KR20160013144A - 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사전 가열된 저장부 (2), 상기 저장부 (2) 로부터 사전 가열된 액체 (3) 펌핑하기 위한 메인 펌프 (4), 및 상기 저장부 (2) 를 가압하기 위한 가압 수단 (5) 을 갖는 펌핑 시스템 (1) 을 제공한다. 바람직하게, 가압 수단은 저장부 (2) 에서 0.5 내지 1 bar 의 절대 압력으로 설정된다. 저장부 (2) 에서 액체 (3) 는 최대 90℃ 이상으로 가열될 수 있다. 본 발명은 메인 펌프 진입부에서 캐비테이션 현상의 거의 완전한 억제를 달성하고, 따라서 상승된 액체 온도들에서 증가된 펌핑 성능을 달성한다.

Description

음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 및 방법{PUMPING SYSTEM AND METHOD FOR A BEVERAGE PRODUCTION APPARATUS}

본 발명은 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 및 펌핑 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들면 음료 제조 장치의 브루잉 (brewing) 또는 추출 유닛으로 가압된 저장부로부터 사전 가열된 액체를 펌핑하기 위한 펌핑 시스템 및 방법을 제공한다.

음료 제조 장치들에서 사용되는 다양한 펌핑 시스템들, 특히 브루잉 또는 추출 유닛으로 저장부로부터 액체를 펌핑하기 위한 펌핑 시스템들은 종래 기술 분야로부터 공지되어 있다.

도 1 은 공지된 음료 제조 장치에서 사용되는 바와 같은 액체 펌핑 시스템 (11) 을 도시한다. 펌핑 시스템 (11) 은 액체 (13) 를 안에 수용하는 저장부 (12) 를 포함하고, 상기 액체는 메인 펌프 (14) 에 의해 유량계 (17) 를 통해 그리고 히터 (20) 을 통해 추출 유닛 (16) 으로 펌핑된다. 히터 (20) 는 메인 펌프 (14) 의 하류에 제공된다.

도 2 는 공지된 멀티-음료 제조 장치에서 사용된 바와 같은 추가의 펌핑 시스템 (11) 을 도시한다. 펌핑 시스템 (11) 은 액체 공급부 (19), 복수의 추출 유닛들 (16) 로 히터 (121) 를 포함하는 고압 보일러 (12) 를 통해 액체 (13) 를 펌핑하기 위한 메인 펌프 (14) 를 포함한다. 또한 히터 (121) 는 메인 펌프 (14) 의 하류에 제공된다.

상기 설명된 종래 기술 분야의 관점에서, 각각 사전 가열된 저장부 및 사전 가열된 액체를 사용하는 것, 즉 메인 펌프의 상류에 히터를 위치시키는 것이 바람직하다. 사전 가열된 액체가 메인 펌프에 의해 효율적으로 펌핑될 수 있다면, 음료 제조는, 예를 들면 보다 빠르게 실행된다.

그러나, 뜨거운 액체가 사전 가열된 저장부로부터 펌핑될 때에, 펌프에 의해 발생된 흡입 압력은 펌프 진입부에서 캐비테이션 현상을 발생시킬 수 있다. 캐비테이션 현상은 보다 낮은 압력에서 증기화하는 펌핑된 액체로 인해 발생되고, 불가피하게 펌핑 성능의 저하를 발생시킨다.

도 3 은 캐비테이션 현상을 뒷받침하는 물리적 원리를 도시한다. 특히, 물의 상평형도가 도시되고, 물의 고체 상, 액체 상과 가스 상 사이에 상 전이 조건들은, 각각 실선으로서 나타낸다. 액체 상태로부터 가스 상태로의 상 전이 (즉 증기화) 는 온도 증가를 통해 또는 압력 감소를 통해 발생될 수 있다. 예를 들면, 주변 온도 (대략 20 ℃) 에서 캐비테이션을 유도하는 데 필수적인 액체-증기 상 변화 (증기 압력) 를 위한 절대 압력은 대략 23 mbar 의 절대 압력이다. 공지된 음료 제조 장치들에서 사용되는 메인 펌프들은 일반적으로 대략 500 mbar 의 절대 압력의 흡입 압력을 발생시킨다. 그것은 흡입 측에서 절대 압력 (l bar - 0.5 bar = 0.5 bar ) 은 23 mbar 의 상기 언급된 값보다 높아서 물이 주변 온도에서 펌핑될 때 어떠한 문제점도 발생하지 않는다는 것을 의미한다.

그러나, 보다 높은 물 온도들에서, 예를 들면 90℃ 에서, 캐비테이션을 유도하는 데 필수적인 압력은 보다 높고 대략 700 mbar 이다. 펌프 흡입 압력 (또한 l bar - 0.5 bar = 0.5 bar ) 은 현재 0.7 bar 의 필수적인 값보다 낮아서 캐비테이션이 펌프 진입부에서 발생할 수 있고, 펌핑 성능들을 현저하게 저하시킬 수 있다.

도 4 는 펌핑 성능의 그러한 저하를 도시한다. 임의의 펌프의 펌핑 성능은 출력 유량 대 출력 압력으로서 표현될 수 있다. 증가된 온도와 함께 펌핑 성능은 현저하게 떨어진다. 예를 들면, 94 ℃ 의 물 온도에서 유량은 심각하게 떨어지고, 심지어 낮은 출력 압력들에서도 심각하게 떨어진다.

본 발명의 목적은 종래 기술 분야를 개선하는 것이다. 이로써, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들을 극복하는 것이다. 특히, 본 발명은 펌핑 성능에서 임의의 현저한 감소 없이 사전 가열된 저장부로부터 뜨거운 액체를 펌핑할 수 있는 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 추가로, 본 발명은 펌프 진입부 (펌프 흡입 측) 에서 캐비테이션 현상을 억제할 수 있는 펌핑 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 언급된 목적들은 첨부된 독립 청구항에 의해 해결된다. 본 발명의 주요한 사상은 가압된 저장부를 통해 흡입 압력을 증가시키는 것이다. 종속 청구항들은 본 발명의 추가의 이점들을 개선시킨다.

본 발명은 액체를 저장하고 가열하기 위한 저장부, 저장부로부터 바람직하게 음료 제조 장치의 적어도 하나의 추출 유닛으로 액체를 펌핑하기 위한 적어도 하나의 메인 펌프, 및 저장부를 가압하기 위한 가압 수단을 포함하는 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템에 관한 것이다.

저장부를 가압함으로써, 즉 가압돤 저장부를 제공함으로써, 펌프에 의해 발생된 절대 흡입 압력은 증가된다. 저장부를 가압함으로써, 저장부에서의 액체는 또한 가압된다. 압력 증가로 인해, 캐비테이션 현상은 펌프 진입부에서 회피되거나 또는 적어도 감소될 수 있다. 이는 높은 액체 온도들에서 펌핑 성능의 회복으로 이끈다. 환언하면, 사전 가열된 액체의 메인 펌프의 펌핑 성능은 주변 온도에서 동일한 액체의 메인 펌프의 펌핑 성능과 대략 동등하다.

본 발명의 장치는 따라서 음료의 제조를 촉진시킬 수 있다. 추가로, 메인 펌프의 하류에 어떠한 히터도 필요하지 않다. 이는 특히 보다 컴팩트하고 보다 가볍게 구성될 수 있는 모바일 음료 제조 장치들에 대해 유리하다.

바람직하게, 가압 수단은 약 0.5 내지 1.0 bar, 바람직하게 0.7 내지 1.0 bar 의 절대 압력으로 저장부를 가압하도록 구성된다.

이들 바람직한 압력 값들로, 증기 압력보다 높은 절대 압력은 실제 펌프 진입부 전에 달성되고, 이는 캐비테이션 현상을 매우 효과적으로 억제한다. 바람직한 값들은 저장부와 펌프, 예를 들면, 밸브들, 유량계들, 튜브들 등 사이의 액체 회로에서 모든 압력 손실들을 고려한다.

본 발명의 하나의 양상에서, 가압 수단은 공기 펌프이다.

공기 펌프는 바람직하게 저장부에 내장되거나 또는 저장부의 상류에 위치된다. 공기 펌프는 실시하는 데 값싸고 용이하다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 가압 수단은 저장부에서 액체 레벨 및 액체 온도를 제어하기 위한 유닛이다.

저장부에서 액체가 가열될 때에, 스팀 압력은 증가한다. 저장부에서 액체 레벨을 제어함으로써, 스팀 압력은 저장부에서 절대 압력을 설정하도록 사용될 수 있다. 많은 음료 제조 장치들은 이미 제어 유닛을 갖고, 상기 제어 유닛은 따라서 프로그래밍될 수 있다. 상기 해결책은 따라서 특히 용이하다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 가압 수단은 피스톤이다.

피스톤은 바람직하게 저장부 내에 또는 위에 위치되는 기계적인 피스톤이다. 피스톤은 저장부 상을 푸시하여, 절대 압력을 증가시키도록 구성된다. 피스톤은 전기적으로 또는 기계적으로 작동될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 가압 수단은 액체 펌프, 바람직하게 저압 물 펌프이다.

액체 펌프는 액체 유동 회로 내에 용이하게 통합될 수 있고, 예를 들면 물 공급부와 저장부 사이에 위치될 수 있다. 액체 펌프는 저장부에서 액체의 소정 압력을 유지시킬 수 있다.

펌핑 시스템은 모바일 음료 제조 장치를 위해 구성될 수 있고, 저장부는 바람직하게 보온병이다.

보온병이 저장부로서 사용될 때에, 액체는 저장부 내에 채워지기 전에 가열될 수 있고, 보온병에서 그 온도를 유지한다. 본 발명의 펌핑 시스템에서 메인 펌프의 하류에 어떠한 히터도 필요하지 않다. 보온병과 조합하여, 뜨거운 음료들을 제조하기 위한 작은 모바일 제조 장치가 구성될 수 있다.

펌핑 시스템은 또한 바람직하게 복수의 추출 유닛들로 저장부로부터 액체를 펌핑하기 위한 복수의 메인 펌프들을 포함하는 멀티-음료 제조 장치를 위해 구성될 수 있다.

각각의 메인 펌프는 바람직하게 다양한 상이한 음료들 중 하나를 제조하도록 독립적으로 작동될 수 있다. 각각의 추출 유닛은 그 자체의 메인 펌프를 추가로 가질 수 있다. 이로써, 각각의 추출 헤드를 위해 유사한 추출 압력을 전달하는 종래 기술 분야로부터 공지된 바와 같은, 비싼 단일한 메인 펌프를 사용하는 대신에, 복수의 보다 작은 그리고 보다 값싼 메인 펌프들이 설치될 수 있다.

바람직하게, 복수의 메인 펌프들 중 각각의 하나는 복수의 추출 유닛들 중 하나에 각각의 압력으로 액체를 펌핑하도록 구성된다.

각각의 추출 헤드에는 메인 펌프들 중 하나에 의해 액체가 공급될 수 있고, 바람직하게 액체는 전용의 압력을 갖는 각각의 추출 헤드에 대해 공급된다. 따라서, 음료 제조 장치는 보다 다용도로 된다.

추가로, 상이한 액체 압력들이 제조될 상이한 음료들에 대해 최적이거나 또는 필수적이므로, 멀티-음료 제조 장치에 의해 제공되는 음료들의 품질은 개선될 수 있다.

바람직하게, 저장부는 약 1 내지 3 bar 의 압력을 지원하는 저압 보일러이다.

펌핑 시스템의 메인 펌프들은 펌프 보일러로부터의 액체를 펌핑할 수 있고, 즉 높은 펌핑 성능으로 가열된 액체를 펌핑할 수 있기 때문에, 어떠한 메인 펌프도 저장부의 상류에서 요구되지 않는다. 바람직하게, 단지 저압 액체 펌프가 저장부를 가압하도록 저장부의 상류에 위치된다. 그 결과로서, 종래 기술 분야에 의해 사용된 바와 같은 높은 압력 보일러는 저압 보일러로 대체될 수 있고, 펌핑 시스템의 구성은 보다 간단하고, 보다 작고 그리고 보다 값싸게 된다.

바람직하게, 액체 펌프는 액체 공급부로부터 액체를 수용하도록 구성된다.

바람직하게, 저장부는 최대 약 90 ℃ 이상의 온도로 액체를 가열하도록 구성된다.

높은 온도들은 음료를 제조하기 위해 요구되는 시간을 현저하게 짧게 만드는 데, 이는 저장부로부터 펌핑된 액체가 음료 제조를 위해 이미 적절하게 되기 때문이다. 가압된 저장부로 인해, 높은 온도들은 펌핑 성능을 희생하지 않고 액체를 사전 가열하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 심지어 에스프레소와 같은 높은 펌프 출력 압력 (즉 높은 펌핑 성능) 을 요하는 음료들도 높은 품질로 매우 신속하게 제조될 수 있다.

바람직하게, 적어도 하나의 메인 펌프는 각각 약 14 내지 3 bar 의 최대 출력 압력에서 약 100 내지 300 ml/min 의 최대 유량으로 90 ℃ 이상으로 가열된 액체를 펌핑하도록 구성된다.

이는 적어도 하나의 메인 펌프가 14 bar 의 최대 출력 압력에서 100 ml/min 최대 유량으로 그리고 3 bar 의 최대 출력 압력에서 300 ml/min 의 최대 유량으로 90 ℃ 의 액체, 예를 들면 물을 펌핑할 수 있다는 것을 의미한다. 이들 값들에 의해 규정된 범위 내에서, 최대 유량은 출력 압력의 감소와 거의 선형으로 증가한다. 그러한 펌프에 의해, 다양한 종류들의 음료들 (낮은 출력 압력들만을 그러나 높은 유량들을 요하는 일부 음료들, 높은 출력 압력들을 그러나 단지 낮은 유량들을 요하는 다른 음료들) 은 사전 가열된 저장부로 인해 신속하게 제조될 수 있다.

본 발명은 추가로: 저장부에서 액체를 가열하는 단계, 가압 수단으로 저장부를 가압하는 단계, 적어도 하나의 메인 펌프에 의해 저장부로부터 바람직하게는 음료 제조 장치의 적어도 하나의 추출 유닛으로 액체를 펌핑하는 단계를 포함하는 음료 제조 장치에서 사용하기 위한 펌핑 방법에 관한 것이다.

바람직하게, 액체는 90℃ 이상으로 가열되고, 저장부는 약 0.5 내지 1.0 bar 의 절대 압력으로 가압된다.

펌핑 방법은 상기 설명된 펌핑 시스템과 동일한 이점들, 즉 가열된 액체가 높은 펌프 성능으로 펌핑될 수 있는 이점들을 달성한다. 결국, 음료들은 보다 빠르고 개선된 품질로 제조될 수 있다.

본 발명은 지금부터 첨부된 도면에 대해 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 은 종래 기술 분야의 음료 제조 장치의 펌핑 시스템을 도시한다.
도 2 는 종래 기술 분야의 멀티-음료 제조 장치의 펌핑 시스템을 도시한다.
도 3 은 물의 상평형도를 도시한다.
도 4 는 상이한 액체 온도들에서 종래 기술 분야의 펌프 성능의 비교를 도시한다 .
도 5 는 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 도시한다.
도 7 은 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 도시한다.
도 8 은 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 도시한다.
도 9 는 상이한 액체 온도들 및 상이한 저장부 압력들에서 펌프 성능을 도시한다.

도 5 는 본 발명의 펌핑 시스템 (1) 을 도시한다. 펌핑 시스템 (1) 은 액체 (3) 를 저장하고 가열하도록 구성된 저장부 (2) 를 포함한다. 따라서 저장부 (2) 는 사전 가열된 액체를 공급하기 위해 구성된 사전 가열된 저장부이다. 액체 (3) 는 예를 들면 물, 밀크, 수프, 물-기반의 액체, 쵸콜렛-기반의 액체, 커피-기반의 액체, 밀크-기반의 액체 등일 수 있다. 특히, 액체 (3) 는 따뜻한 또는 뜨거운 음료를 제조하는 데 적합한 임의의 액체일 수 있다.

도 5 에 도시된 펌핑 시스템 (1) 은 특히 모바일 음료 제조 장치를 위해 유용하다. 바람직하게, 저장부 (2) 는 액체를 뜨겁게 유지하기 위한 보온병이다. 그러나, 저장부 (2) 는 또한 탱크 또는 보일러일 수 있다. 저장부 (2) 에는 또한 액체 (3) 를 가열하기 위한 액티브 가열 수단, 예를 들면, 가열 코일, 가열 와이어 또는 가열 블록이 제공될 수 있다. 저장부 (2) 에는 상기 저장부 (2) 에서 적어도 액체 온도를 제어하는 데 적절한 제어 유닛 (도시 생략) 이 추가로 제공되거나 또는 저장부 (2) 는 상기 저장부 (2) 에서 적어도 액체 온도를 제어하는 데 적절한 제어 유닛 (도시 생략) 에 연결될 수 있다.

저장부 (2) 는 액체 유동 회로를 통해, 예를 들면 파이프들 (8) 에 의해, 메인 펌프 (4) 에 연결된다. 메인 펌프 (4) 는 저장부 (2) 로부터 액체 (3) 를 펌핑하도록 구성된다. 바람직하게, 메인 펌프 (4) 는 음료 제조 장치의 브루잉 또는 추출 유닛 (6) 으로 저장부 (2) 로부터 액체 (3) 를 펌핑하도록 구성된다. 메인 펌프 (4) 는 유압식 펌프, 기어 펌프, 연동 펌프 또는 액체 (3) 를 펌핑하기 위한 임의의 다른 적절한 펌프일 수 있다. 바람직하게, 메인 펌프 (4) 는 메인 펌프 (4) 를 통해 유량을 측정하고 제어하기 위해 구성된 유량계 (7) 를 통해 저장부 (2) 에 연결된다. 유량계 (7) 는 제어 유닛으로 측정된 값들을 피드 백할 수 있거나 또는 자체로 메인 펌프 (4) 내로 액체 유동을 조절할 수 있다

펌핑 시스템 (1) 에는 저장부 (2) 및/또는 상기 저장부 (2) 에서 액체 (3) 를 가압하기 위한 가압 수단 (5) 이 추가로 제공된다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 가압 수단 (5) 은 공기 펌프 (51) 일 수 있다. 공기 펌프 (51) 는 저장부 (2) 에 엠베딩 (embed) 되거나 또는 저장부 (2) 의 상류에 제공된다. 공기 펌프 (51) 는 활성화될 때에 저장부 (2) 에서 압력을 증가시키거나 또는 감소시키도록 구성된다. 공기 펌프 (51) 는 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다.

바람직하게, 가압 수단 (5) 은 약 0.5 내지 1 bar, 보다 바람직하게 0.7 내지 1 bar 의 저장부 (2) 에서 절대 압력을 달성하도록 구성된다. 이러한 사전-압력 값은 저장부 (2) 와 메인 펌프 (4), 예를 들면, 밸브들, 유량계, 파이프 (8) 등 사이의 액체 회로에서의 압력 손실의 모든 원인들을 고려하여, 액체 (3) 의 캐비테이션을 효율적으로 억제하는 값으로 메인 펌프 유입구 전에 압력을 증가시키기 위해 선택된다.

가압 수단 (5) 에 의해, 압력 하에서 가열된 액체는 저장부 (2) 내에 제공된다. 그것은 저장부 (2) 에서의 절대 압력이 증가된다는 것을 의미한다. 이로써, 메인 펌프 (4) 의 진입부에서 절대 흡입 압력은 또한 증가되어, 캐비테이션 현상이 억제된다. 이로써, 메인 펌프 (4) 의 펌핑 성능은 70℃ 이상, 또는 심지어 90℃ 이상의 액체 온도들에서조차 현저하게 증가될 수 있다.

도 5 에 도시된 공기 펌프 (51) 는 저장부 (2) 에서 절대 압력을 증가시는 하나의 바람직한 방법이다. 도 6 은 저장부 (2) 에서 압력을 증가시키기 위한 대안적인 바람직한 방법을 도시한다. 특히, 도 6 에서 기계적인 피스톤 (52) 은 저장부 (2) 상을 푸시하도록 구성된 가압 수단 (5) 으로서 사용된다. 기계적인 피스톤 (52) 은 예를 들면, 모터에 의해 구동될 수 있고, 상기 언급된 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다. 기계적인 피스톤은 또한 기계적으로 구동될 수 있고, 예를 들면 유저에 의해 수동으로 작동되도록 구성될 수 있다.

도 7 은 저장부 (2) 에서의 압력을 증가시키는 또 다른 바람직한 방법을 도시한다. 여기서 가압 수단 (5) 은 유닛 (53) 에 의해 구현되고, 상기 유닛은 상기 언급된 제어 유닛에 의해 구현될 수 있지만, 또한 별개의 유닛일 수 있다. 유닛 (53) 은 바람직하게 저장부 (2) 에서 액체 레벨을 제어하도록 구성된다. 바람직하게, 유닛 (53) 은 또한 저장부 (2) 에서 액체 온도를 제어하도록 구성된다. 이때 액체 (3) 를 가열함으로써 발생된 스팀 압력은 저장부 (2) 내에서 압력을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 액체 레벨을 제어하도록, 유닛 (53) 은 바람직하게 몇몇 종류의 액체 공급부에 연결되고, 바람직하게 저장부 (2) 내에서 액체 (3) 의 양을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.

도 8 은 멀티-음료 제조 장치에 대해 특히 유리한 본 발명의 또 다른 펌핑 시스템 (1) 을 도시한다. 멀티-음료 제조 장치는 예를 들면 티, 커피, 에스프레소 및/또는 쵸콜렛 드링크들 등을 제조할 수 있는 장치일 수 있다. 따라서, 멀티-음료 제조 장치에는 바람직하게 복수의 브루잉 또는 추출 유닛들 (6) 이 제공된다. 도 8 은 예를 들면, 각각 상이한 음료를 제조하는 데 사용될 수 있는 네개의 브루잉 또는 추출 유닛들 (61-64) 을 도시한다.

본 발명의 펌핑 시스템 (1) 은 이러한 경우에 복수의 메인 펌프들 (4) 을 포함하고, 메인 펌프들 (4) 의 각각은 음료 제조 장치의 브루잉 또는 추출 유닛들 (61-64) 중 하나에 대해 전용이다. 메인 펌프들 (4) 은 각각의 음료 추출 유닛들 (61-64) 내로, 파이프 (8) 를 통해, 바람직하게 복수의 유량계들 (7) 을 통해 사전 가열된 저장부 (2) 로부터 액체 (3) 를 펌핑하도록 각각 구성된다. 메인 펌프들 (4) 은 상기 설명에 따라 구성될 수 있다.

저장부 (2) 는 바람직하게 보일러이다. 따라서, 저장부 (2) 에는 바람직하게 가열 수단 (21) 이 구비된다. 가열 수단 (21) 은 예를 들면, 가열 와이어, 가열 코일 또는 가열 블록일 수 있다. 저장부 (2) 는 액체 유입구 및 액체 유출구를 갖고 바람직하게 액체 (3) 가 저장부 (2) 를 통해 펌핑되면서 액체 (3) 를 가열하도록 구성된다. 바람직하게, 저장부 (2) 는 저압 보일러, 즉 최대 약 1 내지 3 bar 의 압력을 지원하는 보일러로서 구성된다. 종래 기술 분야는 일반적으로 최대 약 10 내지 15 bar 의 압력들을 지원하는 고압 보일러들을 사용한다. 그러나, 높은 압력 보일러들은 제조하는 데 훨씬 더 복잡하고 비싸다.

또한 펌핑 시스템 (1) 은 가압 수단 (5) 을 포함한다. 가압 수단 (5) 은 바람직하게 저압 펌프 (54) 이다. 가압 수단 (5) 은 바람직하게 저장부 (2) 내에 액체 (3) 를 공급하는 데 사용하는 액체 공급부 (9) 에 연결된다

도 8 의 펌핑 시스템 (1) 은 종래 기술 분야에서 사용된 바와 같이 비싼 단일한 메인 펌프 (14) 를 회피한다. 일반적으로 단일한 메인 펌프 (14) 는 각각의 추출 유닛 (161-164) (도 2 를 참조) 에 대해 유사한 추출 압력을 전달한다 바람직하게, 도 8 에 따른 본 발명의 펌핑 시스템 (1) 에서, 각각의 메인 펌프 (4) 는 독립적으로 작동될 수 있다.

추가로, 바람직하게 각각의 음료 추출 유닛 (61-64) 은 독립적으로 그리고 상이한 작동 파라미터들로 작동될 수 있다. 상이한 음료 성분들로부터 제조될 상이한 음료들은 공급된 액체의 상이한 작동 파라미터들, 예를 들면, 상이한 압력들을 요구한다. 에스프레소는 예를 들면, 보다 높은 액체 압력들을 요구하는 한편, 티는 보다 낮은 액체 압력들을 요구한다. 따라서, 바람직하게 각각의 추출 유닛 (61-64) 은 음료 추출 유닛 (61-64) 에 의해 제조된 각각의 음료에 따라 선택된 전용의 메인 펌프 (4) 를 갖는다. 환언하면, 에스프레소를 제조하기 위한 음료 추출 유닛 (61) 은 보다 높은-압력 메인 펌프 (4) 에 연결된다. 티를 제조하기 위한 음료 추출 유닛 (62) 은 보다 값싼 보다 낮은 압력의 메인 펌프 (4) 에 연결된다. 본 발명의 펌프 시스템 (1) 은 따라서 종래 기술 분야의 것보다 큰 다용도성을 제공한다.

도 9 는 본 발명의 펌핑 시스템 (1) 및 방법으로 어떻게 가압된 저장부 (2) 에 의해 상승된 액체 온도들에서조차 높은 펌핑 성능을 달성하는 것이 가능한 지를 도시한다. 도 9 는 특히 본 발명의 메인 펌프 (4) 의 성능 챠트 (즉 유량 대 출력 압력) 를 도시한다. 주변 온도들에서 메인 펌프 (4) 및 비가압된 저장부 (2) 에 의해 달성되는 이상적인 성능 커브는, 저장부 (2) 에서의 압력이 0.7 bar 이상으로 증가될 때에, 95℃ 의 액체 온도에서 대략 매칭된다는 것이 이해될 것이다.

저장부 압력의 증가에 의한 캐비테이션의 억제로 인해, 메인 펌프 (4) 의 펌핑 성능은 또한 증가된다. 따라서, 펌프 성능에서 임의의 손실없이 음료 제조 장치의 추출 유닛 (6) 으로 저장부 (2) 로부터 사전 가열된 액체를 펌핑하는 것이 가능해진다. (하류에) 메인 펌프 (4) 이후에 제공된 히터, 보일러 또는 임의의 다른 가열 수단은 생략될 수 있다. 캐비테이션의 억제는 또한 펌프의 사운드에서 반영된다는 것에 추가로 주목된다 메인 펌프 (4) 는 증가된 성능으로 (또는 적어도 주변 온도들에서보다 현저하게 나쁘지 않는 성능으로) 펌핑될 수 있을 뿐만 아니라, 추가로 보다 조용하게 작동될 수 있다.

요약하면, 본 발명은 사전 가열된 저장부 (2), 사전 가열된 액체 (3) 를 펌핑하기 위한 메인 펌프 (4), 및 저장부 (2) 에서 액체 (3) 를 가압하기 위한 가압 수단 (5) 를 갖는 펌핑 시스템 (1) 을 설명한다. 본 발명은 캐비테이션 현상의 거의 완전한 억제 및 따라서 상승된 액체 온도들에서 증가된 펌핑 성능을 달성한다.

Claims (15)

1. 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1) 으로서,
   액체 (3) 를 저장하고 가열하기 위한 저장부 (2);
   상기 저장부 (2) 로부터 바람직하게는 상기 음료 제조 장치의 적어도 하나의 추출 유닛 (6) 으로 상기 액체 (3) 를 펌핑하기 위한 적어도 하나의 메인 펌프 (4); 및
   상기 저장부 (2) 를 가압하기 위한 가압 수단 (5) 을 포함하는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압 수단 (5) 은 약 0.5 내지 1.0 bar 의 절대 압력으로 상기 저장부 (2) 를 가압하도록 구성되는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 가압 수단 (5) 은 공기 펌프 (51) 인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 가압 수단 (5) 은 상기 저장부 (2) 에서 액체 레벨 및 액체 온도를 제어하기 위한 유닛 (53) 인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 가압 수단 (5) 은 피스톤 (52) 인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 가압 수단 (5) 은 액체 펌프 (54), 바람직하게 저압 물 펌프인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서,
   상기 펌핑 시스템은 모바일 음료 제조 장치용이며,
   상기 저장부 (2) 는 보온병인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 한 항에 있어서,
   상기 펌핑 시스템은 멀티-음료 제조 장치용이며,
   상기 저장부 (2) 로부터 복수의 추출 유닛들 (6) 로 상기 액체 (3) 를 펌핑하기 위한 복수의 메인 펌프들 (4) 을 포함하는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
9. 제 6 항에 있어서,
   복수의 메인 펌프들 (4) 중 각각의 하나는 복수의 추출 유닛들 (6) 중 하나에 각각의 압력으로 상기 액체 (3) 를 펌핑하도록 구성되는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 저장부 (2) 는 약 1 내지 3 bar 의 압력을 지원하는 저압 보일러인, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 한 항에 있어서,
    제 6 항에 따르면, 상기 액체 펌프 (54) 는 액체 공급부 (9) 로부터 상기 액체를 수용하도록 구성되는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항에 있어서,
    상기 저장부 (2) 는 최대 약 90 ℃ 이상의 온도로 상기 액체 (3) 를 가열하도록 구성되는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 메인 펌프 (4) 는 각각 약 14 내지 3 bar 의 최대 출력 압력에서 약 100 내지 300 ml/min 의 최대 유량으로 90℃ 이상으로 가열된 상기 액체 (3) 를 펌핑하도록 구성되는, 음료 제조 장치를 위한 펌핑 시스템 (1).
14. 음료 제조 장치에서의 사용을 위한 펌핑 방법으로서,
    저장부 (2) 에서 액체 (3) 를 가열하는 단계;
    가압 수단 (5) 으로 상기 저장부 (2) 를 가압하는 단계;
    적어도 하나의 메인 펌프 (4) 에 의해, 상기 저장부 (2) 로부터 바람직하게는 상기 음료 제조 장치의 적어도 하나의 추출 유닛 (6) 으로 상기 액체 (3) 를 펌핑하는 단계를 포함하는, 펌핑 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 액체 (3) 는 약 90℃ 이상으로 가열되고,
    상기 저장부 (2) 는 약 0.7 내지 1.0 bar 의 절대 압력으로 가압되는, 펌핑 방법.

Images