JP2016529960A - 抗湯垢パイプシステムを有する食料又は飲料調製マシン - Google Patents

Abstract

本発明は、筐体と、ミネラル含有流体供給源（１）と、食料又は飲料原材料容器（Ｃ）を機能的に封入するようになっている収容部（１０）と、供給源からカプセルの内部へミネラル含有流体（１３）を誘導する手段（３）と、随意的な加熱及び／又は冷却デバイス（４）と、供給源、誘導手段、収容部、及び加熱及び／又は冷却デバイスを流体連結する流体パイプシステム（２、２０、２１、２２）とを含む、食料又は飲料調製マシン（Ｍ）に関し、流体パイプシステムの少なくとも一部及び／又は誘導手段及び／又は加熱／冷却デバイスは、マシンの動作中、機械的作用により、ミネラル含有流体と接触する表面への湯垢又は他の堆積物が蓄積を抑制するように、規定の温度閾値を上回ると、可逆的に膨張又は収縮するように設計されているスマート記憶合金（ＳＭＡ）又はスマート記憶ポリマー（ＳＭＰ）によって作製されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、抗湯垢特性を有する流体パイプシステムを有する食料又は飲料調製マシンに関する。

特に家庭用の既知の食料又は飲料マシンには、食料又は飲料の調製に使用される混合流体に含まれるミネラルの堆積による湯垢の問題がある。典型的には、カルシウムなどのミネラルは、マシンの流体パイプシステム内に蓄積し、かつ、流体ポンプ又は流体ヒーターなどの、上記ミネラル含有流体に接触する他の機能的部品に蓄積する可能性があり、最終的にマシンの閉塞につながる。より詳細には、マシンの流体誘導要素の接触表面上のミネラル堆積は、上記流体が、加熱による変化又は特に急激に導管径が変化するところで乱流に晒される上記流体誘導要素の部分に主に発生する。

既存の解決策では、マシンのパイプシステムの湯垢除去は、化学薬品を用いて行われている。しかし、消費者が追加の商品を購入する必要があるため、これは欠点である。更に、これは、わずかに有害であるため、化学薬品系を浄化するため、使用後、マシンを数回洗浄する必要がある。こうした化学薬品による湯垢除去プロセスは、頻繁にかつ繰り返し適用する必要があり、また、消費者は、必要に応じて実施するために、こうした湯垢除去サイクルを記憶し、計画する必要がある。更に、消費者が湯垢除去を忘れた場合、マシンは、数回使用後、必然的に閉塞し、また、修理不可能になる可能性がある。このような消費者への不当な負担は、非常に非ユーザーフレンドリなため、望ましくない。

ユーザーが行う既知の化学薬品による湯垢除去手法の代わりに、マシン流体パイプシステムの湯垢を除去するための別の可能性として、機械的手法がある。この場合、機械的要素が、例えば、流体を原材料カプセル内に注入する流体注入ニードルなどの流体パイプシステムの少なくとも一部を通って押し出される。手動式操作の代替として、流体パイプシステムの一部の機械的湯垢除去は、マシンの動作中、自動で実施することができる。こうした自動機械的湯垢除去は、例えば、出願人の欧州特許公報ＥＰ ２４６０４４９（Ａ１）号に記述されている。しかし、こうした技術は、特定の利点を有するが、更なる複雑性がマシンに付加され、このため、製品不良の可能性が更にあり、また、余分な費用も加わり、消費者にとって、同マシンの購入費用が更に高価になる。

既存のマシン及び上述の湯垢除去手法を考慮して、消費者による湯垢除去プロセスを実施する操作をほとんど必要としない一方で、製造業者にとっては簡素かつ安価であり、ほとんど又は全くメンテナンスを必要としない飲料調製マシンが必要であると考えられる。

上述の主要目的は、筐体と、ミネラル含有流体供給源と、少なくとも１つの食料又は飲料容器を機能的に封入するようになっている収容部と、上記供給源から上記カプセルの内部へ上記ミネラル含有流体を誘導する手段と、任意により、加熱及び／又は冷却デバイスと、上記供給源、上記誘導手段、上記収容部、及び上記加熱及び／又は冷却デバイスを流体連通する流体パイプシステムとを含む食料又は飲料調製マシンによって達成される。

本発明によるマシンは、流体パイプシステムの少なくとも１つの部分、及び／又は誘導手段の流体導管、及び／又は加熱／冷却デバイスの流体導管が、スマート記憶合金（ＳＭＡ）又はスマート記憶ポリマー（ＳＭＰ）によって作製されていることを特徴とし、このスマート記憶合金（ＳＭＡ）又はスマート記憶ポリマー（ＳＭＰ）は、上記マシンの動作中、機械的作用により、ミネラル含有流体と接触する表面上の湯垢及び他の堆積物の蓄積をなくすために、確定されている温度閾値を上回ると可逆的に膨張又は収縮するように設計されている。

本発明の好ましい実施形態では、ＳＭＡ又はＳＭＰ製の流体パイプシステム部分、及び／又は誘導手段、及び／又は加熱／冷却デバイスは、上記流体パイプシステム及び／又は誘導手段及び／又は加熱／冷却デバイスの内側表面であり、これらは、マシンの動作中、ミネラル含有流体と直接接触する。ＳＭＡ又はＳＭＰ製の上記内側表面は、上記流体パイプシステム、及び／又は誘導手段、及び／又は加熱／冷却デバイスの金属被覆又は組込み型金属層であってもよい。あるいは、流体パイプシステム、及び／又は誘導手段、及び／又は加熱／冷却デバイスは、一体式のＳＭＡ又はＳＭＰ製であってもよい。

形状記憶合金（又は「ＳＭＡ」、スマート金属、記憶金属、記憶合金、筋ワイヤ、スマート合金）は、加熱時に変形前の形状に戻りながら、その元の冷間鍛造形状を「記憶」している合金である。この材料は、油圧式システム、空気式システム、及びモーター式システムなどの従来のアクチュエータに対する軽量で固体の代替物である。

本発明では、好適なＳＭＡは、元来食品安全性である、ニッケル、チタン合金（ＮｉＴｉ）から作製され、いずれの材料も、その表面の質感に関連する自然特性及びいくつかの電気化学的影響に起因するカルシウムの堆積に対する標準的な抵抗力を上回る抵抗力を示す。設計された温度を超えて加熱されると、（超弾性特性を示す）形状記憶合金は、予めプログラム可能な機械的形状へと膨張し、次に、冷却されると元の形状に戻る。このような機械的膨張及び収縮により、動的表面環境となり、有意なカルシウム堆積物の付着は困難になることがわかっている。

好ましくは、上記ミネラル含有流体供給源は、流体リザーバであり、また好ましくは、上記誘導手段は、ポンプである。

あるいは、誘導手段は、出願人の欧州特許出願ＥＰ ＡＮ １３１７５９５５．７号に記載されているように、ポンプ手段内蔵式容器を作動させるために適合されたポンプアクチュエータであってもよい。

本発明の更に好ましい実施形態では、ＳＭＡ又はＳＭＰ転移温度は、５０℃〜１２０℃、好ましくは、６０℃〜９５℃、更に好ましくは、６５℃〜８０℃の範囲を含む。

有利にも、上記スマート記憶合金は、チタニウム−ニッケル合金（ＮｉＴｉ）、銅−アルミニウム−ニッケル、並びに亜鉛、銅、金及び鉄の合金化によって作製されたＳＭＡの一覧から選択される。

好ましくは、ミネラル含有流体は、水である。

本発明の更なる特徴及び利点が、以下の図面を参照にこれ以降に説明される本発明の現在の好ましい実施形態の記載において説明され、これにより明らかになる。

食料又は飲料調製マシンの内側を示す概略的透視断面図である。

図１に示す本発明によるマシンＭは、単回使用の原材料カプセルＣと共に使用するための飲料調製マシンである。

マシンＭは、マシン本体に取り外し可能に取り付けられ、カプセルＣが上記マシンＭにより機能的に挿入されると、リザーバから、マシンの機能的要素を介して、カプセルＣに向かって水を循環させるのに好適である流体ポンプ３に流体連結パイプ２を介して流体連通される水リザーバを備える。ポンプ３は、例えば、ソレノイドピストンポンプである。しかし、他の種類のポンプ手段を使用してもよい。

マシンＭは、ポンプ出力端から延びる２つのパイプを更に備え、パイプのそれぞれは、以下に述べるように、ユーザーによって選択された温度の選択によって、水流用のそれぞれの経路に対応する。第１の流体連結パイプ２０はポンプ３を加熱要素４に連結し、これにより、上記ポンプ３によって吐出された水を、その水がホットドリンクの調製に好適な温度まで加熱されて流体導管に入る加熱要素４に誘導するように進ませる。加熱された水は、次に、加熱要素４から、温水導管パイプ２２を通って、マシンの注入ニードル１１に向かって送達される。

別の流体パイプ２１は、図１に示すように、ポンプ出口から、直接流路切換え弁及び注入ニードル１１に向かって延びる。他の条件では、冷水パイプ２１は、加熱要素４を迂回し、ポンプから吐出された冷水を、流路切換え弁８及び注入ニードル１１を通って直接カプセルＣに誘導するように進ませる。

カプセルＣは、カプセル壁と、上記カプセルが、マシンＭ内に機能的に挿入されると、マシンＭの水注入ニードル１１によって刺通される頂部刺通可能注入壁１２とを含む。その中に注入される水１３は、原材料層１４、例えば、ローストグラウンドコーヒー層又は可溶性原材料（コーヒー又はミルク）のミックス層を通過し、次に、図１の点線矢印で示すように、カプセルＣの分注開口部１５を介して分注される飲料製品を生成する。

カプセルＣがカプセルホルダー１０に装填され、上記カプセルホルダー１０がマシン内部に機能的に挿入されるときに、切換えレバー５で作動させることによって、飲料を調製するようにマシンが起動され得る。次に水１３がリザーバ１から放出され、図１の矢印によって示されるような、マシンのパイプ及び機能的要素（ポンプ、加熱要素、流路切換え弁、注入ニードル）を通って循環する。飲料調製サイクルが開始すると、切換えレバー５の位置に依存して、２つの選択的な水の経路が存在する。

第１の場合、切換えレバーをそのコールド位置６に配置した場合、水は、加熱要素４を通らずに循環する。この場合、水１３の流れは、加熱要素４を迂回し、リザーバ１から、パイプ２を通って、その後、ポンプ３を通り、次いで、冷水パイプ２１を通り、流路切換え弁８及び注入ニードル１１に向かって循環し、流路切換え弁８及び注入ニードル１１を通過して、カプセルＣに注入される。

第２の場合、切換えレバー５がホット位置７にある場合、水１３の流れは、リザーバ１から、パイプ２を通り、次に、ポンプ３を通り、ポンプ３及び加熱要素４と連結するパイプ２０を通り、加熱要素４から、温水パイプ２２を通って、流路切換え弁８及び注入ニードル１１に向かって循環し、流路切換え弁８及び注入ニードル１１を通過してカプセルＣに注入される。

最低でも、本発明によるＳＭＡ製又はＳＭＰ製のマシンの水誘導要素は、加熱状態の水を誘導し、かつ／又は急激な直径の変更を呈することにより上記の水の乱流を促進する。そのような水乱流が起こる場所としては特に、加熱要素の内部導管、温水導管パイプ部分２２、及び注入ニードル１１である。

本発明によれば、ＳＭＡ（スマート記憶合金）又はＳＭＰ（スマート記憶ポリマー）は、加熱時に形状を変化させ、上記パイプ内の温度が６５℃〜８０℃を含む転移温度未満まで低下すると、元の室温形状に戻る。パイプの内部表面が広がり次に収縮するので、材料が再び膨張する次の加熱サイクルの間に、堆積したいかなる湯垢も表面に付着することが困難になり、ひいては、ミネラル堆積物に対して、機械的洗浄効果をもたらすことがわかっている。

重要なことに、本発明によるマシンのＳＭＡ製部品は、その中を通って循環する水により、加熱され得これはＳＭＡの受動加熱である）、又あるいは、上記ＳＭＡ部品又は少なくともそのうちのいくつかは、温度制御器によって温度を制御及び作動される抵抗器などの加熱手段により能動的に加熱され得る。

場合によっては、本発明によるマシンは、全体がＳＭＡ材料及び／又はＳＭＰ材料によって作製されている水注入ニードル１１を特徴とし得る。

本明細書に記述されている好ましい本実施形態に対してさまざまな変更及び修正が、当業者には明らかとなるであろうことが理解されるべきである。このような変更及び修正は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつこれに伴う利益を弱めることなく、行うことができる。したがって、このような変更及び修正は、添付の請求項の範囲内となることが意図される。

Claims (10)

1. 食料又は飲料調製マシン（Ｍ）であって、筐体と、ミネラル含有流体供給源（１）と、少なくとも１つの食料又は飲料原材料容器（Ｃ）を機能的に封入するようになっている収容部（１０）と、前記供給源（１）から前記カプセル（Ｃ）の内部へミネラル含有流体（１３）を誘導する手段（３）と、随意的な加熱デバイス及び／又は冷却デバイス（４）と、前記供給源（１）、前記誘導手段（３）、前記収容部（１０）、及び前記加熱及び／又は冷却デバイス（４）を流体連結する流体パイプシステム（２、２０、２１、２２）とを含む、食料又は飲料調製マシン（Ｍ）において、
   前記流体パイプシステム（２、２０、２１、２２）の少なくとも一部及び／又は前記誘導手段（３）及び／又は前記加熱／冷却デバイス（４）は、前記マシン（Ｍ）の作動中、機械的作用により、前記ミネラル含有流体（１３）と接触する表面への湯垢又は他の堆積物の蓄積を抑制するように、規定の温度閾値を上回ると可逆的に膨張又は収縮するように設計されているスマート記憶合金（ＳＭＡ）又はスマート記憶ポリマー（ＳＭＰ）によって作製されていることを特徴とする、食料又は飲料調製マシン（Ｍ）。
2. 前記ミネラル含有流体供給源は、流体リザーバ（１）である、請求項１に記載のマシン（Ｍ）。
3. 前記誘導手段はポンプ（３）である、請求項１又は２に記載のマシン（Ｍ）。
4. 前記誘導手段は、ポンプ手段内蔵式の前記容器（Ｃ）を作動させるようになっているポンプアクチュエータである、請求項１又は２に記載のマシン（Ｍ）。
5. 前記温度は、５０℃〜１２０℃、好ましくは、６０℃〜９５℃の範囲を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマシン（Ｍ）。
6. 前記スマート記憶合金は、チタン−ニッケル合金（ＮｉＴｉ）、銅−アルミニウム−ニッケル、並びに亜鉛、銅、金、及び鉄の合金化によって生成されるＳＭＡの一覧から選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマシン（Ｍ）。
7. 前記ミネラル含有流体は、水（１３）である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマシン（Ｍ）。
8. 前記流体を前記カプセル内に誘導するための前記手段は、流体注入ニードル（１１）を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマシン（Ｍ）。
9. 前記ニードル（１１）は、全体がＳＭＡ材料及び／又はＳＭＰ材料によって作製されている、請求項８に記載のマシン（Ｍ）。
10. 前記加熱及び／又は冷却デバイス（４）の内部流体導管は、全体がＳＭＡ材料及び／又はＳＭＰ材料によって作製されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマシン（Ｍ）。

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