KR102155985B1 - 커피 로스팅 머신 - Google Patents

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KR102155985B1 KR1020200016174A KR20200016174A KR102155985B1 KR 102155985 B1 KR102155985 B1 KR 102155985B1 KR 1020200016174 A KR1020200016174 A KR 1020200016174A KR 20200016174 A KR20200016174 A KR 20200016174A KR 102155985 B1 KR102155985 B1 KR 102155985B1
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Abstract

커피 로스팅 머신이 개시된다. 상기 커피 로스팅 머신은, 하우징(100); 상기 하우징(100)의 후방에 설치된 구동 모터(200); 상기 구동 모터(200)의 축에 연결되어 상기 구동 모터(200)의 구동에 의해 회전하도록 상기 하우징(100) 내에 배치되고, 속이 빈 실린더 플레이트(310)와, 상기 실린더 플레이트(310)의 후방에 결합되되 상기 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 후방 플레이트(320)를 포함하며, 회전하는 동안 내부의 커피콩들(b)을 전방으로 밀어 커피콩들이 전방에 더 많이 쌓이는 회전 로스팅 드럼(300); 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 커피콩들(b)을 투입하기 위해 상기 하우징(100) 상부에 설치되는 호퍼(400); 상기 하우징(100) 내에서 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 주변에 배치되되 SiC 발열체를 사용하는 히터부(500); 상기 히터부(500)가 열을 발생하는 동안 작동하여, 상기 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 후 배출되는 열풍을 발생시키는 로스팅 송풍기(1900); 상기 열풍에 의해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 가열되어 로스팅 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 냉각유닛(600); 상기 회전 로스팅 드럼(300)으로부터 배출되는 커피콩들(b)을 상기 냉각유닛(600) 측으로 가이드하는 배출 가이드부(700); 상기 하우징(100)의 전방부를 관통하여 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되도록 설치된 로드(rod)형 온도센서(800); 및 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 미리 세팅된 설정 온도보다 작은 미리 정해진 제1 목표 온도에 도달한 경우, 상기 히터부(500)에 공급된 전류를 점진적으로 줄여, 상기 히터부(500)의 발열 온도를 점진적으로 낮추고, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 작고 상기 제1 목표 온도보다 큰 미리 정해진 제2 목표 온도에 도달한 경우, 알람 발생부(1800)를 통해 알람을 발생시키고, 상기 온도센서(800)에서 측정한 온도가 상기 설정 온도에 도달하면, 상기 히터부(500)를 오프(off)시키는 제어부(2000)를 포함하며, 상기 냉각유닛(600)은 망상 바닥부(621)를 갖는 용기부(620)와, 상기 용기부(620)의 아래에 설치되고 상기 망상 바닥부(621)를 관통하는 축을 갖는 냉각 교반 모터(640)와, 상기 냉각 교반 모터(640)의 축에 결합되어 상기 용기부(620) 내에서 회전하는 교반 날개(660)과, 상기 용기부(620) 아래에 배치되어 상기 망상 바닥부(621)를 통해 상기 용기부(620) 내의 커피콩들(b)로부터 열기를 빨아내는 냉각 송풍팬(680)을 포함하며, 상기 교반 날개(660)는 복수개의 스템 날개(661)들과, 상기 스템 날개(661)들 각각의 하부에 고정 설치된 복수개의 연결봉(662)들과, 힌지(663)에 의해 상기 연결봉(662)들 각각에 회동 가능하게 결합되고 상기 망상 바닥부(621)를 향해 있는 에지들을 갖는 브랜치 날개(664)를 포함한다.

Description

커피 로스팅 머신{coffee roasting machine}
본 발명은 커피 로스팅 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로스팅 드럼 내에 투입된 커피콩을 균일하게 로스팅할 수 있으며, 간단한 구조임에도 경제성과 효율이 좋은 커피 로스팅 머신에 관한 것이다.
생두 상태의 커피콩에 열을 가하는 일련의 과정을 배전, 즉 로스팅이라 한다. 로스팅된 커피콩은 커피콩 내 조직의 다양한 성분들이 조화되어 표현되는 특유의 맛과 향을 갖는다. 또한 커피 로스팅 머신은 커피 로스팅 머신은, 생두 상태의 커피콩을 음용 가능한 커피로 가공하기 위해 커피콩에 열을 가하는 기기이다.
커피 로스팅 방법에는 가정에서 소량의 커피콩을 로스팅하는데 팬 로스팅 방법과 비교적 많은 양의 커피콩을 로스팅하는데 적합하여 공장이나 영업소에서 주로 이용되는 드럼 로스팅 방법이 있다. 또한, 드럼 로스팅 방법에는 로스팅 드럼 내에 커피를 투입하고 열풍을 회전 로스팅 드럼 내에 도입하여 그 도입된 열풍으로 커피콩을 가열하는 커피 로스팅 머신이 이용되고 있다.
회전 로스팅 드럼을 포함하고 회전 로스팅 드럼 내에 열풍을 도입하여 커피를 로스팅하는 커피 로스팅 머신과 관련하여, 한국등록특허 제10-1277457호, 한국등록특허 제10-1721779호, 한국등록특허 제10-1972401호, 한국등록특허 제10-1272459호, 한국등록특허 제10-1851468호, 한국등록특허 제10-1638824호 등을 통해 많은 기술이 공개되어 있다.
종래 커피 로스팅 머신은 회전 로스팅 드럼의 회전 및 그 회전 로스팅 드럼 내에 구비된 나산형 날개의 작용에 의해 커피콩들이 회전 로스팅 드럼의 전방을 향할수록 높게 쌓이도록 모인다. 회전 로스팅 드럼 내에 배치된 나선형 교반날개들이 커피콩들을 지속적으로 교반하지만 열풍과 상대적으로 빨리 만나는 커피콩들과 나중에 만나는 커피콩들 사이에는 가열 온도차이가 생길 수 있으며, 이는 회전 로스팅 드럼 내 커피콩들이 균일하게 로스팅되는 것을 저해하는 원인이 된다.
한국등록특허 제10-1277457호 한국등록특허 제10-1721779호 한국등록특허 제10-1972401호 한국등록특허 제10-1272459호 한국등록특허 제10-1851468호 한국 등록특허 제10-1638824호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 드럼 내에 투입된 커피콩을 균일하게 로스팅할 수 있으며, 간단한 구조임에도 경제성과 효율이 좋은 커피 로스팅 머신을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 커피 로스팅 머신은, 하우징(100); 상기 하우징(100)의 후방에 설치된 구동 모터(200); 상기 구동 모터(200)의 축에 연결되어 상기 구동 모터(200)의 구동에 의해 회전하도록 상기 하우징(100) 내에 배치되고, 속이 빈 실린더 플레이트(310)와, 상기 실린더 플레이트(310)의 후방에 결합되되 상기 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 후방 플레이트(320)를 포함하며, 회전하는 동안 내부의 커피콩들(b)을 전방으로 밀어 커피콩들이 전방에 더 많이 쌓이는 회전 로스팅 드럼(300); 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 커피콩들(b)을 투입하기 위해 상기 하우징(100) 상부에 설치되는 호퍼(400); 상기 하우징(100) 내에서 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 주변에 배치되되 SiC 발열체를 사용하는 히터부(500); 상기 히터부(500)가 열을 발생하는 동안 작동하여, 상기 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 후 배출되는 열풍을 발생시키는 로스팅 송풍기(1900); 상기 열풍에 의해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 가열되어 로스팅 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 냉각유닛(600); 상기 회전 로스팅 드럼(300)으로부터 배출되는 커피콩들(b)을 상기 냉각유닛(600) 측으로 가이드하는 배출 가이드부(700); 상기 하우징(100)의 전방부를 관통하여 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되도록 설치된 로드(rod)형 온도센서(800); 및 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 미리 세팅된 설정 온도보다 작은 미리 정해진 제1 목표 온도에 도달한 경우, 상기 히터부(500)에 공급된 전류를 점진적으로 줄여, 상기 히터부(500)의 발열 온도를 점진적으로 낮추고, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 작고 상기 제1 목표 온도보다 큰 미리 정해진 제2 목표 온도에 도달한 경우, 알람 발생부(1800)를 통해 알람을 발생시키고, 상기 온도센서(800)에서 측정한 온도가 상기 설정 온도에 도달하면, 상기 히터부(500)를 오프(off)시키는 제어부(2000)를 포함하며, 상기 냉각유닛(600)은 망상 바닥부(621)를 갖는 용기부(620)와, 상기 용기부(620)의 아래에 설치되고 상기 망상 바닥부(621)를 관통하는 축을 갖는 냉각 교반 모터(640)와, 상기 냉각 교반 모터(640)의 축에 결합되어 상기 용기부(620) 내에서 회전하는 교반 날개(660)과, 상기 용기부(620) 아래에 배치되며, 상기 망상 바닥부(621)를 통해 상기 용기부(620) 내의 커피콩들(b)로부터 열기를 빨아내는 냉각 송풍팬(680)을 포함하며, 상기 교반 날개(660)는 복수개의 스템 날개(661)들과, 상기 스템 날개(661)들 각각의 하부에 고정 설치된 복수개의 연결봉(662)들과, 힌지(663)에 의해 상기 연결봉(662)들 각각에 회동 가능하게 결합되고 상기 망상 바닥부(621)를 향해 있는 에지들을 갖는 브랜치 날개(664)를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 온도센서(800)는 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되어 나사 체결 깊이 조절에 의해 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되는 깊이가 조절되며, 상기 브랜치 날개(664)의 상부에는 무게추(665)가 구비되어 상기 브랜치 날개(664)가 커피콩을 밀어내는 힘을 증가시킨다.
일 실시예에 따라, 상기 온도센서(800)는, 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되되, 아래에서 위를 향해 경사지게 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에 도입되며, 상기 회전 로스팅 드럼(300)은 상기 실린더 플레이트(310)와 일정 갭을 이루면서 형성된 실린더형 격벽(350)을 더 포함하며, 상기 실린더형 격벽(350)은 열풍 흡입홀이 없는 후방의 막힌 구간과 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들이 형성된 전방의 홀 형성 구간을 포함하며. 상기 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들은 후방측 보조 열풍 흡입홀(352a)들과 상기 후방측 보조 열풍 흡입홀(352a)들보다 큰 크기를 갖는 전방측 보조 열풍 흡입홀(352b)들을 포함하며, 상기 히터부(500)와 상기 회전 로스팅 드럼(300) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절유닛(1400)이 더 제공된다.
따라서 본 발명에 따른 커피 로스팅 머신은 드럼 내에 투입된 커피콩을 균일하게 로스팅할 수 있으며, 간단한 구조임에도 경제성과 효율이 좋다는 이점이 있다.
본 발명의 다른 이점 및 작용 효과는 이하 실시예의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 측단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 측단면 구성도이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 측단면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 로스팅 머신은, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 후방에 설치된 구동 모터(200)와, 상기 하우징(100) 내에 배치되며 상기 구동 모터(200)의 축에 연결되어 상기 구동 모터(200) 구동에 의해 회전하되, 일측에 다수의 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 회전 로스팅 드럼(300)과, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 커피콩들(b)을 투입하기 위해 상기 하우징(100) 상부에 설치되는 호퍼(400)와, 상기 하우징(100) 내에서 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 주변에 배치되되 SiC 초고온 발열체를 사용하는 히터부(500)와, 상기 히터부(500)가 열을 발생하는 동안 작동하여, 상기 열풍 흡입홀들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 후 배출되는 열풍을 발생시키는 로스팅 송풍기(1900)와, 상기 열풍에 의해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 가열되어 로스팅 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 냉각유닛(600)을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 커피 로스팅 머신은 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방 일영역을 오픈하는 개폐도어를 하우징 전방부에 구비하며, 상기 개폐도어 직하의 하우징(100) 전방부에는 상기 회전 로스팅 드럼(300)으로부터 배출되는 커피콩(b)을 상기 냉각유닛(600) 측으로 가이드하는 배출 가이드부(700)가 설치된다. 이때, 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방이 개방된 상태로 그 개방 단부가 상기 하우징(100)의 전방부 내측면에 기밀식으로 그리고 회전가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 하우징(100)의 전방부를 관통하여 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 열전대 구조를 갖는 로드(rod)형 온도센서(800)가 도입되도록 설치된다. 이때, 상기 로드형 온도센서(800)는 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되어 나사 체결 깊이 조절에 의해 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되는 깊이를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 온도센서(800)의 커피콩들(b) 내 수평 도입 깊이를 조절하여, 가열되는 커피콩들(b)의 온도를 정확히 대변할 수 있는 지점으로서, 상기 온도센서(800)를 위치시키는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서, 상기 회전 로스팅 드럼(300)은 원형 실린더 플레이트(310)와, 상기 실린더 플레이트(310)의 후방에 결합된 후방 플레이트(320)을 포함한다. 또한, 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 내부에는 나선형 날개가 장착되는데, 이 나선형 날개는 상기 회전 로스팅 드럼(300)이 회전할 때 커피콩들(b)을 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방부를 향해 밀어주는 역할을 한다. 상기 나선형 날개는 커피콩들을 전방으로 밀어주는 기능과 더불어 열풍의 순환을 보조하는 역할도 할 수 있다.
상기 커피콩(b)이 전방부로 밀려 이송되는 것에 의해, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 전방부와 가까운 위치에서는 커피콩(b)들이 상대적으로 더 높게 쌓이게 된다. 또한, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 나선형 날개에 교차되도록 작은 크기의 보조 날개가 부착되는데, 이 보조 날개는 커피콩들(b)이 골고루 섞이도록 돕는다.
본 실시예에 있어서, 상기 후방 플레이트(320)는 전술한 다수의 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 타공 플레이트로 형성된다. 상기 로스팅 송풍기(1900)가 가동되면, 상기 히터부(500)에서 발생된 열을 포함하는 열풍이 상기 후방 플레이트(320)에 형성된 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되어 후방에서 전방으로 모이는 커피콩들(b)을 충분히 긴 시간 가열한 후 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방부 상측에 접속된 배기관로(900)을 통해 배기된다. 이때, 상기 커피콩까지 열풍의 흐름은 부드러운 S자 형태의 곡선을 그리도록 조절되는 것이 바람직하다.
상기 배기관로(900)는 드럼과 수평을 이루는 것이 바람직하며, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 열풍 흐름과 상기 배기관로(900) 내 열풍 흐름은 반대 방향인 것이 바람직하다.
상기 배기관로(900)에는 댐퍼가 구비되며, 상기 댐퍼를 이용하여 열풍의 속도를 적절히 조절하는 것이 가능하다.
상기 배기관로(900)의 하류측에 전술한 로스팅 송풍기(1900)이 접속된다. 도시하지 않았지만, 상기 배기관로(900)는 외부의 싸이클론 장치에 결합될 수 있으며, 상기 싸이클론 장치는 열풍 공기 중에 포함된 무거운 애쉬(ash)를 걸러내고 공기만을 외부로 배기하도록 작용한다.
상기 냉각유닛(600)은 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 로스팅이 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 것으로서, 망상(그물 형상의) 바닥부(621)를 갖는 용기부(620)와, 상기 용기부(620)의 아래에 설치되고 상기 바닥부(621)를 관통하는 축을 갖는 냉각 교반 모터(640)와, 상기 냉각 교반 모터(640)의 축에 결합되어 상기 용기부(620) 내에서 회전하는 교반 날개(660)과, 상기 용기부(620) 아래에 배치되어 상기 망상 바닥부(621)를 통해 상기 용기부(620) 내의 커피콩들(b)로부터 열기를 빨아내는 냉각 송풍팬(680)을 포함한다. 이때, 상기 교반 날개(660)는 복수개의 스템 날개(661)들과, 상기 스템 날개(661)들 각각의 하부에 고정 설치된 복수개의 연결봉(662), 힌지(663)에 의해 상기 연결봉(662)에 회동 가능하게 결합되고 상기 망상 바닥부(621)를 향해 있는 에지들을 갖는 브랜치 날개(664)를 포함하다. 힌지(663)는 상기 브랜치 날개(664)의 에지와 상기 망상 바닥부(621) 사이에 커피콩이 낄 때, 상기 브랜치 날개(664)가 상기 힌지(663)를 중심으로 들어 올려 지도록 하여, 끼인 커피콩에 의해 상기 교반 날개(660)에 부하가 발생하는 것을 막아준다. 또한, 상기 브랜치 날개(664)의 상부에는 무게추(665)가 구비되어 상기 브랜치 날개(664)가 커피콩을 밀어내는 힘을 증가시킨다. 상기 무게추(665)는 다른 무게를 갖는 무게추로 교체될 수 있다.
또한, 본 실시예의 로스팅 머신은 조작 패널(1000)을 일측에 구비한다. 상기 조작 패널(1000)은 입력수단으로 메인 전원부(1100)와, 설정 온도 세팅부(1200)와, 히터 전원부(1300)와, 드럼 구동 전원부(1110)와, 냉각 송풍팬 전원부(1500)와 냉각 교반 모터 전원부(1600)를 포함한다. 또한, 상기 조작 패널(1000) 일측에는 설정 온도와 측정 온도를 함께 표시하는 디스플레이부(1700)가 제공되고 상기 조작 패널(1000)의 타측에는 측정 온도가 설정 온도에 도달하기 직전에 알람을 발생키는 알람 발생부(1800)가 제공된다. 또한, 본 실시예에 따른 로스팅 머신은 상기 히터부(500) 등을 제어하는 제어부(2000)를 포함한다. 상기 제어부(2000)는 투입량에 따른 열량의 조절을 위해 전류조절계를 이용한다.
본 실시예에 있어서, 히터부(500)은 100% 전기 히터를 열원으로 사용함으로써 연소율과 커피콩 원료로의 열 침투율을 일정하게 유지할 수 있다.
위와 같은 커피 로스팅 머신은 다음과 같이 작동될 수 있다. 작업자는 상기 호퍼(400)를 통해 커피콩들(b)을 회전 로스팅 드럼(300) 내에 투입하고, 메인 전원부(1100)를 온(ON)시킨다. 그리고, 작업자는 히터 전원부(1300)와 상기 드럼 구동 전원부(1110)을 온(ON)시킨다. 또한, 상기 작업자는 설정 온도 세팅부(1200)를 이용하여 설정 로스팅에 필요한 설정 온도를 세팅한다.
로스팅 송풍기(1900)가 구동하면, 히터부(500)에서 발생한 열을 포함하는 열풍이 상기 후방 플레이트(320)에 형성된 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 들어가 상기 회전 로스팅 드럼(300) 커피콩들(b)을 가열하여 로스팅한다. 이때, 상기 온도센서(800)는 회전 로스팅 드럼(300) 내 전방으로 쏠린 커피콩들(b)들 온도를 지속적으로 측정한다. 상기 제어부(2000)는, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 작은 미리 정해진 제1 목표 온도에 도달한 경우, 상기 히터부(500)에 공급된 전류를 점진적으로 줄여, 상기 히터부(500)의 발열 온도를 낮춘다. 커피콩이 1차 팝핑까지는 흡열 작용을 하고 2차 팝핑부터는 발열 작용을 하는데, 위와 같이 발열 온도를 낮춤으로써, 커피콩 자체 발열에 의한 로스팅이 이루어지도록 함으로써 급작스런 온도 상승을 억제한다. 다음, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 작고 상기 제1 목표 온도보다 큰 미리 정해진 제2 목표 온도에 도달한 경우, 알람 발생부(1800)를 알람을 발생시킨다. 알람을 인지한 작업자는 하우징 전방부에 구비된 샘플러를 이용하여 회전 로스팅 드럼(300) 내 커피콩 상태를 직접 확인한다. 최종적으로, 상기 온도센서(800)에서 측정한 온도가 상기 설정 온도에 도달하면, 상기 히터부(500)는 꺼지고, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 잔열에 의해서만 추가적인 로스팅이 이루어지게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커피 로스팅 머신을 개략적으로 도시한 측단면 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 커피 로스팅 머신은, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 후방에 설치된 구동 모터(200)와, 상기 하우징(100) 내에 배치되며 상기 구동 모터(200)의 축에 연결되어 상기 구동 모터(200) 구동에 의해 회전하되, 일측에 다수의 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 회전 로스팅 드럼(300)과, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 커피콩들(b)을 투입하기 위해 상기 하우징(100) 상부에 설치되는 호퍼(400)와, 상기 하우징(100) 내에서 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 주변에 배치되는 히터부(500)와, 상기 히터부(500)가 열을 발생하는 동안 작동하여, 상기 열풍 흡입홀들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 후 배출되는 열풍을 발생시키는 로스팅 송풍기(1900)와, 상기 열풍에 의해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 가열되어 로스팅 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 냉각유닛(600)을 포함한다.
앞선 실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 커피 로스팅 머신은 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방 일영역을 오픈하는 개폐도어를 하우징 전방부에 구비하며, 상기 개폐도어 직하의 하우징(100) 전방부에는 배출되는 커피콩(b)을 상기 냉각유닛(600) 측으로 가이드하는 배출 가이드부(700)가 설치된다.
또한, 상기 하우징(100)의 전방부를 관통하여 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 열전대 구조를 갖는 로드형 온도센서(800)가 도입되도록 설치된다. 이때, 상기 로드형 온도센서(800)는 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되되, 아래에서 위를 향해 경사지게 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에 도입되도록 구성된다. 이는 상기 로드형 온도센서(800)의 외주면에 구비된 나사산에 상응하는 암나사부를 포함하는 나사 체결부(810)를 상기 하우징(100)의 전방부에 경사지게 설치함으로써 달성될 수 있다. 상기 로드형 온도센서(800)는, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에 경사지게 도입될 수 있는 구성과 그 도입되는 깊이가 변경 가능한 구성에 의해, 상기 커피콩들(b) 온도를 가장 잘 대표할 수 있는 위치의 온도를 상기 온도센서(800)가 측정할 수 있다.
상기 회전 로스팅 드럼(300)은 원형 실린더 플레이트(310)와, 상기 실린더 플레이트(310)의 후방에 결합된 후방 플레이트(320)을 포함한다. 또한, 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 내부에는 나선형 날개가 장착되는데, 이 나선형 날개는 상기 회전 로스팅 드럼(300)이 회전할 때 커피콩(b)들을 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방면을 향해 밀어주는 역할을 한다. 상기 커피콩(b)이 전방면으로 밀려 이송되는 것에 의해, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 전방부와 가까운 위치에서는 커피콩(b)들이 상대적으로 더 높게 쌓이게 된다. 또한, 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 나선형 날개에 교차되도록 작은 크기의 보조 날개가 부착되는데, 이 보조 날개는 커피콩들(b)이 골고루 섞이도록 돕는다.
본 실시예에 있어서, 상기 후방 플레이트(320)는 전술한 다수의 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 타공 플레이트로 형성된다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 회전 로스팅 드럼(300) 내에는 상기 실린더 플레이트(310)와 일정 갭을 이루면서 형성된 실린더형 격벽(350)이 형성된다. 그리고, 상기 실린더형 격벽(350)은 열풍 흡입홀이 없는 후방의 막힌 구간과 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들이 형성된 전방의 홀 형성 구간을 포함한다. 이 실린더형 격벽(350)의 전방 구간에 형성된 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들은 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 전방에서 다른 공간보다 더 많이 쌓여 있는 커피콩들(b)에 추가적인 열풍을 제공하여 커피콩들(b)이 보다 더 균일하게 로스팅되는 것을 돕는다. 이때, 상기 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들은 후방측 보조 열풍 흡입홀(352a)의 크기보다 전방측 보조 열풍 흡입홀(352b)의 크기가 더 크게 형성되며, 이 또한 전방에 더 많이 쌓인 커피콩들(b)에 더 많은 열풍을 제공하는데 기여한다. 상기 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들이 전방을 향해 갈수록 점진적으로 커지도록 구성할 수도 있다.
상기 로스팅 송풍기(1900)가 가동되면, 상기 히터부(500)에서 발생된 열을 포함하는 열풍이 상기 후방 플레이트(320)에 형성된 열풍 흡입홀(322)들을 통해 일부는 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 로스팅 공간으로 직접 들어가고 나머지 일부는 상기 실린더 플레이트(310)와 상기 실린더형 격벽(350) 사이의 갭으로 들어간 후 상기 보조 열풍 흡입홀(352a. 352b)을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 커피콩(b)들이 쌓인 영역으로 들어간다. 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 열풍은 상기 커피콩들(b)을 충분히 긴 시간 가열한 후 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방부 상측에 접속된 배기관로(900)을 통해 배기된다.
한편 본 실시예에 있어서는, 상기 히터부(500)와 상기 회전 로스팅 드럼(300) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절유닛(1400)을 더 포함한다. 상기 히터부(500)에서 발생한 열 상당량은 열풍을 통해 대류 방식으로 회전 로스팅 드럼(300) 내로 전달되지만, 상기 히터부(500)에서 발생한 열 일부는 복사 에너지 전전달 방식으로 회전 로스팅 드럼(300)으로 전달된다. 상기 간격 조절유닛(1400)은 상기 히터부(500)의 위치를 조절하여 상기 히터부(500)로부터 상기 회전 로스팅 드럼(300)에 전달되는 복사열의 양을 조절한다. 본 실시예에 있어서, 상기 간격 조절유닛(1400)은 히터부(500)를 상하 구동시키는 실린더 구동부(1420)와 상기 히터부(500)의 상하 이동을 가이드하는 가이드부(1440)를 포함한다.
회전 로스팅 드럼(300)과 히터부(500)과의 간격을 적절히 조절하여 회전 로스팅 드럼(300)이 충분한 열을 보관하도록 가열하고, 로스팅시 열풍 외에 조절 가능한 복사열로 회전 로스팅 드럼(300)을 가열할 수 있다.
본 실시예의 나머지 구성은 앞선 실시예와 동일 또는 유사하며, 따라서, 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략한다.
100...............................................하우징
200................................................구동 모터
300................................................회전 로스팅 드럼
400.................................................호퍼
500..................................................히터부
600..................................................냉각유닛
700..................................................배출 가이드부
800..................................................온도센서
1900.................................................로스팅 송풍기
2000..................................................제어부

Claims (3)

  1. 하우징(100);
    상기 하우징(100)의 후방에 설치된 구동 모터(200);
    상기 구동 모터(200)의 축에 연결되어 상기 구동 모터(200)의 구동에 의해 회전하도록 상기 하우징(100) 내에 배치되고, 속이 빈 실린더 플레이트(310)와, 상기 실린더 플레이트(310)의 후방에 결합되되 열풍 흡입홀(322)들이 형성된 후방 플레이트(320)를 포함하며, 회전하는 동안 내부의 커피콩들(b)을 전방으로 밀어 커피콩들이 전방에 더 많이 쌓이는 회전 로스팅 드럼(300);
    상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 커피콩들(b)을 투입하기 위해 상기 하우징(100) 상부에 설치되는 호퍼(400);
    상기 하우징(100) 내에서 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 외주면과 이격되게 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 외주면 주변에 배치되되 SiC 발열체를 사용하는 히터부(500);
    상기 히터부(500)가 열을 발생하는 동안 작동하여, 상기 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입된 후 배출되는 열풍을 발생시키는 로스팅 송풍기(1900);
    상기 열풍에 의해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에서 가열되어 로스팅 완료된 커피콩들(b)을 받아 냉각시키기 위한 냉각유닛(600);
    상기 회전 로스팅 드럼(300)으로부터 배출되는 커피콩들(b)을 상기 냉각유닛(600) 측으로 가이드하는 배출 가이드부(700);
    상기 하우징(100)의 전방부를 관통하여 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되도록 설치된 로드(rod)형 온도센서(800);
    상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방부 상측에 접속된 배기관로(900); 및
    상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 미리 세팅된 설정 온도보다 작은 미리 정해진 제1 목표 온도에 도달한 경우, 상기 히터부(500)에 공급된 전류를 점진적으로 줄여, 상기 히터부(500)의 발열 온도를 점진적으로 낮추고, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 상기 설정 온도보다 작고 상기 제1 목표 온도보다 큰 미리 정해진 제2 목표 온도에 도달한 경우, 알람 발생부(1800)를 통해 알람을 발생시키고, 상기 온도센서(800)에서 측정한 온도가 상기 설정 온도에 도달하면, 상기 히터부(500)를 오프(off)시키는 제어부(2000)를 포함하며,
    상기 로스팅 송풍기(1900)의 작동에 의해, 열풍은 상기 히터부(500)가 위치한 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 외주면 주변으로부터 상기 열풍 흡입홀(322)들을 통해 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 후방으로 도입되어 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내 후방에서 전방으로 흐른 후 상기 회전 로스팅 드럼(300)의 전방부 상측에 접속된 배기관로(900)를 통해 배기되며,
    상기 냉각유닛(600)은 망상 바닥부(621)를 갖는 용기부(620)와, 상기 용기부(620)의 아래에 설치되고 상기 망상 바닥부(621)를 관통하는 축을 갖는 냉각 교반 모터(640)와, 상기 냉각 교반 모터(640)의 축에 결합되어 상기 용기부(620) 내에서 회전하는 교반 날개(660)과, 상기 용기부(620) 아래에 배치되어 상기 망상 바닥부(621)를 통해 상기 용기부(620) 내의 커피콩들(b)로부터 열기를 빨아내는 냉각 송풍팬(680)을 포함하며,
    상기 교반 날개(660)는 복수개의 스템 날개(661)들과, 상기 스템 날개(661)들 각각의 하부에 고정 설치된 채 아래로 수직 연장된 복수개의 연결봉(662)들과, 연결봉(662) 각각에 대응되며 상기 망상 바닥부(621)를 향해 있는 에지를 갖는 브랜치 날개(664)와, 상기 브랜치 날개(664)를 상기 연결봉(662)의 하단에 회동가능하게 결합하여 상기 브랜치 날개(664)의 에지와 상기 망상 바닥부(621) 사이에 커피콩이 낄 때, 상기 브랜치 날개(664)가 들어 올려지는 것을 허용하는 힌지(663)와, 상기 브랜치 날개(664)의 상부에 구비되어 상기 브랜치 날개(664)가 커피콩을 밀어내는 힘을 증가시키고 상기 브랜치 날개(664)가 들어 올려진 경우 아래로 내리는 힘을 제공하는 무게추(665)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 머신.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 온도센서(800)는 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되어 나사 체결 깊이 조절에 의해 회전 로스팅 드럼(300) 내로 도입되는 깊이가 조절되는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 머신.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 온도센서(800)는, 상기 하우징(100)의 전방부에 나사 체결식으로 결합되되, 아래에서 위를 향해 경사지게 상기 회전 로스팅 드럼(300) 내에 도입되며, 상기 회전 로스팅 드럼(300)은 상기 실린더 플레이트(310)와 일정 갭을 이루면서 형성된 실린더형 격벽(350)을 더 포함하며, 상기 실린더형 격벽(350)은 열풍 흡입홀이 없는 후방의 막힌 구간과 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들이 형성된 전방의 홀 형성 구간을 포함하며. 상기 보조 열풍 흡입홀(352a, 352b)들은 후방측 보조 열풍 흡입홀(352a)들과 후방측 보조 열풍 흡입홀(352a)들보다 큰 크기를 갖는 전방측 보조 열풍 흡입홀(352b)들을 포함하며, 상기 히터부(500)와 상기 회전 로스팅 드럼(300) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절유닛(1400)이 더 제공된 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 머신.
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