KR20160031625A - 커피 추출 장치 및 이의 히터 예열 방법 - Google Patents

커피 추출 장치 및 이의 히터 예열 방법 Download PDF

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Abstract

커피 추출 장치 및 이의 히터 예열 방법이 개시된다. 상기 커피 추출 장치는, 커피 추출 장치의 동작 제어를 위한 지시를 입력받는 입력부; 커피 추출을 위해 커피 유로로 공급되는 물을 가열하는 히터; 상기 히터의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 커피 추출 장치에 인가되는 입력 전압값을 획득하는 입력전압 획득부; 및 상기 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성을 판단하고, 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우 상기 입력전압 획득부에 의해 획득된 입력 전압값과 상기 온도센서에 의해 측정된 히터의 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

커피 추출 장치 및 이의 히터 예열 방법 {COFFEE MACHINE AND PREHEATING METHOD THEREOF}
본 출원은 커피 추출 장치 및 이의 히터 예열 방법에 관한 것이다.
커피 추출 장치가 전원 인가 후 연속적으로 히터의 온도를 고온으로 유지하는 경우, 커피를 바로 추출할 수 있지만 히터를 고온으로 유지하기 위해 많은 에너지가 소모된다는 문제점이 있다. 그러나, 히터 예열을 하지 않을 경우, 커피를 추출하기 위해서 예열시간이 필요하므로 커피 추출을 위한 대기 시간이 길어 사용자의 불편을 야기한다는 문제점이 있다.
또한, 커피 추출 장치에서 다이캐스팅 히터를 사용하는 경우 다이캐스팅 히터의 응답시간이 느리므로 이에 적절한 히터 제어 방식이 필요하다.
이와 관련하여, 하기 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은, 커피 등의 제조 머신 및 관련방법을 개시하고 있다.
한국공개특허 제2009-0099050호 (공개일: 2009.09.21.)
따라서, 당해 기술분야에서는 다이캐스팅 히터의 특성을 고려하여 커피 추출 가능성이 높은 시점에 히터를 예열하기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태는 커피 추출 장치를 제공한다. 상기 커피 추출 장치는, 커피 추출 장치의 동작 제어를 위한 지시를 입력받는 입력부; 커피 추출을 위해 커피 유로로 공급되는 물을 가열하는 히터; 상기 히터의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 커피 추출 장치에 인가되는 입력 전압값을 획득하는 입력전압 획득부; 및 상기 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성을 판단하고, 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우 상기 입력전압 획득부에 의해 획득된 입력 전압값과 상기 온도센서에 의해 측정된 히터의 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법을 제공한다. 상기 히터 예열 방법은, 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성이 높은지 여부를 판단하는 단계; 상기 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우, 상기 커피 추출 장치의 입력 전압값을 획득하는 단계; 상기 입력 전압값과 히터의 초기 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정하는 단계; 및 상기 기준 온도를 기초로 상기 히터의 온도와 상기 커피유로로 공급된 물의 유량에 따라 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커피 추출 가능성이 높을 것으로 예상되는 시점에 히터를 예열함으로써 커피 추출을 위한 대기 시간을 줄이면서도, 히터 예열을 위해 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 응답시간이 느린 다이캐스팅 히터의 특성을 고려하여 적절하게 히터를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 유로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 히터 예열 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기준온도 설정 단계의 상세 흐름도이다.
도 5는 도 3에 도시된 예열동작 수행 단계의 상세 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치(100)는 유량센서(110), 입력부(120), 히터(130), 온도센서(140), 입력전압 획득부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
유량센서(110)는 커피 추출 장치(100) 내에 형성된 커피 유로로 공급되는 물의 양을 측정하기 위한 것이다.
입력부(120)는 사용자로부터 커피 추출 장치(100)의 동작 제어를 위한 지시를 입력받기 위한 것으로, 예를 들어, 커피 종류 선택 버튼, 커피 추출 버튼, 예열 버튼 등을 포함할 수 있다.
히터(130)는 커피 추출을 위해 커피 유로로 공급되는 물을 가열하기 위한 것으로, 다이캐스팅 히터 등으로 구현될 수 있다.
온도센서(140)는 히터(130)의 온도를 측정하기 위한 것이다.
구체적으로, 온도센서(140)는 후술하는 제어부(160)에 의해 커피 추출 가능성이 높은 것으로 판단되어 히터 예열 동작을 수행할 필요가 있는 경우 히터(130)의 초기 온도를 측정하고, 히터 예열 동작 수행시에 히터(130)의 온도를 지속적으로 측정할 수 있다.
입력전압 획득부(150)는 커피 추출 장치(100)의 입력 전압값을 획득하기 위한 것이다.
구체적으로, 입력전압 획득부(150)는 입력 전압값을 측정하기 위한 회로로 구현되어 입력 전압값을 직접 측정할 수도 있고, 전류값을 측정하기 위한 회로 및 프로세서의 결합으로 구현되어 커피 추출 장치(100)에 포함된 부하(예를 들어, 히터(130) 등)의 전류값을 측정하고 측정된 전류값으로부터 입력 전압값을 추정할 수도 있다.
제어부(160)는 커피 추출 장치(100)의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성이 높은지 여부를 판단하고, 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우, 입력전압 획득부(150)에 의해 획득된 입력 전압값과 온도센서(140)에 의해 측정된 히터(130)의 온도에 기초하여 히터(130)의 예열 동작을 제어하기 위한 것으로, 마이크로프로세서 등으로 구현될 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 다음과 같은 커피 추출 장치(100)의 동작이 감지되는 경우 커피 추출 가능성이 높다고 판단할 수 있다.
● 커피 추출 장치(100)에 초기전원이 인가된 후 커피 유로 플러싱 작업 수행 후
● 커피 추출 장치(100)의 커피 레버 동작시
● 커피 추출 장치(100)의 입력부(120)를 통해 커피 종류 선택시
● 커피 추출 장치(100)에 의한 커피 추출 완료 후
또한, 제어부(160)는 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우, 입력전압 획득부(150)에 의해 획득된 입력 전압값과 온도센서(140)에 의해 측정된 히터(130)의 초기 온도에 기초하여 히터(130)의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정한다. 기준온도를 설정하는 구체적인 방법은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
또한, 제어부(160)는 설정된 기준 온도를 기초로 온도센서(140)에 의해 측정된 히터(130)의 온도와 유량센서(110)에 의해 측정된 유량에 따라 히터(130)의 예열 동작을 제어한다. 히터(130)의 예열 동작을 제어하는 구체적인 방법은 도 3 및 도 5를 참조하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 유로 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 커피 유로는 유량센서(210), 고압펌프(220), 다이캐스팅 히터(230) 및 캡슐 추출부(240)가 순차로 연결되어 구성될 수 있고, 캡슐 추출부(240)에는 커피 추출을 위한 추출구(241)와 이물질 배출을 위한 배출구(242)가 형성될 수 있다.
여기서, 고압펌프(220)는 커피 캡슐을 추출하기 위한 고압의 물을 공급하기 위한 것이고, 캡슐 추출부(240)는 다이캐스팅 히터(230)에 의해 가열된 고압 및 고온의 물을 이용하여 커피 캡슐을 추출하기 위한 것이다. 유량센서(210) 및 다이캐스팅 히터(230)의 기능은 도 1을 참조하여 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 커피 추출 장치의 히터 예열 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 우선, 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성이 높은지 여부를 판단한다(S310).
커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우(S330), 커피 추출 장치의 입력 전압값을 획득한다(S350). 여기서, 입력 전압값은 입력 전압값을 측정하기 위한 회로에 의해 직접 측정될 수도 있고, 전류값을 측정하기 위한 회로에 의해 커피 추출 장치에 포함된 부하의 전류값을 측정한 후 이로부터 추정될 수도 있다.
이후, 획득된 입력 전압값과 히터의 초기 온도에 기초하여 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정한다(S370). 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 전압값이 230V 이상인지 여부를 판단하고(S371), 각 경우에 있어 히터의 초기온도가 75도 이상인지, 75도 미만 40도 이상인지, 40도 미만인지를 판단한 후(S372, S374, S377, S379), 판단 결과에 따라 표 1과 같이 기준 온도를 설정할 수 있다(S373, S375, S376, S378, S380, S381).
유형 1 (S373) 2 (S375) 3 (S376) 4 (S378) 5 (S380) 6 (S381)
입력전압 230V 이상 230V 이상 230V 이상 230V 미만 230V 미만 230V 미만
히터 초기온도 75도 이상 75도 미만 40도 이상 40도 미만 75도 이상 75도 미만 40도 이상 40도 미만
기준온도
설정값 		OFF : 83
A: 80
B: 78
추출: 80 		OFF : 88
A: 86
B: 84
추출: 80 		OFF : 94
A: 90
B: 86
추출: 85 		OFF : 88
A: 84
B: 82
추출: 80 		OFF : 90
A: 86
B: 84
추출: 85 		OFF : 96
A: 90
B: 86
추출: 90
표 1에 기재된 기준온도 설정값에서, OFF는 히터를 OFF로 제어하는 기준 온도를 의미하고, 추출은 추출 시작온도를 의미한다. 또한, 도 4에 도시된 입력전압 및 히터 초기온도의 범위와, 이에 따른 기준온도 설정값은 일 예에 불과한 것으로, 필요에 따라 설계 변경 가능하다.
이후, 설정된 기준 온도를 기초로 히터의 온도와 커피유로로 공급된 물의 유량에 따라 히터의 예열 동작을 제어한다(S390). 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 히터의 온도가 기준온도 설정값 중 OFF 온도 이상인지, OFF-A 온도 구간에 속하는지, A-B 온도 구간에 속하는지, B 온도 미만인지를 판단한다(S391, S393, S397). 판단 결과, 히터의 온도가 OFF 온도 이상인 경우에는 예열이 필요없는 경우로서 히터를 OFF로 제어한다(S392). 반면, 히터의 온도가 B 온도 미만인 경우에는 예열이 필요한 경우로서 히터를 연속 ON으로 제어한다(S401). 한편, 히터의 온도가 OFF-A 온도 구간 또는 A-B 온도 구간에 속하는 경우에는 커피유로로 공급된 물의 유량이 0.08LPM 이상인지 여부를 추가로 판단하여(S394, S398), 유량이 0.08LPM 이상인 경우에는 히터를 연속 ON으로 제어하고(S395, S399), 유량이 0.08LPM 미만인 경우에는 히터를 1초 ON, 1초 OFF로 점멸 제어한다(S396, S400).
상술한 커피 추출 장치의 히터 예열 방법은 도 1에 도시된 커피 추출 장치(100)의 제어부(160)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
100: 커피 추출 장치
110, 210: 유량센서
120: 입력부
130, 230: 히터
140: 온도센서
150: 입력전압 획득부
160: 제어부
220: 고압펌프
240: 캡슐 추출부
241: 추출구
242: 배출구

Claims (13)

  1. 커피 추출 장치의 동작 제어를 위한 지시를 입력받는 입력부;
    커피 추출을 위해 커피 유로로 공급되는 물을 가열하는 히터;
    상기 히터의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 커피 추출 장치에 인가되는 입력 전압값을 획득하는 입력전압 획득부; 및
    상기 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성을 판단하고, 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우 상기 입력전압 획득부에 의해 획득된 입력 전압값과 상기 온도센서에 의해 측정된 히터의 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 커피 추출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 커피 추출 장치에 초기전원이 인가된 후 커피 유로 플러싱 작업이 수행된 후;
    상기 커피 추출 장치의 커피 레버가 동작된 경우;
    상기 입력부를 통해 커피 종류가 선택된 경우; 및
    상기 커피 추출 장치에 의해 커피 추출이 완료된 후;
    중 어느 하나에 해당하는 동작이 감지된 경우 커피 추출 가능성이 높은 것으로 판단하는 커피 추출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우, 상기 입력전압 획득부에 의해 획득된 입력 전압값과 상기 온도센서에 의해 측정된 히터의 초기 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정하는 커피 추출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력 전압값이 기 설정된 기준 전압 이상인지 여부 및 상기 히터의 초기 온도가 기 설정된 복수의 온도 범위 중 어디에 속하는지 여부에 따라 상기 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정하는 커피 추출 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커피 유로로 공급되는 물의 양을 측정하는 유량센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 기준 온도를 기초로 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 히터의 온도와 상기 유량센서에 의해 측정된 유량에 따라 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 커피 추출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터의 온도가 상기 설정된 기준 온도에 의해 나뉘는 온도 구간 중 어디에 속하는지 여부 및 상기 유량이 기 설정된 기준 유량 이상인지 여부에 따라 상기 히터의 온/오프를 제어하는 커피 추출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력전압 획득부는 상기 입력 전압값을 측정하기 위한 회로로 구현되어 상기 입력 전압값을 직접 측정하는 커피 추출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력전압 획득부는 전류값을 측정하기 위한 회로 및 프로세서의 결합으로 구현되어 상기 히터의 전류값을 측정하고 측정된 전류값으로부터 상기 입력 전압값을 추정하는 커피 추출 장치.
  9. 커피 추출 장치의 동작을 감지하여 커피 추출 가능성이 높은지 여부를 판단하는 단계;
    상기 커피 추출 가능성이 높다고 판단된 경우, 상기 커피 추출 장치의 입력 전압값을 획득하는 단계;
    상기 입력 전압값과 히터의 초기 온도에 기초하여 상기 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정하는 단계; 및
    상기 기준 온도를 기초로 상기 히터의 온도와 상기 커피유로로 공급된 물의 유량에 따라 상기 히터의 예열 동작을 제어하는 단계를 포함하는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커피 추출 가능성이 높은지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 커피 추출 장치에 초기전원이 인가된 후 커피 유로 플러싱 작업이 수행된 후;
    상기 커피 추출 장치의 커피 레버가 동작된 경우;
    상기 커피 추출 장치에 구비된 입력부를 통해 커피 종류가 선택된 경우; 및
    상기 커피 추출 장치에 의해 커피 추출이 완료된 후;
    중 어느 하나에 해당하는 동작이 감지된 경우 커피 추출 가능성이 높은 것으로 판단하는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 커피 추출 장치의 입력 전압값을 획득하는 단계는,
    상기 입력 전압값을 직접 측정하거나, 상기 히터의 전류값을 측정하고 측정된 전류값으로부터 상기 입력 전압값을 추정하여 상기 입력 전압값을 획득하는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 기준 온도를 설정하는 단계는,
    상기 입력 전압값이 기 설정된 기준 전압 이상인지 여부 및 상기 히터의 초기 온도가 기 설정된 복수의 온도 범위 중 어디에 속하는지 여부에 따라 상기 히터의 예열 동작 제어를 위한 기준 온도를 설정하는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 히터의 예열 동작을 제어하는 단계는,
    상기 히터의 온도가 상기 설정된 기준 온도에 의해 나뉘는 온도 구간 중 어디에 속하는지 여부 및 상기 유량이 기 설정된 기준 유량 이상인지 여부에 따라 상기 히터의 온/오프를 제어하는 커피 추출 장치의 히터 예열 방법.
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