JP2006126978A - Drink supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばカップ式飲料自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、コーヒー豆および水を用いて、コーヒー飲料を調理し、供給する飲料供給装置に関する。 The present invention is applied to, for example, a cup-type beverage vending machine, a beverage dispenser, and the like, and relates to a beverage supply device that cooks and supplies a coffee beverage using coffee beans and water.
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適用した特許文献1に記載のものが知られている。この飲料供給装置は、コーヒー飲料を供給するものであり、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豆および湯をそれぞれ供給する原料供給装置および給湯装置とを備えており、抽出機と給湯装置の間には、給湯装置からの湯を抽出機に供給する給湯用配管が接続され、抽出機には、抽出されたコーヒー飲料をカップに供給する飲料用配管が接続されている。抽出機は、上方に開口した原料投入口を有するシリンダと、このシリンダ内で往復動自在に設けられるとともに、飲料用配管の一端部が接続されたピストンと、シリンダの原料投入口を開閉するとともに、給湯用配管の一端部が接続されたキャップとを有している。給湯装置は、湯を貯留し、供給された水を加熱するヒータ付きの湯タンクと、この湯タンク内の湯を所定の高圧(例えば、8気圧)にして送り出す湯ポンプとを有している。 Conventionally, the thing of patent document 1 applied to the cup-type drink vending machine as this kind of drink supply apparatus is known. This beverage supply device supplies a coffee beverage, and includes an extractor that extracts a coffee beverage, and a raw material supply device and a hot water supply device that respectively supply a predetermined amount of coffee beans and hot water to the extractor. A hot water supply pipe for supplying hot water from the hot water supply apparatus to the extractor is connected between the extractor and the hot water supply apparatus, and a beverage pipe for supplying the extracted coffee beverage to the cup is connected to the extractor. ing. The extractor is provided with a cylinder having a raw material inlet opening upward, reciprocally movable in the cylinder, a piston to which one end of a beverage pipe is connected, and opening and closing the raw material inlet of the cylinder. And a cap to which one end of the hot water supply pipe is connected. The hot water supply apparatus has a hot water tank with a heater for storing hot water and heating the supplied water, and a hot water pump for sending the hot water in the hot water tank to a predetermined high pressure (for example, 8 atm). .
この飲料供給装置では、次のようにして、コーヒー飲料を調理し、カップに供給する。まず、原料供給装置から抽出機のシリンダに原料投入口を介して所定量のコーヒー豆を供給する。次いで、原料投入口をキャップで閉鎖した後、シリンダ内のピストンを原料投入口側へ移動し、コーヒー豆を圧縮する。そして、湯ポンプを所定時間駆動して湯タンク内の湯を給湯用配管に送り出して、所定量の湯を所定の高圧で抽出機のシリンダ内に供給する。このようにして、シリンダ内で圧縮されているコーヒー豆に高圧の湯を供給することにより、シリンダ内でコーヒー成分が湯に抽出されたコーヒー飲料が調理され、飲料用配管を介してカップに供給される。
以上のようにコーヒー飲料の調理は、所定の高圧の湯を抽出機のシリンダ内に供給して圧縮されているコーヒー豆から湯にコーヒー成分を抽出してコーヒー飲料とする。このような高圧の湯を供給するには、一対のギヤを回転させて高圧の湯を供給するギヤポンプ、また、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動するピストンがポンプ作用をする、特許文献2に記載の電磁ポンプで高圧の湯を供給する、などの方法がある。
As described above, the coffee beverage is cooked by supplying predetermined high-pressure hot water into the cylinder of the extractor and extracting coffee components from the compressed coffee beans into hot water. In order to supply such high-pressure hot water, a gear pump that rotates a pair of gears to supply high-pressure hot water and a suction valve and a discharge valve that reciprocate together with the electromagnetic plunger by the electromagnetic force of the electromagnetic coil. There are methods such as supplying a high-pressure hot water with an electromagnetic pump described in Patent Document 2 in which a piston performs a pumping action.
しかしながら、飲料供給装置を設置して最初に使用を開始する時は、湯ポンプには湯が導入されていないために空運転となり、湯ポンプがギヤポンプである場合には潤滑の働きをする湯がない状態でギヤを高速回転してギヤの歯面に異常磨耗を生じる虞がある。また、電磁ポンプの場合にはピストンにかかる負荷が小さいために、電磁プランジャおよびピストンがフルストロークで往復動をおこし、電磁プランジャと共に往復動するピストンを支持する上ばねと下ばねに無理な伸縮が要求されることとなり、ばねに異常衝撃荷重が加わり破損を招く虞がある。このように、ギヤポンプのギヤ歯面の異常磨耗、また、電磁ポンプの電磁プランジャと共に往復動するピストンを支持する上ばねまた下ばねの破損が生じると、抽出機のシリンダ内に高圧の湯を供給することができなくなり、飲料供給装置がコーヒー飲料を調理して供給することができなくなる。 However, when the beverage supply device is first installed and used for the first time, no hot water is introduced into the hot water pump, so that the hot operation is performed. If there is no gear, the gear may rotate at a high speed to cause abnormal wear on the gear teeth. In the case of an electromagnetic pump, since the load applied to the piston is small, the electromagnetic plunger and the piston reciprocate at full stroke, and the upper and lower springs that support the piston reciprocating together with the electromagnetic plunger do not expand or contract excessively. As a result, the spring may be damaged due to an abnormal impact load. As described above, when abnormal wear of the gear tooth surface of the gear pump occurs, or when the upper spring or lower spring supporting the piston reciprocating with the electromagnetic plunger of the electromagnetic pump is damaged, high pressure hot water is supplied into the cylinder of the extractor. And the beverage supply device cannot cook and supply the coffee beverage.
本発明は、上記実情に鑑みて、飲料供給装置の使用開始時に、ポンプに湯が導入されていない状態からポンプを駆動した場合にも、ポンプに不具合を生じさせることなくコーヒー飲料を供給可能な飲料供給装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can supply a coffee beverage without causing a malfunction of the pump even when the pump is driven from the state where hot water is not introduced into the pump at the start of use of the beverage supply device. It aims at providing a drink supply apparatus.
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、原料および水を用いて飲料を調理し、該飲料を供給する飲料供給装置であって、
前記原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機と、
電流が流される電磁コイルと、該電磁コイルの中心部に上ばねと下ばねとで支えられて配設された電磁プランジャと、前記電磁コイルの一方側に配された磁気ロッドと、前記電磁プランジャと共に往復動し、吸入弁と吐出弁と協働してポンプ作用を行なうピストンとから成り、前記飲料を供給する時に前記水を圧送する電磁ポンプと、
前記電磁ポンプが圧送した水を加熱して前記飲料調理機に供給するボイラと、
前記電磁ポンプを駆動するポンプ電源と、
前記ポンプ電源を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a beverage supply device according to claim 1 of the present invention is a beverage supply device that cooks a beverage using raw materials and water and supplies the beverage,
A beverage cooker for cooking beverages using the raw materials and water;
An electromagnetic coil through which an electric current flows, an electromagnetic plunger supported by an upper spring and a lower spring at the center of the electromagnetic coil, a magnetic rod disposed on one side of the electromagnetic coil, and the electromagnetic plunger An electromagnetic pump that reciprocates together and performs a pumping action in cooperation with an intake valve and a discharge valve, and pumps the water when supplying the beverage;
A boiler that heats the water pumped by the electromagnetic pump and supplies it to the beverage cooker;
A pump power source for driving the electromagnetic pump;
Control means for controlling the pump power supply;
It is provided with.
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、前記制御手段は、前記電磁ポンプを駆動開始時に、その駆動定格値より小さい駆動力で所定時間駆動後、駆動定格値で駆動するように前記ポンプ電源を制御することを特徴とする。 The beverage supply apparatus according to claim 2 of the present invention is the beverage supply apparatus according to claim 1, wherein the control means drives the electromagnetic pump after driving for a predetermined time with a driving force smaller than a rated drive value when starting to drive the electromagnetic pump. The pump power supply is controlled to drive at a rated value.
請求項1の発明によれば、飲料供給装置に、原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機と、飲料を供給する時に水を圧送する電磁ポンプと、電磁ポンプが圧送した水を加熱して飲料調理機に供給するボイラと、電磁ポンプを駆動するポンプ電源と、ポンプ電源を制御する制御手段と、を備えたので、飲料供給装置の使用開始時に、ポンプに湯が導入されていない状態からポンプを駆動した場合にも、ポンプに不具合を生じさせることなくコーヒー飲料を供給可能な飲料供給装置を実現することができる。
請求項2の発明によれば、制御手段が、電磁ポンプを駆動開始時にその駆動定格値より小さい駆動力で所定時間駆動後、駆動定格値で駆動するように前記ポンプ電源を制御すると、駆動開始時の電磁コイルの励磁力が小さくなり、電磁プランジャがピストンと共に磁気吸引力で磁気ロッドへ吸引される吸引力が弱くなる。これにより、電磁ポンプ空運転時の電磁プランジャおよびピストンのフルストローク往復動による上ばねと下ばねが急激な伸縮を要求されることがなく、ばねに異常衝撃荷重が加わることもなくなり、ばね破損をなくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, a beverage cooker that cooks beverages using raw materials and water, an electromagnetic pump that pumps water when supplying the beverage, and water pumped by the electromagnetic pump are heated to the beverage supply device. And a pump power source for driving the electromagnetic pump, and a control means for controlling the pump power source, so that no hot water is introduced into the pump at the start of use of the beverage supply device. Even when the pump is driven from the state, it is possible to realize a beverage supply device capable of supplying a coffee beverage without causing a malfunction of the pump.
According to the invention of claim 2, when the control means controls the pump power supply so that the electromagnetic pump is driven at a driving rated value after driving for a predetermined time with a driving force smaller than the driving rated value at the start of driving, the driving starts. The exciting force of the electromagnetic coil at the time becomes small, and the attractive force that the electromagnetic plunger is attracted to the magnetic rod by the magnetic attractive force together with the piston becomes weak. As a result, the upper and lower springs are not required to suddenly expand and contract due to the full stroke reciprocation of the electromagnetic plunger and piston during the idling operation of the electromagnetic pump. Can be eliminated.
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。
図1は、本発明の一実施形態による飲料供給装置1の概略構成を示すブロック図である。この飲料供給装置1は、カップ式飲料自動販売機や飲料ディスペンサなどに適用され、コーヒーの挽き豆(以下、単に「コーヒー豆」という)を原料とするとともに、水としての湯水を用いて、飲料としてのレギュラーコーヒーやエスプレッソコーヒー(以下、単に「コーヒー」という)を抽出し、カップCに供給するものである。
同図に示すように、この飲料供給装置1は、高圧の湯水を供給する給湯装置と、この給湯装置から供給された湯水、および図示しない原料供給装置から供給されたコーヒー豆を用いて、コーヒーを抽出するコーヒー抽出機(飲料調理機)と、これらを制御するマイクロコンピュータからなる制御装置(制御手段)とを備えている。
Exemplary embodiments of a beverage supply device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a beverage supply device 1 according to an embodiment of the present invention. The beverage supply apparatus 1 is applied to a cup-type beverage vending machine, a beverage dispenser, and the like, and uses coffee ground beans (hereinafter simply referred to as “coffee beans”) as a raw material, and uses hot water as water, Regular coffee and espresso coffee (hereinafter simply referred to as “coffee”) are extracted and supplied to the cup C.
As shown in the figure, this beverage supply device 1 uses a hot water supply device that supplies high-pressure hot water, hot water supplied from the hot water supply device, and coffee beans supplied from a raw material supply device (not shown) to produce coffee. A coffee extractor (beverage cooker) for extracting the coffee and a control device (control means) comprising a microcomputer for controlling them.
給湯装置は、外部から取り込んだ水道水を所定量(例えば、800cc)以上常時貯留するリザーバ11と、このリザーバ11に給水チューブT1を介して接続され、後述する制御装置80が出力する信号で、リザーバ11内の水をボイラ40に圧送する電磁ポンプ20と、給水チューブT1に接続され、リザーバ11から流出した水をろ過するストレーナ12と、給水チューブT1の電磁ポンプ20とボイラ40との間に接続され、電磁ポンプ20からボイラ40に流れた水量を計測して計測信号を制御装置80に出力する流量計13と、電磁ポンプ20が圧送した給水チューブT1内の水圧がボイラ40の所定圧(例えば、8気圧)を上回ったときに弁を開放するリリーフ弁14とを有している。このリリーフ弁14には排水チューブT4が接続されており、リリーフ弁14が開放したときに排水チューブT4を介してリリーフ弁14から流出した水が廃水バケツ17に廃棄される。
The hot water supply apparatus is a signal that is connected to the
電磁ポンプ20は、飲料供給時に1杯のコーヒーを調理するのに要する所定量(例えば、50cc)の水を給水チューブT1を介してボイラ40に供給する。また、この電磁ポンプ20は、ボイラ40の内圧を保持するように構成されており、その内圧が所定圧(例えば、8気圧)を上回ったときにリリーフ弁14が開放するように設定されている。
ボイラ40は、ボイラ本体41と、このボイラ本体41内の水を加熱するヒータ42と、ボイラ本体41内の湯の温度を検出するボイラ湯温センサ43とを有している。ボイラ本体41は、ステンレス鋼板などの金属板からなり、耐圧性(例えば、10気圧)を有する所定容量(例えば、300cc)の円筒状の密閉容器で構成されている。ヒータ42は、電源92からの通電によってボイラ本体41内の水を加熱するものであり、制御装置80によって制御される。また、ボイラ湯温センサ43は、ボイラ本体41内の湯の温度を検出し、その検出信号を制御装置80に出力する。
The
The
このように構成されたボイラ40には、ボイラ本体41の下端部に上記給水チューブT1が接続されており、飲料供給装置の使用開始時にこの給水チューブT1を介して、ボイラ40内を満水状態にする所定の満水処理が実行されるとともに、飲料の調理に使用する分の所定量の水がボイラ40に供給される。ボイラ本体41の上端部には、エア抜きチューブT5を介してエア抜き弁(電磁弁)15が連結され、飲料供給装置使用開始時のボイラ40の満水処理時には弁を開放してボイラ本体41内にたまっている空気を供給された水とともに抜いて廃水バケツ17に水を廃棄する。また、ボイラ本体41の上端部には、給湯チューブT2を介してコーヒー抽出機50が連結され、給湯チューブT2には抽出弁(電磁弁)16が接続され、飲料を供給する給湯時に弁が開放されてボイラ40で加熱された高圧の湯がコーヒー抽出機50に供給されるようになっている。
The
コーヒー抽出機50は、上方に開口した原料投入口を有するシリンダと、このシリンダ内で往復動自在に設けられるとともに、飲料チューブT3の一端部が接続されたピストンと、シリンダの原料投入口を開閉するとともに、給湯チューブT2の一端部が接続されたキャップとを有し、飲料チューブT3の他端部からコーヒー飲料がカップCに注がれる。
図2は、本発明の一実施形態による飲料供給装置1の電磁ポンプ20の断面側面図を示している。電磁ポンプ20は、鉄などの磁性材で形成されたケース21内に電流が印加される電磁コイル22が配設されている。電磁コイル22は、その上方に磁気ロッド23が嵌合されると共に、その下方にはポンプ本体24が固着されている。
磁気ロッド23は、鉄などの磁性材で製造され、ケース21の上端にカシメ止めされた吐出ロッド25および電磁コイル22に嵌挿され、その中心に縦方向の貫通孔23aが形成されている。
The
FIG. 2 shows a cross-sectional side view of the
The magnetic rod 23 is made of a magnetic material such as iron, and is fitted into the discharge rod 25 and the
電磁プランジャ26は、鉄などの磁性材によって略円筒状に形成され、その下部にはピストン27がフリーシリンダ28内に挿入されている。そして、電磁プランジャ26と磁気ロッド23との間に設けた上ばね29と、ピストン27とフリーシリンダ28との間に設けた下ばね30とによって、電磁プランジャ26と共にピストン27は往復動自在に支持される。このピストン27が電磁プランジャ26と共に往復動すると、吸入弁31と吐出弁32の協働にてポンプ作用が行なわれる。
上記構成における電磁ポンプ20は、電磁コイル22に所定のパルス数(例えば、50HZ)のパルス電流が印加されると、電磁コイル22が励磁され、電磁プランジャ26、電磁ロッド23、ケース21で磁気回路が構成され、電磁プランジャ26の上端がN極、下端がS極となって、電磁プランジャ26は磁気吸引力にて磁気ロッド23へ上ばね29に抗して吸引される。そして、電磁コイル22が消磁されると、吸磁力が消滅して上ばね29の反発力で下方へ戻される。このような繰り返しにより電磁プランジャ26は往復動されることになる。
The
In the
この電磁プランジャ26の上昇と共にピストン27が上昇すると、ポンプ室33内の圧力が低下して吸入弁31を開いて吸入ロッド34の吸入口34aから水を吸入し、ピストン27が下降するとポンプ室33内の圧力が上昇して吐出弁32を開いて水を吐出させ、水は流出孔35から電磁プランジャの中心を縦方向に貫通する貫通孔26a、貫通孔23aを介して吐出側の流路となる吐出ロッド25の吐出口25aへ送り出される。
図3は、本発明の一実施形態による飲料供給装置1の制御ブロック図を示す。電磁ポンプ20からボイラ40に流れた水量を計測して計測信号を出力する流量計13と、ボイラ本体41内の湯の温度を検出し、その検出信号を出力するボイラ湯温センサ43と、飲料を供給するための制御を行う制御装置80(制御手段)と、制御装置80が出力する信号で各々動作する、制御装置80によって制御されるポンプ電源90からの通電によって水をボイラ40に供給する電磁ポンプ20と、電源92からの通電によってボイラ本体41内の水を加熱するヒータ42と、弁を開放してボイラ本体41内にたまっている空気を抜くエア抜き弁15と、飲料を供給する給湯時に弁を開放してボイラ40で加熱された高圧の湯をコーヒー抽出機50に供給する抽出弁16と、供給されたコーヒー豆および湯を用いてコーヒーを抽出するコーヒー抽出機50と、飲料供給装置1各部の制御データを記憶するメモリ(記憶手段)81と、基準クロック発生部(図示せず)で発生するクロックをカウントして時間を計測するタイマー82を有する。
When the
FIG. 3 shows a control block diagram of the beverage supply device 1 according to one embodiment of the present invention. A
図4は、本発明の一実施形態による飲料供給装置1を設置して最初に使用を開始する時の電磁ポンプ20に印可するパルス電流の電圧値を示し、電磁ポンプ20駆動開始時のパルス電流は、電磁ポンプ20の駆動定格値より小さい駆動力(例えば、定格パルス電圧の50%の電圧値)で所定時間(例えば、15秒間)パルス電流を印可して電磁ポンプ20内に水を導入し、その後定格パルス電圧を印可して駆動するようにしている。このように、飲料供給装置1を設置しての電磁ポンプ20に水が導入されていない駆動開始時の空運転の状態では、電磁コイル22に供給するパルス電流の電圧値を駆動定格値より小さくして、電磁コイル22の励磁力を小さくすると、電磁プランジャ26、電磁ロッド23、ケース21で構成する磁気回路の磁気吸引力が小さくなり、電磁プランジャ26がピストン27と共に磁気吸引力で磁気ロッド23へ吸引される吸引力が弱くなる。これにより、電磁ポンプ20空運転時の電磁プランジャ26およびピストン27のフルストローク往復動による上ばね29と下ばね30が急激な伸縮を要求されることがなく、ばねに異常衝撃荷重が加わることもなくなり、ばね破損を招くようなこともなくなる。
FIG. 4 shows the voltage value of the pulse current applied to the
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る飲料供給装置によれば、飲料供給装置使用開始時のポンプに湯水が導入されていない空運転の状態からポンプを駆動した場合にも、ポンプに不具合を生じさせることなくコーヒー飲料を供給可能な飲料供給装置を提供することができる。 As described above, according to the beverage supply device according to the embodiment of the present invention, even when the pump is driven from the idle operation state where hot water is not introduced into the pump at the start of use of the beverage supply device, the pump It is possible to provide a beverage supply device that can supply a coffee beverage without causing any problems.
1 飲料供給装置
11 リザーバ
13 流量計
14 リリーフ弁
15 エア抜き弁
16 抽出弁
20 電磁ポンプ
21 ケース
22 電磁コイル
23 磁気ロッド
24 ポンプ本体
26 電磁プランジャ
27 ピストン
28 フリーシリンダ
29 上ばね
30 下ばね
31 吸入弁
32 吐出弁
33 ポンプ室
40 ボイラ
41 ボイラ本体
42 ヒータ
43 ボイラ湯温センサ
50 コーヒー抽出機
80 制御装置
81 メモリ
82 タイマー
90 ポンプ電源
92 電源
C カップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記原料および水を用いて飲料を調理する飲料調理機と、
電流が流される電磁コイルと、該電磁コイルの中心部に上ばねと下ばねとで支えられて配設された電磁プランジャと、前記電磁コイルの一方側に配された磁気ロッドと、前記電磁プランジャと共に往復動し、吸入弁と吐出弁と協働してポンプ作用を行なうピストンとから成り、前記飲料を供給する時に前記水を圧送する電磁ポンプと、
前記電磁ポンプが圧送した水を加熱して前記飲料調理機に供給するボイラと、
前記電磁ポンプを駆動するポンプ電源と、
前記ポンプ電源を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする飲料供給装置。 A beverage supply apparatus for cooking a beverage using raw materials and water and supplying the beverage,
A beverage cooker for cooking beverages using the raw materials and water;
An electromagnetic coil through which an electric current flows, an electromagnetic plunger supported by an upper spring and a lower spring at the center of the electromagnetic coil, a magnetic rod disposed on one side of the electromagnetic coil, and the electromagnetic plunger An electromagnetic pump that reciprocates together and performs a pumping action in cooperation with an intake valve and a discharge valve, and pumps the water when supplying the beverage;
A boiler that heats the water pumped by the electromagnetic pump and supplies it to the beverage cooker;
A pump power source for driving the electromagnetic pump;
Control means for controlling the pump power supply;
A beverage supply device comprising:
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