KR20170020718A - 음료 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 음료 공급 장치에 관한 것이다. 음료 공급 장치는, 통형상의 추출 용기의 하단부와 액받이부의 상단부 사이에 필터가 설치되며, 추출 용기 내부에 대한 원료 및 물의 공급에 의해 추출되어 필터에 의해 여과된 음료를, 액받이부에서 받아들여 음료 유통로를 통해 컵 내에 공급한다. 상기 음료 공급 장치는, 상기 음료 유통로의 도중에 설치되며, 액받이부 내부를 감압시켜, 추출 용기 내의 음료를 흡인하는 동시에 컵 내부로 토출시키는 펌프를 구비한다. 상기 음료 공급 장치는, 추출 용기 내부에 대한 소정 용량의 원료와 제 1 용량의 물 공급 후, 펌프에 의한 음료의 토출 중에, 추출 용기 내에 제 2 용량의 물을 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내에 끊김 없이 토출시켜 공급한다.

Description

음료 공급 장치{BEVERAGE DISPENSER}

본 발명은, 원료와 물을 이용해 음료를 추출하여 공급하는 음료 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 음료 공급 장치로서는, 커피 콩을 밀(mill)로 갈아 얻은 분말이나 녹차 등의 찻잎을 원료로 하고, 이 원료와 물(온수(湯水, hot water) 또는 냉수)을 추출 용기(brewing chamber)에 공급하여 커피나 차 등의 음료를 추출하며, 이 추출한 음료를 컵에 담아 이용자에게 제공하는 음료 공급 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 음료 추출 타입의 음료 공급 장치는, 일반적으로, 추출 용기의 하단부에 필터를 사이에 두고 액(液)받이부(fluid receptacle)가 설치되어 있으며, 추출 용기 내에서 추출된 음료를, 필터를 통해 여과하여 액받이부에 수용하고, 상기 액받이부에 접속된 음료 유통로를 통해 컵 내에 음료를 공급하도록 구성되어 있다.

그리고, 이러한 종류의 음료 공급 장치에서는, 이용자의 수요의 다양화에 부응하기 위하여, 표준 사이즈의 컵과는 별개로 대(大)사이즈 등의 컵을 준비하여, 표준적인 1잔 분(分)의 용량(예컨대 150㎖)보다 많은 대용량(예컨대 300㎖)의 음료의 제공을, 이용자의 선택에 따라 행할 수 있도록 구성되어 있다.

여기서, 이러한 종류의 음료 공급 장치에 있어서는, 장치의 소형화가 요구되고 있기 때문에, 대용량의 음료의 추출에 대응할 수 있도록, 단순히, 추출 용기의 내용적(內容積)을 크게 할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 이러한 종류의 음료 공급 장치에 있어서는, 추출 용기를 대형화시키지 않으면서, 즉, 추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하면서, 대용량의 음료를 공급하기 위한 대책이 이루어지고 있는 것도 있다.

추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하는 대책이 이루어진 음료 공급 장치로서는, 일본 특허공개공보 H1-255996호에 기재된 음료 공급 장치가 알려져 있다. 일본 특허공개공보 H1-255996호에 기재된 음료 공급 장치에서는, 추출 용기의 내용적은 표준 사이즈의 컵에 대한 음료 공급 용량에 따라 정해져 있으며, 이용자에 의해 대사이즈의 컵이 선택된 경우, 추출 용기에 있어서의 추출 공정을 제 1 추출 공정과 제 2 추출 공정의 2개 공정으로 나누어 실행하는 구성으로 함으로써, 추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하면서, 이들 제 1 및 제 2 추출 공정에 의해 대용량의 음료를 공급할 수 있게 구성되어 있다.

상세하게는, 제 1 추출 공정에서는, 추출 용기의 상면 개구로부터, 표준 사이즈의 컵에 대한 음료 공급 용량에 따른 용량의 온수와 대사이즈의 컵에 대한 음료 공급 용량에 알맞는 용량의 원료를 추출 용기 내에 공급한 후, 추출 용기의 상면 개구를 밸브 기구에 의해 폐색하는 동시에 추출 용기 내에 에어를 공급하여 가압함으로써 추출 용기 내의 음료를 컵에 토출시키는 것이다. 그 후, 제 2 추출 공정에서는, 밸브 기구를 상승시켜, 제 1 추출 공정에서 공급된 원료를 추출 용기 내에 남긴 채로 부족 용량 분의 온수를 추출 용기 내에 공급한 후, 밸브 기구를 하강시켜 추출 용기의 상면 개구를 폐색하는 동시에 추출 용기 내에 에어를 공급하여 가압함으로써, 추출 용기 내의 음료를 컵에 토출시켜 남은 음료를 컵에 토출시키는 것이다.

그러나, 일본 특허공개공보 H1－255996호에 기재된 음료 공급 장치에 있어서, 추출 용기 내에 온수를 공급할 때에는, 밸브 기구를 상승시켜 추출 용기의 상면 개구를 개방할 필요가 있다. 한편, 추출 용기 내에서 추출된 음료를 컵에 토출시키려면, 추출 용기 내부를 가압하기 위해 밸브 기구를 하강시켜 추출 용기의 상면 개구를 폐색할 필요가 있다. 이 때문에, 대용량의 음료를 공급할 경우, 제 1 추출 공정 후, 밸브 기구를 상승시켜 부족 용량 분의 온수를 공급하고, 밸브 기구를 하강시켜 에어의 공급을 개시하기까지의 동안은, 컵에 대한 음료의 토출은 중단된다. 그리고, 추출 용기 내에 에어가 공급되어, 추출 용기 내부가 가압되고 나서, 컵에 대한 음료의 토출이 재개된다.

따라서, 일본 특허공개공보 H1－255996호에 기재된 음료 공급 장치에서는, 제 1 추출 공정에 있어서의 음료의 도출과 제 2 추출 공정에 있어서의 음료의 토출의 사이에, 음료의 토출이 행해지지 않는 대기 시간이 발생하게 되며, 이러한 대기시간 분량(分)만큼 음료의 공급 시간(대용량의 음료의 공급이 완료될 때까지의 전체의 시간)이 길어진다. 또, 음료의 토출이 도중에 중단되기 때문에, 이용자는, 대용량의 음료의 공급이 완료된 것으로 오해하고, 음료의 공급이 완료되기 전에 컵을 꺼낼 우려가 있어, 대용량의 음료를 확실히 공급할 수 없게 될 우려도 있다.

일본 특허공개공보 H1－255996호

이에, 본 발명은, 이러한 실상을 감안하여, 추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하면서, 대용량의 음료를 단시간에 확실하게 공급할 수 있는, 음료 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적의 달성을 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면, 음료 공급 장치는, 통형상의 추출 용기의 하단부와 액받이부의 상단부와의 사이에 필터가 설치되고, 상기 추출 용기 내부에 대한 원료 및 물의 공급에 의해 추출되어 상기 필터에 의해 여과된 음료를, 상기 액받이부에서 받아들여 음료 유통로를 통해 컵 내부로 공급하는 음료 공급 장치로서, 상기 음료 유통로의 도중에 설치되며, 상기 액받이부 내부를 감압시켜, 상기 추출 용기 내의 음료를 흡인하는 동시에 상기 컵 내부로 토출시키는 펌프를 구비하고, 상기 추출 용기 내부에 대한 소정 용량의 상기 원료와 제 1 용량의 물의 공급 후, 상기 펌프에 의한 음료의 토출 중에, 상기 추출 용기 내에 제 2 용량의 물을 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 상기 컵 내에 끊김 없이 토출시켜 공급한다.

본 발명의 다른 목적과 양상들은, 첨부도면을 참조하여, 이하의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 개략 구성도이다.
도 2는, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치에 있어서의 필터 이송 중의 상태를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 3은, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 표준(레귤러) 사이즈의 컵에 음료를 공급하는 경우의 음료 추출 동작의 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 4는, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 대(大)(라지) 사이즈의 컵에 음료를 공급하는 경우의 음료 추출 동작의 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 5는, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 추출 용기 내의 수위(水位) 변화를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 액받이부 내의 압력 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6에 나타내는 A부의 확대도로서, 튜브 펌프를 정지시키는 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 상기 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치의 변형예의 타이밍 차트를 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 6에 나타내는 A부의 확대도로서, 튜브 펌프를 정지시키는 타이밍을 설명하기 위한 다른 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 음료 공급 장치(1)의 개략 구성도이며, 도 2는, 음료 공급 장치(1)에 있어서의 후술하는 필터(F)의 이송 중의 상태를 설명하기 위한 개략 구성도이다.

본 음료 공급 장치(1)는, 예컨대, 커피 콩을 후술하는 밀(24)로 갈아 얻은 커피 분말을 원료로 하고, 이 원료를 이용하여 레귤러 커피를 추출하며, 추출한 커피 음료(레귤러 커피)를 컵(C)에 따라서 제공하는 컵 타입의 커피 서버에 조립하여 적용하는 경우에 대해, 이하에 설명한다.

상기 음료 공급 장치(1)는, 원료를 공급하는 원료 공급부(2)와, 온수를 공급하는 온수 공급부(3)와, 원료 및 온수가 공급되는 통형상의 추출 용기(4)와, 추출 용기(4)의 하방에 필터(F)를 사이에 두고 배치되는 액받이부(5)와, 필터(F)의 필터 이송 기구부(6)와, 펌프(7)와, 액받이부(5) 내의 압력을 검지하는 압력 센서(8)와, 버퍼부(9)와, 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(10)를 구비하여 구성된다.

상기 원료 공급부(2)는, 커피 콩을 수납하는 캐니스터(canister; 21)를 가지며, 상기 캐니스터(21)에는 원료 모터(22)에 의해 구동되어 소정 용량의 커피 콩을 계속해서 투입하는 조출(繰出) 기구(feeding mechanism, 23)가 설치되어 있다. 캐니스터(21)의 하측에는, 커피 콩을 분말상태로 분쇄하는 밀(mill; 24)이 배치되어 있다. 이로써, 원료 공급부(2)는, 원료로서 커피 분말을 추출 용기(4) 내에 공급한다.

상기 온수 공급부(3)는, 소정 온도의 온수를 끓여 저류(貯留)하는 탱크(31)를 가지며, 상기 탱크(31)에는 온수 공급(給湯) 전자 밸브(32)를 통해 온수 공급로(L1)가 접속되어 있다. 온수 공급 전자 밸브(32)를 개방함으로써, 온수 공급로(L1)를 통해 탱크(31) 내의 온수를 추출 용기(4) 내에 공급한다.

상기 추출 용기(4)는, 커피 분말 및 온수가 공급되어 커피 음료를 추출하는 용기로서, 통형상으로 형성되어 있다. 추출 용기(4)의 내용적(內容積)은, 표준 사이즈의 컵(C)에 대한 커피 음료의 공급 용량에 따라 정해져 있다. 구체적으로는, 추출 용기(4)의 내용적은, 표준 사이즈의 컵(C)에 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 제 1 용량(예컨대, 150㎖)의 온수와, 대사이즈의 컵(C)의 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 소정 용량(예컨대, 20g)의 커피 분말을 투입하여도, 이들의 혼합액이 추출 용기(4)로부터 넘쳐 흐르지 않도록 소정 여유분의 용적을 확보할 수 있도록 설정되어 있다.

추출 용기(4)는, 구체적으로는, 예컨대, 대략 원통형이며, 상반(上半) 부분에는 상방을 향해 개구되는 반구형(半球形)의 수용실(4a)이 형성되고, 하반 부분에는 하방을 향해 개구되는 반구형의 혼합실(4b)이 형성되어 있다. 이들 수용실(4a)과 혼합실(4b)의 사이가 상하면의 개구보다 작은 지름의 연통부(連通部; 4c)에 의해 연통되어 있다. 수용실(4a)의 상면은 개구되어 있으며, 이 상면 개구부(4d)로부터 수용실(4a) 내부로 커피 분말과 온수를 공급할 수 있게 구성되어 있다.

상기 추출 용기(4)의 하단부와 액받이부(5)의 상단부의 사이에는, 필터(F)가 사이에 끼어 설치되어 있다. 필터(F)는, 띠형상(帶狀)의 종이나 합성 섬유 등에 의해 형성된다.

상기 액받이부(5)는, 추출 용기(4) 내부에 대한 커피 분말 및 온수의 공급에 의해, 추출 용기(4) 내에서 추출되어 필터(F)에 의해 여과된 커피 음료를 받아들이는 용기이다. 또, 액받이부(5)는, 예컨대, 도시를 생략한 액받이부 이동 기구에 의해, 도 1 및 도 2에 양방향 화살표로 나타내는 상하 방향으로, 필터 이송 기구부(6)와 함께 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 추출 용기(4)의 하단부는, 액받이부(5)의 상단부에 의해, 필터(F)를 통해 압접(壓接)되어 있다.

액받이부(5)는, 예컨대, 깔때기 형상으로 형성되고, 상면 개구가 추출 용기(4)의 하면 개구에 대응된 형상으로 형성되며, 하부에는 작은 지름의 파이프부(5a)가 형성되어 있다. 액받이부(5)의 상면에는, 필터(F)를 지지하여 커피 음료를 통과시키는 철망 등의 필터 받이부(도시 생략)가 설치되어 있다. 액받이부(5)의 파이프부(5a)에는, 커피 음료를 컵(C)까지 유통시키는 음료 유통로(L2)가 접속되며, 상기 음료 유통로(L2)의 도중에, 펌프(7)가 접속되어 있다. 상기 음료 공급 통로(L2)는, 실리콘 등의 가요성(可撓性) 튜브를 이용하여 형성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 음료 공급 장치(1)는, 이와 같이, 통형상의 추출 용기(4)의 하단부와 액받이부(5)의 상단부와의 사이에 필터(F)가 설치되며, 추출 용기(4) 내부에 대한 커피 분말 및 온수의 공급에 의해 추출되어 필터(F)에 의해 여과된 커피 음료를, 액받이부(5)에서 받아들여 음료 유통로(L2)를 통해 컵(C) 내에 공급하도록 구성되어 있다.

상기 필터 이송 기구부(6)는, 각종 롤러(R1~R4) 등을 포함하여 구성되며, 띠형상의 필터(F)를 길이방향으로 송출하는 장치이다. 구체적으로는, 액받이부(5)의 일측(一側)에는, 미사용 필터(F)가 감기는(捲回) 롤러(R1)와, 상기 롤러(R1)로부터 인출된 필터(F)를 가이드하는 가이드 롤러(R2)가 배치되어 있다. 상기 가이드 롤러(R2)에 의해 가이드된 필터(F)는, 추출 용기(4)와 액받이부(5)의 사이에 삽입된다. 그리고, 액받이부(5)의 타측에는, 필터 이송 방향(도 1 및 도 2에 있어서 시계방향)으로 회전하여 필터(F)를 보내는 이송 롤러(R3)와 상기 이송 롤러(R3)에 필터(F)를 가압하는 가압 롤러(R4)가 배치되어 있다. 이송 롤러(R3)의 하방에는, 이송 롤러(R3)에 의해 송출되는 사용이 끝난 필터(F) 등을 회수하는 회수 박스(B)가 배치되어 있다. 액받이부 이동 기구(도시 생략)에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 액받이부(5)를 하방으로 이동시킨 후, 이송 롤러(R3)에 의해 필터(F)가 보내진다.

상기 펌프(7)는, 음료 유통로(L2)의 도중에 설치되며, 액받이부(5) 내부를 감압시켜, 추출 용기(4) 내의 커피 음료를 흡인하는 동시에 컵(C) 내부로 토출시키는 것이다.

본 실시 형태에 있어서, 펌프(7)는, 구체적으로는, 추출 용기(4) 내의 커피 음료를 흡인하여 컵(C) 내부로 토출시키는 흡인 토출 운전과, 액받이부(5) 내에 에어를 공급하고, 이 에어를 필터(F)를 통해 추출 용기(4) 내에 공급함으로써 커피 분말 및 온수를 교반 혼합시키는 교반 운전을 선택적으로 전환하여 운전할 수 있게 구성되는 튜브 펌프로 이루어진다.

보다 구체적으로는, 상기 튜브 펌프로 이루어지는 펌프(7)는, 중심에 펌프 축(7a)이 관통 삽입된 링형상의 펌프 케이싱(7b)을 갖는다. 상기 펌프 케이싱(7b) 내에는 펌프 축(7a)에 부착된 회전반(7c)이 회전 가능하게 배치되며, 펌프 케이싱(7b)의 내벽과 회전반(7c)의 사이에는 튜브(음료 유통로(L2)의 일부)가 관통 삽입되어 있다. 회전반(7c)의 외주에는, 서로 둘레 방향으로 등간격으로 이격된 적절한 위치에, 튜브를 가압하는 튜브 롤러(7d)가 적절한 개수(예컨대, 3개)로 설치되어 있다. 회전반(7c)의 회전에 따라, 각 튜브 롤러(7d)가 튜브를 눌러 찌그러뜨려 내부를 폐색하면서, 그 폐색 위치를 튜브의 길이방향으로 이동시켜, 서로 인접하는 2개의 튜브 롤러(7d) 사이에서 튜브 내에 가두어진 커피 음료 또는 공기를 송출하는 펌프 작용을 가지고 있다.

또한, 펌프(7)에 의한 상술한 교반 운전 및 흡인 토출 운전에 대해서는, 이후에 상세히 기술하도록 한다.

상기 압력 센서(8)는, 액받이부(5) 내의 압력을 검지하는 센서로서, 예컨대, 액받이부(5)와 펌프(7) 사이의 음료 유통로(L2)로부터 분기시킨 분기로(分岐路, L2a)에 접속되어 있다. 상기 압력 센서(8)는, 검지한 검지 압력(P)의 값을 나타내는 검지 신호를 출력한다. 상기 검지 신호는, 제어부(10)에 소정의 샘플링 시간 간격으로 입력되어, 펌프(7)를 정지시키기 위한 정지 제어에 이용된다.

여기서, 압력 변화를 신속하게 검지하기 위해서는, 상기 샘플링 시간 간격을 가능한 한 짧게 할 필요가 있다. 그러나, 모터 등의 외부 기기로부터의 돌발적인 노이즈에 의한 이상값(異常値)이 혼입(混入)되는 경우가 있기 때문에, 이러한 이상값이 들어올 수 있는 검지 신호의 미가공 데이터(raw data)로는, 제어부(10)에 의해 펌프(7)를 적절히 정지 제어하지 못할 우려가 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 검지 신호의 미가공 데이터에 대해, 예컨대, 이동 평균 등의 필터링 처리를 실시하고, 이러한 필터링 처리 후의 검지 신호를, 압력 센서(8)로부터의 검지 압력의 검지 신호로서, 제어부(10)에 입력한다. 이로써, 검지 압력(P)의 증감(增減)의 경향을 보다 파악하기 쉽게 하는 동시에, 외부로부터의 노이즈를 제거하고 있다.

상기 버퍼부(9)는, 음료 유통로(L2)의 하류측(컵(C)측) 단부(端部)에 접속되어, 커피 음료를 받아들이는 것이며, 상기 버퍼부(9)에 받아들여진 커피 음료가 최종적으로 컵(C)으로 토출된다. 버퍼부(9)는, 상하로 개구되는 원통형으로서, 상측의 대지름부(9a)와 하측의 소지름부(9b)를 가지고 형성되며, 소지름부(9b)는 깔때기 형상으로 형성되어 있다. 대지름부(9a)의 측면에는 접선 방향으로부터 유입구(流入口)가 형성되며, 상기 유입구에 튜브(L2)의 단부가 접속되어 있다.

상기 제어부(10)는, 장치 전체의 동작을 제어하는 것으로서, 구체적으로는, 원료 모터(22), 밀(24)의 구동 모터(도시 생략), 온수 공급(給湯) 전자 밸브(32), 이송 롤러(R3)의 구동 모터(도시 생략), 펌프(7)의 펌프 모터(도시 생략), 액받이부 이동 기구(도시 생략)의 구동을 제어한다. 제어부(10)에는, 압력 센서(8)로부터 검지 신호가 입력된다. 또, 도시를 생략하였으나, 이용자 등이 컵(C)의 사이즈를 선택하기 위한 선택 스위치가, 장치 본체의 정면에 설치되어 있다. 제어부(10)에는, 상기 선택 스위치로부터의 컵 사이즈의 식별 신호가 입력된다.

여기서, 이용자 등에 의해 대사이즈의 컵(C)이 선택된 경우, 본 실시 형태에 있어서의 음료 공급 장치(1)는, 추출 용기(4) 내부에 대한 소정 용량의 커피 분말과 제 1 용량의 온수의 공급 후, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 토출 중에, 추출 용기(4) 내에 제 2 용량의 온수를 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내에 끊김 없이 토출시켜 공급하는 구성이다.

본 실시 형태에 있어서, 상기 제 1 용량은, 표준 사이즈의 컵(C)에 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 용량(예컨대, 150㎖)으로 설정되고, 제 2 용량은, 대사이즈의 컵(C)에 대한 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 용량(예컨대, 300㎖)으로부터 제 1 용량을 뺀 부족분의 용량(예컨대, 150㎖)으로 설정되어 있다.

구체적으로는, 제어부(10)에는, 원료 모터(22) 및 밀(24)을 구동시킨 후, 각 컵 사이즈의 용량의 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 소정 용량의 커피 분말(예컨대, 표준 사이즈인 경우에는 10g의 커피 분말, 대(大) 사이즈인 경우에는 20g의 커피 분말)의 공급에 소요되는 시간이 미리 설정되어 있다. 또, 제어부(10)에는, 온수 공급 전자 밸브(32)를 개방한 후, 상기 제 1 용량의 온수의 공급에 소요되는 시간과, 상기 제 2 용량의 온수의 공급에 소요되는 시간이 각각 미리 설정되어 있다.

다음으로, 본 실시 형태에 관한 음료 공급 장치(1)의 동작에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이용자 등은, 표준(레귤러) 사이즈와 대(라지) 사이즈의 2 종류의 컵(C) 중에서 어느 하나의 사이즈의 컵(C)을 선택할 수 있는 것으로 하고, 이용자 등에 의해 표준 사이즈의 컵(C)이 선택된 경우와, 대사이즈의 컵(C)이 선택된 경우의 각각의 동작에 대해, 이하에 설명한다.

우선, 표준 사이즈의 컵(C)에 커피 음료를 공급하는 경우의 동작에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다.

대기시에는, 액받이부(5)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 하위치(下位置)에 있으며, 추출 용기(4)와 이격된 상태에 있다. 여기서, 이용자 등이 선택 스위치(도시 생략)에 의해 표준 사이즈의 컵(C)을 선택하면, 선택 스위치로부터 제어부(10)로 표준 사이즈의 컵(C)이 선택되었음을 나타내는 식별 신호가 입력된다. 제어부(10)는, 상기 식별 신호의 입력에 따라 동작 개시 신호를 발생시키며, 우선, 상기 동작 개시 신호를 액받이부 이동 기구에 출력하여 액받이부(5)를 상위치로 이동시켜, 필터(F)를 액받이부(5)와 추출 용기(4)의 사이에 끼워 압접(壓接)한 상태로 한다. 계속해서, 제어부(10)는 상기 동작 개시 신호를, 온수 공급 전자 밸브(32), 원료 모터(22) 및 밀(24)에 출력한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제어부(10)로부터의 동작 개시 신호에 따라, 온수 공급 전자 밸브(32)가 개방 동작하는 동시에, 원료 모터(22), 밀(24)의 구동 모터가 기동(ON)한다. 이로써, 탱크(31) 내의 온수가 추출 용기(4) 내에 주입(注入)되는 동시에, 캐니스터(21) 내의 커피 콩이 밀(24)에 공급되어 분쇄되며, 분쇄되어 얻어진 커피 분말이 추출 용기(4) 내에 투하된다. 그리고, 커피 분말과 온수가, 추출 용기(4) 내의 필터(F) 상에서 혼합된다. 여기서, 제어부(10)는, 원료 모터(22) 및 밀(24)의 구동 모터에 동작 개시 신호를 출력한 후, 예컨대, 10g의 커피 분말의 공급에 소요되는 미리 설정된 시간이 경과된 시점에서, 원료 모터(22) 및 밀(24)의 구동 모터를 정지(OFF)시킨다. 이로써, 적절한 용량의 커피 분말을 추출 용기(4) 내에 공급한다. 한편, 제어부(10)는, 온수 공급(給湯) 전자 밸브(32)를 개방 동작시킨 후, 제 1 용량(표준 사이즈의 용량에 상당함)의 온수의 공급에 소요되는 미리 설정된 시간이 경과된 시점에서, 온수 공급 전자 밸브(32)를 폐쇄 동작시킨다.

그리고, 제어부(10)는, 온수 공급 전자 밸브(32)를 폐쇄 동작시킨 후, 소정 시간 경과 후에, 펌프(7)의 펌프 모터를 펌프 축(7a)이 도 1에 L로 나타내는 화살표 방향으로 회전하도록 구동시켜, 교반 운전을 개시시킨다.

구체적으로는, 펌프(7)는, 펌프 축(7a)이 L방향으로 회전 구동되면, 음료 유통로(L2)의 하류측 개구로부터 공기를 흡입하여 액받이부(5) 내를 가압하고, 이 가압한 에어를 액받이부(5) 내부로부터 필터(F)를 통과시켜 추출 용기(4) 내에 공급함으로써, 추출 용기(4) 내의 커피 분말과 온수를 교반 혼합시킨다. 가압한 에어는, 필터(F)를 통과하여 추출 용기(4) 내의 혼합액 내부에서 기포(氣泡)가 되어 상승하며, 이 기포에 의해 커피 분말과 온수간의 교반 혼합을 촉진시킬 수 있기 때문에, 커피 음료를 단시간에 추출할 수가 있다. 제어부(10)는, 미리 정한 시간(T1) 동안, 펌프(7)의 상기 교반 운전(L방향의 회전 구동)을 계속시키며, 이 시간(T1)이 경과했을 때, 펌프(7)를 정지시켜 교반 운전을 정지시킨다.

또한, 제어부(10)는, 예컨대, 펌프(7)에 의한 상기 교반 운전을 정지시키고 나서 미리 정한 시간(T2)이 경과한 후에, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 토출 운전을 개시시킨다. 구체적으로는, 펌프(7)는, 펌프 축(7a)이 도 1에 R로 나타내는 화살표 방향으로 회전 구동되면, 액받이부(5) 내의 공기를 흡입하여 액받이부(5) 내부를 감압한다. 이로써, 액받이부(5) 내부가 대기압보다 부압(負壓)이 되어, 추출 용기(4) 내의 혼합액 중, 커피 분말은 필터(F)에 의해 포획되고, 커피 음료만이 필터(F)를 통해 여과되어 액받이부(5) 내에 드립(drip)된다. 액받이부(5) 내에 드립된 커피 음료는, 펌프(7)에 흡입되어, 펌프(7)로부터 버퍼부(9)로 가압 이송된다. 버퍼부(9)로 가압 이송된 커피 음료는, 버퍼부(9)로부터 유출되어 컵(C)에 따라진다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 펌프(7)의 R방향의 회전 구동 개시 후, 실제로, 커피 음료가 컵(C) 내부로 토출되기 까지는, 시간 차가 있다. 그리고, 제어부(10)는, 예컨대, 압력 센서(8)로부터의 검지 신호의 값에 근거하여, 펌프(7)를 정지시켜, 표준 사이즈의 컵(C)에 대한 커피 음료의 공급을 완료시킨다. 그리고, 제어부(10)는 액받이부 이동 기구에 의해 액받이부(5)를 하위치로 이동시킨다. 이로써, 음료 공급 장치(1)는 대기 상태가 된다.

또한, 상기 펌프(7)를 정지시키는 제어는, 후술하는 대사이즈의 커피 음료를 공급하는 경우와 같으며, 이후에 상세히 기술한다.

다음으로, 대사이즈의 컵(C)에 커피 음료를 공급하는 경우의 동작에 대해, 도 4~도 7을 참조하여 설명한다. 또, 표준 사이즈의 컵(C)에 대한 공급 동작과 같은 동작에 대해서는 설명을 간략화한다.

제어부(10)에 대사이즈의 컵(C)이 선택되었음을 나타내는 식별 신호가 입력되면, 제어부(10)로부터 동작 개시 신호를 액받이부 이동 기구로 출력하여 액받이부(5)를 상위치로 이동시키고, 필터(F)를 액받이부(5)와 추출 용기(4)의 사이에 끼워 압접한 상태로 한다. 이어서, 제어부(10)로부터 동작 개시 신호를 온수 공급 전자 밸브(32), 원료 모터(22) 및 밀(24)에 출력한다. 이로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 온수 공급 전자 밸브(32)가 개방 동작하는 동시에, 원료 모터(22), 밀(24)의 구동 모터가 기동(ON)한다. 여기서, 제어부(10)는, 원료 모터(22) 및 밀(24)의 구동 모터에 동작 개시 신호를 출력한 후, 예컨대, 20g의 커피 분말의 공급에 소요되는 미리 설정된 시간이 경과한 시점에서 원료 모터(22) 및 밀(24)의 구동 모터를 정지(OFF)시킨다. 이로써, 적절한 용량의 커피 분말을 일괄하여 추출 용기(4) 내부에 공급한다. 한편, 제어부(10)는, 온수 공급 전자 밸브(32)를 개방 동작시킨 후, 예컨대, 150㎖(제 1 용량)의 온수의 공급에 소요되는 미리 설정된 시간이 경과한 시점에서 온수 공급 전자 밸브(32)를 폐쇄 동작시킨다.

제어부(10)는, 온수 공급 전자 밸브(32)를 폐쇄 동작시킨 후, 소정 시간 경과 후에, 펌프(7)의 교반 운전(L방향의 회전 구동)을 개시시키며, 미리 정한 시간(T1) 동안, 상기 교반 운전(L방향의 회전 구동)을 계속한다. 그리고, 상기 시간(T1)이 경과했을 때 펌프(7)를 정지시킨다.

다음으로, 제어부(10)는, 교반 운전을 정지시키고 나서 미리 정한 시간(T2)이 경과된 후에, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 및 토출 운전(R방향의 회전 구동)을 개시시켜, 컵(C)에 대한 커피 음료의 토출을 개시시킨다.

그리고, 제어부(10)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 토출 운전(R방향의 회전 구동)을 개시시키고 나서, 소정 시간(T3)이 경과된 후에, 예컨대 150㎖(제 2 용량)의 온수, 즉, 부족 용량 분의 온수의 추출 용기(4)로의 공급을 개시한다.

여기서, 도 5는, 펌프(7)에 의한 흡인 토출 운전 개시 후에 있어서의 추출 용기(4) 내의 혼합액(원료와 온수)의 수위(H)의 변화를 설명하기 위한 개념도로서, 횡축(橫軸)은 시간(t), 종축(縱軸)은 추출 용기(4) 내의 혼합액의 수위(H)를 나타낸다. 도면 중, h0은, 추출 용기(4)의 만수선(滿水線, 도면 중 2점 쇄선)의 위치를 나타낸다. h1은, 추출 용기(4) 내에 제 1 용량의 온수와 대사이즈 용량의 커피 음료의 제공에 필요한 소정 용량의 커피 분말을 추출 용기(4) 내에 투입한 경우의 수위를 나타내며, 온수와 커피 원료의 혼합액이 넘쳐 흐르지 않도록, h0보다 소정의 여유분만큼 낮게 설정되어 있다. 또, t0은 펌프(7)의 흡인 토출 운전의 개시 시각, t1은 제 2 용량의 온수의 공급 개시 시각, t2는 제 2 용량의 온수의 공급 완료 시각, t3은 펌프(7)의 흡인 토출 운전의 정지(완료) 시각을 각각 나타낸다.

일반적으로, 부압(負壓)식에 의한 음료의 흡인 유량은 작기 때문에, 온수의 공급 유량(Q1[㎖/sec])은 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 유량(Q2[㎖/sec])보다 크다. 따라서, 온수의 공급과 커피 음료의 흡인을 동시에 행하면, Q1과 Q2간의 차에 따라 혼합액의 수위(H)가 상승한다. 이 때문에, 흡입 토출 운전 개시(=t0) 직후에, 온수의 공급을 개시하면, 혼합액이 추출 용기(4)로부터 넘쳐 흐르게 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 이러한 혼합액의 누수(漏水)를 확실히 방지하기 위하여, 부족 용량 분의 온수의 보급을 개시할 타이밍을 정하는 상기 소정 시간(T3)은, 온수 공급부(3)에 의한 온수의 공급 유량(Q1)과 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡입 유량(Q2)에 근거하여 정해진다.

구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수위(h1)의 상태에 있어서, 시각(t0)에, 추출 용기(4) 내부로부터 흡인 유량(Q2)으로 커피 음료를 흡인하기 시작하면, 서서히 수위(H)는 저하되며, 시각(t1)에, 추출 용기(4) 내부에 대한 제 2 용량의 온수의 공급을 공급 유량(Q1)으로 개시하면, 수위(H)는 상승하기 시작하여, 시각(t2)에서 제 2 용량의 온수의 공급이 완료된다. 제어부(10)는, 예컨대, 제 2 용량을 Q1과 Q2간의 차분치(差分値)에 의해 나눔으로써, 상기 제 2 용량의 온수의 공급에 소요되는 시간(t2-t1)을 산출하며, 온수 공급 전자 밸브(32)의 개방 동작 후, 산출하여 얻은 시간 경과 후에, 온수 공급 전자 밸브(32)를 폐쇄 동작시킴으로써, 제 2 용량의 온수를 확실히 보급한다. 상기 제 2 용량의 온수의 공급이 완료될 때의 수위(h2)가, 만수선(h0)을 넘지 않는 레벨(예컨대, 만수선(h0)의 80% 레벨)에 위치하도록, 펌프(7)의 흡인 토출 운전의 개시 시각(t0)으로부터 소정 시간(T3)만큼 시간을 지연시켜, 시각(t1)에 제 2 용량의 온수의 공급을 개시하도록 구성되어 있다. 소정 시간(T3)은, Q1 및 Q2에 근거하여, 예컨대, 3초로 설정되어, 제어부(10)에 미리 설정되어 있다. 이와 같이, 온수 공급 전자 밸브(32)의 개폐 동작은, 제어부(10)에 의해 제어되며, 제 2 용량의 온수를 적정하게 보급한다.

또한, 제어부(10)는, 압력 센서(8)로부터의 검지 신호의 값에 근거하여, 추출 용기(4) 내에 혼합액이 없어졌음을 판정하여, 펌프(7)를 정지(시각(t3))시키고, 표준 사이즈의 컵(C)에 대한 커피 음료의 공급을 완료시킨다. 이로써, 시각(t0)에 개시한 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 토출 운전은, 시각(t3)에서 정지된다.

구체적으로는, 펌프(7)에 의한 흡인 토출 운전에 의해, 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향이 되지만, 추출 용기(4) 내에 혼합액이 없어지면, 추출 용기(4) 내의 공기가 필터(F)를 통과하여 액받이부(5) 내에 흡입되기 때문에, 흡인 부하 저항이 감소되어, 액받이부(5) 내의 압력이 대기압에 가까워지는 상승 경향을 보인다. 제어부(10)는, 이러한 압력이 상승 경향을 보이는 타이밍을 압력 센서(8)에 의해 파악하고, 추출 용기(4) 내에 혼합액이 없어졌음을 검지하여, 펌프(7)를 정지시키도록 구성되어 있다. 그 후, 제어부(10)는 액받이부 이동 기구에 의해 액받이부(5)를 하위치로 이동시킨다. 이러한 대기 동작에 의해, 음료 공급 장치(1)는 대기 상태가 된다.

여기서, 도 6은, 도 5에 나타내는 시각(t0)을 시간(T)의 기점으로 하여 압력 센서(8)에 의한 액받이부(5) 내의 검지 압력(P)의 변화를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6에 나타내는 A부의 확대도이다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 검지 압력(P)을 나타내는 검지 신호의 미가공 데이터에 대해, 예컨대, 이동 평균 등의 필터링 처리를 실시하여, 상기 필터링 처리 후의 검지 신호를, 압력 센서(8)로부터의 검지 압력(P)의 검지 신호로서, 제어부(10)에 입력하고 있다. 구체적으로는, 도 7에 나타내는 검지 압력(P) 중 하나의 산곡(山谷, peak or trough)을 나타내는 하나의 검지 압력(P)의 값 각각은, 그 샘플링시의 미가공 데이터와 그 전의 적절한 개수의 미가공 데이터간의 평균치이다. 이로써, 검지 압력의 증감의 경향을 보다 파악하기 쉽게 하는 동시에, 외부로부터의 노이즈를 제거하고 있다. 또한, 도 6, 도 7 및 후술하는 도 9는, 필터링 처리 후의 검지 압력의 변화를 나타내고 있으며, 필터링 처리 전의 검지 압력의 변화는, 이들 도면에 나타내는 변화보다도 더 크게 변화하고 있다.

본 실시 형태와 같이 펌프(7)로서 튜브 펌프를 채용한 경우, 액받이부(5) 내의 압력은, 도 6 및 7에 나타내는 바와 같이, 미세하게 맥동(脈動)한다. 또한, 통상적으로, 흡인 토출 운전에 의해 액받이부(5) 내의 압력은 저하되지만, 도 6에 나타내는 바와 같이, 흡인 토출 운전 개시 직후에 있어서는, 액받이부(5) 내의 압력이 대기압(P0)보다 상승하는 등의 압력 불안정 기간이 존재하는 경우도 있다. 따라서, 단순히, 압력에 문턱값을 마련하여, 검지 압력(P)과 문턱값을 비교하는 것 만으로는, 펌프(7)를 적절한 타이밍으로 정지시키기 어려운 경우가 있다.

이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 제어부(10)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 미리 정하는 시간 길이(Δt)의 구간(도 7에 나타내는 범위에서는, S1~S8)마다, 압력 센서(8)에 의해 얻어지는 검지 압력(P)에 대한 구간 대표값을 순차적으로 검출하고, 소정 위치의 구간(Sn)의 구간 대표값이 이 구간에 인접하여 선행(시간적으로 선행)하는 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값보다 큰 경우, 상기 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값을 대표 최소값(Pmin)으로 하고, 선행 구간(Sn-1)에 후속(後續)하는 소정의 구간(Sn을 포함하는 구간)의 구간 대표값이 대표 최소값(Pmin)에 미리 정하는 문턱값(ΔPc) 분(分)만큼 더한 값보다 커졌을 때에, 펌프(7)를 정지시킨다. 바꾸어 말하면, 소정의 구간(Sn을 포함하는 구간)의 구간 대표값으로부터 대표 최소값(Pmin)을 빼고 얻은 값이 문턱값(ΔPc)보다 커졌을 때에, 펌프(7)를 정지시킨다.

또, 제어부(10)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 및 토출을 개시시키고 나서 미리 정하는 시간(T4)이 경과된 후에, 펌프(7)의 정지 제어를 개시한다. 이와 같이, 펌프(7)의 흡인 토출 운전의 개시 후에 있어서, 압력 센서(8)로부터의 검지 신호를 무시하는 무시 시간을 마련하여, 펌프(7)를 강제적으로 구동시킨다.

구체적으로는, 상기 구간 대표값은, 구간 내에서 얻어지는 복수의 필터링 처리 후의 검지 압력(P) 중의 최소값이다. 시간(T4) 경과 후의 도 7에 나타내는 범위를 일례로 하여 설명하면, 구간(S1~S8)의 구간 각각에 있어서, 필터링 처리 후의 검지 압력(P)은 소정의 샘플링 시간 간격으로 복수로 입력되어 있으며, 그 구간마다의 최소값은, 각각 P1min~P8min이다. 제어부(10)는, 예컨대, 구간(S1)에 후속하여 인접하는 구간(S2)의 최소값(P2min)이 구간(S1)의 최소값(P1min)보다 작은 것을 검지하고, 계속해서, 구간(S3)의 최소값(P3min)이 구간(S2)의 최소값(P2min)보다 작은 것 및 구간(S4)의 최소값(P4min)이 구간(S3)의 최소값(P2min)보다 작은 것을 검지한다. 그리고, 제어부(10)는, 구간(S5)의 최소값(P5min)이 구간(S4)의 최소값(P4min)보다 큰 것을 검지한다. 이 때, 제어부(10)는, 최소값(P4min)을 전체 구간에 있어서의 대표 최소값(Pmin)으로서 기억하고, 이 대표 최소값(Pmin)의 검지 타이밍에 있어서, 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향으로부터 상승 경향으로 변화한 것으로 판정한다.

그리고, 제어부(10)는, 구간(S5)의 최소값(P5min)으로부터 대표 최소값(Pmin)(=P4min)을 빼고 얻은 값(ΔPs5)이 문턱값(ΔPc)보다 작은 것을 검지하고, 계속해서, 구간(S6)의 최소값(P6min)으로부터 대표 최소값(Pmin)을 빼고 얻은 값(ΔPs6)이 문턱값(ΔPc)보다 작은 것을 검지한다. 그리고, 제어부(10)는, 구간(S7)의 최소값(P7min)으로부터 대표 최소값(Pmin)을 빼고 얻은 값(ΔPs7)이 문턱값(ΔPc)보다 큰 것을 검지하고, 펌프(7)를 정지시킨다. 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향으로부터 상승 경향으로 변화한 것을 검지한 구간(S5)에 있어서, 펌프(7)를 정지시키지 않는 것은, 추출 용기(4) 내의 커피 음료가 확실하게 없어질 때까지의 여유분의 대기 시간을 갖기 위함이다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 펌프(7)의 R방향의 회전 구동 정지 후, 컵(C) 내부에 대한 커피 음료의 토출이 실제로 정지하기까지는, 시간 차가 있다.

이와 같이 하여, 추출 용기(4) 내부에 대한 소정 용량의 커피 분말과 제 1 용량의 온수의 공급 후, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 토출 중에, 추출 용기(4) 내에 제 2 용량의 온수를 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내에 끊김 없이 토출시켜 공급한다.

이러한 본 실시 형태에 의한 음료 공급 장치(1)에 의하면, 펌프(7)에 의해, 액받이부(5) 내부를 감압시켜, 추출 용기(4) 내에 추출되어 있는 음료를, 필터(F)를 통해 여과시켜 액받이부(5)에 수용하고, 음료 유통로(L2)를 통해 흡인하는 동시에 컵(C) 내부로 토출시키는 구성으로 하였으며, 또한 추출 용기(4) 내에 소정 용량의 원료와 제 1 용량의 물을 공급한 후, 펌프에 의해 추출 용기(4) 내의 음료를, 필터(F), 액받이부(5) 및 음료 유통로(L2)를 통해 컵(C) 내부로 토출시키며, 이러한 음료의 토출 중에, 추출 용기(4) 내에 제 2 용량의 물을 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내부로 끊김 없이 토출시켜 공급한다.

이와 같이, 컵(C) 내부에 대한 음료의 토출을, 액받이부(5) 내부를 감압시켜 행하는 부압 방식에 의해 행하는 구성으로 하였기 때문에, 추출 용기(4)를 폐색시킬 필요는 없으므로, 상기 컵(C)에 대한 음료의 토출 중에, 추출 용기(4)의 상면 개구로부터 추출 용기(4) 내부로 온수를 언제든지 보급할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 추출 용기(4)의 내용적(內容積)을 표준적인 1잔 분(分)의 음료 공급 용량에 따른 용적으로 유지하여, 대용량의 음료를 이용자의 선택에 따라 행하도록 하였다 하더라도, 음료 추출 중에 부족 용량 분의 물을 보급하여 대용량의 음료를 공급할 수 있다. 그리고, 예컨대, 대용량의 음료의 추출에 따른 용량의 원료와, 표준 용량의 음료의 추출에 따른 제 1 용량의 물을 추출 용기 내부로 공급한 후, 펌프(7)에 의한 음료의 컵(C)으로의 토출 중에, 추출 용기(4) 내에 추가로 부족 용량 분의 제 2 용량의 물을 보급하여, 대사이즈의 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내에 끊김 없이 토출시켜 공급함으로써, 음료의 토출이 행해지지 않는 대기 시간의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 대용량의 음료를 단시간에 공급할 수가 있다. 또, 대용량의 음료의 공급시에, 컵에 대한 음료의 토출이 도중에 중단되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 이용자가, 음료의 공급 완료 전에 컵을 꺼내는 일이 없으며, 대용량의 음료를 확실히 공급할 수가 있다.

이와 같이 하여, 추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하면서, 대용량의 음료를 공급할 수 있으며, 또한, 대용량의 음료를 단시간에 확실하게 공급할 수 있는, 음료 공급 장치를 제공할 수가 있다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 추출 용기(4) 내부에 대한 소정 용량의 원료 및 제 1 용량의 물의 공급 후, 튜브 펌프로 이루어지는 펌프(7)에 의해 원료 및 물을 교반 혼합시키며, 그 교반 운전을 정지시키고 나서 소정 시간(T2) 경과 후에, 펌프(7)에 의한 음료의 흡인 및 토출을 개시시키는 구성으로 하였다.

이로써, 펌프(7)에 의한 교반 운전에 의해, 추출 용기(4) 내의 혼합액 내에서 부유(浮游)하고 있는 원료가, 펌프(7)의 운전 정지 후, 확실히 필터(F) 측에 침전하기 위한 대기 시간을 마련할 수가 있다. 이 때문에, 온수가 원료와 접촉하지 않고 필터(F)를 통과하는 것을 확실히 방지할 수가 있다. 따라서, 원료를 온수와 확실히 접촉시켜, 원료를 낭비하는 일 없이 효율적으로 추출에 기여시킬 수가 있다.

그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 펌프(7)에 의한 음료의 흡인 및 토출을 개시하고 나서, 온수의 공급 유량(Q1)과 펌프(7)에 의한 음료의 흡인 유량(Q2)에 근거하여 정해지는 소정 시간(T3)의 경과 후에, 제 2 용량의 물의 공급을 개시하는 구성으로 하였다.

이에 따라, 추출 용기(4) 내에 대한 부족 용량 분(제 2 용량)의 온수의 공급을, 적절한 타이밍으로 개시할 수 있으며, 추출 용기(4)의 내용적을 컴팩트하게 유지하였다 하더라도, 온수를 추출 용기(4)로부터 넘쳐 흐르는 일 없이 추출 용기(4) 내에 보급할 수가 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 압력 센서(8)를 구비하고, 제어부(10)에 의해, 미리 정하는 시간 길이(Δt)의 구간마다, 압력 센서(8)에 의해 얻어지는 검지 압력(P)에 대한 구간 대표값을 순차적으로 검출하며, 소정 위치의 구간(Sn)의 구간 대표값이 상기 구간에 인접하여 선행하는 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값보다 큰 경우, 상기 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값을 대표 최소값(Pmin)으로 하고, 선행 구간(Sn-1)에 후속하는 소정의 구간(Sn을 포함하는 구간)의 구간 대표값이 대표 최소값(Pmin)으로 미리 정하는 문턱값(ΔPc) 분(分)만큼 더한 값보다 커졌을 때, 펌프(7)를 정지시키는 구성으로 하였다.

이에 따라, 펌프(7)로서 튜브 펌프를 채용하고, 액받이부(5) 내의 압력이 미세하게 맥동하는 경우라 하더라도, 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향으로부터 상승 경향으로 변화하였음을 정확히 검지할 수 있으며, 또한 압력이 상승 경향으로 변화한 후, 펌프(7)를 정지시킬 때까지의 대기 시간을 가질 수가 있다. 그 결과, 추출 용기(4) 내의 커피 음료를 확실히 흡인시키고 나서 펌프(7)를 정지시킬 수 있어, 신속하게 이후의 제어 동작(예컨대 상술한 액받이부(5)를 하위치로 이동시키는 대기 동작 등)으로 이행할 수가 있다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 펌프(7)에 의한 커피 음료의 흡인 및 토출을 개시시키고 나서 미리 정하는 시간(T4)의 경과 후에, 펌프(7)의 정지 제어를 개시하는 구성으로 하였다.

이에 따라, 흡인 토출 운전 개시 직후에 액받이부(5) 내의 압력이 대기압(P0)보다 상승하는 등의 불안정 기간이 있는 경우라 하더라도, 펌프(7)의 흡인 토출 운전의 개시 후에 있어서, 압력 센서(8)로부터의 검지 신호를 무시하는 무시 시간을 마련함으로써, 펌프(7)를 강제적으로 구동시킬 수가 있다.

그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 음료 유통로(L2)의 컵(C)측 단부에 버퍼부(9)를 설치하는 구성으로 하였다.

이로써, 상기 버퍼부(9)에 있어서, 커피 음료는, 대지름부(9a)의 내벽(內壁)을 따라 회전하면서 하강하여, 즉, 버퍼부(9) 내에서 소용돌이치듯이 체류한 후, 소지름부(9b)의 토출구로부터 컵(C)으로 토출된다. 이 때문에, 튜브 펌프로 이루어지는 펌프(7)에 의한 압력 맥동이 있어도, 버퍼부(9)에서는 받아들인 음료의 압력을 평균화하여 토출시킬 수 있다. 그 결과, 커피 음료가 컵(C)에 따라질 때에 맥동에 의해 액면(液面)이 물결침에 따라 컵(C)의 상부 측까지 음료가 부착하거나, 공기를 끌어들여 음료에 기포가 생기거나 하는 것과 같은 문제를 방지할 수가 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 형태로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 각종 변형 및 변경이 가능하다. 이하에 그 중 몇 가지를 예시해 둔다.

예컨대, 도 3에 나타내는 바와 같이, 대사이즈 용량의 커피 음료를 제공하는 경우에 필요한 소정 용량의 커피 분말의 공급에 소요되는 시간이 제 1 용량의 물의 공급에 소요되는 시간보다 긴 경우에는, 추출 용기(4) 내부에 대한 온수의 공급이 커피 분말의 공급보다 먼저 완료되고, 그 후, 커피 분말만 추출 용기(4) 내에 공급되게 된다. 그 결과, 커피 분말이 추출 용기(4)에 있어서의 수용실(4a)의 내벽에 부착되어, 음료 공급에 기여하지 못하는 경우가 있다.

이와 같이, 소정 용량의 커피 분말의 공급에 소요되는 시간이 제 1 용량의 물의 공급에 소요되는 시간보다 긴 것으로 상정되는 경우에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 커피 분말의 공급 후이면서 제 2 용량의 물의 공급 전에, 추출 용기(4) 내에 제 3 용량의 물을 공급하도록 구성하여도 무방하다. 이 경우, 도 8에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 제 1 용량으로부터 제 3 용량을 뺀 용량을 제 4 용량으로 하여, 우선, 상기 제 4 용량의 온수를 추출 용기(4) 내에 공급하고, 커피 분말의 공급이 완료된 시점에서, 제 3 용량의 온수의 공급을 개시하도록 한다. 이에 따라, 커피 분말이 수용실(4a)의 내벽에 부착하였다 하더라도, 제 3 용량의 온수에 의해, 그 부착된 커피 분말을 혼합실(4b)로 씻어내려, 음료 추출에 기여시킬 수가 있다. 또한, 이러한 경우에도, 제 3 용량과 제 4 용량의 합계가, 상기 실시 형태의 제 1 용량에 상당하기 때문에, 상기 제 2 용량, 제 3 용량 및 제 4 용량의 온수에 의해, 대사이즈의 커피 음료를 적절한 용량으로 제공할 수가 있다.

또, 상기 실시 형태에 있어서, 한번에 제 2 용량의 온수를 추출 용기(4) 내에 공급하는 것으로서 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않으며, 복수 회로 나누어 합계하여 제 2 용량의 온수를 추출 용기(4) 내에 공급하도록 하여도 무방하다. 또한, 온수와 원료가 접촉하는 시간이 길수록, 원료의 단위 용량당의 음료 추출 효율이 높아지기 때문에, 음료 추출 효율을 높이기 위해서는, 한번에 제 2 용량의 온수를 공급하는 것이 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 압력 센서(8)의 검지 압력(P)의 구간 대표값은, 구간 내에서 얻어지는 복수의 검지 압력(P) 중의 최소값인 것으로 하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 구간 내에서 얻어지는 복수의 검지 압력(P)의 평균치인 것으로 하여도 무방하다. 예컨대, 도 7과 같은 범위를 나타낸 도 9를 일례로 하여 설명하면, 구간(S1~S8)의 구간 각각에 있어서, 그 구간마다의 평균치는, 각각 P1ave~P8ave이며, 제어부(10)는 이 평균치를 이용하여 펌프(7)의 정지 제어를 행한다.

또한, 상기 도 9 및 도 7의 설명에 있어서, 검지 압력(P)을 나타내는 검지 신호의 미가공 데이터에 대해 필터링 처리를 실시하고, 이 필터링 처리 후의 검지 신호(P)를, 압력 센서(8)로부터의 검지 압력(P)의 검지 신호로서, 제어부(10)에 입력하는 것으로 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 노이즈 등에 의한 급격한 변화가 비교적 적은 경우에는, 검지 신호의 미가공 데이터를 제어부(10)에 입력하여, 도 7에서 설명한 바와 같이, 미가공 데이터의 구간마다의 최소값을 구간 대표값으로 하거나, 도 9에서 설명한 바와 같이, 미가공 데이터의 구간마다의 평균값을 구간 대표값으로 하거나 하여도 무방하다.

또한, 예컨대, 원료가 없어지거나, 원료 공급부(2)로부터 추출 용기(4) 내부로의 원료의 공급 불량이 발생하거나 하여, 추출 용기(4) 내에 온수만 공급되는 경우나, 추출 용기(4)의 하단부와 필터(F)의 사이나 액받이부(5)의 상단부와 필터(F)의 원료 찌꺼기 등이 사이에 끼인 경우 등에 있어서는, 펌프(7)의 흡인 토출 운전을 개시하여도, 액받이부(5) 내에 충분한 크기의 부압을 발생시키지 못할 우려가 있다. 이 경우, 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향에서 상승 경향으로 바뀌어도, 그 후의 구간 대표값과 대표 최소값(Pmin)간의 차분(差分)이 문턱값(ΔPc)보다 커지지 않기 때문에, 압력 센서(8)의 검지 신호에 근거하여 펌프(7)를 정지시키지 못할 우려도 있다.

이와 같이, 펌프(7)의 정지 제어는 압력 센서(8)로부터의 검지 신호에 근거하는 펌프의 정지 제어만으로는, 펌프(7)를 적절하게 정지시킬 수 없는 것이 상정될 경우에는, 예컨대, 미리 정하는 시간 길이(Δt)의 구간마다, 압력 센서(8)에 의해 얻어지는 검지 압력(P)에 대한 구간 대표값을 순차적으로 검출하여, 소정 위치의 구간(Sn)의 구간 대표값이 상기 구간에 인접하여 선행하는 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값보다 큰 경우, 상기 선행 구간(Sn-1)의 구간 대표값을 대표 최소값(Pmin)으로 하고, 선행 구간(Sn-1)에 후속하는 소정의 구간(Sn을 포함하는 구간)의 구간 대표값이 대표 최소값(Pmin)에 미리 정하는 문턱값(ΔPc)분만큼 더한 값보다 커졌을 때와, 펌프(7)에 의한 음료의 흡입 유량(Q1)과 컵(C)에 공급하는 음료의 용량에 근거하여 정해지는 소정 시간(타임 업 시간)이 경과했을 때 중의 어느 하나의 빠른 시기에, 펌프(7)를 정지시키는 구성으로 하여도 무방하다.

이와 같이, 압력 센서(8)로부터의 검지 신호에 근거하는 펌프 정지 제어와, 타임 업 시간에 의한 펌프 정지 제어를 병용함으로써, 액받이부(5) 내에 충분한 크기의 부압을 발생시키지 못하고 있는 경우라 하더라도, 펌프(7)를 확실하게 정지시킬 수가 있다.

또, 커피 음료를 공급하는 경우로 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않으며, 예컨대, 녹차를 공급할 수도 있다. 이 경우, 추출 용기(4) 내에는 찻잎을 원료로서 공급한다. 또, 음료는, 커피 음료나 차로 한정되지 않으며, 추출에 의해 공급 가능한 음료이면, 어떠한 종류의 음료여도 무방하다. 그리고, 추출 용기(4) 내에 온수를 공급하는 것으로 하였으나, 이것으로 한정되지 않으며, 냉수를 공급하여도 무방하다. 냉수를 공급하여도 음료를 추출할 수 있다.

또, 음료 공급 장치(1)는, 컵 타입의 서버에 조립하여 적용하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않으며, 컵 타입의 자동 판매기에 조립하여 적용하여도 무방하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명이 제안하는 음료 공급 장치에서는, 펌프에 의해, 통형상의 추출 용기의 하단부와의 사이에 필터를 통해 설치되는 액받이부 내부를 감압시키고, 추출 용기 내에 추출되어 있는 음료를, 필터를 통해 여과시켜 액받이부에 받아들이며, 이 받아들여진 음료를, 음료 유통로를 통해 흡인하는 동시에 컵 내에 토출시키는 구성으로 하였으며, 또한 추출 용기 내에 소정 용량의 원료와 제 1 용량의 물을 공급한 후, 펌프에 의해 추출 용기 내의 음료를 컵에 토출시키고, 상기 음료의 토출 중에, 추출 용기 내에 제 2 용량의 물을 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵 내에 끊김 없이 토출시켜 공급한다.

이와 같이, 컵에 대한 음료의 토출을, 추출 용기의 하단부에 필터를 통해 설치되는 액받이부 내부를 감압시켜 행하는 부압 방식에 의해 행하는 구성으로 하였기 때문에, 추출 용기를 폐색시킬 필요가 없으므로, 이러한 컵에 대한 음료의 토출 중에, 통형상의 추출 용기의 상면 개구로부터 추출 용기 내부로 물을 보급할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 추출 용기의 내용적을 표준적인 1잔 분량의 음료 공급 용량(표준 용량)에 따른 용적으로 유지하여, 대용량의 음료를 이용자의 선택에 의해 행하도록 하였다 하더라도, 음료 추출 중에 부족 용량 분의 물을 보급하여 대용량의 음료를 공급할 수가 있다. 그리고, 예컨대, 대용량의 음료의 추출에 따른 용량의 원료와, 표준 용량의 음료의 추출에 따른 제 1 용량의 물을 통형상의 추출 용기 내에 공급한 후, 펌프에 의한 음료의 컵에 대한 토출 중에, 추출 용기 내에 부족 용량 분의 제 2 용량의 물을 추가로 보급하여, 대사이즈의 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵 내에 끊김 없이 토출시켜 공급함으로써, 음료의 토출이 행해지지 않는 대기 시간의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 대용량의 음료를 단시간에 공급할 수가 있다. 또, 대용량의 음료의 공급 시에, 컵에 대한 음료의 토출이 도중에 끊기는 것을 방지할 수 있기 때문에, 이용자가, 음료의 공급 완료 전에 컵을 꺼내는 일 없이, 대용량의 음료를 확실히 공급할 수가 있다.

이와 같이 하여, 추출 용기의 사이즈를 컴팩트하게 유지하면서, 대용량의 음료를 공급할 수 있고, 또한, 대용량의 음료를 단시간에 확실히 공급할 수 있는, 음료 공급 장치를 제공할 수가 있다.

또한, 이상의 설명에 있어서, 음료 공급 장치(1)는, 추출 용기(4) 내에 대한 소정 용량의 원료와 제 1 용량의 물의 공급 후, 펌프(7)에 의한 음료의 토출 중에, 추출 용기(4) 내에 제 2 용량의 물을 보급하고, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 컵(C) 내에 끊김 없이 토출시켜 공급하는 구성을 기본 구성으로 갖는 것으로 하였으나, 예컨대, 액받이부(5) 내의 압력이 하강 경향으로부터 상승 경향으로 변화한 것을 정확히 검지할 수 있으며, 또한, 추출 용기(4) 내의 커피 음료를 확실히 흡인시키고 나서 펌프(7)를 정지시키는 것을 주된 목적으로 하는 경우에는, 상기 기본 구성을 구비할 필요는 없다. 이하에, 이러한 목적을 달성하는 참고 발명의 구성(참고 구성 1~5)을 나타낸다.

[참고 구성 1]

통형상의 추출 용기의 하단부와 액받이부의 상단부와의 사이에 필터가 설치되고, 상기 추출 용기 내부에 대한 원료 및 물의 공급에 의해 추출되어 상기 필터에 의해 여과된 음료를, 상기 액받이부에서 받아들여 음료 유통로를 통해 컵 내에 공급하는 음료 공급 장치에 있어서, 상기 음료 유통로의 도중에 설치되며, 상기 액받이부 내부를 감압시켜, 상기 추출 용기 내의 음료를 흡인하는 동시에 상기 컵 내에 토출시키는 펌프와, 상기 액받이부 내의 압력을 검지하는 압력 센서와, 미리 정하는 시간 길이의 구간마다, 상기 압력 센서에 의해 얻어지는 검지 압력에 대한 구간 대표값을 순차적으로 검출하여, 상기 구간의 구간 대표값이 해당 구간에 인접하여 선행하는 선행 구간의 구간 대표값보다 큰 경우, 상기 선행 구간의 구간 대표값을 대표 최소값으로 하고, 상기 선행 구간에 후속하는 구간의 구간 대표값이 상기 대표 최소값에 미리 정하는 문턱값 분(分)만큼 더한 값보다 커졌을 때에, 상기 펌프를 정지시키는 제어부를 구비하는, 음료 공급 장치.

[참고 구성 2]

통형상의 추출 용기의 하단부와 액받이부의 상단부와의 사이에 필터가 설치되고, 상기 추출 용기 내부에 대한 원료 및 물의 공급에 의해 추출되어 상기 필터에 의해 여과된 음료를, 상기 액받이부에서 받아들여 음료 유통로를 통해 컵 내에 공급하는 음료 공급 장치에 있어서, 상기 음료 유통로의 도중에 설치되며, 상기 액받이부 내부를 감압시켜, 상기 추출 용기 내의 음료를 흡인하는 동시에 상기 컵 내부로 토출시키는 펌프와, 상기 액받이부 내의 압력을 검지하는 압력 센서와, 미리 정하는 시간 길이의 구간마다, 상기 압력 센서에 의해 얻어지는 검지 압력에 대한 구간 대표값을 순차적으로 검출하여, 상기 구간의 구간 대표값이 해당 구간에 인접하여 선행하는 선행 구간의 구간 대표값보다 큰 경우, 상기 선행 구간의 구간 대표값을 대표 최소값으로 하고, 상기 선행 구간에 후속하는 구간의 구간 대표값이 상기 대표 최소값에 미리 정하는 문턱값 분만큼 더한 값보다 커졌을 때와, 상기 펌프에 의한 음료의 흡입 유량과 상기 컵에 공급하는 음료의 용량에 근거하여 정해지는 소정 시간이 경과했을 때 중의 어느 하나의 빠른 시기에, 상기 펌프를 정지시키는 제어부를 구비하는, 음료 공급 장치.

[참고 구성 3]

상기 구간 대표값은, 상기 구간 내에서 얻어지는 복수의 상기 검지 압력 중의 최소치인, 참고 구성 1 또는 2에 기재된 음료 공급 장치.

[참고 구성 4]

상기 구간 대표값은, 상기 구간 내에서 얻어지는 복수의 상기 검지 압력의 평균치인, 참고 구성 1 또는 2에 기재된 음료 공급 장치.

[참고 구성 5]

상기 제어부는, 상기 펌프에 의한 상기 음료의 흡인 및 토출을 개시시키고 나서 미리 정하는 시간의 경과 후에, 상기 펌프의 정지 제어를 개시하는, 참고 구성 1~4 중 어느 하나에 기재된 음료 공급 장치.

또한, 상기 각 참고 구성에 의한 참고 발명의 작용 효과에 대해서는, 상기 실시 형태 및 그 변형예의 설명에 있어서 상세히 기술하였다.

Claims (4)

1. 통형상의 추출 용기의 하단부와 액받이부의 상단부와의 사이에 필터가 설치되고, 상기 추출 용기 내부에 대한 원료 및 물의 공급에 의해 추출되어 상기 필터에 의해 여과된 음료를, 상기 액받이부에서 받아들여 음료 유통로를 통해 컵 내에 공급하는 음료 공급 장치로서,
   상기 음료 유통로의 도중에 설치되며, 상기 액받이부 내부를 감압시켜, 상기 추출 용기 내의 음료를 흡인하는 동시에 상기 컵 내에 토출시키는 펌프를 구비하고,
   상기 추출 용기 내부에 대한 소정 용량의 상기 원료와 제 1 용량의 물의 공급 후, 상기 펌프에 의한 음료의 토출 중에, 상기 추출 용기 내에 제 2 용량의 물을 보급하여, 컵 용량에 따른 용량의 음료를 상기 컵 내에 끊김 없이 토출시켜 공급하는, 음료 공급 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 소정 용량의 원료의 공급에 소요되는 시간이 상기 제 1 용량의 물의 공급에 소요되는 시간보다 긴 경우에는, 상기 원료의 공급 후이면서 상기 제 2 용량의 물의 공급 전에, 상기 추출 용기 내에 제 3 용량의 물을 공급하는, 음료 공급 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 펌프는, 상기 추출 용기 내의 음료를 흡인하여 상기 컵 내에 토출시키는 흡인 토출 운전과, 상기 액받이부 내에 에어를 공급하여 상기 원료 및 물을 교반(攪拌) 혼합시키는 교반 운전을 선택적으로 전환하여 운전할 수 있게 구성되는 튜브 펌프로 이루어지며,
   상기 추출 용기 내부에 대한 상기 소정 용량의 원료 및 상기 제 1 용량의 물의 공급 후, 상기 펌프에 의해 상기 원료 및 물을 교반 혼합시키며, 그 교반 운전을 정지시키고 나서 소정 시간 경과한 후에, 상기 펌프에 의한 상기 음료의 흡인 및 토출을 개시시키는, 음료 공급 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 펌프에 의한 상기 음료의 흡인 및 토출을 개시하고 나서, 상기 물의 공급 유량과 상기 펌프에 의한 음료의 흡인 유량에 근거하여 정해지는 소정 시간 경과 후에, 상기 제 2 용량의 물의 공급을 개시하는, 음료 공급 장치.

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