KR20090018001A

KR20090018001A - 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치

Info

Publication number: KR20090018001A
Application number: KR1020080080021A
Authority: KR
Inventors: 쇠들러 클라우디오
Original assignee: 카피나 아게
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-02-19
Also published as: EP2025270A3; CN101380201B; AU2008203858A1; US20090047402A1; JP5152802B2; CA2638853C; JP2009045463A; EP2025270B1; CA2638853A1; CN101380201A; EP2025270A2; US8003148B2

Abstract

본 발명은 스티머(1)와, 스팀 도관(2)에 연결된 스티머 튜브(3)를 포함하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치에 관한 것이다. 스팀 도관(2)은 폐쇄될 수 있는 공기 공급 포트(6)를 갖춘다. 스티머 튜브(3)는 우유 온도를 감지하기 위한 온도 센서(11)를 포함한다. 또한 상기 장치는 작동 모드 및/또는 감지된 우유 온도의 함수로 공기 공급 포트(6)를 개방/폐쇄하도록 구성된 제어기(13)를 포함한다. 우유가 스티밍되면 공기 공급 포트(6)는 폐쇄되고, 우유 거품이 발생하면 통상적으로는 무엇보다, 공기가 스팀의 흐름에 혼합될 수 있도록 공기 공급 포트(6)는 소정의 우유 온도에서 개방될 때까지 폐쇄된 채로 남아있다.

스티머, 스티머 튜브, 공기 공급 포트, 온도 센서, 제어기

Description

우유 거품 생성 및 스티밍용 장치 {DEVICE FOR FROTHING AND STEAMING MILK}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 기재된 바와 같이 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치에 관한 것이며, 청구항 제12항에 기재된 우유 거품 생성 방법 및 청구항 제14항에 기재된 우유 스티밍 방법에 관한 것이다.

이러한 장치는 특히 에스프레소 커피 머신과 함께 사용된다. 상기 장치에 의해 발생된 우유 거품은 예를 들어 카푸치노 또는 라떼 제조시에 사용되며, 스티밍 우유는 뜨거운 우유 음료뿐 아니라 밀크 커피를 준비하는데도 사용될 수 있다.

통상적으로, 공지된 장치는 스팀을 분출하기 위한 노즐이 달린 피봇 장착식 스티머 튜브(steamer tube)를 특징으로 한다. 분출은 회전 스위치 등에 의해 개시 및 정지된다. 우유를 가열하기 위해 스티머 튜브는 통상적으로 우유를 담은 리셉터클 내에 비교적 깊숙하게 삽입되어 스팀 공급을 개시한다. 스티밍 작동은 작업자, 즉 바리스타(barista)의 판단에 의해 종결된다. 우유 거품을 내기 위해, 스티머 튜브는, 스팀의 분출이 궁극적으로 거품 생성을 책임지는 주변 공기를 동반할 수 있을 정도로 충분하게 우유에 삽입된다. 그러므로, 우유의 거품을 양호하게 내는 방법은 바리스타의 전문 기술에 의존한다. 우유 거품을 만들 때에도 거품 생성 은 바리스타의 판단에 의해 종결된다.

이러한 단순 장치에 추가하여, 완전 자동 유화 장치 유닛(fully automatic emusifier unit)은 스팀 공급 도관이 스티머 포트에 연결되어 흡입 챔버로 연결되는 것으로 공지되어 있다. 이러한 흡입 챔버는 우유 공급 도관 및 공기 공급 도관에 연결된다. 스팀의 흐름은 흡입 챔버에 부압을 생성하여 우유가 우유 공급 도관을 통해 흡입 챔버로, 공기가 공기 공급 도관을 통해 인출될 수 있게 한다. 이러한 스팀/공기/우유의 혼합물은 후속되는 유화 장치 챔버 내의 난류로 변형되어, 우유 및 공기가 고온의 유상액이 되게 한다. 이러한 유화 장치 유닛은 예를 들어 유럽 특허 출원 공개 공보 제A-0 195 750호에 개시되어 있다.

그러나, 완전 자동 유화 장치는 비교적 복잡하여 제조 비용이 고가이다. 또한, 우유와 접촉하는 부품이 쉽게 접근할 수 없어서 손으로 깨끗하게 닦일 수 없기 때문에 더러워지기 쉽고 이에 따라 자주 청소해 주어야 해서 번거롭다. 그 외에도, 우유는 독립적인, 양호하게는 냉각된 구획 또는 리셉터클에서 보유되어야 한다.

독일 특허 제602 15 058 T2호는 우유 스티밍 및 거품 생성 장치를 개시한다. 상기 장치는 제1 파이프, 즉 스팀 파이프를 통해 운반 파이프에 연결된 액체 가열기(calorifier)를 포함한다. 또한 스팀 파이프에 차단 밸브(shutoff valve)가 삽입된다. 운반 파이프는 우유를 담은 리셉터클에 침지되기 위해 개방 단부를 갖는다. 상기 장치는 또한 가압 공기를 공급하기 위해 전기 전원식 펌프를 포함한다. 펌프는 제2 파이프를 통해 운반 파이프에 연결된다. 마지막으로, 온도 센서는 우 유의 온도를 감지하기 위하여 운반 파이프의 침지가능한 단부에 연결된다. 또 다른 태양에서, 스팀 파이프에는 차단 밸브를 우회하기 위한 우회 파이프(bypass pipe)가 갖춰진다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항의 전제부에 기재된 바와 같은 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치를 구성하는 것으로서, 이로 인해 생성된 최종 제품, 특히 생성된 우유 거품은 양질의 품질을 갖게 되고, 이에 더해 거품 생성 없이 우유를 가열할 수 있게 된다. 구성이 단순한 상기 장치는 작동하기 용이하고 제조 비용이 저렴하다.

이를 위해, 본 발명에 따른 장치는 청구항 1항의 특징부를 포함한다.

상기 장치의 양호한 실시예는 종속항 제2항 내지 제11항에 기재된다.

또한 청구항 제12항은 본 발명에 따른 장치를 사용하여 우유 거품을 발생시키는 방법을 개시한다.

또한 상기 방법의 양호한 실시예는 종속항 제13항에 기재된다.

또한 청구항 제14항은 본 발명에 따른 장치를 사용하여 우유를 스티밍하는 방법을 개시하며, 청구항 제15항은 본 발명에 따라 구성된 장치를 갖춘 커피 머신을 자세하게 기재한다.

본 발명의 양호한 예시적인 태양은 도면을 참조하여 더 자세하게 설명될 것이다.

도1을 참조하면, 장치의 기본 구조를 자세하게 나타내기 위해 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치를 개략적으로 도시하였다. 상기 장치는 스팀 도관(2)을 통해 스티머 튜브(3)에 연결된 스티머(1)를 포함한다. 스팀 도관(2)에는 전자기적으로 가동되는 밸브(4)가 배치되고, 그 밑으로 공기 공급 포트(6)를 갖춘 벤츄리 노즐(venturi nozzle; 5)이 배치되어 소정의 작동 모드의 함수로 하류가 선택적으로 폐쇄될 수 있다. 공기 공급 포트(6)는, 공기 공급 포트(6)를 개방 및 폐쇄하기 위해 변위되는 실질적인 폐쇄 부품으로서의 폐쇄 요소(9)가 갖춰진 전자기 액츄에이터(8)에 의해 폐쇄될 수 있다. 액츄에이터(8)의 폐쇄 요소(9)는 스프링(미도시)에 의해 편향되어, 액츄에이터의 비활성 작동 상태에서는 후퇴 위치에 위치되고, 액츄에이터(8)의 활성시에는 공기 공급 포트(6)를 폐쇄시키는 연장 활성 위치에 위치될 수 있다. 본 발명의 예시에서, 폐쇄 요소(9)가 후퇴 위치에 있을 때 공기 공급 포트(6)를 개방시킨다.

공기 공급 포트(6)의 크기 조절 수단으로서, 벤츄리 노즐(5)에는 조절식 제한 장치(restrictor; 7)가 갖춰진다. 이러한 제한 장치(7)에 의해, 단위 시간당 유입되는 공기의 양, 특히 이에 따라 발생된 우유 거품의 농도를 변화시킬 수 있다. 제한 장치(7)는 예를 들어, 수동으로 또는 전기 기계적으로 조정될 수 있다.

스팀 도관(2)은 스티머 튜브(3)의 후방 단부에 반경 방향으로 연결된다. 스티머 튜브(3)의 선단 구역에는 축방향으로 돌출한 온도 센서(11)가 갖춰진다. 도2를 참조하여 하기에 더 자세하게 기재되는 바와 같이 스티머 튜브(3)의 선단은 복수의 분출 오리피스(jetting orifice)를 특징으로 하는 노즐 부재(12)를 형성한다.

또한 상기 장치는 온도 센서(11)와, 밸브(4)와, 액츄에이터(8)에 전기 연결된 전기 제어기(13)를 특징으로 한다. 제한 장치(7)가 전자기적으로 가동가능할 때, 상기 장치는 제어기(13)에도 연결될 수 있다. 스티밍/거품 생성 작동을 개시하기 위해서, 두 개의 버튼(14, 15)이 제어기(13)에 동일하게 전기적으로 연결되어 갖춰진다. 마지막으로, 도면 부호 B로 표시된 것은 스티밍/거품 생성될 우유를 수용하는 리셉터클이다. 도시된 바와 같은 오프(OFF) 위치에서 밸브(4)는 스팀 도관(2)이 대기에 연결되는 통기 위치에 위치한다. 이러한 통기 위치에서, 밸브(4)는 또한 스티머(1)의 스팀 출구를 동시에 폐쇄한다.

상기 장치의 기능은 하기와 같다.

1. 우유 스티밍

우유를 스티밍하기 위해서, 스티머 튜브(3)의 선단은 리셉터클(B)에 보유된 우유(미도시)에 침지된다. 스팀 출구 또는 오리피스의 수 센티미터가 우유에 침지되어 노즐에 의해 분출된 스팀이 주변 공기를 동반하지 않도록, 스티머 튜브(3)는 우유에 충분하게 침지된다. 그 후, 버튼(14)을 눌러 제어기(13)에 의해 스티밍 작동을 개시하여 밸브(4)를 개방시킴으로써, 개방 밸브(4) 및 스팀 도관(2)을 통해 스티머(1)로부터 스티머 튜브(3)를 향해 스팀이 유동하여 스티머 튜브의 단부 노즐에서 스팀이 분출된다. 벤츄리 노즐(5)의 공기 공급 포트(6)는 폐쇄 요소(9)에 의해 폐쇄되어, 스팀 스트림에는 공기가 전혀 들어갈 수 없다.

스팀 출구 오리피스에 의해 분출된 스팀은 우유를 가열하며, 우유의 온도는 온도 센서(11)에 의해 지속적으로 감지된다. 우유가 소정의 온도로 데워지면, 예를 들어 75℃가 되면, 스팀 공급이 자동적으로 중단되고 스티밍 작동이 종결된다. 이를 위해, 제어기(13)에 의해 밸브(4)가 폐쇄되고 스팀 도관(2)이 대기로 재개방 된다. 스티밍 작동이 종결되는 온도는 통상적으로 작업자에 의해 특정 한계치 내로 설정될 수 있으며, 우유 온도에 있어서는 90℃가 최대치이다. 스티밍 작동이 종결되면, 축방향으로 돌출된 온도 센서(11)와 스티머 튜브(3)의 선단은 젖은 천으로 간단히 깨끗하게 닦일 수 있다.

2. 우유 거품 생성

우유의 거품 생성을 위해서, 스티머 튜브(3)의 선단은 리셉터클에 보유된 우유(미도시)에 침지된다. 스팀 출구 또는 오리피스의 수 센티미터가 우유에 침지되어 노즐에 의해 분출된 스팀이 주변 공기를 동반하지 않도록, 스티머 튜브(3)는 또다시 우유에 침지된다. 그 후, 버튼(15)을 눌러 제어기(13)에 의해 거품 생성 작동을 개시하여 밸브(4)를 개방시킴으로써, 개방 밸브(4) 및 스팀 도관(2)을 통해 스티머(1)로부터 스티머 튜브(3)를 향해 스팀이 유동하여 노즐 본체(12)에 기계 가공된 오리피스로부터 스팀이 분출된다. 벤츄리 노즐(5)의 공기 공급 포트(6)는 폐쇄 요소(9)에 의해 폐쇄되어, 스팀 유동에는 공기가 전혀 들어갈 수 없다.

노즐 본체(12)로부터 분출된 스팀은 우유를 가열하며, 우유의 온도는 온도 센서(11)에 의해 지속적으로 감지된다. 우유가 소정의 최소 온도로 데워지면, 예를 들어 30℃가 되면 액츄에이터(8)는 활성되어, 폐쇄 요소(9)는 벤츄리 노즐(5)의 공기 공급 포트(6)로부터 떨어져서 공기 공급 포트(6)를 개방한다. 이 시점까지는, 우유는 거품 생성 없이 단지 스티밍된다. 공기 공급 포트(6)가 개방되면, 벤츄리 노즐(5)을 통해 유동하는 스팀에는 공기 공급 포트(6)를 통해 공기가 유입된다. 벤츄리 노즐의 작동은 공지되어 있기 때문에 본원에서는 더 자세히 설명하지 않는다. 그러나, 어떠한 경우든, 흡입 공기는 벤츄리 노즐(5) 내에서 스팀과 혼합되며, 이에 따라 스팀과 공기의 혼합물이 노즐 부재(12)로부터 분출되어 우유 거품이 발생한다. 우유가 소정의 온도로 데어지면, 예를 들어 65℃가 되면, 스팀 공급이 자동적으로 중단되고 거품 생성 작동이 종결된다. 이를 위해, 제어기(13)에 의해 밸브(4)가 다시 폐쇄되고, 스팀 도관(2)이 대기로 재개방된다. 이 경우에도, 거품 생성 작동이 종결되는 온도는 통상적으로 작업자에 의해 특정 한계치 내로 설정될 수 있으며, 우유 온도에 있어서는 90℃가 최대치이다. 거품 생성 작동이 종결되면, 축방향으로 돌출된 온도 센서(11)와 스티머 튜브(3)의 노즐 부재(12)는 젖은 천으로 간단히 깨끗하게 닦일 수 있다.

우유 거품 생성의 경험상, 차가운 우유는 거품이 불충분하게 발생하고 또는 거품이 균일하게 발생될 수 없기 때문에, 거품 생성 작동이 개시될 때에도 여전히 우유가 비교적 차갑다면, 소정의 온도로 우유를 스티밍 하는 것이 특히 바람직하다. 우유는 통상적으로 차갑게 유지되기 때문에, 거품 생성이 개시될 때의 우유의 온도는 보통 약 5℃이다.

바람직하게, 제어기(13)는 단지 대응 버튼(14, 15)을 누름으로써 언제든지 스티밍 작동 또는 거품 생성 작동을 중지하도록 설계된다. 바람직하게, 스티밍 작동 또는 거품 생성 작동의 종결 후에 소정의 시간, 예를 들어 5초 이내에 단지 대응 버튼을 다시 누름으로써 각 작동은 연장될 수도 있다. 이 경우, 버튼을 다시 누르면, 우유는 예를 들어 사전에 프로그래밍된 소정의 온도보다 3℃ 높은 소정의 온도 차이로 스티밍된다. 스티밍 작동시 우유는 상기 온도 차이만큼 스티밍되며, 필요시 거품 생성 작동시에도 공기가 추가된다.

도2를 참조하면, 스티머 튜브(3)의 선단의 확대 단면도가 도시된다. 스티머 튜브(3)는 복수의 분출 오리피스(16)를 포함하는 노즐 부재(12)에서 종결되며, 복수의 분출 오리피스(16)를 통해 스팀은 스티머 튜브(3) 또는 온도 센서(11)의 종방향 중심선(L)에 대해 비스듬이 분출될 수 있다. 이러한 분출 각은, 한편으로는 우유가 균일하게 스티밍/거품 생성하도록, 다른 한편으로는 온도가 잘못 감지되는 것을 막기 위해, 분출된 스팀이 온도 센서(11)와 충돌하지 않도록 선택된다. 온도 센서(11)의 종방향 중심선은 스티머 튜브(3)의 종방향 중심선에 대해 동축방향으로 배향된다. 노즐 부재(12)의 후방 단부에는 수형 나사(18)가 구비되어 이 수형 나사에 의해 스티머 튜브(3)에 스크류 결합된다. 선단에서, 노즐 부재(12)는 온도 센서(11)를 위치시키는 중심 홀을 특징으로 한다. 온도 센서(11)는 관형 부재(17)에 고정되며, 그 내부에서 온도 센서(11)를 연결하는 전기 리드가 안내된다. 스팀은 관형 부재(17)와 관형 스티머 튜브(3)의 내측면 사이의 환형 공간(19)을 통해, 스티머 튜브(3)를 지나 분출 오리피스(16)로 분출된다. 온도 센서는 예를 들어, 열전소자 또는 서미스터 NTC 저항 센서일 수 있다.

전술된 장치는 에스프레소 커피 머신 내에 또는 이와 함께 사용하기에 특히 적합하며, 상기 커피 머신에는 스티머 튜브가 피봇가능하게 및/또는 높이 조절가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

도1은 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치의 개략도.

도2는 스티머 튜브의 전방 단부의 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 스티머

2: 스팀 도관

3: 스티머 튜브

6: 공기 공급 포트

8: 액츄에이터

9: 폐쇄 요소

11: 온도 센서

13: 제어기

Claims

스티머(1), 우유에 주입하기 위해 스티머 튜브(3)에 스티머(1)를 연결하는 스팀 도관(2), 우유 온도를 감지하기 위해 스티머 튜브(3)에 배치된 온도 센서(11) 및 온도 센서(11)에 연결된 제어기(13)를 포함하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치에 있어서,

제어기(13)에 의해 선택적으로 폐쇄될 수 있는 공기 공급 포트(6)를 구비한 벤츄리 노즐(5)이 스팀 도관(2)에 포함되는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항에 있어서, 공기 공급 포트(6)를 폐쇄하기 위한 외부 작동으로 활성화되는 폐쇄 수단(8)을 포함하고, 상기 제어기(13)는 작동 모드 및/또는 감지된 우유 온도의 함수로 폐쇄 수단(8)을 가동시키는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제2항에 있어서, 폐쇄 수단(8)은 전자기적으로 가동가능한 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(13)는 스티밍된 우유가 생성될 때 공기 공급 포트(6)가 폐쇄되도록 폐쇄 수단(8)을 제어하는 것을 특징으 로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(13)는, 공기 공급 포트(6)가 최초 우유 거품 생성시 폐쇄되고 우유가 소정의 온도로 데어졌을 때 개방되도록 폐쇄 수단(8)을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 수단(8)은 공기 공급 포트(6)를 폐쇄하기 위한 스프링 부하식 폐쇄 요소(9)를 포함하고, 상기 폐쇄 요소(9)는 활성 작동 위치에서 공기 공급 포트(6)를 폐쇄하고 비활성 작동 위치에서는 스프링력에 의해 공기 공급 포트(6)를 해제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 센서(11)는 스티머 튜브(3)의 선단 구역에 배치되는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 센서(11)는 스티머 튜브(3) 를 넘어 축방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 스티머 튜브(3)는 노즐 부재(12)를 구비하며, 상기 노즐 부재(12)의 일 단부로부터 스팀이 스티머 튜브(3)의 종방향 중심선(L)에 대해 비스듬이 분출될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제9항에 있어서, 온도 센서(11)의 종방향 중심선(L)은 스티머 튜브(3)의 종방향 중심선(L)에 동축방향으로 배치되고, 노즐 부재(12)는 온도 센서(11)를 장착하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 스팀 도관(2)에서 벤츄리 노즐(5)의 상류에는 제어기(13)에 연결된 전기기계적으로 가동되는 밸브(4)가 배치되고, 상기 밸브(4)는 오프 위치에서 스티머(1)의 출구를 폐쇄하고 동시에 스팀 도관(2)을 대기로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 및 스티밍용 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 우유 거품을 발생시키는 방법에 있어서,

공기 공급 포트(6)가 폐쇄되면 우유는 스팀 도관(2)을 통해 공급된 스팀에 의해 미리 정해진 우유 온도로 가열되며, 상기 미리 정해진 온도에 도달하면 공기 공급 포트(6)가 개방되어 공기와 혼합된 스팀에 의해 연속하여 거품이 발생하는 것 을 특징으로 하는 우유 거품 생성 방법.
제12항에 있어서, 우유의 온도가 모니터링되어 미리 정해진 최종 온도에 도달하면 스팀 공급이 중단됨으로써 거품 생성이 멈추는 것을 특징으로 하는 우유 거품 생성 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 우유를 스티밍하는 방법에 있어서,

폐쇄 수단(8)이 폐쇄되면 우유는 스팀 도관(2)을 통해 공급된 스팀에 의해 미리 정해진 우유 온도로 가열되며, 상기 미리 정해진 온도에 도달하면 스티밍이 중단되는 것을 특징으로 하는 우유 스티밍 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는 커피 머신에 있어서,

스티머 튜브(3)는 커피 머신에 피봇가능하게 및/또는 높이 조절가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 커피 머신.