KR101982705B1 - 커피 배전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터에 의해 가열된 열풍을 종래와 같이 순환시키되, 히트펌프를 이용하여 히트펌의 증발기로 사이클론의 내부를 냉각하고, 히트펌프의 응축기로 사이클론에서 냉각된 열풍을 재가열하여 상기 히터를 거쳐 배전 챔버로 복귀시키는 구조를 가진 커피 배전기에 관한 것이다.

Description

커피 배전기{coffee roaster}

본 발명은, 커피 배전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커피 원두(생두)를 배전챔버에서 열풍에 부상시키면서 배전하는 커피 배전기에 관한 것이다.

커피 배전기는, 통상적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 생두를 투입하는 호퍼(1), 상기 호퍼(1)에서 투입된 생두를 교반하면서 가열하여 배전두를 만드는 드럼(2), 상기 드럼(2) 내에서 배전되는 커피의 배전두를 취출하여 배전두의 배전상태를 확인하기 위한 샘플러(3), 상기 드럼(2)을 회전시키는 모터(4), 상기 드럼(2)의 일측 하단에 마련된 배출구(6)를 통하여 배전두를 공급받아 이를 냉각시키는 쿨러(5), 상기 드럼(2)에 열풍을 공급하는 화력부(8), 및 배전공정에서 상기 드럼(7)에서 발생한 열풍과 커피박을 댐퍼(7)를 통하여 공급받아 원심분리에 의해 커피박을 여과하여 임지 저장하고 커피박이 여과된 열풍을 외부로 배출시키는 사이클론(9)을 포함하고 있다.

이러한 커피 배전기는 드럼 내에 마련된 교반날개에 의해 교반하면서 드럼 내부로 공급된 열풍에 의해 생두를 배전하지만, 드럼에서 배전되고 있는 생두에 열풍이 골고루 접촉되지 못하여 생두의 배전상태가 균일하지 않고, 배전되고 있는 생두가 교반날개에 부딪치거나 회전하는 드럼에서 자연낙하여 드럼 내면에 부딪쳐서 생두가 여러개의 조각으로 쪼개진다고 하는 문제점을 가진다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 생두를 열풍에 의해 배전시키는 방안이 고려될 수 있으며, 이러한 방안에 따른 커피 배전기가 한국특허등록 제10-1078528호에 개시되어 있다.

상기 개시된 커피 배전기는, 수평축을 중심으로 회전하는 드럼 대신에, 열풍을 아래에서 위로 불어넣어 생두를 부상시키면서 배전하는 배전챔버를 구비하고, 아울러 배전챔버에서 발생한 열풍에서 커피박을 여과하는 사이클론을 구비하고 있다.

상기 개시된 커피 배전기는 상기된 구성을 가지고서 생두를 부상시켜서 배전하므로 배전시에 생두가 충돌에 의해 쪼개지는 것을 방지하면서 열풍에 생두가 골고루 접촉되어 균일한 배전상태를 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.

그리고 상기 개시된 커피 배전기는 사이클론에서 방출된 열풍을 히터에 의해 재 가열하여 배전챔버에 불어넣어 순환시켜서 열손실을 줄이는 구조가 개시되어 있지만, 사이클론에서 여과된 커피박이나 쪼개진 생두가 열풍에 의해 계속해서 사이클론에서 가열되어 타서 재가 되어서 중량이 감소 되어서, 사이클론에서 제대로 여과되지 못한다고 하는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은 히터에 의해 가열된 열풍을 종래와 같이 순환시키되, 히트펌프를 이용하여 히트펌의 증발기로 사이클론의 내부를 냉각하고, 히트펌프의 응축기로 사이클론에서 냉각된 열풍을 재가열하여 상기 히터를 거쳐 배전 챔버로 복귀시키는 구조를 가진 커피 배전기를 제공함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제해결수단에 의해 종래와 같이 사이클론에서 방출된 열풍을 히터에 의해 재 가열하여 배전챔버에 불어넣어 순환시켜서 열손실을 줄이는 구조를 가지면서도, 사이클론에서 여과된 커피박이나 쪼개진 생두가 열풍에 의해 계속해서 사이클론에서 가열되어 타서 재가 되어서 중량이 감소 되어서, 사이클론에서 제대로 여과되지 못하는 것을 방지하여 커피박 제거 효율을 종래보다 현저하게 증대시킬 수 있다.

도 1은 종래의 커피 배전기를 도시한 도면, 및
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 커피 배전기를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 커피 배전기가 도 2를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 2에는 본 실시에의 커피 배전기가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 커피 배전기(100)는 본체(23)의 내부와 유통하게 상기 본체(23)에 탑재된 배전챔버(20), 상기 배전챔버(20)에 커피 생두(91)를 공급하기 위해 상기 배전챔버(20)의 상부에 탑재된 공급호퍼(10), 상기 배전챔버(20)와 상기 본체(23) 사이에 개재된 다공유통부(22)를 통하여 공기를 불어 넣는 블로어(40), 상기 블로어(40)에서 공급되는 공기를 가열하여 상기 다공유통부(22)로 보내는 히터(30), 상기 배전챔버(20)에서 커피박(92)과 함께 배출되는 열풍이 유입되는 사이클론(50), 상기 사이클론(50)의 공기 토출구에 일단이 접속되고 타단이 상기 블로어(40)의 흡입측에 접속된 유통관(51), 상기 사이클론(50)의 하단과 유통하게 접속되어 상기 사이클론(50)에서 여과된 커피박(92)을 임시 저장하는 커피박 저장통(60), 및 상기 배전챔버(20)에서 배전된 배전두를 배전챔버(20)의 하부 일측에 마련된 슈트(21)를 통하여 자연낙하에 의해 공급받는 배전두냉각챔버(70)를 포함하고 있다.

상기 다공유통부(22)는 열풍이 관통되고, 생두(91)가 통과될 수 없는 크기와 형상을 가진 복수개의 구멍을 가진다.

또한, 상기 커피 배전기(100)는 히트펌프수단(80)을 더 포함하고 있다.

히트펌프수단(80)는 압축기(81), 응축기(82), 팽창밸브(83) 및 증발기(84)를 포함하고서 이들을 열매가 도관을 통하여 순환하도록 되어 있다. 상기 압축기(81)에서는 열매를 압축하여 고온고압기체를 만들어 응축기에 보내고, 상기 응축기(82)에서는 열매가 외부에 열을 주어서 외부와 열교환하여 저온고압액체가 되어 팽창밸브에 이송되게 하고, 팽창밸브(83)에서는 열매가 감압되어 저온저압액체가 되어 증발기에 이송되게 하고, 증발기(84)에서는 열매가 외부에서 열을 흡수하여 외부와 열교환하여 고온저압기체가 되어 응축기로 복귀되게 한다.

상기 응축기(82)는 상기 유통관(51) 도중에 개재되어 상기 유통관(51)을 통하여 이송되는 열풍을 가열하여 블로어(40)에 보내는 작용을 하고, 그리고 상기 증발기(84)는 상기 사이클론(50)의 벽부에 코일관으로서 내장되어 상기 사이클론(50) 내로 유입된 열풍과 배전된 커피박을 냉각시키는 작용을 한다.

또한, 상기 응축기(82)와 상기 블로어(40) 사이의 상기 유통관(51) 도중에는 온도센서(31)가 개재되어 있고, 상기 온도센서(31)와 상기 히터(30)는 도시되지 않은 제어부에 접속되어, 상기 온도센서(31)에서 검출된 온도가 설정 온도 이하이면 제어부가 히터(30)를 온시켜 열풍을 가온시켜 배전챔버(20)에 보내고, 그리고 상기 온도센서(31)에서 검출된 온도가 설정 온도이면 제어부가 히터(30)를 오프시켜 히터(30)에 의해 열풍을 가온없이 배전챔버(20)에 보내는 작용을 한다.

상기와 같이 구성된 커피 배전기(100)는 다음과 같이 작동된다.

먼저, 공급호퍼(10)와 배전챔버(20) 사이에 개재된 도시되지 않은 밸브를 개방하여 생두(91)가 자연낙하에 의해 공급호퍼(10)에서 배전챔버(20)에 일정 양 투입되게 한다.

그 다음, 블로어(40), 히터(30) 및 압축기(81)를 가동하여 열풍을 상기 다공유통부(22)를 통해 배전챔버(20) 내로 불어 넣어서 배전챔버(20)에 투입된 생두(91)를 열풍에 의해 부상시키면서 교반시켜 배전시키면서 생두(91)에서 박리된 커피박(92)을 사이클론(50)으로 이송되는 열풍과 함께 사이클론(50)에 이송시켜 증발기(84)에 의해 커피박(92)과 열풍을 냉각시켜, 카피박(92)이 타서 중량이 감소되는 것을 방지하여 사이클론(50)에서 원심분리에 의해 열풍에서 분리되어 커피박 저장통(60)에 용이하게 저장되게 하고, 커피박(92)이 분리되어 냉각된 열풍이 유통관(51)을 경유하여 응축기(82)의 열매와 열교환되어 가온되어서 블로어(40), 히터(30)를 순차적으로 통과하여 배전챔버(20)에 복귀되게 한다.

이때, 상기 온도센서(31)에 의해 검출된 온도가 설정 온도 이하이면, 제어부가 히터(30)를 온시켜 열풍을 가온시켜 배전챔버(20)에 보내고, 그리고 상기 온도센서(31)에서 검출된 온도가 설정 온도이면, 제어부가 히터(30)를 오프시켜 열풍을 가온없이 배전챔버(20)에 보낸다.

상기 사이클론(50)에서의 커피박(92)과 열풍의 냉각은 상기 사이클론(50)에 내장된 증발기(84)인 코일관에 이송되는 열매가 저온저압액체에서 고온저압기체로 상태변환되는 과정에서 상기 사이클론(50) 내의 커피박(92)과 열풍의 열을 빼앗음으로써 수행되게 되고, 상기 응축기(82)를 통과하는 열풍의 가온은 응축기에 내장된 코일관에 이송되는 열매가 고온고압기체에서 저온고압액체로 상태변화되는 과정에서 열풍에 열을 줌으로써 수행되게 된다.

상기 배전챔버(20)에서 배전이 완료된 배전두는, 블로어(40), 히터(30) 및 압축기(81)를 가동 중지한 상태에서, 슈트(21)와 배전챔버(20) 사이에 개재된 도시되지 않은 밸브가 개방되면, 자연낙하게 의해 배전두냉각챔버(70)로 이송되게 된다.

상기와 같이 구성되어 작동되는 커피 배전기에 의하면, 종래와 같이 사이클론(50)에서 방출된 열풍을 히터에 의해 재가열하여 배전챔버(20)에 불어넣어 순환시켜서 열손실을 줄이는 구조를 가지면서도, 사이클론(50)에서 여과된 커피박(92)이나 쪼개진 생두가 열풍에 의해 계속해서 사이클론(50)에서 가열되어 타서 재가 되어서 중량이 감소 되어서, 사이클론에서 원심분리에 의해 제대로 여과되지 못하는 것을 방지하여 커피박 제거 효율을 종래보다 현저하게 증대시킬 수 있다.

상기 실시예에서, 배전챔버(20)와 사이클론(50)이 그 내부의 내용물(생두, 배전두, 커피박)을 볼 수 있게 투명재질로 되어 있으며, 커피 배전기가 가정의 인테리어적 물품으로서 취급될 수 있으므로 바람직 하며, 이때에는 히트펌프수단(80)의 압축기(81), 응축기(82) 및 팽창밸브(83)가 본체(23)의 내부에 별도의 공간으로서 마련된 도시되지 않은 단열공간에 배치될 수도 있다.

10; 공급호퍼, 20; 배전챔버, 30; 히터, 40; 블로어, 50; 사이클론, 60; 커피박 저장통, 70; 배전두냉각챔버, 80; 히트펌프수단

Claims (3)

1. 본체(23)의 내부와 유통하게 상기 본체(23)에 탑재된 배전챔버(20),
   상기 배전챔버(20)에 커피 생두(91)를 공급하기 위해 상기 배전챔버(20)의 상부에 탑재된 공급호퍼(10),
   상기 배전챔버(20)와 상기 본체(23) 사이에 개재된 다공유통부(22)를 통하여 공기를 불어 넣는 블로어(40),
   상기 블로어(40)에서 공급되는 공기를 가열하여 상기 다공유통부(22)로 보내는 히터(30),
   상기 배전챔버(20)에서 커피박(92)과 함께 배출되는 열풍이 유입되는 사이클론(50),
   상기 사이클론(50)의 공기 토출구에 일단이 접속되고 타단이 상기 블로어(40)의 흡입측에 접속된 유통관(51),
   상기 사이클론(50)의 하단과 유통하게 접속되어 상기 사이클론(50)에서 여과된 커피박(92)을 임시 저장하는 커피박 저장통(60), 및
   상기 배전챔버(20)에서 배전된 배전두를 배전챔버(20)의 하부 일측에 마련된 슈트(21)를 통하여 자연낙하에 의해 공급받는 배전두냉각챔버(70)를 포함하는 커피 배전기로서,
   압축기(81), 응축기(82), 팽창밸브(83) 및 증발기(84)를 포함하고서 이들을 열매가 도관을 통하여 순환하도록 되어 있는 히트펌프수단(80)을 포함하며,
   상기 응축기(82)는 상기 유통관(51) 도중에 개재되어 상기 유통관(51)을 통하여 이송되는 열풍을 가열하여 블로어(40)에 보내고, 그리고 상기 증발기(84)는 상기 사이클론(50)의 벽부에 코일관으로서 내장되어 상기 사이클론(50) 내로 유입된 열풍과 배전된 커피박을 냉각시키고,
   상기 응축기(82)와 상기 블로어(40) 사이의 상기 유통관(51) 도중에는 온도센서(31)가 개재되어 있고,
   상기 온도센서(31)와 상기 히터(30)는 제어부에 접속되어, 상기 온도센서(31)에서 검출된 온도가 설정 온도 이하이면, 제어부가 히터(30)를 온시켜 열풍을 가온시켜 배전챔버(20)에 보내고, 그리고 상기 온도센서(31)에서 검출된 온도가 설정 온도이면, 제어부가 히터(30)를 오프시켜 히터(30)에 의해 열풍을 가온없이 배전챔버(20)에 보내는 것을 특징으로 하는 커피 배전기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 배전챔버(20)와 상기 사이클론(50)이 투명재질로 되어 있으며,
   상기 히트펌프수단(80)의 압축기(81), 응축기(82) 및 팽창밸브(83)가 본체(23)의 내부에 별도의 공간으로서 마련된 단열공간에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 커피 배전기.
   

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