KR20060105467A - 커피 기계의 커피 분쇄기에 커피 원두의 부재를 검출하는방법 및 그 방법을 수행하기 위한 커피 메이커 - Google Patents

커피 기계의 커피 분쇄기에 커피 원두의 부재를 검출하는방법 및 그 방법을 수행하기 위한 커피 메이커 Download PDF

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Abstract

커피 메이커(1)의 분쇄기 유닛(3)에 커피 원두의 부족을 검출하기 위해서 분쇄기 유닛의 작동 동안에 분쇄기 유닛(3)에 의해 생성된 진동의 레벨 및/또는 스펙트럼이 측정되고 커피 원두가 있는지 여부를 결정하는데 사용되는 방법이 제안된다. 바람직하게, 커피 분쇄기 유닛의 하우징(3a)의 진동 레벨이 모니터되고, 레벨이 미리 설정된 값 이상으로 변하고 및/또는 기준값 이하로 떨어지면 커피 원두가 부족하다고 인식된다.
커피 메이커, 커피 원두 용기, 분쇄기 유닛, 전기 모터, 끓임 조립체, 끓임 챔버, 커피 분말

Description

커피 기계의 커피 분쇄기에 커피 원두의 부재를 검출하는 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 커피 메이커 {A METHOD OF DETECTING THE ABSENCE OF COFFEE BEANS IN A COFFEE GRINDER OF A COFFEE MACHINE AND COFFEE MAKER FOR PERFORMING THE METHOD}
도1은 커피 메이커의 개략적 도면을 상세히 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 커피 메이커
2 : 커피 원두 용기
3 : 분쇄기 유닛
3a : 하우징
4 : 전기 모터
5a, 5b : 분쇄용 휠
6 : 끓임 조립체
7 : 끓임 챔버
8 : 커피 분말
본 명세서에 언급된 종류의 커피 메이커는 신선한 커피 음료를 완전히 자동으로 준비하도록 구성된다. 그런 커피 메이커는 커피 원두를 수용하기 위한 커피 원두 용기, 커피 원두를 분쇄하기 위한 분쇄기 유닛 및 갓 분쇄된 커피 분말이 공급되는 끓임 유닛을 포함한다. 끓임 유닛에서, 커피 분말은 압축되고, 그후에 가압된 끓는 물을 유동시켜 추출된다. 그런 커피 메이커는 범용적으로 또한 "에스프레소 커피 기계"라고 불린다.
이 커피 메이커와 관련된 하나의 특정 문제는 특정 시간 동안에 로드 조건없이 가동되면 분쇄기 유닛의 구동 모터가 과열될 수 있기 때문에 분쇄기 유닛에서 커피 원두의 부족이 가능한 빠르게 검출되어야 하는 것을 포함한다. 커피 원두를 충전한 후에 적절한 커피 음료를 끓이는데 필요한 커피 분말의 정확한 총량을 얻기 위해 이미 분쇄된 양을 보완하는데 필요한 커피 원두의 잔류 양만을 분쇄하는 분쇄 사이클이 계속될 수 있도록, 커피 원두의 부족이 검출되면 실제 분쇄 사이클에서 이미 분쇄된 커피 원두의 양에 대한 관계를 정해야 한다는 점을 포함한다. 그렇지 않으면, 이미 분쇄된 양의 커피는 새롭고 가득 채운 커피 분말로 사용되거나 대체되지도 못하고 폐기될 수 있다.
그러나, 분쇄 작동시에 커피 부스러기가 생겨서 많은 커피 원두가 커지고, 대부분의 감지 수단을 파괴하는 상기 부스러기는 빠른 오염 상태를 만들기 때문에 종래의 감지 수단의 수단에 의한 커피 메이커의 분쇄기 유닛에 커피 원두 부족 검출은 문제가 있다.
또한, 분쇄기 유닛에 있어 커피 원두의 존재 또는 부재는 분쇄기 유닛을 구동하는 전기 모터의 전류 소비로부터 결정하는 것이 알려져 있다. 그러나, 대부분의 경우에 기어박스는 모터와 분쇄기 유닛 사이에 배열되고, 모터가 각각 로드를 받는 상태 또는 받지 않는 상태일 때 전류 소비에 있어 단지 작은 차이가 관찰될 수 있기 때문에 기어박스의 고감속량에 기인한 커피 원두 부족의 검출을 방해하므로 실시예에서 그런 방법은 그것의 신뢰도를 입증하지 못했다. 수개월 및 수년에 걸쳐, 분쇄기 유닛의 특정 성분을 가동하여 모터의 전류 소비의 연속적인 감소를 야기한 사실로 또 다른 문제가 나타나고, 따라서 커피 원두의 부족을 전류의 측정 수단으로 검출하는 것이 추가적으로 방해된다. 결국, 예를 들어 대기 온도 및 습도, 분쇄될 커피 원두의 종류, 크기 및 볶음 정도, 노화에 기인한 분쇄기 유닛의 마모 및 변화뿐 아니라 분쇄의 선택된 정도같은 또 다른 파라미터가 전류의 소비와 측정의 중요성에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은 분쇄기 유닛의 파라미터를 사실상 독립적으로 변경하거나 조정할 수 있으며 커피 원두 부족을 쉽게 인식하고 신뢰성 있게 표시할 수 있는 커피 메이커의 커피 원두 분쇄기 유닛에 커피 원두의 부족을 검출하는 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 청구항 제1항에 따른 공정을 제안한다.
따라서, 본 발명의 기본적인 아이디어는 분쇄기 유닛의 작동시에 분쇄기 유 닛에 의해 생성된 진동의 레벨 및/또는 스펙트럼을 측정하는 단계와, 분쇄기 유닛에 원두가 아직 있는지 또는 분쇄기 유닛이 로드없이 작동하는지 즉, 분쇄될 임의의 커피 원두를 포함하지 않는지에 대한 측정 결과를 기초로 결정하는 단계로 구성된다. 결국, 이 진동의 스펙트럼 및 진동의 측정된 레벨을 기초로 둘다 분쇄기 유닛에 커피 원두의 존재 또는 부족을 탐지하는 것이 기본적으로 가능함을 보여준다.
그 공정의 양호한 진보된 실시예는 종속 청구항 제2항 내지 청구항 제7항에 부연된다.
따라서, 양호한 실시예에서, 진동의 레벨은 연속적으로 기록되고, 측정된 레벨의 크기가 각각 미리 설정된 값 이상으로 변하고 및/또는 레벨의 크기가 기준값 이하로 떨어지면 분쇄기 유닛의 작동은 정지된다. 그로 인해, 특히 로드가 없는 상태의 분쇄기 유닛의 작동시보다 분쇄 작동시에 진동의 레벨이 실제로 더 높다는 사실이 장점이 된다.
또한, 분쇄기 유닛에서 커피 원두의 부재를 탐지하는 필요 수단이 적은 비용으로 실현될 수 있고 쉽게 적용될 수 있는 방법을 수행하기 위한 커피 메이커를 제공한다.
이것을 위해, 청구항 제8항에 따른 커피 메이커가 제안된다.
커피 메이커의 양호한 진보된 실시예는 종속 청구항 제9항 및 청구항 제12항에 부연된다.
본 발명에 따른 커피 메이커와 방법의 양호한 실시예가 커피 메이커의 상세한 개략적 도면을 도시하는 단독 도면을 참조로 아래에 설명된다.
도면에 개략적으로 도시된 커피 메이커(1)는 기본적으로 커피 원두 용기(2), 커피 분쇄기(3), 끓임 조립체(6), 음료 출구(9), 센서(11), 전자 모니터링 및 분석 유닛(13) 및 전자 제어 유닛(16)으로 구성된다. 커피 분쇄기(3)는 두개의 분쇄용 휠(5a, 5b) 중 적어도 하나에서 감속 기어박스(도시되지 않음)의 수단으로 구동되는 전기 모터(4)로 구성된다. 커피 분쇄기(3)는 커피 원두 용기(2)의 아래에 위치되고 통로(2a)의 수단으로써 커피 원두 용기(2)와 통한다. 센서(11)는 커피 분쇄기(3)의 하우징(3a)에 부착되고 전도체(12)의 수단으로써 전자 모니터링 및 분석 유닛(13)에 연결된다. 전자 모니터링 및 분석 유닛(13) 그 자체는 전자 제어 유닛(16)에 연결되고, 후자는 제어 전도체(17)의 수단으로써 커피 분쇄기(3)에 연결된다.
끓임 조립체(6)는 커피를 추출하는 역할을 하는 끓임 챔버(7), 커피 분쇄기(3)에 의해 분쇄된 커피 분말(8) 각각을 포함한다. 끓임 챔버(7)에 수용된 커피 분말(8)는 도시되지 않은 피스톤 수단에 의해 압축되고, 그로 인해 압력하의 끓임 챔버(7)로 공급되는 끓는 물에 의해 추출된다. 끓임 조립체(6)에 준비된 커피 음료는 음료 출구(9)를 통해 후자 아래에 놓인 커피 컵으로 흐를 수 있다.
두개의 분쇄용 휠(5a, 5b) 중에서, 바람직하게 단지 상기 분쇄용 휠(5a)만이 전기 모터(4)에 의해 구동되고, 나머지 휠은 고정되고 커피 분쇄기(3)의 하우징(3a)에 토크를 견딜 수 있게 부착된다. 커피 분쇄기(3)의 하우징(3a)에 부착된 센서(11)는 그것의 작동시에 커피 분쇄기(3)에 의해 생성된 진동 또는 진동 레벨 및/또는 진동 또는 진동 스펙트럼을 기록하도록 구성된다. 본 발명은 커피 원두가 커 피 분쇄기(3)에서 분쇄되거나 커피 분쇄기에 로드가 없는 상태에서 가동되는 것에 의존해서, 스렉트럼, 특히 그것의 레벨은 특징적으로 변하고, 그것의 작동시에 커피 분쇄기(3)는 진동을 생성하는 사실을 이용한다.
진동 또는 진동을 모니터링 하기 위해, 커피 분쇄기(3)의 하우징(3a)이나 그것의 하우징부에 센서(11)를 부착하는 것이 이롭다고 입증됐다. 이런 방식으로 센서(11)를 부착하여, 커피 분쇄기(3)에 의해 여기된 하우징(3a)의 진동 또는 진동은 쉽게 검출될 수 있고, 결과적으로 전자 모니터링 및 분석 유닛(13)에 의해 전자적으로 해석될 수 있다. 이것을 위해, 전자 모니터링 및 분석 유닛(13)은 한계값 절환 회로(15)뿐 아니라 낮은 통과 필터가 제공된 증폭기 회로(14) 및 필터를 포함한다. 한계값 절환 회로(15)는 예를 들어, 측정값이 기준을 초과하거나 기준값 이하로 떨어지면 바로 전자 제어 유닛(16)에 출력 신호를 발생하고 측정값을 기준값과 비교하는 비교기에 의해 실현될 수 있다. 원두가 커피 원두 용기(2)에 있는지 또는 커피 원두 용기(2)에 어떤 원두가 포함되지 않은지를 고려하여 판단이 되어야 하는 경우에는 측정된 진동 또는 진동의 레벨을 기초로 하여 짧고 뽀족한 형태의 레벨 변화가 원두의 부족으로 해석되지 않도록 필터/증폭기 회로(14)는 바람직하게 디자인된다. 테스트 측정은 주어진 최저 조건에 의존하는 분쇄기 유닛의 하우징(3a)의 진동/진동 레벨은 분쇄기 유닛이 커피 원두를 분쇄할 때 또는 분쇄 유닛이 로드없이 작동될 때(2 및 20) 사이의 인자와 다른 사실에서 얻어진 다른 현행의 커피 분쇄기 유닛으로 만들어진다. 특히, 진동/진동의 레벨은 커피원두가 분쇄되고 분쇄기 유닛(3)에 로드가 걸려있을 때 즉, 커피 원두가 분쇄되면 그것이 로드없이 가동될 때보다 두 배로 높아진다. 분쇄기(3)의 하우징(3a)에 바로 부착된 압전기 센서(11)를 사용하여 15의 인자까지 진동/진동의 레벨의 차이는 두개의 작동 모드 즉, 분쇄 원두 또는 로드가 없는 작동에서 측정된다. 또한, 제2 한계값으로 설정함으로써 분쇄 유닛의 차단이 검출될 수 있다.
전자 모니터링 및 분석 유닛(13)이 분쇄기 유닛(3)에서 커피 원두의 부족을 인식하자마자, 전기 모터(4)를 차례로 정지시키는 제어 유닛(16)으로 일치되는 신호가 보내진다. 동시에, 커피 메이커의 디스플레이(도시되지 않음) 상에, 커피 원두 용기(2)가 비고 재충전을 요하는 통지가 나타난다.
진동 또는 진동의 레벨을 모니터링하고 분석하는 대신에, 분쇄기 유닛(3)의 하우징(3a)의 진동/진동의 스펙트럼은 후속적인 모니터링 및 분석 유닛(13)의 수단으로 기록되고 처리될 수 있다. 분쇄기 유닛(3) 하우징(3a)의 진동 스펙트럼 및 진동 주파수 각각은 또한 로드가 없는 상태에서 50%만큼 낮아지므로 분쇄기 유닛(3)을 로드하에서 작동할 때와 로드가 없는 상태에서 그것을 작동할 때 사이에서 특징적으로 변하는 것을 테스트는 보여준다. 두 개의 파라미터 즉, 진동의 레벨 및 진동의 스펙트럼은 분쇄기 유닛에서 커피 원두의 부족을 검출하기 위해 동시에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
압전기 센서 대신에, 예를 들어 유도 센서 또는 전기 용량성 센서가 사용될 수 있다. 센서의 기능을 가진 하나 이상의 스트레인 게이지의 설비가 또한 가능하다. 또 다른 대안은 공기 음향 및 충돌 음향을 기록하는 마이크 설비이다.
바람직하게, 분쇄기 유닛의 하우징 또는 일치하는 요소의 진동은 실제 분쇄 사이클 동안에만 측정되고 처리된다. 분쇄기 유닛이 정지하기 전에 얼마만큼의 커피원두가 분쇄됐는지를 검출 또는 측정함으로써, 즉 분쇄기 유닛의 시작과 그것이 로드가 없는 상태에서 가동되었음을 검출할 순간 사이에서 커피 원두 또는 커피 분말 각각의 소정의 총량에 도달될 때까지 커피 원두 용기가 재충전된 후에 분쇄 작동은 계속될 수 있다. 이것은 이미 분쇄된 커피의 양이 커피 음료를 준비하기 위해 여전히 사용될 수 있는 것을 나타낸다. 예를 들어, 커피 분쇄기가 그때까지 성취한 회전수를 측정함으로써 분쇄기가 정지하기 전에 커피 원두의 양을 측정하는 것이 성취될 수 있다.
분쇄기 유닛의 하우징의 진동을 바람직하게 모니터링 및 분석하는 것은 분쇄 작동과 동시에 시작되고 또한 그것과 함께 또는 직전에 정지된다.
본 발명에 따른 커피 메이커 및 방법이 다음의 장점을 나타낸다.
― 효율적 비용 및 간단한 디자인
― 원두 부족의 빠른 검출
― 분쇄기 유닛의 준비 기간 필요없음
― 분쇄기 유닛 대부분의 형태와 사용가능
― 노화에 기인한 분쇄기 유닛의 가동 변화가 측정된 결과에 실제로 영향을 미치지 않음
― 실제로 온도 독립 작동
― 실제로 마찰 독립 작동
― 측정된 결과가 커피 원두의 크기, 종류 및 볶아진 정도에 실제로 독립적.
― 실제로 공기 습도 독립 작동
― 센서와 분쇄기 유닛 사이의 갈바닉 분리
― 커피 원두 용기가 재충전된 후에 분쇄된 커피의 소정의 양까지 분쇄 작동이 계속될 수 있음.
본 발명은 커피 원두 분쇄기 유닛에 의해 생성된 진동의 레벨이나 스펙트럼을 측정하여 커피 원두가 분쇄기 유닛의 작동 동안에 그곳에 있는지 여부를 자동으로 검출하는 방법이 제공될 수 있다.

Claims (12)

  1. 커피 메이커(1)의 커피 원두 분쇄기 유닛(3)에 커피 원두의 부족을 검출하는 방법이며,
    커피 원두 분쇄기 유닛(3)의 작동 중에 커피 원두 분쇄기 유닛(3)에 의해 생성된 진동의 레벨 및/또는 스펙트럼이 측정되어 커피 원두가 있는지 여부를 결정하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 커피 원두가 없다고 인식되면 상기 분쇄 작동이 중단되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커피 원두 분쇄기 유닛(3)에서 분쇄 작동의 시작으로부터 커피 원두 부족의 검출까지 측정된 시간의 기간이 측정되고, 커피 원두가 커피 원두 분쇄기 유닛에 부가되면 분쇄 작동이 계속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 측정값이 커피 원두의 부족을 인식하기 위해 기준값과 비교되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 진동의 레벨이 측정되고 상기 레 벨의 크기가 미리 설정된 값 이상으로 변하고 및/또는 레벨의 크기가 기준값 이하로 떨어지면 커피 원두가 부족하다고 인식되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 진동의 스펙트럼이 측정되고, 상기 레벨의 크기가 미리 설정된 값 이상으로 변하고 및/또는 레벨의 크기가 기준값 이하로 떨어지면 커피 원두 분쇄기 유닛(3)에 커피 원두가 부족하다고 인식되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 분쇄기 유닛(3)에 부착된 요소 또는 분쇄기 유닛(3)의 하우징(3a)의 진동 레벨의 크기 및/또는 분쇄기 유닛(3)에 부착된 요소 또는 분쇄기 유닛(3)의 하우징(3a)의 음향 스펙트럼이 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 커피 메이커(1)이며,
    커피 원두를 수용하기 위한 적어도 하나의 커피 원두 용기(2)와, 커피 원두를 분쇄하도록 구성된 분쇄기 유닛(3)과 뜨겁고 가압된 끓는 물의 수단으로 분쇄된 커피 원두를 추출하기 위한 끓임 챔버(13)를 가진 끓임 유닛(12)을 포함하고,
    상기 커피 메이커(1)는 그것의 작동시에 상기 분쇄기 유닛(3)에 의해 생성된 진동의 레벨 및/또는 스펙트럼을 기록하기 위한 적어도 하나의 센서 수단을 포함하 는 것을 특징으로 하는 커피 메이커.
  9. 제8항에 있어서, 커피 메이커(1)는 분쇄 작동시에 센서(11)에 의해 전달된 신호를 취득하고 분석하기 위해 센서(11)에 연결된 전자 모니터링 및 분석 유닛(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피 메이커.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전자 모니터링 및 분석 유닛(13)은 센서(11)에 의해 전달된 신호에 의존하여 분쇄기 유닛(3)의 작동을 정지하도록 구성된 전자 제어 유닛(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 커피 메이커.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분쇄기 유닛(3)은 하우징(3a)을 포함하고, 상기 센서(11)는 하우징(3a) 또는 하우징에 연결된 요소에 부착되는 것을 특징으로 하는 커피 메이커.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 압전기, 전기 용량성이나 유도 센서 또는 충돌 음향 마이크 또는 공기 음향 마이크는 그것의 작동시에 분쇄기 유닛(3)에 의해 생성된 진동의 레벨 및/또는 스펙트럼을 측정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 커피 메이커.
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