KR20140139242A

KR20140139242A - 보조열원을 구비하는 커피 로스팅 장치

Info

Publication number: KR20140139242A
Application number: KR1020130059654A
Authority: KR
Inventors: 문병규
Original assignee: 문병규
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-12-05

Abstract

본 발명은 커피 로스팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기존에 가스렌지 등의 직화열원을 이용한 로스팅 장치에서 많은 양의 생두를 한꺼번에 로스팅할 때 부족한 열량을 보충하거나, 생두의 건조 후 1차크랙에 도달하는 시간을 단축하기 위하여 충분한 열량을 공급할 수 있도록, 주열원 이외에 추가적인 보조열원을 구비하여 대용량 생두를 효과적으로 로스팅할 수 있는 커피 로스팅 장치에 관한 것이다.

Description

보조열원을 구비하는 커피 로스팅 장치{COFFEE ROASTER WITH SUPPLEMENTAL HEAT SOURCE}

커피나무의 열매(Cherry) 안에는 두 개의 씨앗이 있는데 이를 생두(Green Bean)라고 한다. 생두에 열을 가해 조직을 최대한 팽창시켜 생두가 가진 여러 성분(수분, 지방분, 섬유질, 당질, 카페인, 유기산, 탄닌 등)을 조화롭게 표현하는 일련의 작업을 로스팅(Roasting) 또는 배전(焙煎)이라고 한다. 2,000가지가 넘는 물질로 구성된 생두는 일반적으로 220~230℃의 온도에서 30분 정도 볶는 로스팅 과정을 통해서 700~850가지의 향미를 낼 수 있는 성분을 가진 원두(Coffee Bean)가 된다.

도 1 은 일반적인 생두의 로스팅시 온도 변화 및 그에 따른 맛과 향의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 2 는 일반적인 회전 드럼식 로스팅 장치의 도면이다. 이하, 도 1 및 2를 참조로 로스팅 과정 및 그 작용에 대해 살펴보기로 한다.

로스팅을 위해서는 먼저 로스팅 장치의 하부에 구비된 가스렌지 등의 직화열원(주열원)에 의해 가열된 드럼에 생두를 투입하고 상기 드럼을 천천히 회전시켜 전체 콩에 고르게 열이 가해지도록 한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 최초, 드럼의 내부 온도는 200℃ 정도로 시작되고, 생두의 투입시 생두가 열을 흡수하여 내부 온도는 약 100℃ 정도까지 하강한다. 생두의 색은 밝은 녹색에서 황록색으로 점차 변화되고, 생두가 단단하고 수분함량이 많을수록 풋내가 오래 지속되며 수분 증발이 늦게 나타난다.

드럼을 계속 가열하면, 생두의 수분이 증발되면서 건조가 이루어진다. 본 건조단계에서 생두는 황록색을 거쳐 노란색으로 바뀌며, 풋내는 고소한 빵 굽는 향으로 바뀌게 된다. 생두가 열을 흡수(흡열반응)하면서 70~90% 가까운 수분이 소실되고, 드럼의 온도가 서서히 증가한다. 댐퍼(Damper; 배기 송풍 조절기)를 통해 드럼 내부의 열량과 기압공급이 균일하도록(화력은 통상 210℃를 넘지 않도록 하고 댐퍼는 닫거나 30-50% 개방)하고 드럼 회전속도는 분당 40-50회 정도가 적당하다.

건조 단계 후 드럼을 지속적으로 가열하면 본격적인 로스팅 단계로 진입하며, 생두는 탄수화물이 산화되면서 센터 컷(Center Cut)이 탁탁 소리를 내며 갈라지는 1차크랙이 이루어진다. 이 과정을 통해 원두의 표면은 보다 팽창되고 색은 갈색에 가까우며 표면도 매끈해진다. 1차크랙을 거치면서 생두의 화학적 변화가 이루어지고 생두의 화학적 성분들이 분출되면서 커피 고유의 쓴 향과 다양한 맛들이 우러나오게 된다.

1차크랙 후 온도가 약 240℃ 부근에 이르면 2차크랙이 발생한다. 이 단계에서는 원두의 고유한 향이 발산되며, 1차크랙 이후 원두 내부의 오일 성분이 원두의 표면으로 올라오게 된다. 원두는 점차 갈색에서 진한 갈색으로 바뀌며 원두의 표면은 1차크랙 때보다 더 팽창한다. 대략 이 시점을 풀 시티 로스팅(Full City Roasting) 단계라고 하며 가열로 인한 캐러멜화로 신맛 보다는 단맛이 섞이게 된다. 2차크랙 이후부터는 신맛과 단맛은 거의 없어지고 쓴맛이 강해지는 프렌치 로스팅(French Roasting), 이탈리아 로스팅(Italian Roasting) 단계가 된다.

로스팅 단계가 끝난 후에는 가열을 멈추고 냉각을 수행한다.

이와 같은 방법으로 생두의 로스팅이 수행되는 데, 건조단계 후 1차크랙이 발생할 때까지는 생두에 급격한 변화가 일어나게 되는바 많은 열량이 필요하게 된다. 그런데, 도 2 에 도시된 바와 같은 직화열원(주열원으로서, 주로 가스렌지를 사용)을 이용한 로스팅 장치를 사용하는 경우 대체로 열량이 부족하여 도 1 의 'A' 경로와 같이 온도가 서서히 상승하는 것이 일반적이다. 이와 같이 온도 상승이 느릴 경우, 가스의 발생이 더뎌 원두 조직의 팽창도가 낮아져 물리적인 변화를 가져오지 못하게 되므로 1차크랙이 발생하는 시간이 지연될 수 있으며, 비교적 낮은 온도에서 장시간 로스팅이 되므로 신맛이나 쓴맛이 강해지게 된다.

이에 반하여, 건조단계 후 1차크랙이 발생할 때까지 많은 열량을 공급하여 온도의 상승이 빠를 경우, 가스 발생이 빨라 조직의 팽창도가 높아지면서 생두의 물리적 변화가 급격하게 이루어지고 그 만큼 1차크랙에 빨리 도달하게 된다. 또한, 비교적 높은 온도에서 장시간 로스팅이 이루어지므로 유기산의 분해가 활발하여 신맛과 쓴맛이 약해지고 단맛이 우세하게 되어 맛과 향이 더 좋아지게 된다.

그런데, 일반적인 로스팅 장치의 경우 가스렌지와 같은 단일의 직화열원만을 사용함으로써 많은 열량이 필요한 경우 추가적인 열을 보충해줄 수 없어 온도의 조절 실패로 원두의 맛과 향이 떨어지며, 다량의 생두를 로스팅 하고자 하는 경우에도 열량의 부족으로 효과적인 로스팅을 수행하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 대량의 생두를 로스팅할 때 또는 건조단계 후 1차크랙 발생시까지 많은 열을 공급해줄 수 있도록 주 열원 이외에 보조열원을 채택함으로써 정밀한 온도 조절로 효과적인 로스팅이 가능하고, 숯이나 맥반석 등을 이용하여 맛과 향을 향상시킴과 아울러 원적외선에 의해 높은 품질의 원두를 얻을 수 있는 커피 로스팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주열원의 상측에 놓여지고, 상하부가 개구되고 내부에 수용공간(S)이 형성된 함체 형상으로 이루어지며, 개구된 상부를 개폐하도록 힌지(H)를 통해 회전 가능하게 결합 된 커버(11)와, 전방 및 후방의 하부 말단에 좌우 길이 방향으로 각각 형성되되 상기 수용공간(S)을 향해 돌출된 지지판(14)을 포함한 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 수용공간(S)에 배치되고, 외주면이 메쉬망 형태로 이루어진 원통형의 함체로서, 내부에 생두를 수용한 후 회전되면서 하우징(10)의 하측에 배치된 주열원으로부터 열을 전달받아 생두를 로스팅(roasting)하는 회전드럼(20)과; 상기 회전드럼(20)의 일측 또는 양측에서 전원의 인가에 따라 발열되어 상기 회전드럼(20)에 추가적인 열량을 공급하는 보조열원(40)을 포함한다.

여기서, 상기 보조열원(40)은, 위로 볼록하고 하부가 개구된 아치형상으로 구성되어 회전드럼(20)의 상부 및 측부 외주면을 둘러싸도록 구성된 금속재 가열판(42)과; 상기 가열판(42)의 일측 또는 양측 표면에 결합되어 전원의 인가에 따라 발열되는 전기발열체(44)를 포함한다.

그리고,상기 가열판(42)과 하우징(10) 사이에는 제1단열체(52)가 구비되고, 상기 가열판(42)과 커버(11) 사이에는 제2단열체(54)가 구비된다.

그리고,상기 제1단열체(52)는 하우징(10)의 형상에 상응하게 상하부가 개구된 함체로 구성되며, 상단부 내측면은 단차지게 형성되어 가열판(42)의 하단부가 안치되며, 상기 가열판(42)의 하단부는 제1단열체(52)의 단차부에 안치될 수 있도록 수평 방향으로 절곡 형성되고; 상기 제2단열체(54)는 가열판(42) 및 커버(11)의 형상에 상응하게 하부가 개구된 아치형상으로 구성된다.

또한, 상기 하우징(10)의 전후면에는 공기유입공(15)이 형성되고, 커버(11)의 상면에는 공기배출공(16)이 형성되며; 상기 제1단열체(52)와 가열판(42) 사이 및 상기 제2단열체(54)와 가열판(42) 사이에는 공간부가 형성되며; 상기 제1단열체(52)의 일측면 또는 양측면과 제2단열체(54)의 상부면에는 각각 공기유통공(52a,54a)이 형성되어; 하우징(10)의 측면에 형성된 공기유입공(15)과 제1단열체(52)의 공기유통공(52a)을 통하여 외부 공기가 유입되어 상기 제1단열체(52)와 가열판(42) 사이 및 상기 제2단열체(54)와 가열판(42) 사이의 공간부를 경유하면서 과열된 공기를 냉각시킨 후, 상기 제2단열체(54)의 상부면에 형성된 공기유통공(54a)과 커버(11)의 공기배출공(16)을 통하여 공기가 다시 외부로 배출된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 드럼의 외부에 전기에 의해 발열되는 보조열원을 구비하여 원하는 시기에 적절한 열량을 보충하여 줌으로써 맛과 품질이 우수한 원두를 로스팅할 수 있고, 로스팅 과정에서 숯의 향이 원두에 가미됨과 아울러 맥반석에 의해 방출되는 원적외선을 통해 원두의 품질이 향상되는 등 탁월한 장점을 갖는다.

도 1 은 일반적인 로스팅시 온도 변화에 따른 생두의 변화 및 맛과 향의 변화를 나타낸 그래프,
도 2 는 종래 일반적인 회전 드럼식 로스팅 장치의 도면,
도 3 은 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치의 분해사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치에 채용된 숯통의 사시도 및 단면도,
도 6 은 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치에 채용된 원적외선방출부의 평면사시도 및 저면사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치의 정단면도,
도 8 은 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치의 측단면도 이다.

이하, 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치의 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 커피 로스팅 장치(1)는, 하우징(10), 회전드럼(20), 회전손잡이(30), 보조열원(40), 단열체(50), 숯통(60) 및 원적외선방출부(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(10)은, 상부와 하부가 각각 개방되고 내부에 수용공간(S)이 형성된 함체로 이루어지되, 상측에는 개방된 상부를 개폐하도록 힌지(H)를 통해 회전 가능한 커버(11)가 결합되고, 양측벽에는 상단부에서 하부를 향해 절개 형성된 요홈(12) 및 회전지지홈(13)이 구비되고, 전방 및 후방의 하부 말단에는 상기 수용공간(S)을 향해 돌출되어 소정의 너비를 갖는 띠 형상의 지지판(14)을 포함하여 이루어진다.

상기 커버(11)는 하우징(10)의 수용공간(S)에 후술하는 회전드럼(20)을 배치하거나 분리할 때 하우징(10)의 상부를 개방 또는 폐쇄하는 것으로, 하우징(10)의 전방 또는 후방 중 어느 일방에 힌지(H)를 통해 회전 가능하게 결합되어 상하로 선회하면서 하우징(10)의 개방된 상부를 개폐하게 되며, 외주면에 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(도면 중 미도시됨)가 구비되고, 일측벽에 상기 회전지지홈(13)의 형상에 대칭되는 형상의 요홈(12)이 형성된다.

상기 커버(11)는 후술하는 숯통(60), 회전드럼(20) 등을 하우징(10)의 내부 수용공간(S)에 배치할 때 하우징(10)의 상부를 개방하고, 회전드럼(20)에 저장된 원두를 로스팅할 때는 상기 하우징(10)의 상부를 폐쇄하여 상기 숯통(60)을 통해 발산되는 열기 및 후술하는 원적외선방출부(70)를 통해 방출되는 원적외선이 하우징(10)의 외부로 유실되는 것을 최소화하게 된다.

즉, 상기 커버(11)가 하우징(10)의 상부를 폐쇄하여 열기 및 원적외선이 하우징(10)의 수용공간(S)에서 대류(對流) 현상을 일으키면서 머물게 되며, 이로 인해 열기 및 원적외선이 회전드럼(20)의 내부로 지속적으로 유입되면서 로스팅되는 원두의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 요홈(12)은 하우징(10)의 일측벽의 상단에서 하부로 절개 형성된 것으로, 상기 수용공간(S)에 배치되는 회전드럼(20)을 회전시키기 위한 모터(M)의 모터축 또는 회전손잡이(30)의 회전축(31)이 삽입된다.

상기 회전지지홈(13)은 하우징(10)의 타측벽 즉 상기 요홈(12)이 형성된 위치에 반대방향에 형성되며, 타측벽의 상단부에서 하부를 향해 절개 형성되되 하부가 점진적으로 중앙을 향해 경사지게 절개되어 대략 'V'자 형으로 구성된다.

또한, 상기 회전지지홈(13)의 좌우에는 회전지지홈(13)에 거치되어 회전하는 회전드럼(20)을 회전 가능하게 지지하는 롤러(131)가 각각 배치되며, 상기 롤러(131)는 상기 하우징(10)의 측벽에 고정된 롤러축(132)에 결합 된다. 상기 롤러(131)는 고온을 견디며 회전시 소음 발생을 줄이고, 마찰에 의한 손상을 최소화하기 위하여 볼베어링(ball bearing)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 지지판(14)은 하우징(10)이 가스버너 또는 가스렌지와 같은 가열수단의 상부에 배치될 때 하우징(10)을 가열수단의 상부에 지지하기 위한 것으로, 하우징(10)의 전방 및 후방 말단에서 각각 상기 수용공간(S)을 향해 직각으로 절곡 형성되되 좌우 방향으로 연장 형성된다. 즉, 상기 지지판(14)은 하우징의 전방 및 후방 말단에 서로 평행하게 한쌍이 구비되며, 각 지지판(14) 사이는 개구되어 하측에 구비된 가스버너 또는 가스렌지와 같은 주열원에서 발생되는 화염에 의한 열이 하우징 내부에서 상방으로 전달될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 하우징(10)의 전후면에는 공기유입공(15)이 형성되고, 커버(11)의 상면에는 공기배출공(16)이 추가로 구비된다. 상기 공기유입공(15)과 공기배출공(16)의 작용에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 회전드럼(20)은 하우징(10)의 수용공간(S)에 배치되며 내부에 생두를 수용한 후 하우징(10)의 하측에 배치된 주열원으로부터 열을 전달받아 생두를 로스팅(roasting)하는 것으로서, 내부에 다수개의 교반날개(도면 중 미도시됨)가 구비되며 외주면이 메쉬망 형태로 이루어진 원통형의 함체로서, 일측단부에는 생두(Green Bean)를 내측으로 수용하거나 로스팅된 원두(Coffee Bean)을 배출하기 위한 출입구(22)가 구비되며, 타측단부에는 모터(M) 또는 회전손잡이(30)의 회전축(31)이 결합하는 회전축결합구(23;도7 참조)가 구비된다.

상기 회전드럼(20)은 메쉬망을 둥글게 말아 형성한 후 개방된 양측단부에 각각 밀폐용판(21)을 용접 또는 고정나사를 통해 일체로 고정한 것으로, 회전드럼(20)의 외주면이 메쉬망으로 이루어져 회전드럼(20) 내부의 공기와 외부의 공기가 서로 순환하면서 회전드럼(20) 내부의 온도가 일정 온도 이상 또는 이하로 변하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 밀폐용판(21) 중 상기 출입구(22)가 결합되는 일측의 밀폐용판(21)에는 다수개의 구멍(211)이 천공되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전드럼(20)은 메쉬망 이외에도 평편한 금속판을 둥글게 말아 형성할 수 있는데, 이는 생두의 종류에 따라 각각 상이하게 변하는 로스팅 온도 및 가열과정에 의해 선택적으로 변경할 수 있다.

상기 출입구(22)는 생두를 회전드럼(20)의 내측으로 수용하거나 로스팅된 원두를 외부로 배출하기 위한 것으로, 전후방이 개방된 원통형으로 이루어진 관체로 구성되되 전방을 향해 점진적으로 좁아지는 직경을 갖도록 형성되고, 후단부가 상기 밀폐용판(21)에 일체로 고정되되 회전드럼(20)의 내부와 연통 된다.

상기 출입구(22)는 하우징(10)의 회전지지홈(13)에 거치되며 외주면이 회전지지홈(13)에 구비된 롤러(131)와 맞닿게 된다. 또한, 상기 출입구(22)에는 힌지를 통해 회전 가능하게 결합되는 뚜껑(도면 중 미도시됨)이 더 구비될 수 있다.

상기 회전축결합구(23)는 회전드럼(20)을 회전시키기 위한 모터(M) 또는 회전손잡이(30)의 회전축(31)이 결합하는 것으로, 상기 출입구(22)의 반대 방향에 구비되며 회전드럼(20)의 밀폐용판(21)에 일체로 결합되며 회전축(31)이 결합하는 회전축공(231)을 포함하여 이루어진다(도 8 참조).

상기 회전축공(231)에는 결합된 회전축(31)을 일체로 고정하기 위한 결합나사(도면 중 미도시됨)가 더 구비될 수 있으며, 상기 회전축(31)의 일단을 회전축공(231)에 삽입한 뒤 용접 등을 통해 일체로 고정할 수도 있다.

상기 회전손잡이(30)는 회전드럼(20)의 회전축공(231)에 결합되어 회전드럼(20)을 회전시키기 위한 것으로, 상기 회전축공(231)에 일체로 결합하는 회전축(31)과, 상기 회전축(31)의 일단에 구비되며 사용자가 파지할 수 있는 파지구(32)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 파지구(32)를 제거한 후 입력된 외부 전원을 통해 회전하는 모터(M)를 상기 회전축(31)과 커플링(Ma)을 통하여 맞물리고, 상기 모터(M)의 회전력에 의해 회전드럼(20)을 회전시킬 수도 있다.

상기 모터(M)가 결합되는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이, 모터(M)의 작동 중 발생하는 진동에 의해 회전축(31)이 상하 또는 좌우로 흔들리는 것을 방지하고 회전축(31)의 회전을 원활하게 하기 위하여, 상기 회전축(31)이 관통 결합되는 볼베어링(312)과, 상기 볼베어링(312)이 내측에 삽입되며 좌우 양단에 고정나사(도면 중 미도시됨)를 통해 모터(M)가 고정된 베이스(Mb)에 일체로 고정되는 베어링블럭(311)이 더 구비될 수 있다.

상기 모터(M)는 AC 모터나 DC 모터에 감속기가 부착되어 있는 것으로, 일반적으로 다양한 산업분야에서 사용되고 있는 기어드모터(Geared motor)가 사용되는 것이 바람직하며, 이때 분당 회전수는 50~60/min 으로 회전하는 것이 바람직하다. 상기 기어드모터는, 자동차, 의료산업기계, 컨베이어 등 다양한 분야에서 사용되는 것으로, 다른 말로는 감속기모터, 감속모터, 소형기어모터 등으로도 불리운다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 로스팅 장치에서 사용되는 주열원은 하우징의 하부에 배치되는 가스버너 또는 가스렌지 등이다. 이러한 주열원은 가스 등의 연료에 의해 점화되어 화염을 발생시키며, 발생된 화염은 하우징의 하부 개구를 통하여 하우징 내부로 열을 공급하며, 공급된 열은 회전드럼에 전달된다. 그런데, 위에서 이미 언급한 바와 같이, 회전드럼과 주열원 사이가 어느 정도 떨어져 있기 때문에 대량의 생두를 로스팅하거나 건조단계 후 1차크랙으로 신속하게 진행하고자 하는 경우에는 주열원만으로 열량이 부족할 수 있으므로, 본 발명에 따른 로스팅 장치는 보조열원(40)을 추가로 포함한다.

상기 보조열원(40)은 회전드럼(20)의 일측 또는 양측에서 전원의 인가에 따라 발열되어 상기 회전드럼(20)에 추가적인 열량을 공급하는 전기히터인 것이 바람직하고, 구체적으로, 도 4 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 가열판(42)과 전기발열체(44)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가열판(42)은 도 4 에 도시된 바와 같이, 위로 볼록하고 하부가 개구된 아치형상으로 구성되어 회전드럼(20)의 상부 및 측부 외주면을 둘러싸도록 구성되며, 구리 또는 알루미늄과 같이 열전도율이 우수한 금속재로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 가열판(42)의 일측 또는 양측 표면(내측면 또는 외측면)에는 전원의 인가에 따라 발열되는 전기발열체(44)가 결합된다.

상기 전기발열체(44)는 금속재 열선으로서 가열판(42) 표면에 용접 또는 내열성 접착재 등에 의해 부착될 수도 있고, 별도의 브라켓에 의해 결합될 수도 있으며, 면상발열체로서 시트 형태로 구성되어 부착될 수도 있으며, 기타 세라믹 히터나 석영관 히터, 카본히터, 할로겐히터 등 다양한 히터가 사용될 수 있다. 상기 전기발열체(44)는 전원의 인가에 따라 열을 발생시키고, 발생된 열은 가열판(42)에 전도된 후 발산되어 회전드럼(20)에 열을 공급하게 된다. 상기 전기발열체(44)는 가열판(42)의 내측면 또는 외측면 아무곳에나 배치되어도 무방하나, 가열판(42)의 내측면에 배치되는 경우 주열원으로부터 발생된 열에 의해 손상될 수도 있으므로 가열판(20)의 외측면에 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 바와 같이 회전드럼(20)의 주변에 보조열원(40)을 설치하는 경우, 보조열원(40)으로부터 발생된 열이 내측의 회전드럼(20)뿐만 아니라 외측의 하우징(10) 및 커버(11)에까지 전달되어 하우징(10) 및 커버(11)가 뜨거워져 사용자가 화상을 입을 우려도 존재하며, 외부로 열을 빼앗겨 실제 회전드럼(20)에 전달되는 열이 충분하지 못하게 될 소지가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 보조열원(40), 보다 구체적으로는 가열판(42)과 하우징(10) 사이 및 가열판(42)과 커버(11) 사이에는 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위한 단열체(50)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 단열체(50)는 불연성의 단일체로 구성될 수도 있고, 내측에는 단열재가 배치되고 외측에는 금속패널이 배치된 샌드위치패널과 같은 형태로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 단열체(50)는 하우징(10)과 가열판(42) 사이에 배치되는 제1단열체(52)와, 커버(11)와 가열판(42) 사이에 배치되는 제2단열체(54)로 분리 구성되는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 제1단열체(52)는 하우징(10)의 형상에 상응하게 상하부가 개구된 함체로 구성되며, 상단부 내측면은 단차지게 형성되어 가열판(42)의 하단부가 안치될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 가열판(42)의 하단부는 제1단열체(52)의 단차부에 안정적으로 안치될 수 있도록 수평 방향으로 절곡 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 제2단열체(54)는 가열판(42) 및 커버(11)의 형상에 상응하게 하부가 개구된 아치형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1단열체(52)와 제2단열체(54)는 접착재 등에 의해 하우징(10) 내벽과 커버(11) 내벽에 견고하게 부착되는 것이 바람직하다.

한편, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 단열체(50)와 가열판(42) 사이는 소정 간격 이격되어 공간부가 형성되도록 구성되는 것이 바람직하고, 제1단열체(52)의 일측면 또는 양측면과 제2단열체(54)의 상부면에는 각각 공기유통공(52a,54a)이 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 통하여, 하우징(10)의 측면에 형성된 공기유입공(15)과 제1단열체(52)의 공기유통공(52a)을 통하여 외부 공기가 가열판(42)과 단열체 사이의 공간으로 유입된 후, 제2단열체(54)의 상부면에 형성된 공기유통공(54a)과 커버(11)의 공기배출공(16)을 통하여 공기가 외부로 배출되는 방식으로 지속적으로 공기가 순환되어, 가열판(42)과 단열체(50) 사이에 열이 과도하게 정체되어 단열체(50)가 열에 의해 손상되거나 장치가 폭발하는 등의 위험을 사전에 예방할 수 있다.

한편, 상기 회전드럼(20)의 하측에는 숯통(60)이 구비된다. 상기 숯통(60)은 하우징(10)의 수용공간(S)에 배치되되 상기 회전드럼(20)의 하부에 위치하도록 배치되어 상기 회전드럼(20)을 향해 열기를 배출하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되며 내부에 숯(charcoal)(C)이 저장되는 저장부(61)와, 하부에 배치되는 주열원의 열기가 유입되어 상기 저장부(61)의 온도를 상승시키는 가열부(62)와, 상기 저장부(61)와 가열부(62) 사이 및 상기 가열부(62)의 측벽을 따라 형성된 다수개의 공기순환공(63)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서는 상기 숯통(60)의 평단면 형상이 원형인 것을 도시하였으나, 이는 하나의 실시예이며 평단면의 형상이 사각형으로 이루어질 수도 있다. 또한, 이러한 숯통(60)의 형상 및 그 구조는 일반적인 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 원적외선방출부(70)는 회전드럼(20)과 숯통(60) 사이에 배치되어 숯통(60)의 열기로 인해 가열되면서 원적외선을 방출하는 맥반석(barley stone)(B)이 담겨지는 것으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 중앙은 하부로 만곡 형성되고 좌우 양단부는 상부로 경사진 수용구(71)와, 상기 수용구(71)의 저면에 구비되어 상기 숯통(60)의 개방된 저장부(61)의 상부에 결합하는 결합편(72)을 포함하여 이루어진다.

상기 맥반석(B)은 화성암류 중 석영 반암에 속하는 것으로 중생대말부터 신생대초에 걸쳐 분출 굴입되어 긴세월에 걸쳐 풍화작용 등으로 점토화된 장석의 반정과 석영의 결정이 골고루 섞여 있는 원석으로서, 다양한 분야에서 사용되는 것으로, 이러한 사용의 일 예로서 등록특허 제10-913963호(2009,08,19., 등록)가 있다.

상기 수용구(71)는, 저장된 맥반석(B)에서 방출되는 원적외선이 상기 회전드럼(20)으로 향하도록 상기 회전드럼(20)의 길이에 상응하는 길이로 형성되며 좌우 양단부는 상부를 향해 경사지고 중앙은 하부로 만곡진 형상으로 이루어져 다수개의 맥반석(B)이 배치된다. 이때, 하부로 만곡진 중앙의 곡률은 상기 회전드럼(20)의 외주면에 상응하는 곡률로 이루어짐이 바람직하다.

나아가, 하부로 만곡진 중앙에는 일정 간격으로 다수개의 열출입공(711)이 더 형성되어 숯통(60)으로부터 전달되는 열효율을 높일 수 있다.

상기 결합편(72)은 상기 수용구(71)의 저면에 구비되어 숯통(60)의 상부에 수용구(71)를 착탈 가능하게 결합하기 위한 것으로, 상단은 수용구(71)의 저면에 일체로 고정되며 하부를 향해 연장 형성되되, 좌우 양측이 각각 외측으로 벌어지는 형태로 형성되어 숯통(60)의 저장부(61) 개방된 상부를 통해 삽입된 후 저장부(61)의 내주면 상부에 좌우 양측이 맞닿으면서 고정 지지한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 커피 로스팅 장치(1)의 사용상태를 도 7 및 도 8 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 가스버너나 가스렌지 등과 같은 주열원(미도시) 상측에 상기 로스팅 장치(1)를 올려놓고 주열원을 점화시켜 회전드럼(20)을 약 200℃ 까지 가열한다. 그리고, 회전드럼(20)에 출입구를 통하여 생두를 적당량 투입하고 회전드럼(20)을 천천히 회전시키면서 로스팅을 수행한다. 주열원의 화염에 의해 회전드럼(20)이 가열되어 내부의 생두가 건조되고 1차크랙과 2차크랙을 거치면서 원두로 로스팅된다. 그 과정에서, 주열원에 의해 가열된 숯통(60)의 숯이 타면서 숯 특유의 향을 원두에 전달하게 되고, 숯통(60) 위에 배치된 원적외선방출부(70)의 맥반석으로부터 원적외선이 방사되어 원두에 전달된다.

한편, 위와 같이 주열원 및 숯, 그리고 맥반석을 이용하여 로스팅이 가능하기는 하나, 회전드럼(20)에 투입되는 생두의 양이 비교적 많거나 신속한 1차크랙을 위하여 보다 높은 열량이 필요한 경우에는, 보조열원(40)의 전기발열체(44)에 전원을 인가하여 열을 발생시킨다. 발생된 열은 회전드럼(20)의 하부 양 측면을 추가로 가열한다. 이와 동시에 열전도에 의해 가열판(42)도 가열되어 회전드럼(20)의 상부 외주면에도 열이 전달됨으로써 회전드럼(20) 내부의 온도가 더욱 상승하게 된다. 이 때, 하우징(10)의 측면에 형성된 공기유입공(15)과 제1단열체(52)의 공기유통공(52a)을 통하여 외부 공기가 유입되고, 유입된 공기는 가열판(42)과 하우징(10) 또는 커버(11) 사이의 공간을 경유하면서 해당 공간에 과열된 공기를 냉각시킨 후 제2단열체(54)의 공기유통공(54a)과 커버(11)의 공기배출공(16)을 통해 외부로 배출된다.

로스팅이 완료되면 상기 하우징(10)의 커버(11)를 회전시켜 하우징(10)의 상부를 개방하고, 상기 회전드럼(20)을 하우징(10)의 수용공간(S)에서 분리한 후 출입구(22)를 통하여 로스팅된 원두를 외부로 배출하게 된다.

이상, 본 발명을 첨부한 도면에 도시된 실시예에 의하여 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항 및 이에 균등한 모든 실시예에 미친다고 해석되어야 한다.

1 : 로스팅 장치 10 : 하우징
11 : 커버 12 : 요홈
13 : 회전지지홈 14 : 지지판
15 : 공기유입공 16 : 공기배출공
20 : 회전드럼 21 : 밀폐용판
22 : 출입구 23 : 회전축결합구
30 : 회전손잡이 31 : 회전축
32 : 파지구 40 : 보조열원
42 : 가열판 44 : 전기발열체
50 : 단열체 52 : 제1단열체
52a : 공기유통공 54 : 제2단열체
54a : 공기유통공 60 : 숯통
61 : 저장부 62 : 가열부
63 : 공기순환공 70 : 원적외선방출부
71 : 수용구 72 : 결합편

Claims

주열원의 상측에 놓여지고, 상하부가 개구되고 내부에 수용공간(S)이 형성된 함체 형상으로 이루어지며, 개구된 상부를 개폐하도록 힌지(H)를 통해 회전 가능하게 결합 된 커버(11)와, 전방 및 후방의 하부 말단에 좌우 길이 방향으로 각각 형성되되 상기 수용공간(S)을 향해 돌출된 지지판(14)을 포함한 하우징(10)과;
상기 하우징(10)의 수용공간(S)에 배치되고, 외주면이 메쉬망 형태로 이루어진 원통형의 함체로서, 내부에 생두를 수용한 후 회전되면서 하우징(10)의 하측에 배치된 주열원으로부터 열을 전달받아 생두를 로스팅(roasting)하는 회전드럼(20)과;
상기 회전드럼(20)의 일측 또는 양측에서 전원의 인가에 따라 발열되어 상기 회전드럼(20)에 추가적인 열량을 공급하는 보조열원(40)을 포함하는 커피 로스팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 보조열원(40)은,
위로 볼록하고 하부가 개구된 아치형상으로 구성되어 회전드럼(20)의 상부 및 측부 외주면을 둘러싸도록 구성된 금속재 가열판(42)과;
상기 가열판(42)의 일측 또는 양측 표면에 결합되어 전원의 인가에 따라 발열되는 전기발열체(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 가열판(42)과 하우징(10) 사이에는 제1단열체(52)가 구비되고, 상기 가열판(42)과 커버(11) 사이에는 제2단열체(54)가 구비되는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1단열체(52)는 하우징(10)의 형상에 상응하게 상하부가 개구된 함체로 구성되며, 상단부 내측면은 단차지게 형성되어 가열판(42)의 하단부가 안치되며, 상기 가열판(42)의 하단부는 제1단열체(52)의 단차부에 안치될 수 있도록 수평 방향으로 절곡 형성되고;
상기 제2단열체(54)는 가열판(42) 및 커버(11)의 형상에 상응하게 하부가 개구된 아치형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징(10)의 전후면에는 공기유입공(15)이 형성되고, 커버(11)의 상면에는 공기배출공(16)이 형성되며;
상기 제1단열체(52)와 가열판(42) 사이 및 상기 제2단열체(54)와 가열판(42) 사이에는 공간부가 형성되며;
상기 제1단열체(52)의 일측면 또는 양측면과 제2단열체(54)의 상부면에는 각각 공기유통공(52a,54a)이 형성되어;
하우징(10)의 측면에 형성된 공기유입공(15)과 제1단열체(52)의 공기유통공(52a)을 통하여 외부 공기가 유입되어 상기 제1단열체(52)와 가열판(42) 사이 및 상기 제2단열체(54)와 가열판(42) 사이의 공간부를 경유하면서 과열된 공기를 냉각시킨 후, 상기 제2단열체(54)의 상부면에 형성된 공기유통공(54a)과 커버(11)의 공기배출공(16)을 통하여 공기가 다시 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 커피 로스팅 장치.