KR102605380B1 - 달임 장치 및 추출기 - Google Patents

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에뒤아르트 아드리 브레이더르
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제이.엠. 데 용 뒤케 아우토마텐파브릭 비.브이.
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Abstract

특히 에스프레소를 제조하기 위한, 추출기용 달임 장치는 일정량의 분말을 그 안에 수용하기 위한 챔버 벽(5)에 의해 에워싸인 달임 챔버(7)를 포함한다. 달임 챔버는 제 1 챔버 저부(20)와 제 2 챔버 저부(30) 사이에 위치한다. 제 1 챔버 저부(20)는 분말을 베드에 압축하기 위하여 선형 액튜에이터에 결합되고 달임 챔버 안에서 축방향으로 움직일 수 있다. 구동부가 제공되어 챔버 저부(20, 30)들이 서로 접근할 때 챔버 벽과 챔버 저부들중 하나 사이의 상대적인 회전을 부과한다. 이러한 목적을 위하여 개별의 챔버 저부(30)는 챔버 벽(5) 안에서 회전 가능하고 구동부는 제 1 챔버 저부(20)의 접근 움직임 동안에 회전을 부과하도록 구성될 수 있다. 슬립 커플링(60)은 트랜스미션에 제공된다.

Description

달임 장치 및 추출기{Decoction Device And Extraction Apparatus}
본 발명은 특히 에스프레소를 제조하기 위한, 추출기를 위한 달임 장치에 관한 것으로서, 이것은 일정량의 분말을 수용하기 위한 챔버 벽에 의해 에워싸인 달임 챔버를 포함하고, 상기 달임 챔버는 제 1 챔버 저부와 제 2 챔버 저부 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 적어도 제 1 챔버 저부는 선형 액튜에이터에 결합되고 달임 챔버 안의 분말을 베드(bed)로 압축하기 위하여 달임 챔버 안에서 축방향으로 움직일 수 있고, 챔버 저부들이 서로 접근할 때 챔버 저부들중 적어도 하나와 챔버 벽 사이에 상대적인 회전을 부과하도록 구동부가 제공된다.
그러한 달임 장치는 유럽 특허 EP 2,474,253 에 공지되어 있다. 달임 장치를 가진 커피 기계가 개시되어 있으며, 달임 장치는 그 안에 각을 이루어 배치된다. 달임 장치는 실린더형 챔버 벽 내부에 달임 챔버를 포함하며, 실린더형 챔버 벽은 일정량의 커피 분말의 공급을 위한 공급 개구와 함께 대략 중간에 제공된다. 달임 챔버는 양쪽 측부상에서 제 1 및 제 2 챔버 저부에 의하여 각각 경계가 이루어진다. 제 1 챔버 저부는 여기에서 피스톤 로드의 외측 단부상에 피스톤을 포함하며, 이것은 온수를 받아들이기 전에, 커피 분말을 제 2 챔버 저부에 대하여 콤팩트한 베드(compact bed)로 가압하기 위하여 축방향 내측의 행정을 만든다. 제 2 챔버 저부에는 필터 및 유출 포트가 제공되고, 온수가 커피 베드를 통해 증가된 압력으로 대향하는 측으로부터 운반된 후에 유출 포트로부터 통상 에스프레소라고 지칭되는 커피 추출물이 배출될 수 있다.
여기에서 중요한 것은 커피 베드에 걸쳐 온수의 균일한 분포를 향상시키기 위하여 커피 분말이 베드에 균일하게 분포되고 균질을 이루어 압축되는 것이다. 이것은 커피를 절감할 뿐만 아니라, 제조된 추출물의 풍미, 양 및 균일성을 향상시키기도 한다. 공지된 장치에서 피스톤 로드에는 이러한 목적을 위하여 헬리컬 홈(helical groove)가 제공되며, 챔버로부터 연장된 캠이 헬리컬 홈과 맞물려 있다. 피스톤 로드의 축방향 움직임 동안에, 회전이 그 위에 중첩되며, 이것은 커피 베드를 콤팩트하게 하는 동안 제 1 챔버 저부의 대응하는 회전이 이루어지는 결과를 가져온다. 커피 분말은 그에 의해 수반되고 따라서 챔버 저부의 표면에 걸쳐 더 잘 분포된다.
비록 향상된 균질성이 커피 베드에서 그렇게 얻어질지라도, 공지된 장치는 피스톤 로드에 의하여 2 가지의 움직임, 즉, 병진 및 회전이 동시에 수행된다는 단점을 가진다. 제 2 챔버 저부로의 접근과 커피 베드의 압밀(compaction) 동안에 상기 회전은 특히 높은 저항을 겪을 것인데, 이것은 피스톤 로드상의 높은 토션(torsion) 및, 따라서 높은 부하로서 명백해진다. 따라서 그것은 상기 부하 아래의 어떤 지점에서 붕괴하지 않도록 상대적으로 많은(heavy) 형태로 주어져야 한다. 더욱이, 움직임들 양쪽 모두는 불가피하게 서로 연결되고 공지된 장치에서 서로 영향을 미치며, 이것은 장치 설계에서의 자유로움을 제한한다.
따라서 본 발명의 목적은, 다른 것중에서도 상기의 단점 및 다른 단점들을 적어도 현저한 정도로 회피하는 달임 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 전제부에 기재된 유형의 달임 장치는 본 발명의 제 1 양상에 따른 특징을 가지는데, 제 2 챔버 저부는 챔버 벽 안에서 회전 가능하고, 구동부는 제 1 챔버 저부의 접근 움직임 동안에 제 2 챔버 저부와 챔버 벽 사이에서 회전 운동을 부과할 수 있도록 구성된다. 본 발명에 따르면, 회전되게 설정되는 콤팩트 베드(compact bed)에 분말을 압축하기 위하여 축방향 병진을 수행하는, 제 1 챔버 저부 뿐만 아니라, 회전이 챔버 벽에 대하여 제 2 챔버 저부에 부과된다. 커피 베드를 형성하는 동안 제 2 챔버 저부 또는 챔버 벽을 회전되게 설정하는 것은, 그에 의하여 분말이 수반되고, 제 1 챔버 저부 및, 그에 결합된 액튜에이터상에 추가적인 부하를 초래해야만 할 필요 없이, 분말이 챔버 저부들의 표면에 걸쳐 더 잘 분포되는 것을 달성한다. 따라서 양쪽의 움직임들은 원칙적으로 서로 분리되고, 따라서 서로에게 독립적으로 적어도 더 큰 범위로 더욱 부과될 수 있다.
여기에서 달임 장치에는 구동부가 제공될 수 있으며, 구동부는 전체적으로 제 1 챔버 저부의 구동부와 독립적이다. 그러나, 재료, 구성 요소들, 치수 및 비용을 절약하는 관점으로부터, 본 발명에 따른 달임 장치의 바람직한 실시예는 구동부가 제1 챔버 저부의 액튜에이터에 대한 트랜스미션을 포함하는 특징을 가진다. 따라서 챔버 벽에 대한 제 2 챔버 저부의 회전이 제 1 챔버 저부의 구동을 제공하는 액튜에이터에 연결되는 반면에, 그럼에도 불구하고 이상적인 분말의 분포를 위하여, 그 사이에 배치된 트랜스미션은 제 1 챔버 저부의 선형 움직임에 대한 최적의 회전(속도)을 위하여 충분한 설계의 자유를 제공할 것이다.
본 발명에 따른 달임 장치의 특정한 실시예는 여기에서 트랜스미션이 기어휘일 트랜스미션(gearwheel transmission)을 포함하고, 액튜에이터는 스크류 스핀들(screw spindle)을 포함하는 특징을 가진다. 제 2 챔버 저부의 회전은 여기에서 기어휘일 및 기어 비율의 적절한 선택으로써 스크류 스핀들의 회전으로부터 도출되지만, 그럼에도 불구하고 2 개의 챔버 저부들 사이의 표면에 걸쳐서 최적의 분말 분포로 적합화될 수 있고 더 많은 자유를 가지고 조절될 수 있다. 더욱이, 소망된다면, 트랜스미션 비율의 그러한 설정은, 예를 들어 축방향으로 연장될 수 있는 원추형 트랜스미션 부재들에 의하여 역학적으로(dynamically) 최적화되게 제어될 수 있다.
실제적인 관점으로부터 회전 챔버 저부의 회전을 액튜에이터에 연결하는 것이 바람직스럽다. 따라서 달임 장치는 모터에 대한 오직 단일의 커플링(coupling) 및 챔버 저부들에 의해 수행되어야만 하는 양쪽 움직임에 에너지를 공급하기 위한 오직 하나의 모터를 필요로 한다. 이것은 공간을 절감하고 구성 요소들을 절감하는 결과를 가져온다. 2 개의 챔버 저부들 사이에서 압축되고 있을 때 커피 베드상에서 회전하는 챔버 저부의 과도한 마찰로부터 초래되는 액튜에이터의 과부하에 대응하기 위하여, 전제부에 기재된 유형의 달임 장치는, 구동부가 액튜에이터에 대한 트랜스미션을 포함하고, 슬립 커플링이 구동부 안에 수용되는, 본 발명의 제 2 양상에 따른 특징을 가진다. 그러한 슬립 커플링은 트랜스미션에 의하여 전동될 힘을 제한하고, 그에 의하여 상기 트랜스미션, 액튜에이터 및/또는 그에 결합된 모터의 과부하에 대한 안전 메커니즘을 제공한다. 그럼에도 불구하고, 그 순간까지 적용된 회전은 분말 베드의 표면에 걸친 분말의 균일한 분포를 보장할 것이다.
특정의 실시예에서, 달임 장치는, 슬립 커플링이 구동부 안에 수용되고, 슬립 커플링이 구동부 라인(drive line)의 횡방향으로 서로에 대하여 압력 하에 놓이는, 특히 스프링 수단의 스프링 압력하에 놓이는 마찰 동체들의 세트를 포함하는, 본 발명의 특징을 가진다. 따라서 최대 구동 토크는 스프링 수단의 바이어스(bias)와 조합된 2 개의 마찰 동체들 사이의 상대적인 마찰에 의해 결정된다. 이것은 여기에서 선택에 의하여 기계적으로 및/또는 전자적으로 조절될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 달임 장치가 제공된, 특히 커피 기계인 추출기에 관한 것으로서, 예시적인 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 달임 장치의 예시적인 실시예의 길이 방향 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 달임 장치의 (트랜스미션) 부분의 단면도를 도시한다.
도 3 은 도 2 의 일부에 대한 사시도이다.
도면은 전적으로 개략적이고 항상 축적에 맞춰서 (똑같이) 도시되지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 특히 일부 치수는 명확성을 위하여 크거나 작게 과장될 수 있다. 도면에서 대응되는 부분들은 동일한 참조 번호로 지시되어 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 달임 장치의 예시적인 실시예의 단면도에 대한 측부를 도시한다. 이러한 달임 장치(decoction device)는 추출기에서 실질적으로 수평 방위로 적용된다; 이러한 예에서 추출기는 에스프레소 커피 및, 그로부터 얻을 수 있는 예를 들어 룽고(lungo) 및 카푸치노와 같은, 커피 스페시알티(coffee specialties)를 제조하기 위한 커피 장치이다. 달임 장치는 플라스틱 하우징(3)을 포함하며, 이는 챔버 벽(5)에 의해 감싸인 실린더형 달임 챔버(7)를 위한 공간을 제공한다. 커피 분말을 달임 챔버(7)로 공급할 목적으로 챔버 벽(5) 안에 공급 개구(9)가 제공되는데, 상기 공급 개구를 통하여 측정된 양의 갈린 커피(ground coffee)가 달임 챔버 안으로 도입될 수 있다. 달임 장치의 수평 방위 때문에, 도면의 예시된 바와 같이 특징적인 분말 더미(11)가 형성되는 결과를 가져온다.
달임 챔버는 제 1 챔버 저부(20) 및 제 2 챔버 저부(30)에 의하여 양측에서 경계를 이룬다. 제 2 챔버 저부(20)는 축방향으로 움직일 수 있고 스크류 스핀들 세트의 형태인 선형 액튜에이터(40)에 결합되는데, 도면에 스크류 스핀들 세트중 하나가 도시되어 있다. 스크류 스핀들은 그 안에 달임 장치가 배치될 추출기의 모터에 의해 구동되는데, 상기 모터는 달임 장치의 외부에 위치되며 따라서 더 이상 도시되지 않는다. 달임 장치는 이러한 목적을 위하여 스크류 스핀들(40)의 외측 단부에 모터 연결부(45)를 포함한다. 제 1 챔버 저부에는 온수의 공급 및 통과를 위한 공급 수단이 더 제공된다. 공급 수단은 온수 연결부(25)를 포함하고, 상기 온수 연결부에 추출기의 물 도관이 결합될 수 있고 추출기의 펌프 및 온수 공급부에 의하여 작동중에 공급이 이루어진다. 온수는 제 1 챔버 저부에 있을 목적으로 제공된 통로 개구를 통하여 달임 챔버(7)로 증가된 압력하에 전달되어 안내된다.
제 2 챔버 저부(30)는 커피 필터(33) 및 유출 개구(35)를 포함하며, 분말(11)이 달임 챔버에 남아서 유지되어 있으면서, 준비되어야 하는 추출물은 상기 유출 개구를 통하여 배출될 수 있다. 도면의 평면을 벗어나서 개구상에 제공된 것은 유출 도관을 위한 호스 결합구(hose coupling)로서, 유출 도관은 제조물이 사용자에 의하여 취해질 수 있는 장치의 유출부로 이어진다.
분말(11)은 이미 응집 베드(cohesive bed)로 압축되었는데, 즉, 추출하기 전에, 제 1 챔버 저부(20)가 그것으로 커피 분말(11)을 운반하면서 액튜에이터(40)에 의해 축방향으로 연장되었다는 점에서 그러하다. 따라서 압축된 커피 베드(coffee bed)는 적절한 펌프 용량과 조합되어, 소위 에스프레소 커피를 추출하기에 충분한 압력의 구축(pressure build-up)을 허용한다. 분말(11)이 베드에 걸쳐 균일하게 분포됨으로써 온수가 그것을 통하여 균일하게 안내되는 것이 소망스럽다.
이러한 목적을 위하여 구동부가 제공되는데, 상기 구동부는 이러한 예에서 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 제 2 챔버 저부(30)에 결합됨으로써, 제 1 챔버 저부(20)에 접근할 때 제 2 챔버 저부상에 회전을 부과한다. 회전 필터는 달임 장치의 기본 메커니즘을 구동하도록 이미 사용된 2 개의 스핀들(40)중 하나에 결합됨으로써 구동된다. 대향하는 챔버 저부(20)의 움직임 동안에 회전 챔버 저부(30)는 균일하게 분포된 커피 베드가 결과되는 것을 보장할 것이다.
이러한 예에서 상기 구동부는 스크류 스핀들(40)중 하나의 기어휘일 트랜스미션(51, 52, 53)을 포함한다. 기어휘일(51, 52, 53)들의 적절한 트랜스미션 비율로써, 커피 베드에서의 커피 분말(11)의 최적의 분포를 위하여 적절한 회전 속도가 제 2 챔버 저부(30)에 부여될 수 있다. 제 1 챔버 저부(20)를 향하여 면하는 제 2 챔버 저부의 주 표면상에 릴리프(relief)가 제공될 수 있으며, 릴피프는 적절한 분포에 더 기여한다.
모터, 스핀들(40) 및, 스핀들(40)과 회전 챔버 저부(30) 사이의 기어휘일 트랜스미션(51, 52, 53)의 과부하를 회피할 목적으로 슬립 커플링(slip coupling, 60)이 제공된다. 이것은 일단 커피 베드가 균일하게 분포되었다면 커피 베드가 더욱 콤팩트하게 될 수 있는 것을 보장한다. 이러한 커플링 때문에 커피 베드의 저항이 너무 커질 때 회전 챔버 저부(30)는 회전이 멈춰진다. 이러한 메커니즘은 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 달임 시스템(decoction system)의 전방 프레임에 장착된다. 슬립 커플링(60)은 스핀들(40)상으로 직접 장착된다. 슬립 커플링은 부쉬(61), 기어휘일(51), 슬라이드 플레이트(62) 및 스프링(63)으로 이루어진다. 중간 기어 휘일(52)을 통하여, 스핀들(40)의 회전은 챔버 저부(30)상에 장착된 중심 기어휘일(53)로 전동되어 회전되게 한다. 이러한 챔버 저부(30)는 필터 캐리어(filter carrier, 31) 및 필터(33)를 포함하고, 따라서 간단하게 필터로서 지칭된다.
대체로, 특히 효과적이고 신뢰성 있는, 특히 커피 장치를 위한 달임 장치가 여기에 제공되었으며, 상기 달임 장치를 가지고 우수한 커피 품질 및 균일성이 달성될 수 있다.
비록 본 발명은 오직 하나의 예시적인 실시예를 참조하여 위에서 더 설명되었지만, 본 발명이 그에 제한되지 않음은 명백할 것이다. 반대로, 본 발명의 범위내에서 당업자에게 여러가지 변형 및 실시예들이 여전히 가능하다.
5. 챔버 벽 7. 달임 챔버
9. 공급 개구 11. 분말 더미
20. 제 1 챔버 저부 30. 제 2 챔버 저부

Claims (13)

  1. 추출기(extraction apparatus)용 달임 장치(decoction device)로서, 일정량의 분말을 수용하기 위한 챔버 벽에 의해 에워싸인 달임 챔버를 구비하고, 상기 달임 챔버는 제 1 챔버 저부와 제 2 챔버 저부 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 적어도 제 1 챔버 저부는, 달임 챔버 안에 있는 분말을 베드(bed)로 압축하기 위하여, 선형 액튜에이터에 결합되어 달임 챔버 안에서 축방향으로 움직일 수 있고,
    챔버 저부들이 서로 접근할 때 챔버 벽과 챔버 저부들중 적어도 하나 사이에서 상대적인 회전을 부과하도록 구동부가 제공되고,
    제 2 챔버 저부는 챔버 벽 안에서 회전 가능하고,
    구동부는 제 1 챔버 저부의 접근 움직임 동안에 챔버 벽과 제 2 챔버 저부 사이에서 상대적인 회전을 부과할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 구동부는 제 1 챔버 저부의 액튜에이터에 대한 트랜스미션을 포함하는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 트랜스미션은 기어휘일 트랜스미션(gearwheel transmission)을 포함하고, 액튜에이터는 스크류 스핀들(screw spindle)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 챔버 저부는 슬립 커플링(slip coupling)을 통하여 구동부에 결합되는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 슬립 커플링은 구동부 라인의 횡방향으로 서로에 대하여 압력하에 놓인 마찰 동체들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 마찰 동체들은 서로에 대하여 스프링 수단의 스프링 압력 하에 놓인 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  7. 추출기용 달임 장치로서, 일정량의 분말을 수용하기 위하여 챔버 벽에 의해 에워싸인 달임 챔버를 포함하고, 상기 달임 챔버는 제 1 챔버 저부와 제 2 챔버 저부 사이에서 길이 방향으로 연장되고,
    적어도 제 2 챔버 저부는, 달임 챔버에 있는 분말을 베드(bed)로 압축하기 위하여 선형 액튜에이터에 결합되어 달임 챔버에서 축방향으로 움직일 수 있고,
    챔버 저부들이 서로 접근할 때 챔버 벽과 챔버 저부들중 적어도 하나 사이에서 상대적인 회전을 부과하도록 구동부가 제공되고,
    구동부는 액튜에이터로의 트랜스미션을 포함하고, 구동부에 슬립 커플링(slip couling)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 슬립 커플링은 구동부 라인의 횡방향으로 서로에 대하여 압력하에 놓인 마찰 동체들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 마찰 동체들은 서로에 대하여 스프링 수단의 스프링 압력 하에 놓인 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 트랜스미션은 그에 의해 구동되는 챔버 저부에 대한 기어휘일 트랜스미션을 포함하고, 액튜에이터는 스크류 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 챔버 저부들 중 적어도 하나는 다른 챔버 저부를 향하는 주 표면상에 부조(relief)를 가지는 것을 특징으로 하는, 달임 장치.
  12. 제 11 항에 따른 달임 장치를 포함하는, 추출기.
  13. 제 11 항에 따른 달임 장치를 포함하는, 커피 기계.
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