JP2009160188A - コーヒーマシン - Google Patents

Abstract

【課題】保温効果を高め、コーヒーの酸化劣化を防止して、美味しいコーヒーを提供すると共に、省エネルギー化を図り、二酸化炭素の発生を抑制する。
【解決手段】コーヒー豆の粉末に熱湯を注いでコーヒーを抽出するコーヒーマシン１００であって、コーヒーマシン本体１０は、窒素ガスを発生させる窒素ガス発生ユニット３０と、窒素ガス発生ユニット３０で発生した窒素ガスをポット６０内部へ供給する窒素ガス供給部３１と、を備え、ポット６０は、断熱材で形成されたポット本体６１と、ポット本体６１を密閉する蓋部６２と、ポット本体６１または蓋部６２の少なくとも一方に設けられ、少なくともポット本体６１を加熱するヒータ７２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、コーヒーを抽出すると共に、抽出したコーヒーの品質と鮮度を保持するコーヒーマシンに関する。

従来から、抽出したコーヒーの品質と鮮度を保持するための工夫がなされている。コーヒーの品質と鮮度を保持するためには、コーヒー豆が良質であることを前提とすると、（１）コーヒーの熱劣化を防止するために、焙煎時および抽出時以外で加熱をしないこと、（２）コーヒーの酸化劣化を防止するために、抽出後は、空気に触れさせないこと、（３）再加熱をせず、抽出後はできるだけ早く飲用に供すること、が重要であると言われている。

店舗にてコーヒーを販売する場合、コーヒーの品質を保証する観点から、抽出後、３０分を経過したコーヒーは販売されずに処分されている。例えば、店舗が１０時間稼動したとすると、平均で１日あたり１００杯分のコーヒーが処分されることとなり、非常に無駄が多くなっている。空気に触れることによる酸化や、保温のための加熱によるコーヒーの品質低下を防止することができれば、このような無駄をなくすることができる。

特許文献１には、コーヒーなどの貯留した液体の酸化劣化を抑制すると共に、貯留液体を少量ずつ排出した際にも、その抑制効果を持続することのできる液体容器が開示されている。この液体容器は、保温性のある内容器の内部の空間を、蓋構造を閉鎖することにより気密状態とする。閉空間内を不活性ガス雰囲気として、貯留液体と大気との接触を遮断する。この液体容器では、内容器と連通する抽出バルブの開放時に、供給された不活性ガスの圧力により、貯留された液体が排出される。

また、図９は、従来のコーヒーポットの内部の様子を示す図である。従来のコーヒーポットは、断熱構造を有するポット本体５０と、ポット本体５０を密閉する蓋５１とから構成される。蓋５１には、ドリップされたコーヒーをポット本体５０に導入するための導入部５２と、導入部５２から入ったコーヒーを逆戻りさせないための弁５２ａが設けられている。また、蓋５１には、加熱された窒素ガスをポット本体５０の内部に導入するための窒素ガス導入部５３が設けられている。窒素ガス導入部５３には、窒素ガスを逆戻りさせないための弁５３ａが設けられている。さらに、蓋５１には、ポット本体５０内部の余分な窒素ガスを排出するための窒素ガス排出部５４が設けられている。窒素ガス排出部５４には、一定の圧力を超えると開く弁５４ａが設けられており、ポット本体５０内部の窒素ガスの圧力が一定値を超えると、窒素ガスが外部に排出されるように構成されている。

また、ポット本体５０の底部には、貯留されたコーヒーを取り出すための取り出し口５６が設けられている。この取り出し口５６は、ポンプ５７を有するコーヒー導出部５８に接続されている。コーヒーをポット本体５０から取り出す際は、ポンプ５７を動作させるとコーヒーが取り出し口５６およびコーヒー導出部５８を介して外部に吐出される。コーヒー導出部５８の先端部には、コーヒーの逆戻りを防止するための弁５８ａが設けられている。
特開２００４−２８３５７４号公報

しかしながら、従来のポットでは、ポット本体５０の熱伝導によってコーヒーの温度が低下してしまう。すなわち、ポット本体５０は、熱伝導を遮断する真空領域を有しているが、真空領域では熱伝導を遮断できたとしても、ポット本体５０の外側の金属と内側の金属とが接合する部分で熱伝導が生じる。その結果、ポット本体５０内部の熱が外部に逃げていってしまう。このように、従来のポットでは、ポット本体５０の外側の金属と内側の金属とが接合する部分が、熱の流路となるため、真空領域を有していたとしても、コーヒーの温度低下は避けることができない状況となっている。

コーヒーを抽出した直後の温度は、８５℃前後であり、コーヒーを飲用する際の最適な温度は７５℃から７６℃であると言われている。コーヒーの温度が６０℃〜７０℃程度まで下がると、飲用に耐えないと感じる人が急増する。このため、コーヒーを業として販売する場合、６０℃〜７０℃程度まで温度が低下したコーヒーを販売することはできない。このように冷めたコーヒーは、廃棄せざるを得ない。従って、コーヒー販売業として、廃棄損失を極力抑えるためには、コーヒーの温度低下を防ぐ策を講ずることが非常に重要となる。

一方、図９に示したように、従来のポットでは、導入部５２がポット本体５０の上部に設けられているため、ドリップされたコーヒーがポット本体５０の底部に向かって落下することとなる。このため、コーヒーが空気と触れ合って、コーヒーの酸化劣化が生じてしまう。コーヒーを業として販売する場合は、このように酸化劣化したコーヒーを販売することはできず、廃棄せざるを得ない。従って、コーヒー販売業として、廃棄損失を極力抑えるためには、抽出後のコーヒーが空気に触れないような策を講ずることが非常に重要となる。

また、特許文献１記載の技術では、ポット内を不活性ガス雰囲気とすることで、貯留液体と大気との接触を遮断している。この点で、貯留液体の酸化劣化の防止が図られている。しかしながら、特許文献１には、この不活性ガスを加熱するという記載が無いため、大気温の不活性ガスを用いる場合が想定される。すなわち、特許文献１に記載されているように、ポットに大気温の不活性ガスを充填し、不活性ガスの圧力で貯留液体を吐出させ、その度に大気温の不活性ガスを充填させることを繰り返すと、貯留液体の温度低下が促進されてしまう。特に、貯留液体がコーヒーである場合、このようなガス交換を頻繁に行なうと、温度低下のみならず、コーヒー特有の香りが奪われ、美味しいコーヒーを提供することができなくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、保温効果を高め、コーヒーの酸化劣化を防止して、美味しいコーヒーを提供すると共に、省エネルギー化を図り、二酸化炭素の発生を抑制することができるコーヒーマシンを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のコーヒーマシンは、コーヒー豆の粉末に熱湯を注いでコーヒーを抽出するコーヒーマシン本体および前記抽出されたコーヒーを貯留するポットから構成されるコーヒーマシンであって、前記コーヒーマシン本体は、窒素ガスを発生させる窒素ガス発生ユニットと、前記窒素ガス発生ユニットで発生した窒素ガスを前記ポット内部へ供給する窒素ガス供給部と、を備え、前記ポットは、熱伝導を遮断する真空領域を有するポット本体と、前記ポット本体を密閉する蓋部と、前記ポット本体または前記蓋部の少なくとも一方に設けられ、少なくとも前記ポット本体を加熱するヒータと、を備えることを特徴としている。

このように、ヒータによって、少なくともポット本体を加熱するので、ポット本体の内側と外側との温度差による熱伝導を遮断することができる。すなわち、ポット本体は、真空構造を有しており、この真空構造がポット本体の外側と内側との熱伝導を遮断している。このようなポット本体の真空構造を形成するために、外側の金属と、内側の金属とを、ポット本体の最上部で接合している。この接合は、例えば、溶接により行なわれる。この溶接は極めて精密に行なわれ、その接合点の厚さは、約０．１ｍｍとなっている。ところが、金属は熱伝導性が高いため、この微小な接合点において熱伝導が生じ、ポット本体の内側の熱が、外側に逃げてしまう。このように、外側の金属と内側の金属とが接合する部分が、熱の流路となるため、ポット本体が真空領域を有していたとしても、コーヒーの温度低下の要因となる。上記接合部における熱の流路を断つためには、ポット本体の外側の金属と内側の金属との間に熱差を作らないことが必要である。このため、本発明では、ポット本体または蓋部の少なくとも一方に、少なくともポット本体を加熱するヒータを設けた。これにより、接合点を介してコーヒーの熱が逃げないようにすることが可能となる。また、本発明では、窒素ガスをポットへ供給するので、ポット内のコーヒーと大気との接触を遮断することができる。

（２）また、本発明のコーヒーマシンにおいて、前記窒素ガス供給部は、前記ヒータの熱を窒素ガスに吸収させる熱吸収部と、前記吸熱した窒素ガスを前記ポット本体内部に導入する窒素ガス導入部と、を備えることを特徴としている。

このように、ヒータの熱を窒素ガスに吸収させてから、窒素ガスをポット本体内部に導入するので、ポット本体内部に貯留しているコーヒーとの温度差を無くすことができる。その結果、熱伝導によるコーヒーの温度低下を防止することが可能となる。

（３）また、本発明のコーヒーマシンにおいて、前記ヒータは、前記ポット本体の首部の外周面上に設けられ、前記熱吸収部は、前記ヒータの外面上で前記ヒータと当接することを特徴としている。

このように、ヒータが、ポット本体の首部の外周面上に設けられているので、ポット本体の外側の金属と内側の金属との接合部付近を加熱することが可能となる。これにより、接合部における外側の金属と内側の金属との間の熱差が無くなり、接合部における熱の流路を断つことができる。また、熱吸収部が、ヒータの外面上でヒータと当接するので、窒素ガスにヒータからの熱を十分に吸収させることが可能となる。

（４）また、本発明のコーヒーマシンにおいて、前記蓋部は、コーヒーを流入させる流入孔と、前記流入したコーヒーを前記ポット本体内部に流出させる流出孔と、一端が円弧状または螺旋状に形成される一方、他端が前記流出孔に接続されており、前記流入孔から流入したコーヒーを前記ポット本体内部の底面へ案内する案内管と、を備えることを特徴としている。

このように、案内管は、下端が円弧状または螺旋状に形成され、コーヒーをポット本体の底面へ案内する。コーヒーマシンでは、コーヒーの抽出開始時と、抽出終了時とでは、コーヒーの濃度に差がある。抽出開始時のコーヒーの濃度は濃く、抽出終了時のコーヒーの濃度は比較的薄い。従って、コーヒーの濃度を均一にするためには、コーヒーを攪拌しなければならないが、単に攪拌するのでは、コーヒーが大気と触れ合ってしまう。このため、本発明のように、案内管の下端を円弧状または螺旋状に形成することによって、コーヒーをポット本体内部で渦巻きながら流入させることができる。案内管の下端はポット本体の底面付近に位置するため、コーヒーの落差は小さく、また、コーヒーがポット本体の底の方から供給されるため、コーヒーの最上面は静かに上昇することとなる。これにより、ポット本体内部のコーヒーが大気と接触するのは、コーヒーの最上面のみとなるため、コーヒーが大気と混ざり合うことが極めて少なくなる。また、コーヒーがポット本体内で渦巻状に流れるので、抽出されたコーヒーが混合し、コーヒーの濃度を均一にすることが可能となる。

（５）また、本発明のコーヒーマシンにおいて、記蓋部は、前記流出孔を閉塞し、または開口させる弁体と、前記弁体に対して前記流出孔方向の力を加える第１のばねと、形状記憶合金で形成され、加熱時に、前記弁体に対して前記流入孔方向の力を加える第２のばねと、から構成される開閉装置を更に備え、待機時は、前記第１のばねが第２のばねよりも大きい力で前記弁体に対して前記流出孔方向の力を加える一方、コーヒー流入時は、前記第２のばねが第１のばねよりも大きい力で前記弁体に対して前記流入孔方向に力を加えることを特徴としている。

このように、開閉装置は、待機時には、第１のばねが第２のばねよりも大きい力で弁体に対して流出孔方向の力を加える。これにより、弁体が流出孔を閉塞するので、空気が不要にポット本体の内部に流入することを防止すると共に、ポット本体の内部に充填された窒素ガスが流出することを防止することが可能となる。その結果、ポット本体の内部に貯留されているコーヒーが大気に触れないようにすることができる。一方、コーヒー流入時は、第２のばねが第１のばねよりも大きい力で弁体に対して流入孔方向の力を加える。すなわち、形状記憶合金で形成されている第２のばねは、コーヒーから熱を受けると、収縮し、第１のばねよりも大きい力で弁体に力を加える。これにより、弁体が流出孔を開口させるので、コーヒーをポット本体の内部に流入させることが可能となる。

（６）また、本発明のコーヒーマシンにおいて、前記コーヒーマシン本体は、ヒータを有すると共に、熱伝導を遮断する真空領域を有し、コーヒーを抽出する際に用いる熱湯を貯留する加温真空ポットを備えることを特徴としている。

このように、コーヒーマシン本体が、熱伝導を遮断する真空領域を有する加温真空ポットを有するので、熱伝導によってコーヒーに供給する熱湯の温度が低下することを防止することができ、常に熱いお湯をコーヒーの抽出に用いることが可能となる。熱伝導が遮断されているため、熱湯の温度低下が小さくなる結果、加熱する頻度が少なくなり、消費電力の無駄を極力省くことが可能となる。

本発明によれば、ヒータによって、少なくともポット本体を加熱するので、ポット本体の内側と外側との温度差による熱伝導を遮断することができる。すなわち、ポット本体は、真空構造を有しており、この真空構造がポット本体の外側と内側との熱伝導を遮断している。このようなポット本体の真空構造を形成するために、外側の金属と、内側の金属とを、ポット本体の最上部で接合している。この接合は、例えば、溶接により行なわれる。この溶接は極めて精密に行なわれ、その接合点の厚さは、約０．１ｍｍとなっている。ところが、金属は熱伝導性が高いため、この微小な接合点において熱伝導が生じ、ポット本体の内側の熱が、外側に逃げてしまう。このように、外側の金属と内側の金属とが接合する部分が、熱の流路となるため、ポット本体が真空領域を有していたとしても、コーヒーの温度低下の要因となる。上記接合部における熱の流路を断つためには、ポット本体の外側の金属と内側の金属との間に熱差を作らないことが必要である。このため、本発明では、ポット本体または蓋部の少なくとも一方に、少なくともポット本体を加熱するヒータを設けた。これにより、接合点を介してコーヒーの熱が逃げないようにすることが可能となる。また、本発明では、窒素ガスをポットへ供給するので、ポット内のコーヒーと大気との接触を遮断することができる。

コーヒー豆の主な成分は、概ね、粗繊維が２９％、エキス分が２９．５％、水分が２．５％、鉱物質が５％、さらに、タンニンが４％、脂肪が１３％、蛋白質が１４％、糖分が１．５％となっている。このように、コーヒー豆にはカフェインが含まれているため、コーヒーを摂取することによって、カフェインが中枢神経に対して穏やかな刺激剤として作用し、疲労回復、思考力向上、消化作用の促進などの効果があることが知られている。また、糖分は、焙煎時に半分以上がキャラメルに変化し、苦味、甘みおよび香りを出す。

コーヒー豆に含まれているタンニンは苦味成分となって、良質である場合は、最初に苦味が出て、後から甘みが残ることが知られている。しかし、タンニンは加熱されると分解してピロガール酸が生じ、コーヒーの味を低下させる要因となってしまう。また、蛋白質は、加熱されると凝固沈殿を起こすため、コーヒーが濁り、味を低下させてしまう。このため、美味しいコーヒーを提供するためには、コーヒーを抽出した後は再加熱を避けなければならない。

また、コーヒー豆に含まれている脂肪は、コーヒーの香りと関係が深いが、コーヒー抽出後、空気に触れることによって、２〜３時間で酸化し、コーヒーの味と香りを低下させる要因となってしまう。従って、美味しいコーヒーを提供するためには、コーヒーを抽出した後、コーヒーが空気に触れないようにすることが非常に重要である。

本発明者は、上記のように、抽出したコーヒーを加熱することによるデメリット、および抽出したコーヒーが空気に触れることによるデメリットに着目し、コーヒーマシンにおいて、これらを回避する構成を採ることによって、美味しいコーヒーを提供することができることを見出し、本発明をするに至った。

すなわち、本発明のコーヒーマシンは、窒素ガス発生ユニットで発生した窒素ガスをポット内部へ供給すると共に、ヒータにより、ポット本体を加熱する。また、ヒータの熱を窒素ガスに吸収させてポット本体内部に導入する。また、一端が円弧状または螺旋状に形成された案内管により、流入したコーヒーをポット本体内部の底面へ案内する。さらに、ポットの蓋部は、コーヒーの流出孔を閉塞し、または開口させる弁体と、弁体に対して流出孔方向の力を加える第１のばねと、形状記憶合金で形成され、加熱時に、弁体に対して流入孔方向に力を加える第２のばねと、から構成される開閉装置を更に備える。

このような構成を採ることにより、本発明者は、抽出したコーヒーの品質と鮮度を保持し、美味しいコーヒーを提供することを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るコーヒーマシンの概略構成を示す図である。コーヒーマシン１００は、コーヒーマシン本体１０と、ポット６０とから構成されている。コーヒーマシン本体１０は、水道水取入れ部１１から水道水を取り入れて、減圧弁１２を介して水フィルタ１３で水道水をフィルタに通す。フィルタを通された水は、水供給電磁弁１４を介して加温真空ポット１５に導入される。加温真空ポット１５は、水位を検出するレベルスイッチ１６と、水を加熱する加温ヒータ１７と、水温を検出する温度センサ１８とを備えている。このように、コーヒーマシン本体１０に加温真空ポット１５を用いているため、熱湯の温度が下がりにくくなる。その結果、熱湯に対する再加熱の頻度が減少し、省エネルギー化が図られると共に、二酸化炭素の発生を抑制することができる。

また、この加温真空ポット１５の底部には、温水を取り出す取り出し口１９に接続された温水導出部２０が設けられている。温水導出部２０には、ポンプ２１が設けられており、加温真空ポット１５内の温水を導出させることができる。温水導出部２０の途中には、温水の逆戻りを防止するための逆止弁２２が設けられている。温水導出部２０の先端部には、シャワー部２４が設けられており、コーヒードリッパー２３に入れられたコーヒー粉の全体に温水がかかるようになっている。

また、コーヒーマシン本体１０には、窒素ガスを発生する窒素ガス発生ユニット３０が設けられている。窒素ガス発生ユニット３０で発生した窒素ガスは、窒素ガス供給部３１によって、減圧弁３２、絞り弁３３、および電磁弁３４を介して、ポット５０に供給される。なお、コーヒーマシン本体１０に窒素ガス発生ユニット３０で発生した窒素ガスを加熱するヒータを設けても良い。

ポット６０は、真空構造を有するポット本体６１と、ポット本体６１を密閉する蓋部６２とから構成される。蓋部６２には、ドリップされたコーヒーをポット本体６１に導入するためのコーヒー導入部６３と、コーヒー導入部６３から入ったコーヒーを逆戻りさせないための弁６３ａが設けられている。また、蓋部６２には、窒素ガスをポット本体６１の内部に導入するための窒素ガス導入部６４が設けられている。窒素ガス導入部６４には、窒素ガスを逆戻りさせないための弁６４ａが設けられている。さらに、蓋６２には、ポット本体６１内部の余分な窒素ガスを排出するための窒素ガス排出部６６が設けられている。窒素ガス排出部６６には、一定の圧力を超えると開く弁６６ａが設けられており、ポット本体６１内部の窒素ガスの圧力が一定値を超えると、窒素ガスが外部に排出されるように構成されている。このように、窒素ガスをポットへ供給するので、ポット内のコーヒーが、空気に触れないようにすることができる。

ポット６０には、窒素ガス供給部３１の内部を流通する窒素ガスを加熱する窒素ガスヒータ６７が設けられている。この窒素ガスヒータ６７は、コーヒーマシン本体１０に設けられても良い。このように、窒素ガス発生ユニット３０で発生した窒素ガスを窒素ガスヒータ６７により十分に加熱することができる。

ポット本体６１の底部には、貯留されたコーヒーを取り出すための取り出し口６８が設けられている。この取り出し口６８は、ポンプ６９を有するコーヒー導出部７０に接続されている。コーヒーをポット本体６１から取り出す際は、ポンプ６９を動作させると、コーヒーが、取り出し口６８およびコーヒー導出部７０を介して外部に吐出される。コーヒー導出部７０の先端部には、コーヒーの逆戻りを防止するための弁７０ａが設けられている。

蓋部６２におけるコーヒー導入部６３は、案内管７１に接続されている。案内管７１は、下端が円弧状または螺旋状に形成され、コーヒーマシン本体１０で抽出されたコーヒーをポット本体６１の底面へ案内する。図２は、案内管７１の機能を示す図である。コーヒーの抽出開始時と、抽出終了時とでは、コーヒーの濃度に差がある。抽出開始時のコーヒーの濃度は濃く、抽出終了時のコーヒーの濃度は比較的薄い。従って、コーヒーの濃度を均一にするためには、コーヒーを攪拌しなければならないが、単に攪拌するのでは、コーヒーが大気と触れ合ってしまう。このため、本実施形態では、図２に示すように、案内管７１の下端を円弧状（または螺旋状）に形成している。これにより、コーヒーをポット本体６１内部で渦巻きながら流入させることができる。案内管７１の下端はポット本体６１の底面付近にあるため、コーヒーが底面に到達するまでの落差は小さく、図９に示した従来の方式のように、コーヒーが落下することによる品質低下を避けることが可能となる。また、コーヒーがポット本体６１の底の方から供給されるため、図２に示すように、コーヒーの最上面は静かに上昇することとなる。

この構成により、ポット本体６１内部のコーヒーが大気と接触するのは、コーヒーの最上面のみとなるため、コーヒーが大気と混ざり合うことが極めて少なくなる。また、コーヒーがポット本体６１内で渦巻状に流れるので、抽出されたコーヒーが混合し、コーヒーの濃度を均一にすることが可能となる。

図１および図２においては、ポット本体６１の首部６１ａの詳細は省略してある。図３は、ポット本体６１の首部６１ａを拡大した図である。ポット本体６１の首部６１ａの外周面上には、ヒータ７２が設けられている。そして、ヒータ７２の表面には、窒素ガス導入部６４が複数回（図３では３回）巻回され、巻回部６４ｂが構成されている。そして、ヒータ７２と巻回部６４ｂとを被覆するように、断熱材７３が設けられている。なお、巻回部６４ｂは、熱吸収部を構成する。

図４は、ポット本体６１の首部６１ａを拡大した図であり、ポット内の熱伝導の様子を示している。ポット本体６１は、真空構造を有しており、この真空構造がポット本体６１の外側と内側との熱伝導を遮断している。このようなポット本体６１の真空構造を形成するために、外側の金属６１ｂと、内側の金属６１ｃとを、ポット本体６１の最上部で接合している。この接合は、例えば、溶接により行なわれる。この溶接は極めて精密に行なわれ、図４における接合点Ａの厚さは、約０．１ｍｍとなっている。ところが、金属は熱伝導性が高いため、この微小な接合点Ａにおいて熱伝導が生じ、ポット本体６１の内側の熱が、外側に逃げてしまう。このように、外側の金属６１ｂと内側の金属６１ｃとが接合する部分が、熱の流路となるため、ポット本体６１が真空領域を有していたとしても、コーヒーの温度低下の要因となる。このため、本実施形態では、接合点Ａを介してコーヒーの熱が逃げないように、ポット本体６１の首部６１ａにヒータ７２を設けたのである。

図４に示すように、ポット本体６１内部の熱伝導は、斜線を付した矢印で示される。コーヒーの熱は、斜線を付した矢印のように、ポット本体６１の内側の金属６１ｃや、コーヒーの最上面から逃げようとしている。このままでは、ポット本体６１の内側の金属６１ｃを伝って接合部Ａからコーヒーの熱が外側の金属６１ｂに逃げてしまうが、本実施形態では、ヒータ７２により、黒塗りの矢印のように熱が供給される。これにより、接合点Ａにおいて、ポット本体６１の内側の熱が熱伝導によって外側に逃げたとしても、それを超える大きさの熱がヒータから供給されるため、結果的に、接合部Ａにおける熱の流路を断つことが可能となる。

接合部Ａにおける熱の流路を断つためには、ポット本体６１の外側の金属６１ｂと内側の金属６１ｃとの間に熱差を作らないことが重要である。具体的には、ポット本体６１内部に貯留されるコーヒーの温度は、約８０℃であるため、本実施形態では、ヒータ７２が加熱する温度も、約８０℃とする。すなわち、ヒータ７２は、コーヒーを保温または加熱するためのものではなく、ポット本体６１の内側と外側との温度差による熱伝導を遮断するために設けられたものなのである。

また、本実施形態では、ポット本体６１の首部６１ａの外周面に設けられたヒータ７２によって、窒素ガス発生ユニットから供給された窒素ガスを加熱して、ポット本体６１内部に導入する。ポット本体６１内部に導入する窒素ガスの温度も、約８０℃とする。これについても、窒素ガスとコーヒーとの温度差を無くし、熱伝導を防止するという視点に立っている。従来のように、大気温の窒素ガスを用いたのでは、コーヒーの熱が窒素ガスを暖めるために使われてしまい、コーヒーの温度低下を招いてしまう。本実施形態では、窒素ガスの温度をコーヒーの温度とほぼ等しくすることにより、このような熱伝導を遮断し、コーヒーの温度低下を防止している。

このように、ヒータ７２により、ポット本体６１の接合部Ａおよび窒素ガスを、コーヒーの温度とほぼ等しくすることができるので、熱伝導によるコーヒーの温度低下を防止することができる。また、窒素ガス導入部６４により巻回部６４ｂが構成されているので、窒素ガスにヒータ７２からの熱を十分に吸収させることが可能となる。なお、ヒータ７２の取り付け位置は、本実施形態では、ポット本体６１の首部６１ａであったが、これに限られるわけではなく、少なくともポット本体６１を加熱できるのであれば、蓋部６２に設けても良い。

図５および図６は、ポット６０の蓋部６２の拡大断面図である。図５および図６に示すように、蓋部６２は、コーヒーを流入させる流入孔６２ａと、流入したコーヒーをポット本体６１内部に流出させる流出孔６２ｂと、を備えている。流出孔６２ｂには、案内管７１が接続されている。また、蓋部６２は、弁体としてのチェックボール６２ｃを有しており、チェックボール６２ｃが、流出孔６２ｂを閉塞し、または開口させる開閉弁として機能する。また、チェックボール６２ｃに対して流出孔６２ｂ方向の力を加える第１のばね６２ｄと、形状記憶合金で形成され、加熱時に、チェックボール６２ｃに対して流入孔６２ｂ方向の力を加える第２のばね６２ｅとを有しており、チェックボール６２ｃ、第１のばね６２ｄおよび第２のばね６２ｅは、開閉装置６２ｆを構成する。

この開閉装置６２ｆは、待機時には、図５に示すように、第１のばね６２ｄが第２のばね６２ｅよりも大きい力でチェックボール６２ｃに対して流出孔６２ｂ方向の力を加える。これにより、チェックボール６２ｃが流出孔６２ｂを閉塞するので、空気が不要にポット本体６１の内部に流入することを防止すると共に、ポット本体６１の内部に充填された窒素ガスが流出することを防止することが可能となる。その結果、ポット本体６１の内部に貯留されているコーヒーが大気に触れないようにすることができる。

一方、コーヒー流入時は、図６に示すように、第２のばね６２ｅが第１のばね６２ｄよりも大きい力でチェックボール６２ｃに対して流入孔６２ｂ方向の力を加える。すなわち、形状記憶合金で形成されている第２のばね６２ｅは、コーヒーから熱を受けると、収縮し、第１のばね６２ｂよりも大きい力でチェックボール６２ｃを引き上げる。これにより、チェックボール６２ｃが流出孔６２ｂを開口させるので、コーヒーをポット本体６１の内部に流入させることが可能となる。

図７および図８は、ポットの複数箇所の温度を測定し、時間経過との関係を示した図である。図７および図８において、Ａは、図１においてシャワー部２４の温度変化を示し、Ｂは、図１において抽出された直後のコーヒーの温度変化を示す。また、Ｃは、コーヒー導入部６３における温度変化を示し、Ｄは、ポット本体６１内部の窒素ガスの温度変化を示す。また、Ｅは、取り出し口６８における温度変化を示し、Ｆは、ポット本体内部のコーヒーの温度変化を示す。Ｅは、一定間隔でピークが見られるが、これはコーヒーを一定時間間隔で取り出したためである。また、図７は、ポット本体６１の首部にヒータ７２を有する場合の温度測定結果を示し、図８は、何もヒータを有しない場合の温度測定結果を示している。

図７および図８において、ＡおよびＢについてはほとんど同じ温度変化を示している。Ｃについては、図７の方は、ポット本体６１の首部にヒータ７２を有するので、コーヒー導入部６３における温度が図８と比較して高まっている。図７と図８とで、最も違いが顕著なのは、Ｄ、Ｅ、Ｆである。すなわち、図７に示すように、ポット本体６１の首部にヒータ７２を有する場合は、ポット本体６１内部の窒素ガスの温度（Ｄ）とコーヒーの温度（Ｆ）は、概ね８２℃以上を維持しているのに対し、図８に示すように、何もヒータを有しない場合、ポット本体６１内部の窒素ガスの温度（Ｄ）とコーヒーの温度（Ｆ）は、時間の経過と共に低下している。このため、取り出し口６８における温度（Ｅ）についても、図７に示す方は、時間が経過してもピークの値は高い値を維持しているが、図８に示す方は、時間が経過するに従って、ピークの値が次第に低くなっている。

以上説明したように、本実施形態に係るコーヒーマシンによれば、ヒータ７２によって、ポット本体６１を加熱するので、ポット本体６１の内側と外側との温度差による熱伝導を遮断することができる。すなわち、ポット本体６１は、真空構造を有しており、この真空構造がポット本体の外側と内側との熱伝導を遮断している。このようなポット本体６１の真空構造を形成するために、外側の金属６１ｂと、内側の金属６１ｃとを、ポット本体６１の最上部で接合している。この接合は、例えば、溶接により行なわれる。この溶接は極めて精密に行なわれ、その接合点Ａの厚さは、約０．１ｍｍとなっている。ところが、金属は熱伝導性が高いため、この微小な接合点Ａにおいて熱伝導が生じ、ポット本体６１の内側の熱が、外側に逃げてしまう。このように、外側の金属６１ｂと内側の金属６１ｃとが接合する部分が、熱の流路となるため、ポット本体６１が真空領域を有していたとしても、コーヒーの温度低下の要因となる。上記接合部Ａにおける熱の流路を断つためには、ポット本体６１の外側の金属６１ｂと内側の金属６１ｃとの間に熱差を作らないことが必要である。このため、本発明では、ポット本体６１にヒータ７２を設けた。これにより、接合点Ａを介してコーヒーの熱が逃げないようにすることが可能となる。また、本発明では、窒素ガスをポット６０へ供給するので、ポット６０内のコーヒーと大気との接触を遮断することができる。

本発明の実施形態に係るコーヒーマシンの概略構成を示す図である。 案内管の機能を示す図である。 ポット本体の首部を拡大した図である。 ポット本体の首部を拡大した図である。 ポットの蓋部の拡大断面図である。 ポットの蓋部の拡大断面図である。 ポットの複数箇所の温度を測定し、時間経過との関係を示した図である。 ポットの複数箇所の温度を測定し、時間経過との関係を示した図である。 従来のコーヒーポットの内部の様子を示す図である。

符号の説明

１０ コーヒーマシン本体
１５ 加温真空ポット
２３ コーヒードリッパー
２４ シャワー部
３０ 窒素ガス発生ユニット
３１ 窒素ガス供給部
６０ ポット
６１ ポット本体
６１ａ 首部
６１ｂ 外側の金属
６１ｃ 内側の金属
６２ 蓋部
６２ａ 流入孔
６２ｂ 流出孔
６２ｃ チェックボール（弁体）
６２ｄ 第１のばね
６２ｅ 第２のばね
６２ｆ 開閉装置
６３ コーヒー導入部
６３ａ 弁
６４ 窒素ガス導入部
６４ａ 弁
６４ｂ 巻回部（熱吸収部）
６６ 窒素ガス排出部
６６ａ 弁
６７ 窒素ガスヒータ
６８ 取り出し口
６９ ポンプ
７０ コーヒー導出部
７０ａ 弁
７１ 案内管
７２ ヒータ
１００ コーヒーマシン

Claims (6)

1. コーヒー豆の粉末に熱湯を注いでコーヒーを抽出するコーヒーマシン本体および前記抽出されたコーヒーを貯留するポットから構成されるコーヒーマシンであって、
   前記コーヒーマシン本体は、
   窒素ガスを発生させる窒素ガス発生ユニットと、
   前記窒素ガス発生ユニットで発生した窒素ガスを前記ポット内部へ供給する窒素ガス供給部と、を備え、
   前記ポットは、
   熱伝導を遮断する真空領域を有するポット本体と、
   前記ポット本体を密閉する蓋部と、
   前記ポット本体または前記蓋部の少なくとも一方に設けられ、少なくとも前記ポット本体を加熱するヒータと、を備えることを特徴とするコーヒーマシン。
2. 前記窒素ガス供給部は、
   前記ヒータの熱を窒素ガスに吸収させる熱吸収部と、
   前記吸熱した窒素ガスを前記ポット本体内部に導入する窒素ガス導入部と、を備えることを特徴とする請求項１記載のコーヒーマシン。
3. 前記ヒータは、前記ポット本体の首部の外周面上に設けられ、
   前記熱吸収部は、前記ヒータの外面上で前記ヒータと当接することを特徴とする請求項２記載のコーヒーマシン。
4. 前記蓋部は、
   コーヒーを流入させる流入孔と、
   前記流入したコーヒーを前記ポット本体内部に流出させる流出孔と、
   一端が円弧状または螺旋状に形成される一方、他端が前記流出孔に接続されており、前記流入孔から流入したコーヒーを前記ポット本体内部の底面へ案内する案内管と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のコーヒーマシン。
5. 前記蓋部は、
   前記流出孔を閉塞し、または開口させる弁体と、
   前記弁体に対して前記流出孔方向の力を加える第１のばねと、
   形状記憶合金で形成され、加熱時に、前記弁体に対して前記流入孔方向の力を加える第２のばねと、から構成される開閉装置を更に備え、
   待機時は、前記第１のばねが第２のばねよりも大きい力で前記弁体に対して前記流出孔方向の力を加える一方、コーヒー流入時は、前記第２のばねが第１のばねよりも大きい力で前記弁体に対して前記流入孔方向に力を加えることを特徴とする請求項４記載のコーヒーマシン。
6. 前記コーヒーマシン本体は、
   ヒータを有すると共に、熱伝導を遮断する真空領域を有し、コーヒーを抽出する際に用いる熱湯を貯留する加温真空ポットを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のコーヒーマシン。
   

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