KR101806222B1 - 드립 커피 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있는 커피 머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분쇄 원두가 담겨 있는 드립 기구에 다수의 물줄기로 온수를 떨어뜨릴 수 있는 온수 드립 노즐 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드립 커피 머신은 외부에서 공급되는 물을 가열하여 제공하는 보일러와, 상기 보일러에서 제공되는 온수를 분쇄 원두가 담긴 드립 기구에 떨어뜨려 핸드 드립 커피를 추출하는 온수 배출 유닛과, 상기 보일러로부터 상기 온수 배출 유닛으로 온수를 공급하는 온수 공급 배관과,
상기 온수 배출 유닛에 마련되어 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 포함하고, 상기 온수 드립 노즐은 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 수평 방향으로 퍼뜨리도록 안내하는 유로가 형성된 상부 블록과, 다수 개의 상하 방향으로 관통되는 온수 배출구가 형성되며, 상기 상부 블록의 저면에 결합되어 상기 상부 블록에서 공급되는 온수를 상기 다수의 온수 배출구를 통해 드립 기구에 떨어뜨리는 하부 블록과, 상기 하부 블록의 저면에서 상기 온수 배출구 둘레를 따라 소정의 깊이로 만입되어 형성되며 상기 온수 배출구를 통해 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

드립 커피 머신{A drip-coffee machine}

본 발명은 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있는 커피 머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분쇄 원두가 담겨 있는 드립 기구에 다수의 물줄기로 온수를 떨어뜨릴 수 있는 온수 드립 노즐 구조에 관한 것이다.

커피 전문점에서 통상적으로 제공되는 에스프레소 커피는 압력을 이용해 빠르게 추출하는 방식으로 짧은 시간에 많은 양의 커피를 제공할 수 있는 장점이 있다. 이러한 특징으로 인해 에스프레소 커피는 원두 커피의 대중화를 가능하게 하였고, 대부분의 커피 전문점에서는 이러한 에스프레소 커피에 기반한 커피 음료를 제공하고 있다. 그러나 에스프레소 커피는 보통 9기압 이상 고압의 증기로 커피를 추출하기 때문에 원두의 좋지 않은 성분까지 함께 추출되고 쓴맛이 너무 강한 단점이 있다. 좀 더 부드럽고 순한 맛의 커피를 즐기려는 사람들은 최근에는 핸드 드립 커피나 워터 드립 커피(더치 커피)로 옮겨가는 추세에 있다.

핸드 드립은 분쇄 원두에 뜨거운 물을 천천히 부어 중력을 이용해 추출하는 방식으로 에스프레소 커피에 비해 깊고 부드러운 맛과 향의 커피를 추출할 수 있는 방식이다. 또한, 사용자가 물의 온도와 양, 물줄기의 굵기, 물 붓기 시간, 물 붓기 간격, 물 붓기 궤적 등을 마음대로 조절할 수 있어 다양한 맛과 향의 커피를 추출할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이러한 핸드 드립 방식은 사용자가 직접 물을 부어 커피를 추출해야 하기 때문에 절차가 번거롭고 시간이 오래 소요되어 대중화되기는 어려운 커피 추출 방식이다. 최근 일부 커피 전문점에서 바리스타가 직접 핸드 드립 커피를 추출하여 제공하는 시도를 하고 있으나 제조 시간이나 단가 측면에서 에스프레소 커피를 대체하기는 어려운 실정이다.

본 발명은 핸드 드립 커피 추출 과정을 자동화하여 규격화된 핸드 드립 커피를 반복하여 추출할 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 에스프레소 머신과 달리 대기압 하에서 고온의 온수를 공급할 수 있는 온수 공급 장치를 구비하는 드립 커피 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 드립 기구에 담기는 분쇄 원두를 고르게 적셔줄 수 있고, 커피를 신속하게 추출할 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 고온의 온수를 떨어뜨리는 온수 드립 노즐의 저면에 물 맺힘 현상을 방지할 수 있는 드립 커피 머신을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드립 커피 머신은 외부에서 공급되는 물을 가열하여 제공하는 보일러와, 상기 보일러에서 제공되는 온수를 분쇄 원두가 담긴 드립 기구에 떨어뜨려 핸드 드립 커피를 추출하는 온수 배출 유닛과, 상기 보일러로부터 상기 온수 배출 유닛으로 온수를 공급하는 온수 공급 배관과,

상기 온수 배출 유닛에 마련되어 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 포함하고, 상기 온수 드립 노즐은 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 수평 방향으로 퍼뜨리도록 안내하는 유로가 형성된 상부 블록과, 다수 개의 상하 방향으로 관통되는 온수 배출구가 형성되며, 상기 상부 블록의 저면에 결합되어 상기 상부 블록에서 공급되는 온수를 상기 다수의 온수 배출구를 통해 드립 기구에 떨어뜨리는 하부 블록과, 상기 하부 블록의 저면에서 상기 온수 배출구 둘레를 따라 소정의 깊이로 만입되어 형성되며 상기 온수 배출구를 통해 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물 맺힘 방지홈은 상기 온수 배출구 둘레에 도넛 모양으로 만입되어 형성되며, 상기 물 맺힘 방지홈의 외경과 내경 사이의 폭은 3±0.5 ㎜(밀리미터)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 블록은 그 중앙을 따라 상하 방향으로 형성되어 상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 아래 방향으로 안내하는 중앙 유로와, 상기 상부 블록의 저면에서 상기 중앙 유로를 통해 아래로 공급된 온수를 수평 방향으로 분배하는 다수 개의 분배 유로와, 상기 다수 개의 분배 유로들을 서로 연결하는 원형의 연결 유로를 포함하고, 상기 복수의 온수 배출구는 동심원을 이루면서 상단부가 상기 연결 유로에 연결되어 상기 연결 유로로부터 온수를 공급 받는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온수 배출구는 두 개의 동심원을 이루면서 각각의 동심원 내에서 서로 등간격을 이루도록 배치되어 드립 기구에 물줄기를 고르게 분배하여 떨어뜨리는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결 유로는 상기 두 개의 동심원 중 안쪽 동심원 상의 상기 온수 배출구들의 상단을 서로 연결하는 제1 연결 유로와, 상기 두 개의 동심원 중 바깥 동심원 상의 상기 온수 배출구들의 상단을 서로 연결하는 제2 연결 유로를 포함하고, 상기 제2 연결 유로의 선폭은 상기 제1 연결 유로의 선폭 보다 큰 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 드립 커피 머신은 보일러에서 가열된 온수를 분쇄 원두가 담긴 드립 기구상에 떨어뜨리는 온수 배출 유닛으로 공급하는 온수 공급 배관과, 상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 드립 기구 상에 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 포함하고, 상기 온수 드립 유닛에는 상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 하부로 안내하는 중앙 유로와, 상기 중앙 유로의 하부에서 수평 방향으로 분배하도록 방사상으로 연장되는 다수의 분배 유로와, 상기 분배 유로들을 소정의 반경으로 서로 연결하는 연결유로와, 상기 연결 유로로부터 연장되어 온수를 다시 수평 방향 하부로 안내하는 온수 배출구와, 상기 온수 배출구의 둘레에 형성되며, 상기 온수 배출구에서 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물 맺힘 방지홈은 상기 온수 배출구 둘레에 도넛 모양으로 만입되어 형성되며, 상기 물 맺힘 방지홈의 외경과 내경 사이의 폭은 3±0.5 ㎜(밀리미터)인 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 드립 커피 머신은 외부에서 급수되는 냉수를 커피 추출을 위해 설정된 온도로 가열하여 제공하는 보일러와, 상기 보일러에서 제공되는 온수를 대기압하에서 분쇄 원두가 담긴 드립 기구에 떨어뜨리는 온수 배출 유닛과, 상기 보일러에서 제공되는 온수를 상기 온수 배출 유닛으로 공급하고, 상기 온수 배출 유닛에서 배출되지 않은 온수를 상기 보일러로 다시 보내는 순환 경로를 형성하는 온수 공급 배관과, 상기 온수 배출 유닛에 마련되어 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 떨어뜨리는 온수 드립 노즐과, 상기 온수 공급 배관 상에 설치되어 온수의 순환 흐름을 일으키는 펌프와, 상기 온수 공급 배관 상에서 상기 보일러와 상기 펌프 사이에 배치되며, 상기 보일러에서 공급 되는 온수 중의 에어 버블을 제거하기 위한 에어세퍼레이터를 포함하는 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온수 드립 노즐은 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 수평 방향으로 퍼뜨리도록 안내하는 유로가 형성된 상부 블록과, 다수 개의 상하 방향으로 관통되는 온수 배출구가 형성되며, 상기 상부 블록의 저면에 결합되어 상기 상부 블록에서 공급되는 온수를 상기 다수의 온수 배출구를 통해 드립 기구에 떨어뜨리는 하부 블록과, 상기 하부 블록의 저면에서 상기 온수 배출구 둘레를 따라 소정의 깊이로 만입되어 형성되며 상기 온수 배출구를 통해 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물 맺힘 방지홈은 상기 온수 배출구 둘레에 도넛 모양으로 만입되어 형성되며, 상기 물 맺힘 방지홈의 외경과 내경 사이의 폭은 3±0.5 ㎜(밀리미터)인 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 드립 커피 머신은 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 드립 기구 위에서 고르게 분배하여 여러 개의 물줄기로 나누어 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 구비하고 있어 분쇄 원두를 고르게 적셔줄 수 있고, 커피를 빠르게 추출할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신의 온수 드립 노즐은 온수 배출구 저면부 둘레에 소정의 깊이로 만입되어 형성되는 물 맺힘 방지홈을 구비하고 있어 온수 드립 노즐 저면에서 원치 않게 발생할 수 있는 물 맺힘 현상을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신은 종래 수작업으로 추출하던 핸드 드립 커피 제조 과정을 자동화하여 규격화된 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있도록 하여 핸드 드립 커피의 대중화에 유리한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신은 종래 에스프레소 머신과 달리 대기압하에서 고온의 온수를 공급할 수 있는 온수 공급 장치를 구비하여 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있는 장치의 구성을 가능하게 한다.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 외관을 도시한 사시도.
도2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 내부 구성을 도시한 도면.
도3은 도1의 A-A'선에 따라 자른 단면의 일부를 도시한 도면.
도4 및 도5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 드립 커피 머신의 온수 드립 노즐을 도시한 분해 사시도.
도6은 온수 드립 노즐의 하부 블록을 도시한 도면으로써, (a)는 저면도, (b)는 (a)의 B-B'선에 따라 자른 단면을 도시한 도면
도7은 온수 드립 노즐의 상부 블록을 도시한 도면으로써, (a)는 저면도, (b)는 (a)의 C-C'선에 따라 자른 단면을 도시한 도면.
도8은 온수 드립 노즐 내부에 형성된 온수 배수 유로의 형상을 도시한 사시도.
도9는 온수 드립 노즐의 물 맺힘 현상을 시험한 결과를 촬영한 사진.

이하에서는 본 발명의 다양한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가해질 수 있다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명을 해당 실시예로 한정하기 위해 기술되는 것이 아니다. 본 발명은 이하의 실시예 뿐만 아니라 본 명세서 전체로부터 이해되는 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형물, 대체물, 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 사용될 수 있는 “포함한다”, “구성된다”, “가진다” 등의 표현은 추가적인 구성 요소나 기능을 배제하지는 않은 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 사용될 수 있는 “제1…”, 제2…”, “첫째”, “둘째”등의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 구성 요소들 사이의 순서나 중요도 등을 한정하는 의미로 해석되어서는 안 된다.

이하에서 사용될 수 있는 “결합된다”, “연결된다” 등의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 직접적으로 결합되거나 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소가 존재하거나 개재될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 용어의 사용에 있어서 단수의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 복수의 표현을 배제하지 않은 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 “핸드 드립” 커피 추출 방식은 분쇄 원두에 뜨거운 물을 부어 중력을 이용해 커피를 추출하는 방식을 통칭하는 의미로 사용된다. 이는 종래 사용자가 드립포트를 이용해 손으로 온수를 부어 커피를 추출하는 방식뿐만 아니라, 본 발명에 따른 드립 커피 머신을 이용해 온수를 부어 커피를 추출하는 방식까지 포함하는 의미로 사용된다.

도1을 참조하면 본 발명에 따른 드립 커피 머신(100)은 내부에 적재 공간을 형성하는 함체 형상의 테이블(1)과, 테이블(1)의 상면에서 상방으로 돌출되어 분쇄 원두가 담기는 드립 기구(D)에 온수를 공급하는 온수 배출 유닛(2)을 포함한다. 드립 기구(D)는 필터를 개재한 상태에서 분쇄 원두를 담는 깔때기 형태의 드리퍼와, 드리퍼에서 추출되는 커피를 담는 용기인 드립 서버 등으로 구성될 수 있다. 온수 배출 유닛(2)은 드립 기구(D)의 상부에서 커피 추출을 위한 온수를 공급한다. 종래 에스프레소 머신이 고압의 온수를 공급하던 것과는 달리 본 발명의 드립 커피 머신(100)에 있어서 온수 배출 유닛(2)은 온수를 고압으로 밀어내지 않고 온수가 자중에 의해 떨어져 공급될 수 있도록 구성된다.

테이블(1) 내부 공간에는 온수 배출 유닛(2)으로 온수를 공급하기 위한 요소들이 구성된다. 도2를 참조하면, 드립 커피 머신(100)은 외부에서 급수되는 냉수를 가열하는 보일러(10)를 포함한다. 보일러(10)는 물을 저장할 공간을 형성하는 수조(11)와, 수조(11)에 저장된 물을 가열하기 위한 히터(12)와, 가열된 물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(13)와, 수조(11) 내부 물의 수위를 측정하기 위한 레벨 센서(14) 등을 포함한다.

수조(11)는 다량의 커피를 연속적으로 추출할 수 있도록 충분한 용량을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들어 2 ~ 3 ℓ(리터) 일 수 있다. 수조(11)에 저장되는 물은 일정한 수위를 유지하도록 설계될 수 있으며, 물의 수위는 수조(11) 전체 높이의 약 80 ~ 90% 범위에서 설계되는 것이 바람직하다. 수조(11)에는 외부의 수도관 등으로부터 물을 공급받기 위한 급수 배관(19)이 연결된다. 급수 배관(19)에는 물의 공급을 제어하기 위한 급수 밸브(31)가 설치된다. 본 발명의 드립 커피 머신(100)은 내부의 각종 전자 부품을 컨트롤하는 제어부(3)를 포함하며, 제어부(3)는 레벨 센서(14)를 통해 수위 정보를 수신하고, 설계된 수위가 유지될 수 있도록 급수 밸브(31)를 제어한다.

히터(12)는 수조(11)에 채워진 물을 드립 커피를 추출하기 위해 적절한 온도, 예를 들어 95±2 ℃로 가열한다. 제어부(3)는 온도 센서(13)로부터 온도 정보를 수신하여 설계된 온수 온도를 유지할 수 있도록 히터(12)의 온/오프를 제어한다. 종래 에스프레소 머신은 보일러 내부 온수가 가열됨에 따라 내부 압력이 증가하고, 압력이 증가된 상태의 고압의 증기가 공급되는 구조였으나, 본 발명의 드립 커피 머신(100)은 고압의 증기로 커피를 추출하는 방식이 아니기 때문에 보일러(10) 내부는 대기압을 유지할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 보일러(10)는 외기와 연통되도록 구성된다. 즉 수조(11) 상면에는 외기와 연통되는 통기구(15)가 형성된다. 따라서 물이 히터(12)에 의해 가열되어 끓더라도 보일러(10) 내부는 대기압 상태를 유지한다.

드립 커피 머신(100)은 보일러(10)에서 가열된 온수를 온수 배출 유닛(2)으로 공급하기 위한 온수 공급 배관(21)을 포함한다. 온수 공급 배관(21)은 보일러(10)로부터 온수 배출 유닛(2)까지 온수를 보냈다가 사용되지 않은 온수를 다시 보일러(10)로 복귀 시킬 수 있도록 순환 경로(도2의 점선 “C” 참조)를 형성하는 순환부(21a)와 온수 배출 유닛(2)으로 공급된 온수를 드립 기구(D)로 배출할 수 있도록 순환부(21a)로부터 분기되는 경로를 형성하는 온수 배출부(21b)로 이루어진다. 온수 배출부(21b)에는 온수의 배수 여부 및 유량을 제어하기 위한 배수 밸브(32)가 구성된다. 제어부(3)는 사용자로부터 커피 추출 명령을 입력 받고 미리 설정된 레시피에 따라 배수 밸브(32)를 제어하여 온수를 드립 기구(D)로 공급한다. 순환부(21a)에는 온수 흐름을 일으키기 위한 동력을 제공하는 펌프(33)가 구성된다. 보일러(10)에서 공급되는 온수는 순환부(21a)를 따라 흐르면서 온수 배출 유닛(2)으로 공급되고, 배수 밸브(32)의 작동에 따라 온수 배출부(21b)를 통해 드립 기구(D)로 배출된다. 배출되지 않은 온수는 순환부(21a)를 따라 흘러 다시 보일러(10)로 들어 온다. 펌프(33)는 순환부(21a) 내에서 온수가 지속적으로 순환되도록 흐름을 일으킨다. 순환부(21a) 내에서는 물의 흐름이 정체되지 않고 온수가 지속적으로 순환하기 때문에 온수 배출 유닛(2)에서는 적정 온도로 가열된 온수를 언제든 배출 시킬 수 있다. 따라서 온수 출구단에서 배수되는 물을 재가열하기 위한 별도의 히터는 필요하지 않다.

순환부(21a)에는 보일러(10)에서 배수되는 온수와 함께 혼합되어 배출되는 기체 성분을 제거하기 위한 에어세퍼레이터(air separator)(34)가 설치된다. 보일러(10)에서 가열된 온수에는 기화된 증기 성분 이나 공기 방울 등의 에어 버블이 포함될 수 있다(이하에서는 온수 중에 혼합되어 있는 공기 방울, 증기 등 기체 성분을 통칭하여 “에어 버블”이라 한다). 이러한 에어 버블은 펌프(33) 오작동의 원인이 될 수 있으므로 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 온수 중에 에어 버블이 포함되어 있으면 온수 배출 유닛(2)에서 떨어지는 물줄기에서 터지면서 물방울을 흐트러뜨리거나, 드립 기구(D)로 떨어지는 물줄기가 균일하지 못하고 불연속적으로 떨어지거나 유동하면서 떨어지는 등 설계된 대로 제어되지 않을 우려가 있다. 에어세퍼레이터(34)는 순환하는 온수 중의 에어 버블을 제거하여 펌프(33) 오작동을 방지하고, 온수 배출 유닛(2)에서 물줄기 제어를 용이하게 하는 기능을 제공한다. 에어세퍼레이터(34)는 보일러(10)와 펌프(33) 사이의 순환부(21a) 상에 설치되어 온수가 펌프(33)에 유입되기 전 에어 버블이 제거된 상태로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

도3을 참조하면, 온수 배출 유닛(2)의 내부에는 전술한 온수 공급 배관(21)의 온수 배출부(21b)와, 온수 배출부(21b)의 개폐를 단속하는 급수 밸브(31)가 설치된다. 온수 배출 유닛(2)은 드립 기구(D)의 위에서 온수를 떨어뜨릴 수 있도록 소정의 높이를 가지며, 온수 배출 유닛(2)의 선단부 저면에는 드립 기구(D)를 향해 여러 갈래의 물줄기로 온수를 떨어뜨릴 수 있도록 배수 유로가 형성된 온수 드립 노즐(50)이 구성된다. 도시된 바와 같이 온수 드립 노즐(50)은 온수 배출부(21b)를 통해 공급되는 온수가 드립 기구(D) 위에 고르게 공급될 수 있도록 수평 방향으로 퍼뜨려 공급하는 기능을 제공한다.

도4 및 도5를 참조하면, 온수 드립 노즐(50)은 온수 배출부(21b)에서 공급되는 온수를 수평 방향으로 퍼뜨리는 상부 블록(51)과, 상부 블록(51)의 저면에 밀착 결합되어 수평 방향으로 퍼뜨려진 온수를 다시 아래 방향으로 떨어뜨리는 하부 블록(52)과, 상부 블록(51) 둘레를 감싸 보호하는 상부 케이스(53) 및 하부 블록(52) 둘레를 감싸 보호하는 하부 케이스(54)를 포함한다.

도6을 함께 참조하면, 하부 블록(52)은 드리퍼(D)에 여러 개의 물줄기로 온수를 떨어뜨린다. 하부 블록(52)에는 상하방향으로 관통하는 여러 개의 온수 배출구(61)가 형성된다. 온수 배출구(61)들은 두 개의 동심원을 이루면서 등간격으로 배치되며, 안쪽에 작은 동심원을 이루는 제1 온수 배출구(61A)와 바깥쪽에 큰 동심원을 이루는 제2 온수 배출구(61B)를 구성한다. 각각의 온수 배출구(61)들은 직경 약 1㎜(밀리미터) 정도 크기로 작게 형성될 수 있다. 제1 온수 배출구(61A)는 8개가 45°(도) 각도를 이루면서 등간격으로 배치된다. 이들 제1 온수 배출구(61A)를 통해 떨어지는 온수의 유량 및 유속을 균일하게 하기 위해서 이들은 서로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 마찬가지로 제2 온수 배출구(61B)도 8개가 45°(도) 각도를 이루면서 등간격으로 배치된다. 이들 온수 배출구(61)를 통해 떨어지는 온수는 드립 기구(D)에 놓인 분쇄 원두 위로 떨어지도록 유도되어야 한다. 분쇄 원두가 아닌 거름 종이(필터)나 드립 기구(D) 가장자리로 떨어지게 되면 추출된 커피가 아닌 온수가 추출된 커피에 혼입되어 커피 맛과 향이 변질될 수 있다. 따라서 제2 온수 배출구(61B)들이 이루고 있는 바깥 동심원의 지름(Db)은 드립 기구(D)에 놓이는 분쇄 원두가 이루는 지름 보다 작아야 한다. 드립 기구(D)의 용량에 따라 분쇄 원두의 양은 달라질 수 있으나, 통상 5~6인 용을 기준으로 할 때 제2 온수 배출구(61B)가 이루는 동심원의 지름(Db)은 약 5 ㎝(센티미터) 내외인 것이 바람직하다. 또한, 제1 온수 배출구(61A)가 이루는 동심원의 지름(Da)은 약 3.5㎝(센티미터) 내외인 것이 바람직하다.

핸드 드립 커피 추출을 위해 제공되는 온수는 약 95℃ 내외의 고온으로써, 이 온수가 배출될 때 하부 블록(52)의 저면 표면에는 온수로부터 생성되는 증기나 미스트(mist)들이 맺힐 수 있다. 하부 블록(52) 표면에 맺힌 증기나 미스트는 점점 커지면서 서로 합쳐져 물방울을 형성하여 떨어질 수 있다(이하에서는 이를 “물 맺힘” 이라 한다). 하부 블록(52) 표면에 맺혀 떨어지는 물방울은 원하지 않는 위치에 물이 떨어지게 하여 커피의 맛과 향을 변질 시키거나 주위를 오염시킬 우려가 있어 바람직하지 않다. 이러한 물 맺힘을 방지하기 위하여 하부 블록(52)의 저면에는 온수 배출구(61) 하단부 둘레에 소정의 폭과 깊이를 가지도록 도넛(donut) 모양으로 만입되어 형성되는 물 맺힘 방지홈(67)이 형성된다. 도6의 (b)의 확대부(“E”)에 도시된 바와 같이, 온수 배출구(61)로 배출되는 온수에서는 증기, 미스트 성분이 함께 생성된다. 온수 배출구(61) 둘레에는 물 맺힘 방지홈(67)이 형성되어 있어 이러한 증기나 미스트가 부착될 표면이 제거된 상태이므로 물 맺힘 현상을 현저히 줄일 수 있다. 물론 물 맺힘 현상을 완전히 제거하기는 어려울 수 있지만, 온수 배출구(61) 둘레에 맺히는 물방울들은 온수 배출구(61) 하단부를 둘레를 이루는 팁부(52a)를 타고 흘러내려 온수 배출구(61)에서 배수되는 온수와 합쳐져 떨어질 수 있다. 이를 위해 팁부(52a)의 하단부 바깥 둘레는 모따기가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 온수 배출구(61)가 형성되어 있는 지점 이외에 원치 않는 위치에 물방울이 떨어지는 현상이 방지될 수 있다.

물 맺힘 방지홈(67)은 깊이(Hm) 2±0.5 ㎜(밀리미터), 외경(Do) 8~9 ㎜(밀리미터), 내경(Di) 3±0.5 ㎜(밀리미터), 폭(Wm) 3±0.5 ㎜(밀리미터)의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 실험에 따르면 물 맺힘 현상 발생 유무는 물 맺힘 방지홈(67)의 폭(Wm)의 크기(즉, 내경(Di)이 동일 한 경우는 외경(Do) 크기)에 상당한 영향을 받는 것으로 확인 되었다. 즉 폭(Wm)이 너무 작으면 물 맺힘 현상은 상당한 정도로 계속 발생하는 반면에 폭(Wm)이 일정 크기 이상이면 물 맺힘 현상이 현저히 줄어드는 것으로 확인되었다. 도9는 온수 드립 노즐의 물 맺힘 현상을 시험한 결과를 촬영한 사진으로써, 도9 (a)는 물 맺힘 방지홈(67)의 폭(Wm)을 1 ㎜(밀리미터)로 제작하여 시험한 것이고(내경(Di) 3㎜, 외경(Do) 5㎜로 제작하여 시험 한 것), 도9 (b)는 물 맺힘 방지홈(67)의 폭(Wm)을 3 ㎜(밀리미터)로 제작하여 시험한 것이다(내경(Di) 3㎜, 외경(Do) 9㎜로 제작하여 시험 한 것). 이들을 참조하면 도9(b) 경우가 도9(a)의 경우 보다 물 맺힘 현상이 현저히 감소한 것이 확인된다. 따라서 물 맺힘 방지홈(67)의 폭(Wm)은 3㎜(밀리미터) 내외로 구성해야 하며, 바람직하게는 3±0.5 ㎜(밀리미터) 이어야 한다.

하부 블록(52)의 저면 둘레에는 하부 케이스(54)와의 결합을 위한 하부 케이스 결합홈(52b)이 형성된다. 하부 케이스(52)는 하부 블록(52)의 저면이 노출될 수 있도록 중공의 원형 링 형상을 갖는다. 하부 블록(52)의 상면에는 상부 블록(51)이 삽입되는 상부 블록 삽입홈(52c)이 형성된다. 상부 블록(51)은 그 저면부가 하부 블록(52)의 상면에 밀착되도록 결합된다.

상부 블록(51)에는 온수 배출부(21b)를 통해 공급되는 온수를 전술한 하부 블록(52)의 각 온수 배출구(61)로 분배하여 공급하기 위한 유로가 형성된다. 도4, 도5 및 도7을 함께 참조하면, 상부 블록(51)의 상면에는 온수 배출부(21b)의 단부가 결합되는 삽입가이드(51a)가 형성된다. 삽입가이드(51a)는 상부 블록(51)의 상면 중앙에 상하방향으로 길게 원통형으로 형성되어, 온수 배출부(21b)의 단부가 그 내부에 삽입된다. 상부 블록(51)의 중앙에는 온수 배출부(21b)에서 공급되는 온수를 하부로 전달할 수 있도록 상하 방향으로 관통하여 형성되는 중앙 유로(64)가 형성된다. 상부 블록(51)의 저면에는 중앙 유로(64)를 통해 하부로 전달된 온수를 수평 방향으로 퍼뜨릴 수 있도록 방사상으로 연장되는 분배 유로(63)가 형성된다. 분배 유로(63)는 상부 블록(51)의 저면에서 상부로 만입되어 형성된다. 분배 유로(63)는 8개가 45°(도) 각도로 등간격을 이루면서 배치된다. 또한 상부 블록(51)의 저면에는 분배 유로(63)로 공급된 온수를 전술한 온수 배출구(61)의 상단을 통해 공급해주기 위한 연결 유로(62)가 형성된다. 연결 유로(62)도 분배 유로(63)와 마찬가지로 상부 블록(51)의 저면에서 상부로 만입되는 형태로 형성된다. 연결 유로(62)는 온수 배출구(61)의 상단을 서로 연결하는 원 모양을 갖는다. 연결 유로(62)는 제1 온수 배출구(61A)들의 상단 따라 형성되는 제1 연결 유로(62A)와, 제2 온수 배출구(61B)들의 상단을 따라 형성되는 제2 연결 유로(62B)를 포함한다.

온수 배출부(21b)를 통해 공급되는 온수는 상부 블록(51)의 중앙 유로(64)를 따라 아래로 안내되어 다수의 분배 유로(63)와 이들을 서로 연결하는 연결 유로(62)를 순차로 따라 흐르면서 수평 방향으로 퍼뜨려 지고, 다시 하부 블록(52)의 다수의 온수 배출구(61)를 통해 다시 아래 방향으로 안내되어 드립 기구(D)에 떨어뜨려진다. 따라서 중앙 유로(64), 분배 유로(63), 연결 유로(62), 온수 배출구(61)는 일련의 온수 배수 유로(60)를 이루게 되며, 그러한 온수 배수 유로(60)의 입체적인 형상이 도8에 도시되어 있다. 분배 유로(63)와 연결유로(62)는 상부 블록(51)의 저면과 하부 블록(52)의 상면이 맞닿는 면상에서 형성된다. 한편, 중앙 유로(64)의 하부에 대응되는 아래에는 온수 배출구가 형성되어 있지 않은데, 이는 중앙 유로(64)의 하부에 온수 배출구를 형성할 경우 중앙 유로(64)를 타고 공급되는 온수가 그대로 하부로 떨어져 빠른 유속의 온수가 중앙에 집중적으로 떨어질 우려가 있기 때문이다. 따라서 중앙 유로(64)로 공급되는 온수는 그 하부에서 우선 수평 방향으로 퍼뜨려 지면서 유속이 감소되고, 전체 면적에 걸쳐 고르게 분배되는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 온수 배출구(61)에서 떨어지는 온수의 유속이나 유량이 균일 할 수 있도록, 제1,2 온수 배출구(61A, 61B)들 각각은 등간격으로 배치되는 것이 바람직하고, 또한 제1 온수 배출구(61A)의 상단은 제1 연결 유로(62A) 상에서 인접한 두 분배 유로(63) 사이의 정중앙(도7 (a)의 “M”위치)에 위치되고, 마찬가지로 제2 온수 배출구(61B)의 상단도 제2 연결 유로(62B) 상에서 인접한 두 분재 유로(63) 사이의 정중앙(도7 (a)의 “N” 위치)에 위치되도록 상, 하부 블록(51, 52)이 서로 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 도7(a)의 F의 확대부에 도시된 바와 같이, 제1 온수 배출구(61A)로 온수가 집중되지 않고 제2 온수 배출구(61B)로 온수가 분배될 수 있도록, 제2 연결 유로(62B)의 선폭(Wb)은 제1 연결 유로(62A)의 선폭(Wa) 보다 크게 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 제2 연결 유로(62B)의 선폭(Wb)은 1.5 ㎜(밀리미터), 제1 연결 유로(62A)의 선폭(Wa) 1 ㎜(밀리미터)일 수 있다. 또한, 분배 유로(63)의 선폭(Wc)은 1.5 ㎜(밀리미터) 일 수 있다.

상부 블록(51)은 그 돌출된 저면부가 하부 블록(52) 상면의 상부 블록 삽입홈(52c)에 삽입되어 결합된다. 상부 블록(51)의 둘레에는 하부 블록(52)의 둘레부가 안착되는 안착홈(51b)과, 하부 블록(52) 둘레에 돌출되어 형성되어 있는 가이드링(52d)이 삽입되는 가이드홈(51c)이 형성된다.

상부 블록(51) 및 하부 블록(52)은 테프론, MC나일론 등의 합성 수지 소재를 선반등을 이용한 기계 가공 방식으로 제조될 수 있다. 전술한 하부 블록(52)에 형성되는 팁부(52a)등의 미세 요소의 변형을 방지하기 위해서는 기계적 강도가 높고 내열성성이 우수한 MC나일론 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 한편, 이상에서 설명한 실시예에 있어서 분배 유로(63) 및 연결 유로(62)는 상부 블록(51)의 저면에 홈을 형성하고, 이 홈이 하부 블록(52)의 상면과 맞닿는 공간에 의해 형성되어 있느나, 경우에 따라서는 이들 분배 유로(63) 및 연결 유로(62)는 위치를 바꾸어 하부 블록(52)의 상면에 홈을 형성하고 이 홈이 상부 블록(51)의 저면과 맞닿는 공간에 의해 형성되도록 하는 것도 가능할 수 있다. 이러한 변형도 본 발명의 사상에 포함됨은 자명하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 드립 커피 머신(100)은 온수 배출부(21b)에서 공급되는 온수를 드립 기구(D) 위에서 고르게 분배하여 여러 개의 물줄기로 나누어 떨어뜨리는 온수 드립 노즐(50)을 구비하고 있어 분쇄 원두를 고르게 적셔줄 수 있고, 커피를 빠르게 추출할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신(100)의 온수 드립 노즐(50)은 온수 배출구(61) 저면부 둘레에 소정의 깊이로 만입되어 형성되는 물 맺힘 방지홈(67)을 구비하고 있어 온수 드립 노즐(50) 저면에서 원치 않게 발생할 수 있는 물 맺힘 현상을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신(100)은 종래 수작업으로 추출하던 핸드 드립 커피 제조 과정을 자동화하여 규격화된 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있도록 하여 핸드 드립 커피의 대중화에 유리한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 드립 커피 머신은 종래 에스프레소 머신과 달리 대기압하에서 고온의 온수를 공급할 수 있는 온수 공급 장치를 구비하여 핸드 드립 커피를 자동으로 추출할 수 있는 장치의 구성을 가능하게 한다.

D : 드립 기구
100 : 드립 커피 머신
1 : 테이블
2 : 온수 배출 유닛
3 : 제어부
10 : 보일러
11 : 수조
12 : 히터
13 : 온도 센서
14 : 레벨 센서
15 : 통기구
19 : 급수 배관
21 : 온수 공급 배관
21a : 순환부
21b : 온수 배출부
31 : 급수 밸브
32 : 배수 밸브
33 : 펌프
34 : 에어세퍼레이터
50 : 온수 드립 노즐
51 : 상부 블록
52 : 하부 블록
53 : 상부 케이스
54 : 하부 케이스
60 : 온수 배수 유로
61 : 온수 배출구
62 : 연결 유로
63 : 분배 유로
64 : 중앙 유로
67 : 물 맺힘 방지홈

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 외부에서 공급되는 물을 가열하여 제공하는 보일러와,
   상기 보일러에서 제공되는 온수를 분쇄 원두가 담긴 드립 기구에 떨어뜨려 핸드 드립 커피를 추출하는 온수 배출 유닛과,
   상기 보일러로부터 상기 온수 배출 유닛으로 온수를 공급하는 온수 공급 배관과,
   상기 온수 배출 유닛에 마련되어 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 포함하고,
   상기 온수 드립 노즐은 상기 온수 공급 배관으로부터 공급되는 온수를 수평 방향으로 퍼뜨리도록 안내하는 유로가 형성된 상부 블록과,
   다수 개의 상하 방향으로 관통되는 온수 배출구가 형성되며, 상기 상부 블록의 저면에 결합되어 상기 상부 블록에서 공급되는 온수를 상기 다수의 온수 배출구를 통해 드립 기구에 떨어뜨리는 하부 블록과,
   상기 하부 블록의 저면에서 상기 온수 배출구 둘레를 따라 소정의 깊이로 만입되어 형성되며 상기 온수 배출구를 통해 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하고,
   상기 물 맺힘 방지홈은 상기 온수 배출구 둘레에 도넛 모양으로 만입되어 형성되며, 상기 물 맺힘 방지홈의 외경과 내경 사이의 폭은 3±0.5 ㎜(밀리미터)이고,
   상기 상부 블록은 그 중앙을 따라 상하 방향으로 형성되어 상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 아래 방향으로 안내하는 중앙 유로와, 상기 상부 블록의 저면에서 상기 중앙 유로를 통해 아래로 공급된 온수를 수평 방향으로 분배하는 다수 개의 분배 유로와, 상기 다수 개의 분배 유로들을 서로 연결하는 원형의 연결 유로를 포함하고,
   상기 복수의 온수 배출구는 동심원을 이루면서 상단부가 상기 연결 유로에 연결되어 상기 연결 유로로부터 온수를 공급 받는 드립 커피 머신.
4. 제3항에 있어서,
   상기 온수 배출구는 두 개의 동심원을 이루면서 각각의 동심원 내에서 서로 등간격을 이루도록 배치되어 드립 기구에 물줄기를 고르게 분배하여 떨어뜨리는 드립 커피 머신.
5. 제4항에 있어서,
   상기 연결 유로는 상기 두 개의 동심원 중 안쪽 동심원 상의 상기 온수 배출구들의 상단을 서로 연결하는 제1 연결 유로와,
   상기 두 개의 동심원 중 바깥 동심원 상의 상기 온수 배출구들의 상단을 서로 연결하는 제2 연결 유로를 포함하고,
   상기 제2 연결 유로의 선폭은 상기 제1 연결 유로의 선폭 보다 큰 드립 커피 머신.
6. 보일러에서 가열된 온수를 분쇄 원두가 담긴 드립 기구상에 떨어뜨리는 온수 배출 유닛으로 공급하는 온수 공급 배관과,
   상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 여러 갈래의 물줄기로 분할하여 드립 기구 상에 떨어뜨리는 온수 드립 노즐을 포함하고,
   상기 온수 드립 노즐에는 상기 온수 공급 배관에서 공급되는 온수를 하부로 안내하는 중앙 유로와,
   상기 중앙 유로의 하부에서 수평 방향으로 분배하도록 방사상으로 연장되는 다수의 분배 유로와,
   상기 분배 유로들을 소정의 반경으로 서로 연결하는 연결유로와,
   상기 연결 유로로부터 연장되어 온수를 다시 수평 방향 하부로 안내하는 온수 배출구와,
   상기 온수 배출구의 둘레에 형성되며, 상기 온수 배출구에서 배출되는 온수에서 생성되는 증기로 인한 물 맺힘 현상을 저감하기 위한 물 맺힘 방지홈을 포함하는 드립 커피 머신.
7. 제6항에 있어서,
   상기 물 맺힘 방지홈은 상기 온수 배출구 둘레에 도넛 모양으로 만입되어 형성되며, 상기 물 맺힘 방지홈의 외경과 내경 사이의 폭은 3±0.5 ㎜(밀리미터)인 드립 커피 머신.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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