KR101284550B1 - 음료 추출장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충진된 캡슐을 이용하여 음료를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동종 또는 이종의 캡슐을 이용하여 복수의 음료를 추출할 수 있는 음료 추출장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 음료 추출장치는 물을 공급하는 펌프; 상기 물을 가열하는 히터; 상기 히터에 의해 가열된 물의 온도를 감지하는 온도센서; 동종 또는 이종의 캡슐이 각각 장착되는 한 쌍의 트레이; 상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 한 쌍의 상부펀치; 온수의 공급유로상에 구비되어 상기 한 쌍의 캡슐 중 어느 하나에는 온수를 공급하고, 다른 하나에는 온수 공급을 차단하는 단수의 급수밸브; 음료가 토출되도록 상기 캡슐의 하부에 개구부를 형성하는 한 쌍의 하부펀치; 및 상기 개구부를 통과한 음료가 토출되는 한 쌍의 토출유로를 동시에 개방하거나 폐쇄하는 단수의 추출밸브;를 포함한다.

Description

음료 추출장치 및 방법{EXTRACTION APPARATUS OF BEVERAGE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 커피 분말이나 차 원료, 한약재 등이 충진된 캡슐을 이용하여 음료를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동종 또는 이종의 캡슐을 이용하여 복수의 음료를 추출할 수 있는 음료 추출장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 커피를 제조하기 위한 일회용 팩으로서 캡슐이 사용되고 있다. 캡슐은 사용자가 정확한 커피의 양을 계량해야 하는 번거로움이 없고, 또한 커피 분말을 기밀상태로 보관하기 때문에 습기로부터 보호되어 커피분말의 변질없이 장시간 보관할 수 있을 뿐 아니라 향기밀봉(aroma-tight)방식으로 패키징되어 활용도가 높아지고 있는 실정이다.

종래의 일반적인 캡슐(1)은 상부가 개방된 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 내측 하부에 구비되는 필터(20)와, 상기 몸체(10)의 내측 상부에 구비되며 관통공이 형성된 시트(30)와, 상기 몸체(10)의 상부를 밀봉하는 커버(40)로 구성된다.

도 2를 참조하여 캡슐을 이용하여 커피를 추출하는 방법을 설명한다. 먼저, 캡슐을 트레이에 로딩한 후, 사용자가 시작버튼을 누르면, 수조에서 물을 급수하고 히터가 물을 가열한다. 다음으로, 온수의 온도를 감지하여 적정온도가 되면 캡슐 내부로 온수가 공급되며 캡슐 내부에 수용된 커피가 용해 또는 우려져 하부에 형성된 개구부를 통해 토출되는 것이다.

그러나 상술한 종래의 커피 추출은 캡슐 내부로 온수가 공급되면 커피분말에 온수가 흡수되어 낙하하는 커피를 취출하기 때문에 실질적으로 온수가 캡슐 내부에 머무르는 시간이 짧아 커피를 생성하는 충분한 시간을 갖지 못하는 문제점이 있다.

따라서 커피분말의 충진양에 비해 추출되는 커피의 농도는 그에 못미치는 결과를 초래한다.

또한 급수량의 제어가 되지 정확하지 않아 사용자의 취향에 따라 농도를 설정하는 것이 어렵다.

또한 종래의 커피 추출장치는 트레이에 하나의 캡슐만을 로딩할 수 있기 때문에 동종 또는 이종의 음료를 동시에 추출할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동종 또는 이종의 캡슐을 이용하여 복수의 음료를 추출할 수 있는 음료 추출장치 및 방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 음료 추출장치는 물을 공급하는 펌프; 상기 물을 가열하는 히터; 상기 히터에 의해 가열된 물의 온도를 감지하는 온도센서; 동종 또는 이종의 캡슐이 각각 장착되는 한 쌍의 트레이; 상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 한 쌍의 상부펀치; 온수의 공급유로상에 구비되어 상기 한 쌍의 캡슐 중 어느 하나에는 온수를 공급하고, 다른 하나에는 온수 공급을 차단하는 단수의 급수밸브; 음료가 토출되도록 상기 캡슐의 하부에 개구부를 형성하는 한 쌍의 하부펀치; 및 상기 개구부를 통과한 음료가 토출되는 한 쌍의 토출유로를 동시에 개방하거나 폐쇄하는 단수의 추출밸브;를 포함한다.

또한 상기 급수밸브는 단수의 코일과 단수의 코어를 포함하는 솔레노이드밸브이며, 상기 코어는 분기되는 공급유로를 선택적으로 개폐하도록 작동되는 것이 바람직하다.

또한 상기 추출밸브는 한 쌍의 코일과 한 쌍의 코어를 포함하는 솔레노이드밸브이며, 상기 한 쌍의 코어는 한 쌍의 토출유로를 동시에 개방하거나 차단되도록 작동되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 음료 추출방법은 1) 한 쌍의 트레이에 제1캡슐과 제2캡슐을 각각 로딩하는 단계; 2) 상기 캡슐의 상부와 하부를 각각 개구하는 단계; 3) 한 쌍의 추출밸브를 폐쇄한 상태에서 급수밸브를 이용하여 제1캡슐에 온수를 공급하는 단계; 4) 상기 급수밸브를 이용하여 제1캡슐에 온수공급을 차단함과 동시에 제2캡슐에 온수를 공급하는 단계; 및 5) 상기 한 쌍의 추출밸브를 동시에 개방하여 음료를 토출하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 5)단계에서 설정된 농도에 맞게 한 쌍의 급수밸브를 동시에 개방하여 온수를 추가 공급하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 동종 또는 이종의 캡슐을 이용하여 복수의 음료를 추출할 수 있는 효과가 있다.

음료의 토출유로상에 밸브를 구비하여 충진물의 특성에 따라 용해되거나 우려내는 적정한 시간을 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한 온수를 공급하는 유로상에도 밸브를 구비함으로써, 온수의 공급량을 제어할 수 있어 음료의 농도를 정확하게 추출할 수 있다.

도 1은 종래의 캡슐을 나타낸 것이다.
도 2는 종래 캡슐을 이용한 음료 추출방법을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 음료 추출장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 음료 추출장치의 사용상태도를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

먼저, 본 발명에 적용되는 캡슐은 커피 분말 뿐 아니라 차, 한방 기능성 건강음료 원료, 한약재, 간식용 음료의 원료 등(이하, '충진물'이라고 한다)을 충진하고, 물 또는 기타 액체 등을 공급하여 커피나 차나 한약 또는 간식용 음료 등(이하, '음료'라고 한다)을 추출하기 위한 캡슐이다. 또한 충진물은 용해성 또는 비용해성을 가리지 않고, 또한 분말뿐 아니라 소정의 점도를 갖는 액상일 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 음료 추출장치(100)는 펌프(110)와, 히터(120)와, 단수의 급수밸브(140)와, 2개의 상부펀치(150)와, 2개의 트레이(T1,T2)와, 2개의 하부펀치(160)와, 단수의 추출밸브(180)를 포함한다.

상기 펌프(110)를 통해 물이 공급되면, 히터(120)에 의해 적정온도로 가열된다. 이와 같이 가열된 온수의 온도를 감지하는 온도센서(130)가 구비된다.

또한 상기 급수밸브(140)는 공급유로(P0)를 개폐하는 구성요소이다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 분기되는 한 쌍의 공급유로(P1,P2) 중 어느 하나를 개방하고, 다른 하나는 폐쇄하도록 작동된다.

상기 상부펀치(150)는 상기 캡슐(190)의 커버(192)를 개구하고, 분배판(193)상에 온수를 공급하는 구성요소이다. 따라서 상부펀치(150)는 중공관 형태로 형성되어 내부를 통해 온수가 공급된다.

상기 트레이(T1,T2)는 캡슐(190)이 로딩되어 지지되는 수단으로서, 한 쌍의 트레이 각각에 동종 또는 이종의 캡슐을 동시에 로딩할 수 있다. 예를 들어 한 쌍의 트레이 각각에 커피분말이 충진된 캡슐을 로딩할 수도 있고, 제1트레이(T1)에는 커피캡슐을, 제2트레이(T2)에는 한방차 캡슐을 로딩할 수 있는 것이다.

상기 하부펀치(160)는 상기 캡슐(190)의 하면을 개구하여 생성된 음료를 토출하기 위한 것이다.

상기 추출밸브(180)는 상기 캡슐(190)의 하면에 형성된 개구부를 통과한 음료의 토출유로(170)를 개폐하는 수단이다.

도 4를 참조하면, 급수밸브(140)는 단수의 코일(141)과, 상기 코일 사이에서 전후진하는 코어(142)로 구성되는 솔레노이드밸브이다. 도 4의 (a)와 같이 상기 코일(141)에 전원을 인가하지 않은 상태에서는 코어(142)가 제2분기관(P2)을 개방하고, 제1분기관(P1)은 폐쇄하며, (b)와 같이 코일(141)에 전원이 인가되면 코어(142)가 제1분기관(P1)을 개방하고, 제2분기관(P2)은 폐쇄하도록 작동된다.

도 5를 참조하면, 토출밸브(180)는 한 쌍의 코일(181a,181b)과, 상기 코일들 사이에서 전후진하는 한 쌍의 코어(182a,182b)로 구성되는 솔레노이드밸브이다. 도 5의 (a)와 같이 상기 코일(141a,141b)에 전원을 인가하지 않은 상태에서는 코어(182a,182b)들이 토출유로(P3,P4)를 폐쇄하고(normal close), (b)와 같이 코일(181a,181b)들에 전원이 인가되면 코어(182a,182b)들이 토출유로(P3,P4)를 개방하도록 작동된다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 음료 추출장치의 작동상태 및 이를 이용한 음료 추출방법을 설명한다.

먼저, 음료 추출장치의 케이스에는 기능버튼으로 음료의 종류를 선택하는 버튼과, 농도를 대중소로 구분하는 버튼이 형성되어 있다.

따라서 사용자는 캡슐(190,290)을 트레이(T1,T2)에 로딩하면 상부펀치(150,250)가 캡슐(190,290)의 커버(192,292)를 개구하고 하부펀치(160,260)는 캡슐의 하면에 개구부를 형성한다. 본 실시예는 트레이가 한 쌍(T1,T2)이므로, 각 트레이에 동종 또는 이종의 캡슐을 로딩한다.

이 상태에서 커피 또는 차 등의 음료를 선택하고, 농도를 선택하면, 제어부에서 급수밸브(140)와 추출밸브(180)의 작동시간을 제어한다. 보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 작동신호가 인가되면, 트레이(T1,T2)에 캡슐(190,290)이 로딩되었는지를 감지하고, 캡슐이 로딩된 상태라면 펌프(110)가 작동하여 급수하게 되고, 급수되는 물은 히터(120)에 의해 가열된다. 온수의 온도가 적정하면 추출밸브(180)는 폐쇄된 상태에서 급수밸브(140)가 제1분기관(P1)을 개방하고 제2분기관(P2)는 폐쇄되고, 음료의 종류(전용 캡슐의 체적)에 따라 급수밸브(140)의 개방시간이 설정되어 온수가 제1캡슐(190)로 1차 공급된다. 구체적으로 설명하면, 제1캡슐(190)의 분배판(193)에 온수가 공급되면, 분배판(193)에 형성된 관통공을 통해 온수가 균일하게 공급된다. 이렇게 공급된 온수는 충진물(P)을 용해하거나 우려낸 다음 부직포(194)와 필터(195)를 거쳐 캡슐 하부에 형성된 개구부를 통해 토출되는 것이다.

다음으로, 설정된 개방시간에 따라 급수밸브(140)가 제1분기관(P1)을 폐쇄하고 제2분기관(P2)을 개방하여 제2캡슐(290)에 온수를 1차 공급한다.

이와 같이 제2캡슐(290)에 온수가 공급되는 동안 제1캡슐에서는 온수에 충진물이 용해되거나 우려내는 시간을 갖게 된다. 이 때, 추출밸브(180)는 여전히 폐쇄상태를 유지하기 때문에 음료가 토출되지 않고 충분히 용해되거나 우려지는 것이다.

다음으로, 제1캡슐(190)의 충진물이 용해되거나 우려진 다음, 급수밸브(140)가 제2분기관(P2)을 폐쇄하고 제1분기관(P1)을 개방하여 제1캡슐(190)에 온수를 2차 공급한다. 또한 토출밸브(180)를 개방하여 제1토출유로(P3)를 개방하여 온수를 추출한다. 이때 2차 공급되는 온수양은 설정된 농도에 맞게 공급한다. 이와 같이 제1캡슐(190)에 온수가 2차 공급되는 동안 제2캡슐(290)에서는 온수에 충진물이 용해되거나 우려내는 시간을 갖게 된다. 또한 제2캡슐(290)의 충진물이 충분히 용해되거나 우러나면 제2분기관(P2)을 개방하여 제2캡슐(290)에 온수를 2차공급하면서 제2토출유로(P4)를 개방하여 음료를 토출한다.

100: 실시예 110: 펌프
120: 히터 130: 온도센서
140: 급수밸브 150,250: 상부펀치
160,260: 하부펀치 180: 추출밸브
190,290: 캡슐 192,292: 커버
193,293: 분배판 194,294: 부직포
195,295: 필터

Claims (5)

1. 물을 공급하는 펌프;
   상기 물을 가열하는 히터;
   상기 히터에 의해 가열된 물의 온도를 감지하는 온도센서;
   동종 또는 이종의 캡슐이 각각 장착되는 한 쌍의 트레이;
   상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 한 쌍의 상부펀치;
   온수의 공급유로상에 구비되어 상기 한 쌍의 캡슐 중 어느 하나에는 온수를 공급하고, 다른 하나에는 온수 공급을 차단하는 단수의 급수밸브;
   음료가 토출되도록 상기 캡슐의 하부에 개구부를 형성하는 한 쌍의 하부펀치; 및
   상기 개구부를 통과한 음료가 토출되는 한 쌍의 토출유로를 동시에 개방하거나 폐쇄하는 단수의 추출밸브;를 포함하며,
   상기 급수밸브는 단수의 코일과 단수의 코어를 포함하는 솔레노이드밸브이며, 상기 코어는 분기되는 공급유로를 선택적으로 개폐하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 추출밸브는 한 쌍의 코일과 한 쌍의 코어를 포함하는 솔레노이드밸브이며, 상기 한 쌍의 코어는 한 쌍의 토출유로를 동시에 개방하거나 차단되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
   
   
4. 삭제
5. 삭제

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