また、請求項２記載の抽出装置の発明は、請求項１記載の発明における抽出制御手段が、湯弁を閉じてから第２の所定時間より短い第３の所定時間経過後はポンプのモータの回転数を上げるものであり、経過時間を基に、サブタンクとポンプとの間に湯が残っている可能性が高いときはポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性をなくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を防止し）、経過時間を基に、サブタンクとポンプとの間に湯が残っている可能性がほとんどないときはポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという作用を有する。
【００１９】また、請求項３記載の抽出装置の発明は、請求項１記載の発明に加え、サブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段を設け、請求項１記載の発明における抽出制御手段が、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げるものであり、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていることを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていないことを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという作用を有する。
【００２０】また、請求項４記載の抽出装置の発明は、粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記サブタンクと前記ポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段と、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯検知手段が湯を検知しなくなってから所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたものであり、ノズルがパッケージの注入口に挿入された後に、湯弁を開けるとほぼ同時にポンプを動作させて、ノズルからパッケージに湯を圧入するので、飲料抽出を短時間で行うことができるという作用を有する。また、湯弁を開けてから所定時間経過後に湯弁を閉じ、湯検知手段が湯を検知しなくなってから所定時間経過後にポンプを停止させるので、給湯路の定期的な交換が不要になるという作用を有する。
【００２１】また、請求項５記載の抽出装置の発明は、請求項４記載の発明における抽出制御手段が、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げるものであり、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていることを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていないことを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという作用を有する。
【００２２】また、請求項６記載の抽出装置の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明に加えて、ポンプとノズルとの間の給湯路に前記給湯路内の圧力が所定値を超えると開いて圧力逃がしを行う圧力弁を設けたものであり、ポンプとノズルとの間の給湯路内の圧力が所定値を超えると圧力弁を開いて圧力逃がしを行うことによって、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、パッケージへ挿入するノズルの挿入ミスが発生した場合には、ポンプとノズルの間の接続配管の破裂及びポンプ自体の故障が起こるというような不具合を防止することが可能となるという作用を有する。
【００２３】また、請求項７記載の抽出装置の発明は、請求項６記載の発明に加え、圧力弁の開動作を検知する圧力弁開動作検知手段と、前記圧力弁開動作検知手段が圧力弁の開動作を検知したとき異常処理制御を行う異常処理制御手段を設けたものであり、圧力弁の開動作を検知して異常処理制御を行うので、異常処理制御で飲料抽出工程が正常に行われていないと判断して、オペレーターがトラブルを認識できるように履歴表示を行ったり、飲料購入者への返金動作を行うことも可能であるという作用を有する。
【００２４】また、請求項８記載の抽出装置の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明におけるサブタンクを温水タンク内に配置したものであり、サブタンクを温水タンク内に配置することによって、サブタンクを出湯する温水の温度と同様に保つことができる為に、外気温度の低下等による熱損失を防止することで抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能であるという作用を有する。
【００２５】また、請求項９記載の抽出装置の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明に加え、温水タンクと湯弁とサブタンクを収納する断熱ケースを設けたものであり、温水タンクと湯弁とサブタンクを断熱ケースで断熱することで、外気温度の低下等による熱損失による湯の温度低下を防止し、抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能であり、大幅な省エネルギーとなるという作用を有する。
【００２６】また、請求項１０記載の抽出装置の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明に加え、ノズルからパッケージに湯を圧入する前に前記パッケージに振動を与える振動装置を設けたものであり、パッケージの注入口にノズルを挿入する前に振動装置を動作させることで、パッケージ内の偏芯した原料（積層厚が不均一になった原料の状態）が平坦な状態となり、濃度の安定した飲料を供給することが可能となるという作用を有する。
【００２７】また、請求項１１記載の抽出装置の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明に加え、サブタンク、または、温水タンクから前記サブタンクまでの給湯路に、炭酸水弁を介して洗浄用の炭酸水供給手段を接続したものであり、サブタンクに接続された炭酸水供給回路の炭酸水を出したり、止めたりする炭酸水弁を備えることにより、スケール又はスラッジの除去に効果があるとされている炭酸水を飲料回路に定期的に流し、洗浄することよって、抽出液量の変動及びポンプの動作不良等を防止することが可能であるという作用を有する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による給湯装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１による抽出装置の構成図、図２は同実施の形態の抽出装置のブロック図、図３は同実施の形態の抽出装置のフローチャートである。
【００３１】図１、図２において、１は温水タンクであり、粉粒原料による飲料を生成するのに用いる湯を製造し、保温するものである。２は湯弁であり、温水タンク１で保温している湯を出したり、止めたりするものである。３はサブタンクであり、温水タンク１から出した温水を一時的に貯えるものであり、一部大気開放されている。７はパッケージであり、粉粒原料（コーヒー、紅茶、緑茶、ココア等）を封入したものである。７ａはフィルターであり、パッケージ７内に構成された濾過シートである。８はノズルであり、湯又は空気を供給する為に、パッケージ７の注入口に差し込むものである。９はノズルを昇降する昇降装置、１０はパッケージ７をセットしたことを検知するパッケージ検知手段、２１はポンプであり、サブタンク３とノズル８の間に接続され、パッケージ７に湯及び空気を供給するものである。
【００３２】１１は各装置の動作時間をカウントするタイマーで、１２ａはパッケージ検知手段１０の入力を受け、湯弁２、ポンプ２１、昇降装置９を動作させ抽出制御を行う抽出制御手段である。
【００３３】以上のように構成された抽出装置について、以下その要部動作を説明する。
【００３４】まず、パッケージ７をノズル８の下方にセットする（Ｓｔｅｐ１０１）。パッケージ検知手段１０はパッケージ７を検知し（Ｓｔｅｐ１０２）、ノズル８を昇降装置（図示せず）により、パッケージ７の注入口に挿入し（Ｓｔｅｐ１０３）、温水タンク１の温水をサブタンク３に給水させる為に、湯弁２を開け、タイマー１１をスタートさせる（Ｓｔｅｐ１０４）。
【００３５】湯弁２を一定時間開けることにより（Ｓｔｅｐ１０６）サブタンク３内に抽出に必要な一定量の湯を貯める（Ｓｔｅｐ１０７）。湯弁２を開けるとほぼ同時にポンプ２１を動作させ（ＳＴＥＰ１０５）、サブタンク３内の湯をパッケージ７に注入する（なお、ノズル８の昇降装置とほぼ同時に湯弁２を開けることで、サブタンク３内に湯を短時間に安定して給湯することも可能である）。
【００３６】お湯の注入により、パッケージ７のシール性を弱めてある部分が開封されて、パッケージ７内部のフィルター７ａ（ココア等の原料においてはフィルターが不要な場合もある。）により濾過されて飲料を供給し、サブタンク３内の湯が全て抽出されるとパッケージ７内の飲料液残りを防止する為に、引き継きポンプ２１を動作させ、空気をパッケージ７内に供給して、飲料抽出を行っている（Ｓｔｅｐ１０８）。
【００３７】飲料液残りを防止する為の空気供給時は、ポンプ９のモーターの回転数を上げることでパッケージ７の内圧を高め、効果的に残液量を短時間で減少させるものもある。
【００３８】ポンプ２１を所定時間動作させた後（Ｓｔｅｐ１０９）、ノズル８を昇降装置９によりパッケージ７から抜いて（Ｓｔｅｐ１１０）、使用済パッケージ７を廃棄する（Ｓｔｅｐ１１１）。
【００３９】以上のように、従来例ではサブタンク３内に必要な湯が貯まるまで抽出動作（エアーポンプ５の動作）を行うことができなかったが、本実施の形態では湯弁２を開けるとほぼ同時にポンプ２１を動作させることが可能である為、抽出時間の短縮が可能となる。また、抽出時間の短縮に伴い、湯とサブタンク３との接触時間も短くなる為、サブタンク３での湯温度低下についても防止できる。
【００４０】また、従来例の構成にあったピンチ装置４及びエアーバルブ６が不必要になる為に低コスト化が可能であり、配管の劣化及び破損による定期的な交換も不要とすることが可能となる。
【００４１】また、本実施の形態１からサブタンク３を除去した構成の抽出装置については、特開平１０―９９２０４号公報で示されているが、この構成では、パッケージ７に湯を供給する際に温水タンク１とポンプ９が湯で直接つながることになり、ポンプ９は、必要な量を抽出する為に、ある一定時間動作（通電）させるという制御を行っており、パッケージ７の負荷変動（例えば、原料量バラツキ、パッケージ７のシール強度バラツキ等）により負荷が低減した場合には、抽出液量が増量し、負荷が高くなった場合には、抽出液量が減量するといった不具合があった。
【００４２】しかし、本実施の形態１のようにサブタンク３を設けることによって、温水タンク１の湯を一度サブタンク３に貯めることで、パッケージ７の負荷変動が起こり、サブタンク３内に残湯があったとしても、パッケージ７の飲料液残り防止の為の空気供給時に全て抽出を行うことが可能であり、抽出液量の変動を防止した飲料を供給することが可能となる。
【００４３】（実施の形態２）図４は、本発明の実施の形態２による抽出装置の構成図、図５は同実施の形態の抽出装置のブロック図、図６は同実施の形態の抽出装置のフローチャートである。
【００４４】図４、図５において、２２は湯・空気検知手段であり、サブタンク３とポンプ２１の間に接続され、湯及び空気を検知するものである。
【００４５】本実施の形態は、実施の形態１による抽出装置に、さらに、湯・空気検知手段２２を設けたものである。
【００４６】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００４７】基本の抽出動作は実施の形態１と同様である。
【００４８】Ｓｔｅｐ２０１〜２０４までは、実施の形態１のＳｔｅｐ１０１〜１０４と同じ動作を行う。Ｓｔｅｐ２０６で所定時間湯弁を開いて、お湯をサブタンク３に貯える。湯弁を開くとほぼ同時にポンプを動作させる（Ｓｔｅｐ２０５）。
【００４９】湯弁２を所定時間開け（Ｓｔｅｐ２０６）、さらにＳｔｅｐ２０８〜２０９では、湯・空気検知手段２２が湯から空気に検知状態が変わることを検知した段階で、ポンプ２１の回転数を上昇させる。
【００５０】ポンプ２１を所定時間動作させた後（Ｓｔｅｐ２１０）、ノズル８を昇降装置９によりパッケージ７から抜いて（Ｓｔｅｐ２１２）、使用済パッケージ７を廃棄する（Ｓｔｅｐ２１３）。
【００５１】ここでは抽出動作時にパッケージ７内の飲料液残りを防止する為に、空気をパッケージ７内に供給するが、効果的に残液量を短時間で減少させることを目的として、空気抽出時のみポンプ９のモーターの回転数を上昇させる場合があるが、パッケージ７の負荷変動（例えば、原料量バラツキ、パッケージ７のシール強度バラツキ等）によりサブタンク３内に湯残りが起こり、そのまま抽出するとパッケージ７内の圧力が異常に上昇し、最悪の場合パッケージ７の破裂により、飲料内にパッケージ７の破片又は原料カスが混入する可能性があった。
【００５２】そこで、本実施の形態ではサブタンク３とポンプ２１の間に湯・空気検知手段２２を設けることで、サブタンク３内の湯が完全に抽出され、空気を検知するまでポンプ２１のモーターの回転数を上昇させないように制御を行うことで、前述のような不具合を防止することが可能となる。
【００５３】（実施の形態３）図７は本発明の実施の形態３による抽出装置の構成図である。
【００５４】図７において、２３は圧力弁であり、ポンプ２１とノズル８の間に接続され、一定以上の圧力になると圧力を逃がす圧力弁である。
【００５５】本実施の形態は実施の形態１による抽出装置に、さらに、圧力弁２３を設けたものである。
【００５６】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００５７】基本の抽出動作は実施の形態１と同様であるが、抽出動作時にパッケージ７の負荷変動（例えば、原料量バラツキ、パッケージ７のシール強度バラツキ等）があった場合には、パッケージ７の内圧が異常に上昇し、最悪の場合パッケージ７の破裂により、飲料内にパッケージ７の破片又は原料カスが混入したり、パッケージ７へ挿入するノズル８の挿入ミスが発生した場合には、ポンプ２１とノズル８の間の接続配管の破裂及びポンプ２１自体の故障が起こる可能性があった。
【００５８】そこで、ポンプ２１とノズル８の間に圧力弁２３を設けることによって、一定以上の圧力になると圧力逃がしを行うことによって、前述のような不具合を防止することが可能となる。
【００５９】また、圧力逃がしを廃水バケツ（図示せず）に導かれる径路に接続してもよいが、廃水量の増量を防止する為に、温水タンク１又はサブタンク３に接続することで、再度利用することが可能となる。
【００６０】また、圧力弁２３が動作したことを検知手段（図示せず）により検知させ、飲料抽出工程が正常に行われていないと判断して、オペレーターがトラブルを認識できるように履歴表示を行ったり、飲料購入者への返金動作を行うことも可能である。
【００６１】（実施の形態４）図８は、本発明の実施の形態４による抽出装置の構成図である。
【００６２】図８において、サブタンク３を温水タンク１内に配置されたものである。
【００６３】本実施の形態は、実施の形態１による抽出装置のサブタンク３を温水タンク１内に配置させたものである。
【００６４】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００６５】基本の抽出動作は、実施の形態１と同様であるがサブタンク３内に抽出に必要な一定量の湯を貯めるが、特に外気温度が低い場合にはサブタンク３において熱損失を受けて、湯の温度が低下する不具合があった。
【００６６】そこで、サブタンク３を温水タンク１内に構成することによって、サブタンク３を出湯する湯の温度と同様に保つことができる為に、外気温度の低下等による熱損失を防止することで抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能である。
【００６７】また、サブタンク３とポンプ２１を接続する配管にピンチ弁（図示せず）を設けることで、販売司令が出されてからサブタンク３に貯湯するのではなく、販売待機時に必要な一定量の湯を貯めて、抽出時間の短縮を図ることが可能となる。
【００６８】（実施の形態５）図９は、本発明の実施の形態５による抽出装置の構成図である。
【００６９】図９において、２４は断熱ケースであり、温水タンク１から放熱する熱を断熱し、温水タンク１と湯弁２とサブタンク３を収納したものである。
【００７０】本実施の形態は、実施の形態４による抽出装置に、さらに、断熱ケース２４を設けたものである。
【００７１】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００７２】実施の形態４での課題と同様に、実施の形態１ではサブタンク３内に抽出に必要な一定量の湯を貯めるが、特に外気温度が低い場合にはサブタンク３において、熱損失を受けて温水の温度が低下する不具合があった。
【００７３】そこで、サブタンク３を温水タンク１に密着させることで温水タンク１から放熱する熱をサブタンク３に伝熱させ、さらに、温水タンク１と湯弁２とサブタンク３を断熱ケース２４で断熱することで、外気温度の低下等による熱損失による温水の温度低下を防止し、抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能であり、大幅な省エネルギーとなる。
【００７４】また、ポンプ２１においても断熱ケース２４内に構成することで、より熱損失を防止することが可能となる（但し、ポンプ２１のモーター部の劣化防止する為に冷却が必要な場合には、モーター部のみ断熱ケース２４外に出すことも可能である）。
【００７５】（実施の形態６）図１０は、本発明の実施の形態６による抽出装置の構成図、図１１は同実施の形態の抽出装置のブロック図、図１２は同実施の形態の抽出装置のフローチャートである。
【００７６】図１０において、２５は振動装置であり、パッケージ７に振動を与えるものである。
【００７７】本実施の形態は、実施の形態１による抽出装置に、さらに、振動装置２５を設けたものである。
【００７８】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００７９】ＳＴＥＰ６０１、６０２でのパッケージ検知を行なった後、抽出制御手段１２ｃは振動装置２５を動作させパッケージ７を振動させる（ＳＴＥＰ６０３）。
【００８０】パッケージ７には、原料をフィルムを貼り合わせて密閉した形状のものや、樹脂で成形したケースに原料を充填してフィルムで密閉したもの等があるが、何れも原料の充填性を考慮してパッケージ７内に多少の空間があるものであるが、その空間がある為にパッケージ７内での原料の偏芯（積層厚が不均一になった原料の状態）が発生することがある。このような状態でパッケージ７をそのまま抽出させると、パッケージ７内のフィルター７ａに対する原料の積層厚の低い部分（負荷の低い部分）を湯が通過する為に濃度の低い飲料（特にコーヒー原料）となる不具合があった。
【００８１】そこで、パッケージ７を保持する受け台に振動装置２５を設け、パッケージ７の注入口にノズル８を挿入する前に振動装置２５を動作させることで、パッケージ７内の原料が平坦な状態となり、濃度の安定した飲料を供給することが可能となる。
【００８２】なおＳＴＥＰ６０４〜ＳＴＥＰ６１２は実施の形態１のＳＴＥＰ１０３〜ＳＴＥＰ１１１と同じ動作を行う。
【００８３】勿論、受け台以外にもノズル８に振動装置２５を設け、ノズル８を挿入後に振動装置２５を動作させる等のように、パッケージ７を振動させ原料を平坦な状態にすることができる手段であれば、同様の効果を得ることは可能である。
【００８４】また、例えば自動販売機等の機器であれば、パッケージ７を収納しているパッケージディスペンサー等があるが、パッケージディスペンサーに振動装置２５を設け、同様の効果を得ることは可能である。
【００８５】（実施の形態７）図１３は、本発明の実施の形態７による抽出装置の構成図である。
【００８６】図１３において、２６は炭酸水弁であり、サブタンク３に接続された炭酸水供給回路の炭酸水を出したり、止めたりするものである。
【００８７】本実施の形態は、実施の形態１による抽出装置に、さらに、炭酸水弁２６を設けたものである。
【００８８】以上のように構成された抽出装置について、以下その動作を説明する。
【００８９】一般に、水を加熱するとカルシウム・マグネシウム等がスケール・スラッジとなって伝熱面及び飲料回路に析出付着することが知られている。飲料回路内にスケール又はスラッジが付着すると、供給湯量の低下及びポンプ２１の動作不良等の不具合が発生する可能性がある。
【００９０】そこで、スケール又はスラッジの除去に効果があるとされている炭酸水を飲料回路に定期的に流し、洗浄することよって、抽出液量の変動及びポンプ２１の動作不良等を防止することが可能である。
【００９１】また、炭酸水供給回路をサブタンク３に接続しているが、湯弁２とサブタンク３の配管又は温水タンク１に接続し、湯弁２を含めた全飲料回路の洗浄を行うことも可能である。
【００９２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記載の抽出装置の発明は、粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから第１の所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯弁を閉じてから第２の所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたことにより、抽出時間の短縮が可能となる。また、抽出時間の短縮に伴い、湯とサブタンクとの接触時間も短くなる為、サブタンクでの湯温度低下についても防止できる。また、従来例の構成にあったピンチ装置及びエアーバルブが不必要となる為に低コスト化が可能であり、配管の劣化及び破損による定期的な交換も不要にすることが可能となる。また、サブタンクを設けることによって、温水タンクの湯を一度サブタンクに貯めることで、パッケージの負荷変動が起こり、サブタンク内に残湯があったとしても、パッケージの飲料液残り防止の為の空気供給時に全て抽出を行うことが可能であり、抽出液量の変動を防止した飲料を供給することが可能となる。
【００９３】また、請求項２記載の抽出装置の発明は、請求項１記載の発明における抽出制御手段が、湯弁を閉じてから第２の所定時間より短い第３の所定時間経過後はポンプのモータの回転数を上げるよう構成したことにより、経過時間を基に、サブタンクとポンプとの間に湯が残っている可能性が高いときはポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性をなくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を防止し）、経過時間を基に、サブタンクとポンプとの間に湯が残っている可能性がほとんどないときはポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという効果がある。
【００９４】また、請求項３記載の抽出装置の発明は、請求項１記載の発明に加え、サブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段を設け、請求項１記載の発明における抽出制御手段が、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げるよう構成したことにより、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていることを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていないことを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという効果がある。
【００９５】また、請求項４記載の抽出装置の発明は、粉粒原料が封入され注入口から所定圧力以上の圧力で湯が注入されたときにシール軟弱部が開封されて飲料が抽出されるパッケージを用いた抽出装置であって、湯を貯める温水タンクと、前記温水タンクの出口に設けられた湯弁と、一部大気開放され前記湯弁を介して前記温水タンクから注がれた所定量の湯を一時的に貯めるサブタンクと、前記パッケージの前記注入口に挿入されるノズルと、前記サブタンクと前記ノズルとの間の給湯路に設けられたポンプと、前記サブタンクと前記ポンプとの間の給湯路に湯が残っているかどうかを検知する湯検知手段と、前記ノズルが前記パッケージの前記注入口に挿入された後に、前記湯弁を開けるとほぼ同時に前記ポンプを動作させて、前記ノズルから前記パッケージに湯を圧入し、前記湯弁を開けてから所定時間経過後に前記湯弁を閉じ、前記湯検知手段が湯を検知しなくなってから所定時間経過後に前記ポンプを停止させる抽出制御手段を備えたことにより、請求項１記載の発明の効果に加え、サブタンクとポンプとの間の給湯路に湯がなくなったことを確認してから所定時間経過後にポンプを停止させるので、パッケージ等の条件にバラツキがあっても、必要以上に長くポンプを運転させることもなく、また、ポンプの停止が早すぎることもなく、パッケージ等の条件に合った適切なタイミングでポンプを停止させることができる。
【００９６】また、請求項５記載の抽出装置の発明は、請求項４記載の発明における抽出制御手段が、湯検知手段が湯を検知しなくなった後は、ポンプのモータの回転数を上げるよう構成したことにより、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていることを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に低くして、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、湯検知手段によりサブタンクとポンプとの間の給湯路に湯が残っていないことを検知したときは、ポンプのモータの回転数を相対的に高くして、飲料抽出を短縮するという効果がある。
【００９７】また、請求項６記載の抽出装置の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明に加えて、ポンプとノズルとの間の給湯路に前記給湯路内の圧力が所定値を超えると開いて圧力逃がしを行う圧力弁を設けたことにより、パッケージの破裂の危険性を確実になくし（飲料内にパッケージの破片又は原料カスが混入するような不具合を確実に防止し）、パッケージへ挿入するノズルの挿入ミスが発生した場合には、ポンプとノズルの間の接続配管の破裂及びポンプ自体の故障が起こるというような不具合を防止することが可能となるという効果がある。なお、圧力逃がしを廃水バケツに導かれる径路に接続してもよいが、廃水量の増量を防止する為に、温水タンク又はサブタンクに接続することで、再度利用することが可能となる。
【００９８】また、請求項７記載の抽出装置の発明は、請求項６記載の発明に加え、圧力弁の開動作を検知する圧力弁開動作検知手段と、前記圧力弁開動作検知手段が圧力弁の開動作を検知したとき異常処理制御を行う異常処理制御手段を設けたことにより、異常処理制御で飲料抽出工程が正常に行われていないと判断して、オペレーターがトラブルを認識できるように履歴表示を行ったり、飲料購入者への返金動作を行うことも可能であるという効果がある。
【００９９】また、請求項８記載の抽出装置の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明におけるサブタンクを温水タンク内に配置したことにより、サブタンクを出湯する温水の温度と同様に保つことができる為に、外気温度の低下等による熱損失を防止することで抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能であるという効果がある。また、サブタンクとポンプを接続する配管にピンチ弁を設けることで、販売司令が出されてからサブタンクに貯湯するのではなく、販売待機時に必要な一定量の湯を貯めて、抽出時間の短縮を図ることが可能となる。
【０１００】また、請求項９記載の抽出装置の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明に加え、温水タンクと湯弁とサブタンクを収納する断熱ケースを設けたことにより、外気温度の低下等による熱損失による湯の温度低下を防止し、抽出効果を向上させ、高い温度の飲料を供給することが可能であり、大幅な省エネルギーとなるという効果がある。また、ポンプにおいても断熱ケース内に構成することで、より熱損失を防止することが可能となる。
【０１０１】また、請求項１０記載の抽出装置の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明に加え、ノズルからパッケージに湯を圧入する前に前記パッケージに振動を与える振動装置を設けたことにより、パッケージ内の偏芯した原料（積層厚が不均一になった原料の状態）が平坦な状態となり、濃度の安定した飲料を供給することが可能となるという効果がある。
【０１０２】勿論、受け台以外にもノズルに振動装置を設け、ノズルを挿入後に振動装置を動作させる等のように、パッケージを振動させ原料を平坦にすることができる手段であれば、同様の効果を得ることも可能である。
【０１０３】また、例えば自動販売機等の機器であれば、パッケージを収納しているパッケージディスペンサー等があるが、パッケージディスペンサーに振動装置を設け、同様の効果を得ることは可能である。
【０１０４】また、請求項１１記載の抽出装置の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明に加え、サブタンク、または、温水タンクから前記サブタンクまでの給湯路に、炭酸水弁を介して洗浄用の炭酸水供給手段を接続したことにより、スケール又はスラッジの除去に効果があるとされている炭酸水を飲料回路に定期的に流し、洗浄することよって、抽出液量の変動及びポンプの動作不良等を防止することが可能である。また、炭酸水供給回路をサブタンクに接続しているが、温水タンクに接続し、湯弁を含めた全飲料回路の洗浄を行うことも可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４８８
【氏名又は名称】松下冷機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年２月２０日（２００１．２．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２３８７６６（Ｐ２００２−２３８７６６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年８月２７日（２００２．８．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−４３０４０（Ｐ２００１−４３０４０） |
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