KR100958453B1 - 드립커피 및 차 자동 제조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드립커피 및 차 자동 제조기에 관한 것으로서, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼; 호퍼의 상부에 배치되어 호퍼내로 물을 제공하는 적어도 하나의 드립홀을 가지며 호퍼의 둘레방향을 따라 회전가능한 드립 플레이트; 드립 플레이트를 회전시키는 구동수단; 드립 플레이트의 상부에 배치되어 드립 플레이트내로 제공되는 물을 수용하는 통상으로 형성되며 드립 플레이트를 향해 하향 개방된 배출구와, 측벽의 일측에 상기 호퍼의 외측으로 연장되어 호퍼를 통과한 커피원액에 혼합되는 물을 공급하는 직수관을 갖는 탱크;를 포함한다. 이에 의해, 드립커피 및 차의 추출시, 드립커피나 차를 추출하는 시간과 물의 양을 감소시킴으로써, 커피분말이나 찻잎으로부터 유해성분이 추출되는 것을 방지하여 커피나 차의 맛과 향을 향상시킬 수 있다.

커피, 차, 드립커피, 바리스타, 드립 플레이트, 탱크, 직수관, 호퍼, 서버

Description

드립커피 및 차 자동 제조기{AUTOMATIC MAKER FOR DRIP COFFEE AND TEA}

본 발명은 드립커피 및 차 자동 제조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 드립커피 및 차를 자동으로 제조하며 유해성분의 추출을 방지하여 맛과 향기가 풍부한 최적 최상의 드립커피 및 차를 제공할 수 있는 드립커피 및 차 자동 제조기에 관한 것이다.

커피숍이나 가정에서 원두커피 분말을 이용하여 추출되는 원두커피는 일반적으로 커피메이커를 이용하여 제조된다.

커피메이커를 통해 원두커피를 제조하는 과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 커피메이커의 호퍼에 종이나 금속/폴리머 메쉬 등으로 제작된 필터를 장착시키고, 필터내에 원두커피 분말을 넣는다. 그리고 물을 끓여 호퍼로 제공하는 탱크에 물을 부으면, 끓여진 물이 필터내의 원두커피 분말에 제공되고, 원두커피가 우러나와 커피메이커 하부의 커피포트에 저장된다. 커피포트 하부에는 커피포트에 열을 가하는 히터가 설치되어 커피포트에 수용된 원두커피가 식지 않도록 보온한다.

이렇게 커피메이커를 이용할 경우, 원두커피 분말과 물을 커피메이커에 제공 하여 원두커피를 간편하게 추출할 수 있으며, 보온기능에 의해 추출된 원두커피를 보온할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 원두커피를 대량으로 추출하여 보온할 경우, 시간이 경과할수록 급격하게 원두커피의 맛과 향이 저하되며, 심할 경우 탄 맛이 나기도 한다. 따라서, 원두커피를 최적 최상의 상태로 공급하지 못한다는 단점이 있다.

또한, 일반적으로 원두커피를 추출할 때, 원두커피를 우려내기 위한 물의 100%가 커피분말을 통과하게 된다. 즉, 장시간에 걸쳐 물이 커피분말을 통과하면서 원두커피를 추출한다. 이렇게 원두커피를 추출하면, 원두커피의 추출초기에는 커피분말에 포함되어 있는 유효성분들만이 추출되지만, 원두커피를 추출하는 시간이 길어질수록 커피분말에 포함된 유해성분들, 예를 들면 카페인이나 쓴맛 등이 증가하면서 원두커피의 맛과 향을 오히려 저하시키게 된다.

이러한 종래의 단점은 사용자의 선택에 따라 차를 우리는 시간이 달라, 맛과 향이 달라지는 녹차, 쟈스민차, 허브차 등의 차에서도 나타난다.

본 발명의 목적은, 커피분말이나 찻잎으로부터 유해성분이 추출되는 것을 방지함으로써, 커피나 차의 맛과 향을 향상시킬 수 있도록 하는 드립커피 및 차 자동 제조기를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼; 상기 호퍼의 상부에 배치되어 상기 호퍼내로 물을 제공하는 적어도 하나의 드립홀을 가지며, 상기 호퍼의 둘레방향을 따라 회전가능한 드립 플레이트; 및, 상기 드립 플레이트를 회전시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기에 의해 달성될 수 있다.

상기 드립 플레이트는 상부가 개구된 원통상으로 형성되며, 원판상의 바닥면에는 상기 드립홀이 상기 바닥면의 중심으로부터 소정 이격된 위치에 형성될 수 있다.

상기 드립홀은 상기 바닥면의 중심으로부터 상호 상이한 이격거리를 갖는 위치에 복수개가 형성될 수 있다.

상기 구동수단은, 상기 드립 플레이트의 외주면을 따라 형성된 피동기어와, 상기 피동기어에 맞물리는 구동기어와, 상기 구동기어를 회전시키는 플레이트 모터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼; 상 기 호퍼의 상부에 배치되어 상기 호퍼내로 제공되는 물을 수용하는 통상으로 형성되며, 상기 호퍼를 향해 하향 개방된 배출구와, 측벽의 일측에 상기 호퍼의 외측으로 연장되어 상기 호퍼를 통과한 커피원액에 혼합되는 물을 공급하는 직수관을 갖는 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 탱크의 측벽에 형성된 상기 직수관의 위치 또는 직경은 상기 탱크에 수용된 물의 70 내지 80%가 상기 직수관을 통해 배출되도록 설정될 수 있다.

한편, 상기 목적은, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼; 상기 호퍼의 상부에 배치되어 상기 호퍼내로 물을 제공하는 적어도 하나의 드립홀을 가지며, 상기 호퍼의 둘레방향을 따라 회전가능한 드립 플레이트; 상기 드립 플레이트를 회전시키는 구동수단; 및, 상기 드립 플레이트의 상부에 배치되어 상기 드립 플레이트내로 제공되는 물을 수용하는 통상으로 형성되며, 상기 드립 플레이트를 향해 하향 개방된 배출구와, 측벽의 일측에 상기 호퍼의 외측으로 연장되어 상기 호퍼를 통과한 커피원액에 혼합되는 물을 공급하는 직수관을 갖는 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 탱크의 배출구는 상기 드립 플레이트의 중심으로부터 이격된 위치에 형성될 수 있다.

한편, 상기 목적은, 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼; 상기 호퍼의 상부에 배치되어 그 단부가 상기 호퍼내로 물을 제공하며, 일정 구간내에서 직선운동과 회전운동이 가능한 드리퍼; 상기 드리퍼에 구동력 전달이 가능하 도록 결합되어 상기 드리퍼를 이동시키는 구동수단; 상기 드리퍼를 통해 상기 호퍼내로 제공되거나 상기 호퍼에서 추출된 커피원액과 혼합되는 물을 수용하는 탱크; 상기 구동수단을 작동시켜 상기 드리퍼가 직선운동 및 회전운동하면서 상기 호퍼내로 물을 제공하도록 제어하는 동시에, 상기 탱크로부터 상기 커피원액으로 물이 제공되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기에 의해서도 달성될 수 있다.

본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 드립커피 및 차의 추출시, 커피분말이나 찻잎에 제공되는 물의 양을 감소시키어 20 내지 30%의 물만으로 커피 및 차를 추출하고, 나머지는 물을 첨가한다. 따라서, 물이 커피나 차를 통과하는 시간과 양을 감소시킬 수 있으므로, 커피분말이나 찻잎으로부터 유해성분이 추출되는 것을 방지할 수 있고, 커피나 차의 맛과 향이 풍부해져 사용자의 만족을 도모할 수 있다.

본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 커피분말이나 찻잎에 제공되는 물의 양을 감소시킴으로써, 커피분말이나 찻잎로부터 유해성분이 추출되는 것을 방지할 수 있다. 후술할 실시예에서는 설명의 편의를 위해 커피분말을 예로 들어 설명하나 본 발명의 드립커피 및 차 자동 제조기는 차에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기의 구성도, 도 2a는 도 1 의 드 립커피 및 차 자동 제조기에서 탱크와 드립 플레이트만을 확대하여 도시한 측면도, 도 2b는 도 2a를 상부에서 본 평면도이다.

본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 커피분말 및 찻잎을 수용하는 호퍼(220), 호퍼(220)내로 물을 공급하며 회전가능한 드립 플레이트(230), 드립 플레이트(230)를 이동시키기 위한 구동수단(260), 드립 플레이트(230)로 물을 제공하는 탱크(240)를 포함한다.

여기서, 호퍼(220), 드립 플레이트(230), 구동수단(260), 및 탱크(240)간의 상호 물리적 결합관계(예를 들면, 호퍼(220)가 물리적으로 어떻게 고정되는지) 는 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있는 것이므로 생략하기로 한다. 예를 들면, 호퍼(220)은 미도시된 체결수단에 의해서 직수관(245)에 고정될 수도 있으며, 다르게는 미도시된 다른 체결수단에 의해서 본체(200)에 직접 고정될 수도 있을 것이다. 본원 발명의 다른 구성요소들간의 물리적인 결합관계도 공지된 여러 가지 방식으로 구현가능할 것이다.

상기 호퍼(220)는 상부 개구가 원형으로 형성되고, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 깔대기 형상으로 형성되며, 하단부에는 추출된 커피를 배출하기 위한 추출구(221)가 형성되어 있다. 추출구(221)는 호퍼(220)의 형상에 따라 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다. 여기서, 추출구(221)가 하향 연장되어 하측으로 돌출된 경우, 추출구(221)를 개폐하는 마개를 별도로 마련하여 장착시킬 수도 있다. 추출구(221)의 하부에는 커피잔(250)이나 서버 등이 배치되어 추출된 커피를 수용하게 된다. 이러한 호퍼(220)내에는 커피분말을 거르는 필터가 장착되며, 시중에 사용 되는 다양한 형태의 필터가 장착되어 사용될 수 있다.

드립 플레이트(230)는 상부가 개방된 원통상으로 형성되어, 원판상의 바닥면과, 일정한 원주를 갖는 측벽을 갖는다. 드립 플레이트(230)는 호퍼(220)의 상부에 배치되며, 바닥면에는 호퍼(220)로 물을 공급하기 위한 복수의 드립홀(235)이 형성되어 있다. 각 드립홀(235)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 원판상의 바닥면의 중심으로부터 소정 이격된 위치에 형성되며, 각 드립홀(235)이 바닥면의 중심으로부터 이격된 거리는 상호 상이하다. 그리고 각 드립홀(235)은 드립 플레이트(230)의 측벽으로부터 일정 거리 이상 이격되어 형성된다. 이에 따라, 각 드립홀(235)은 드립 플레이트(230)가 회전할 때, 상이한 반경을 갖는 원형 궤적을 형성한다. 또한 각 드립홀(235)의 연부는 하향 연장되어 관상으로 형성되며, 관상의 드립홀(235)은 호퍼(220)로 공급되는 물을 모아줌으로써, 드립홀(235)로부터의 물이 일정한 위치에 공급되도록 한다.

한편, 드립 플레이트(230)의 바닥면은 호퍼(220)의 상부 개구와 거의 동일하거나 약간 크게 형성되며, 각 드립홀(235)은 드립 플레이트(230)의 측벽으로부터 이격되어 있기 때문에, 각 드립홀(235)로부터 배출된 물은 호퍼(220)내에 장착된 필터내의 커피분말에 바로 공급된다.

이러한 드립 플레이트(230)의 외측에는 드립 플레이트(230)를 회전시키기 위한 구동수단(260)이 마련되어 있다. 구동수단(260)은, 드립 플레이트(230)의 측벽 외주면에 일체로 형성된 피동기어(265)와, 피동기어(265)와 맞물리는 구동기어(263)와, 구동기어(263)를 구동하는 플레이트 모터(261)를 포함한다.

피동기어(265)는, 드립 플레이트(230)의 측벽의 외주면을 따라 톱니형상으로 형성되며, 외주면의 하부 영역에 드립 플레이트(230)의 둘레방향을 따라 전영역에 걸쳐 형성되어 있다. 구동기어(263)는 외주면에 톱니를 갖는 피니언으로 형성되며, 구동기어(263)의 톱니와 피동기어(265)의 톱니는 맞물려 있다. 플레이트 모터(261)는 드립 플레이트(230)의 세로방향을 따라 나란하게 설치되며, 플레이트 모터(261)의 축에는 구동기어(263)가 장착되어 있다. 플레이트 모터(261)로는 DC 모터, 스텝 모터 등을 사용할 수 있다. 이에 따라, 플레이트 모터(261)가 구동하면, 구동기어(263)가 일체로 회전하고, 구동기어(263)로부터의 회전력이 피동기어(265)로 전달되어 드립 플레이트(230)가 회전하게 된다. 플레이터 모터(261)를 구동시키기 위한 전원부(미도시)는 종래의 알려진 여러가지 방식으로 채용될 수 있다. 예를 들면, 전원부는 휴대용 전지 또는 전력공급회사로부터 유선으로 전력을 받아서 플레이터 모터(261)로 공급한다. 전원부는 콘센트를 통해서 받은 전력을 적절한 전압으로 다운시켜서 플레이터 모터(261)에 공급할 수 있다. 이러한 전원부의 기술은 공지된 기술이므로 당업자라면 쉽게 구현할 수 있을 것이다. 또한, 사용자의 지시에 따라서, 전원부가 플레이터 모터(261)로 전력을 공급하도록 제어하는 제어부(미도시)와 사용자의 지시를 입력받기 위한 입력부(미도시)는 당업자라면 쉽게 구현할 수 있는 공지의 기술이다.

상기와 같이 드립 플레이트(230)가 회전하면, 각 드립홀(235)로부터 호퍼(220)로 제공되는 물은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 원형 궤적을 그리면서 커피분말에 물을 공급하게 된다.

한편, 피동기어(265)와 구동기어(263)는 상호 쌍을 이루어 구동하는 다양한 종류의 기어를 사용할 수 있음은 물론이며, 플레이트 모터(261)의 위치는 피동기어(265)와 구동기어(263)의 종류에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 상술한 바와 같이, 전기를 사용하여 드립 플레이트(230)를 구동할 수도 있으며, 본체(200)의 일측에 배터리(270)를 장착시켜 배터리(270)로 드립 플레이트(230)를 구동할 수도 있음은 물론이다.

탱크(240)는 드립 플레이트(230)의 상부에 배치되며, 원통, 사각통, 다각통 등의 통상으로 형성될 수 있으며 이러한 형상들에 제한되지 않는다. 탱크(240)의 하부면에는 드립 플레이트(230)에 물을 공급하기 위해 배출구(243)가 형성되어 있으며, 배출구(243)의 하부에는 배출구(243)의 연부로부터 하향 연장된 관이 형성되어 있다. 배출구(243)는 탱크(240)의 하부면의 중심으로부터 소정 이격된 위치에 형성되며, 탱크(240)의 하부면은 탱크(240)의 측벽으로부터 배출구(243)로 갈수록 완만하게 하향 경사지도록 형성되어 있다.

탱크(240)의 측벽 일측에는 외측으로 연장되어 호퍼(220)의 추출구(221)의 측부에 이르는 직수관(245)이 형성되어 있다. 직수관(245)은 커피잔(250)이나 서버에 탱크(240)로부터의 물을 직접 공급함으로써, 커피잔(250)이나 서버에서는 호퍼(220)로부터 추출된 커피원액과 탱크(240)로부터의 물이 혼합된다. 여기서, 탱크(240)의 측벽에 형성된 직수관(245)의 입구는 탱크(240)에 수용된 물의 70 내지 80%가 직수관(245)을 통해 커피잔(250)이나 서버로 공급되도록 그 위치가 설정되는 것이 바람직하다. 이렇게 70 내지 80%의 물이 직수관(245)을 통해 직접 커피 잔(250)이나 서버로 공급될 경우, 나머지 20 내지 30%가 커피원액이 된다. 이에 따라, 커피분말로부터 공급되는 물의 양을 감소시킴으로써, 커피원액을 과도하게 추출하여 유해성분이 추출되는 것을 방지하고, 커피분말로부터 유효성분만을 추출할 수 있다.

한편, 직수관(245)의 직경과 배출구(243)의 직경을 조절하거나, 직수관(245)의 입구측 위치를 조절하여 커피속의 커피원액의 비율을 변경할 수 있다.

이러한 구성에 의한 드립커피 및 차 자동 제조기에서 드립커피를 제조하는 과정을 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

사용자가 호퍼(220)내에 커피분말을 수용시킨 다음, 전원(미도시)을 턴온시키면 전기나 배터리(미도시)에 의해 플레이트 모터(261)에 전원이 공급되고, 플레이트 모터(261)가 구동하면 구동기어(263)로부터 피동기어(265)로 회전력이 전달되어 드립 플레이트(230)가 회전한다. 사용자가 탱크(240)에 온수를 붓거나, 도시 않은 내부의 히터로부터 가열된 물이 탱크(240)내로 공급되면, 탱크(240)내의 물은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 하부의 배출구(243)와 측벽의 직수관(245)을 통해 배출된다. 배출구(243)를 통해 배출된 물은 드립 플레이트(230)에 공급되고, 드립 플레이트(230)의 각 드립홀(235)을 통해 호퍼(220)로 제공된다. 이때, 드립 플레이트(230)가 회전하고 있기 때문에, 각 드립홀(235)에서 배출되는 물은 원형 궤적을 그리게 되고, 호퍼(220)내의 커피분말에는 원형 궤적을 따라 물이 공급된다. 커피분말로부터 추출된 커피원액은 호퍼(220)의 추출구(221)로부터 배출되어 커피잔(250)이나 서버에 수용된다. 이와 동시에, 직수관(245)을 통해 배출된 물은 직 수관(245)을 따라 이동하여 호퍼(220)의 하부에 안착된 커피잔(250)이나 서버로 공급된다. 이에 따라, 커피잔(250)이나 서버에서는 커피원액과 물이 혼합된다.

이렇게 탱크(240)의 배출구(243)와 직수관(245) 양측에서 물이 배출되다가, 도 4b에 도시된 바와 같이, 탱크(240)의 물이 직수관(245)의 하부까지 감소하면, 탱크(240)로부터의 물은 배출구(243)를 통해서만 배출되고, 직수관(245)으로는 배출되지 아니한다. 즉, 드립 플레이트(230)를 통해 호퍼(220)로 물이 제공되고, 호퍼(220)의 커피분말로부터 추출된 커피원액만이 커피잔(250)이나 서버로 공급된다. 이때, 커피잔(250)이나 서버에는 이미 커피원액과 물이 혼합되어 있으므로, 커피원액이 일부 더 첨가되는 것이며, 탱크(240)로부터의 물이 모두 소진되면, 커피잔(250)이나 서버에 수용된 커피는 커피원액과 물의 비율이 2:8 내지 3:7이 된다.

이와 같이, 본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 복수의 드립홀(235)을 갖는 드립 플레이트(230)를 회전시킴으로써, 바리스타가 커피를 제조할 때와 마찬가지로 커피분말에 원형 궤적을 그리면서 물을 공급한다. 따라서 맛있고 향이 좋은 커피를 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 드립커피 및 차 자동 제조기는, 직수관(245)을 구비하여 커피분말로 직접 제공되는 물의 양을 감소시킴으로써, 커피를 과도히 우려냈을 때 유해성분이 추출되어 카페인의 양이 증가하거나 쓴맛이 증가하는 등의 단점을 제거할 수 있다. 즉, 본 드립커피 및 차 자동 제조기는 맛과 향이 풍부하고 바리스타가 직접 제조한 듯한 커피 및 차를 제조할 수 있다.

본 실시예에서는 사용자가 탱크(240)에 온수를 붓거나, 도시 않은 내부의 히터로부터 가열된 물이 탱크(240)내로 공급하는 구성으로 설명하였지만, 탱크(240) 를 직접 히터로 가열하는 구성을 취할 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기의 구성도이다.

본 실시예의 드립커피 및 차 자동 제조기는, 입력부(10), 커피분말 및 찻잎을 수용하는 호퍼(20), 호퍼(20)내로 물을 공급하며 직선 및 회전운동이 가능한 드리퍼(30), 드리퍼(30)를 이동시키기 위한 구동수단(60), 드리퍼(30)로 물을 제공하는 탱크(40), 구동수단(60)을 제어하여 드리퍼(30)를 이동시키는 제어부(50)를 포함한다.

본 드립커피 및 차 자동 제조기의 입력부(10)는, 사용자의 취향에 따라 커피를 추출할 수 있도록 다양한 모드선택버튼(미도시)이 구성되어 있다. 모드선택버튼은, 커피인지 차인지를 선택하는 종류선택버튼, 커피의 경우 강배전인지 약배전인지를 선택할 수 있는 배전선택버튼, 진한 맛과 약한 맛을 선택할 수 있는 농도선택버튼 등을 포함한다.

호퍼(20)는 상부가 원형으로 형성되고, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 깔대기 형상으로 형성되며, 하단부에는 추출된 커피를 배출하기 위한 추출구(21)가 형성되어 있다. 추출구(21)는 호퍼(20)의 형상에 따라 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다. 여기서, 추출구(21)가 하향 연장되어 하측으로 돌출된 경우, 추출구(21)를 개폐하는 마개를 별도록 마련하여 장착시킬 수도 있다. 추출구(21)의 하부에는 커피잔이나 서버 등이 배치되어 추출된 커피를 수용하게 된다. 그리고 호퍼(20)의 상부에는 호퍼덮개(37)가 형성되어 있고, 호퍼덮개(37)에는 드리퍼 헤드(31)가 이동 하는 경로에 따라 관통된 도시않은 관통로가 형성되어 있다. 이러한 호퍼(20)내에는 커피분말을 거르는 필터가 장착되며, 시중에 사용되는 다양한 형태의 필터가 장착되어 사용될 수 있다.

드리퍼(30)는 호퍼(20)내로 물을 제공하기 위해 호퍼(20)의 상부에 배치되며, 구동수단(60)에 의해 직선운동과 회전운동이 가능하다. 드리퍼(30)는, 호퍼(20)를 향해 개구된 관상의 드리퍼 헤드(31)와, 드리퍼 헤드(31)에 물을 제공하는 드리퍼 노즐(33)을 포함한다.

드리퍼 헤드(31)는 드리퍼 노즐(33)의 단부에 드리퍼 노즐(33)과 연통되도록 장착되며, 호퍼(20)를 향해 하향 개구되도록 배치되어 있다. 드리퍼 헤드(31)는 구동수단(60)의 일측에 결합되어 구동수단(60)에 의해 호퍼(20)의 상부에서 이동한다.

드리퍼 노즐(33)은 탱크(40)에 연결되는 관으로 형성되며, 드리퍼 헤드(31)가 구동수단(60)에 의해 이동할 때 작동이 원활하도록 연질의 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 드리퍼 노즐(33)에는 탱크(40)로부터의 물을 공급 또는 차단하기 위한 드리퍼 밸브(35)가 설치되어 있으며, 드리퍼 밸브(35)는 제어부(50)로부터의 제어에 의해 온오프된다.

한편, 탱크(40)는 물을 저장하며, 별도의 급수모터를 장착하여 드리퍼 노즐(33)로 물을 공급할 수도 있고, 수위나 모세관 현상을 이용하여 물을 공급할 수도 있음은 물론이다. 이러한 탱크(40)에는, 탱크(40)와 추출구(21)의 외측을 연결하며 탱크(40)에 저장된 물을 호퍼(20)의 하부에 위치하는 커피잔이나 서버에 공급 하는 물공급관(45)이 장착되어 있다. 물공급관(45)은 탱크(40)와 드리퍼 밸브(35) 사이에서 연장되며, 물공급관(45)에는 물을 공급 또는 차단하기 위한 공급밸브(47)가 장착되어 있다. 공급밸브(47)는 제어부(50)의 제어에 따라 물공급관(45)을 개방 또는 폐쇄한다.

구동수단(60)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 드리퍼 노즐(33)을 일축 방향으로 이동시키는 제1이송축(61)과, 제1이송축(61)을 구동하는 제1이송축 모터(63)와, 제1이송축(61)과 제1이송축 모터(63)가 안착되는 구동본체(70)와, 제1이송축(61)이 이동하는 방향에 직각으로 배치되어 이동하는 제2이송축(71)과, 제2이송축(71)을 구동하는 제2이송축 모터(73)와, 제1이송축(61)와 제1이송축 모터(63) 간, 제2이송축(71)과 제2이송축 모터(73) 간에 개재되어 제1이송축 모터(63) 및 제2이송축 모터(73)로부터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 방향전환유닛(65,75,165,175)을 포함한다.

이러한 구동수단(60)은 방향전환유닛(65,75,165,175)의 종류에 따라 다소 상이한 구조를 가지며, 도 6 및 도 7은 도 5의 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기에서 각각 제1 및 제2실시예에 따른 방향전환유닛을 구비하는 구동수단의 확대 평면도이다.

제1실시예에 따른 구동수단(60)을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1이송축(61)은, 드리퍼 헤드(31)의 일측에 결합되며, 제1이송축 모터(63)의 구동에 따라 그 길이방향을 따라 이동한다. 즉, 제1이송축(61)은, 드리퍼 헤드(31)를 제1이송축(61)의 길이방향을 따라 이동시킨다.

제1이송축 모터(63)는, 제1이송축(61)에 인접하게 설치되며, 제1이송축(61)을 그 길이방향을 따라 이동시키는 구동력을 발생시킨다. 제1실시예에서의 제1이송축 모터(63)는 그 구동축이 제1이송축(61)과 평행하도록 배치되며, 제1이송축 모터(63)로는 DC 모터, 스텝 모터 등을 사용할 수 있다.

구동본체(70)는, 일측으로 긴 사각판상 또는 사각통상으로 형성되며, 제1이송축(61)과 제1이송축 모터(63)가 안착된다. 구동본체(70)의 상면에는 제1이송축(61)이 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 복수의 가이드 링(64)이 형성되어 있다. 각 가이드 링(64)은 원형 링 형상으로 형성되며, 제1이송축(61)은 각 가이드 링(64)을 통과하여 장착된다.

제2이송축(71)은, 제1이송축(61)과 직각을 이루도록 배치되며, 제2이송축(71)의 일단은 구동본체(70)의 측부에 결합된다. 제2이송축(71)은 제2이송축 모터(73)의 구동에 따라 그 길이방향을 따라 이동하며, 이에 따라, 드리퍼 헤드(31)를 제2이송축(71)의 길이방향을 따라 이동시킨다.

제2이송축 모터(73)는, 제2이송축(71)에 인접하게 설치되며, 제2이송축(71)을 그 길이방향을 따라 이동시키는 구동력을 발생시킨다. 제1실시예에서의 제2이송축 모터(73)는 그 구동축이 제2이송축(71)과 평행하도록 배치되며, 제2이송축 모터(73)로는 DC 모터, 스텝 모터 등을 사용할 수 있다.

제1실시예에 따른 방향전환유닛(65,75)은, 제1이송축(61)과 제1이송축 모터(63) 간, 제2이송축(71)과 제2이송축 모터(73) 간에 장착되며, 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)로부터의 회전력을 직선운동으로 전환하여 제1이송 축(61)과 제2이송축(71)이 직선운동하도록 한다.

방향전환유닛(65,75)은, 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)의 구동축상에 장착되는 원통 캠(66,76)과, 제1이송축(61)과 제2이송축(71)의 일측으로부터 돌출한 캠축(67,77)을 포함한다.

원통 캠(66,76)은, 일측으로 긴 원통상으로 형성되며, 원통 캠(66,76)의 축과 제1이송축 모터(63) 및 제2이송축 모터(73)의 구동축이 일치하도록 원통 캠(66,76)은 제1이송축 모터(63) 및 제2이송축 모터(73)의 구동축에 결합된다. 원통 캠(66,76)에는 원통의 길이방향과 둘레방향을 따라 곡선을 갖는 사선형상의 그루브가 형성되어 있다.

캠축(67,77)은, 제1이송축(61)과 제2이송축(71)의 일측면으로부터 돌출형성되며, 원통 캠(66,76)에 형성된 그루브를 따라 이동한다. 따라서, 캠축(67,77)은 제1이송축(61)과 제2이송축(71)의 원통 캠(66,76)을 향하도록 형성된다.

이렇게 방향전환유닛(65,75)이 원통 캠(66,76)과 캠축(67,77)으로 형성됨에 따라, 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)가 회전하면, 원통 캠(66,76)이 일체로 회전하게 되고, 제1이송축(61) 및 제2이송축(71)의 캠축(67,77)은 원통 캠(66,76)의 그루브를 따라 이동하게 된다. 이때, 원통 캠(66,76)의 그루브는 원통 캠(66,76)의 외주면을 따라 완만한 곡선으로 사선을 형성하기 때문에, 캠축(67,77)은 원통 캠(66,76)의 길이방향을 따라 이동하게 된다. 제1이송축(61)이 제1이송축 모터(63)에 의해 이동할 경우, 제1이송축(61)의 단부에 결합된 드리퍼 헤드(31)는 구동본체(70)에 인접 또는 이격하도록 이동한다. 반면, 제2이송축(71) 이 제2이송축 모터(73)에 의해 이동할 경우, 구동본체(70)가 제2이송축(71)의 길이방향을 따라 이동하게 되므로, 드리퍼 헤드(31)는 제2이송축(71)의 길이방향을 따라 이동하게 된다.

즉, 캠축(67,77)이 형성된 제1이송축(61) 및 제2이송축(71)이 각각 그 길이방향을 따라 이동하게 되므로, 드리퍼 헤드(31)가 제1이송축(61) 및 제2이송축(71)의 길이방향을 따라 이동할 수 있게 된다.

도 7은 도 5의 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기에서 제2실시예에 따른 방향전환유닛을 구비하는 구동수단의 확대 평면도이다.

제2실시예에 따른 구동수단(60)은, 제1실시예에서와 마찬가지로, 제1이송축(61), 제1이송축 모터(63), 구동본체(70), 제2이송축(71), 제2이송축 모터(73), 방향전환유닛(165,175)을 포함한다.

여기서, 제1이송축(61), 제1이송축 모터(63), 구동본체(70), 제2이송축(71), 제2이송축 모터(73)의 기능은 동일하며, 다만 방향전환유닛(165,175)의 구조가 상이하다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 방향전환유닛(165,175) 구조에 대해서만 설명하기로 한다.

제2실시예에 따른 방향전환유닛(165,175)은, 제1이송축(61)과 제2이송축(71)의 외면에 길이방향을 따라 마련된 랙(167,177)과, 제1이송축 모터(63) 및 제2이송축 모터(73)의 구동축에 장착된 피니언(166,176)을 포함한다. 랙(167,177)은 제1이송축(61)과 제2이송축(71)에 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 제작되어 제1이송축(61)과 제2이송축(71)에 결합될 수도 있음은 물론이다.

한편, 랙(167,177)과 피니언(166,176)이 맞물리기 위해서는, 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)가 각각 제1이송축(61)과 제2이송축(71)에 대해 직각방향으로 배치되어야 한다. 이러한 구성에 의해, 제1이송축 모터(63) 및/또는 제2이송축 모터(73)가 구동하면, 피니언(166,176)이 회전하고, 피니언(166,176)에 맞물린 랙(167,177)이 이동하게 된다. 랙(167,177)이 이동하면, 이와 동시에 제1이송축(61) 및/또는 제2이송축(71)이 길이방향을 따라 이동하게 된다.

이러한 구성의 구동수단(60)에 의해, 드리퍼 헤드(31)는 상호 직각을 이루는 제1이송축(61)의 길이방향과 제2이송축(71)의 길이방향을 따라 이동가능하게 된다. 여기서, 제1이송축(61)과 제2이송축(71)은 상호 직각을 이루도록 배치되어 있기 때문에, 제1이송축(61)이 이동하는 거리와, 제2이송축(71)이 이동하는 거리를 조절하면, 드리퍼 헤드(31)를 호퍼(20)의 상부에서 원형 또는 나선형으로 이동시키는 것이 가능하다.

제어부(50)는, 제어부(50)는 입력부(10)를 통해 선택된 모드에 따라 구동수단(60)을 제어하여 드리퍼 헤드(31)의 회전여부를 조절하고, 드리퍼 밸브(35)와 공급밸브(47)의 개방여부 및 개방도를 제어함으로써, 사용자가 선택한 모드에 맞는 커피가 추출되도록 한다.

제어부(50)는 커피인 경우에는 강배전인지 약배전인지 여부에 따라, 드리퍼 헤드(31)를 회전시킬 것인지 여부와, 커피분말이 부풀어 오르는 시간을 기다릴 것인지 여부 등을 결정하여 제1이송축 모터(63) 및 제2이송축 모터(73)의 구동을 제어한다. 그리고 제어부(50)는, 진한 맛인지 약한 맛인지 여부에 따라, 공급밸 브(47)를 온오프하여 커피잔이나 서버로 제공되는 물을 조절한다. 이때, 제어부(50)는 호퍼(20)로 제공되는 물이 20 내지 30% 이고, 물공급관(45)으로 제공되는 물이 70 내지 80%가 되도록 드리퍼 밸브(35)와 공급밸브(47)의 개방시간 및/또는 개방도를 조절할 수 있다.

이러한 구성에 의한 드립커피 및 차 자동 제조기에서 드립커피를 제조하는 과정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

커피를 추출할 경우, 사용자는 호퍼(20)내에 커피백(25)이나 필터를 장착시키고, 필터를 장착한 경우에는 적당량의 커피분말을 필터내에 붓는다. 그런 다음, 사용자는 종류선택버튼을 이용하여 커피를 선택하고, 강배전인지 약배전인지 여부 및/또는 진한 맛인지 약한 맛인지 여부를 선택하게 된다.

만약, 사용자가 강배전과 진한 맛을 선택한 경우, 제어부(50)는 드리퍼 헤드(31)가 호퍼(20)의 중앙영역에 배치된 상태에서 드리퍼 밸브(35)를 개방하여 탱크(40)로부터의 물이 호퍼(20)의 중앙영역으로 공급되도록 한다. 이때, 제어부(50)는 호퍼(20)내의 커피분말이 부풀어오를 만큼의 일정량의 물이 호퍼(20)내로 제공되면, 드리퍼 밸브(35)를 폐쇄한다.

그런 다음, 제어부(50)는 커피분말이 부풀어 오를 때까지 미리 설정된 소정 시간, 예를 들어, 10~20초를 대기한다. 소정 시간이 경과하여 커피분말이 팽창되면, 제어부(50)는 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)의 구동을 제어하여 드리퍼 헤드(31)가, 도 8에 도시된 바와 같이, 나선형 또는 원형을 그리도록 회전시키는 동시에, 드리퍼 밸브(35)를 개방하여 드리퍼 헤드(31)를 통해 호퍼(20)내로 물이 공급되도록 한다. 이에 따라, 바리스타가 드립하는 방식과 마찬가지로, 드리퍼 헤드(31)가 구동하게 된다.

미리 설정된 시간, 예를 들어 30~60초가 경과하여 20 내지 30% 분량만큼의 커피원액이 추출되면, 제어부(50)는 제1이송축 모터(63)와 제2이송축 모터(73)의 구동을 정지시키는 동시에, 드리퍼 밸브(35)를 폐쇄하여 물의 공급을 차단한다. 한편, 제어부(50)는 드리퍼 헤드(31)가 구동하는 도중 또는 드리퍼 헤드(31)의 구동이 완료된 후, 공급밸브(47)를 개방하여 70 내지 80%의 물을 탱크(40)로부터 커피잔 또는 서버로 제공한다.

상술한 실시예에서 커피나 차를 추출할 때, 사용되는 방법, 시간, 물과 커피원액의 비율은 본 드립커피 및 차 자동 제조기의 설계자에 의해서 얼마든지 변경가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기의 구성도,

도 2a는 도 1의 드립커피 및 차 자동 제조기에서 탱크와 드립 플레이트만을 확대하여 도시한 측면도,

도 2b는 도 2a를 상부에서 본 평면도,

도 3은 도 1의 드립 플레이트를 통해 제공되는 물의 궤적을 표시한 평면도,

도 4a는 커피가 추출되는 초반과정을 보인 도 1의 드립커피 및 차 자동 제조기의 측면도,

도 4b는 커피가 추출되는 후반과정을 보인 도 1의 드립커피 및 차 자동 제조기의 측면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기의 구성도,

도 6은 도 5의 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기에서 제1실시예에 따른 방향전환유닛을 구비하는 구동수단의 확대 평면도,

도 7은 도 5의 실시예에 따른 드립커피 및 차 자동 제조기에서 제2실시예에 따른 방향전환유닛을 구비하는 구동수단의 확대 평면도,

도 8은 도 5의 드리퍼 헤드가 물을 공급하는 나선형의 궤도를 표시한 호퍼의 평면도이다.

Claims (7)

1. 커피분말을 수용하며 하부에 추출구가 형성된 호퍼;

   상기 호퍼의 상부에 배치되어 상기 호퍼내로 물을 제공하는 적어도 하나의 드립홀을 가지며, 상기 호퍼의 둘레방향을 따라 회전가능한 드립 플레이트;

   상기 드립 플레이트를 회전시키는 구동수단; 및

   상기 드립 플레이트의 상부에 배치되어 상기 드립 플레이트내로 제공되는 물을 수용하는 통상으로 형성되며, 상기 드립 플레이트를 향해 하향 개방된 배출구와, 측벽의 일측에 상기 호퍼의 외측으로 연장되어 상기 호퍼를 통과한 커피원액에 혼합되는 물을 공급하는 직수관을 갖는 탱크;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 드립 플레이트는 상부가 개구된 원통상으로 형성되며, 원판상의 바닥면에는 상기 드립홀이 상기 바닥면의 중심으로부터 소정 이격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 드립홀은 상기 바닥면의 중심으로부터 상호 상이한 이격거리를 갖는 위치에 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 드립커피 및 차 자동 제조기.
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