JP2004099171A - 乳飲料ディスペンサ、熱い乳飲料を計量分配するための方法、そして乳飲料のための使い捨て容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベンチュリ・タイプの乳化泡立てヘッドの上方に位置し自蔵式冷蔵ユニットを持つ、熱い乳飲料を計量分配するための飲料ディスペンサ・システムを提供する。
【解決手段】ベンチュリ・タイプの乳化泡立てヘッドの上方に位置する自蔵式冷蔵ユニットを持つ、熱い乳飲料を計量分配するための飲料ディスペンサに関する。カートン及び／あるいはプラスチック・ミルク容器に加え、冷蔵ユニットは、「バッグ・イン・ボックス」ミルク冷蔵容器も収容することができる。冷蔵ミルクが泡立てヘッドのレベルよりも上方に保存されるため、ミルクの流れは、ミルクへの重力から部分的に生じ、泡立てヘッド内に発生するベンチュリ吸引に完全に依存するものではない。また、他の流体と共に乳飲料を乳化するための方法、そして乳飲料のための使い捨て容器に関する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
本発明は、請求項１に記載の前文に述べる飲料ディスペンサに関する。本発明は、ホットチョコレート、カプチーノ、カフェラッテ、フレーバー・スチーマ（味付ホットミルク）、そして乳飲料を含む他の飲料等の、熱い乳飲料の調製に特別な用途がある。本発明は、また、請求項１５に記載の前文に述べる乳飲料を乳化するための方法、そして本発明による飲料ディスペンサに用いる、乳飲料のための使い捨て容器に関する。
【０００２】
熱い飲料の調製において、ミルク等の乳飲料を他の液体と共に乳化するための種々のシステムが長年存在した。例えば、米国特許第４，７１５，２７４号には、カプチーノやカフェラッテのような飲料を調製するために、蒸気、空気、そしてミルクを乳化させる乳化ユニットが開示されている。このような飲料の調製においては、ベンチュリ・タイプで乳化室内で、蒸気と空気とをミルクあるいはクリームに混合し、例えばコーヒーと混ぜ合わせるために、この装置から計量分配する。ミルクに混合する蒸気と空気との量は、特定な、所望の熱い飲料に応じて変化する。例えば、カプチーノは、ミルクと空気との空気混合物が必要である。典型的に、この混合物は、容量で、約３分の２のミルクと、約３分の１の空気とから構成される。カプチーノ・コーヒーを作るのに適当な量のミルクの約半分は液体状態であるが、もう半分は、その液体の上に泡の状態で存在する。乳化室内でミルクと空気とが乳化されて蒸気で加熱され、そして、６８℃から７４℃の温度で計量分配されることが好ましい。蒸気は、通常、周囲大気圧を超える圧力（例えば、雰囲気圧を超える約１から２バールの圧力）下にあり、１２０℃から１３０℃で乳化室内へ注入されることが好ましい。
【０００３】
他方、カフェラッテ飲料を作る場合は、加熱ミルクのみを用い、乳化室内で、ミルクと蒸気とに空気を混合しない。したがって、反対に、空気の供給は完全に閉じられる。ホットミルクは、６８℃から７４℃の間の温度で計量分配することが好ましい。
【０００４】
カプチーノ及びカフェラッテ等の、乳飲料を作る従来の乳化システムには複数の欠点がある。特に、従来のシステムは、乳化室内のベンチュリ効果から生じる吸引力によって、乳化システム内へ空気及びミルクを引き込むことに依存している。時々、ミルクの流れは、ポンプによって支援される。ミルクは通常、乳化ユニットの高さとほぼ同じ、あるいはそれよりも低い位置にある、分離した冷蔵供給所から引き出される。ミルクは、ミルク容器の頂部から延び、乳化ユニットのベンチュリ注入口内へ結合した管を介して注入れ、ベンチュリ・システムへのもう一つの吸気口から周囲空気が吸入される。ベンチュリを介して加圧蒸気を注入することによって吸引力が生じる。ベンチュリの絞りにおける射流が、ミルクに作用する吸引力を生じさせる。カプチーノの場合には、吸引力は周囲空気に作用する。
【０００５】
カプチーノ及びカフェラッテの調製に用いるタイプの、ベンチュリ起因の乳化に基づく従来の乳飲料ディスペンサ・システムは、一貫性がなく不安定で、評判が良くない。このようなシステムで計量分配する飲料の温度は、かなり変動するため、飲料の品質が安定しない。飲料が計量分配されるにつれ、ミルク容器内のミルクのレベルが下がると、ベンチュリの吸引によって引き込まれるミルクの量は、同様に下がり、ユニットに引き込まれる空気に相対的な、計量分配されるミルクの量は、一貫性を失う。従来のシステムは、泡立てヘッドとも呼ばれる、ベンチュリに基づく乳化機によってのみ発生、維持する減圧による吸引を用いる。
【０００６】
また、従来のシステムは、自動化した混合システム内の複数の部品を介してミルクを流す。食品調理事業に適用される公衆衛生上の理由で、ミルクあるいは他の乳製品が接触する乳化飲料ディスペンサ・ユニットの各構成要素は、定期的に洗浄しなくてはならない。洗浄処理は非常に時間がかかるため、洗浄は既存の仕様に従って常に行われるとは限らない。
【０００７】
従来の、ベンチュリに基づく乳化システムには、例えば、カフェラッテ等に用いる、泡のない、蒸しミルクを計量分配する温度が、泡状の、蒸しミルクの計量分配温度よりも低いというもう一つの問題がある。これは、泡状のホットミルクにおける加熱が必要な液体の質量が、泡のないホットミルクの質量よりも少ない（容量単位での計量分配）にも拘わらず、従来の乳化システムが、両飲料に対する蒸気供給（すなわち、エネルギー）を、一定のレベルに維持しているためであり、各混合タイプ毎に異なる温度を生じさせる。
【０００８】
本発明の目的は、従来のシステムに関連する、多く問題を軽減する、あるいは解消する、新鮮な熱い乳飲料ディスペンサ・システムを提供することである。
【０００９】
この目的のために本発明は、請求項１に記載の飲料ディスペンサを提供する。これは、少なくとも部分的に、重力でミルクが冷蔵ユニットから下降することを可能にするものである。したがって、ミルクの供給量は、ベンチュリ・オリフィスからの、吸引強度の変動に起因する変化が少ない。むしろ、毎回ユニットが作動されるたび、ミルクの流量は高度に一定で、計量分配の各々は非常に一貫性がある。
【００１０】
また、本発明の一部である特定な容器は、以下の本文中で説明するが、ピンチ弁を介して挿入されるホースを備える。この管をピンチ弁へ通してピンチ弁の圧力を解放すれば、ミルクは、ミルクに作用する重力によって下方へ流れることが可能である。
【００１１】
さらに、本発明の実施例のユニークな特徴は、カプチーノを調製するのに、加圧空気供給源から加圧空気を供給することにある。したがって、空気は加圧されて乳化室内へ強制的に入れられる。本発明のディスペンサ・ユニットは、ユニット内へ空気を引き込むのに、ベンチュリ吸引に必ずしも頼らない。結果として、これらの実施例においてカプチーノ飲料の調製に用いる、泡立ち加熱ミルク内の空気量の一貫性は非常に高い。
【００１２】
さらに、本発明の特徴は、ミルクの流れにさらされるすべての構成要素を洗浄するための、自動化した、時間及び／あるいは計量分配間隔に関連する自己洗浄システムにある。これは、乳化ユニットの吸気口に導く空気供給ライン内に、フラッシュ制御弁と、分流弁として機能する三方弁とを配置することによって達成している。乳化ユニットを介したミルクの各計量分配後、フラッシュ制御弁及びポンプを作動し、空気供給ラインを介して、そして乳化室を介してフラッシング水が流れるように分流弁を設定して、空気供給ライン内へ侵入したかも知れない残留ミルクを洗い落とし、また乳化室自体をも洗浄する。乳化室へ他に連結されるものは蒸気ボイラからのもので、作動毎に蒸気が吐出される。乳飲料の各計量分配後、乳化室を介して少量の蒸気をも排出してもよい。結果的に、乳飲料を計量分配するマシンの各使用後、乳飲料に接触する乳化システムのすべての構成要素をフラッシュする、あるいはパージすることができる。この自己洗浄性の特徴を提供することによって、本発明のシステムは、飲料計量分配サイクル間に、そして日常のビジネスの流れの中で、ユニットの洗浄が要求されるという煩わしさを避けることができる。
【００１３】
さらに、本発明の特徴は、ミルクの流れにさらされる使い捨てでない構成要素の最少化にある。乳化室、そのミルク注入口及びノズル座注入口キャビティは、使用後に毎日交換する一つの使い捨てユニットとして供給される。ノズル自体は、再利用可能であるが、洗浄が非常に容易である。したがって、本発明の飲料ディスペンサは、このタイプの従来のユニットに必要な洗浄要求を、かなりの範囲で解消する。
【００１４】
本発明のもう一つの特徴は、要求に応じて異なる蒸気温度及び速度を可能にするシステムを提供することである。例えば、カプチーノのための、ミルクと空気との泡立ち混合物の調製においては、所望の計量分配速度及び流量に依存して、蒸気温度は１２５℃が適当である。他方、カフェラッテのために熱い泡のないミルクを調製する場合は、より高い、多分１４０℃の蒸気温度が必要となる。これは、熱い泡のないミルクを計量分配する場合、熱い泡のあるミルクの計量分配の場合よりも、計量分配容量に対するミルクの絶対質量はより高いという事実からもたらされる。したがって、熱い泡のないミルクを調製する場合、計量分配する容量単位につき、より多くのエネルギーを加えなければならないため、注入される蒸気は、より高温である必要がある。従来のシステムは、単一の蒸気源からの蒸気の、瞬時の温度変化を可能にする手段を用いていない。他方、本発明では、例えば、熱い泡のないミルクが、計量分配すべき所望の飲料であることを示す信号が、ソフトウェア駆動処理を開始する。この場合、マイクロチップ内にプログラムされたアルゴリズムが、プログラム可能な待機基本温度から、ミルクと蒸気とを乳化するために必要な温度であるプログラム可能な高温へ、通常ボイラである蒸気源の蒸気温度をすぐに増加させる。実行ソフトウェアは、多数の目標温度での蒸気の供給を可能にする。ユニット内の基本、すなわち待機蒸気温度は、例えば、約１３５℃であってもよい。
【００１５】
さらに、本発明が、蒸気の安定した供給を多数の目標温度で可能にするソフトウェアからなるという事実に加えて、このソフトウェアは、また、これらの多数の異なるプログラム可能な温度を、ボイラ・システムが＋２℃あるいは−２℃の非常に狭い幅で維持することを可能にする。これは、アルゴリズムの手段によって達成されるもので、ソフトウェアは、ボイラ内の実際の蒸気温度ばかりでなく、加熱あるいは冷却するときの、蒸気温度の増加あるいは減少の速度をも記録する。これによって、ソフトウェアは、プログラム目標温度にいつ到達できるのかを予想することが可能である。この予想の数量化は、目標温度に到達する前に、蒸気ボイラ内の加熱エレメントをオンあるいはオフするのに用いる。その結果、蒸気は、安定した温度で供給される。
【００１６】
ボイラ内の温度制御は、温度制御アルゴリズムを用いることによって達成できる。単純なオン／オフ・サーモスタット・スタイル温度コントロールであり、加熱は、温度が所望の温度よりも１℃以上下がるとオン、そして温度が所望の温度を１℃以上超えたときにオフになる。この構成で起こり得る一つの問題は、加熱あるいは除熱と、その結果生じる温度変化との間の遅延が、温度を、許容範囲を超えて上げ過ぎ、あるいは下げ過ぎる可能性があるということである。例えば除熱のとき、ボイラ内の温度は、１秒につき約０．６℃という、非常に急速な速度で落ち始める。温度が所望の温度よりも１℃少なくなったときに加熱がオンになる。しかし、温度が上昇し始めるまでには数秒を要する。この間、温度は数度ほど降下し続けるが、許容範囲を超えた温度にまで下がり過ぎる可能性がある。温度が上昇するときも、加熱中の熱の蓄積が、同様に許容範囲を超えた温度の上がり過ぎを起こす可能性がある。
【００１７】
このようなことが起こる場合、この問題に対する一つの解決策は、温度制御アルゴリズムに微分項を加えることである。この項は温度変化率に基づく。基本的に、温度変化率の項すなわちデルタＴは、常に計算されている。現在の温度が、所望の温度の予め定めた範囲内にある（この場合、約±３℃）場合、デルタＴ値は、予め定めた値に比較される。加熱がオンで、デルタＴがその値を超えている場合は、現在の温度が、所望の温度の上方あるいは下方にあるかどうかに拘らず、加熱はオフにされる。加熱がオフで、デルタＴがその値を超えている場合は、温度が所望値の上方にあるかどうかに拘らず、加熱はオンにする。このタイプの「予測的」温度コントロールは、自動車で一時停止の標識に到達する前にブレーキを適用することに似ている。
【００１８】
基本温度から高温への移行は、次のように起こる。プリント回路基板が、ボイラ内の実際の蒸気温度と所望の高温との間の違いを読み、ボイラ内の加熱エレメントへの電流を可能にするリレーを作動させて、温度を上げ、その結果、ボイラ内の圧力が上がり、所望の目標温度を得る。この処理は、プリント回路基板のマイクロチップにプログラムしたアルゴリズム（ソフトウェア、上記参照）によって制御され、上記のように、所望の高温の特定な範囲内に、実際の温度が留まるように制御する。所望の温度が待機温度よりも低い場合、ソフトウェアは、蒸気をボイラから逃がしてボイラ内の実際の蒸気温度を下げることによって、所望の低目標温度を得る。所望の低温に到達するもう一つの方法は、ボイラの水位にかかわらず、（ボイラ内の実際の温度よりも低温の）ライン水をボイラに再補給することである。再補給処理は、少量の水の追加のみを必要とする。ボイラに水を加えることによって、直ちに温度を下げる（１秒以内に数℃の低い目標温度を達成する）この方法は、また、ボイラの定常温度レベルを（すべての要求温度レベルの平均温度を超える）比較的に高温に最適化するために用いることができる。ボイラを追加の水で満たすことは、特定なデルタＴでボイラを加熱するよりも速く、同じデルタＴで要求低温に到達するという結果をもたらす。要求温度の平均よりも高いレベルに定常ボイラ温度を維持することの利点は、要求ボイラ温度に到達するのにかかる時間を減らすということである。
【００１９】
乳飲料フロー・コントロール弁の実施例は、二つの位置で用いることができる。１）冷却保存容器から、ベンチュリに基づく乳化機への乳飲料の流れを完全に塞ぐオフ位置（例えば、磁性コイルの非作動状態）、そして２）ＯＮ位置（例えば、磁性コイルの作動状態）。ＯＮ位置は、妨げることなく、冷却保存容器からベンチュリに基づく乳化機への乳飲料の重力による流れを可能にする。上記のように、本発明のこの特徴は、特に、「バッグ・イン・ボックス」ミルク保存容器に有用であるが、他のタイプ（カートン、プラスチック、金属及び／あるいは他の材料）のミルク容器も、本発明による飲料ディスペンサと共に用いることができる。
【００２０】
この乳飲料に加えることができる他の流体は、通常、蒸気であるが、他の乳飲料に対しては、空気を加えてもよい。
【００２１】
さらに、もう一つ好適実施例においては、飲料ディスペンサは、乳飲料に、異なる温度の蒸気を選択的に混合するために、サーモスタット・センサ、そして一つ以上の加熱エレメントからなる。この場合、例えば、カプチーノあるいはカフェラッテの、特定な飲料に関連づけた押しボタン等の、特定な入力を選択することで、作動信号を生成し、これを電気的プロセッサによって感知して、その選択した特定な飲料を識別する。この作動信号は、必要に応じて、ボイラ内の蒸気の待機温度に対して、ボイラの出力蒸気をより高い、あるいはより低い温度にし、そして作動信号の継続的な作動による要求が続く限り、その高温度あるいは低温度に維持するために、温度制御器が、ボイラ加熱エレメントへの電流を増加させる、あるいは減少させることを可能にする。
【００２２】
本発明の実施例のもう一つの局面は、空気を含む他の選択流体と共に乳飲料を乳化し、そして乳化機からの乳飲料を含む選択流体の乳化混合物を計量分配する装置を改良するものであると考えることもできる。本発明のこの局面の改良によれば、大気圧以上の空気源が、乳化機へ結合される。したがって、システムは、飲料混合物に対して空気を供給するのに、乳化機のベンチュリ効果によって生じる吸引にのみ頼るものではない。加圧空気の使用は、乳化ユニットから飲料が吐出されるときの、温度の一貫性と、飲料混合物中の各流体の量の一貫性を改善することができる。
【００２３】
さらに、もう一つ実施例においては、飲料ディスペンサは、少なくとも一つの他の流体と乳飲料とを計量分配するために、混合室から下流に位置する飲料ディスペンサ流出口を持つ乳化室を含む、他の流体と共に乳飲料を乳化する装置であると考えてもよい。本発明の改良は、乳化室へ結合した加圧水供給源からなり、水供給源と乳化室との間にフラッシュ制御弁及び三方弁が配置される。フラッシュ制御弁のアクチュエータは、飲料の各計量分配後、水供給源から乳化室を介して水を吐出するよう、フラッシュ制御弁を自動的に開くようにプログラムされる。択一的に、もし目的が、不要な空気を締め出す、そして／あるいは乳化室にまで到達してしまうであろう不要な拡張空間を解消することであるなら、飲料の計量分配前に、乳化室までのみ到達するだけの少量の水を提供するようにプログラムしてもよい。三方弁は、空気ラインと水供給源とに結合され、乳化室へ空気ラインを介して、択一的に水及び空気を供給するように作動可能である。特定の実施例では、水供給源は、乳化室に結合する空気ラインへ結合される（あるいは、結合してもよい）。これによって、空気ラインを水でリンスすることが可能である。
【００２４】
さらに、もう一つの広範な局面においては、本発明は、流体乳化室を介して飲料ディスペンサ流出口へ、少なくとも一つの他の流体と共に乳飲料を、選択した量だけ通過させることによって、他の流体と共に乳飲料を乳化するための、改良型の方法であると考えてもよい。この改良型の方法は、乳飲料に混合するために空気供給ラインを介して空気を選択的に、そして択一的に供給し、各計量分配の前あるいは後に、空気供給ラインを介して乳化室へ、そして飲料ディスペンサ流出口へ自動的に水をフラッシュする。
【００２５】
本発明は、さらに、請求項２０に記載の、乳飲料のための使い捨て容器を提供する。このような使い捨て容器は、本発明による飲料ディスペンサへ容易に結合することができる。また、ディスペンサのピンチ弁は、弁が乳飲料に接触しないという利点で、使い捨て容器の（例えば、ゴムあるいはプラスチック製の）柔軟なホースの外側に作用する。また、使い捨て容器の特定の実施例は、「バッグ・イン・ボックス」容器と呼ばれる。バッグ・イン・ボックス容器は、例えば、ミルクで満たした無菌性のプラスチックの袋からなり、保護のための波状ボール紙あるいはプラスチックボックス内にパッケージされる。この袋は、柔軟なゴムあるいはプラスチックのディスペンサ・ホースを除き、完全に閉じらることが好ましい。ボックスは、その底部近くで開けることができ、ホースを引き出してホースを下方へ延ばすことができる。使い捨て容器の輸送及び保存中、ボックスは、ホースが損傷を受ける、あるいはもつれるのを防ぐ。上記の飲料ディスペンサ内にボックスを収容するためには、ボックスは、冷蔵ミルク保存室に納まる程度の大きさがある。他方、本発明による、新鮮な牛乳そして／あるいは乳飲料を乳化するためのユニークな装置は、乳化ユニットの上方に「バッグ・イン・ボックス」容器を収容するように構成される。この場合、袋の中のミルクが使用されるにつれ、大気圧が袋をつぶす。
【００２６】
もう一つの使い捨て容器の好適実施例では、ホースの自由な遠心端の先端は、ホースの遠心端を開くために取り外しが可能である。これは、例えば、密閉管の先端を切断して除去すると、ホースを介して乳飲料（例えば、ミルク）が流れるように実現してもよい。
【００２７】
本発明による使い捨て容器は、使い捨てのミルク容器から乳化ユニットへの、永久的な結合管を不必要なものとする。反対に、「バッグ・イン・ボックス」容器の袋が空の場合、管の先端は、注入口から乳化ユニットへ除き、ピンチ弁から引き離すことができる。それから、予め取り付けた管を含み、使い捨ての「バッグ・イン・ボックス」容器は、捨てる、そして交換することができる。
【００２８】
本発明を、添付図面を参照にして、より明確に、そして入念に説明する。
【００２９】
図１は乳化ディスペンサ装置１０を示す。そのキャビネット１２は、図２に概して１４で示す上部と、同図に概して１６で示す下部とを持つ。上部１４は、冷却室を約０℃から５℃の間の温度（約０．５℃から４．５℃の間がより好ましい）に保つ冷却コイルを持つ、電気的に作動する冷蔵庫１８を含む。冷蔵庫１８の冷却室は、使い捨ての「バッグ・イン・ボックス」ミルク容器２２、または正規の、標準的な１ガロンあるいは半ガロンのプラスチック容器等の、他の包含装置、あるいはキャビネット１２の上部１４内にミルク２０の供給を保持するカートンを収容することができる。特に、容器２２は、波状ボール紙の角箱から形成されており、その中には、柔軟な、折りたたみ可能なプラスチック袋２４が入っている。袋２４には、図３に最も良く示す、短いゴム管から形成した吐出ホース２６が備わっている。ホース２６は、袋２４の底部に流体的に連結してシールされた近位端と、その反対側にあり、その端部が当初閉じて密閉される自由遠心端とを持つ。
【００３０】
「バッグ・イン・ボックス」容器２２を用いるためには、ユニット１０の上部１４内にある冷蔵庫１８のドア２８を開け、その中に波状ボール紙容器２２を、吐出ホース２６が、冷蔵庫ドア２８のすぐ後ろ、ユニット前部の近くの冷却室の床に位置する小さな開口を通って下方へ向くように配置する。ホース２６は、冷蔵庫の床の開口を下方へ通り、垂直軸の周りに回転するように丁番が付けられてハウジング１２の構造に対して掛け金で締まるピンチ・ドア３０を通過するように挿入される。ピンチ・ドア３０は、その内面に区画形成された、垂直な半円筒状の溝３２を持ち、これに対向接触する垂直な半円筒状の溝３４が、ピンチ・ドア３０の後ろに位置する支持構造３６内に区画形成されている。溝３２及び３４は、冷蔵庫１８の床の開口から下方へ、垂直な円筒状の通路を形成する。この通路は、乳化あるいは泡立てヘッド・ユニット４０内の、上方へ向けられた中空環状ミルク注入パイプ４２に結合されている。
【００３１】
ピンチ・ドア３０が、支持ブロック３６に対して閉じられ、それに掛け金で締められると、ミルク吐出ホース２６は、電磁式アーマチュア３９の端部に取り付けられて往復移動可能な弁ゲート３８を持つ、ノーマルクローズ・ピンチ弁２５に対して押される。非活動状態では、電磁式アーマチュア３９が、ピンチ・ドア３０に直角な、そして冷蔵庫ドア２８の配置に直角な水平方向前方へ、ピンチ弁ゲート３８を押す。ピンチ弁ゲート３８は、通常、図３に示すように、吐出ホース２６を締めつけて閉じる。
【００３２】
ドア２８が閉じられ、ピンチ・ドア３０が支持構造３６に対して押されてネジあるいは掛け金でしっかり固定されると、ミルク吐出ホース２６がシールされるため、ミルクは弁ゲート３８の下方へ流れない。ミルク吐出ホース２６の下端は切断され、この切断遠心端は、図３に示すように、垂直に配置された乳化ユニット４０のミルク注入パイプ４２上へ、同軸に押し上げられる。
【００３３】
「バッグ・イン・ボックス」ユニット２２からのミルク吐出ホース２６の直径は、ミルクを乳化機４０へ供給するのに必要な径よりもかなり大きいため、締付スロットリング流量レストリクタ４４を注入パイプ４２に挿入することが好ましい。締付スロットリング流量レストリクタ４４は、乳飲料注入パイプ４２の水平環状上端上に座るフランジ頂部を持つ環状構造である。スロットリング流量レストリクタ４４の全長に渡って、その軸方向中心に、狭い中央オリフィスあるいはダクト４６が延びる。ダクト４６は、乳化機４０から計量分配する飲料の量に応じて、１．１６９ｍｍから１．３９７ｍｍの範囲の直径がある。
【００３４】
乳化ディスペンサ１０の冷却チャンバ１８は、乳化機ベンチュリユニット４０の上方に位置する。これは、袋２４内におけるミルク２０の最低レベルが、常に乳化機４０のレベルより高いことを意味する。結果として、常に、残っている供給ミルク２０に重力が作用して、ミルクが乳化機４０へ運ばれる。また、乳化ユニット４０へミルク２０を供給するのに、機械的なポンプを必要としない。
【００３５】
乳飲料を部分的に重力によって送るシステムの使用は、システム作動が瞬時に応答できるという利点がある。乳飲料が、常に、ピンチ弁２５の真上に位置するため、遠隔供給源から供給ラインを介してミルクを引く場合であっても遅延がなく、また、ミルクを引き込む前の、ミルク供給ラインからの空気の吸い出しにも遅延がない。しかしながら、本システムでは、乳化ユニット４０内へ、ミルク２０が、常に、すぐに計量分配できる状態にある。
【００３６】
乳化機４０は、その構造内に、中空円筒状乳化室５０を区画形成する成形プラスチック体４８を含む。多くの点で、乳化機４０は、参照として本文に完全に組み込む、米国特許第４，７１５，２７４号に開示されている乳化ユニットと同様に作動するように構成されている。乳飲料吐出ダクト５２は、混合あるいは乳化室５０から下方へ突出している。
【００３７】
乳化機ハウジング４８は、また、一対の横方向キャビティ５３及び５５を区画形成する。これらのキャビティは、上下に位置し、蒸気ノズル５４と空気ノズル５６とを受容する。これらのノズル５４及び５６は、本体４８内の対応するキャビティ５３あるいは５５内へ挿入されて、垂直なミルク注入パイプ４２に対して直角な方向でそれを横切るベンチュリ室６０に流体的に連結している。ノズル５４及び５６の周りのノズル・キャビティ５３及び５５内の環状溝型凹部内には、乳化ユニット４０に、ノズル５４及び５６の外周をしっかりとシールするためにＯリング６２及び６４が各々配置されている。図４に示すように、ノズル５４及び５６は、各々、その構造内に中央軸方向の流路６６及び６８が区画形成されており、これらの流路は、各々蒸気供給ライン７０及び加圧空気供給ライン７２へ結合されている。本発明の好適実施例では、蒸気ノズル５４のオリフィスは、混合キャビティに入る箇所で、直径が２．２ｍｍであるが、異なる径でもよい。
【００３８】
本システムは、図４の概要図に示すＡＣ／ＤＣ電源７４によって駆動される。この電源はプリント回路制御板７６に動作電力を提供する。好適実施例である乳化ディスペンサ装置１０には、７８、８０、８２及び８４で示す四つの作動ボタンがある。もちろん用途に応じて、作動ボタンの数は、より多くても、あるいは少なくてもよい。これらの作動ボタンを押して、図１に８６で示す、熱い乳飲料の流れを発生させる。また、以下に説明するが、ユーザが、パージ用水流及び蒸気流を放つシステムを作動させることができるように、第五の作動ボタン８５が設けられている。
【００３９】
各ボタンのパラメータは柔軟でプログラム可能である。どのボタンも、熱い泡状ミルク、あるいは熱い泡のないミルクを生成するようにプログラムが可能である。さらに、各ボタンは、押して保持したときに、あるいは適当な時間に渡って機能するようにプログラムできる。時間制御による用途では、ボタンを一度押すことによって作動させ、再び押したとき、あるいはプログラムされた時間が経過したとき、機能が停止するようにする。
【００４０】
例えば、ボタン７８は、押して保持したときに、圧縮空気、蒸気及びミルクの混合物の流れを発生させ、これらを乳化ユニット４０内で乳化して、図１に示す流れ８６として計量分配するようにプログラムすることができる。ボタン７８を押し続ける限り、流れ８６は継続する。
【００４１】
ボタン７８のように、ボタン８０は、圧縮空気で通気し蒸気で暖めた泡立ちミルクの、カプチーノ乳飲料混合物を計量分配するように用いることができる。しかし、ボタン８０は、長く押されたかどうかに拘らず、流れ８６を、予め指定した液体量だけ吐出するようにプリント回路基板７６へ信号を送る。すなわち、ボタン８０を瞬間的に押すだけで、予め定めた分量の流れ８６を容器８７へ吐出させ、（瞬間的な押下によって）中断させない限り、この量だけ計量分配することができる。
【００４２】
ボタン８２は、ボタン８２を押し続ける限り、カフェラッテの、熱い泡のないミルクの流れを発生させるよう、プリント回路基板７６へ信号を発するように用いてもよい。熱い、泡のないミルクの調製では、空気ノズル５６への空気の供給はない。蒸気での乳化によって暖めたミルク８６の、容器８７への流れは、ボタン８２が押されている限り継続する。もう一つの選択肢としては、ボタン８４は、瞬間的な押下によって、カフェラッテの加熱ミルクを、予め設定した一定分量だけ、流れ８６として発生させてもよい。すなわち、ボタン８４が瞬間的に押し込まれただけでも、容器８７への、加熱ミルクの所定量の流れが発生する。
【００４３】
図２及び４に示すように、乳化ディスペンサ・ユニット１０は、その下部内に蒸気ボイラ９０を含む。蒸気ボイラ９０は、容量が１リットルであり、６キロワットの電気加熱コイル等の、加熱エレメント９１を備える。また、サーモスタット制御のセンサ・エレメント９３もボイラ９０内に配置されている。ボイラ９０は蒸気供給ライン７０によって蒸気ノズル５４に結合されている。蒸気ボイラの作動は、プリント回路基板７６内のプログラム可能な設定によって、電気制御ライン９２を介して制御される。
【００４４】
乳化ディスペンサ・ユニット１０は、また、ニードル弁である空気調整器９６に結合する、オプションの空気ポンプ９４を含む。空気調整器９６は、さらに、三方弁１００へのエア・ダクト９８に結合する。三方弁１００は、空気ノズル５６に空気供給ライン７２によって結合される。所望の圧力を達成するための空気ポンプ９４の作動は、プリント回路基板７６から延びる電気信号制御ライン１０２の制御下にある。プリント回路基板７６は、ライン１１６上の信号によって、三方弁１００の作動の状態及び方向を制御する。
【００４５】
ユニット１０は、また、三方弁１００へ水導管１０６によって結合された水ポンプ１０４を含む。水ポンプ１０４の作動は、プリント回路基板７６からの電気制御ライン１０８によって制御される。また、水導管１０６から、蒸気ボイラ９０への導管１１２に結合された補給弁１１０へ延びる分岐管１０７がある。補給弁１１０は、電気制御ライン１１４を介してプリント回路基板７６から制御される。
【００４６】
ボイラ９０内の水位は、蒸気ボイラ９０内のレベル検出器９５が感知し、プリント回路基板７６上のレベル監視回路が、この水位をチェックする。ボイラ９０内の水位が最小レベルよりも下がると、プリント回路基板７６内の電気回路が、ライン１１４の信号によって補給弁１１０を開く。それから、水ポンプ１０４は、ライン１０６及び１０７、そして補給弁１１０及び導管１１２を介して水を注ぎ込み、蒸気ボイラ９０内の水量を補充する。
【００４７】
次に、加熱乳飲料ディスペンサ１０の作動を説明する。「バッグ・イン・ボックス」容器２２内に、十分な量のミルク２０を保存する。「バッグ・イン・ボックス」容器２２の代わりに、１ガロンあるいは半ガロンのミルク・パック等の、他のタイプのミルク容器を用いることもできるということは明らかである。容器２２は、冷蔵ユニット１８によって、約０℃から５℃の冷蔵状態で維持される（約０．５℃から４．５℃の間がより好ましい）。ベンチュリに基づく乳化ユニット４０のレベルよりも高く、ミルクが袋２０内に冷蔵保存されることに注目すべきである。
【００４８】
要求ボタン７８、８０、８２あるいは８４の一つを作動させると、プリント回路基板７６の予め設定したプログラムは、図２に示す電磁ソレノイド４１を作動させて、ソレノイド・アーマチュア３９を内方へ引き、これによって、ミルク供給ホース２６に対する締付接触からピンチ弁ゲート３８を引き離す。ボタン７８、８０、８２及び８４の、どれを作動したかによって、ソレノイド４１は、ボタンが解放されるまで、あるいは、プリント回路基板７６の設定によって決まる、予め定めた時間、または、予め定めた時間が経過する前にボタンを瞬間的に押すまで、弁ゲート３８を引き込んだ状態に維持する。
【００４９】
ソレノイド４１の作動が、弁ゲート３８を、ミルク供給ホース２６に対する締付係合から引っ込めているときは常に、ミルク２０は重力によって乳飲料注入パイプ４２へ下降する。ミルク２０は、袋２４からミルク吐出ホース２２を介してミルク注入パイプ４２へ、それから乳化ユニット４０へと下降する。スロットリング流量レストリクタ４４は、そのオリフィスの大きさに応じて、ミルク２０の流れを制限する。
【００５０】
乳化ユニット４０の注入口４２へのミルクの流れの開始と同時に、プログラムしたプリント回路基板７６の電気回路は、信号を制御ライン９２上に送り、蒸気ボイラ９０を作動させて、所望の温度の蒸気を発生させる。蒸気ボイラ９０は、通常１３０℃から１３５℃の温度範囲において、定常状態あるいは待機状態に維持される。カプチーノのための泡立ち加熱ミルクの調製及び吐出を要求するボタン７８あるいは８０を押した場合、この温度は、蒸気ボイラ９０内に位置する電気加熱コイル９１への加熱電流が遅れるため、下降する。しかし、応答はほぼ瞬間的である。温度は、新しい目標温度、例えば１２５℃へ非常に急速に下がる。また、同様に、蒸気圧も、雰囲気圧以上の約１．５バールの圧力へ降下する。それから、約１２５℃の温度、そして大気圧以上の、１．０から１．５バールの間の圧力で、蒸気ボイラ９０から蒸気が排出される。
【００５１】
同時に、オプションとして、プリント回路基板７６は、制御信号ライン１０２を介して空気ポンプ９４を作動させて、大気圧を超える約０．３から０．７バールの圧力の空気を発生させる。そしてライン１１６上に制御信号によって、三方弁１００を、ライン９８をライン７２へ結合する位置へ操作する。そのとき、空気調整器９６は、ライン９８によって、三方弁１００及びライン７２を介して空気ノズル５６へ空気を導くように結合される。
【００５２】
例えばカプチーノの調製に使用する、熱い泡状のミルクの場合、適当なボタン７８あるいは８２を押すことによって、プリント回路基板は、ソレノイド４１を作動させて乳化機４０へのミルクの流れを開始し、ライン９２を介する作動信号によって蒸気ボイラ９０の加熱エレメント９１を作動させ、制御ライン１１６上への信号によって、三方弁１００を作動させてライン７２及び９８を相互結合させ、そして制御ライン１０２上への信号によって、オプションの空気ポンプ９４を作動させて、乳化機４０への、空気及び蒸気の両方の流れを開始する。三つの流体は、すべて加圧された状態で、乳化室５０へ収容される。ミルク２０の流れに対する圧力は、部分的に重力によるものであるが、空気に対する圧力は、ベンチュリに基づく泡立て器から生じる吸引力によって、あるいはポンプ９４によって提供され、蒸気圧は蒸気ボイラ９０内の蒸気から提供される。蒸気の流れは、ライン７０に位置し全開あるいは全閉のいずれかの位置で作動する蒸気弁４７によって制御される。
【００５３】
蒸気は、乳化室５０内のミルク及び空気を暖め、比較的に小さな容積の水に凝縮する。したがって、カプチーノに用いるために飲料容器８７に計量分配される飲料８６は、空気調整器の設定に依存するが、容積において、約３分の２がミルクで約３分の１が空気である。しかしながら、ミルクのかなりの量は、容器８７内の飲料の上に泡として位置する。実際、容積測定によれば、飲料８６は、容器８７内において、約５０パーセントの加熱ミルクと、飲料の上層としての約５０パーセントのミルク泡からなる。
【００５４】
乳化室５０から流出口５２を介して吐出する、カプチーノ飲料混合物８６の望ましい温度は、６８℃から７４℃の間である。蒸気圧、すなわち蒸気温度に依存して、カプチーノ飲料に用いる加熱ミルク及び泡で、１６オンス飲料容器８７を満たすには、約３０秒を要する。
【００５５】
熱い泡のないミルク、例えばカフェラッテを調製するには、ボタン８２あるいはボタン８４を押す。この時、プリント回路基板７６は、三方弁１００が、ポンプ９４からの空気の供給を完全に遮るように調整する。また、プリント回路基板７６のプログラムした電気回路は、蒸気ボイラ９０へのラインの９２に信号を送り、蒸気ボイラ９０内の加熱コイル９１を作動させて、蒸気の温度を、新しい目標の約１４０℃へ引き上げる。これによってボイラ９０内の圧力が増加する。典型的に、熱い泡のないミルクの調製では、ボイラ９０内の蒸気圧は、大気圧以上の、約１．０から３．２バールである。
【００５６】
また、熱い泡のないミルク・ボタン８２あるいは８４を押すと同時に、ピンチ弁２５が作動するため、ミルク２０は、ピンチ弁２５を通過して流れ、ノズル５４を介して注入される蒸気と混合される。二つの流体は、乳化室５０内で混合され、乳化機の飲料吐出ダクト５２を介して計量分配される。
【００５７】
熱い泡のないミルクの調製において、乳化室５０を出る流体は、ミルクを暖める蒸気が容積の小さな水に凝縮するため、ほぼすべてがミルクになる。また、熱い泡のないミルクのための、吐出ダクト５２を去るときの流れ８６の加熱ミルクの温度も、６８℃から７４℃の範囲に収まるべきである。蒸気ボイラ内の温度に依存して、カフェラッテのための、十分な量の加熱ミルク８６を、１６オンスの飲料容器８７内へ計量分配するには、約３０秒を要する。
【００５８】
本発明の非常に重要な特徴は、自己洗浄性にある。７８、８０、８２あるいは８４のどのボタンが押されたかに拘わらず、空気ノズル５６と、空気ノズル５６へ導くライン７２は、加熱乳飲料８６が計量分配された後、洗浄される。この自己洗浄ステップは次のように行われる。ボタン７８あるいは８２によって開始した作動信号の時間切れの理由で、あるいはユーザがボタン８０あるいは８４を解放したという理由で、ミルク、蒸気及び空気の流れがすべて止んだ後、プリント回路基板７６のプログラムは洗浄サイクルを開始する。特に、プリント回路基板７６上の電気回路は、ライン１１６上の信号を介して三方弁１００を設定することによって、水導管１０６を空気供給ライン７２に結合し、ライン９８を介して後戻るすべての流れを阻止する。それから、水ポンプ１０４は、水導管１０６から、フラッシュ制御弁１０９及び三方弁１００、空気供給ライン７２を介して空気ノズル５６へ、そして乳化室５０内へフラッシング水、すなわちパージング水を供給する。ライン１０６及び７２、三方弁１００及びノズル５６を洗い流すには、これらの構成要素内の容量が比較的に小さいため、僅かに少量の水が必要なだけである。フラッシング水は、予め定めたプログラム可能な時間、約２秒間に渡って、空気ノズル５６を介して供給される。同時に、蒸気ボイラ９０への制御ライン９２上の信号は、蒸気供給ライン７０及び蒸気ノズル５６から、それらの構成要素に残っているかもしれないミルク及び水を除くために、少量の蒸気の吐出を開始する。
【００５９】
飲料８６の各計量分配の後、フラッシングあるいはパージング・サイクルを行うことによって、システムは、空気ノズル５６、空気ライン７２、蒸気ノズル７４、あるいは蒸気ライン７０内へ後戻りしたかもしれないミルクによる汚れを取り除き、水ポンプ１０４からの水、そしてボイラ９０からの蒸気を用いることによって、空気及び蒸気のライン及びノズルから、極微量のミルクのすべてを洗い流すことが可能である。フラッシング水の特定量を、ミルク、またはその中に含まれる可能性のある比較的に極微量の他の不純物と共に、吐出ダクト５２から排水盆内へ単純に排出する。
【００６０】
「バッグ・イン・ボックス」容器２２、そこから延びる流出口ホース２６、ノズル５４及び５６、そして乳化ユニット４０は別として、ディスペンサ・ユニット１０の部品あるいは機械的な構成要素は、ミルク２０にじかに接触することが全くないということに注目すべきである。これは、毎日の清掃作業を、費用効果の非常に良い、単純なものとする。特に、乳化ユニット４０は、一日単位で交換する、非常に安価な使い捨てアイテムである。同様に、ミルク２０の「バッグ・イン・ボックス」容器２２も使い捨てアイテムである。ミルク２０は、使い切る、あるいは有効期限が過ぎるまで、冷蔵ユニット１８内に保存されるものである。そのときは、「バッグ・イン・ボックス」容器２２と、そこから延びる吐出ホース２６も廃棄する。
【００６１】
蒸気及び空気イジェクタ・ノズル５４及び５６のみが、ミルクに接触するにも拘わらず、毎日交換するようにデザインされていないユニット部品である。各プログラムした飲料量を計量分配した後、イジェクタ５４及び５６の内側溝は、自動的に水及び蒸気で洗い流される。フラッシング・サイクルのタイミングは、プログラム可能な、ソフトウェア制御のプリント回路基板７６によって制御される。また、ノズル５４及び５６は、外部からの、洗浄、拭き取り、そして／あるいはブラシがけが非常に容易である。
【００６２】
乳化ディスペンサ・ユニットの操作者が望むときはいつでも、水及び蒸気によるフラッシングあるいはパージング・サイクルが行えるうようにセレクタ・ボタン８５を用いてもよい。セレクタ・ボタン８５の押下は、各飲料の計量分配後に自動的に行われるようにプログラムされた、同一のフラッシング及びパージング・サイクルを手動で開始するための手段を提供する。
【００６３】
ディスペンサ・ユニット１０は、上記のように「バッグ・イン・ボックス」容器２２への特定な用途を持つが、また、ミルク吐出ホースが容器の最上部の開口を介して結合される、市販のガロン・パック、ガロン・ボトル、あるいは他の市販の乳製品パッケージに関連させて用いてもよい。そのような構成では、ホースは、ミルク容器の頂部から容器に入り、下方へ、ミルク容器の底部へ突出する。このようなホース結合では、頂部の開口を介して容器の底部からミルクを、ピンチ弁２５を通してミルク注入パイプ４２へ挿入される供給ホースを介して下方へ引き出すために、初期の吸引あるいは吸い上げ力が必要である。しかし、その後は、発生したサイホン効果が、ミルクの乳化ユニット４０への到達を支援する。従来のシステムとは異なり、ミルク容器全体と、それに関連するホース構造が、冷蔵ユニット１８内に収容されているので、サイフォンの断絶を全く必要としない。
【００６４】
ピンチ弁２５はディスペンサ１０の重要な構成要素である。熱い乳飲料のディスペンサ用途における、このようなピンチ弁の使用は、本発明に特有である。ピンチ弁２５は、乳化ユニット４０の真上に位置する。ピンチ弁２５は、ピンチ弁２５のどの部分もミルク１０に接触しないため、泡立てヘッド・ユニットあるいは乳化ユニット４０の、自動的なパージ及びリンス・サイクルを可能にする。
【００６５】
さらに、ピンチ弁２５を用いることの利点は、冷蔵保存容器２２内へミルクが逆流するのを防ぐため、「バッグ・イン・ボックス」容器２２でのように重力による供給支援で、次の飲料計量分配サイクルを遅延なく始められるということである。サイフォンの断絶を必要としないので、供給管は常にミルクで完全に満たされている。その結果、次の飲料を計量分配するためにディスペンサ装置１０を作動させたときに遅延がなく、また、計量分配に一貫性がある。この特徴は、客が飲料ボタン７８、８０、８２あるいは８４の一つを押した後すぐに、容器８７内への計量分配を行わなくはならない本来のセルフ・サービスの用途に非常に重要である。ほんの瞬間的な遅延でさえ、ある客は、容器８７を交換する、あるいは取り除くことがあるため、手に熱い飲料をかけてしまうという危険性がある。
【００６６】
ベンチュリに基づく泡立てヘッド乳化ユニット４０との組み合わせで、管２６に対してピンチ弁２５を用いることも、また、ミルク２０とピンチ弁２５の作動構成要素との間の直接的な接触を避けるという点で独特なことである。その結果、ピンチ弁２５自体を、毎日取り外す、あるいは洗浄する必要はない。機械的なバルブの取り外し及び洗浄は、一般的に、マシン１０のエンド・ユーザあるいは操作者には余りに困難であり、認定技術者の支援を必要とする。しかしながら、本発明の構造によれば、ピンチ弁２５の取り外し及び／あるいは洗浄は、稀に起こり得る弁の故障の場合にのみ必要である。
【００６７】
対照的に、ミルクの流れを遮断する従来の機械的なバルブは、一般的に、技術者が取り換えるまでマシン内に留まる。このような弁は、毎日の厳しい、特別な薬剤を用いる洗浄処置を必要とする。このような弁が正しく洗浄されない場合は、細菌の繁殖に苦しむと共に性能の信頼性が失われる。しかしながら、フロー・コントロール・メカニズムの作動構成要素とミルク２０との直接的な接触を避けるピンチ弁２５の使用は、このような清掃の必要性がない。
【００６８】
本発明は、単一のボイラ９０からの蒸気を用いるが、この蒸気は、押された飲料ボタン７８、８０、８２及び８４によって決まる、異なる別個の温度、圧力、速度において注入される。選択した飲料に応じて、蒸気は、二つの異なるノズルを介して注入してもよいが、単一蒸気ノズル５４を介して供給することが好ましい。しかしながら、必要に応じて泡立てヘッド４０に、分離した蒸気ノズル５４を設けてもよい。各蒸気ノズルのオリフィスは、異なり、それを用いる飲料に特に適したものとしてもよい。
【００６９】
乳化ディスペンサ・ユニット１０は、計量分配する飲料製品に対する温度の一貫性を完全に制御する。蒸気は、単一のボイラ９０から発生し、異なる別個の温度、圧力及び／あるいは速度において注入される。蒸気の流路は、単一の注入蒸気インゼクタ５４を介して、単一の泡立てヘッド４０へ延びることが好ましい。温度コントロールは、要求に応じて、すなわち、ボタン７８、８０、８２あるいは８４を選択して押下することで開始される。選択ボタンに関連する温度で、蒸気に対する要求が満たされることは重要である。従来のシステムとは異なり、本発明は、飲料の選択に応じる各変化に対して、ボイラ９０を、新しい基本蒸気温度へリセットあるいは再修正する必要がない。正反対で、プログラム可能な基本（待機）蒸気温度は、飲料の選択に拘らず、一定である。飲料が選択されると、ボイラ９０内の蒸気は、比較的に強力な加熱エレメント９１、そしてボイラ９０の比較的に小さな容量という要因から、必要に応じて急速に加熱あるいは冷却される。基本蒸気温度は、調製すべきすべての加熱乳化飲料に必要な、最高及び最低蒸気温度の間に存在する。レベル検出器で示す必要に応じて、水ポンプ１０４から水を補充するための補給弁１１０を備えたため、比較的に小さなボイラ９０を用いることが可能である。
【００７０】
本発明による乳化ディスペンサ・ユニット１０が達成する温度制御の精度は、非常に重要である。計量分配する乳飲料の温度が７６℃を超えると、ミルク・タンパク質はカラメルになり始め、焼けた、あるいは焦げたミルクができる。工業規格は、計量分配する飲料８７の温度が、７４℃を超えないように指定している。厳しい温度コントロールは、蒸気ボイラ９０内の加熱コイル９１への電力の供給をオン・オフすることによって達成している。
【００７１】
また、空気ノズル５６への加圧空気の供給に対して、積極的な加圧空気源を用いることも有利である。従来のベンチュリに基づく乳化機ヘッド・システムとは異なり、本発明は、ベンチュリ泡立て器内において吸引を介して「受動的に」発生する差圧のみに、必ずしも依存するものではない。このようなシステムは、大気圧の変化に応じて、一貫性のない飲料混合物を生成する可能性がある。本発明のシステムによって生じる、周囲気圧を超える正高圧は、空気ノズル５６を通る空気の流れを、より安定な、一貫性のある、そして滑らかなものとする。
【００７２】
また、加圧空気の選択的な供給は、空気に対するミルクの割合を安定させるため、計量分配される飲料８７の温度の一貫性を改善する。ベンチュリ吸引における変化にさらされる従来のシステムでは、低い雰囲気圧から空気流量に降下が発生した場合、混合物内に大量のミルクが入ってしまう。逆に、雰囲気圧の上昇は、従来のベンチュリ泡立てヘッド内における空気容積を増加させるため、混合物内のミルクの質量を減少させる。混合物内に大量の空気があるため、加熱すべきミルクは少ない。
【００７３】
フラッシングあるいはパージング効果を提供するために、吸気ライン７２及び空気ノズル５６を満たす水を、積極的に予めプログラムして使用することは非常に重要である。空気ラインを浄化する機能は、単一の乳化室５０を、ミルクの流量を不安定にしないで、泡のある、そして泡のないミルクの両方を計量分配するのに用いることを可能にする。実際、空気ノズル５６と三方弁１００との間の空気供給ライン７２の長さは非常に短い。また、熱い泡のないミルクの計量分配では、ライン７２内にパージ・サイクルから残る水の存在は、ライン７２から乳化室５０内へ過剰な空気が引き込まれるのを防ぐ。ライン７２内でフラッシングあるいはパージ水を用いることによって、泡のないホットミルクを調製するときの、不要な空気の存在を避けることができる。
【００７４】
このことは、泡のある、そして泡のないホットミルクの両方を調製するために用いる、多くのベンチュリに基づく乳化機に共通する問題を解決する。すなわち、そのような従来の乳化機は、乳化ユニット内で生じるベンチュリ吸引が原因で、空気を必要としないときでさえ、ミルクの流れに空気を漏らす傾向がある。これは、熱い泡のないミルクの、温度及びきめの両方における一貫性のない品質という問題をもたらす。飲料８７の各計量分配後に、パージ水で吸気ライン７２及び空気ノズル５６を満たすことによって、本発明は、システムを提供する。吸気ライン及びノズルからミルク残存物を単に洗浄、浄化するだけでなく、要求が泡のないホットミルクであるときに、ベンチュリ室６０及び乳化室５０内へ空気が入るのを防ぐ。
【００７５】
空気供給ライン７２は、泡立てヘッドに繋がり、空気ノズル５６によって乳化機４０へ結合されている。空気供給ライン７２は、マイクロプロセッサ７６がプログラムされる状態に応じて、二つの異なる機能を行うように用いてもよい。特に、空気供給ライン７２は、（１）乳化機へ空気を注入する、あるいは（２）乳化機４０へ水を注入するために用いてもよい。
【００７６】
三方弁１００は、空気あるいは水の需要に応じて、一方向あるいは他方向の流れを塞ぐ分流弁として機能する。休止したデフォルト状態では、三方弁１００は、エア・ダクト９８を塞ぎ、水導管１０６と空気供給ライン７２との間の通路を開く。そして、水ポンプ１０４及びフラッシュバルブ１０９が作動すると、水が流れる。泡状のミルクを計量分配する場合、マイクロプロセッサ７６は、三方弁１００の位置を変え、水導管１０６を塞ぎ、空気が、エア・ダクト９８から三方弁１００を介して空気供給ライン７２へ、そして乳化機４０へ流れるようにする。
【００７７】
空気供給ライン７２は、二つの異なる目的で、異なる時間に浸水させてもよい。第一に、マイクロプロセッサ７６は、飲料の計量分配の後、乳化機４０を洗浄し、乳化機４０及び空気供給ライン７２からミルク残留物を取り除くために、空気供給ライン７２を浸水させるようにプログラムされてもよい。飲料の計量分配後、空気供給ライン７２内で起きる真空効果から、空気供給ライン７２内にミルク残留物が入る可能性がある。飲料の計量分配後に空気供給ライン７２を水でフラッシングすることによって、空気供給ライン７２及び乳化機４０の両方を、各飲料計量分配後に洗浄することができる。
【００７８】
セルフ・サービス置等の用途では、マイクロプロセッサ７６は、飲料計量分配後、水のフラッシング放出に、かなりの猶予を持たせるようにプログラムすることが好ましい。これは、飲料計量分配の完了後、ユーザがすぐに手を飲料吐出ダクト５２の下に差し込むことから起こる偶発的な火傷を防ぐために望ましい。この状況では、また他の状況でも同様であるが、異なる目的で、空気供給ライン７２を満たすことが望ましい。
【００７９】
マイクロプロセッサ７６は、また、ボタン８２あるいはボタン８４が押されたときにすぐ、熱い泡のないミルクが計量分配される前に空気供給ライン７２を浸水させるように用いてもよい。この場合は、ボタン８２あるいはボタン８４の作動によって、電磁式アーマチュア３９に電流を送る直前に、少量の水が三方弁１００を介して空気供給ライン７２内へ注入される。したがって、吐出ホース２６からミルクが流れるように弁ゲート３８が開かれる時までには、空気供給ライン７２は浸水状態になる。これによって、熱い泡のないミルクの計量分配中に、空気供給ライン７２から不要な空気が吸い込まれることを避けることができる。
【００８０】
疑いなく、熱い乳飲料の計量分配に精通した者には、本発明における多数の変化及び変更は容易に明らかである。例えば、乳化ディスペンサ・ユニット１０の使用は、熱い、泡のある、あるいは泡のないミルクに限定されるものではない。ホットチョコレートミルク、ホットミルク及びホットクリーム、そして高温における、他の乳飲料の計量分配に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】好適実施例としての、他の液体と共に乳飲料を乳化し、この混合物を、所望の温度において熱い飲料として計量分配する装置の斜視図である。
【図２】図１に示す乳化ディスペンサ・ユニットの側面断面図である。
【図３】図２の乳化ディスペンサ装置の一部を示す、側面断面図である。
【図４】本発明による乳化ディスペンサ装置の、操作可能な構成要素を示す概要図である。

Claims (22)

1. 乳飲料（２０）の冷却保存容器（２２）を含むための冷蔵室（１８）を持つハウジング（１２）と、
   前記冷蔵室（１８）内の容器（２２）に結合され、乳飲料（２０）を他の流体と共に乳化して、その流体（８６）の乳化混合物を飲料容器（８７）内へ計量分配する、ベンチュリに基づく乳化ユニット（４０）とからなる飲料ディスペンサ（１０）であって、
   前記冷蔵室（１８）が前記乳化ユニット（４０）の上方に位置し、前記ディスペンサ（１０）は、また、前記冷蔵室（１８）と前記乳化ユニット（４０）との間に位置する電気的に作動する乳飲料フロー・コントロール弁（２５）からなり、前記フロー・コントロール弁（２５）の作動が前記乳化ユニット（４０）への前記乳飲料（２０）の重力による流れを可能にすることを特徴とする、飲料ディスペンサ（１０）。
2. 前記冷蔵室（１８）が、使い捨ての冷却保存容器（２２）に結合するためのカプリング手段を備え、前記ハウジング（１２）の前記冷蔵室（１８）から前記フロー・コントロール弁（２５）を介して下方へ延びる柔軟な吐出ホース（２６）からなることを特徴とする、請求項１に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
3. 前記フロー・コントロール弁（２５）が、前記吐出ホース（２６）上に外側から作用するピンチ弁（２５）であることを特徴とする、請求項２に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
4. 前記飲料ディスペンサ（１０）は、さらに、前記ピンチ弁（２５）を作動させる電磁式アクチュエータ（３９）からなることを特徴とする、請求項３に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
5. 前記乳化ユニット（４０）が、上向きの管状液体注入パイプ（４２）を含み、前記吐出ホース（２６）が、前記容器（２２）に結合した近位端と、この反対側に位置する遠心端とを持ち、前記遠心端が切断されて前記液体注入パイプ（４２）上に同軸に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
6. 前記ディスペンサ（１０）は、さらに、長手方向のオリフィス（４６）を持つ流量レストリクタ（４４）からなり、このスロットリング流量レストリクタ（４４）が前記液体注入パイプ（４２）内へ挿入されることを特徴とする、請求項５に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
7. 前記ディスペンサ（１０）は、前記乳飲料（２０）へ、代替的な温度において選択的に蒸気を混合するために、サーモスタット・センサ（９３）及び加熱エレメント（９１）を持つ蒸気源（９０）からなることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の飲料ディスペンサ（１０）。
8. 前記ディスペンサ（１０）は、さらに、前記蒸気を、代替的な複数の温度からの選択温度に近づけて維持するために、前記加熱エレメント（９１）への電流を択一的にオン・オフするコマンドでプログラムしたマイクロプロセッサ（７６）からなることを特徴とする、請求項７に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
9. 前記サーモスタット・センサ（９３）が、前記蒸気源（９０）内の現在の温度を感知するサーモスタットであって前記マイクロプロセッサ（７６）に結合されており、前記加熱エレメント（９１）が前記蒸気源（９０）へ熱を供給し、さらに、代替的な飲料（８６）に関連づけられた電気的セレクタ・スイッチ・メカニズム（７８、８０、８２、８４）からなり、前記セレクタ・スイッチ・メカニズム（７８、８０、８２、８４）が、前記代替的な飲料（８６）の各々に関連する選択目標温度を定め、前記セレクタ・スイッチ・メカニズム（７８、８０、８２、８４）が、前記マイクロプロセッサ（７６）に接続されており、ユーザによって択一的に作動されて、前記代替的な飲料（８６）の単一の目標温度を前記マイクロプロセッサ（７６）に提供し、前記マイクロプロセッサ（７６）が、前記選択目標温度へ前記蒸気源（９０）を近づけるために、前記加熱エレメント（９１）への電流を制御することを特徴とする、請求項８に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
10. 前記セレクタ・スイッチ・メカニズム（７８、８０、８２、８４）が複数のセレクタ・スイッチ（７８、８０、８２、８４）からなり、各スイッチは、選択すると、前記セレクタ・スイッチ（７８、８０、８２、８４）の選択した一つに関連づけた目標温度を達成するために、ボイラ（９０）内の実際の温度を調節するよう、温度制御マイクロプロセッサ（７６）を設定することを特徴とする、請求項９に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
11. 前記ディスペンサ（１０）は、前記乳化機（４０）へ結合した大気圧以上の加圧空気源（９４）からなることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の飲料ディスペンサ（１０）。
12. 加圧空気源（９４）が空気ポンプ（９４）であり、さらに、前記空気ポンプ（９４）と前記乳化機（４０）との間に結合した空気調整器（９６）からなることを特徴とする、請求項１１に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
13. 前記ディスペンサ（１０）は、前記乳化室（５０）へ結合された水供給源（１０４）、そして前記水供給源（１０４）と前記乳化室（５０）との間に位置したフラッシュ制御弁（１０９）及び分流弁（１００）、そして各飲料の計量分配後に前記乳化室（５０）を介して前記水供給源（１０４）から水を吐出するフラッシュ制御弁（１０９）を自動的に開くフラッシュ制御弁アクチュエータからなり、前記他の流体の一つが空気であり、さらに前記乳化室（５０）へ結合した空気ライン（７２）からなり、前記分流弁（１００）が前記空気ライン（７２）へ、そして前記水供給源（１０４）へ結合されており、前記乳化室（５０）へ択一的に水及び空気を供給するように操作が可能であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の飲料ディスペンサ（１０）。
14. 前記ディスペンサ（１０）は、さらに、前記フラッシュ制御弁（１０９）が作動したときはいつでも前記水供給源（１０４）から前記乳化室（５０）を介して水を吐出させる前記フラッシュ制御弁（１０９）を開くフラッシュ制御アクチュエータを、手動でも作動させるために前記フラッシュ制御弁アクチュエータに結合したフラッシュ・セレクタからなることを特徴とする、請求項１３に記載の飲料ディスペンサ（１０）。
15. 乳飲料（２０）を少なくとも一つの他の流体と共に、選択した量だけ流体乳化室（５０）を介して飲料ディスペンサ流出口（５２）へ通過させることによって、他の流体と共に前記乳飲料（２０）を乳化するための方法であって、前記乳飲料（２０）に空気を混合するために空気供給ライン（７２）を介して選択的に、そして択一的に空気を供給し、各飲料の計量分配後、前記空気供給ライン（７２）を介して前記乳化室（５０）へ、そして前記飲料ディスペンサ流出口（５２）へ水を自動的にフラッシュすることを特徴とする、方法。
16. 前記方法は、さらに、各飲料の計量分配後、前記乳化室（５０）を介して、予め定めた量の水を自動的にフラッシュすることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 乳飲料（２０）に空気を混合するために、空気供給ライン（７２）を介して空気を選択的に、そして択一的に供給し、前記乳化室（５０）へ前記乳飲料（２０）を通過させる前に、前記空気供給ライン（７２）を水で選択的に、そして択一的に満たし、前記乳化室（５０）内へ不要な空気が引き込まれるのを防ぐことを特徴とする、請求項１５あるいは１６に記載の方法。
18. 前記方法は、前記乳飲料（２０）に空気を混合するために、空気供給ライン（７２）を介して加圧空気を選択的に、そして択一的に供給することからなることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
19. もし、前記乳飲料（２０）を加熱するために、ボイラ（９０）から要求される目標温度よりも高い、定常ボイラ温度レベルを維持する前記ボイラ（９０）から生じる蒸気が使用される場合、前記ボイラ（９０）からの蒸気の所望の低温は、前記ボイラ（９０）に水を再補給することによって少なくとも部分的に達成されることを特徴とする、請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
20. 請求項１から１４のいずれかに記載の飲料ディスペンサに使用するための、乳飲料を保持する袋（２４）からなる前記乳飲料のための使い捨て容器（２２）であって、
    前記袋が、前記袋（２４）の底部の位置で、前記袋から出る柔軟な吐出ホース（２６）を備え、前記ホース（２６）が、前記袋（２４）の前記底部に結合した近位端と、最初は密閉されて閉じた自由な遠心端とを持つことを特徴とする、使い捨て容器（２２）。
21. 前記袋（２４）が、前記ホース（２６）を引き出して前記ホース（２６）を下方へ延ばすことが可能なボックス内に配置されることを特徴とする、請求項２０に記載の使い捨て容器（２２）。
22. 前記ホース（２６）の自由な遠心端の先端部分が、前記ホース（２６）の前記遠心端を開くために取り外しが可能であることを特徴とする、請求項２０あるいは２１に記載の使い捨て容器（２２）。

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