KR101194980B1 - 로드셀이 구비된 커피머신 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로드셀이 구비된 커피머신에 관한 것으로, 탱크(10); 탱크(10)와 연결되는 펌프(20); 펌프(20)와 연결되는 냉수라인(L1); 냉수라인(L1)과 연결되는 히팅컨테이너(30); 히팅컨테이너(30)와 연결되는 온수라인(L2); 온수라인(L2)과 연결되며, 커피추출구(42)가 형성되어 있는 캡슐홀더(40); 커피추출구(42)의 하부에 설치되는 커피잔받침대(50); 커피잔받침대(50)의 하부에 설치되는 로드셀(60) 및 로드셀(60)과 전기적으로 연결되는 제어모듈(70)을 포함하여 구성된다. 이에 따라, 커피를 항상 정량으로 추출할 수 있게 됨으로써 균일한 맛과 향을 지닌 커피를 제공할 수 있다.

Description

로드셀이 구비된 커피머신{COFFEE MACHINE WITH LOAD CELL}
본 발명은 로드셀이 구비된 커피머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커피잔으로 추출되는 커피의 양을 제어할 수 있는 로드셀이 구비된 커피머신에 관한 것이다.
일반적으로 커피머신은 일련의 공정을 거쳐 커피를 간편하고 신속하게 추출할 수 있는 장치로서, 커피가 대중화됨에 따라 그 보급이 점점 확산되고 있는 추세이다.
이에 보조하여 커피머신의 기능성을 향상시키기 위한 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
종래의 커피머신은 공개특허공보 제10-2010-0063069호에 개시되어 있다. 이러한 커피머신은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 물탱크(1); 물탱크(1)에 저장된 물을 펌핑하는 전기펌프(2); 전기펌프(2)에서 펌핑되는 물을 가열하는 히터(3); 히터(3)에서 가열된 물로 커피캡슐(4a)에 충전된 커피분말을 용융시켜 배출하는 캡슐홀더(4); 전기펌프(2)와 히터(3) 사이에 설치되는 유량센서(5); 히터(3)의 후방에 설치되어, 물의 온도를 검출하는 온도센서(6) 및 각 구성을 제어하는 제어회로(7)로 이루어진다.
특히, 유량센서(5)는 물탱크(1)로부터 공급되는 물의 유량을 검출하여 커피의 추출량을 제어하기 위하여 설치된다.
그러나 위와 같은 커피머신은 유량센서(5) 및 제어회로(7)를 통해 일정량의 물을 공급하더라도 물이 히터(3) 및 캡슐홀더(4)를 통과하는 과정에서 상태변화 등이 발생됨으로써 최종적으로 커피잔(C)에 추출되는 커피의 양이 매번 조금씩 달라진다.
따라서 커피머신 사용자에게 항상 균일한 맛과 향의 커피를 제공할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 유량센서(5)를 히터(3)의 후방에 설치할 경우 캡슐의 상태에 따른 추출량의 변화를 측정하지 못하게 되고, 가열된 물의 온도 및 압력으로 인해 유량센서(5)의 수명이 단축될 수 있으며, 또한 유량센서(5)를 캡슐홀더(4)의 후방에 설치할 경우에는 추출시 발생되는 미세량의 커피가루 등 주변환경에 의해 유량센서(3)가 손상되거나 오작동이 발생될 가능성이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 커피를 정량으로 정확하게 추출할 수 있는 로드셀이 구비된 커피머신을 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신은 탱크; 상기 탱크와 연결되는 펌프; 상기 펌프와 연결되는 냉수라인; 상기 냉수라인과 연결되어, 상기 냉수라인을 통해 공급되는 냉수를 가열하는 히팅컨테이너; 상기 히팅컨테이너와 연결되는 온수라인; 상기 온수라인과 연결되며, 커피추출구가 구비되어 있는 캡슐홀더; 상기 커피추출구의 하부에 설치되는 커피잔받침대; 상기 커피잔받침대의 하부에 설치되는 로드셀 및 상기 로드셀에서 출력되는 전기적 신호에 따라 상기 커피추출구를 통해 추출되는 커피의 양을 제어하는 제어모듈을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신은 로드셀을 통해 커피잔으로 추출되는 커피의 무게를 정확하게 감지하여 그 추출량을 제어함으로써 커피를 항상 정량으로 추출할 수 있다. 그로 인해, 커피머신 사용자에게 항상 균일한 맛과 향을 지닌 커피를 제공할 수 있다.
그리고 로드셀이 외부에 노출되어 있는 커피잔받침대의 하부에 설치되어 유지보수가 상대적으로 용이하다.
도 1은 종래 커피머신의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신의 제1 실시형태를 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신의 제2 실시형태를 도시한 구성도
아래에서는 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 로드셀이 구비된 커피머신에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신의 제1 실시형태를 도시한 구성도이다.
본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신은 탱크(10); 탱크(10)와 연결되는 펌프(20); 펌프(20)와 연결되는 냉수라인(L1); 냉수라인(L1)과 연결되는 히팅컨테이너(30); 히팅컨테이너(30)와 연결되는 온수라인(L2); 온수라인(L2)과 연결되는 캡슐홀더(40); 캡슐홀더(40)의 하부에 설치되는 커피잔받침대(50); 커피잔받침대(50)의 하부에 설치되는 로드셀(60) 및 로드셀(60)과 전기적으로 연결되는 제어모듈(70)로 구성된다.
탱크(10)는 그 내부에 냉수가 저장되며, 외부로부터 냉수가 공급되는 파이프라인으로 대체될 수 있다. 특히 탱크(10)가 파이프라인으로 대체되는 경우에는 파이프라인 상에 냉수를 정화할 수 있는 필터수단이 구비되는 것이 바람직하다.
펌프(20)는 펌핑동작에 의해 탱크(10)에 저장되어 있는 냉수를 냉수라인(L1)으로 고압 이송시키는 역할을 하며, 이러한 펌프(20)로는 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.
한편, 펌프(20)와 탱크(10) 사이에는 물의 배출을 제어하는 제어밸브(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
냉수라인(L1)은 탱크(10)에서 배출되는 냉수를 히팅컨테이너(30)로 공급하기 위한 것으로, 파이프 형상을 가지고 펌프(20)와 히팅컨테이너(30) 사이에 긴밀하게 설치된다.
히팅컨테이너(30)는 냉수라인(L1)을 통해 공급되는 냉수를 가열하기 위한 것으로, 그 내부에 히터(32)가 구비된다. 히팅컨테이너(30)의 형상 및 히터(32)의 종류는 냉수를 원활하게 가열할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.
온수라인(L2)은 히팅컨테이너(30)에서 가열된 온수를 캡슐홀더(40)로 공급하기 위한 것으로, 파이프 형상을 가지고 히팅컨테이너(30)와 캡슐홀더(40) 사이에 설치된다.
캡슐홀더(40)는 그 내부에 커피분말 형태의 커피캡슐(44)이 수용되며, 그 바닥면에는 온수라인(L2)을 통해 공급되는 온수가 커피캡슐(44)로 제공되면서 생성되는 커피를 커피잔(C)으로 추출하기 위한 커피추출구(42)가 구비되어 있다. 커피추출구(42)는 캡슐홀더(40)에 일체로 형성되거나, 별도의 구성으로 캡슐홀더(40)에 결합시킬 수도 있다.
그리고 캡슐홀더(40)에는 커피캡슐(44)로 온수를 제공함과 아울러 제조된 커피를 커피캡슐(44)로부터 추출할 수 있도록 커피캡슐(44)과 연통되는 연통수단(도시되지 않음)이 구비되어 있다.
한편, 커피캡슐(44)은 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있음은 물론이다.
커피잔받침대(50)는 커피잔(C)이 놓이는 장소로서, 캡슐홀더(40)의 커피추출구(42) 하부에 이격 설치된다.
로드셀(60)은 커피잔(C)에 추출되는 커피의 무게를 감지하여 그 추출량을 제어함으로써 커피를 항상 정량으로 정확하게 추출하기 위한 것으로, 캡슐홀더(40)의 커피추출구(42)를 통해 배출되는 커피의 무게에 따라 제어모듈(70)로 전기적 신호를 출력시킨다.
이러한 로드셀(60)은 커피잔받침대(50)의 하부 중앙에 설치됨으로써 커피 추출량에 대한 신뢰도를 한층 강화시킬 있으며, 또한 외부에 노출되어 있어 유지보수가 용이하다.
그리고 로드셀(60)은 유동이나 이탈을 방지하기 위하여 커피잔받침대(50)의 하부면에 일체로 결합되거나, 커피잔받침대(50)의 하부면에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 로드셀(60)은 하중을 가하면 그 크기에 비례하여 전기적 출력이 발생되는 힘 변환기의 총칭으로, 로드셀(60)의 원리는 스트레인 게이지(Strain gage)를 금속 탄성체에 점착하고 그 탄성체에 하중(무게)을 가했을 때 발생되는 탄성체의 스트레인 게이지 저항값의 변화로서 가해진 하중의 크기에 비례하는 전기적 신호를 얻는 것이다.
위에서 설명한 로드셀(60)은 공지된 기술이므로 그 구체적인 구성 및 작동원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제어모듈(70)은 사용자가 입력하는 제어신호에 따라 커피가 추출되도록 제어하는 것이다. 특히 제어모듈(70)은 로드셀(60)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 캡슐홀더(40)의 커피추출구(42)를 통해 추출되는 커피의 양을 제어하는 역할을 수행한다.
이때, 로드셀(60)에서 출력되는 전기적 신호는 커피 무게에 비례하여 출력의 크기가 변화되므로 제어모듈(70)에는 로드셀(60)에서 출력되는 전기적 신호를 무게로 환산한 데이터 테이블 및 전기적 신호에 따라 구동의 순서를 제어하는 데이터 로직 등이 구비된다. 또한 커피잔받침대(50)에 놓여지는 커피잔(C)은 그 종류에 따라 무게가 다를 수 있으므로 커피잔(C)의 무게에 따른 전기적 신호와 배출되는 커피 무게에 따른 전기적 신호의 차이를 계산하여 추출되는 커피의 양을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 로드셀이 구비된 커피머신의 제2 실시형태를 도시한 구성도이다. 도 3에 도시된 커피머신은 탱크(10), 펌프(20), 냉수라인(L1), 히터(32)가 구비되는 히팅컨테이너(30), 온수라인(L2), 커피추출구(42)가 구비됨과 아울러 커피캡슐(44)이 내장되는 캡슐홀더(40), 커피잔받침대(50), 로드셀(60), 제어모듈(70), 온수분기라인(L3), 온수제어밸브(V1), 냉수분기라인(L4) 및 냉수제어밸브(V2)로 이루어질 수 있다.
위의 구성 중 서로 다른 종류의 커피를 제조하기 위해 설치되는 온수분기라인(L3), 온수제어밸브(V1), 냉수분기라인(L4), 냉수제어밸브(V2) 및 제어모듈(70)을 제외한 다른 구성은 도 2를 통해 설명한 로드셀이 구비된 커피머신과 그 내용이 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
온수분기라인(L3)은 기 제조된 커피에 온수를 혼합하여 다른 종류의 커피를 제조하기 위하여 설치된 것이다. 예컨대, 기 제조된 에스프레소 커피에 온수분기라인(L3)을 통해 온수를 혼합하면 아메리카노 커피를 제조할 수 있다. 이러한 온수분기라인(L3)은 온수라인(L2) 상에 분기 설치되며, 그 선단은 커피잔받침대(50)의 상부에 위치한다.
그리고 온수라인(L2)의 분기영역에는 온수의 흐름방향을 온수라인(L2) 또는 온수분기라인(L3)으로 선택 제어하기 위한 온수제어밸브(V1)가 설치된다. 이러한 온수제어밸브(V1)로는 솔레노이드 밸브가 사용되는 것이 바람직하다.
냉수분기라인(L4)은 기 제조된 커피에 냉수를 혼합하여 다른 종류의 커피를 제조하기 위하여 설치된 것이다. 예컨대, 기 제조된 에스프레소 커피에 냉수분기라인(L4)을 통해 냉수를 혼합하여 기호에 따라 얼음을 추가하면 아이스 아메리카노 커피를 제조할 수 있다. 냉수분기라인(L4)은 냉수라인(L1) 상에 분기 설치되며, 그 선단은 커피잔받침대(50)의 상부에 위치한다.
그리고 냉수라인(L1)의 분기영역 또는 냉수분기라인(L4) 상에는 냉수의 흐름방향을 냉수분기라인(L4)으로 선택 제어하기 위한 냉수제어밸브(V2)가 설치된다. 이러한 냉수제어밸브(V2)가 냉수라인(L1)의 분기영역에 설치될 경우에는 솔레노이드 밸브가 사용된다.
제어모듈(70)은 펌프(20), 히팅컨테이너(30), 로드셀(60), 온수제어밸브(V1) 및 냉수제어밸브(V2) 등의 작동을 제어하는 역할을 한다.
이러한 제어모듈(70)에는 여러 종류의 커피를 선택적으로 제조하기 위한 제1, 2 버튼(71, 72)이 구비되며, 또한 온수분기라인(L3) 및 냉수분기라인(L4)을 통해 온수와 냉수를 각각 커피잔(C)으로 추가 공급하기 위한 제3, 4 버튼(73, 74)이 구비된다.
특히 제3, 4 버튼(73, 74)은 사용자 선택버튼으로서, 제조된 커피에 사용자의 취향에 따라 온수나 냉수를 추가적으로 공급하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 로드셀이 구비된 커피머신을 이용하여 여러 종류의 커피가 제조되는 과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
(1) 에스프레소 커피
제1 버튼(71)의 짧은 누름동작에 의해 커피잔받침대(50)에 놓인 커피잔(C)의 무게가 영점으로 조정되고, 온수제어밸브(V1) 및 냉수제어밸브(V2)의 동작에 의해 냉수라인(L1)과 온수라인(L2)이 개방됨과 아울러 펌프(10) 및 히팅컨테이너(30)의 동작에 의해 냉수라인(L1)을 통해 공급되던 냉수가 온수라인(L2)에서 온수로 변환되어 캡슐홀더(40)에 내장되어 있는 커피캡슐(44)을 통과하면서 에스프레소 커피가 추출된다.
이때, 온수분기라인(L3)과 냉수분기라인(L4)은 온수제어밸브(V1) 및 냉수제어밸브(V2)에 의해 유로가 차단되고, 제어모듈(70)은 커피의 양에 따른 전기적 신호가 로드셀(60)에서 검출되면 펌프(20)의 구동을 정지시켜 커피의 추출동작을 종료시킨다.
(2) 도피오 커피
제1 버튼(71)의 긴 누름동작에 의해 도피오 커피를 제조할 수 있다. 이러한 도피오 커피의 제조과정은 에스프레소 커피와 동일하며, 다만 추출되는 커피의 양이 에스프레소의 2배로 설정된다는 점에서 차이가 있다.
(3) 아메리카노 커피
제2 버튼(72)의 짧은 누름동작에 의해 아메리카노 커피를 제조할 수 있으며, 이러한 아메리카노 커피는 에스프레소 커피의 제조과정이 완료된 후 온수분기라인(L3)을 통해 온수를 추가적으로 공급함으로써 제조된다.
이때, 제어모듈(70)은 온수의 양에 따른 전기적 신호가 로드셀(60)에서 검출되면 온수제어밸브(V1)를 제어하여 온수분기라인(L3)을 통한 온수의 배출동작을 종료시킨다.
(4) 아이스 아메리카노 커피
제2 버튼(72)의 긴 누름동작에 의해 아이스 아메리카노 커피를 제조할 수 있으며, 이러한 아이스 아메리카노 커피는 에스프레소 커피의 제조과정이 완료된 후 냉수분기라인(L4)을 통해 냉수를 추가적으로 공급함으로써 제조된다.
이때, 제어모듈(70)은 커피의 양에 따른 전기적 신호가 로드셀(60)에서 검출되면 냉수제어밸브(V2)를 제어하여 냉수분기라인(L4)을 통한 냉수의 배출동작을 종료시킨다.
10: 탱크 20: 펌프
30: 히팅컨테이너 40: 캡슐홀더
42: 커피추출구 50: 커피잔받침대
60: 로드셀 70: 제어모듈
71: 제1 버튼 72: 제2 버튼
73: 제3 버튼 74: 제4 버튼
L1: 냉수라인 L2: 온수라인
L3: 온수분기라인 L4: 냉수분기라인
V1: 온수제어밸브 V2: 냉수제어밸브

Claims (6)

  1. 탱크(10);
    상기 탱크(10)와 연결되는 펌프(20);
    상기 펌프(20)와 연결되는 냉수라인(L1);
    상기 냉수라인(L1)과 연결되어, 상기 냉수라인(L1)을 통해 공급되는 냉수를 가열하는 히팅컨테이너(30);
    상기 히팅컨테이너(30)와 연결되는 온수라인(L2);
    상기 온수라인(L2)과 연결되며, 커피추출구(42)가 구비되어 있는 캡슐홀더(40);
    상기 커피추출구(42)의 하부에 설치되는 커피잔받침대(50);
    상기 커피잔받침대(50)의 하부에 설치되는 로드셀(60) 및
    상기 로드셀(60)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 상기 커피추출구(42)를 통해 추출되는 커피의 양을 제어하는 제어모듈(70);
    상기 온수라인(L2) 상에 분기 설치되며, 선단이 상기 커피잔받침대(50)의 상부에 위치하는 온수분기라인(L3) 및
    상기 온수라인(L2)의 분기영역에 설치되어, 온수의 흐름방향을 제어하는 온수제어밸브(V1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀이 구비된 커피머신.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉수라인(L1) 상에 분기 설치되며, 선단이 상기 커피잔받침대(50)의 상부에 위치하는 냉수분기라인(L4) 및
    상기 냉수라인(L1)의 분기영역 또는 상기 냉수분기라인(L4) 상에 설치되어, 냉수의 흐름방향을 제어하는 냉수제어밸브(V2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀이 구비된 커피머신.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어모듈(70)에는 커피를 추출하기 위한 제1, 2 버튼(71, 72) 및
    상기 온수분기라인(L3) 및 상기 냉수분기라인(L4)을 통해 온수와 냉수를 각각 추가적으로 공급하기 위한 제3, 4 버튼(73, 74)이 구비되는 것을 특징으로 하는 로드셀이 구비된 커피머신.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드셀(60)은 상기 커피잔받침대(50)의 하부에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 로드셀이 구비된 커피머신.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드셀(60)은 상기 커피잔받침대(50)의 하부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 로드셀이 구비된 커피머신.
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