KR20090028825A

KR20090028825A - 물을 가열하는 가열수단의 작동을 제어하는 서모스탯을 갖는 음료 제조장치

Info

Publication number: KR20090028825A
Application number: KR1020097002578A
Authority: KR
Inventors: 펭 씨. 쿠아
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-03-19
Also published as: US20090293734A1; JP2009543020A; CN101489450A; WO2008007296A3; WO2008007296A2; EP2040590A2

Abstract

음료 제조장치는, 소정량의 물을 수납하는 콘테이너(20)와 이 물을 가열하는 가열부재(30)를 갖는 보일러(10)를 구비한다. 음료 제조장치의 작동중에는, 물의 온도를 소정의 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로를 닫거나 차단하는 서모스탯(40)을 사용하여 가열부재(30)의 작동이 제어된다. 서모스탯(40)을 충분히 정확하게 제어하기 위해, 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)가 가열부재(30)에 연결되는 콘테이너(20)의 벽(26)의 일부(31)의 온도를 검출하도록 구성된다. 이와 같은 위치가 비교적 빠른 속도로 가열될 수 있으므로, 온도 검출의 지연이 보상되고, 서모스탯(40)의 이력 효과가 줄어든다.

음료 제조, 온도 검출, 서모스탯, 스위칭소자

Description

물을 가열하는 가열수단의 작동을 제어하는 서모스탯을 갖는 음료 제조장치{BEVERAGE MAKER HAVING A THERMOSTAT FOR CONTROLLING THE OPERATION OF HEATING MEANS FOR HEATING WATER}

본 발명은, 뜨거운 액체를 배출하는 장치로서,

- 액체를 수납하는 내부 공간과, 이 액체에 열을 공급하는 가열수단을 갖는 보일러와,

- 상기 보일러의 가열수단에 전력을 공급하는 가열회로를 포함하는 전력공급회로와,

- 상기 가열회로 내부에 배치되어 상기 가열회로를 차단하거나 닫을 수 있는 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합으로서, 검출된 온도가 소정값보다 높은 경우에는 상기 가열회로를 차단하고, 검출된 온도가 소정값보다 낮은 경우에는 상기 가열회로를 닫도록 구성된 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합을 구비한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히 뜨거운 음료를 제조하는 장치에 적용이 가능하다.

뜨거운 음료를 제조하는 처리에서는, 물의 온도가 중요한 인자이다. 일정량의 분쇄된 커피 열매와 온수에 근거하여 커피를 제조하는 처리의 경우에 특히 이러한 사실이 명백하다. 이와 같은 경우에, 분쇄된 커피 열매를 양호하게 추출하도록 하기 위해서는, 커피 제조처리에서 사용되는 물의 온도가 90℃ 내지 96℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

많은 경우에, 커피 제조장치는 물을 수납하는 내부 공간과, 물에 열을 공급하는 가열수단을 갖는 보일러를 구비한다. 이와 같은 보일러는, 적절한 온도에서 물을 보관할 수 있으며, 일정량의 분쇄된 커피 열매를 통해 물을 흘림으로써 커피 추출처리를 수행할 목적으로 뜨거운 물을 배출할 수 있다.

보통, 종래기술에 따르면, 보일러의 가열수단을 제어할 목적으로, 부 온도계수 센서(NTC 센서)를 포함하는 제어회로가 사용된다. 이와 같은 제어회로를 사용하여, 보일러 내부에 존재하는 물의 온도가 검출되고, 물의 온도를 90℃내지 96℃의 범위 내로 유지하기 위해 적합한 방식으로 가열수단이 온 및 오프된다. NTC 센서의 낮은 질량, 높은 감도와 낮은 공차 범위(tolerance spread)로 인해, 보일러 내부의 물의 온도를 높은 정밀도로 제조하는 것이 가능하다. 이러한 사실은 대량생산으로 제조된 NTC 센서를 포함하는 제어회로를 갖는 커피 제조장치의 경우에도 성립한다.

커피 제조장치의 보일러 내부에 있는 물의 온도를 제조할 목적으로 NTC 센서를 포함하는 제어회로를 적용하는 것이 매우 양호한 결과를 제공하기는 하지만, 이와 같은 제어회로를 간단한 상업적으로 입수가능한 서모스탯(thermostat)으로 대체하여, 커피 제조장치의 비용을 줄이는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 보일러 내부에 존재하는 물의 온도의 검출된 값들에 근거하여 보일러의 가열수단을 온 및 오프시키도록 서모스탯이 구성된다.

그러나, 간단한 서모스탯과 관련된 온도검출의 비교적 큰 이력(hysteresis) 및 지연으로 인해, 한편으로는 제어회로와 NTC 센서를 서모스탯으로 교체하는 것이 불가능하고, 다른 한편으로는 보일러 내부에 존재하는 물의 온도의 필요한 제어 정밀도를 유지하는 것이 불가능하다. 이와 같은 사실은 물의 온도를 직접 검출하기 위해 서모스탯을 사용할 때, 즉 검출하고자 하는 파라미터가 제어하고자 하는 파라미터와 동일한 상황에서 더욱 더 들어맞는다.

결국, 본 발명의 목적은, 뜨거운 음료를 제조하는 음료 제조장치의 보일러 내부에 존재하는 물의 온도를 충분히 정밀하게 제어할 목적으로 간단한 서모스탯을 적용할 수 있도록 하는 해결책을 제공함에 있다. 이때, 이와 같은 간단한 서모스탯은, 예를 들면, ±5℃의 컷오프 공차(cut off tolerance)와 10℃ 내지 25℃의 이력(hyteresis)을 갖는 서모스탯일 수도 있다는 점에 주목하기 바란다.

상기한 목적은,

- 상기 가열회로 내부에 배치되어 상기 가열회로를 차단하거나 닫을 수 있는 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합으로서, 검출된 온도가 소정값보다 높은 경우에는 상기 가열회로를 차단하고, 검출된 온도가 소정값보다 낮은 경우에는 상기 가열회로를 닫도록 구성된 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합을 구비하고,

상기 온도 검출부재는, 상기 보일러 내부에 존재하는 액체가 가열될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열될 수 있는 상기 보일러의 위치에서 온도를 검출하도록 구성된 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 보일러의 가열수단에 전력을 공급하는 가열회로를 차단하거나 닫기 위해 사용되는 스위칭 소자와 조합하여 사용되는 온도 검출부재가 가열수단이 작동 상태에 있을 때 보일러 내부의 액체보다 빠르게 가열되는 보일러의 위치에서 온도를 검출할 수 있도록 구성된다. 특히, 이와 같은 위치의 가열 속도는 액체의 평균 가열 속도보다 빠르다.

보일러 내부에 존재하는 액체가 가열될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열될 수 있는 보일러의 위치에서 온도를 검출한다는 개념과 검출된 온도에 근거하여 스위칭소자를 작동한다는 개념은 다수의 이점을 갖는다. 이하에서, 이들 다수의 이점을 언급한다.

첫째, 스위칭소자를 열린 위치로 놓기 위해, 즉 스위칭소자를 오프시키기 위해, 더 높은 값의 설정값(set point)을 갖는 것이 가능하다. 그 결과, 이력이 고정되므로, 스위칭소자를 닫힌 위치로 놓기 위해, 즉 스위칭소자를 온시키기 위해, 더 높은 값의 설정값을 갖는 것이 가능하다.

둘째, 비교적 큰 질량과 경계면에서 비교적 낮은 열전달 효율을 갖는 스위칭소자를 적용하는 것이 가능하다. 온도가 검출되는 위치가 보일러 내부의 액체보다 더 빠르게 가열된다는 사실로 인해, 스위칭소자의 질량과 이 스위칭소자의 경계면에서의 열전달 효율 손실에 의해 기인하는 지연이 보상된다.

셋째, 보일러의 가열수단의 온도를 검출하기 위해 온도 검출부재가 사용될 수도 있다. 이와 같은 경우에, 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합은 보일러 내부에 액체가 존재하지 않을 때 가열수단을 오프하기 위한 히터 보호장치로서의 역할을 추가로 수행하므로, 이와 같은 목적을 위해 추가적인 부품을 적용할 필요가 없다. 온도 검출부재는 보일러의 가열수단과 직접 접촉할 수도 있지만, 온도 검출부재가 가열수단에 연결된 보일러의 콘테이너의 벽의 일부와 접촉하는 것도 가능하다.

대체로, 보일러 내부에 존재하는 액체가 가열될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열될 수 있는 보일러의 위치에서 온도를 검출함으로써(이 위치의 온도는 보일러의 가열수단의 작동에 직접 의존한다), 보일러 내부에 존재하는 액체의 대략적인 평균 온도를 직접 검출하는 것보다 높은 정밀도로 스위칭소자를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명을 실행할 때, NTC 센서 등을 갖는 제어회로를 사용할 필요가 없는 비교적 간단한 서보스택을 사용하는 것이 가능하다.

실제적으로 가능한 방법에 따르면, 예를 들어 용접이나 납땜 등을 통해, 보일러의 가열수단이 보일러의 내부에 위치한 보일러의 콘테이너의 벽의 일부에 연결되는 경우에, 온도 검출부재가 보일러의 외부에서 보일러의 콘테이너의 벽의 이 부분과 접촉하도록 배치될 수 있다. 가열수단과 보일러의 콘테이너의 벽의 일부 사이의 연결은 예를 들어 열 브리지(thermal bridge)를 사용하여 수립될 수도 있다. 그러나, 가열수단이 보일러의 콘테이너의 벽에 직접 연결되는 것도 가능하다.

본 발명의 보호범위에서, 보일러의 콘테이너의 일부에 있는 개구를 통해, 온도 검출부재가 가열수단과 접촉하고 있는 것도 가능하다. 이와 같은 상황에서, 보일러 내부에 액체가 존재하지 않아 가열수단이 온되자마자 가열수단의 온도가 위험한 높은 레벨로 급속히 상승할 때, 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합이 마찬가지로 가열수단을 오프하는 히터장치로서 적용가능하다.

또 다른 가능한 방법에 따르면, 온도 검출수단이 보일러의 가열수단에 근접한 위치에 있는 보일러의 콘테이너의 벽 내부에 배치되고, 온도 검출수단으로 액체를 향하도록 하기 위해 보일러의 콘테이너 내부에 흐름 우회수단이 배치된다. 본 발명에 따른 장치의 일 실시예에서는, 가열수단을 둘러싸고 있으며 보일러 내부에 존재하는 액체의 나머지 부분보다 더 빠르게 가열되는 액체의 온도를 검출하기 위해 온도 검출수단이 사용된다.

바람직하게는, 온도 검출부재와 관련된 보일러의 위치는, 보일러의 내부에 존재하는 액체가 가열될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 보일러 내부에 존재하는 액체가 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 냉각할 수도 있다.

가열수단이 비작동 상태에 있을 때 보일러 내부의 액체보다 더 빠르게 냉각되는 보일러의 위치의 온도를 검출함으로써, 비교적 큰 이력 효과를 포함하는 스위칭소자를 적용하는 것이 가능하다. 온도가 검출되는 위치가 보일러 내부의 액체보다 더 빠르게 냉각되므로, 액체의 온도가 스위칭소자를 온시키기 위한 설정값에 도달하기 전에, 스위칭소자가 온되고 보일러의 가열수단에 전력이 공급되게 된다. 이에 따르면, 스위칭소자의 이력 효과가 줄어든다.

온도 검출부재가 보일러의 콘테이너의 벽의 일부와 접촉하고 있을 때, 콘테이너의 벽의 인접한 부분이 냉각 핀(cooling fin)을 구비할 수도 있다. 이에 따르면, 온도가 측정되는 위치에 있는 보일러의 콘테이너의 벽의 일부의 냉각 속도가 보일러 내부에 존재하는 액체의 평균 냉각 속도보다 높은 것이 보장된다.

이때, 실제적으로는, 차가운 액체가 뜨거운 액체보다 더 무겁다는 사실로 인해, 보일러의 하부 부분이 보일러의 상부 부분보다 더 빠르게 냉각된다. 보일러의 콘테이너의 내부 표면에 대한 접촉의 영향하에서 냉각되고 있는 액체가 보일러의 하부 부분으로 내러간다. 그 결과, 더 낮은 온도를 갖는 액체의 얇은 층이 보일러의 바닥에 형성된다. 예를 들어, 물을 90℃보다 높은 온도로 가열하고 자연 냉각되도록 허용하면, 물을 포함하는 보일러의 상부와 바닥 사이의 온도차가 대략 7∼12℃가 될 수 있다. 이것을 고려하면, 온도 검출부재를 보일러의 하부에 있는 가열수단에 근접한 위치에 배치하는 것이 바람직한데, 이것은 이와 같은 위치의 가열 속도 및 냉각 속도가 보일러 내부에 존재하는 액체의 평균 가열 속도 및 평균 냉각 속도보다 높기 때문이다.

보일러 내부에 존재하는 액체가 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 냉각될 수 있는 보일러의 위치에서 온도를 측정하는 것은 가열회로에 배치된 스위칭소자의 제어 정밀도에 유리하다. 보일러 내부에 존재하는 액체가 가열 및 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열 및 냉각될 수 있는 보일러의 위치에서의 온도를 검출하도록 상기한 온도 검출부재가 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 온도 측정이 행해지는 위치의 가열 속도 및 냉각 속도 중 한가지가 비교적 높은 경우에 유리한 효과가 이미 얻어진다. 이것을 고려하면, 본 발명은, 뜨거운 액체를 배출하는 장치로서,

상기 온도 검출부재는, 상기 보일러 내부에 존재하는 액체가 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 냉각될 수 있는 상기 보일러의 위치에서 온도를 검출하도록 구성된 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치의 비교적 낮은 비용을 실현하기 위해서는, 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합이 상업적으로 입수가능한 기계적인 서모스탯의 일부인 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에, 본 발명이 적용될 때, 스위칭소자의 동작을 충분한 정밀도로 제어하여 보일러 내부에 존재하는 액체의 온도를 소정의 범위로 유지하는 것이 여전히 가능하다.

본 발명의 전술한 발명내용과 또 다른 발명내용은 이하에서 설명하는 보일러와 서모스탯의 다수의 조합을 참조하여 명백해질 것이다.

이하, 본 발명을 다음의 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하는데, 이때 동일하거나 유사한 부분은 동일한 참조번호로 표시된다:

도 1은 본 발명에 따른 음료 제조장치의 서모스탯에 의해 검출된 온도와 음료 제조장치의 보일러 내부에 존재하는 물의 온도의 관계를 나타낸 그래프이고,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러 및 서모스탯의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이며,

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러 및 서모스탯의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러 및 서모스탯의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이며,

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러 및 서모스탯의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명을 실시할 때 얻어지는 효과를 도 1에 근거하여 설명하는데, 이 도면은 본 발명에 따른 음료 제조장치의 보일러 내부에 존재하는 물의 온도와 보일러의 특정한 위치에서 음료 제조장치에 의해 검출되는 온도 사이의 관계를 표시한 그래프이다. 이 도면에서, 시간 경과에 따른 물의 온도를 표시하는 연속 라인을 참조번호 1로 표시하고, 시간 견과에 따른 검출된 온도를 표시하는 점선을 참조번호 2로 표시한다. 이때, 이 그래프는, 보일러 내부에 존재하는 물이 가열 및 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열 및 냉각될 수 있는 보일러의 위치에서 온도를 검출하도록 서모스탯의 온도 검출부재가 구성되는 상태와 관련된다는 점에 주목하기 바란다.

보일러 내부의 가열처리가 개시되고, 보일러의 가열수단이 작동 상태가 되었을 때, 온도가 검출되는 위치의 가열 속도가 물의 평균 가열 속도보다 높은 공통의 초기 온도에서 시작하여, 보일러 내부의 물과 온도가 검출되는 위치가 가열된다. 보일러의 가열수단의 작동 상태와 관련되는 도 1의 좌측 부분 A로부터, 동일한 기간에, 검출된 온도가 물의 온도보다 높아진다는 것을 알 수 있다.

이 검출된 온도가 서모스탯의 상한 설정값에 도달하면, 보일러의 가열수단이 오프된다. 그 결과, 보일러 내부의 물과 온도가 검출되는 위치가 냉각되며, 이때 온도가 검출되는 위치의 냉각 속도가 물의 평균 냉각 속도보다 높다. 보일러의 가열수단의 비작동 상태와 관련되는 도 1의 중간 부분 B로부터, 동일한 기간에, 검출된 온도가 물의 온도보다 높은 레벨에서 시작하고 더 낮은 레벨에서 끝나는 것을 알 수 있다.

검출된 온도가 서모스탯의 하한 설정값에 도달하면, 보일러의 가열수단이 다시 온되고, 보일러 내부의 물과 온도가 검출되는 위치가 다시 가열된다. 도 1의 우측 부분 C는 새로운 가열처리의 초기 기간에 해당한다. 음료 제조장치의 작동중에, 물의 온도를 소정의 범위로 유지할 목적으로, 보일러 내부의 물을 가열하고 보일러 내부의 물을 냉각시키는 처리가 교번된다. 예를 들어, 이와 같은 범위는 90℃ 내지 96℃일 수 있다.

서모스탯을 제어하는데 사용되는 온도가 검출될 때의 위치가 보일러 내부에 존재하는 물보다 높은 가열 및 냉각 속도를 갖는 위치이므로, 말하자면, 물의 확대된 버전의 온도가 고려된다. 도 1은, 검출된 온도의 온도 상승이 보일러의 가열수단이 작동되는 기간 A, C에서의 물의 온도의 온도 상승보다 크고, 검출된 온도의 온도 하강이 보일러의 가열수단이 비작동 상태에 있는 기간 B에서의 물의 온도의 온도 하강보다 크다는 것을 명백히 나타내고 있다. 가열수단의 상태에 더 민감한 위치에서 온도를 검출한 결과로써, 서모스택이 정밀하게 제어되어 보일러 내부에 존재하는 물의 온도를 소정의 범위로 유지할 수 있다. 특히, 온도가 검출되는 위치가 물보다 더 빠르게 가열되므로, 서모스탯의 질량으로 인한 온도 검출의 지연과 서모스탯의 경계면에서의 열전달 효율의 손실이 보상된다. 더구나, 온도가 검출되는 위치가 물보다 더 빠르게 냉각되므로, 물의 온도가 서모스탯의 하한 설정값에 도달하기 전에 보일러의 가열수단이 다시 온되어 가열처리를 재개하므로, 서모스탯의 이력 효과가 줄어든다.

도 2∼도 5 각각은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음료 재조장치의 보일 러(10)와 서모스탯(40)을 나타낸 것으로, 본 발명의 구성을 적용하는 실제적인 방법을 도시한 것이다.

도 2∼도 5의 각각에 도시된 것과 같은 보일러(10) 및 서모스택(40)은 뜨거운 음료를 제조하기 위한 음료 제조장치의 일부이다. 이와 같은 음료 제조장치는, 예를 들어, 일정량의 온수와 일정량의 분쇄된 커피 열매에 근거하여 커피를 제조할 수 있는 커피 제조장치일 수 있다. 물을 수납하여 가열하는 보일러(10) 이외에, 종래의 형태의 커피 제조장치는, 물을 수납하는 물 탱크와, 분쇄된 커피 열매를 수납하는 커피 추출실(brewing chamber)과, 물 탱크로부터 보일러(10)로, 그리고 보일러(10)로부터 커피 추출실로 물을 펌핑하는 펌프를 구비한다. 커피 제조장치의 작동중에, 보일러(10) 내부의 물이 가열되어, 커피 추출관점에서 적당한 온도로 유지된다. 펌프가 작동되고 있을 때, 온수가 보일러(10)에서 커피 추출실로 이동하고, 이와 동시에, 냉수가 물 탱크로부터 보일러(10)로 이동한다. 커피 추출실에서는, 온수가 분쇄된 커피 열매를 통과해 흘러, 커피가 얻어진다.

본 발명은, 음료 제조장치의 보일러(10)와, 보일러(10) 내부에 존재하는 물의 온도를 소정의 범위로 유지할 목적으로 보일러(10)의 가열수단(30)을 제어하는 방법에 관한 것이므로, 본 발명에 따른 음료 제조장치의 기능에 대해서는 더 이상 설명하지 않겠다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러(10)를 나타낸 것이다. 보일러(10)는 물을 수납하는 콘테이너(20)와 물을 가열하는 전기 가열부재(30)를 갖는다. 콘테이너(20)의 하우징(21)은 서로 연결되는 금속체 하부 외 장(22)과 플라스틱제 상부 외장(23)을 구비한다. 하우징(21)의 하부 외장(22)에는, 물 입구(24)가 배치되는 한편, 하우징(21)의 상부 외장(23)에는, 물 출구(25)가 배치된다.

연결점(31)에서는, 가열부재(30)가 콘테이너(20)의 하우징(21)의 금속제 하부 외장(22)의 수직벽(26)의 내면에 용접된다. 수직벽(26)의 외부에는, 서모스탯(40)이 배치되고, 이때 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)는 연결점(31)에 대응하는 위치에서 수직벽(26)과 접촉하고 있다. 따라서, 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)는, 가열부재(30)가 하부 외장(22)에 연결되는 위치의 연결점(31)의 위치에서, 콘테이너(20)의 하우징(21)의 금속제 하부 외장(22)의 온도를 검출하도록 구성된다.

서모스탯(40)은, 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로로 배치되고, 닫힌 위치에서 열린 위치로, 그리고 역으로 전환될 수 있다. 서모스탯(40)이 닫힌 위치에 있는 동안에는, 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로가 닫히므로, 가열부재(30)가 열을 발생하도록 작동한다. 서모스탯(40)이 열린 위치에 있을 때에는, 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로가 차단되어, 가열부재(30)가 비작동 상태가 된다.

서모스탯(40)이 닫힌 위치에 있고, 온도 검출부재(41)에 의해 검출된 온도가 서모스탯(40)의 상한 설정값에 도달하면, 서모스탯(40)이 열린 위치로 전환된다. 그 순간부터 계속, 가열부재(30)는 열을 발생하지 않으며, 온도 검출부재(41)에 의해 검출되는 온도가 감소한다. 이와 같은 온도가 서모스탯(40)의 하한 설정값에 도 달하면, 서모스탯(40)이 다시 닫힌 위치로 전환된다. 이 시점에, 가열부재(30)에 전력이 공급되어, 검출된 온도가 다시 증가한다. 서모스탯(40)을 온 및 오프로 전환하는 처리, 즉 서모스탯을 닫힌 위치와 열린 위치로 하는 처리는, 보일러(10) 내부의 물의 온도를 특정한 레벨로 유지할 필요가 더 이상 없을 때까지 계속된다. 검출된 온도가 가열부재(30)가 하부 외장(22)에 연결되는 위치의 연결점(31)의 위치에 있는 콘테이너(20)의 하우징(21)의 금속제 하부 외장(22)의 온도이며, 물의 평균 온도가 아니라는 사실에 근거하여, 앞에서 이미 설명한 것과 같이, 가열부재(30)의 동작이 정밀하게 제어된다. 이와 관련하여, 완벽을 기하기 위해, 금속제 하부 외장(22)의 가열 속도와 냉각 속도가 보일러(10) 내부의 물의 평균 가열 속도 및 평균 냉각 속도보다 크다는 점에 주목하기 바란다.

검출된 온도가 보일러(10) 내부의 물의 온도 대신에 가열부재(30)의 온도와 직접 관련된다는 사실에 근거하여, 가열부재(30)의 온도가 보일러(10) 내부의 물이 없음으로 인해 너무 높아질 때, 서모스택(40)은 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로를 차단하는 히터 보호장치로서 사용되는데에도 적합하다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러(10)를 나타낸 것으로, 보일러(10)를 음료 제조장치의 작동 상태 및 방향과 관련된 방향에서 도시한 것이다.

도 2에 도시된 것과 같은 보일러(10)와 마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 음료 제조장치는 콘테이너(20)와 전지 가열부재(30)를 구비하며, 콘테이너(20)의 하우징(21)은 하부 외장(22)과 상부 외장(23)을 구비하고, 물 입구(24)는 하우징(21)의 하부 외장(22)에 배치되고, 물 출구(25)는 하우징(21)의 상부 외장(23)에 배치된다. 보일러(10)는 경사진 방향을 갖고, 이때 콘테이너(20)의 하우징(21)의 외장들(22, 23)의 수직벽들(26, 27)은 연직선에 대해 각도를 갖고 뻗는다.

서모스탯(40)은 보일러(10)의 상부-하부 모서리(11)에 위치한 콘테이너(20)의 하우징(21)의 상부 외장(23)의 외부에 부착된다. 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)는, 열 브리지(32)를 통해, 가열부재(30)에 연결되는 상부 외장(23)의 수직 벽(27)의 연결점(31)의 온도를 검출하도록 구성된다. 이에 따르면, 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)에 의해 온도가 검출되는 위치가 보일러(10) 내부의 물보다 더 빠른 속도로 가열되는 것이 보장된다. 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)에 의해 온도가 검출되는 위치가 보일러(10) 내부에 있는 물보다 빠른 속도로 냉각되도록 보장하기 위해, 콘테이너(20)의 하우징(21)의 상부 외장(23)의 외부에 냉각 핀들(28)이 배치된다.

이때, 완벽을 기하기 위해, 열 브리지(32)가 임의의 적절한 형상 및 크기를 가질 수 있으며 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다는 점에 주목하기 바란다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러(10)를 나타낸 것이다. 도 2 및 도 3에 도시된 보일러(10)와 마찬가지로, 이 보일러(10)는 콘테이너(20)와 전기 가열부재(30)를 구비한다.

콘테이너(20)의 하우징(21)의 바닥부(12)에는, 개구(13)가 배치되고, 서모스탯(40)은 이 개구(13)에 수납되고, 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)가 가열부 재(30)와 직접 접촉하고 있다. 도시된 실시예에서는, 물이 보일러(10)에서 누설되는 것을 방지하기 위해, O-링(15)이 서모스탯(40) 주위에 개구(13)를 통해 뻗어 배치되어 있다.

음료 제조장치의 작동중에, 가열부재(30)의 가열 및 냉각이 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)에 의해 직접 검출됨으로써, 위에서 이미 설명한 것과 같이, 보일러(10) 내부에 존재하는 물의 온도의 검출에 근거하여 서모스탯(40)을 제어하는 것보다 훨씬 더 정확한 방식으로 서모스탯(40)의 동작이 제어될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 음료 제조장치의 보일러(10)를 나타낸 것이다. 전술한 것과 같은 보일러들(10)과 마찬가지로, 이 보일러(10)는 콘테이너(20)와 전기 가열부재(30)를 구비한다, 콘테이너(20)의 하우징(21)은 서로 연결된 플라스틱제 하부 부분(2)과 금속제 상부 덮개(23)를 구비한다.

본 실시예에서는, 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)가 직접적으로도 간접적으로도 가열부재(30)에 연결되지 않는다. 그 대신에, 온도 검출부재(41)가 콘테이너(20)의 하우징(21)의 플라스틱제 하부 부분(22)의 수직 벽(26) 내부에 배치된다. 더구나, 보일러(10)는 가열부재(30)에 의해 방금 가열된 물을 서모스탯(40)의 온도 검출수단(41)으로 향하게 할 수 있는 흐름 우회기(42)를 구비한다. 도 5에서는, 가열된 물의 순환을 휘어진 화살표를 사용하여 개략적으로 표시하였다. 가열부재(30)에 의해 방금 가열되어 온도 검출부재(41)를 향하는 물이 보일러(10) 내부의 물의 평균 가열 속도보다 높은 속도로 가열되므로, 위에서 이미 설명한 것과 같이, 서모스탯(40)의 동작이 가장 유리하고도 정밀하게 제어된다.

완벽을 기하기 위해, 본 발명의 보호범위 내에서, 흐름 우회기(42)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있으며, 흐름 우회기(42)가 가열된 물을 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)를 따라 가열부재(30)에서 멀어지게 향하도록 할 수 있는 것이 중요하다는 점에 주목하기 바란다.

본 발명의 보호범위는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 보호범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 병형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 자명하다. 첨부도면과 상세한 설명에서 본 발명을 예시하고 설명하였지만, 이와 같은 예시와 설명은 예시적인 것으로 생각되어야 하며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다.

특히, 가열부재(30)의 형상과 보일러(10)의 콘테이너(20)의 하우징(21)의 형상은 필수적인 것이 아니므로, 보일러(10)에서의 본 발명의 구성의 적용이 불가능하게 되지 않는다면, 본 발명의 보호범위 내에서 자유롭게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 콘테이너(20)의 하우징(21)은 2개의 외장들(22, 23)을 포함하지만, 한 개의 물품으로 제조될 수도 있다. 다수의 공지된 가열부재와 마찬가지로, 상기한 가열부재(30)는 소정의 길이에 걸쳐 충분한 가열 표면을 구현하기 위해 코일 형태의 부분을 포함할 수도 있다.

이때, 보일러(10)와 서모스탯(40)을 음료 제조장치, 특히 커피를 제조하는제 적합한 음료 제조장치의 일부인 것으로 설명하였지만, 본 발명은 뜨거운 액체를 배출하도록 구성된 모든 장치에 적용이 가능하다는 것은 자명하다.

도면, 상세한 설명과 첨부된 청구범위를 연구하여 특허청구된 발명을 실시함으로써 개시된 실시예들에 대한 다른 변형이 본 발명의 당업자에게 있어서 행해질 수 있다. 청구항에서, "포함한다" 또는 "구비한다"라는 용어는 다른 단계들이나 구성요소들을 배제하지 않으며, 부정관사 "a" 또는 "an"이 복수를 배제하지 않는다. 특정한 구성이 서로 다른 종속항들에서 반복된다는 단순한 사실이 이들 구성의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 시사하는 것이 아니다. 청구범위의 참조번호는 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

전술한 발명내용에서는, 일정한 양의 뜨거운 음료를 제조하여 공급하는 음료 제조장치가 개시되는데, 이 장치는 소정량의 물을 수납하는 콘테이너(20)와 이 물을 가열하는 가열부재(30)를 갖는 보일러(10)를 구비한다. 음료 제조장치의 작동중에는, 물의 온도를 소정의 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 가열부재(30)에 전력을 공급하는 전자회로를 닫거나 차단하는 서모스탯(40)을 사용하여 가열부재(30)의 작동이 제어된다.

서모스탯(40)을 충분히 정확하게 제어하기 위해, 보일러(10) 내부에 존재하는 물이 가열 및 냉각될 수 있는 평균 속도보다 높은 속도로 가열 및 냉각될 수 있는 보일러(10)의 위치에서 온도를 검출하도록 서모스탯(40)의 온도 검출부재(41)가 구성된다. 이와 같은 위치의 일례로는 가열부재(30)에 연결된 보일러(10)의 콘테이너(20)의 벽(26, 27)의 일부(31)를 들 수 있다. 비교적 빠른 속도로 가열될 수 있는 위치에서 온도 측정을 수행한 결과, 온도 검출의 지연이 보상되고, 서모스탯(40)의 이력 효과가 줄어든다.

Claims

뜨거운 액체를 배출하는 장치로서,

액체를 수납하는 내부 공간(20)과, 이 액체에 열을 공급하는 가열수단(30)을 갖는 보일러(10)와,

상기 보일러(10)의 가열수단(30)에 전력을 공급하는 가열회로를 포함하는 전력공급회로와,

상기 가열회로 내부에 배치되어 상기 가열회로를 차단하거나 닫을 수 있는 스위칭소자(40)와 온도 검출부재(41)의 조합으로서, 검출된 온도가 소정값보다 높은 경우에는 상기 가열회로를 차단하고, 검출된 온도가 소정값보다 낮은 경우에는 상기 가열회로를 닫도록 구성된 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합을 구비하고,

상기 온도 검출부재(41)는, 상기 보일러(10) 내부에 존재하는 액체가 가열될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 가열될 수 있는 상기 보일러(10)의 위치에서 온도를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 1항에 있어서,

상기 보일러(10)의 상기 가열수단(30)은 상기 보일러(10)의 내면에 위치한 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 벽(26, 27)의 일부(31)에 연결되고, 상기 온도 검출부재(41)는 상기 보일러(10)의 외부에 위치한 상기 보일러(10)의 상기 콘테이 너(20)의 상기 벽(26, 27)의 상기 부분(31)과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 2항에 있어서,

상기 보일러(10)의 상기 가열수단(30)과 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 상기 벽(26, 27)의 상기 부분(31) 사이의 연결이 열 브리지(32)를 사용하여 수립된 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 1항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)는, 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 일부(12)에 있는 개구(13)를 통해 상기 가열수단(30)과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 1항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)가 상기 보일러(10)의 상기 가열수단(30)에 근접한 위치에 있는 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 벽(26)에 배치되고, 상기 온도 검출부재(41)에 액체를 향하게 하기 위해 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20) 내부에 흐름 우회수단(42)이 배치된 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 1항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)와 관련된 상기 보일러(10)의 상기 위치는, 상기 보일러(10) 내부에 존재하는 액체가 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 6항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)는 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 벽(27)의 일부(31)와 접촉하고 있고, 상기 콘테이너(20)의 상기 벽(27)의 인접한 부분이 냉각 핀들(28)을 구비한 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스위칭소자(40)와 상기 온도 검출부재(41)의 상기 조합은 기계적 서모스탯의 일부인 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
뜨거운 액체를 배출하는 장치로서,

액체를 수납하는 내부 공간(20)과, 이 액체에 열을 공급하는 가열수단(30)을 갖는 보일러(10)와,

상기 보일러(10)의 가열수단(30)에 전력을 공급하는 가열회로를 포함하는 전력공급회로와,

상기 가열회로 내부에 배치되어 상기 가열회로를 차단하거나 닫을 수 있는 스위칭소자(40)와 온도 검출부재(41)의 조합으로서, 검출된 온도가 소정값보다 높은 경우에는 상기 가열회로를 차단하고, 검출된 온도가 소정값보다 낮은 경우에는 상기 가열회로를 닫도록 구성된 스위칭소자와 온도 검출부재의 조합을 구비하고,

상기 온도 검출부재(41)는, 상기 보일러(10) 내부에 존재하는 액체가 냉각될 수 있을 때의 평균 속도보다 높은 속도로 냉각될 수 있는 상기 보일러(10)의 위치에서 온도를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 9항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)는 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 벽(27)의 일부(31)와 접촉하고 있고, 상기 콘테이너(20)의 상기 벽(27)의 인접한 부분이 냉각 핀들(28)을 구비한 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 온도 검출부재(41)는 상기 보일러(10)의 상기 콘테이너(20)의 하우징(21)의 하부 부분(22)과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 배출장치.