KR101786497B1 - 음료 추출 기기 및 방법 - Google Patents

Abstract

음료 기기는 액체 저장조를 가지는 하우징, 상기 하우징 내에 구비되어 상기 액체 저장조와 유체연통되는 추출부, 상기 하우징 내에 구비되어 상기 추출부와 기능적으로 구분되는 분쇄부, 및 상기 분쇄부에 인접한 제1 위치와 상기 추출부에 인접한 제2 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능한 추출 캐리어를 포함한다. 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 상기 추출 캐리어의 이동으로 인해 상기 추출 캐리어 내에 있는 음료 재료가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 변화하고, 상기 추출 캐리어가 상기 제2 위치에 있을 때, 액체가 상기 액체 저장조로부터 제공되어 상기 추출 캐리어로 전송됨으로써 추출된 커피를 생산한다.

Description

음료 추출 기기 및 방법{Brewed beverage appliance and method}

본 발명은 음료 추출 기기에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 커피를 추출하는 음료 추출 기기에 관한 것이다.

다양한 기존 커피 제조 기기들은 다양한 형태들(예를 들면, 분쇄 또는 비 분쇄) 중 하나인 커피 콩을, 온수를 용기에 넣어 통과시키는 기계의 한 부분인 용기에 추가하는 과정을 포함한다. 용기는 전형적으로 필터 메커니즘을 포함함으로써, 용기에서 배출되는 온수는 추출 커피(brewed coffee) 형태이다. 어떤 기기에서는 사전 분쇄된(pre-ground) 커피 콩이 "분쇄물(grounds)" 형태로 추가되어야 한다. 다른 기기들은 커피 콩(whole coffee bean)을 호퍼(hopper)나 개구에 수용하고 커피 콩을 분쇄하여 분쇄물 형태로 만들어서 추출 공정을 완료하는 메커니즘을 포함하도록 설계된다. 때로는 커피 콩을 사용 가능한 상태로 보유함으로써 추출 직전에 커피를 분쇄하는 것이 선호되는데, 이렇게 하면 가장 신선한 맛이 나는 커피 음료를 만들 수 있다고 여겨지기 때문이다. 또 다른 기기들은 그 기기에 투입될 1인분 크기의 필터 용기에 들어 있는 팟(pods)이나 사전 포장된 커피 분쇄물(coffee grounds)을 사용해야 한다. 그런 경우, 사전 포장된 팟이나 용기들은 분쇄 커피(ground coffee)로 채워지는 한계가 있다. 어떤 사전 포장된 용기들은 기기 내의 별도 필터 메커니즘 내에 배치되어야 하는 반면, 다른 것들은 내장형 필터 메커니즘을 포함한다.

본 발명의 목적은 편리한, 일회용, 1인분 포장에 들어 있고 추출 직전에 분쇄되는 커피 콩으로부터 커피를 추출하는 이점을 포함하는 추출 음료 기기 및 관련 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적과 다른 목적들이 본 발명에 의해 달성된다.

어떤 실시예에서, 음료 기기는 액체 저장조를 가지는 하우징, 상기 하우징 내에 구비되어 상기 액체 저장조와 유체연통되는 추출부, 상기 하우징 내에 구비되어 상기 추출부와 기능적으로 구분되는 분쇄부, 및 상기 분쇄부에 인접한 제1 위치와 상기 추출부에 인접한 제2 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능한 추출 캐리어를 포함한다. 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 상기 추출 캐리어의 이동으로 인해 상기 추출 캐리어 내에 있는 음료 재료가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 변화하고, 상기 추출 캐리어가 상기 제2 위치에 있을 때, 액체가 상기 액체 저장조로부터 제공되어 상기 추출 캐리어로 전송됨으로써 추출된 커피를 생산한다.

도1은 본 발명에 따른 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 분해 조립도이다.
도2는 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 상부 사시도이다.
도3은 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 저부 사시도이다.
도4는 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 상부 평면도이다.
도5는 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 저부 평면도이다.
도6은 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 측면도이다.
도7은 도6의 A-A선에 따른 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 측단면도이다.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 분해 조립도이다.
도9는 본 발명에 따른 커피 기기의 우측 사시도이다.
도10은 도9의 커피 기기의 좌측 사시도이다.
도11은 도9의 커피 기기의 좌측면도이다.
도12는 도9의 커피 기기의 정면도이다.
도13은 도9의 커피 기기의 우측면도이다.
도14는 도9의 커피 기기의 배면도이다.
도15는 도9의 커피 기기의 상부 평면도이다.
도16은 도9의 커피 기기의 저부 평면도이다.
도17은 도9의 커피 기기의 준비 모드(ready mode)를 나타내는 사시도이다.
도18은 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵을 도9의 커피 기기에 장착하는 모습을 나타내는 사시도이다.
도19는 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵이 장착 트레이에 있는 모습을 나타내는 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도20은 장착 상태에 있는 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도20은 추출 준비(brew-ready) 상태에 있는 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도22는 추출/작동 중인 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도23은 커피 한 컵을 추출한 후 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도24는 추출 후 사용된 사전 포장된 필터 컵을 제거하는 모습을 나타내는 도9의 커피 기기의 사시도이다.
도25A는 추출 모드(brewing mode)에서 물이 투과하는 모습을 나타내는 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 개략도이다.
도25B는 본 발명에 따른 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵에 온수를 분배하는 샤워 헤드의 저부 평면도이다.
도26은 제1 모드에 있는 도9의 커피 기기의 제1 측단면도이다.
도27은 제1 모드에 있는 도9의 커피 기기의 제2 측단면도이다.
도28은 제2 모드로 도시된 도9의 커피 기기의 제1 측단면도이다.
도29는 제2 모드로 도시된 도9의 커피 기기의 제2 측단면도이다.
도30은 도9의 분쇄 모터와 분쇄 칼날 조립체의 상세 개략도이다.
도31은 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 개략 단면도이다.
도32는 다른(another) 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 개략 단면도이다.
도33은 다른 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 개략 단면도이다.
도34는 도9의 커피 기기의 필터 컵 상승(lifting) 메커니즘과 분쇄 모터의 확대 상세도이다.
도35는 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 확대된 개략 단면도이다.
도36은 다른(another) 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 확대된 개략 단면도이다.
도37은 작동 모드에 있는 도9의 커피 기기의 확대된 개략 단면도이다.
도38은 본 발명에 따른 도9의 커피 기기에 사용되는 분쇄 칼날 조립체의 사시도이다.
도39는 도38의 분쇄 칼날 조립체의 상부 평면도이다.
도40은 도38의 분쇄 칼날 조립체의 좌측면도이다.
도41은 도38의 분쇄 칼날 조립체의 정면도이다.
도42는 도38의 분쇄 칼날 조립체의 우측면도이다.
도43은 도41의 A-A선에 따른 도38의 분쇄 칼날 조립체의 측단면도이다.
도44는 제1 위치로 도시된 칼날 조립체와 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 개략도이다.
도45는 제2 위치로 도시된 칼날 조립체와 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 개략도이다.
도46은 제3 위치로 도시된 칼날 조립체와 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 개략도이다.
도47은 제4 위치로 도시된 칼날 조립체와 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵의 개략도이다.
도48은 분쇄 모드에 있는 도1의 커피 기기의 확대 개략도이다.
도49는 도48의 B-B선에 따른, 분쇄 모드에 있는 도1의 커피 기기의 단면도이다.
도50은 커피 콩을 분쇄한 후의 도1의 커피 기기의 확대 개략도이다.
도51은 본 발명에 따라 커피 콩을 분쇄하는 도1의 커피 기기의 분쇄 칼날의 확대 개략도이다.
도52는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도9의 커피 기기에 사용되는 대체(alternative) 분쇄 칼날 조립체의 전면 사시도이다.
도53은 도52의 대체 분쇄 칼날 조립체의 후면 사시도이다.
도54는 도52의 대체 분쇄 칼날 조립체의 상부 평면도이다.
도55는 도52의 대체 분쇄 칼날 조립체의 좌측면도이다.
도56은 도52의 대체 분쇄 칼날 조립체의 정면도이다.
도57은 도52의 대체 분쇄 칼날 조립체의 우측면도이다.
도58은 액체 저장조로부터 도1의 사전 포장된 필터 컵을 통하는 물의 흐름을 나타내는 도9의 커피 기기의 개략 단면도이다.
도59는 세척 모드를 나타내는 도9의 커피 기기의 개략 단면도이다.
도60은 본 발명에 따른 커피 기기의 액체 저장조의 사시도이다.
도61은 도9의 커피 기기의 일 부분의 저부 평면도이다.
도62는 도1의 커피 콩이 사전 포장된 필터 컵을 수용하는 트레이의 사시도이다.
도63은 도62의 트레이의 측단면도이다.
도64는 본 발명에 따른 기기의 트레이 구성품(component)을 나타내는 도62의 트레이의 저부 평면도이다.
도65는 본 발명에 따른 슬라이드 가능한 드립 트레이(drip tray)를 포함하는 커피 기기의 사시도이다.
도66은 슬라이드 가능한 드립 트레이가 연장(extended) 위치에 있는 모습을 도시한 도65의 커피 기기의 단면도이다.
도67은 슬라이드 가능한 드립 트레이가 수축(retracted) 위치에 있는 모습을 도시한 도65의 커피 기기의 단면도이다.
도68은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 기기의 개략도이다.
도69는 분쇄 모터가 제1 위치에 있는 모습을 나타내는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 기기의 개략도이다.
도70은 분쇄 모터가 제2 위치에 있는 모습을 나타내는 도69의 커피 기기의 개략도이다.
도71은 제1 작동 모드에 있는 다른 실시예에 따른 커피 기기의 개략도이다.
도72는 제2 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도73은 제3 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도74는 제4 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도75는 제5 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도76은 제6 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도77은 제7 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도78은 제8 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도79는 제9 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도80은 제10 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도81은 제11 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도82는 제12 작동 모드에 있는 도71의 커피 기기의 개략도이다.
도83은 도71의 커피 기기의 추출 캐리어를 나타내는 사시도이다.
도84는 도83의 추출 캐리어의 평면도이다.

도1 내지 7을 참조하면, 본 발명에 따른 기기에 사용하는 필터 컵(10)은 컵(12), 종이/섬유 필터(14), 플라스틱 거름망(16) 및 포일 커버(18)를 포함한다. 필터(14)는 추출 중에 커피 분쇄물(grounds) 및/또는 다른 침전물이 컵(12)에서 빠져나가는 것을 방지하되 액체는 통과시킨다. 커버(18)는 알루미늄이나 공지된 다른 소재로 만들어질 수 있고, 바람직하게는 컵(10)의 상부 테두리에 가열 밀봉되거나 탈착 가능하게 부착된다. 복수의 커피 콩(20)이 포일 커버(18)와 플라스틱 거름망(16) 사이의 공간에 수용된다. 도1은 커피 콩이 필터 컵(10)에 수용된 것을 도시하지만, 본 발명의 더 넓은 측면에서 벗어나지 않고 차 등의 다른 종류의 음식이나 물질도 여기 개시된 바와 유사하게 사용될 수 있다.

도1에 더 도시된 바와 같이, 컵(12)은 그 상부에 개구(22), 원주 방향 측벽(24) 및 바닥부(26)를 포함한다. 도2 내지 7에 가장 잘 도시되어 있듯이, 바닥부(26)는 하나 또는 그 이상의 구멍(32)을 포함하는 원형 함몰부(depression) 또는 오목부(recess, 30)에 유체 흐름을 전달하는 복수의 홈 또는 통로(28)를 포함한다. 중요하게는, 이하에서 설명하듯이, 오목부(30)가 컵(10)의 가장 낮은 부분이므로 추출된 커피가 오목부(30)에서 모여서 구멍(32)을 통해 컵에서 배출된다. 도7은 조립된 컵(10)이 커피 콩(20)을 담은 상태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 종이 필터(14)가 컵(12)의 바닥부(26)에 배치된다. 플라스틱 거름망(16)이 종이 필터(14)의 상부에 배치되어 분쇄 칼날 및/또는 커피 분쇄물(grounds)에 의한 마찰로부터 종이 필터(14)를 보호한다. 종이 필터(14)와 거름망(16)은 모두 원형이고 컵의 저부에서 원주 방향 측벽(24)에 빈틈 없이 수용되는 크기로 구성된다. 도7에 가장 잘 도시되었듯이, 거름망(16)은 탄성이 있고 굽힘에 강하므로 컵(12)에 평평한 면을 형성하여 그 위에 커피 콩(20)이 놓여지게 한다. 중요하게는, 이하에서 구체적으로 설명하듯이, 거름망(16)은 커피 콩(20)이 컵(12)의 바닥부(26)(분쇄 칼날이 닿지 않을 수 있음)로 떨어지는 것을 방지함으로써 분쇄 칼날에 의한 최적 분쇄를 촉진한다. 상술한 바와 같이, 포일 커버(18)는 필터(14), 거름망(16) 및 커피 콩(20)을 컵(12) 내에 밀봉한다.

별도로 밀봉한 포장 또는 포장지(wrapper)에 컵(10)을 저장하여 수송함으로써 더 잘 보호하고 더 신선하게 할 수도 있고, 바닥부(26)의 구멍(32)은, 예를 들면, 접착 라벨(미도시)로 막을 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 필터 컵(10)은 사전 포장된 1회용(single-use, disposable) 구성품일 수 있다. 따라서, 공기가 통하지 않게 포일 커버(18)로 이를 밀봉하여 신선함과 맛을 유지하고 커피 콩(20)을 수분 유입이나 오염으로부터 보호한다. 상술한 바와 같이, 필터 컵(10)은 포일 커버(18)와 접착 라벨로 밀봉되거나, 접착 라벨을 사용하거나 사용하지 않은 채 포장지(wrapper)로 포장될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 필터 컵(10)은 사용할 때마다 리필(re-fill)되는 재사용 가능한 컵일 수도 있다. 어떤 실시예에서, 컵의 바닥부(26)는 구멍(32) 없이 형성될 수도 있다. 이 실시예에서, 커피 기기에 삽입될 때 컵(12)의 바닥부가 바늘로 뚫림으로써 추출된 커피의 배출구를 형성할 수도 있다.

이제 도8을 참조하면, 필터 컵(50)의 대체(alternative) 구조가 도시된다. 도시된 바와 같이, 컵(50)은 컵(10)의 형상 및 구조와 거의 유사하지만, 종이/섬유 필터(14)와 보호용 플라스틱 거름망(16) 대신 금속 그물(mesh) 필터(52)를 사용할 수 있다. 이 실시예에서, 금속 그물 필터(52)는 커피 분쇄물(grounds)이 컵(10)에서 배출되는 것을 방지할 수 있을 정도로 미세하고 일정 수준의 마찰 저항을 제공한다. 필터(52)가 금속 그물로 형성될 수 있다고 개시되었지만, 본 발명의 더 넓은 측면에서 벗어나지 않는 한, 분쇄 칼날 및/또는 커피 분쇄물에 의한 마찰에 저항할 수 있는 다른 소재가 사용될 수도 있다.

도9 내지 24를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기기(100)가 도시된다. 기기(100)는 커피나 다른 음료를 추출하도록 상술한 필터 컵(10)과 조합되어 사용된다. 도시된 바와 같이, 기기(100)는 전체적으로 사각형 형상이고 기저부(102) 및 기다란 구멍이 형성되었거나 쇠살이 형성된(grated) 상면(108)을 포함하는 드립 트레이(106)를 슬라이드 가능하게 수용하는 드립 트레이 하우징(104)을 포함한다. 트레이(106)의 상면(108)은, 추출된 커피가 기기(100)에서 제조되어 배출될 때 이를 받도록 머그 잔(109)과 같은 용기가 그 위에 배치되도록 구성될 수 있다. 쉽게 이해되듯이, 작동 중 머그 잔(109)에서 넘치거나 컵(109)에 들어가지 않은 액체는 기다란 구멍이 형성된 상면(108)을 통과하여 드립 트레이(106)에 모이게 되므로 쉽게 청소할 수 있다.

하우징(110)은 기저부(102)의 위에 배치되어 기저부(102)에 의해 지지되고, 사용 중 필터 컵(10)을 견고하게 고정하기 위한 필터 컵 하우징/트레이(112)를 슬라이드 가능하게 수용한다. 후술하듯이, 손잡이(114)가 작동을 위해 하우징(110)에 회동 가능하게 장착된다. 도9 및 10에 더 도시된 바와 같이, 액체 저장조(116)가 하우징(110)에 부착되거나 하우징(110)에 의해 지지되거나, 아니면 하우징(110)의 일부를 이룬다. 어떤 실시예에서, 액체 저장조(116)는 하우징(110)에 제거 가능하거나 영구히 장착될 수 있다. 이하에서 설명하듯이, 하우징(110)은 또한 기기의 작동 특성을 제어하도록 제어판(118)을 포함한다. 도9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 기저부(102)의 일측에는 오목부(recess)가 구비되어 기기(100)의 세척 동작(후술함)에서 나오는 물과 사용 후 버려지는 필터 컵(10)을 수용하는 폐기물 통(120)를 슬라이드 가능하게 수용한다. 다른 실시예에서, 트레이(112)는 하우징(110)에 회동 가능하게 수용되어, 하우징/트레이(112)가 하우징 내에 수용되는 제1 위치와 트레이(112)가 하우징으로부터 멀어지되 사용자를 향해 회동하여 필터 컵(10)을 용이하게 장착할 수 있는 제2 위치 사이에서 이동 가능할 수도 있다. 어떤 실시예에서, 트레이(112)는 세척을 위해 하우징(110)에서 제거될 수 있다.

이제 특히 도17 내지 24를 참조하여 기기(100)의 작동을 설명한다. 먼저, 액체 저장조(116)에 물이 채워진다. 다음으로, 사용자가 제어판(118)에서 원하는 커피 설정을 선택한다. 설정은 커피의 강도 및 제공량, 타이머 설정, 자동 추출 등과 같은 선택 사항을 포함할 수 있다. 다음으로, 도17에 도시된 바와 같이 손잡이(114)가 화살표(A) 방향을 따라 위로 올려져서 트레이(112)를 하우징(110) 내의 장착 및 유지 위치로부터 해제한다. 트레이(112)는 스프링(154)의 힘에 의해 기기(100)로부터 화살표(B) 방향을 따라 도18에 도시된 위치로 밀려나온다. 이 위치에서, 트레이(112)는 필터 컵(10)이 트레이(112)의 수용기(124)에 배치되도록 준비가 된다.

도19에 도시된 바와 같이, 컵(10)이 트레이(112)에 삽입된 후, 트레이(112)는 이제 화살표(C) 방향을 따라 기기(100)로 밀려들어갈 준비가 된다. 특히, 도20에 도시된 바와 같이, 트레이(112)는 수동으로 기기(100)에 밀려들어가서 하우징(110)의 잠금 위치에 수용된다. 다음으로, 손잡이(114)가 화살표(D) 방향을 따라 내려지면 자동으로 분쇄 및 추출 공정이 시작된다.

도21을 참조하면, 상술한 바와 같이, 손잡이(114)가 내려진 후 분쇄 공정이 자동으로 시작된다. 이 공정에서, 필터 컵(10) 내에 있는 커피 콩(20)이 컵(10) 내에 수용된 분쇄 칼날(166)에 의해 분쇄되어 커피 분쇄물(128)이 된다. 분쇄가 완료된 후, 온수가 후술할 물 배출구로부터 컵(10)으로 유입된다. 도22의 화살표(130)로 도시된 바와 같이, 커피는 배출용 개구가 형성된 트레이(112)의 저부로부터 트레이(112)의 아래에 배치된 머그 잔(109)으로 배출된다.

추출 공정이 완료된 후, 손잡이(114)는 도23에 도시된 위치로부터 화살표(E) 방향을 따라 도24에 도시된 위치로 올려진다. 다시, 손잡이(114)가 상부로 이동하면 트레이(112)가 잠금 해제되어 기기(100)의 하우징(110)으로부터 밀려나옴으로써, 사용자는 다 쓴 필터 컵(10)을 트레이(112)에서 손으로 제거할 수 있게 된다. 다음으로, 컵(10)을 폐기물 통(120)에 버릴 수 있다. 커피로 채워진 머그 잔(109)을 이 단계 전 또는 후에 드립 트레이(106)로부터 치울 수 있다.

어떤 실시예에서, 도24에 도시된 바와 같이 트레이(112)가 외부로 노출된 상태에서 칼날 세척 공정이 자동으로 시작된다. 칼날 세척 공정 중에는 물 배출구(132)에서 물이 배출된다. 컵(10)이 치워졌기 때문에 칼날은 공간으로 둘러싸임으로써 유입되는 물로 세척될 수 있다. 어떤 실시예에서, 물이 뿌려질 때 칼날이 회전하여 세척을 촉진할 수도 있다. 트레이(112)가 외부로 노출된 상태에 있으므로 물은 추출 모드에서와 달리 컵(10)과 트레이(112)의 저부에서 배출되지 않는다. 대신, 도59에 도시된 바와 같이, 물이 트레이(112)의 후단에 떨어져 집수 팬(collection pan, 136)으로 우회된다. 물은 폐기물 관(138)을 통해 트레이(112)의 집수 팬(136)으로부터 배출되어 폐기물 통(120)으로 떨어진다.

다른 실시예에서, 물과 같은 세척액을 포함하는 컵을 사용함으로써 주기적으로 또는 사용시마다 칼날(166)을 세척할 수도 있다. 이 실시예에서, 세척 컵이 수용기(receptacle, 124)에 삽입되고 손잡이(114)가 아래 쪽으로 당겨지면 기기(100)가 작동된다. 그러면, 기기(100)는 정규 추출 공정(normal brewing cycle)을 수행할 수 있다. 이와 달리, 제어판(118)의 버튼을 누름으로써 세척 공정을 수행할 수도 있다. 세척 공정은, 예를 들면 수온, 작동 시간, 칼날 회전 속도를 구체적으로 설정함으로써 칼날 세척 및 소독을 최적화할 수 있다. 다른 실시예에서, 세척 컵은 세척액이나 슬리리형 세척제를 포함할 수 있다. 세척제는 액체이거나 건조할 수 있고 알갱이나 분말 등의 형상일 수 있다.

또 다른 실시예에서, 세척 공정은 필터 컵(10)을 실제로 삽입하지 않은 채 추출 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 손잡이(114)가 내려져서 이 공정이 시작되고, 고정되거나 회전하는 칼날(166)에 온수가 지나가면서 칼날을 세척한다. 이와 달리, 제어판(118)의 버튼을 눌러서 세척 공정을 시작할 수도 있다.

도62 및 63은 트레이(112)와 집수 팬(136)을 도시한다. 도64는 트레이(112)의 저면을 도시하고 커피가 흘러나오게 하는 트레이(112)의 저부에 있는 개구(140)를 통해 본 컵(10)의 구멍(32)을 도시한다.

도25A는, 커피 콩(20)이 후술할 과정을 거쳐 분쇄된 커피 분쇄물(ground coffee)(128)에 어떻게 온수가 주입되어 커피가 만들어지는지 개략적으로 보여준다. 커피 분쇄물(128)은 컵(10) 내에 배치되고 온수는 화살표(142)로 지시되는 바와 같이 물 배출구(132)를 통해 위에서부터 유입된다. 온수는 컵(10) 내의 커피 분쇄물(128)를 투과하여 화살표(144)로 도시된 바와 같이 컵(10)의 저부에 있는 구멍(32)으로 배출된다.

도26 및 27은 기기(100)의 몇몇 내부 구성품을 도시한다. 도시된 바와 같이, 액체 저장조(116)는 물로 채워진다. 도18 및 19에 도시된 바와 같이, 트레이(112)는 트레이(112) 내에 있는 수용기(124)에 컵(10)이 배치되도록 후퇴한다. 다음으로, 트레이(112)는 도20에 도시된 위치로 기기 내에 밀려 들어간다. 다음으로, 도21 및 22에 도시된 바와 같이, 손잡이(114)가 아래로 움직인다. 손잡이(114)가 이렇게 움직이면, 후술하듯이, 컵(10) 내의 커피 콩(20)을 분쇄할 수 있도록 컵(10)이 위로 올려진다. 기기(100)는 가열기(146) 및 펌프(148)를 포함함으로써 액체 저장조(116)로부터 나온 물을 가열하고 이를 공급 유로를 통해 보내서 도25A를 참조하여 설명한 바와 같은 추출 공정을 수행하게 한다. 도26 내지 29에 도시된 바와 같이, 분쇄 모터(150)가 기기(100)의 하우징(110) 내에 배치되어 후술할 방법으로 커피 콩(20) 분쇄 작업을 수행한다. 온수관(152)은 온수를 가열기(146)로부터 트레이(112) 상측에 배치된 물 배출구(132)로 수송한다.

도27 및 28에 가장 잘 도시된 것처럼, 내림 위치와 올림 위치 사이에서 컵(10)이 이동하도록 손잡이(114)에 의해 컵 장착/상승 메커니즘(156)이 작동한다. 이 메커니즘(156)은 링크 암(158), 트레이(112)의 수용기(124)에 작동 가능하게 부착된 핀(160) 및 연결된(associated) 슬롯(162), 및 슬롯(162)이 배치되는 판(164)을 포함한다. 작동 중에는, 손잡이(114)를 아래쪽으로 움직이면 핀(160)이 슬롯(162)의 궤적을 따름으로써 컵(10)과 수용기(124)이 분쇄 칼날을 향해 위로 움직이게 된다. 가이드대(161)가 수용기의 구멍(163)에 수용되어 컵(10)이 분쇄 칼날과 적절한 방향으로 정렬되도록 한다. 컵(10)을 내리면 역방향 공정이 이어진다.

도30을 참조하면, 기기(100)는 분쇄 모터(150)에 연결된(associated) 회전축(168)에 부착되어 작동하는 분쇄 칼날(166)을 포함한다. 손잡이(114)이가 도28에 도시된 내림 위치로 이동하면 컵(10)이 올라오므로, 칼날(166)이 포일 커버(18)에 맞물리고 이를 관통하여 컵(10)에 진입하고 커피 콩(20)과 접촉한다. 컵 장착/상승 메커니즘(156)은 손잡이(114)에 의해 작동하며 분쇄를 위한 상승 위치와 하강 위치 사이에서 컵(10)을 이동시킨다. 스프링(154)은 사용자 보조 스프링으로서 하우징(110)으로부터 외부를 향하도록 트레이(112)를 탄지하므로 손잡이(114)가 올려지면 컵(10)을 삽입할 수 있다.

도31에 도시된 바와 같이, 손잡이(114)가 상승 위치로 이동하면 트레이(112)가 잠금 해제되어 판(164)(스프링이 작동하도록 고정대 역할을 함)과 맞물린(in cooperation) 스프링(154)의 힘에 의해 밀려나옴으로써 컵(10)을 트레이의 수용기(124)에 배치할 수 있게 한다. 그러면 사용자는 도32에 도시된 바와 같이 컵(10)을 트레이(112)에 배치한다. 트레이(112)는 도34에 도시된 트레이 자물쇠(170)에 잠기도록 도33에 도시된 바와 같이 반드시 손으로 밀어서 잠금 위치로 보내야 한다.

도35 내지 37은 본 발명에 따른 관통 및 분쇄 단계(sequence)를 보여준다. 도35에 도시된 바와 같이, 손잡이(114)가 내려지면 화살표(F) 방향을 따라 필터 컵(10)이 칼날(166) 쪽으로 올려진다. 도36은 컵(10)이 완전히 올려졌을 때의 위치를 보여준다. 이 위치에서, 오링과 같은 밀봉 링(172)이 컵(10)의 상부 테두리에 맞물리므로 추출 공정이 수행될 때 컵(10)이 가압될 수 있다. 도37은 분쇄 및 추출이 수행되고 손잡이(114)가 올려진 후 컵(10)의 하강 위치를 도시한다. 중요하게는, 밀봉 링(172)이 컵(10)의 상부를 밀봉하므로 컵이 가압될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 컵은 추출 중에 압력이 200kPa(2바)을 넘게 가압되나, 본 발명의 더 넓은 측면을 벗어나지 않는 한 압력을 다르게 가할 수도 있다.

도38 내지 43은 커피 콩을 분쇄하기 위한 분쇄 칼날(166)의 다양한 측면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 칼날(166)은 V자 형상 구조를 가진다. 중요하게는, 칼날(166)이 삽입 날(174)을 포함하므로 손잡이(114)를 아래로 내려서 컵(10)이 올라갈 때 컵(10)의 포일 커버(18)가 뚫릴 수 있다. 칼날의 상부는 또한 상면을 향하는 추출 날(176)을 포함하므로, 손잡이(114)가 위로 움직이면, 추출에 뒤이어 컵(10)이 칼날로부터 아래로 내려질 때 포일 커버(18)를 자를 수 있다. "V"의 다리(leg)마다 서로 대향하는 오목부(178)와 볼록부(180)가 형성되어 있어서 후술하는 바와 같이 커피 콩(20) 분쇄를 촉진한다. 칼날(166)은 또한 분쇄 모터(150)의 회전축(168)에 연결되도록 칼라(182)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 칼날(166)은 교체 및/또는 정밀 세척을 위해 제거될 수도 있다. 다른 실시예에서, 칼날(166)은 일체로 형성되거나 아니면 모터(150)의 회전축(168)에 견고하게 고정된다. 쉽게 이해되듯이, 칼날(166)은 길쭉한(slim) 형상이므로 포일 커버(18)의 잘린 부분의 폭을 최소로 하여 분쇄 도중에 커피 분쇄물(128)이 컵(10)에서 나오지 않게 한다. 또한, 칼날(166)의 형상과 구조는 세척을 촉진한다.

도44는 컵(10)이 칼날(166)을 향해 올려진 것을 도시하고 도45는 칼날(166)이, 삽입 날(174)을 통해, 컵(10)의 포일 커버(18)를 뚫는 것을 도시한다. 도44 및 45에서 컵(10) 속의 커피 콩(20)은 아직 분쇄되지 않았다. 분쇄 후 커피 콩(20)은 커피 분쇄물(128)로 바뀌었다. 상술한 바와 같이, 추출이 일어나면 컵(10)은 도46 및 47에 도시된 바와 같이 아래로 내려지므로 칼날(166)의 추출 날(176)이 다시 포일 커버(18)를 뚫어서, 필요한 경우, 칼날(166)로부터 컵(10)을 용이하게 제거할 수 있다.

이제 도48 내지 50을 참조하면, 실제 분쇄 과정이 도시된다. 분쇄 모터(150)가 작동하기 시작하면 커피 콩(20)을 도48에 도시된 커피 콩에서 도60에 도시된 분쇄물로 변환하도록 필터 컵(10) 속의 커피 콩(20)을 분쇄하기에 충분할 정도로 분쇄 칼날(166)은 고속으로 회전한다. 특히, 칼날(166)은 칼날(166)의 볼록부(180)가 커피 콩(20)에 충격을 가하여 쪼개지게 하는 방향(도49 참조)으로 회전한다. 시간이 갈수록, 칼날 자체로부터의 수많은 충격, 그리고 가장 중요하게는, 볼록부(180)에 의한 충격에 의해 커피 콩의 크기는 추출하기 적당한 미세 분쇄물로 점차 줄어든다. 어떤 실시예에서, 칼날(166)은 추출 공정 동안, 즉 온수가 컵(12)을 통과하는 동안, 미리 결정된 회전수로 계속 회전할 수 있다. 추출 공정 동안의 회전수는 커피 콩(20)을 분쇄할 때의 회전수와 같거나 다를 수 있다. 다른 실시예에서, 칼날(166)은 추출 공정 동안 음료 재료를 휘저어서 음료 재료가 컵(10)을 통과하는 물에 신속히 용해되도록(예를 들면, 커피 콩 대신 아이스 티 음료 재료를 사용할 때) 사용될 수도 있다. 쉽게 이해되듯이, 추출 중에 컵(10) 내에서 음료 재료/커피 콩을 휘저으면 더 맛좋은 음료를 만들 수도 있다. 특히, 추출 중에 휘저으면 커피 분쇄물(128)과 온수의 접촉을 향상시켜 커피의 품질 및/또는 농도를 향상시킬 수 있다.

다른 실시예에서, 필터 컵(10)은 온수를 컵(10)에 공급하기 전에 분쇄 칼날(166)로부터 후퇴할 수 있다. 쉽게 이해되듯이, 이로써 분쇄 칼날(166)은 커피가 건조한 상태에서 이를 건드리기만 한다. 따라서, 칼날(166)과 커피 분쇄물(128)이 습한 환경에서 공존할 경우에 비해 커피 분쇄물은 칼날(166)에 덜 달라붙을 수 있으며, 이에 따라 칼날을 세척하지 않아도 커피 분쇄물이 칼날에 붙어 있지 않게 된다.

도52 내지 57은 기기(100)와 함께 사용될 수 있는 분쇄 칼날(184)의 대체 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 칼날은 V자 형 구조를 가지고 컵(10)의 포일 커버(18)를 뚫도록 관통 날(186)을 가진다. 칼날(184)는 또한 커피 콩(20) 분쇄를 촉진하도록 수평 방향으로 연장되는 두 개의 플랜지(188, 190) 및 컵(10)이 칼날(184)로부터 아래쪽으로 멀어질 때 포일 커버(18)를 다시 잘라내는 두 개의 상부 날(192, 194)를 포함한다. 바람직한 실시예의 칼날(166)과 마찬가지로 칼날(184)은 분쇄 모터(150)의 회전축(168)에 탈착 가능하게 부착되거나 일체로 형성되거나 아니면 영구히 고정될 수 있다.

본 발명의 공정에서 사용되는 물의 이동 경로는 도58에 도시되어 있다. 먼저, 액체 저장조(116)가 물로 채워진다. 어떤 실시예에서, 저장조(116)는 하우징(110)에 탈착 가능하게 수용되어 사용자가 액체 저장조(116)를 떼서 물로 채우고 나서 하우징(110)에 놓을 수 있다. 쉽게 이해되듯이, 그런 구조는 물 공급원을 저장조 자체에 가져다 대는 것보다 쉬울 수 있다. 액체 저장조(116)는 도60에 도시된 제거 가능한 뚜껑(194)을 포함함으로써 용이하게 물을 채울 수 있다. 도17 내지 24에 가장 잘 나타나 있듯이, 물 배출구(196)는 물이 중력에 의해 액체 저장조(116)에서 흘러나오게 한다. 물 배출구(196)에는 이 기술 분야의 전문가에게 흔히 알려져 있는 종류의 밸브(198)가 장착될 수 있고, 이 밸브는 일반적인 제어기를 이용하여 열린 위치에서 닫힌 위치로, 그리고 그 반대로 전자적으로 구동 및 제어될 수 있다. 추출 중에 물은 물 배출구(196)를 통해 액체 저장조(116)에서 배출되고 제1 배관(200)을 통해 이동하여 펌프(148)에 도달한다. 펌프(148)는 가열기(146)를 지나도록 물을 펌핑하여 원하는 특정 온도에 이를 때까지 물을 가열한다. 물은 가열기(146)로부터 온수 공급관(152)을 통해 물 배출구(132)로 이동한다.

어떤 실시예에서, 추출 말미에, 가열기에 앞서 물이 차단되면 증기가 생성되어 컵(10)에 남아 있는 여분의 액체를 밀어내거나 불어낸다. 쉽게 이해되듯이, 이 증기 분사는 마지막 몇 방울의 커피도 컵(10) 내에 남아 있지 않게 하고 뚝뚝 떨어지는 것을 방지한다.

도25B에 도시된 바와 같이, 어떤 실시예에서, 물 배출구(132)는 온수를 분배하기 위해 복수의 구멍(210)이 형성된 고리 형상 관 또는 링(208) 형태인 샤워 헤드이다. 온수는 샤워 헤드(132)의 구멍(210)에서 배출되어 커피를 추출하고 세척 공정에서 칼날(166)을 세척하는 데 사용된다. 추출 중에, 물 배출구/샤워 헤드(132)에서 배출되는 온수는, 이 공정의 그 시점에서 커피 분쇄물(128)을 담고 있는 컵으로 유입한다. 물(현재는 추출된 커피)은 컵(10)의 바닥부(26)에 있는 구멍(32)을 통해 컵(10)에서 배출된다. 물이 구멍(32)을 통해 컵에서 배출될 때 물은 트레이 출구(202)를 통해 배출되기 전에 트레이(112)의 배출 유로를 따라 이동한다. 어떤 실시예에서, 트레이는 필터 컵(10)의 구멍(32)의 바로 아래에 흐름 완화 부재(204)를 포함할 수 있다. 흐름 완화 부재는 추출된 커피가 머그 잔(109)에 직접 유입하는 것을 지체시킴으로써, 추출된 커피가 쏟아져 나와 사용자에게 튀거나 주위를 엉망으로 만드는 것을 방지한다. 추출된 커피가 된 물이 출구(202)를 나온 후 머그 잔(109)으로 떨어진다. 제공량에 따라, 선택된 액체의 양은 제어판(118)을 사용하여 사전에 선택되며, 펌프(148)와 물 배출구(196)는 그에 맞게 제어되어 흐름을 차단하기 전에 선택된 양만 흐를 수 있게 한다

도66 및 67은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드립 트레이(106)의 대체 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 드립 트레이는 도66에 도시된 바와 같이 트레이(106)가 출구(202) 아래에 배치되는 제1 위치와 도67에 도시된 바와 같이 드립 트레이(106)가 기기(100)의 기저부(102) 내에 수용되는 제2 위치 사이에서 이동 가능하다. 드립 트레이(106)가 도67에 도시된 위치에 있으면 더 큰 컵/머그 잔(206)이 수용될 수 있다.

도68은 본 발명의 일 실시예에 따른 대체 구조를 가지는 커피 기기(300)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 컵(10)을 수직으로 장착하고 분쇄 칼날(166), 샤워 헤드(132) 및 모터(150)를 컵(10)의 위쪽 수직 위치에 배치하는 대신, 이 구성 요소들이 수평으로 배치된다. 특히, 도시된 바와 같이, 필터 컵(10)이 하우징(110) 내에 수평 방향으로 장착된다. 또한, 분쇄 모터(150), 샤워 헤드(132) 및 칼날(166)이 수평 방향으로 컵(10)의 측면에 배치된다. 이 실시예에서, 기기(300)는 컵(10)의 저부와 연통하는 유로(302)를 포함하므로, 추출된 커피는 컵에서 배출되어 유로(302)를 거쳐 출구(202)까지 경유하여 사용자의 머그 잔(109)으로 분배된다.

도 69 및 70은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커피 기기(400)를 나타낸다. 커피 기기(400)은 전술한 커피 기기(100)와 구조가 유사하나 몇 가지 눈에 띄는 차이점이 있다. 도시된 바와 같이, 모터(150), 칼날(166) 및 샤워 헤드(132)가 고정되게 하고 컵(10)이 올려져서 칼날(166)에 맞물리도록 하는 대신, 이 실시예에서는, 추출 샤워 헤드(132), 모터(150) 및 칼날(166)이 고정(stationary) 컵(10)을 향하거나 그로부터 멀어지도록 움직이도록 구성된다. 도69는 모터(150), 칼날(166) 및 추출 샤워 헤드(132)가 고정 필터 컵(10) 위에 있는 제1 위치를 도시한다. 모터(150), 칼날(166) 및 샤워 헤드(132)는 도70에 도시된 바와 같이 칼날이 컵(10) 내부에 배치되는 제2 위치로 수직 이동 가능하다. 모터(150), 칼날(166) 및 샤워 헤드(132)의 수직 이동은 기계적 구동이나 전기 애추에이터를 사용함으로써 유발될 수 있다. 이 실시예에 따른 커피 기기(400)는, 능동형 필터 컵(10)과 수동형 추출 조립체와는 반대로, 능동형 추출 조립체(모터(150), 분쇄 칼날(166) 및 샤워 헤드(132))와 수동형 필터 컵(10)을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직한 실시예는 커피 콩으로부터 커피를 분쇄 및 추출하는 것을 개시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 특히, 본 발명의 장치 및 방법은 커피 콩 자체를 담은 컵에 한정되지는 않고, 본 발명은 분쇄 커피, 부분 분쇄 커피, 차잎, 분쇄 차, 또는 음료 혼합 재료를 담은 컵과 함께 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 기기는 필터 컵에 담긴 어떠한 재료로부터도 음료를 제조/추출할 수 있고, 커피 콩으로부터 커피를 추출하는 것에 한정되지 않는다.

도71 내지 82는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커피 기기(500)를 나타낸다. 커피 기기(500)는 전체적으로 전술한 커피 기기(100)과 유사하고 다수의 동일한 구성 요소를 포함하되 몇 가지 눈에 띄는 차이점이 있다. 커피 기기(100)와 마찬가지로, 커피 기기(500)는 커피나 다른 음료를 추출하도록, 전술한 필터 컵(10)과 함께 사용된다. 바람직하게는, 필터 컵(10)이 커피 콩을 담는다.

도71에 도시된 바와 같이, 커피 기기(500)는 기저부(502)와 상기 기저부(502)에 연결되고 그에 의해 지지되는 하우징(504)을 포함한다. 기저부(502)는 드립 트레이(508)를 슬라이드 가능하게 수용하는 드립 트레이 하우징(506)을 정의한다. 전술한 드립 트레이(106)과 마찬가지로, 드립 트레이(508)는 기다란 구멍이 형성되었거나 쇠살이 형성된(grated) 상면을 포함하므로 작동 중 흘러넘치는 액체가 그를 통과하여 드립 트레이(508)에 모이게 함으로써 세척이 용이하게 한다. 도시된 바와 같이, 다 쓴 필터 컵을 담도록 쓰레기통(510)이 기저부(502)에 탈착 가능하게 장착되는데, 이에 대해서는 이하에서 설명한다.

도71 및 72에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하우징(504)은 저부(512), 상부(514) 및 상부(514)에 힌지 결합된 전방부(516)를 포함한다. 전방부(516)는, 후술하듯이, 도71에 도시된 바와 같이 전방부(516)가 저부(512)에 맞물리는 닫힘 위치와 도72에 도시된 바와 같이 필터 컵(10)을 삽입 또는 제거하기 위해 하우징(504)의 내부에 접근 가능한 열림 위치 사이에서 화살표(A) 방향으로 회동 가능하다. 닫힘 위치에서, 하우징(504)의 전방부(516)의 상면과 상부(514)의 상면은 커피 기기(500)의 전체적으로 평평한 상면을 형성한다.

도72에 도시된 바와 같이, 하우징(504)의 저부(512)는 선형적으로 이동 가능한 트랙(519) 상에 있는 추출 캐리어(brewing carrier, 518)를 지지한다. 도83 및 84에 도시된 바와 같이, 추출 캐리어(518)는, 전체적으로, 필터 컵(10)을 빈틈 없이 수용할 수 있는 크기와 형상으로 된 원뿔 컵(520) 형상을 이룬다. 특히, 추출 캐리어(518)의 상단이 개방되어 있어서 필터 컵(10)을 삽입할 수 있고, 하단에는 구멍(522)이 있어서 추출된 커피나 다른 추출된 음료가 추출 캐리어(518)를 통해 커피 기기(500)에서 배출될 수 있다. 플랜지(524)가 컵의 측벽에서 외부로 연장되는데, 저부에서 연장하여 선형적으로 이동 가능한 트랙(519)과 맞물리는 스프로킷(sprocket)이나 돌기(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 후술하듯이, 추출 캐리어는 사용된 필터 컵(10)을 자동으로 제거할 수 있게 반으로 분리 가능하다.

어떤 실시예에서, 선형적으로 이동 가능한 트랙(519)은 체인일 수 있다. 후술하듯이, 작동 중, 추출 캐리어(518)의 플랜지(524) 하측의 스프로킷/돌기가 체인의 링크 중 하나와 맞물리면 체인의 선형 이동에 따라 추출 캐리어(518)가 분쇄 위치와 추출 위치 사이에서 선형 이동한다. 이와 달리, 선형적으로 이동 가능한 트랙은, 선형 이동을 일으키도록, 추출 캐리어(518)에 상보적으로 형성된 오목부 중 적어도 하나와 맞물리는 복수의 톱니를 포함하는 플라스틱이나 고무와 같은 밴드(band)일 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 더 넓은 측면을 벗어나지 않는 한, 추출 위치와 분쇄 위치 사이에서 추출 캐리어를 선형적으로 이동시키기 위한 다른 수단이 활용될 수 있다.

도71을 더 참조하면, 커피 기기(500)는 또한 하우징(504)에 부착되거나 하우징(504)에 의해 지지되거나, 아니면 하우징(504)의 일부를 이루는 액체 저장조(526)를 포함한다. 어떤 실시예에서, 액체 저장조(526)는 물을 쉽게 채울 수 있도록 하우징(504)에서 제거 가능하다. 커피 기기(500)는 액체 저장조(526)에서 나와서 통과하는 물을 가열하는 가열기를 구비한 보일러(528) 및 액체 저장조(526)에서 나오는 물을, 보일러(528), 온수 공급관(532)을 거쳐 온수 배출구까지 펌핑하는 펌프(530)를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 펌프(530)는 솔레노이드 펌프이다. 이하에서 더 자세히 설명되듯이, 물 배출구는 바람직하게는 샤워 헤드(534) 형태이고 추출 위치에서 필터 컵(10) 상측에 배치된다. 보일러/가열기(528)와 펌프(530)는 이 기술 분야에서 일반적으로 활용되는 종류의 것일 수 있다. 커피 기기(100)의 샤워 헤드(132)와 마찬가지로, 샤워 헤드(534)는 바람직하게는 고리 형상이고 하측에 복수의 구멍을 포함하므로 하우징(504) 내의 추출 위치에서 필터 컵(10)에 온수를 분배한다. 쉽게 이해되듯이, 물 흐름 경로와 온수를 필터 컵(10)에 전송하는 구성품은 커피 기기(100)의 흐름 경로 및 구성품과 상당히 유사하다.

도71 내지 82에 도시된 바와 같이, 또한 위에서 암시되었듯이, 커피 기기(500)는 분쇄부(536)와 추출부(538)를 더 포함한다. 분쇄부(536)는, 연결된 출력축(542)을 구동하기 위한 분쇄 모터(540)와 출력축(542)에 구동 가능하게 연결된 분쇄 칼날(544)을 포함한다. 분쇄 칼날(544)과 분쇄 모터(540)는 원통형 슬리브(546) 내에 수용될 수 있고, 분쇄 모터(540), 출력축(542) 및 분쇄 칼날(544)은, 도71에 도시된 바와 같이 분쇄 칼날(544)이 슬리브(546)에 인접하거나 그에 수용되는 제1 위치와, 도75에 도시된 바와 같이 분쇄 칼날(544)이 슬리브(546)로부터 연장하는 제2 위치 사이에서 수직 이동 가능하다. 분쇄부(536)는 분쇄 모터(540)와 분쇄 칼날(544)을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키는 모터(548)를 더 포함한다.

도시된 바와 같이, 추출부(538)는 원통형 슬리브(550) 및 원통형 슬리브(550) 내에 슬라이드 가능하게 수용되는 피스톤(552)을 포함한다. 피스톤(552)은 샤워 헤드(534)에 견고하게 고정되고 온수 공급관(532)이 지나는 통로를 포함한다. 중요하게는, 피스톤(552)과 샤워 헤드(534)가 원통형 슬리브(550) 내에서 수직 이동 가능하다. 특히, 추출부(538)는 피스톤(552)과 샤워 헤드(534)를, 도71에 도시된 바와 같이 샤워 헤드(534)가 원통형 슬리브(550)에 인접하도록 배치되는 제1 위치와, 도79에 도시된 바와 같이 샤워 헤드(534)가 원통형 슬리브(550)로부터 연장되어 멀어지는 제2 위치 사이에서 이동시키는 모터(554)를 더 포함한다. 추출부(538)는 하우징(504)의 전방부(516)에 고정될 수 있고 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 이동 가능하다.

중요하게는, 커피 기기(500)는 트랙(519)에 연결된 트랙 모터(556)를 포함한다. 트랙 모터(556)가 구동되어 트랙(519)이 이동함으로써 추출 캐리어(518)를 추출부(538)의 샤워 헤드(534) 바로 아래에서 분쇄부(536)의 분쇄 칼날(544) 바로 아래로 이동시킨다.

보일러(528), 펌프(530), 분쇄 모터(540), 추출부 모터(554) 및 트랙 모터(556)은 각각 제어기(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되어 그 구동이 제어된다. 하우징(504) 상의 제어판(도시되지 않음)은 제어기에 전기적으로 연결되어 사용자가, 추출될 컵의 수, 자동 추출 및 타이머 특성 등과 같은 커피 기기(500)의 작동을 제어할 수 있도록 인터페이스를 제공한다.

지금부터 커피 기기(500)의 작동에 대해 도71 내지 82를 참조하여 설명하도록 한다. 도71 내지 73에 도시된 바와 같이, 우선, 사용자가 복수의 커피 콩을 담은 사전 포장된 필터 컵(10)을 선택한다. 다음으로 사용자는 하우징(504)의 전방부(516)를 도72에 도시된 위치까지 화살표(A) 방향으로 들어올려서 추출 캐리어(518)에 접근할 수 있게 된다. 다음으로 사용자는 도72에 도시된 바와 같이 필터 컵(10)을 추출 캐리어(518)에 삽입한다. 다음으로 사용자는 하우징(504)의 전방부(516)를 닫아서 저부(512)에 맞물리도록 한다. 어떤 실시예에서, 센서가 전방부(516)가 닫히고(또는 닫히거나) 필터 컵(10)이 추출 캐리어(518)에 제대로 배치되는지 감지할 수도 있다. 필터 컵(10)이 추출 캐리어(518)에 수용되고(또는 수용되거나) 전방부(516)가 닫힘 위치에 있음을 감지하면, 제어기가 트랙 모터(556)를 구동시킨다. 다른 실시예에서, 사용자는 트랙 모터(556)가 구동되게 하는 제어판의 스타트 버튼을 눌러서 추출 공정을 수동으로 시작할 수도 있다.

도73에 도시된 바와 같이, 트랙 모터(556)가 트랙(519)을 이동하게 함으로써 트랙(519)이 추출 캐리어(518)에 맞물리고 캐리어를 화살표(B) 방향으로 도74에 도시된 분쇄 위치, 즉 분쇄 칼날(544) 바로 아래까지 이동시킨다. 분쇄 위치에서는, 분쇄부 모터(548)가 구동하여 분쇄 모터(540)와 분쇄 칼날(544)이 화살표(C) 방향으로 필터 컵(10)을 향해 아래로 이동하고 분쇄 칼날(544)이 필터 컵(10)의 포일 커버(18)를 뚫고 컵(10)에 진입한다. 분쇄 칼날(544)이 컵 내부에 배치되면, 모터(540)가 구동하여 분쇄 칼날(544)이 미리 결정된 회전수로 회전하게 함으로써 도75에 도시된 바와 같이 컵(10) 내에서 커피 콩(20)을 분쇄하거나 아니면 음료 재료를 혼합한다.

도76을 참조하면, 커피 콩(20)이 커피 분쇄물(558)로 바뀌면, 분쇄 모터(540)와 분쇄 칼날(544)이 모터(548)에 의해 필터 컵(10)으로부터 후퇴한다. 분쇄 칼날(544)이 컵(10)으로부터 후퇴하고 나면, 트랙 모터(556)의 전원이 켜져서 화살표(D) 방향을 따라 추출 캐리어(518)를 추출부(538) 아래 추출 위치로 이동시킨다. 도78은 필터 컵(10)과 추출 캐리어(518)가 추출 위치에 있는 모습을 도시한다.

도78에 도시된 바와 같이, 추출부 모터(554)가 작동하여 화살표(E) 방향을 따라 피스톤(552)과 샤워 헤드(534)를 필터 컵(10)을 향해 아래쪽으로 이동시킨다. 어떤 실시예에서, 샤워 헤드(534)는 필터 컵(10)에 밀착하도록 이동되어 온수를 필터 컵(10)에 분배함으로써 저압 추출(low pressure brewing)을 수행한다. 다른 실시예에서, 샤워 헤드(534)는 오링과 같은 밀봉 링을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 샤워 헤드(534)는 밀봉 링이 필터 컵(10)의 상부 테두리에 접촉하여 이를 가압함으로써 기밀 상태(airitight seal)를 형성할 때까지 아래쪽으로 이동된다. 다음으로, 기기(100)와 관련하여 전술한 바와 같이, 필터 컵(10)은 추출 단계에서 가압된다.

두 실시예 중 어느 실시예에서도, 샤워 헤드(534)가 도79에 도시된 위치로 이동된 후, 펌프(530)가 액체 저장조(526)로부터, 물을 미리 결정된 온도까지 가열하는 보일러(528)까지 가압한다. 다음으로 물은 보일러(528)로부터 공급 유로(532)를 거쳐 물 배출구/샤워 헤드(534)까지 계속 이동한다. 그러면 온수가 필터 컵(10)과 그 안의 커피 분쇄물(558)을 투과하여 추출 커피를 생산한다. 추출된 커피는 바닥부(26)의 구멍(32)을 통해 필터 컵(10)에서 배출되고, 추출 캐리어(518)의 저부에 있는 구멍(522)을 통해 배출되며, 드립 트레이(508) 상에 구비된 머그 잔(560)에 모인다.

다음으로, 선택적인 추출후 단계(post-brewing step)는 배관에 남아 있는 물을 모두 불어내도록 시스템을 정화하는(purging) 단계를 포함할 수 있다. 추출 단계에 근접하거나 그 마지막 단계인 정화 단계에서, 보일러(528)의 가열기의 전원이 꺼지기 전에 펌프(530)가 작동을 멈춘다. 이로 인해 보일러(528)에 남아 있는 여분의 물이 증기로 바뀐다. 다음으로 증기가 공급 유로(532)를 통과하여 추출용 하위 조립체(subassembly) (유로(532), 샤워 헤드(534) 등) 및 필터 컵(10) 내에 있는 온수를 밀어낸다. 쉽게 이해되듯이, 이로 인해 컵(10) 내에 있는 커피는 상당량이 뚝뚝 떨어지는 일 없이 사실상 모두 배출된다. 또한, 이로 인해 컵(10)이 건조되므로 컵을 버리려고 치울 때 뚝뚝 떨어지지 않는다.

도80을 참조하면, 머그 잔(560)이 추출된 커피로 채워지고 추출 공정이 완료되면, 피스톤(552)과 샤워 헤드(534)는 모터(554)에 의해 원통형 슬리브(550) 내부로 후퇴한다. 샤워 헤드가 도80 및 81에 도시된 위치로 후퇴하고 나면, 트랙 모터(556)는 다시 구동되어 추출 캐리어(518)와 사용된 필터 컵을 화살표(F) 방향을 따라 추출부(538)를 향해, 폐기 위치로 이동시킨다. 미리 결정된 거리만큼 이동한 후, 추출 캐리어(518)가 도82에 도시된 바와 같이 반으로 분리되므로 사용된 필터 컵(10)은 추출 캐리어(518)에서 떨어져 쓰레기통(510)으로 들어간다. 어떤 실시예에서, 미리 결정된 거리만큼 이동하면, 톱니(spur)가 추출 캐리어(518)의 돌기에 맞물려서 추출 캐리어(518)의 끌려가는 반쪽의 이동이 중지되는 반면 전진하는 반쪽은 계속 이동하므로 추출 캐리어가 분리된다. 본 발명의 더 넓은 측면에서 벗어나지 않는 한, 추출 캐리어를 분리하는 다른 메커니즘도 활용될 수 있다. 선택적으로, 샤워 헤드(534)와 샤워 헤드에 인접한 구성품은 매 사용 후 세척될 수 있다.

바람직한 실시예는 커피 콩(20)을 담은 필터 컵(10)을 구비한 커피 기기(500)를 사용하는 것을 개시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 특히, 커피 기기(500)는 음료 재료가 어떤 종류에 속하는지 상관 없이 음료 재료를 담는 필터 컵(10)이나 다른 유사한 컵과 함께 활용될 수 있다.

본 발명이 구체적인 실시예와 관련하여 개시되고 설명되었지만, 본 기술 분야의 전문가라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 가능하고 균등물이 본 발명의 구성 요소로 치환될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 핵심 범위로부터 벗어나지 않으면서도 특정 상황이나 재료를 본 발명의 가르침에 적용되도록 수정이 가능하다. 따라서, 본 발명은 위의 상세한 설명에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이 개시 내용의 범위에 포함되는 모든 실시예를 포함한다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 추출부, 분쇄부 및 추출 캐리어를 포함하는 커피 기기를 제공하는 단계;
   커피 콩을 담은 용기를 상기 추출 캐리어에 삽입하는 단계; 및
   상기 추출 캐리어를 상기 분쇄부와 상기 추출부 사이에서 이동시키는 단계; 및
   상기 용기를 상기 추출 캐리어로부터 배출하기 위해 상기 추출 캐리어의 제1 반쪽을 상기 추출 캐리어의 제2 반쪽으로부터 분리하는 단계;
   를 포함하는 커피 추출 방법.
6. 제5항에서,
   상기 분쇄부에서 상기 용기 내에서 상기 커피 콩을 커피 분쇄물로 변환하는 단계를 더 포함하는 커피 추출 방법.
7. 제6항에서,
   상기 추출 캐리어를 상기 추출부로 이동시키는 단계; 및
   물을 상기 용기에 통과시켜 추출 커피를 생산하는 단계
   를 더 포함하는 커피 추출 방법.
8. 삭제
9. 제7항에서,
   상기 용기에서 액체를 제거하기 위해 증기를 상기 용기에 보내는 단계를 더 포함하는 커피 추출 방법.
10. 제6항에서,
    상기 커피 콩을 상기 커피 분쇄물로 변환하는 단계는,
    분쇄 칼날을 상기 용기로 이동시키는 단계;
    상기 분쇄 칼날이 미리 결정된 회전수로 회전하도록 모터를 구동하는 단계; 및
    상기 분쇄 칼날을 상기 용기에서 제거하는 단계
    를 포함하는 커피 추출 방법.
11. 제7항에서,
    상기 물을 상기 용기에 통과시키는 단계는,
    상기 용기와 연통하도록 샤워 헤드를 이동시키는 단계; 및
    물을 상기 용기에 통과시킨 후 상기 샤워 헤드를 상기 용기로부터 후퇴시키는 단계
    를 포함하는 커피 추출 방법.

Images