JP2020512839A - コーヒー豆焙煎装置 - Google Patents

Abstract

コーヒー豆を焙煎するための装置であって、内部空隙を画成するケーシングと、前記内部空隙を互いに流体連通する第１および第２ゾーンに分割するためのバッフルと；コーヒー豆を焙煎するのに適した温度まで空気を加熱するためのヒータであって、前記第２ゾーン内に配置されたヒータと；前記装置を制御する制御システムであって、前記第１ゾーン内に配置された制御システムと；前記第１のゾーンに周囲空気を引き込み、前記ヒータによる加熱のために前記バッフルを通過して前記第１ゾーンから前記第２のゾーンに前記空気を駆動するように作動可能なファンと；を備え、使用時に前記第１のゾーンが前記第２のゾーンよりも低温になるように構成された装置。

Description

本発明は、一の実施の形態において、コーヒー豆を焙煎するための装置に関する。

コーヒーは世界中で広く消費されており、コーヒー供給ビジネスは一般にかなり収益性が高いと考えられているが、サプライチェーン（原料の段階から消費者に至までの全過程のつながり）のすべての当事者が同じ金銭的利益を得るわけではない場合が多い。

典型的なサプライチェーンでは、農家(しばしば第三世界の国々)はコーヒーチェリー（コーヒーの果実）を栽培し収穫する。次に、これらのチェリーは、果肉および紙状の皮(「パーチメント」として知られている)を除去する多くの処理操作に供して、生のコーヒー豆(「グリーン」コーヒー豆としても知られている)を残す。次いで、これらの豆は比較的低い金額で、(しばしばヨーロッパまたは北アメリカの)加工機関に販売され、加工機関は豆を商業規模で焙煎し挽く（粉砕する）。次に、加工機関は焙煎豆および挽き豆を、大幅に高額に設定した価格で小売業者に販売し、次いで、小売業者は、再び大幅に高い価格で、一般消費者に販売する。

この制度に伴う問題は農業者が典型的には最終販売価格に対してわずかな率の金額しか受け取れないので、彼らはその努力に対して正当に報われないことが多いことである。この制度は農家にとって不当なだけでなく、消費者にとっても不当である。消費者は、自分のコーヒーを農家から、または加工業者から直接入手することができた場合よりもはるかに高い価格を支払わなければならないからである。

この制度に伴う別の問題は焙煎コーヒー豆がグリーンコーヒー豆ほど新鮮に維持できない傾向があり、その結果、消費者が飲もうとするコーヒーは、豆が使用されるまで未焙煎の「グリーン」状態に保たれていたほど新鮮ではないことである。この問題は焙煎されたコーヒー豆が挽かれると悪化するので、多くの製造業者は消費者にコーヒーを供給する前に、挽いたコーヒーを真空パックする。挽いたコーヒーを真空パッキングすることはコーヒーを新鮮に保つのに役立つが、消費者は真空シールが破られると、コーヒーが急速に古くなることを知ることになる。

より新鮮な一杯のコーヒーを消費者に提供するために、我々は消費者が自分自身のグリーンコーヒー豆を焙煎することができるように焙煎装置を提供することを以前に提案した（例えば、我々の欧州特許第ＥＰ２６３５１４１号）。

我々の以前に提案した焙煎器は適切に機能し、他の以前の装置（例えば、米国特許第５１８５１７１号に開示されているものなど）に関連する問題に対処するが、豆が焙煎される比較的高い温度（摂氏数百度、典型的には摂氏約３００度の範囲）は問題となり得る。 このような温度では装置を制御するために必要な電子機器は比較的耐熱性がなければならない（製造コストを増加させる）、またはヒータから十分に離間されなければならない（電気器具のサイズを増加させる）。また、比較的高温で作動するように設計された卓上で使用する器具に関連する安全性の問題を考慮することも重要である。考慮すべき他の要因は、組み立ての容易さ、ならびにロースタ（焙煎器）内の構成要素を相互接続するために必要とされる配線の複雑さである。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。

本発明の好ましい実施の形態によれば、コーヒー豆を焙煎するための装置が提供され、該装置は：内部空隙を画成する（定め形成する）ケーシングと、前記内部空隙を互いに流体連通している第１および第２ゾーンに分割するバッフルと；コーヒー豆を焙煎するのに適した温度まで空気を加熱するためのヒータであって、前記第２ゾーン内に配置されたヒータと；前記装置を制御するための制御システムであって、前記第１ゾーン内に配置された制御システムと；外気を前記第１ゾーンに引き込み、前記外気を前記第１ゾーンから前記バッフルを通過して前記ヒータによる加熱のために前記第２ゾーン内に流し込むファンと；を備え、使用中は前記第１ゾーンは、前記第２ゾーンよりも低温であるように構成される。

このような構成の利点は、制御システムを「より低温の」第１のゾーンに配置することによって、このような構成要素が耐熱性である必要がなく、装置の全体的なサイズを縮小することができることである。

一の実施の形態では、ファンが前記制御システム上で（制御システムを横切るように）空気を駆動して前記制御システムを冷却し、それから前記ヒータによる加熱のために前記第２のゾーンに入るように作動可能である。
この構成は、さらに制御システムの冷却を向上させる。

好ましくは、前記第２のゾーンに位置する、前記装置の１つ以上のより高温の構成要素が低熱伝導率の（断熱効果のある）スペーサの手段によって前記ケーシングから分離される。熱は前記第２のゾーンから前記第１のゾーンに引き込まれる傾向があり、よって前記ケーシングの外部温度を低下させるように、好ましくは、ケーシングは高い熱伝導率を有する材料で作る。これらの手段はそれぞれ、装置の外部温度を低下させるのに役立ち、したがって、装置が作動している間にケーシングに触れる可能性のある人が負傷する危険性を低減するのに役立つ。

好ましい実施の形態では、制御システムが複数の電子部品を含む。バッフルは、前記第１のゾーンに位置する第１の面と、前記第２のゾーンに位置する第２の面とを有するプリント回路基板を備えてもよい。本発明の一の実施の形態では、電子部品が前記プリント回路基板の前記第１の面に結合されてもよい。ヒータは、前記プリント回路基板の前記第２の面に結合してもよい。

好ましい実施の形態では、装置がコーヒー豆を焙煎するために使用されている間の前記第１のゾーン内の温度は摂氏６０度以下である。好ましくは、装置がコーヒー豆を焙煎するために使用されている間の前記第２のゾーン内の温度は数百℃、典型的には約３００℃までである。

好ましくは、ファンがバッフルとケーシングとの間の空気を第１のゾーンから第２のゾーンに送るように作動可能である。ファンは前記第１のゾーンから前記第２のゾーンへの迂回経路を通って空気を駆動し、それによって、前記第２のゾーンにおける加熱された空気の混合を促進する摂動（攪乱）を空気流に導入するように作動可能であってもよい。

好ましい実施では、装置は加熱された空気を混合するように作動可能なミキサを備える。そのミキサは、例えば前記ヒータに設けられた複数のベーンを備えてもよい。

本発明の他の好ましい特徴を以下に示す。

本発明の教示の様々な態様、およびそれらの教示を具現化する構成は、添付の図面を参照して、例示的な例として以下に記載される:

図１は、本発明の教示の好ましい実施による装置の概略Ｘ線図（透視図）の概略図である。 図２は、使用中の図１の装置内の温度ゾーンの概略図である。 図３は好ましい実施の形態の構成要素の概略斜視図である。 図４は、図１〜図３に示す装置の加熱構成要素の一部の拡大図である。

ここで図面を参照すると、図１は、本発明の現在好ましい実施の形態による装置１の概略Ｘ線図（透視図）である。図１に示される装置は我々の欧州特許第ＥＰ２６３５１４１号（その全内容は参照により本明細書に組み込まれる）に開示される装置と同様に作動する。したがって、本装置が作動する方法は、本明細書でさらに説明しない。

装置１は、装置の構成要素が配置される内部空隙を画成するケーシング３を備える。内部空隙は、バッフル５によって第１のゾーン７と第２のゾーン９とに細分される。バッフルは内部空隙の横断面積よりも小さい面積を有し、それによって、空気が第１のゾーンから第２のゾーンに通過することができるギャップを提供する。特に好ましい実施の形態では、ギャップが実質的にバッフルの周囲全体の周りに延在する。

ファン１１は、第１のゾーン７内に設けられ、ケーシング内の通気口（図示せず）を通して装置の第１のゾーン７内に周囲空気（外気）を引き込むように作動可能である。ファンはバッフルとケーシングとの間のギャップを通って第１のゾーンに引き込まれた空気を駆動し、内部空隙の第２のゾーン９に引き込む。好ましくは、バッフルとケーシングとの間のギャップは、空気が第１のゾーンから第２のゾーンに駆動されるときに加速されるように、比較的小さく構成されている。

ヒータ１３は第２のゾーン内に設けられ、第２のゾーン内に駆動された空気を（好ましくは約３００℃までの温度に）加熱するように作動可能であり、その加熱された空気が焙煎チャンバ内の一連の通気口１５を通過して、そこに供給された豆を循環し焙煎する（我々の前述の欧州特許に教示されているように）。好ましい構成では、ファンは豆が焙煎されている間に豆を循環させるために第１の速度で第２のゾーンに空気を送り込むように作動可能であり、豆が第２のより高い速度で焙煎されると、焙煎された豆を焙煎チャンバから持ち上げて外に出す。

装置は、装置を作動させるように構成された複数の電子構成要素（マイクロコントローラ、ファン１１用のモータ、装置に電力を供給するための電子構成要素（特にヒータ１３）、電子スイッチなど）を含む制御システム（参照番号１７で示す）を含む。

本発明の教示によれば、制御システム（または少なくともシステムの感熱構成要素）はヒータが配置される第２のゾーンよりも、装置の作動中に低温の装置の第１のゾーン内に配置されるのが好ましい。この構成のおかげで、さらには、制御システム上で駆動される空気流のおかげで、制御システムの構成要素は装置の作動中に十分に低温に保たれるので、耐熱性である必要はなく、またヒータにより近づけて設けることができる。このことは、装置のサイズを縮小するのに役立つ。

本発明のこの特定の実施の形態では、制御システムの構成要素が前述のバッフルとしてさらに機能するプリント回路基板の第１の面に取り付けられ、ヒータは同じプリント回路基板の反対側の第２の面に取り付けられる。この構成は、ヒータを、プリント回路基板を介して制御システムに容易に結合することができるので、装置の内部配線に関して特に便利である。

図示されているのは、前述の構成のみであるが、バッフルが制御システムおよび／またはヒータが結合されるプリント回路基板を備える必要がないことが、当業者には明らかであろう。例えば、制御システムは第１のゾーン内の第１の回路基板に結合することができ、バッフルは第１のゾーンと第２のゾーンとの間に設けることができ、ヒータは、第２のゾーン内のバッフルの一方の側に取り付けるか、または第２のゾーン内の別の支持体に取り付けることができる。全てのそのような実施の形態は制御システムが、ヒータが配置されているゾーンよりも使用中に低温のケーシングのゾーンに配置され得るという利点を提供し、したがって、制御システムはより高価な温度硬化性の構成要素から構成される必要がない。

ここで図面の図２を参照すると、好ましい実施の形態では、ケーシングが比較的良好な熱伝導体である金属などの材料でできている。このような構成とすれば、前述のより高温の第２のゾーンで発生した熱が前述のより低温の第１のゾーンに向かって（すなわち、図２に示す矢印の方向に）ケーシングを通って伝導される傾向があり（伝導されやすく）、その結果、装置のケーシングは全体として、装置が作動している間に誰かがそれに触れた場合に問題を引き起こす可能性が低い温度に保ちやすい。

本発明のこの態様をさらに改良するために、機器が作動しているときに必然的に比較的高温になる第２のゾーン内の構成要素（例えば、前述の焙煎チャンバなど）が、内側の「高温」構成要素とケーシングとの間に挿入されたスペーサ１９によってケーシングから熱的に切り離すことが提案される。本発明の教示の１つの例示的な実施の形態では内側「高温」構成要素が（必要なときは）ナイロンスペーサを含む継手によってケーシングに結合され、このスペーサはケーシングへの熱伝導を低減するように機能する。

ここで図３を参照すると、制御システム１７が取り付けられる第１の面と、ヒータ１３が取り付けられる反対側の第２の面とを有するバッフルを備えるヒータアセンブリが（プリント回路基板５の形態で）示されている。

ヒータ１３は、好ましくは空気が通過して流れることができるオープン（開放型の）コイルヒータである。ヒータは焙煎チャンバの下に配置された温度センサ２１（例えば、サーミスタなど）を含む。所与の豆焙煎の再現性を改善するためには、ベント１５を介してチャンバに入る空気が実質的に同じ温度であることが好ましい。この目的のために、特に好ましい実施の形態では、ヒータがファン１１によって駆動される加熱された空気を混合するように機能する複数のベーン２３を含み、焙煎チャンバに入る空気がほぼ一定の温度になるようにする。

本発明のさまざまな態様および実施の形態をこれまで説明したが、本発明の範囲は本明細書に記載された特定の構成に限定されず、むしろ、特許請求の範囲内にある、すべての構成、ならびにそれらの修正および変更を広く包含することが理解されるであろう。

例えば、これまでの説明は前述の第１のゾーンにおける感温制御システム構成要素の位置に言及しているが、（その構成要素が装置の制御にとって重要であるか否かにかかわらず）任意の感温構成要素を第１のゾーン内に位置させることができることは当業者には明らかであろう。また、空気がバッフルの周囲に沿って駆動されることが好ましい（このような構成は混合を改善するために空気流に摂動を導入する）が、空気はバッフルを通って第１のゾーンから第２のゾーンに（代替的にまたは追加的に）駆動され得る場合もある。

また、添付の特許請求の範囲は本明細書に記載された特徴の特定の組合せを記載しているが、本発明の範囲は以下に特許請求される特定の組合せに限定されず、代わりに、本明細書に開示された特徴の任意の組合せを広く包含することに留意されたい。

最後に、特定の機能を実行する「ための手段」または特定の機能を実行する「ためのステップ」と明示的に述べていない請求項中の任意の要素は、米国特許法１１２条で言う「ミーンズ（手段）」または「ステップ」として解釈されるべきではないことに留意されたい。特に、添付された請求項における「のステップ」の使用は、米国特許法１１２条の規定によるものではない。

１ 装置
３ ケーシング
５ バッフル
７ 第１のゾーン
９ 第２のゾーン
１１ ファン
１３ ヒータ
１５ 通気口
１７ 制御システム
１９ スペーサ
２１ 温度センサ
２３ ベーン

Claims (14)

1. コーヒー豆を焙煎する装置であって：
   内部空隙を画成するケーシングと；
   前記内部空隙を、互いに流体連通する第１および第２のゾーンに分割するためのバッフルと；
   コーヒー豆を焙煎するのに適した温度まで空気を加熱するためのヒータであって、前記第２のゾーンに配置されたヒータと；
   前記装置を制御するための、前記第１のゾーンに配置された制御システムと；
   前記第１のゾーンに周囲空気を引き込み、前記ヒータによる加熱のために前記バッフルを通過して前記第２のゾーンに前記空気を駆動するように作動可能なファンと；を備え、
   使用時に前記第１のゾーンが前記第２のゾーンよりも低温になるように構成された、
   装置。
2. 前記ファンは前記制御システム上で空気を駆動して前記制御システムを冷却し、しかる後に、前記ヒータによる加熱のために前記空気を前記第２のゾーンに入れるように作動可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記第２のゾーンに位置する、前記装置の１以上のより高温の構成要素は、低熱伝導率のスペーサによって前記ケーシングから分離された、請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 前記ケーシングは、熱が前記第２のゾーンから前記第１のゾーンに引き込まれやすく、それによって前記ケーシングの外部温度を低下させるように、高い熱伝導率を有する材料で構成された、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記制御システムは、複数の電子部品を備える、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記バッフルは、前記第１のゾーン内に位置する第１の面と、前記第２のゾーン内に位置する第２の面とを有するプリント回路基板を備える、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記電子部品は、前記プリント回路基板の前記第１の面に結合されている、請求項５又は請求項６に記載の装置。
8. 前記ヒータは、前記プリント回路基板の前記第２の面に結合されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記装置がコーヒー豆を焙煎するために使用されている間の前記第１のゾーン内の温度が、摂氏６０度以下である、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記装置がコーヒー豆を焙煎するために使用されている間の前記第２のゾーン内の温度は、数百度、典型的には約３００度まである、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記ファンは、前記バッフルと前記ケーシングとの間の空気を前記第１のゾーンから前記第２のゾーン内に駆動するように作動可能である、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記ファンは、前記第１のゾーンから前記第２のゾーンへの迂回経路を通って空気を駆動し、それによって、前記第２のゾーンにおける加熱された空気の混合を促進する摂動を空気流に導入するように作動可能である、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 加熱された空気を混合するように作動可能なミキサを備える、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記ミキサは、前記ヒータ上に設けられた複数のベーンを備える、請求項１３に記載の装置。
    

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