KR20150093621A - 용기내의 소정량의 액체, 특히 우유,를 가열하기 위한 디바이스 - Google Patents

Abstract

증기를 이용하여 용기(1a)내의 소정량의 액체를 가열하기 위한 디바이스로서, 증기 통로용 도관(5)을 포함하여 구성되고, 상기 증기 도관(5)은 실질적으로상기 증기 도관(5)의 유입구 단부(6)에서 유출구 단부(9)로 축방향으로 연장되는 관형 부재(14)내에 동축방향으로 배치되고, 상기 관형 부재(14)로부터 반경방향으로 이격되어 제1 축방향-연장 환형 갭(15)을 형성한다. 상기 관형 부재(14)는 슬리브(21) 내에 동축방향으로 배치되어 제2 축방향-연장 갭(22)을 형성하고, 상기 제1 갭(15)과 상기 제2 갭(22)은 상기 관형 부재(14)의 양단부에서 폐쇄된다. 증기 도관(5)은 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어지고, 관형 부재(14)는 금속 재료로 만들어지며, 슬리브(21)도 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어진다.

Description

용기내의 소정량의 액체, 특히 우유,를 가열하기 위한 디바이스{A device for heating an amount of liquid, particularly milk, in a container}

본 발명은 증기를 이용하여 용기내의 소정량의 액체를 가열하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 본 디바이스는 증기 공급원(steam source)과, 증기의 통로용 도관을 구비하며, 상기 증기 도관은 증기 공급원에서 나온 증기가 들어가는 유입구 단부와, 증기가 나와 가열될 소정량의 액체로 흐르는 유출구 단부를 가지며, 유출구 단부인 제2 단부는 용기 외부에 배치되거나 용기내 소정량의 액체내에 배치된다. 액체 가열용 증기를 공급하는 증기 공급원은, 전문점용 및 가정용 커피 머신을 위한 끓임기계(이하 보일러라고 함)로 되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 액체 가열 디바이스는 증기와 가압 공기의 혼합물이 공급되어 액체의 가열과 거품내기(frothing) 모두를 일으키도록 할 수 있으며, 그러한 거품내기는 우유일 때 특히 적합하다.

선행기술에서, 증기 도관의 유출구 단부는 이 단부로부터 착탈가능하며, 증기가 방출되는 하나 이상의 노즐이 있는 둥근 형상 터미널(bulb-shaped terminal)을 갖는다.

일반적으로 잘 알려져 있고 커피 머신과 함께 널리 사용되고 있는 상기한 유형의 디바이스들은, 밀폐된 죠인트에 의해 연결되는 증기 도관의 유입구 단부를 구비하여, 증기가 증기 도관을 통과하여 용기 내의 액체를 가열한다.

상기 죠인트는 사용자가 용기의 외측이나 내측에 도관 유출구 단부를 배치하여, 가열될 소정량의 액체에 잠기도록 해준다.

커피 머신 분야에서 증기 봉(steam wand)으로 알려져 있는 액체 가열 디바이스의 예들이 WO 03/092458 및 EP 1776905에 제시되어 있다.

이러한 액체 가열 디바이스의 도관을 통해 흐르는 증기가 고온이고, 종종 100℃를 약간 초과하며, 바람직한 것은 과열 증기(overheated steam)이기 때문에, 통상적으로 스테인리스 강, 구리, 황동, 또는 청동으로 만들어진 도관의 외표면은 좀 더 높은 온도가 된다.

이러한 고온은 도관의 취급성에 영향을 미친다. 예를 들어 조작자가 증기 유출구 단부를 용기내에 배치할 때 조작자는 심한 화상을 입을 위험이 있다.

더욱이, 도관에 도달하는 고온으로 인해, 가열될 액체가 우유이면, 우유에 잠긴 도관 부위에 우유 석회화(milk calcification)로 인한 퇴적물이 쌓이고, 이러한 퇴적물은 통상적인 디바이스 세정공정 중에 쉽게 제거되지 않는다.

상기한 결함들을 적어도 부분적으로 제거하기 위한 시도로서, 미국특허출원 공개 제2010/0154648호로부터, 증기 도관을 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어 이를 관형 금속 부재에 동축방향으로(coaxially) 배치하고, 이들 사이를 에어갭(air gap)으로 격리함으로써, 상기 관형 금속 부재가 증기 디바이스와 커피 머신을 연결하는데 있어서 증기 도관을 취급하기 위한 구조 부재가 되게 하며, 증기 도관을 가열될 소정량의 액체, 특히 우유가 수용되는 용기 내에 넣는 것이 알려져 있다.

또한 당 분야에 알려진 선행기술은 EP 1.527.721-A1이며, 여기서 커피 머신에 대한 연결 및 조작자에 의한 취급에 요구되는 구조 기능을 보장할 수 있도록 증기 도관이 금속재료, 특히 강철로 만들어지고, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드 (PA), 폴리에틸렌테르프탈레이트 (PET)와 같은 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어진 쉘(shell)로 덮어씌워 상기 금속 도관에 견고하게 장착되는 것을 제시하고 있다.

그렇지만, 전술한 선행기술들은 디바이스의 외측 표면의 온도, 즉 조작자가 접촉하게 되어 있는 표면의 온도를, 가열효율을 떨어뜨리지 않으면서 액체에 잠겨지는 도관 부분에, 특히 액체가 우유일 때, 퇴적물이 쌓이는 것을 방지하기에 충분히 낮게 유지하여야 하는 과제를 완전히 해결할 수 없는 것으로 밝혀졌다.

WO 03092458 A EP 1776905 B US 20100154648 A EP 1527721 A

본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 문제점을 해결하는 것을 과제로 한다.

상기한 과제는 본원 청구항 제1항과 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 액체 가열 디바이스에 의해 해결된다.

본 발명은 제한하기 위한 것이 아니라 예시의 목적으로 제공되는, 첨부도면들에 도시된 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 첨부도면들에 있어서,
도 1은 커피 머신에 의해 전달되는 증기를 이용하여 액체, 특히 우유를 가열하기 위한 디바이스의 개략적인 사시도이고;
도 2는 본 발명의 액체 가열 디바이스의 구조를 보여주는 종단면도이고;
도 3은 본 발명 액체 가열 디바이스의 도 2의 III-III 선횡단면도이고;
도 4는 액체가 특히 우유일 때, 액체의 가열 및 거품내기(frothing)를 위하여 증기와 가압 공기의 혼합물을 전달하도록 배치구성된 본 발명 액체 가열 디바이스의 개략도이다.

상기한 도면들, 특히 도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 액체 가열 디바이스는 커피 머신 분야에서 증기 봉으로 알려져 있는 것으로, 전체적으로 도면 참조 번호 1로 표시되며, 전문점용 및 가정용 커피 머신에 기계적으로 연결되는 플랜지(3)를 가지는 몸체(2)를 구비한다. 가정용은 통상적인 것이므로 여기서는 도시를 생략한다.

상기 연결 몸체(2)는 전반적으로 도면 참조 번호 4로 표시되는 죠인트를 가지며, 상기 죠인트(4)는 커피 머신의 보일러에서 발생된 증기, 바람직하게 과열 증기를 받는다. 여기서 보일러는 증기 공급원으로 작용한다.

가열될 액체, 특히 우유가 용기(1a)에 수용되고, 용기(1a)는 본 액체 가열 디바이스(1)의 단부(1b) 아래쪽에 놓여 진다. 그와 달리, 가열될 액체는 카모밀이나 티와 같은 우려내는 차(infusions)를 조제하기 위한 물일 수 있으며, 뜨거운 음료를 만드는데 사용하기에 바람직한 다른 액체가 될 수도 있다.

죠인트(4)는 용기(1a) 내로 증기 공급 단부(1b)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 지지체인 몸체(2)에 대하여 복수의 방향으로 액체 가열 디바이스(1)를 이동시킬 수 있게 한다.

도 2를 참조하면, 액체 가열 디바이스(1)는 증기 통로용 도관, 즉 증기 도관(5)을 구비한다. 증기 도관(5)은 증기 공급원(도시하지 않음)으로부터의 증기가 죠인트(4) 내의 연결부들(7 및 8)을 통해 들어가게 되는 유입구 단부(6)를 갖는다.

일단 증기가 도관(5) 전체를 통해 흐르면, 이 증기는 유출구 단부(9)에 도달하며, 본 발명의 액체 가열 디바이스는 유출구 단부(9)에 적어도 하나의 구멍(12)이 있는 노즐(11)을 갖는 터미널(terminal)를 구비한다. 상기 터미널은 도관(5)의 유출구 단부의 전방에서 터미널에 의해 형성된 챔버(13)를 외부 환경에 연결한다.

증기 도관(5)은 관형 부재(14) 내에 동축방향으로 배치되고, 관형 부재(14)는 대체로 증기 도관(5)의 유입구 단부(6)로부터 유출구 단부(9)로 축방향으로 연장되며, 증기 도관(5)과 반경방향으로 이격되어, 축방향으로 연장하는 환형 갭(15)을 형성한다.

본 발명에 의하면, 증기 도관(5)은 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어진다. 적합한 폴리머 재료는 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 또는 상업적으로 테플론이라고 알려진 재료일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 관형 부재(14)는 바람직하게 스테인리스강, 구리, 황동 또는 청동과 같은 금속 재료로 만들어진다.

다른 하나의 구체예에서, 관형 부재(14)는 낮은 열전달계수를 가지는 폴리머 재료로 만들어질 수도 있다.

갭(15)은 도관의 유출구 단부(9)에서 환형 시일(16)로 밀폐되고, 유입구 단부(6)에서 도관(5)과 링(18) 사이에 배치되는 환형 시일(17)로 밀폐되며, 상기 링(18)은 나사(19)에 의해 죠인트(4)의 몸체(2)에 연결된다.

도관(5)에 연결되는 금속 플랜지(20)는 몸체(2)와 링(18) 사이에 개재된다.

본 발명에 의하면, 증기 도관(5)이 수용되는 관형 금속 부재(14)는 외부 슬리브(21) 내에 동축방향으로 배치되어 제2 갭(22)을 형성하며, 제2 갭(22)은 제1 갭(15)과 마찬가지로 축방향으로 연장된다.

도 3을 참조하면, 슬리브(21)는 립들(ribs: 23)을 사이사이에 가져서 제2 갭(22)은 내측 표면에 형성되고, 슬리브(21)의 원주에 걸쳐 배치되는 복수의 채널들로 이루어지는 것이 바람직하다. 하나의 특정 장치 구성에서 상기 립들은 관형 부재(14)의 기저면(underlying surface)에 대해 견고하게 피팅되도록 할 수도 있다.

또한, 복수의 채널들로 이루어진 제2 갭(22)은 도관(5)의 유입구(6)에 인접한 단부 및유출구(9)에 인접한 단부 모두에서 관형 부재(14)에 대해 밀폐된다.

유입구(6)에 인접한 단부의 경우, 슬리브(21)는 관형 부재(14)을 향해 반경방향으로 연장하는 환형 플랜지(24)를 가지며, 환형 플랜지(24)는 관형 부재의 대응하는 환형 홈(25)에 밀폐되게 결합된다.

슬리브(21)는, 유출구(9)에 인접한 단부(26)에서, 터미널(10)의 환형 하우징(27)내에 축방향으로 결합된다.

상기 터미널(10)은 관형 금속 부재(14)와 나사결합하며, 이들 사이에는 환형 시일(29)이 개재된다.

위의 설명은 터미널(10)이 나사선들(28)을 맞물려 고정됨으로써, 관형 부재(14)에 연결되면서, 슬리브(21)의 단부(26)가 관형 부재(14)에 대해 가압되어, 제2 갭(22)을 밀폐하는 것을 명확히 보여주는 것이다.

또한 슬리브(22)는 낮은 열전달계수를 가지는 폴리머 재료로 만들어지며, 이러한 폴리머 재료는 본질적으로 증기 도관에 관하여 전술한 것과 같은 종류이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예의 변형예에 의한 액체 가열 디바이스가 도시되며, 도시되는 액체 가열 디바이스는 개략적으로 나타내어 도면 참조번호 30으로 표시한 추가 도관을 구비하며, 상기 추가 도관(30)은 개략적으로 나타내어 도면 참조번호 31로 표시한 가압 공기 공급원(pressurized air source)에서 연장된다.. 상기 가압 공기 공급원(31)은 흡기구(air intake)와 모터 펌프가로 구성될 수 있으며, 개략적으로 나타내어 도면 참조번호 33으로 표시한 증기 공급원에서 연장되는 도관(5)과 도면 참조번호 32의 위치에서 연결된다.

밸브 수단(34)이 가압 공기 도관(30)에 설치되며, 밸브 수단으로 가압공기 도관(30)을 개방하면 도관(5)에서 증기와 가압 공기의 혼합물이 형성되어, 용기(1a) 안에 들어 있는 액체를 가열하면서 거품내는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 적합한 액체는 우유이다.

Claims (11)

1. 증기를 이용하여 용기(1a)내의 소정량의 액체를 가열하기 위한 디바이스로서,
   상기 액체 가열 디바이스는 증기 공급원과, 증기 통로용 도관(5)을 포함하여 구성되고,
   상기 증기 도관(5)은 상기 증기 공급원으로부터 공급되는 증기가 들어오는 유입구 단부(6)와, 증기가 나와 가열될 소정량의 액체내로 흐르는 유출구 단부(1b, 9)를 가지며, 제2 단부인 상기 유출구 단부(1b, 9)는 용기(1a)의 외측에 또는 용기(1a)내의 액체 내에 위치되고,
   상기 증기 도관(5)은 실질적으로 증기 도관(5)의 유입구 단부(6)에서 유출구 단부(9)로 축방향으로 연장되는 관형 부재(14) 내에 동축방향으로 배치되고, 상기 관형 부재(14)로부터 반경방향으로 이격되어 있는 제1 축방향-연장 환형 갭(15)을 형성하고, 상기 제1 갭(15)은 관형 부재(14) 상의 양쪽 축방향 단부들에서 폐쇄되는 것으로서,
   상기 관형 부재(14)는 슬리브(21) 내에 동축방향으로 배치되어 제2 축방향-연장 갭(22)을 형성하고, 상기 제2 갭(22)은 상기 관형 부재(14) 상의 양쪽 축방향 단부들에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 가압 공기 공급원(31), 상기 가압 공기 공급원(31)을 상기 증기 도관(5)과 연결하여, 그 내부의 가압 공기를 공급하여 공기-증기 혼합물을 형성하는 추가 도관(30) 및 상기 가압 공기 도관(30)을 개폐하도록 설치되는 밸브 수단(34)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 갭(22)은 상기 슬리브(21)의 내측 원통형 표면 내에 형성되는 복수의 채널들을 포함하여 구성되고, 상기 채널들은 상기 표면에 원주방향으로 배열되어 길이방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증기 도관(5)은 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어지고, 상기 관형 부재(14)는 금속 재료로 만들어지며, 상기 슬리브(21)도 낮은 열전달계수를 갖는 폴리머 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,실질적으로 상기 증기 도관(5)의 유입구 단부(6)에서 유출구 단부(9)로 축방향으로 연장되는 상기 관형 부재(14)는, 착탈가능하게 터미널(10)이 설치되고; 상기 터미널(10)은 상기 증기 도관(5)의 유출구 단부(9)와 인접한 단부에 연결되어, 증기 도관(5)의 유출구 단부(9)의 전방에서 증기 챔버(13)를 형성하며; 상기 터미널(10)은 상기 챔버(13)와 외부 환경을 연결하는 적어도 하나의 증기 배출 구멍(12)이 있는 노즐(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
6. 제5항에 있어서, 상기 터미널(10)은, 이 터미널이 연결되어 있는 관형 부재(14)의 단부에 인접한 축방향 단부에서, 상기 제2 환형 에어 갭(22)의 단부를 폐쇄하기 위한 수단(27)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
7. 제6항에 있어서, 상기 관형 부재(14)에 대해서 상기 환형 갭(22)의 단부를 폐쇄하기 위한 상기 수단은 상기 터미널(10) 상의 환형 하우징(27)을 포함하여 구성되며; 상기 하우징은 상기 슬리브(21)의 대향 단부(26)를 향하여 축방향으로 개방되며, 상기 슬리브는 상기 하우징(27)내에 밀폐되게 결합되는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 착탈가능한 관형의 상기 터미널(10)이 나사 커플링(threaded coupling: 28)에 의해 관형 부재(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
9. 제8항에 있어서, 상기 나사 커플링이 적어도 하나의 축방향 및 반경방향 밀폐 부재(29)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브(21)는 상기 슬리브에서 내측 반경방향으로 연장되며 상기 증기 도관(5)의 유입구에 인접한 단부에 위치되는 플랜지(24)를 구비하고, 상기 플랜지(24)는 관형 부재(14)와 원주방향으로 결합되어 상기 제2 갭(22)을 밀폐하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 증기 도관(5)의 축방향 양 단부(6, 9)에서 관형 부재(14)와 증기 도관(5) 사이에 각각의 시일(16, 17)을 구비하고, 상기 시일들은 상기 제1 갭(15)을 밀폐하는 것을 특징으로 하는, 액체 가열 디바이스.
    
    

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