KR20130014693A - 온도조절 및 살균 시스템을 탑재한 더치커피 추출기 - Google Patents

Abstract

냉수용기(30), 커피분말 용기(32) 및 커피액 용기(34)를 안착 고정시키는 섀시(10)와 여기에 결합되는 냉각모듈(20)을 더 포함하여 구성된 더치커피 추출기가 소개된다. 온도조절 및 살균 시스템을 탑재한 본 발명의 더치커피 추출기는 작고 강력한 냉온 조절모듈과 냉온 공기의 살균순환 장치가 유기적으로 결합 설계된 장치로서, 냉수를 이용한 커피추출과정에서 균일한 냉기분포와 멸균상태를 장시간 유지할 수 있도록 만든 것이다.
냉각모듈(20)은 바람직하게는 열전소자를 이용하여 상기 냉수용기(30) 주변에서 상기 커피분말용기(32)를 거쳐 상기 커피액 용기(34)의 주변까지를 포함하는 커피추출공간을 냉각핀에 의해 냉각시키며, 섀시(10)에는 외부공간과 상기 커피추출공간을 서로 차단하는 글라스도어(11)가 더 결합되고 또한 자외선램프(26)는 상기 냉수용기(30)와 상기 커피액 용기(34) 중 어느 하나 이상에 자외선을 직접 또는 간접 조사하도록 배치된다.
커피추출공간은, 흡기필터(25)가 형성된 상단 공기흡입구(14)로 외부공기를 흡입하고 상기 섀시(10)에 형성된 냉기흡입구(17)로 냉기를 배출하는 냉기순환구조에 의해 냉각된다.
본 발명은 냉수를 비롯한 커피추출공간의 전반적인 온도조절이 힘든 종래 더치커피 추출법의 단점을 완전히 해소할 수 있다. 또한 내부에서 순환한 냉기를 방열핀 열기의 냉각에 즉시 이용할 수 있어 순환팬의 초저속 정숙운전에 의한 미약한 공기흐름으로도 고도의 냉각, 방열상태를 유지할 수 있다.

Description

온도조절 및 살균 시스템을 탑재한 더치커피 추출기{Dutch Coffee machine with temperature control and sterilizing system}

본 발명은 작고 효율적인 냉온조절 장치와 냉기의 살균순환 장치가 유기적으로 결합 설계된 기기로서, 냉수를 이용한 커피추출과정에서 균일한 냉기분포와 멸균상태를 장시간 유지할 수 있도록 만든 더치커피 추출기에 관한 것이다.

커피의 추출방법에는 대표적으로 커피가 담긴 여과지에 뜨거운 물을 부어 커피액을 추출하는 드립커피 추출법과, 포트에 커피를 충전한 다음에 고압상태로 고온의 물을 통과시켜 커피액을 추출하는 에스프레소커피 추출법 등이 널리 쓰이고 있다.

커피 추출법을 구분 짓는 가장 큰 요인인 커피의 용해도는, 커피생두의 로스팅 정도, 그리고 커피용수의 온도와 밀접한 관계를 갖고 있다.

커피 가공과정의 하나인 로스팅은 생두에 일정한 열을 가해서 볶는 과정을 말하며 약하게 로스팅할수록 특정 온도에서의 물에 대한 용해도가 떨어지고, 강하게 볶으면 반대로 용해도가 증가한다.

다양한 추출법에 따라 해당 추출법에서 커피의 맛을 가장 좋게 하면서 또한 그 맛을 일정하게 유지하기 위해서는 커피생두의 로스팅 강도에 맞는 다양한 물의 온도, 즉 다양한 추출온도가 필요하며 이는 앞서 설명한 바와 같이 물의 온도와 커피의 분말화 정도에 따라 카페인을 포함한 커피성분의 용해 특성이 달라지는 것에 기인한다.

최근에는 다량의 커피분말이 충전된 용기에 소량의 찬물을 장시간 투과시키면서 차가운 상태에서 커피액을 추출하는 더치(Dutch)커피 추출법도 점차 널리 보급되고 있다.

그 추출법이 네덜란드인 선원으로부터 유래된 더치커피는 용해도가 떨어지는 저온상태에서 추출되므로 고온추출법과 비교하여 같은 추출시간 동안 용출되는 카페인은 상대적으로 적다. 그러나 동등한 커피량 대비 단위시간당 냉수 투과량을 적게 하면서 추출시간을 늘릴수록 카페인 추출량은 점차 증가한다.

널리 상업화된 에스프레소 머신과 마찬가지로 더치커피 또한 공정을 기계화하여, 상업적인 대량 생산 시에도 균일한 맛과 향을 내거나 또는 비록 맛과 향이 완전히 균일하지 않더라도 필요에 따라 카페인함량이나 맛과 향을 다양하게 조절할 수 있는 기계적인 추출제어공정을 구현하려는 연구가 점차 활발해지고 있다.

아래 소개한 문헌 (1)에 기재된 더치커피 추출기는, 저장탱크의 물이 드립모듈(점적기)를 통해 커피분말 용기에 소량씩 공급되는 과정에서 냉수용기를 2단으로 구성하여 상부 냉수용기의 수량변화에 따른 수압변화를 중간 냉수용기에서 차단하게끔 한 구성이다. 이 같은 중간용기 구성을 통해 상부 용기의 냉수 저수량에 관계없이 균일한 냉수 투입량을 유지할 수 있다.

문헌 (2) 또한 문헌 (1)의 기술사상과 동일 선상에 위치하는 것으로서, 통상 상부 냉수용기와 중간부분의 커피분말 용기 사이에만 설치되어 있는 드립모듈을 중간 용기와 하단의 커피액 용기 사이에도 추가 설치하여 결과적으로 커피분말 용기 내부를 통과하는 추출액량을 원하는 수준으로 기계적으로 조절하고 있다.

문헌 (3)은 더치커피의 추출법을 균일화하기 위한 또 하나의 시도로서, 추출장치 전체를 냉장고 내부에 위치시켜 추출과정 전반에서 균일한 냉온상태를 유지하면서 커피액을 추출함으로써 일정한 맛과 향을 획득하고자 노력한 것이다.

(1) 한국공개특허 10-2012-0078180 더치커피기구의 수압안정장치 (2) 한국공개특허 10-2012-0106406 더치기구 및 이를 이용한 더치커피 제조방법 (3) 한국특허출원 10-2012-0128948 더치식 커피 추출기

위와 같이 더치커피의 추출과정에서 기계적이고 균일한 제어과정을 도입하고자 하는 노력이 이어지는 까닭은, 역설적으로 말하자면 원하는 최적의 맛을 갖춘 더치커피의 추출법이 이론적으로 정립되지 않았기 때문이다.

널리 쓰이는 드립식 커피 추출방법과 비교하여, 더치커피의 추출방법을 살펴보면 구조적으로는 드립커피 추출법과 유사하지만 0℃~30℃ 정도인 낮은 온도의 물(냉수)이 중력에 의해 분쇄된 커피가루를 장시간에 걸쳐 통과하면서 매우 천천히 용해되는 커피성분을 추출하므로 추출온도와 추출시간 측면에서 차이가 있다.

더치커피는 뜨거운 물을 사용하는 일반 추출법에 비해 차가운 물을 사용하기 때문에 커피 본연의 향미성분을 우려내기 위해서는 긴 시간이 필요하다. 따라서 추출과정은 마치 병원에서 수액을 맞는 것처럼 차가운 물을 한 방울씩 떨어뜨리면서 아주 오랜 시간에 걸쳐 소량씩 추출하도록 진행된다. 문제는 이 과정에서 생수(냉수)의 온도변화에 따른 물맛감소와 세균증식, 추출액의 장시간 주위공기 노출에 따른 풍미감소와 변질, 추출장치 전반에 주위 공기의 냄새나 먼지 유입 등 다양한 나쁜 요인이 개입되는 것은 물론 커피분말 용기 내부에서 커피분말과 물의 뒤섞임 상태와 분포에 따라서도 다양한 변수가 발생된다는 점이다.

또한 장시간에 걸친 추출과정은 맛과 향을 결정하는 중요한 인자인 카페인의 함량에도 영향을 미치게 되며, 커피음료의 가장 큰 특징 중 하나인 카페인은 대략 70℃ 근방에서 활발히 추출되기 때문에 차가운 물을 이용해서 추출한 더치커피에는 카페인의 추출량에 비해 커피 특유의 쓴맛이 상대적으로 더 많이 추출될 수 있다.

결국 많은 시행착오를 거쳐 최적의 맛과 풍미, 그리고 최적의 카페인 함량을 찾아내는 것은 커피바리스타의 몫이 되나 그 과정에서 최대한 기계화된 공정으로 추출과정을 예측 가능한 균등한 상태로 변환시킬수록 가장 맛과 향이 좋은 최적 추출온도와 최적 추출시간을 찾아낼 확률은 더욱 높아질 수 있다.

소개한 문헌(3)은 상술한 바와 같은 필요에 의하여 더치커피 추출장치를 온도제어가 가능한 냉장고 등에 설치한 것이다. 그러나 이와 같은 장치로는 실내에 다수의 더치커피 추출장치를 설치하기 어렵다.

통상적인 실내용 냉장고는 응축기에서 발생하는 열기가 냉각공간에 영향을 주지 않도록 두꺼운 단열벽 구획으로 구성되며 전체설비크기에 비해 매우 작은 냉각공간을 갖는다. 따라서 통상적인 크기의 가정용, 영업용 냉장고에 들어갈 수 있는 더치커피 추출기는 기껏 한 두 대 정도이다.

그러나 냉장 설비까지 동반된 더치커피 제조시설이라 한다면 반드시 상업적인 대량생산 용도로 이용되어야 할 것이므로 필연적으로 매우 큰 냉각공간이 필요하며 그 설비는 실내온도에도 영향을 주지 않아야 한다.

위와 같은 조건은 옥외 설치방식의 대형 냉각시설만이 만족시킬 수 있으며 결국 그 같은 방식은 최근 커피전문점의 트렌드인 고급감이나 우아함과는 거리가 먼 것이다.

대부분의 소비자들은 고풍스럽고 우아한 느낌으로 디자인된 더치커피 추출기를 실내에서 직접 보고 구경하면서 커피음료를 구매하기를 원한다.

또한 장시간 소량추출 을 바탕으로 하는 더치커피의 특성상 상업적 운용을 위해서는 그 같은 더치커피 추출기가 실내에 십수 대~수십 대 정도로 다수 설치될 필요가 있다.

그러나 앞서 설명한 바와 같이 더치커피 추출공간의 냉각을 위해서 냉매압축 냉동사이클을 이용한 기존의 냉장설비를 사용하는 것은 실내인테리어상의 고급감을 훼손할 뿐만 아니라 압축냉동 사이클에 동반되는 소음문제와 응축열의 처리 문제도 있어 여러모로 곤란하다. 특히 그와 같은 문제는 추출기 설치대수가 적을 때에는 운전비의 증가에 따른 비경제성으로 나타나며, 추출기 설치대수가 많을 때에는 실내환경 훼손과 초기투자비의 대폭 증가로 나타난다.

즉 더치커피 추출기에 있어서 크지도 않지만 그렇다고 작지도 않은 커피추출공간의 온도를 장시간 효과적으로 조절하는 것은 상업적인 측면과 기술적인 측면 모두에서 간단히 해결될 수 없는 까다로운 문제점을 갖고 있다.

본 발명 상술한 더치커피 추출기의 전반적인 난제를 효과적으로 해결하고자 창안된 것이다.

본 발명은 다음과 같은 매우 창의적이며 혁신적인 방법으로 상술한 문제점을 해결하였다.

먼저 본 발명의 목적은 커피추출공간에 최적화된 국소 냉각과 살균이며 커피추출기가 주로 비치되는 장소, 즉 실내 전체의 냉각과 살균이 아니다. 이에 따라 커피추출공간을 주위 공기와 차단시키되, 필터를 통해 정제 흡입된 공기를 냉각시키고 냉각된 공기는 다시 주위 공기로 배출시키는 과정에서 냉각사이클의 부산물인 열기를 이미 커피추출공간 냉각에 활용된 냉기와 뒤섞여 방출되도록 하였다. 이것은 마치 실내에 설치된 냉장고의 한쪽 벽에 구멍을 뚫고 거기서 흘러 나오는 냉기를 이용하여 냉장고 뒷면의 응축코일을 재차 냉각시키는 것과 유사한, 매우 독특한 기술개념이다.

위와 같은 특유의 구조에 의해서 본 발명에 채용되는 냉각모듈은 압축냉동사이클에 의한 냉매의 증발잠열을 이용하지 않는 열전소자를 냉각소자로 이용할 수 있다.

컴팩트한 냉각소자인 열전소자는 작은 부피에도 불구하고 충분한 냉각용량을 갖고 있으며 급속한 냉각이 가능한 특성에다 무소음 특성까지 지닌 좋은 소재이다. 반면에 얇은 소자면 양쪽으로 냉각면과 가열면이 동시에 존재하므로 냉각공간과 열배출공간을 멀리 떨어뜨릴 필요가 있는 대부분의 냉각장치에 간단히 적용되기에는 어려움이 있다.

본 발명은 커피추출공간을 섀시(10)와 글라스로 둘러싸고, 섀시(10)의 뒤편으로는 열전소자 등에 의해 가열되는 방열핀의 열기를 배출시키는 덕트(13)를 구성하되 추출공간을 사용되고 빠져나가는 냉기를 덕트에 직접 유입시켰다. 이 과정에서 전반적인 공기유동량은 극단적으로 축소될 수 있고, 고효율의 정숙한 냉동사이클이 완성된다. 물론 본 발명의 기본 목표인 냉기와 열기의 순환 구조가 본 발명의 섀시구조에서 충분히 가능하다면 열전소자를 탑재하지 않은 다른 냉각모듈을 사용해도 무방하다.

다음으로 본 발명은 커피추출공간의 살균 구조에서 통상 물의 살균에 널리 이용되는 자외선 램프를 이용하되 유입되는 공기흡입구, 즉 흡기필터 쪽에 자외선이 조사되도록 하여 흡입공기를 자연스럽게 살균시키면서 동시에 살균된 냉기로 바꾸어 커피추출공간 전반을 흐르도록 설정하였다.

이러한 구조는 상술한 열기, 냉기 혼합을 위한 냉기순환구조와 정확히 맞물리면서 자외선 램프의 사용량을 최소화 하는 효과를 함께 가져다준다. 자외선 램프는 지나치게 많이 사용하여도 좋지 않은데 대표적으로 커피의 맛과 향이 나빠질 우려가 있다. 아래에 기술되는 최적 실시예 에서와 같이 본 발명은, 상부에 탑재된 냉수용기(30)와 상부 공기흡입구에 설치된 흡기필터(25)에 집중적으로 자외선을 조사하고 자외선램프의 아래쪽에 배치되는 커피분말용기(32)나 커피액 용기(34)에는 상대적으로 적은 자외선을 조사하는 대신에 이들을 감싸고 흐르는 냉기가 상단구역에서 일차 자외선 살균 처리된 멸균 공기 상태로 흐르도록 하여 적절히 타협된 살균방식을 취하였다.

위와 같은 냉기, 열기 혼합구조와 자외선이 조사된 냉기의 순환 구조에 의해 본 발명은 통상적인 냉장고를 그대로 채용한 커피추출기에 비하여 극히 적은 에너지만을 소모하면서 실내의 공기질을 포함한 운전소음 등 설치환경에 전혀 해를 주지 않게 되며, 높은 살균 냉각효과는 물론 유리로 감싸진 미려한 외관까지 한꺼번에 달성할 수 있게 된다.

본 발명은 냉수를 비롯한 추출기구 전반의 효과적인 온도조절과 균일한 온도 분포처리가 힘든 종래 더치커피 추출법의 단점을 완전히 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 같은 온도조건이면서도 주변 대기와의 접촉량 차이로 인해 맛이 달라지는 단점을 완전히 해소하였으며, 장시간 추출과정에도 불구하고 냉수를 비롯한 내부의 살균상태가 완벽하며 은은한 냉기의 흐름을 골고루 유도할 수 있으므로 추출액의 변질확률이 크게 줄어드는 효과가 있다.

마지막으로 본 발명은 내부에서 순환한 냉기를 방열판 냉각에 즉시 이용할 수 있어 냉각효율이 매우 높다. 따라서 극소량의 미약한 공기흐름으로도 고도의 냉각, 방열상태를 유지할 수 있다. 이는 순환팬의 초저속 정숙운전이 가능한 장점과 함께 실내에 설치된 고풍스럽고 우아한 더치커피 추출기로서 커피매장 인테리어의 고급감을 향상시킴은 물론 소비자로 하여금 높은 구매욕을 느끼도록 자극할 수 있는 추가적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 추출기 실시예의 전체 우측방 사시도
도 2는 본 발명에 따른 추출기 실시예의 전체 좌측방 사시도
도 3a~3b는 본 발명에 따른 추출기 실시예의 6면도
도 4는 본 발명에 따른 추출기 실시예의 섀시 외부분해도
도 5는 본 발명에 따른 추출기 실시예의 냉각모듈 분해도
도 6은 본 발명에 따른 추출기 실시예의 공기순환모듈 단면도
도 7a~7b는 본 발명에 따른 추출기 실시예의 투시도

상술한 본 발명의 과제 해결수단을 기술적으로 뒷받침하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 일 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

다만 아래의 실시예에서 특정 전문용어로 표현되는 구성요소들과 그 결합구조가 본 발명에 포괄적으로 내재된 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명 추출기 실시예의 전체 우측방 사시도이며 도 2는 전체 좌측방 사시도이다. 그리고 도 3a~3b는 각각 6면도와 6면 투시도를 나타낸 것이다.

도1 ~ 도 3을 참조로 본 발명 추출기의 전반적인 결합구성을 설명한다.

본 발명의 더치커피 추출기에서 주요 추출부 구조는 냉수용기(30)와, 상기 냉수용기(30)에 연결된 드립모듈(31)과, 상기 드립모듈(31)로부터 냉수가 투입되도록 배치되는 커피분말 용기(32)와, 상기 커피분말 용기(32)로부터 추출된 커피액이 저장되는 커피액 용기(34)를 포함하여 구성되는 것으로서 통상의 더치커피 추출기과 크게 다르지 않다.

여기에 추가로 본 발명의 고유하며 의도적인 구성을 설명한다.

우선 통상의 더치커피 추출기에서 필수적인 구성인 냉수용기(30), 커피분말 용기(32) 및 상기 커피액 용기(34)를 안착 고정시키는 섀시(10)를 설계하였고 섀시의 앞쪽, 즉 커피추출공간은 글라스도어(11)와 사이드글라스(12) 등으로 둘러싸서 추출기 내부를 잘 살펴볼 수 있으면서도 주위 환경(외부공기)와 차단될 수 있도록 하였다.

상기 섀시(10)에 결합되는 냉각모듈(20)은, 상기 냉수용기(30) 주변에서 상기 커피분말용기(32)를 거쳐 상기 커피액 용기(34)의 주변까지를 포함하는 커피추출공간을 냉각시키도록 구성되며 커피추출공간 내부에 설치되는 복수의 냉각핀(22)에 의해 상기 냉각모듈(20)이 발생시키는 냉기를 고르게 분포시키도록 작동하는 것이 특징이다.

구체적으로 살펴보면, 글라스도어와 사이드글라스에 의해 주위와 차단된 공간인 커피추출공간에는 냉각모듈로부터 뻗어 나온 히트파이프(heat pipe)들과 히트파이프에 연결되어 각각의 용기를 둘러싸도록 알맞게 성형된 냉각핀(22)이 다수 배열되어 있어 외부공기가 직접 유입되어도 즉시 냉기로 바뀔 수 있다.

냉각모듈은 히트파이프 또는 냉각핀을 차갑게 할 수 있는 것이면 어느 것이든 무방하나 별도의 냉기를 발생하지 않고 접촉전도 방식으로 히트파이프(냉각핀)을 차갑게 하는 방식이 필요하다. 냉기를 따로 뿜어내지 않고 접촉식으로 열을 전도하는 냉각소자는 앞서 설명한 대로 열전소자(Thermoelectric Element)가 가장 유력하다.

냉각모듈(20)의 냉각소자로서 열전소자를 사용하면, 열전소자는 상기 커피추출공간 안쪽으로 냉각되고 상기 커피추출공간 바깥쪽으로 가열되는 형태로 배치되어야 하며 안쪽 냉각면에 히트파이프와 히트파이프에 연결된 냉각핀이 순차적으로 연결되는 구조이다.

한편 장시간 커피를 추출하다 보면 냉수용기를 비롯한 모든 용기에 담긴 물에서 대장균 번식 등이 우려되며 글라스도어는 완벽한 밀폐를 달성할 수 없으므로 실내에 부유하는 병균에 의한 세균번식이 우려된다. 이를 가장 작은 부피와 적은 동력으로 효과적으로 살균해 주는 것은 자외선램프(26)이다.

자외선램프(26)는 상기 냉수용기(30)와 상기 커피액 용기(34) 중 어느 하나 이상에 자외선을 직접 또는 간접 조사하도록 배치된다. 도면상의 바람직한 실시예를 살펴보면 상부 사이드 글라스 쪽에 배치되어 주로 냉수용기(30)를 비추며 아울러 글라스도어(11) 쪽에 설치된 상단 공기흡입구(14)쪽 흡기필터(25)를 비추도록 설치된 것을 알 수 있다.

그리고, 반드시 도면상의 실시예와 유사하지 않더라도 흡기필터(25)는 상기 자외선램프(26)에 의해 자외선이 직접 또는 간접 조사되도록 배치되는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성에 의하여, 커피추출공간은 흡기필터(25)가 형성된 상단 공기흡입구(14)로 외부공기를 흡입하고 흡입된 공기는 자외선램프(26)로부터 자외선을 쬐고 냉각핀(22)에 의해 냉각되면서 천천히 아래로 흘러내려 섀시(10)에 하단에 형성된 냉기흡입구(17)로 빠져나가게 된다. 즉 냉기흡입구(17)는 냉기를 흡입한다고 볼 수도 있고 커피추출공간 내부의 냉기를 배출한다고 볼 수도 있으며 커피추출공간과 덕트(13)로 이루어지는 냉기순환구조의 중간 통로역할을 한다.

도 4는 섀시 외부분해도로서 통상적인 더치커피 추출기의 구성과 이를 둘러싼 글라스도어 안쪽공간의 구성을 자세히 도시하고 있다. 히트파이프, 냉각핀 등 냉각구성과 자외선을 이용한 살균을 동반한 공기(냉기) 순환구성을 잘 살펴볼 수 있으며 도 4에서 보이지 않거나 빠진 구성을 좀 더 세부적으로 분해 도시한 것은 도 5의 냉각모듈 분해도이다.

열전소자 냉각모듈은 전체적인 외형이 발열, 흡열원으로 사용하는 열전소자에 냉기 방출용 히트파이프와 열기 방출용 히트파이프를 양면에서 연결하고 방열핀은 다판 형식의 컴팩트한 형상으로 덕트 내부에 내장시켰으며 냉각핀은 추출기 내부공간의 상단과 하단에 걸쳐 드문드문 배치하여 전체적으로 균일한 온도를 유지하면서 미려한 외관을 유지할 수 있도록 하였다.

열전소자는 이종 반도체(보통은 비스무트와 텔루르(Bi2Te3))의 pn접합구조에 의해 직류전원을 인가하면 접합된 부위에서 열기전력, 즉 펠티에 효과가 발생하고 전류방향에 따라 한쪽은 냉각되고 한쪽은 가열되는 성질을 나타낸다. 열전소자는 특히 온도의 변화 속도가 매우 빠르고 단위부피당 큰 열용량을 낼 수 있으므로 컴팩트한 설계가 쉽다. 따라서 각종 소형 냉온기구에 널리 사용되고 있으며 본 발명과 같이 정숙한 운전을 필요로 하는 작은 냉각공간에서는 사실상 선택 가능한 유일한 냉각모듈로 여겨진다.

도 5는 냉각모듈 분해도로서 도 4에서 잘 설명되고 있는 냉기 발생 및 살균순환과정을 뒷받침하는 섀시 뒤쪽 덕트 구성과 섀시 하부 순환팬 및 통합제어기 구성을 자세히 도시하고 있다. 또한 도 5의 외기 유입, 냉기 순환, 열기 배출 구조를 좀 더 상세하게 도시한 것은 도 6의 공기순환모듈 단면도이다.

섀시(10)에는 냉각모듈 내부에 탑재된 열전소자의 가열된 열기를 외부로 방출하는 덕트(13)가 더 결합되며, 상기 냉기흡입구(17) 근처에는 상기 커피추출공간 내부의 냉기를 흡입하여 상기 덕트(13)를 통해 배출시키는 순환팬(24)이 더 배치된다.

또한 덕트(13) 내부에는 상기 열전소자와 연결된 방열핀(23)이 배치되며, 상기 섀시(10) 또는 상기 덕트(13)에는 외부공기를 흡입하는 하단 공기흡입구(15)가 더 형성되어, 상기 냉기의 순환량과 상기 열기의 배출량을 조절하도록 동작한다.

상기 방열핀(23)으로 인하여 열전소자는 상대적으로 방열에 덜 제약을 받은 상태로 많은 양의 전류를 흘려 히트파이프와 냉각핀을 급속도로 냉각시킬 수 있다.

도면상에서 3장으로 적층된 방열핀(23)은 열전소자 가열면의 열을 전달하는 히트파이프에 의해 열을 전달받아 덕트(13)내부에 전달하며 덕트 하단에서 순환팬에 의해 올라오는 냉기와 직접 접촉하여 효과적으로 냉각된다. 결국 대부분의 장시간 연속운전 상태에서 상단 공기흡입구(14)로 들어가는 실내 공기온도와 비슷한 온도의 냉기-열기 혼합공기가 덕트(13) 상단의 공기배출구(16)으로 배출되므로 추출기를 실내벽면에 다수 개 배치하여도 실내공기질 저하는 크지 않게 된다.

순환팬(24)의 작동구조를 구체적으로 설명한다. 우선 냉기흡입구(17)의 입구 크기가 작을수록 순환팬(24)은 커피추출공간을 통과하는 냉기를 적게 빨아들이게 된다. 또한 섀시 외부로 나와 있는 공기흡입량 조절기(18)가 적게 열려 있을수록 순환팬은 커피추출공간 내부에 체류하는 냉기를 상대적으로 많이 빨아들이게 된다. 순환팬(24)이 빨아들인 냉기 (또는 냉기와 외기의 혼합공기)는 하단공기흡입구(15)를 통하여 덕트(13) 쪽으로 유입되며 유입된 차가운 공기는 방열핀(23)을 식히게 된다. 즉 순환팬(24)과 공기흡입량 조절기(18)의 유기적인 작동은 커피 추출기의 작동중간에 내부 추출공간의 온도조절을 위해 필요한 것으로서 커피추출공간의 공기흐름을 일정하게 유지하면서 덕트 내의 방열용 공기흐름을 세차게 할 필요가 있을 때 주로 사용된다.

순환팬의 회전속도는 공기흡입량 조절기(18)의 개폐량에 따라 조절될 수 있다. 작동초기에 냉기가 부족할 때 열전소자를 활발히 가동시키면서 커피추출공간 내부의 냉기를 아껴두고 상대적으로 많이 가열된 방열핀(23)을 통해 덕트(13) 내부에 퍼지는 열기는 빠르게 배출할 필요가 있다. 이때 공기흡입량 조절기(18)는 많이 열려서 많은 외부공기를 따로 흡입할 필요가 있다. 반대로 장시간 운전을 통해 커피추출공간이 충분히 냉각되면 공기흡입량 조절기(18)는 매우 작게 열거나 완전히 닫아서 순환팬(24)의 회전속도를 매우 낮춘다. 이렇게 되면 무소음에 가까운 상당히 정숙한 운전이 이루어지면서 불필요한 냉기의 소모량도 아낄 수 있다. 방열핀 가열에 의한 덕트 내부의 열기는 충분히 차가운 냉기와 섞이면서 적은 유동량에 의해서도 충분히 냉각된다.

본 발명의 실시예에서는 통상적인 원심팬을 납작하게 만들어 장착하였지만 가늘고 긴 물레방아 모양의 시로코팬을 사용하는 것도 좋다. Sirocco Fan은 다수의 전향 Blade를 가진 원심식 송풍기로서 임펠러의 구조상 유체 역학적으로 상당히 무리한 승압을 하므로 효율은 저조하나 낮은 압력에서 공기의 흐름이 원활하여 소음 및 진동이 비교적 작아 운전이 정숙하다. 또한 슬림한 모양을 갖고 있으므로 본 발명의 섀시 하단 모서리에 배치되기도 좋다.

결국 본 발명에서 커피추출공간과 덕트를 연결하는 하나의 순환 관로는, 한쪽면은 가열되고 한쪽면은 냉각되는 열전소자와 맞물려 구성될 때, 가장 뛰어난 효과를 가질 수 있다. 본 발명 추출기를 실내에 설치하였을 때에도 대부분의 운전구간에서 공기배출구(16)를 통해 배출되는 덕트(13)내 공기는 그다지 뜨겁지 않다. 물론 순환팬의 가동량도 극히 적다. 따라서 커피전문점과 같은 깨끗한 실내 벽면에 수십대의 추출기를 밀집 배치하였을 때, 실내공기의 질과 뛰어난 장식효과는 그대로 유지하면서 소음은 최소로 억제할 수 있다. 이는 마치 고풍스러운 가구 또는 실험기구와 같은 우아하고 지적인 이미지를 제공하며 종래의 냉장고 방식과는 비교할 수 없는 사용품질을 준다.

도 7a~7b는 상술한 모든 구성을 일목요연하게 관찰할 수 있도록 도시된 경사 투시도이다. 모든 구성요소의 배치상태와 작용관계를 잘 파악할 수 있다.

이상 본 발명이 구체화된 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하였으나, 본 발명의기술적 사상은 상기 실시예에만 국한되지 않는다.

다시 말해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 발명이 내포하고 있는 기술사상을 활용하여 필요에 따라 명세서 및 도면에 미처 포함되지 않은 단순 변경 또는 간단 확장 사례를 구현할 수도 있겠으나, 그 또한 이하의 청구범위로 표현되는 본 발명 기술사상의 범위에 자명하게 포함된다.

본 발명은 냉수를 이용한 다양한 추출기에 직접적으로 활용 가능하며, 열전소자 냉각모듈의 작용방향을 반대로 설정하고 히트파이프의 배치를 재설계하는 것에 의해 온수를 이용한 장시간 고온 추출기로도 효과적으로 활용 가능하다.

10: 섀시
11: 글라스도어
12: 사이드글라스
13: 덕트
14: 상단 공기흡입구
15: 하단 공기흡입구
16: 공기배출구
17: 냉기흡입구
18: 공기흡입량 조절기
20: 냉각모듈
21: 히트파이프
22: 냉각핀
23: 방열핀
24: 순환팬
25: 흡기필터
26: 자외선램프
27: 온도센서
28: 통합제어기
30: 냉수용기
31: 드립모듈
32: 커피분말 용기
33: 유도관
34: 커피액 용기

Claims (7)

1. 냉수용기(30)와 상기 냉수용기(30)에 연결된 드립모듈(31)과 상기 드립모듈(31)로부터 냉수가 투입되도록 배치되는 커피분말 용기(32)와 상기 커피분말 용기(32)로부터 추출된 커피액을 저장하는 커피액 용기(34)를 포함하여 구성되는 더치커피 추출기에 있어서,
   상기 냉수용기(30), 상기 커피분말 용기(32) 및 상기 커피액 용기(34)를 안착 고정시키는 섀시(10)와
   상기 섀시(10)에 결합되는 냉각모듈(20);을 더 포함하여 구성되고,
   상기 냉각모듈(20)은, 상기 냉수용기(30) 주변에서 상기 커피분말용기(32)를 거쳐 상기 커피액 용기(34)의 주변까지를 포함하는 커피추출공간을 냉각시키도록 구성되는 더치커피 추출기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 더치커피 추출기는, 상기 커피추출공간 내부에 설치되는 복수의 냉각핀(22)에 의해 상기 냉각모듈(20)이 발생시키는 냉기를 고르게 분포시키도록 구성되는 더치커피 추출기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉수용기(30)와 상기 커피액 용기(34) 중 어느 하나 이상에 자외선을 직접 또는 간접 조사하도록 배치되는 자외선램프(26)를 더 포함하여 구성되는 더치커피 추출기.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 섀시(10)에는 외부공간과 상기 커피추출공간을 서로 차단하는 글라스도어(11)가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 더치커피 추출기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 커피추출공간은, 흡기필터(25)가 형성된 상단 공기흡입구(14)로 외부공기를 흡입하고 상기 섀시(10)에 형성된 냉기흡입구(17)로 냉기를 배출하는 냉기순환구조에 의해 냉각되도록 구성되는 더치커피 추출기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 냉각모듈(20)은, 상기 커피추출공간 안쪽으로 냉각되고 상기 커피추출공간 바깥쪽으로 가열되는 열전소자를 더 포함하여 구성되고,
   상기 섀시(10)에는 상기 열전소자의 가열된 열기를 외부로 방출하는 덕트(13)가 더 결합되며,
   상기 냉기흡입구(17) 근처에는 상기 커피추출공간 내부의 냉기를 흡입하여 상기 덕트(13)를 통해 배출시키는 순환팬(24)이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 더치커피 추출기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 자외선램프(26)는 상기 흡기필터(25) 또는 상기 상단 공기흡입구(14)에 자외선을 직접 또는 간접 조사하도록 배치되고,
   상기 덕트(13) 내부에는 상기 열전소자와 연결된 방열핀(23)이 배치되며,
   상기 섀시(10)에는 외부공기를 흡입하는 공기흡입량 조절기(18)가 더 형성되어, 상기 냉기의 순환량과 상기 열기의 배출량을 조절하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 더치커피 추출기.

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