KR20120117473A - 음료 추출장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충진되는 캡슐을 이용하여 음료를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수의 온도를 감지하여 히터의 동작을 제어할 수 있고, 유량제어밸브를 구비하여 온수의 공급량을 제어할 수 있는 음료 추출장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 음료 추출장치는 급수관을 통해 물을 공급하는 펌프; 상기 급수관의 외측에 설치되는 히터; 가열된 물의 온도를 감지하고 상기 히터의 동작을 제어하는 온도제어부; 캡슐이 장착되는 트레이; 상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 온수공급펀치; 및 온수의 공급유로를 개폐하는 급수밸브;를 포함한다.

Description

음료 추출장치 및 방법{EXTRACTION APPARATUS OF BEVERAGE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충진되는 캡슐을 이용하여 음료를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수의 온도를 감지하여 히터의 동작을 제어할 수 있고, 유량제어밸브를 구비하여 온수의 공급량을 제어할 수 있는 음료 추출장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 커피를 제조하기 위한 일회용 팩으로서 캡슐이 사용되고 있다. 캡슐은 사용자가 정확한 커피의 양을 계량해야 하는 번거로움이 없고, 또한 커피 분말을 기밀상태로 보관하기 때문에 습기로부터 보호되어 커피분말의 변질없이 장시간 보관할 수 있을 뿐 아니라 향기밀봉(aroma-tight)방식으로 패키징되어 활용도가 높아지고 있는 실정이다.

캡슐을 이용하여 커피를 추출하는 방법을 설명하면, 캡슐의 상부 및 하부에 각각 개구부를 형성하고, 상부에 형성된 개구부에 온수를 주입하면 음료가 생성되어 하부에 형성된 개구부를 통해 토출되는 것이다.

그러나 종래의 음료 추출장치는 캡슐의 상부와 하부에 개구부를 형성하는 것이 용이하지 못하다는 문제점이 있다. 또한 캡슐을 트레이에 고정하는 것이 용이하지 못하다는 문제점도 있다.

또한 캡슐 내부에 액체를 공급함과 동시에 자연적으로 낙하하여 음료로 추출되기 때문에 충진물이 충분히 용해되거나 우러나지 못하는 문제점도 있다.

또한 공급되는 온수의 온도가 적정하게 제어되지 못하고, 동작 중 계속해서 히터가 작동하여 에너지가 낭비되고, 특히, 적정온도를 유지하지 못하기 때문에 음료의 맛과 성분이 변할 수 있다.

또한 온수의 공급량을 제어할 수 없어 사용자가 직감에 의해 조절하기 때문에 온수의 공급량을 제어하는 기술이 요구된다.

또한 통상 급수관은 알미늄으로 형성되는데, 히터에 의해 가열되어 부식되어 유해물질이 발생하는 경우도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 온수의 온도를 감지하여 히터의 동작을 제어할 수 있고, 유량제어밸브를 구비하여 온수의 공급량을 제어할 수 있는 음료 추출장치 및 방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 음료 추출장치는 급수관을 통해 물을 공급하는 펌프; 상기 급수관의 외측에 설치되는 히터; 가열된 물의 온도를 감지하고 상기 히터의 동작을 제어하는 온도제어부; 캡슐이 장착되는 트레이; 상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 온수공급펀치; 및 온수의 공급유로를 개폐하는 급수밸브;를 포함한다.

또한 온수가 공급되는 상기 급수관상에 유량제어밸브가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 온도제어부는 바이메탈인 것이 바람직하다.

또한 상기 급수관은 알미늄관이고, 상기 히터에 의해 가열되는 상기 급수관의 내부에는 스테인레스관이 더 삽입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 온수의 온도를 감지하여 히터의 동작을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한 유량제어밸브를 구비하여 온수의 공급량을 제어할 수 있다.

또한 히터에 의해 가열되는 영역에서 급수관의 내부에 스테인레스관을 삽입함으로써 부식을 방지하고 온수에 유해물질이 포함되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 캡슐을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명에 의한 실시예를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

본 발명에 의한 음료 추출장치에 사용되는 캡슐은 커피분말 뿐 아니라 차, 한방 기능성 건강음료 원료, 한약재, 간식용 음료의 원료 등(이하, '충진물'이라고 한다)을 충진하고, 물 또는 기타 액체 등을 공급하여 커피나 차나 한약 또는 간식용 음료 등(이하, '음료'라고 한다)을 추출하기 위한 캡슐이다. 또한 충진물은 용해성 또는 비용해성을 가리지 않고, 또한 분말뿐 아니라 소정의 점도를 갖는 액상일 수도 있다.

먼저, 본 발명에 의한 음료 추출장치에 적용되는 캡슐을 설명한다.

도 1을 참조하면, 캡슐(100)은 상부가 개방된 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상부를 밀봉하는 커버(120)와, 분배판(130)과, 부직포(140)와, 필터(150)를 포함한다. 상기 분배판(130)은 원형의 플레이트에 액체가 통과하는 관통공이 형성되는데, 상기 관통공은 상광하협(上廣下狹)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다. 또한 상기 필터(150)는 원형의 플레이트에 음료가 통과하는 토출공이 형성되는데, 상기 토출공은 상협하광(上狹廣下)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다. 또한 몸체(110)의 하면에는 개구가 용이하도록 언더컷부(112)가 원주 방향으로 복수개 형성되어 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 음료 추출장치를 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 실시예는 받침대(211)와, 물통(212)과, 프레임(213)과, 상기 프레임(213)의 내부에 구비되는 온수공급모듈(300), 상기 프레임(213)상에 형성된 캠샤프트(220)와, 상기 프레임(213)에 연결된 본체(240)와, 상기 캠샤프트(220)에 연결 설치된 캡(231)을 포함한다.

상기 본체(240)는 캡슐이 안착되는 트레이(241)와, 상기 트레이(241)에 안착된 캡슐로부터 음료를 추출하기 위하여 상기 캡슐 몸체의 하면(도 1의 112 참조)을 개구하는 추출펀치(244)와, 추출된 음료가 토출되는 토출유로 상에 설치되는 솔레노이드 밸브(244)와, 추출된 음료가 최종 토출되는 토출구(245)를 포함한다. 상기 추출펀치(242)는 트레이(241)를 관통하여 돌출형성되어 있다. 또한 상기 트레이의 하부에는 토출되는 음료가 취합되는 캐비티(243)가 형성되어 있다. 상기 캐비티(243)는 음료의 취합 및 흐름이 원활하도록 반구형태로 형성된다.

또한 상기 캡(231)은 트레이(241)에 밀착되어 캡슐을 고정하는 구성요소이다. 상기 캡(231)의 내측 중심부에는 캡슐의 커버를 개구하고 온수 등의 액체를 고압으로 공급하는 액체공급펀치(233)가 구비된다.

또한 상기 캠샤프트(220)는 원통형으로 프레임(213)상에 형성되는데, 상기 캠샤프트(220)의 외주면에는 적어도 1 이상의 가이드홈(221)이 형성된다. 상기 가이드홈(221)은 제1수직부(221a)와, 나선방향으로 형성된 선회부(221b)와, 제2수직부(221c)로 형성된다. 그러나 이와 달리 제1수직부 없이 선회부와 제2수직부만으로 형성되거나 수직부만으로 형성될 수도 있고, 선회부만으로 형성될 수도 있다.

상기 캡(231)의 일단은 상기 캠샤프트(220)가 삽입될 수 있도록 홀이 형성되고, 상기 캠샤프트(220)의 외주면에 형성된 가이드홈(221)을 따라 이동하는 가이드핀(232)이 결합된다.

이하에서는 본 발명에 의한 음료 추출장치의 작동상태 및 음료 추출방법을 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 본체(240)의 트레이(241)에 커버(120)가 상방을 향하도록 캡슐(100)을 안착한다(도 4의 (a)참조).

한편, 이 때, 상기 캡(231)은 (a)와 같이 트레이(241)에 밀착되지 않고 일정높이 이격되어 있을 뿐만 아니라 (b)와 같이 트레이(241)의 수직상방이 아닌 측방으로 도피되어 있다. 이는 캡슐(100)을 본체의 트레이(241)에 장착하기 용이하도록 하기 위한 것이다. 이 때, 가이드핀(232)이 캠샤프트(220)에 형성된 가이드홈(221)의 상사점(제1수직부의 상단)에 위치한다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 캡(231)을 트레이(241)에 밀착시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 오픈상태의 캡(231)을 하강하면 가이드핀(232)은 가이드홈(221)을 따라 하강하는데 특히, (b)와 같이 가이드핀(232)이 선회부(도 2의 221b 참조)를 따라 하강하여 캡(231)은 트레이(241)의 상부에 완전히 밀착되는 것이다. 상기 캡(231)을 하강한 후, 위치를 고정하기 위하여 록킹수단(미도시)을 구비할 수 있다.

위와 같이 캡(231)을 트레이(241)에 밀착시키면, 액체공급펀치(243)가 캡슐의 커버(120)를 개구하고, 추출펀치(242)가 캡슐의 하면을 개구하게 된다.

이 상태에서 액체공급펀치(243)의 내부를 통해 고압의 온수를 공급하면, 충진물(P)이 온수에 용해되거나 우러나와 음료가 생성된다. 이와 같이 생성된 음료는 부직포(140)와 필터(150)의 토출공을 통해 토출되어 트레이(241)의 하방에 형성된 캐비티(243)에 고이게 된다. 한편, 음료의 토출유로는 솔레노이드밸브(244)에 의해 폐쇄되어 일정시간 토출되지 못한다. 충진물이 충분히 용해되거나 우려질 수 있도록 온수가 캡슐 내부에 일정시간 머무르게 하기 위한 것이다. 따라서 충진물의 특성 및 캡슐의 체적에 따라 솔레노이드 밸브(244)의 개방시간이 제어된다.

일정 시간 경과 후, 솔레노이드 밸브(244)를 개방하여 음료를 토출한다. 또한, 이 때 사용자의 설정에 따라 토출되는 음료의 농도를 조절할 수 있다. 즉, 음료가 토출될 때, 추가적으로 액체공급펀치로 온수를 공급하는 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 온수공급모듈(300)은 물통에 있는 물이 펌프에 의해 공급되는 급수관(310)과, 상기 급수관(310)의 양측에 각각 구비되는 히터(330)와, 상기 히터(330)가 설치되는 영역에서 상기 급수관(310)의 내부에 삽입되는 스테인레스관(320)과, 상기 히터(330)에 의해 가열된 온수의 온도를 감지하여 상기 히터의 작동을 제어하는 바이메탈(340)과, 유량제어밸브(350)를 포함한다.

상기 스테인레스관(320)은 잘 알려진 바와 같이, 내부식성이 강하고 안정된 구조를 가지고 있어 보존성이 탁월하다.

상기 바이메탈(340)은 온도제어부로서 온수의 온도가 적정온도에 이르지 못하면 히터(330)에 전원을 계속하여 공급하고, 적정온도에 다다르면 상기 히터(330)에 전원공급을 차단하여 더 이상 히터(330)가 작동하지 못하도록 제어한다.

상기 유량제어밸브는 온수가 공급되는 급수관상에 설치되어 온수의 공급량을 제어할 수 있다.

200: 실시예 211: 받침대
212: 물통 213: 프레임
220: 캠샤프트 221: 가이드홈
230: 리드 231: 캡
232: 가이드 핀 233: 액체공급펀치
240: 본체 241: 트레이
242: 토출펀치 243: 캐비티
244: 솔레노이드밸브 245: 토출구
300: 온수공급모듈 310: 급수관
320: 스테인레스관 330: 히터
340: 바이메탈 350: 유량제어밸브

Claims (4)

1. 급수관을 통해 물을 공급하는 펌프;
   상기 급수관의 외측에 설치되는 히터;
   가열된 물의 온도를 감지하고 상기 히터의 동작을 제어하는 온도제어부;
   캡슐이 장착되는 트레이;
   상기 캡슐의 상부를 개구하고 상기 캡슐의 내부에 온수를 공급하는 온수공급펀치; 및
   온수의 공급유로를 개폐하는 급수밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   온수가 공급되는 상기 급수관상에 유량제어밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 온도제어부는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 급수관은 알미늄관이고, 상기 히터에 의해 가열되는 상기 급수관의 내부에는 스테인레스관이 더 삽입되는 것을 특징으로 하는 음료 추출장치.
   
   

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