KR102574811B1 - 진공 흡입식 콜드브루 추출기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 개시한다.
본 발명은 물통의 산소수를 압송하여 분사하는 산소수 분사모듈 및 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 하는 산소수 음용코크를 구비한 본체; 내부에는 커피 분말이 채워지고 하면은 필터로 막힌 내통; 상기 내통이 끼움되는 수용공간을 형성하되 상,하부패킹에 의해 내통과의 기밀이 유지되고 수용공간의 하측으로 추출공간이 마련되고 하면에는 솔레노이드 밸브가 설치된 추출관이 구비된 외통; 이의 하부 일측에 연결되어 내통에 흡입압을 작용하는 진공펌프; 상기 커피분말에 산소수를 분사하여 슬러리 상태를 유지시키는 적시기과정 및 이후 슬러리의 상측에 수막이 형성되게 산소수를 공급하여 공기 유입을 차단한 상태에서 진공펌프를 동작시켜 추출공간으로 커피 추출액을 추출하는 추출과정 및 솔레노이드 밸브에 신호를 인가하여 추출관을 개폐 제어하는 드립과정을 제어하는 컨트롤러로 구성된다.
이러한 구성의 본 발명은 고농도의 산소수를 커피분말에 분사하여 수막을 형성시킨 상태에서 진공압을 이용하여 커피의 유용 성분을 추출하는 방식이어서 커피의 추출 수율을 대폭 높일 수 있을 뿐만 아니라 추출에 소요되는 시간을 단축시키는 것은 물론 맛과 향미가 우수하면서 고농도의 콜드브루 커피의 제공이 가능한 이점이 있다.

Description

진공 흡입식 콜드브루 추출기{vacuum suction type cold brew extractor}

본 발명은 진공 흡입식 콜드브루 추출기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도의 산소수를 커피 분말에 분사하여 유용 성분이 충분히 우러날 수 있도록 한 후 수막을 형성시켜 진공압에 의해 커피를 추출시킴으로써 커피의 추출 수율을 높이고 빠른 시간 내에 신선하고 향미가 우수하면서 고농도의 콜드브루 커피의 제조가 가능한 진공 흡입식 콜드브루 추출기에 관한 것이다.

일반적으로, 커피는 볶아서 일정크기로 분쇄시킨 후 이를 여과재에 담은 상태에서 그 위에 뜨거운 물을 부어 만드는 드립커피 또는 커피 원두를 곱게 갈아 압축한 원두가루에 뜨거운 물을 고압으로 통과시켜 추출한 에스프레소 방식이 널리 이용되고 있으며, 이외에도 최근에는 잘게 분쇄한 원두에 상온의 물 또는 냉수를 3~36시간 가량 떨어뜨려 장시간 천천히 추출하는 콜드브루(Cold Brew) 방식이 증가하고 있는 추세에 있다.

콜드브루는 차갑다는 뜻의 ‘콜드(Cold)’와 끓이다, 우려내다는 뜻의 ‘브루(Brew)’의 합성어로 흔히 더치커피(Dutch Coffee)라고도 하며, 더치커피는 네덜란드식 커피라는 일본식 명칭으로 일반적으로 동양권에서는 더치커피, 서구권에서는 콜드브루 또는 워터드립(Water Drip)이라고 지칭되고 있으며, 이러한 콜드브루는 물을 한 방울씩 떨어뜨려 우려내므로 카페인 함량은 폴리페놀을 함유하고 있으며, 추출된 커피 원액은 일주일 정도 냉장 보관할 수 있는데 1∼2일 정도 저온 보관하면 와인과 같은 숙성된 맛을 느낄 수 있고, 원액은 보통 물이나 얼음, 우유 등을 타서 희석해 마신다.

폴리페놀은 방향족 히드록시기를 2 개 이상 가진 화합물로써 생체 내에서 활성산소에 노출되어 손상되는 DNA의 보호나 세포구성 단백질 및 효소를 보호하는 항산화 능력이 커서 발암 억제효과, 돌연변이 억제효과, 항산화 작용효과, 해독작용효과, 콜레스테롤 저하효과,충치예방효과, 골다공증 예방효과, 노인성 골절 예방효과, 당뇨병 예방 효과, 혈관계 질환 예방효과, 갱년기질환 예방효과 및 치료효과, 월경 증후군 예방 및 치료효과 등의 효과가 있다고 알려져 있다.

즉, 콜드브루는 찬물 또는 상온의 물을 이용하여 장시간에 걸쳐 우려낸 커피로서, 제조 방식은 전용 기구에 분쇄한 원두를 넣고 찬물 또는 상온의 물에 짧게는 4~6시간, 길게는 8~24시간 정도 우려내 커피 원액을 점적식 방식과 침출식 방식으로 추출하며, 점적식은 용기에서 우려낸 커피가 한 방울씩 떨어지게 하는 방식이고, 침출식은 용기에 분쇄한 원두와 물을 넣고 10~12시간 정도 실온에서 숙성시킨 뒤 찌꺼기를 걸러내 원액을 추출하는 방식이다.

이러한 콜드브루는 오랜 시간에 걸쳐 추출하기 때문에 뜨거운 물로 짧은 시간에 추출한 일반 커피에 비하여 쓴맛이 덜하며 순하고 부드러운 풍미를 느낄 수 있는 장점이 있으나, 원두의 분쇄 정도, 물의 맛, 추출 시간이 콜드브루의 품질을 크게 좌우하게 된다.

또한, 추출된 커피 원액은 밀봉해서 냉장 보관하는데, 하루 이틀 정도 저온 숙성하면 풍미가 더 살아난다. 원액을 그대로 마시는 것보다는 입맛에 따라 우유나 시럽 또는 물을 타서 희석하거나 얼음을 넣고 마시는 것이 일반적이다.

종래기술에 따른 더치커피를 추출하는 장치로는, 대한민국 등록특허공보 제10-1398674호에는 더치식 커피 추출장치가 제안되어 있으며, 그 청구항 1에는 설정된 소정의 온도로 유지되고, 외부와 밀폐되되 전면에 투명창이 구비된 도어가 설치되는 챔버; 상기 챔버의 내부 상부측에 구비되는 제1 선반에 설치되고, 그 하부에는 제1 밸브가 구비되는 물탱크; 상기 물탱크의 하부에 구비되는 제2 선반에 설치되고, 그 내부에 커피분말이 수용되며, 상기 제1 밸브로부터 배출되는 물이 상기 수용된 커피분말의 유효성분을 추출하여 커피 추출액으로 변환되게 하는 커피탱크; 및 상기 커피탱크의 하부에 설치되어 제2 밸브로부터 배출되는 커피 추출액이 수용되는 원액탱크;를 포함하여 구성되고, 상기 커피탱크가 설치되는 제1 선반 및 제2 선반은 슬라이딩 가능하도록 구성되며,

상기 커피탱크는, 상부가 개구되고 하부측으로 좁아지는 호퍼 형상으로 구성되는 탱크용기; 상기 탱크용기의 하부에 설치되는 제2 밸브; 상기 탱크용기의 외측면에 구비되는 걸림턱; 및 상기 탱크용기의 내부 하측에 설치되어 상기 수용된 커피분말이 그 상부에 적재되고 다수의 통공이 형성되는 트렌치;를 포함하여 구성되고,

상기 제1 밸브 또는 제2 밸브는, 유입관; 상기 유입관이 분기되어 복수 개로 분리되는 분기관; 상기 분기관을 취합하여 배출하는 배출관; 및 상기 분기관 각각에 설치되어 상기 분기관의 유로를 단속하는 드랍밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 더치커피 추출장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술에 따른 더치식 커피 추출장치는 레귤레이터, 유량조절기 및 전자식제어밸브 등을 사용함에 따라 구성이 복잡하여 유지관리가 용이하지 못할 뿐만 아니라 특히 추출에 소요되는 시간이 길기 때문에 대량 추출을 통한 상품성을 높이는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

또 다른 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1711850호를 통해 대용량 더치 커피 추출장치가 제안된 바 있으며, 그 청구항 1에는 더치 커피 추출장치에 있어서, 급수장치로부터 물을 일정한 압력으로 급수받기 위한 급수제어부와; 상기 급수 제어부를 통해 공급되는 물을 회전되는 중공축으로 공급하는 로터리 조인트와; 상기 로터리 조인트에 회전가능하게 결합된 상기 중공축을 회전시키기 위한 노즐 회전장치와; 운전시작 및 종료 버튼과 타이머를 구비하고, 커피를 내리는 시간과 급수 압력을 설정하고, 상기 급수제어부를 제어하여 설정 시간 동안 설정 압력으로 급수되게 제어함과 아울러 상기 노즐 회전장치의 회전을 제어하는 콘트롤패드와; 상기 중공축의 하단에 결합되어 급수되는 물을 복수의 노즐을 통해 분사하는 회전식 노즐장치와; 상기 노즐 회전장치와 상기 회전식 노즐장치 사이에서 승하강 가능하게 결합되는 원두통 뚜껑과; 커피를 추출하기 위한 분쇄된 원두를 채우고 상기 회전식 노즐장치에 의해 급수되는 물에 의해 우려지는 더치 커피를 하면의 여과 필터를 통해 내리기 위한 대용량 원두통과; 상기 여과 필터를 통과한 커피 원액을 저장하는 커피 추출통을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 더치 커피 추출장치가 개시되어 있다.

이러한 종래 기술에 따른 대용량 더치 커피 추출장치는 대용량 원두통의 상부 전체에 안개와 같이 분무식으로 물을 분사하도록 회전 노즐을 설치하여 고르게 물이 분무되게 하여 커피를 우려내어 추출통에 저장하는 구성을 개시하고 있으나, 여름철과 같이 상대적으로 높은 온도와 습도를 가진 환경에서 커피를 추출하는 경우 대장균 등과 같은 유해세균의 급속한 증식으로 인한 변질의 우려가 있을 뿐만 아니라 추출시간이 오래 걸리기 때문에 장시간 대기중에 노출되는 것에 의해 맛과 풍미가 떨어지는 단점이 있으며 특히 단 시간내에 대량 추출이 곤란하여 상품성을 높이는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

즉, 종래기술에 따른 콜드브루 커피 즉, 더치커피를 추출하는 장치나 방법은 대부분 장시간에 걸쳐 커피를 우려내는 방식이어서 대량 추출을 위해서는 기기장치를 대용량으로 제작하여야 하므로 그에 따른 설치면적과 생산설비의 증가에 따른 제조비용이 크게 상승하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 4~24 시간가량 추출에 소요되는 시간을 요하므로 낮은 수율로 인한 경제적인 생산과 상품화가 곤란하고, 특히 장시간 추출과정에서 커피 고유의 맛과 향이 날라가 버리는 것은 물론 유용성분인 폴리페놀은 공기 중에 장시간 노출됨에 따라 항산화 기능이 저하되는 문제점이 있으며, 더욱이 추출과정이 오랜시간 상온(실온)에서 이루어지므로 대장균 등의 유해세균 증식으로 인한 식품으로서의 안전성을 보장할 수 없는 심각한 문제점을 초래하였다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-2415809호를 통해 '소형 가정용 콜드브루 추출기' 를 제안한 바 있으며, 그 청구항 1에는 '본체에 마련되어 수위레벨센서가 구비된 물탱크의 용수를 순환시키도록 연결된 것으로 순환 용수를 고압 공급하도록 고압수 공급관을 구비한 고압버블펌프 및 고압수 공급관 상에 구비되어 미세버블 발생을 통해 산소수를 생성하는 벤츄리 인젝터를 구비한 산소수 생성모듈 및 상기 본체 일측에 구비되어 하부는 솔레노이드 밸브에 의해 관로 개폐되는 추출관이 연결된 드립통 및 이 드립통의 개방된 상부면을 개폐 가능하게 구비되는 뚜껑 및 상기 드립통의 내측에 위치되어 그 내부에 커피 분말이 채워지되 하면에는 추출을 위한 필터가 마련되고 일측에는 커피분말에 대한 무게감지센서가 구비된 추출 바스켓 및 이의 하측에 배치되어 추출 원액을 저장하는 서버와, 상기 물탱크와 뚜껑을 연결하는 산소수 공급관 및 상기 물탱크 내의 산소수를 강제 압송하는 분사펌프 및 이에 연결되어 상기 추출 바스켓의 상부로 산소수를 분사하는 분사노즐로 이루어진 산소수 분사모듈을 포함하고;, 상기 벤츄리 인젝터는 물탱크와 고압버블펌프에 연결되는 좌,우포트를 구비하며 내부 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 형성하여 유속을 증가시키는 유속챔버가 형성된 하우징 및 이의 중간 부분에 구비되어 상기 유속챔버의 중심에서 편심된 위치에 공기홀이 연결 형성된 조립관부 및 이에 끼움되는 것으로 내부 중심을 관통하여 외부 공기를 흡입하기 위한 복수의 통공으로 이루어진 유입통로를 형성한 공기흡입부로 구성된 것을 특징으로 하는 소형 가정용 콜드브루 추출기'가 개시되어 있다.

상기 본 출원인이 선출원하여 등록받은 종래기술은 용존 산소량이 높은 산소수를 사용하여 콜드브루 방식으로 커피를 추출함에 따라 맛과 향미를 높일 수 있으나 커피를 추출하는 방식이 여전히 자연 낙수 방식이므로 추출 속도와 추출 농도를 높이는데 한계가 있으며, 이로 인해 커피 음료를 취급하는 카페나 커피전문점 등에서 상업용으로 활용하기에는 곤란한 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1606524호(2016.03.21), '콜트브류 커피 또는 차 추출장치' 등록특허 제10-1711850호(2017.02.24), ‘대용량 더치 커피 추출장치’ 등록특허 제10-2415809호(2022.06.28), ‘소형 가정용 콜드브루 추출기’

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용존 산소량을 증가시킨 산소수를 원두커피 분말의 상측에서 분사하여 수막을 형성시키고, 이러한 상태에서 진공압을 작용하여 강제로 커피를 추출시키도록 함으로써 빠른 시간 내에 신선하고 향미가 우수하면서 고농도의 커피 추출을 가능하게 한 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 제공하는 것에 있다.

즉, 본 발명은 상온의 음용수에 미세 공기방울을 발생시켜 용존 산소량을 높인 산소수를 사용하고, 원두 커피분말의 상부면에 수막이 형성되도록 한 상태에서 진공 흡입압을 작용하여 추출 액상이 아래 측의 커피 세이버로 유동될 수 있도록 하여 커피 추출이 이루어지는 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 브릭스 검사 기준으로 12 브릭스(brix) 이상의 농도를 갖는 커피를 단시간 내에 숙련도에 상관없이 자동으로 추출할 수 있도록 하여 커피 음료 전문점과 같은 상업용으로 활용할 수 있는 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 고가의 산소발생기 등을 구비하지 않고도 고압버블펌프 만으로도 비교적 구조가 간소하면서도 경제적인 구성으로도 가정용으로 적합한 최적의 용존 산소량을 생성시킬 수 있으며, 다량의 산소가 포함된 산소수에 의한 커피분말의 용해를 쉽게 하는 호기성 발효작용 및 분해 작용을 통해 추출율을 높일 수 있도록 한 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기는, 물통의 산소수를 압송하여 분사하는 산소수 분사모듈 및 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 하는 산소수 음용 코크를 구비한 본체;

상기 산소수 분사모듈의 일측에 구비되어 내부에는 커피 분말이 채워지고 하면은 필터로 막힌 내통;

상기 내통이 끼움되는 수용공간을 형성하되 상,하부패킹에 의해 내통과의 기밀을 갖는 것으로, 수용공간의 하측으로 추출공간이 마련되고 하면에는 솔레노이드 밸브가 설치된 추출관이 구비된 외통;

상기 외통의 하부 일측에 연결되어 내통에 흡입압을 작용하는 진공펌프;

상기 커피분말에 산소수를 분사하여 슬러리 상태를 유지시키는 적시기과정 및 이후 슬러리의 상측에 수막이 형성되게 산소수를 공급하여 공기 유입을 차단한 상태에서 진공펌프를 동작시켜 추출공간으로 커피 추출액을 추출하는 추출과정 및 솔레노이드 밸브에 신호를 인가하여 추출관을 개폐 제어하는 드립과정을 제어하는 컨트롤러;로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 외통은 내면에 상기 상.하부 패킹이 밀착 접촉되는 내통 안착부 및 이 내통 안착부의 하측으로 감소된 지름으로 단차를 갖는 것에 의해 상기 내통의 하면 테두리가 걸림되는 단차부 및 이 단차부의 하측으로 상기 필터를 통과한 커피 추출액이 일시 저장되는 추출공간을 형성한 것으로 일측에 진공포트가 연결된 저장부;로 구성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 산소수 분사모듈은 상기 물탱크 내의 산소수를 강제 압송하는 분사펌프 및 이 분사펌프에 배관 연결되어 상기 내통의 상부로 산소수를 분사하는 분사노즐로 구성되고;, 상기 진공펌프는 상기 외통의 일측에 결합 설치된 진공포트와 연결되는 진공관로 및 상기 진공펌프의 타단에 연결되어 공기를 외부로 배기시키는 에어벤트로 구성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 컨트롤러는, 상기 산소수 분사모듈에 신호를 인가하여 상기 내통에 채워진 커피 분말에 산소수를 공급하여 슬러리화 하는 용수 제어부;

상기 용수 제어부에 연결되어 설정시간 동안 커피 분말에 대한 적시기가 유지되게 카운트하는 적시기 제어부;

상기 적시기 제어부에 연결되어 카운트 완료시 상기 산소수 분사모듈에 신호를 인가하여 상기 슬러리의 상단에 10~15mm의 수막을 형성하도록 산소수를 공급 제어하는 수막 제어부;

상기 수막 제어부에 연결되어 수막 형성 완료시 상기 진공펌프를 동작시켜 상기 내통에 흡입압을 작용하여 추출공간으로 커피 추출액을 모으는 추출 제어부;

상기 추출 제어부에 연결되어 추출공간에 일시 저장된 커피 추출액을 커피 세이버로 유입될 수 있게 상기 솔레노이드 밸브에 온(ON) 신호를 인가하는 드립 제어부;로 구성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시례에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기는, 외체를 형성하는 본체에 마련되어 수위레벨센서가 구비된 물탱크의 음용수를 순환시키도록 연결된 것으로 순환 음용수를 고압 공급하도록 고압수 공급관을 구비한 고압버블펌프 및 고압수 공급관 상에 구비되어 미세버블 발생을 통해 산소수를 생성하는 산소수 생성모듈 및 상기 본체 일측에 구비되어 하부는 솔레노이드 밸브에 의해 관로 개폐되는 추출관이 연결된 외통 및 이의 내측에 위치되어 그 내부에 커피 분말이 채워지되 하면에는 추출을 위한 필터가 마련된 내통 및 상기 외통의 하측에 배치되어 추출 원액을 저장하는 커피 세이버 및 상기 물탱크 내의 산소수를 강제 압송하는 분사펌프에 연결되어 상기 내통의 상부로 산소수를 분사하는 분사노즐로 이루어진 산소수 분사모듈을 포함하고;,

상기 내통은 상,하면이 개방된 원통체 형상으로 상,하 외면에는 상기 외통과의 기밀을 유지하기 위한 상,하부 패킹과;, 상기 외통은 상기 내통이 끼움되는 조립공간을 형성하는 것으로 내면에 상기 상,하부 패킹이 밀착 접촉되는 지름을 갖는 내통 안착부 및 상기 내통 안착부의 하측으로 상대적으로 감소된 지름을 갖도록 구비되어 상기 내통의 하면 테두리가 걸림되는 것으로 내부에 커피 추출액이 일시 저장되는 추출공간을 형성한 단차부와;, 상기 외통의 추출공간 일측에 연결되어 내부에 흡입압을 작용하는 진공펌프; 상기 내통에 투입된 커피 분말에 대한 무게를 감지하여 설정값의 충족시 설정시간 동안 산소수를 공급하여 커피분말의 상부에 수막이 형성되도록 한 후 상기 진공펌프에 동작신호를 인가하는 컨트롤러;로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 고압버블펌프의 동작시간을 감지하는 타이머센서와 상기 수위레벨센서 및 타이머센서에 연결되어 감지신호를 인가받는 것으로 상기 물탱크의 수위량에 따라 설정시간 동안 고압버블펌프를 동작 제어하는 산소수 유지 제어부;로 구성된 것에 있다.

본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기는 용존 산소량을 높인 고농도의 산소수를 커피분말에 분사하여 수막을 형성시킨 상태에서 진공 흡입 방식으로 커피의 유용성분을 추출하는 방식이어서 커피의 추출 수율을 대폭 높일 수 있어 커피에 포함된 유용성분을 커피를 추출하는데 소요되는 시간이 짧을 뿐만 아니라 맛과 향미가 우수하면서 고농도의 커피 제조가 가능한 이점이 있다.

특히, 커피의 추출시간을 기존의 자연 낙수 방식이 아닌 진공 흡입방식을 적용함에 따라 추출과정에서 커피의 맛과 향이 공기 중으로 날라가는 것을 억제함과 아울러 공기 중에 노출디는 시간을 최소화함으로써 변질의 우려를 해소할 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 진공 흡입력에 의해 커피 분말에 포함된 유용 성분이 산소수에 용해되어 추출됨에 따라 12 브릭스의 농도를 가진 커피를 추출할 수 있으므로 기존의 콜드브루 방식의 경우 8 브릭스인 것에 비해 50% 더 진한 고농도의 커피 추출이 가능하여 결과적으로 종전에 비해 더 적은 양의 커피 분말을 사용함에 따라 경제성이 우수한 이점이 있다.

또한, 본 발명은 커피를 추출하기 위한 전문적인 교육이나 숙련도를 요구하지 않으므로 누구나 간편하게 커피 추출이 가능하며, 구조가 간소하여 청소와 유지관리가 용이한 이점이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 정면에서 바라본 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 후면에서 바라본 사시도,
도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 것으로 내부 구성 일부를 나타내 보인 부분 절개 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 내부 구성을 보인 요부 절개 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 내부 구성을 보인 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기에서 내통과 외통의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도,
도 9는 도 8의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 10은 도 8의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 구성을 설명하기 위한 블록도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

먼저, 본 발명은 여과 처리된 정수인 음용수를 사용하거나 또는 음용수에 용존 산소량을 높인 고농도의 산소수를 사용할 수 있으며, 이하에서는 바람직한 실시례로서 고농도의 산소수를 사용하여 커피 추출액을 추출하는 것을 설명하되, 고농도의 산소수 대신 통상의 음용수를 사용하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시례에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 하부측에서 바라본 사시도이다.

도면에는, 전면에 추출된 커피 원액을 담기 위한 커피 세이버(40)를 착탈 가능하게 수용하는 것으로 외체를 형성하는 본체(10)와. 상기 본체(10)의 후면측에 제공되어 상온의 음용수 또는 산소수를 저장하는 물탱크(11)와, 상기 본체(10)의 전면 상측에 제공되어 조작력을 입력받을 수 있도록 복수의 버튼과 동작상태 등을 나타내기 위한 엘이디 램프 또는 디스플레이 창으로 이루어진 조작패널(13)과, 사용자가 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 하기 위한 음용 산소수 음용코크(17) 및 이 음용 산소수 음용코크(17)의 하측에 배치되어 취출되는 산소수를 담기 위한 컵 등을 올려 놓을 수 있도록 되어 있는 받침대(19)를 구비한 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기를 후면에서 바라본 사시도이다.

도면에는 사각 통체 형상으로 제공되어 내부에 각종 구성품과 전장품이 설치되는 것으로 외체를 형성하는 본체(미부호)가 나타나 있으며, 이 본체(미부호)의 상부 후면 측에는 착탈 가능하게 구비되어 내부에 일정량의 음용수나 산소수를 저장하는 물탱크(11)가 구비되고, 이 물탱크(11)의 아래쪽 측면에는 사용자로부터 조작력을 받아 전원을 온오프(ON/OFF)시키기 위한 전원스위치(15)가 구비되는 구성이며, 이 전원스위치(15)와 반대되는 본체(10)의 타측면에는 받침대(19)가 일체로 구성되어 있으며, 후면 하측부에는 수도를 연결하여 수돗물을 공급받기 위한 퀵 콘넥터(미도시)가 연결되는 수도 포트(미부호)가 구비되어 있고, 수돗물은 물탱크(11)의 수위레벨센서(도 6의 부호 ls)의 감지 포인트 값에 의해 제어되나 물탱크(11)내 고농도 산소수를 유지하기 위해 1/2 지점에서 재 급수될 수 있도록 공급된다. 그리고 상기 수도관이 연결되는 수도 포트(미부호)의 일측에는 전원 코드선이 연결되는 전원 포트(미부호)가 마련된 구성이 도시되어 있다.

도 4는 도 3을 다른 각도에서 바라본 것으로 내부 구성 일부를 나타내 보인 부분 절개 사시도이다.

도면에는 사각 통체 형상으로 제공되어 전면으로는 추출된 커피 원액을 담기 위한 커피 세이버(40)가 분리 가능하게 구비되는 본체(미부호)가 나타나 있으며, 이 본체(10)의 상부 후면 측에는 착탈 가능하게 구비되어 내부에 일정량의 산소수를 저장하는 물탱크(11)가 구비되고, 상기 본체(10)의 타측면에는 받침대(19)가 일체로 부착 구성되며, 상기 커피 세이버(40)의 후방으로 본체(미부호)의 내부에는 산소수를 공급받아 커피분말이 채워진 외통(미부호)에 공급하기 위한 분사펌프(53)와, 이 분사펌프(53)의 일측에 구비되어 물탱크(11)에 저장된 음용수에 미세한 공기방울을 주입하여 용존 산소량을 높인 산소수를 생성하는 고압버블펌프(60′)가 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 내부 구성을 보인 요부 절개 사시도이다,

도면에는 사각 통체 형상을 갖는 것으로 외체를 형성하는 본체(미부호)와, 이 본체의 상부 후방측에 착탈 가능하게 구비되어 음용수나 산소수를 일정량 보관하는 물탱크(11)와, 이 물탱크(11)에 연결되어 저장된 음용수에 공기방울을 주입하여 용존 산소량을 높인 산소수를 생성하는 고압버블펌프(60′)와, 이 고압버블펌프(60′)의 일측에 구비되어 상기 용존산소량이 높아진 미세 공기방울을 혼합한 산소수를 공급받아 커피분말이 채워진 외통(30)에 공급하는 분사펌프(53)와, 일정량의 커피 원두를 분쇄하여 된 커피 분말이 채워진 뒤 산소수가 공급되어 커피 분말이 산소수에 적셔진 상태인 슬러리화 되고, 이후 커피 슬러리의 상측에 산소수를 재공급하여 수막이 형성되는 내통(20)과, 이 내통(20)의 외부를 감싸도록 구비되는 외통(30)과, 이 외통(30)의 하측에 배치되는 커피 세이버(미도시)로 추출된 커피를 내리기 위한 관로를 개폐 단속하도록 설치된 솔레노이드 밸브(35)로 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 내부 구성을 나타낸 측단면도이다.

도면에는 사각 통체 형상을 갖는 것으로 외체를 형성하는 본체(미부호)와, 도면을 기준으로 우측 상부에 배치되어 착탈 가능하게 구비어 음용수/산소수를 일정량 보관하는 물탱크(11)와, 이 물탱크(11)에 연결되어 저장된 음용수에 공기방울을 주입하여 용존 산소량을 높인 산소수를 생성하는 고압버블펌프(미도시)의 일측에 배치되어 상기 용존 산소량이 높아진 산소방울 음용수인 산소수를 공급받아 커피분말이 채워진 내통(미부호)을 구비한 외통(30)의 상측에 공급하도록 산소수를 압송하는 분사펌프(53)와, 상기 외통(30)의 하측에 배치되어 추출된 커피를 담기 위한 커피 세이버(40)로 이루어진 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 주요 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도면에는 내부에 음용수가 저장되는 공간을 제공하는 것으로 하부에는 다수의 접속포트(미부호)가 마련된 물탱크(11)와, 상기 물탱크(11)에 연결되어 음용수에 미세 공기방울을 주입하여 용존 산소량을 높여 산소수를 생성하는 고압버블펌프(60′)와, 이 고압버블펌프(60′)의 일측에 설치되어 상기 용존 산소량이 높아진 산소방울 음용수인 산소수를 커피분말이 채워진 내통(미도시)에 공급하기 위한 분사펌프(53)와, 상기 내통(미도시)을 내부에 수용하는 크기로 구비되는 것으로 내통(미도시)의 하부면을 차폐하도록 구비된 필터(21)를 통과한 커피 추출액이 모이는 공간을 제공하는 외통(30)과, 상기 외통(30)의 개방된 상부면을 차폐하는 형태로 구비되는 것으로 내측에는 산소수를 공급받아 분사하기 위한 분사노즐(55)이 마련된 뚜껑(32)과, 상기 외통(30)의 하측에 연결된 관로(미부호)에 설치되어 관로를 개폐 단속하는 것에 의해 상기 외통(30)의 하측에 배치된 커피 세이버(40)로 커피 추출액을 공급하거나 차단하는 솔레노이드 밸브(35)로 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

미설명 부호 (17)은 상기 본체의 일측부에 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 설치된 음용 산소수 내림 솔레노이드 밸브를 나타낸 것이고, 부호 (17s)는 산소수 토출을 단속하기 위한 코크용 솔레노이드 밸브(17s)를 나타낸 것으로, 이때의 상기 코크용 솔레노이드 밸브(17s)는 컨트롤러(미도시)의 제어신호를 받아 밸브개폐 동작을 실시하는 구성이며, 이러한 구성은 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기에서 내통과 외통의 구성을 설명하기 위한 발췌 사시도이다.

도면에는 커피 분말이 채워지는 내통(미부호)을 감싸도록 구비되는 외통(30)과, 이 외통(30)의 하부에 배치되는 커피 세이버(40)에 커피 추출액을 공급하기 위한 관로 상에 설치되어 관로 개폐를 단속하는 솔레노이드 밸브(35)와, 상기 외통(30)에 선택적으로 진공압을 작용하는 진공펌프(37)로 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 9는 도 8의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도면을 기준으로 상측으로부터 고리 형상을 갖는 상부패킹(22)과, 손잡이(20a)를 구비한 것으로 상,하면이 개방된 원통체 형상으로 제공되는 내통(20)과, 상기 내통의 하부 외면에 끼움 결합되는 하부 패킹(23)과, 상기 내통(20)의 하면에 조립되어 차폐되도록 조립되는 것으로 커피분말이 통과되지 않도록 하면서 유체 즉, 커피 추출액은 통과시키기 위한 메시망 형태의 필터(21)와, 상기 내통(20)을 내부에 수용하도록 원통체 형상을 갖는 것으로 하측에는 지름이 감소되어 커피 추출액이 모이는 추출공간(도 10의 부호(c) 참조)을 제공하는 외통(30)과, 상기 외통의 하면 중심에 연결되는 관로 상에 설치되어 제어신호를 인가받아 선택적으로 관로 개폐를 단속하는 솔레노이드 밸브(35)와, 상기 외통(30)의 추출공간 일측에 연결되어 선택적으로 동작하는 것으로 상기 내통(20)에 대해 흡입압을 작용하는 진공펌프(37)로 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

미설명 부호 (35a)는 상기 진공펌프(35)를 마운팅하기 위한 브라켓을 나타낸 것이다.

도 10은 도 8의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도면에는 커피 분말이 채워지는 공간을 제공하는 것으로 하부는 커피 분말을 걸러내기 위한 거름망 요소인 필터(21)에 의해 차폐되고, 상,하 외면에는 상부패킹(22)과 하부패킹(23)이 각각 끼움되어 후술할 외통(30)과의 기밀력을 발생시키기 위한 원통체 형상을 갖는 내통(20)과. 상기 내통(20)의 내부에 투입되는 커피 분말층(b)과, 이 커피 분말층(b)의 상부로 산소수를 일정량 분사 공급하여 커피 분말을 슬러화시켜 적시기과정을 거친 후 상기 커피 슬러리의 상부에 산소수를 일정량 추가 공급하여 커피슬러리가 공기에 노출되지 않도록 차단시키는 수막층(a)과, 상기 내통(20)을 내부에 수용하는 크기로 구비되는 것으로 하부에는 상기 내통(20)에 공급된 산소수가 커피 분말층과 필터(21)를 통과하여 된 커피 추출액을 일시 저장하기 위한 추출공간(c)을 형성한 외통(30)과, 상기 외통(30)의 추출공간(c)측에 연결되어 진공압을 작용하도록 된 진공포트(37a) 및 이 진공포트(37a)와 관로 연결되는 것으로 상기 외통(30)의 외부 일측에 설치되어 진공압을 작용하는 진공펌프(37)와, 상기 외통(30)의 하부 중심에 연결된 관로 상에 설치되어 외부로부터 제어신호를 인가받아 관로 개폐를 단속하는 솔레노이드 밸브(35)와, 이 솔레노이드 밸브(35)의 하측에 위치되어 상기 추출공간(c)에 일시 저장된 커피 추출액을 담기 위한 커피 세이버(40)로 이루어진 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)가 도시되어 있다.

도 11은 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기에서 컨트롤러의 제어 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도면에는 컨트롤러(70)를 구성하는 제어요소로서, 커피 분말에 산소수를 공급 제어하는 용수 제어부(71)와, 이 용수 제어부(71)에 연결되어 산소수에 의해 충분히 적셔진 슬러리 상태의 커피 분말에 대한 적시기과정을 제어하는 적시기 제어부(72)와, 이 적시기 제어부(72)에 연결되어 산소수 분사모듈에 신호를 인가하여 상기 슬러리 상태의 커피 분말의 상단에 10~15mm의 수막을 형성하도록 산소수를 공급 제어하는 수막 제어부(73)과, 이 수막 제어부(73)에 연결되어 진공펌프를 동작시켜 상기 내통에 흡입압을 작용시켜 추출공간으로 커피 추출액을 모으는 추출 제어부(74) 끝으로 이 추출 제어부에 연결되어 추출공간에 일시 저장된 커피 추출액을 커피 세이버로 유입되게 솔레노이드 밸브를 온/오프(ON/OFF) 제어하는 드립 제어부(75)로 구성된 진공 흡입식 콜드브루 추출기가 도시되어 있다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명의 주요한 기술적 개요를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 가정이나 커피음료를 전문적으로 제공하는 카페 등에 사용할 수 있도록 비교적 부피가 작으면서 취급이 용이한 소형의 콜드브루 추출기을 제공하기 위한 것으로, 경제적이고 추출량이 다량으로 일정하게 나오는 고농도의 커피 추출액을 제조할 수 있으면서 공지의 에스프레스 머신이나 콜드브루 추출기와 비교하여 커피 분말의 사용량을 50% 가량 줄일 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 자연 낙수 방식의 콜드브루 추출기의 단점인 추출 시간이 오래 걸리는 데서 발생하는 경제성이 낮은 폐단과 함께 추룰물의 변질이나 산패의 우려를 해소하도록 진공 흡입 방식을 적용한 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 커피를 추출하기 위한 용수로서 정수 처리된 음용수를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 용존 산소량을 높인 산소수를 사용하는 것을 제안하며, 이는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 종래기술을 사용하는 것이며 이하에서 그 개념을 간략하게 설명하기로 한다.

본 발명은 물탱크(11) 내의 용수에 대한 미세한 공기방울을 주입하여 용존 산소량을 높인 산소수를 생성하고, 이를 커피분말을 통과시키는 방식을 통해 다량의 산소가 커피분말에 침투되어 용해를 용이하게 하는 호기성 발효작용과 분해작용을 유도함으로써 맛과 풍미가 향상되면서 높은 추출효율을 기대할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 산소를 호흡하는 경우와 산소수를 음용하는 경우를 비교하면, 자연 호흡시 산소 흡입률은 약 8% 인 반면, 구강으로 흡입시에는 약 43% 이므로 고농도의 산소수를 흡입하는 것이 흡수율이 더 좋은 것을 알 수 있다.

또한 일반 호흡시 운동 후 혈액 내 산소압력이 90%로 이하로 저하되는데 이를 95%로 도달하려면 대략 2시간 가량 소용되나, 산소수를 음용하는 경우에는 음용 즉시 96.7%에 도달한다.

또한 음용으로 섭취한 산소는 폐를 통한 산소에 비해 각 세포 조직에 전달하는 속도가 10배 이상 빠르며 세포 재생과정이 더욱 강력한 것으로 여러 연구결과를 통해 확인되고 있다. 이를 간과하여 음용 산소수를 제공하여 사용자가 언제든지 취출하여 마실 수 있도록 산소수 음용코크(17)를 제공한다.

이러한 산소수를 생성하여 커피를 추출하는 본 발명은 외체를 형성하는 것으로 일측에 용수를 저장하는 물탱크(11)를 구비한 본체(10)와, 상기 물탱크(11)내의 용수에 대한 용존 산소량을 높이도록 공기 방울을 발생시키는 고압버블펌프(60′)와, 상기 물탱크(11)내의 산소방울 용수를 분사 공급하기 위한 분사펌프(53)를 구비한 산소수 분사모듈(50)과, 상기 분사펌프(53)를 통해 산소방울 용수를 공급받는 것으로 일측에 솔레노이드 밸브(35)가 설치된 외통(30)과, 상기 외통(30) 내측에 구비되어 그 내부에는 커피분말이 채워지는 것으로 하면에는 커피 추출액만 통과하도록 되어 있는 내통(20)과, 상기 고압버블펌프(60′)와 산소수 분사모듈(50) 그리고 솔레노이드 밸브와 회로 연결되어 동작을 제어하는 제어부(70)를 포함하는 구성으로, 이는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 등록특허 제10-2415809호와 유사한 것으로, 본 발명의 기술적 특징부는 산소수를 원두 커피를 분쇄하여 된 커피 분말에 분사하여 수막을 형성시킨 상태로 추출과정을 통해 커피의 유용한 성분이 충분히 우러날 수 있도록 한 후 진공압을 작용하여 추출시킴으로써 추출 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 고압버블펌프의 동작시간을 감지하는 센서와 상기 수위레벨센서 및 타이머센서에 연결되어 감지신호를 인가받는 것으로 상기 물탱크의 수위량에 따라 설정시간 동안 고압버블펌프를 동작 제어하는 산소수 유지 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시례를 나타낸 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기(1)를 이루는 각 구성요소를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본체(10)는 외체를 형성하는 것으로 각종 구성품이 설치될 수 있는 공간을 제공함과 아울러 외면 일측에는 기기의 동작상태를 화면으로 표시하기 위한 디스플레이와, 사용자로부터 조작력을 입력받기 위한 복수의 버튼으로 이루어진 조작패널(13)이 구성된 요소이다.

이러한 본체(10)의 외면 일측에는 사용자로부터 조작력을 받아 전원을 온오프(ON/OFF)시키기 위한 전원스위치(15)가 구비되고, 전면 일측에는 기기의 동작상태를 디스플레이 또는 엘이디 표시등으로 점등 안내함과 아울러 사용자로부터 조작력을 입력받기 위한 복수의 버튼을 구성하여 된 조작패널(13)이 구비된다.

또한, 상기 본체(10)는 후면 일측에 사용자가 슬라이드 끼움동작을 통해 간편하게 장착시키거나 분리시킬 수 있도록 된 물탱크(11)가 구비되며, 이때의 물탱크(11)는 커피분말에 대한 추출을 하기 위한 용존산소를 높인 음용수인 산소수가 보관된다. 이러한 물탱크(11)는 후술할 분사펌프(53)와 산소수 공급관(51)이 연결되는 구성이다.

한편, 상기 본체(10)는 일측부에 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 음용 산소수 음용코크(17)가 설치되는 구성이며, 이러한 음용 산소수 음용코크(17)는 일측에 산소수 토출을 단속하기 위한 코크용 솔레노이드 밸브(17s)에 의해 개폐되는 구성이며, 상기 코크용 솔레노이드 밸브(17s)는 후술할 제어부(70)의 제어신호를 받아 밸브개폐 동작을 실시하는 구성이다. 이와 같은 구성의 음용 산소수 음용코크(17)을 통해 산소수를 음용하기 위해서는 상기 조작패널(13)에 마련된 산소수 취출 버튼(미부호)을 누르면, 이 버튼(미부호) 신호에 연동하여 상기 코크용 솔레노이드 밸브(17s)가 설정된 시간이나 설정된 유량 만큼 토출하게 되며, 이러한 구성은 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

미설명 부호 (19)는 상기 음용 산소수 음용코크(17)의 아래측 구비되어 산소수를 담기 위한 컵이나 용기를 올려 놓을 수 있도록 된 받침대를 나타낸 것이다.

또한, 상기 음용 산소수 음용코크(17)는 상기 산소방울 용수인 산소수가 채워진 물탱크(11)에 관로로 연결되어 산소를 공급받도록 구비되며, 이때의 음용 산소수 음용코크(17)는 사용자의 레버조작에 연동하여 관로를 개폐시키는 수동조작용 코크가 사용되거나 또는 사용자로부터 누름스위치나 터치스위치 조작신호를 받아 솔레노이드 밸브에 의해 출수 동작이 제어되는 자동형 코크가 설치될 수 있다.

이러한 구성의 본체(10)는 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하다.

내통(20)은 후술할 외통(30)의 내측에 끼움 구비되되, 그 내부에는 커피분말이 채워지는 공간을 마련한 것으로, 본 발명에서는 상면은 개방되고, 하면에는 커피분말이 통과하지 않도록 하면서 유체 즉, 추출액은 통과시키기 위한 필터(21)가 구비된다. 이때의 상기 필터(21)는 금속망 형태로 제공되는 것이 바람직하며, 사용자가 잡고 들 수 있도록 하기 위한 손잡이(20a)가 구비된다.

이러한 구성의 내통(20)은 사용자가 직접 커피 분말을 투입하는 방식으로, 본 발명에서는 실시례로서 커피 분말의 투입 중량은 1kg, 1.5kg, 2.0kg 중 어느 하나를 선택하는 것을 제안한다.

일례로, 1리터의 커피 추출액을 내리는 경우에는 커피분말은 100g을 투입할 수 있으며, 1.5 kg은 150 g, 2.0 kg은 200g을 투입할 수 있으며, 커피 추출액과 커피분말의 투입량은 프로그래밍시 수정할 수 있다.

한편, 상기 내통(20)은 상,하면이 개방된 원통체 형상으로 상,하 외면에는 상기 외통(30)과의 기밀을 유지하기 위한 상,하부 패킹(22,23)을 구비하며, 상부 패킹(22)과 하부 패킹(23)은 고리 형상의 실리콘재로 제공되어 상기 내통(20)의 상부 외면과 하부 외면에 각각 끼움되어 후술할 외통(30)의 내면 상하부에 밀착 접촉되는 것에 의해 상기 내통(20)과 외통(30) 사이의 간극이 기밀을 유지할 수 있도록 한다.

외통(30)은 상기 본체(10)의 전면 일측에 구비되는 것으로 상면은 개방되고 하부에는 추출관(31)이 연결된 원통 형상으로 구비되는 것으로, 크게 내통 안착부(30a)와. 단차부(30b) 그리고 저장부(30c)로 이루어진다.

상기 내통 안착부(30a)는 상기 내통(20)이 끼움 삽입되어 수용할 수 있는 안착공간을 형성한 것으로, 내면에는 상기 상부패킹(22)과 하부패킹(23)이 밀착 접촉되어 상기 내통(20)과의 사이에 발생하는 간극이 밀폐되는 구조이다.

상기 단차부(30b)는 상기 내통 안착부(30a)의 하측으로 상대적으로 감소된 지름을 형성하면서 단차를 갖도록 한 부분으로, 상기 내통(20)의 하면 테두리가 걸림되어 상기 내통(20)이 아래측으로 이동되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 저장부(30c)는 상기 내통(20)의 하면을 차폐하는 형태로 구비된 필터(21)를 통과한 커피 추출액이 일시 저장되는 추출공간(c)을 제공하기 위한 것으로, 일측에는 진공포트(37a)가 연결된다.

이때, 상기 진공포트(37a)는 도 10을 참조하면, 상기 저장부(30c)의 상부측에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 진공포트(37a)와 진공관로(p)로 연결된 진공펌프(37)는 상기 저장부(30c)의 추출공간(c)과 연결된 내통(20)의 내부에 작용하여 강제적으로 추출이 이루어질 수 있을 정도의 흡입압을 발생시키면 된다. 즉, 진공펌프(37)의 흡입압이 지나치게 높은 경우 추출공간(c)으로 흡입되는 커피 추출ㄷ액이 흡입될 수 있으므로 이를 고려하여 적정한 진공압(흡입압)을 갖는 사양이 적용되어야 한다.

한편, 상기 진공포트(37a)는 상기 저장부(30c)의 내측으로 반원형으로 돌출된 가림부(37ap)가 형성되며, 이 가림부(37ab)는 상기 저장부(30c)의 내부에 대한 흡입작용시 커피 추출액이 유입되는 것을 억제하기 위한 가림 요소이다.

또한, 상기 외통(30)의 하면 중심에는 추출관(31)이 배관연결되는 구성이며, 상기 추출관(31)에는 후술할 컨트롤러(70)로부터 제어신호를 받아 관로를 온/오프 (ON/OFF) 개폐 단속하는 솔레노이드 밸브(35)가 설치되는 구성이며, 상기 추출관(31)의 하측에는 커피 추출액을 저장하기 위한 커피 세이버(40)가 배치된다.

이러한 구성의 외통(30)은 그 하부에 마련된 솔레노이드 밸브(35)와 추출관(31)을 포함한 구성요소가 외부에 노출시키지 않도록 본체(10)의 내부에 수용되는 구성이다.

한편 상기 외통(30)의 개방된 상면을 개폐하도록 드립퍼 뚜껑(32)을 구비하며, 이 드립퍼 뚜껑(32)은 상기 외통(30)의 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 유리 또는 합성수지재로 구비된다.

이러한 드립퍼 뚜껑(32)은 상기 물탱크(11)로부터 용수를 공급받기 위한 산소수 공급관(51)가 연결 구비되며, 이때의 상기 산소수 공급관(51)은 상기 뚜껑(32)을 외통(30)에서 분리시키기 위하여 유연한 변위가 가능한 플랙시블관으로 구비될 수 있다.

상기 진공펌프(37)는 상기 외통(30)의 추출공간 일측에 연결되어 상기 내통(20)에 채워진 슬러리 상태의 커피 분말 덩어리에 대한 흡입압을 작용하여 커피액을 강제 추출시킴으로써 추출공간(c)으로 빨아 당기는 흡입요소이다.

이러한 진공펌프(37)는 상기 외통(30)과 위치 간섭되지 않는 본체(10)의 내부 일측에 설치되어 상기 외통(30)과 진공관로(p)와 진공포트(37a)로 연결되는 구성이며, 일측에는 공기를 배기시키기 위한 에어벤트(37b)를 구비한 것으로, 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하다.

상기 컨트롤러(70)는 용수 제어부(71), 적시기 제어부(72), 수막 제어부(73), 추출 제어부(74), 드립 제어부(75)로 구성된다.

상기 용수 제어부(71)는 상기 산소수 분사모듈(50)에 제어신호를 인가하여 상기 내통(20)에 채워진 커피 분말에 산소수를 공급하여 커피 분말이 산소수에 충분히 적셔진 상태 즉, 슬러리 화 상태를 갖도록 하는 요소이다.

상기 적시기 제어부(72)는 상기 용수 제어부(71)에 연결되어 설정시간 동안 슬러리 상태의 커피 분말에 대한 적시기가 유지되는 것을 카운트 하기 위한 요소로, 설정시간에 도달하면 이를 출력단을 통해 신호를 출력하도록 구성된다.

상기 수막 제어부(73)는 상기 적시기 제어부(72)에 연결되어 카운트 완료신호를 인가받아 산소수 분사모듈(50)에 제어신호를 인가하는 요소이다.

즉, 이러한 수막 제어부(73)는 상기 적시기 제어부(72)로부터 신호를 인가받게 되면, 상기 산소수 분사모듈(50)을 구성하는 분사펌프(53)에 신호를 인가하여 상기 슬러리 상태의 커피 분말의 상단에 10~15mm의 수막을 형성하도록 산소수를 추가 공급 제어한다.

상기 추출 제어부(74)는 상기 수막 제어부(73)에 연결되어 설정된 높이 만큼 슬러리 상태의 커피분말 상측에 수막 형성이 완료되면 출력단에 연결된 진공펌프(37)에 제어신호를 인가하는 제어요소로, 상기 진공펌프(37)에 동작신호를 인가하여 상기 내통(20)에 흡입압이 작용되도록 하는 것에 의해 커피 추출액을 상기 외통(30)의 추출공간(c)으로 모이도록 하는 요소이다. 이러한 추출 제어부(74)는 설정 시간동안 진공펌프(37)를 동작시킬 수 있을 것이다.

상기 드립 제어부(75)는 상기 추출 제어부(74)에 연결되어 설정된 횟수 만큼 추출과정이 수행된 후 추출공간에 채워진 커피 추출액을 커피 세이버로 유입되게 상기 솔레노이드 밸브에 온(ON) 신호를 인가하는 제어요소이다.

즉, 상기 드립 제어부(74)는 상기 외통(30)의 추출공간(c)에 일시 저장된 커피 추출액을 커피 세이버(40)로 모이도록 추출관(31)에 설치되어 관로 개폐를 단속하는 솔레노이드 밸브(35)를 온(.ON) 시켜 관로가 개방되도록 제어한다.

이하 본 발명에 따른 진공 흡입식 콜드브루 추출기의 동작을 설명하기로 한다.

먼저 내통(20)에 커피 분말을 투입한 후 이를 외통(30)에 조립한다. 그러면 상기 내통(20)에 투입된 커피 분말에 대한 무게량에 대응하는 1.4배의 산소수를 공급하여 적시기과정을 완료한 후 커피 분말의 상부에 10mm~15mm 높이의 수막이 형성되도록 한 상태에서 진공펌프를 동작시켜 진공압/흡입압에 의한 강제 추출을 한다. 이는 투입된 커피 중량 대비 설정한 커피추출량을 충족할 때 까지 반복한다.

한편, 본 발명은 산소수에 충분히 적셔신 상태의 슬러리 상태의 커피 분말에 대하여 그 상부에 수막을 형성시켜 슬러리 상태의 커피 분말이 공기와 접촉되는 것을 차단하고, 이러한 상태에서 진공압을 이용하여 커피를 강제 추출시키는 방식이어서 커피 수율을 높일 수 있다.

바람직한 실시례로, 본 발명에서는 커피 분말의 무게에 대해 1.4배의 산소수를 분사한 후 10분 후 본 추출을 시작하는 방식이다.

실시례 1

적시기 : 커피 추출량

추출물의 양 선택	적시기 물의 양	적시기 시간	비고
1.0 리터	1.4 리터	6 분	조정가능하게 함
1.5 리터	2.1 리터	8 분
2.0 리터	2.8 리터	10 분

커피 추출 시 물량 투여 방법

추출량 선택	1회 투여 물 (산소수)의 양	투여 횟수	투여간격	추출시간	비고
1.0 리터	100 cc	10회	1분 간격	10분	조정 가능하게 함
1.5 리터	150 cc	10회	1분 30초 간격	15분
2.0 리터	200 cc	10회	2분 간격	20분

총 추출시간

추출물량 선택	소요시간	비고
1.0 리터	16 분	조정가능하게 함
1.5 리터	23 분
2.0 리터	30 분

청소시간

추출물량 선택	청소시간(물분사시간)	비고
1.0 리터	1 분	* 연속작업시는 추출 종료 후 시행 (시간 조정가능하게 함)
1.5 리터	2 분
2.0 리터	3 분

한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 진공 흡입식 콜드브루 추출기
10 : 본체 11 : 물탱크 13 : 조작패널
15 : 전원스위치 17 : 산소수 음용코크 19 : 받침대
20 : 내통 21 : 필터 22 : 상부 패킹
23 : 하부 패킹 30 : 외통 30a : 내통 안착부
30b : 단차부 30c : 저장부 31 : 추출관
32 : 드립퍼 뚜껑 35 : 솔레노이드 밸브 35a : 브래킷
37 : 진공펌프 37a : 진공포트 37b : 에어벤트
40 ; 커피 세이버 50 : 산소수 분사모듈 51 : 산소수 공급관
52 : 산소수 유입관 53 : 분사펌프 55 : 분사노즐
60 ; 산소수 생성모듈 60′: 고압버블펌프 61 : 유입관
62 : 벤츄리 인젝터 70 : 컨트롤러 71 : 용수 제어부
72 : 적시기 제어부 73 : 추출 제어부 74 : 밸브 제어부
75 : 드립 제어부 a : 수막b : 커피 분말층 c : 추출공간
p : 진공관로

Claims (5)

1. 물통의 산소수를 압송하여 분사하는 산소수 분사모듈을 구비한 본체;
   상기 산소수 분사모듈의 일측에 구비되어 내부에는 커피 분말이 채워지고 하면은 필터로 막힌 내통;
   상기 내통이 끼움되는 수용공간을 형성하되 상,하부 패킹에 의해 내통과의 기밀을 갖는 것으로, 수용공간의 하측으로 추출공간이 마련되고 하면에는 솔레노이드 밸브가 설치된 추출관이 구비된 외통;
   상기 외통의 하부 일측에 연결되어 내통에 흡입압을 작용하는 진공펌프;
   상기 커피분말에 산소수를 분사하여 슬러리 상태를 유지시킨 후 상기 슬러리의 상측에 수막이 형성되게 산소수를 공급하여 공기 유입을 차단한 상태에서 진공펌프를 동작시켜 추출공간으로 커피 추출액을 추출하고 그리고 솔레노이드 밸브에 신호를 인가하여 추출관을 개폐 제어하는 드립과정을 제어하는 것으로, 상기 산소수 분사모듈에 신호를 인가하여 내통에 채워진 커피 분말에 산소수를 공급하여 슬러리화 하는 용수 제어부 및 이 용수 제어부에 연결되어 설정시간 동안 커피 분말에 대한 적시기가 유지되게 카운트하는 적시기 제어부 및 이 적시기 제어부에 연결되어 카운트 완료시 상기 산소수 분사모듈에 신호를 인가하여 상기 슬러리의 상단에 10~15mm의 수막을 형성시켜 슬러리 상태의 커피 분말이 공기와 접촉되는 것을 차단하도록 산소수를 공급 제어하는 수막 제어부 및 이 수막 제어부에 연결되어 수막 형성 완료시 상기 진공펌프를 동작시켜 상기 내통에 흡입압을 작용하여 추출공간으로 커피 추출액을 모으는 추출 제어부로 이루어진 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공 흡입식 콜드브루 추출기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외통은 내면에 상.하부 패킹이 밀착 접촉되는 내통 안착부 및 이 내통 안착부의 하측으로 감소된 지름으로 단차를 갖는 것에 의해 상기 내통의 하면 테두리가 걸림되는 단차부 및 이 단차부의 하측으로 상기 필터를 통과한 커피 추출액이 일시 저장되는 추출공간을 형성한 것으로 일측에 진공포트가 연결된 저장부;로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 흡입식 콜드브루 추출기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 산소수 분사모듈은 상기 물통 내의 산소수를 강제 압송하는 분사펌프 및 이 분사펌프에 배관 연결되어 상기 내통의 상부로 산소수를 분사하는 분사노즐로 구성되고;, 상기 진공펌프는 상기 외통의 일측에 결합 설치된 진공포트와 연결되는 진공관로 및 상기 진공펌프의 타단에 연결되어 공기를 외부로 배기시키는 에어벤트로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 흡입식 콜드브루 추출기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 추출 제어부에 연결되어 추출공간에 일시 저장된 커피 추출액을 커피 세이버로 유입될수 있게 상기 솔레노이드 밸브에 온(ON) 신호를 인가하는 드립 제어부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공 흡입식 콜드브루 추출기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 본체는 일측에 설치되어 산소수를 취출하여 음용할 수 있도록 하는 산소수 음용코크 및 이의 하측에 배치되어 취출되는 산소수를 담기 위한 컵을 올려 놓기 위한 받침대를 구비한 진공 흡입식 콜드브루 추출기.