KR20170059001A - 음료 자판기, 특히 커피 머신 및 음료 자판기의 작동방법 - Google Patents

음료 자판기, 특히 커피 머신 및 음료 자판기의 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음료 자판기, 특히 커피 머신(10)으로서, 고정된 급수 연결부(11)를 통하여 물이 음료 자판기(10)에 배치된 수압 부재(24)로 공급되어 음료수가 만들어지고 이를 음료 자판기(10)에 구비되는 배출구(14)를 통하여 배출되는 음료 자판기에 관한 것이다. 상기 음료 자판기(10)는 외부를 향하여 출입구가 형성되는 카트리지 수용부재(20)가 구비되고, 카트리지 수용부재(20)에 카트리지(21)가 교체 가능한 방법으로 삽입될 수 있으며, 카트리지(21)는 유입 측 카트리지 연결부 및 배출 측 카트리지 연결부를 포함하고, 카트리지 수용부재(20)를 통하여, 상기 카트리지(21)가 장착된 상태에서, 급수 연결부(11)를 경유하여 음료 자판기(10)에 유입되는 물이 카트리지(21)를 통하여 흐르게 되면서 정수가 되고 및/또한 첨가제가 가미되는 것에 의해 유지보수가 간단하게 이루어진다.

Description

음료 자판기, 특히 커피 머신 및 음료 자판기의 작동방법 {Beverage vending machine, in particular coffee machine, and method for operating such a beverage vending machine}
본 발명은 음료 자판기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 커피 머신에 관한 것으로서 본 발명의 청구항 1의 상위 개념에 따른 음료 자판기 및 음료 자판기의 작동방법에 관한 것이다.
완전 자동화된 커피 머신을 사용하는 가운데 대두하는 가장 심각한 문제의 하나는 석회질이다. 석회질은 커피 머신의 작동을 멈추게 하는 다양한 종류의 원인을 제공하는 한편, 이러한 석회질을 제거하기 위한 일련의 과정은 숙련된 기술자만이 이를 수행할 수 있을 정도로 매우 까다로운 경우가 일반적이다. 심지어 대부분은 이런 서비스를 제공하기 위하여 출장을 와야 하고, 통상적인 범위 안에서 석회질 제거 과정을 수행할 수 있는 서비스 센터의 기술자가 있어야 한다. 이때, 석회질 제거 과정에 종종 많은 시간이 소요되기 때문에 대기 시간이 생기게 되고, 그동안 자연히 커피 머신은 사용하지 못하게 된다.
특히, 급수 연결부를 구비하는 커피 머신에 있어서 석회질 제거과정은 매우 번거롭거나 또는 이런 장치가 아예 구비되어 있지 않은 경우가 다반사인데, 이런 경우 보일러와 밸브는 각각 개별적으로 석회질이 제거되거나 또는 교환되어야 하는데도 아무런 조치를 취하지 않게 된다.
커피 자동머신 분야의 선행 기술로서 이미 다양한 종류의 세정 기술 내지 탈석회 기술이 공지되어 있다.
스위스 특허공개 공보 CH 665945 A5 에 문제가 되는 구성요소를 신속하고도 믿을 수 있게 청소할 수 있는 커피 머신이 공개되어 있다. 이런 목적을 위하여 온수 챔버에 구비되는 온수 유입구는 선택적으로 온수원(hot water source) 또는 액체 상태의 세정제를 저장하는 저장통과 연결될 수 있다.
온수 챔버를 청소하려면, 상기 챔버는 액체 상태의 세정제를 위한 저장통과 연결되고, 이때 세정제는 기름에 용해되며, 무취하며, 음식물에 무해하고 및 어떠한 뒷맛도 남기지 않아야 한다. 그럼에도, 세정제는 어느 정도의 윤활 능력을 갖추고 있어야 한다. 세정제는 경우에 따라서는 커피 머신의 벽면과 특히 온수 챔버의 마이크로 여과기에 생성되는 찌꺼기를 분해하는 역할을 담당한다. 이런 과정 다음에 온수 챔버는 온수원과 다시 연결되고, 분해된 찌꺼기와 남아있는 세정제는 여러 차례 온수 챔버를 헹구어 내는 과정을 통하여 밖으로 배출된다.
상기 저장통은 그 목적에 상응하게 온수원의 배출구를 형성하는, 3중 밸브 형식의 온수 밸브의 하류 방향에서 온수관과 연결된다. 3중 밸브의 간단한 전환을 통하여 온수 챔버는 선택적으로 세정제를 저장하기 위한 저장통 또는 온수원에 연결되고, 이때 온수 밸브를 차단함으로써 세정제는 커피 머신 내부에서 이루어지는 온수 순환계통으로 인입되지 않거나 또는 온수는 세정제를 위한 저장통 내부로 흘러들어가지 않게 된다.
독일 공개공보 DE 10 2006 047 969 A1 에 정제 과정을 개시하고 수행하기 위한 장치를 구비한 음료를 준비하여 제공하는 장치가 제안되어 있다. 이 장치는 음료를 음료 배출구로 이송하기 위한 도관, 상기 도관을 최소한 부분적으로 청소하기 위하여 세정제를 인입하는 수단 및 상기 세정제의 투입 상태를 인식하기 위한 수단으로 이루어진다. 이때, 투입 상태를 인식하기 위한 수단은 수소이온 농도 수치를 인식하는 수단을 포함한다.
세정제를 공급하기 위한 수단은 세정제 매질을 준비하기 위한 목적의 혼합 통을 포함한다. 세정제의 투입 상태를 인식하기 위한 수단은 혼합 통에 배치되거나 및/또는 혼합 통 하류 방향에 구비되고, 혼합 통은 그 자체로 교체할 수 있도록 배치된다.
유럽 특허 공개공보 EP 2 078 481 A1 에 액체 상태의 음식물을 제조할 수 있는 기계, 특히 커피 머신을 위한 청소 모듈이 개시되어 있는데, 이 머신은 세정제를 수용하기 위한 적어도 하나의 저장통, 조절 부재를 구비하는 적어도 하나의 투입 장치 및 적어도 하나의 배출 챔버를 포함하는데, 투입 장치는 세정 용기와 배출 챔버와 각각 연결됨으로써 세정제는 투입 장치를 수단으로 하여 세정제 저장통으로부터 배출 챔버로 이송된다. 이때 세정제 저장통, 투입 장치 및 배출 챔버는 구성상 한 단위로 이루어지고, 특히 하나의 하우징 안에 공동으로 배치된다. 하우징은 그 상부면에 형성되는 손잡이를 포함한다. 세정 모듈은 바람직하게는 삽입 모듈로서 형성되는데, 특히 전면의 세정 모듈에 상기 모듈을 삽입하고 이탈시킬 수 있도록 적어도 하나의 손잡이가 설치된다.
PCT 공개공보 WO 2009124786 A1 에 수압에 의한 물의 순환을 포함하는 음료수 조제 장치가 개시되어 있는데, 상기 순환 계통은 물 저장통, 물 펌프, 순환하는 물을 가열하기 위한 순환기에 배치되는 가열 장치 및 음료수 조제 모듈을 포함하는데, 상기 구성 요소들은 물이 물 저장통에서 음료수 조제 모듈로 흐를 수 있도록 상호 연결된다. 상기 순환 계통에 물 저장통의 하류 방향으로 탈석회 시스템이 구비는데, 이 시스템은 물에 용해되거나 부풀려지는 미리 정해진 용량의 탈석회 매질을 수용하기 위한 수용 공간, 물 유입구 및 물이 수용 공간을 통과하여 배출되도록 하는 배출구를 포함한다.
PCT 공개공보 WO 2012035247 A1 에는 자가 정화 기능을 구비한 커피 머신을 위한 저장장치가 개시되어 있는데, 이러한 커피 머신은 착탈 가능한 캐리어를 구비하는 프레임과 세정액을 저장하기 위한 저장 통을 고정하기 위한 수단을 포함하고, 프레임은 세정액을 배출하기 위한 수단을 포함하고, 상기 프레임은 프레임이 커피 머신에 장착되었다는 사실을 시각적으로 확인할 수 있는 저장 위치와 저장 통이 프레임과 연결되거나 또는 프레임으로부터 제거될 수 있는 해제 위치 사이에서 왔다 갔다 움직일 수 있다.
또한 WO 2013023963 A1 에 세정제를 저장하는 카트리지를 위한 기계적인 연결 장치를 포함하는 음료수 제공장치가 개시되어 있다. 상기 연결 장치는 음료수 제공 장치에 대항하여 카트리지가 항상 동일하게 반복하는 위치를 점유하도록 만들어 준다. 연결 장치는 세정제 및/또는 탈석회 매질을 위한 용기로서 카트리지가 항상 음료수 제공장치에 대하여 동일한 위치를 점유하는 것을 보증한다. 연결 장치를 구성하는 기계적인 요소들은 음료 제공장치와 카트리지 사이에서 쉽게 풀어지지 않는 견고한 결속을 예컨대, 나사 결합, 플러그 결합, 클릭 결합 또는 록킹 결합을 통해 가능케 한다.
이러한 해결책은 기계의 사용자로 하여금 투여하게 되는 세정제의 양 내지 분량을 가늠하지 못하게 만든다. 세정제가 정제(錠劑)의 형태로 공급되는 한 항상 동일한 양이 사용될 수는 있으나, 사용자가 분말 또는 액상의 세정제를 사용하게 되면 그것을 완전하게 공급하였는지 보증이 되는 것이 아니다. 그 밖에도 사용자가 올바른 매질을 선택하였는지도 확실히 단정할 수 없는 것이다. 따라서 위에 기술한 이러한 해결책은, 음료 제공장치와 카트리지 사이의 견고한 기계적인 결합을 채택하는 이러한 연결장치를 사용함에 있어서 세정제를 추가하게 되는 경우 그 종류와 양에 따라서 정확하게 규정되는 세정제임을 보증하거나 내지 강요하는 원칙을 따를 수밖에 없는 것이다. 이로써 본질적으로 정확하게 규정된 정제 과정 내지 탈석회 과정이 수행될 뿐만 아니라, 세정제가 정제 내지 탈석회의 필요성이 있는 바로 그 부분을 겨냥하여 수행됨이 가능해지는 것이다.
이런 연결 방식은 음료 제공 장치에 구비되는 동력 부재와 카트리지에 구비되는 펌프 사이의 기계적인 연결을 포함하는 것 역시 당연한 것이다.
PCT 공개공보 WO 2013057071 A1 로부터 커피 머신, 특히 자동 커피 머신이 개시되어 있는데, 물 탱크, 물을 가열하기 위한 가열 장치, 가열 장치에 의하여 끊여진 물을 이용하여 분쇄된 원두에서 커피를 추출하기 위한 추출 유니트, 적어도 하나의 수도관을 포함하는 물 공급 시스템 및 물을 물탱크로부터 물 공급 시스템으로 이송시키는 이송 펌프를 포함한다. 이 장치에 화학적 작용물질, 특히 탈석회 매질 및/또는 세정제를 위한 챔버가 구비되고, 또는 물이 이송 펌프에 의하여 물탱크로부터 물 공급 시스템으로 이송되도록 물 공급 시스템에 수동 또는 자동으로 배치되는 및/또는 연결될 수 있는 챔버가 제안될 수 있다. 특히, 상기 챔버는 커피 머신에 견고하게 내부로 삽입되고, 또는 용기의 대용으로 쓸 수 있도록 꺼낼 수 있고, 특히 교체할 수 있고, 또는 두 위치 사이에서 조절 가능하게 배치된다.
따라서 본 발명의 목적은 특히 간단한 조작을 통하여 장치가 설치되는 지역의 수질에 적합한, 특히 석회성분을 제거할 수 있는 음료 자판기를 제공하는 데 있다. 더 나아가서, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 음료 자판기의 작동을 용이하도록 하는 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 과제는 본 발명의 청구항 1 및 청구항 17에 따른 기술적 특징을 통하여 해결된다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음료 자판기, 특히 커피 머신을 제공하는데, 급수 연결부를 통하여 물이 음료 자판기에 배치되는 수압 부재로 공급되는 가운데 음료수가 만들어지고 이를 음료 자판기에 구비되는 배출구를 통해 공급하는 음료 자판기를 제안한다.
본 발명은 상기 음료 자판기에는 외부를 향하여 출입구가 형성되는 카트리지 수용부재가 구비되고, 상기 카트리지 수용부재에 카트리지가 서로 교체 가능한 방법으로 삽입될 수 있으며, 상기 카트리지는 유입 측 카트리지 연결부 및 배출 측 카트리지 연결부를 포함하고, 상기 카트리지 수용부재를 통하여, 상기 카트리지가 장착된 상태에서, 상기 급수 연결부를 경유하여 음료 자판기에 유입되는 물이 상기 카트리지를 통하여 흐르게 되면서 정수가 되고 및/또한 첨가제가 가미되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 카트리지 수용부재는 음료 자판기의 전면에 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 음료 자판기에 각각 구비되는 급수 연결부와 수압 부재 사이에 물 펌프가 배치되고, 카트리지 수용부재는 물 펌프를 통하여 수압 부재로 공급되는 물이 장착된 카트리지를 통하여 흐를 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 카트리지 수용부재는 카트리지가 장착되지 않은 상태에서는 급수 연결부와 수압 부재를 수압 시스템으로 연결하고, 반면 카트리지가 장착된 상태에서는 물을 부분적으로 또는 전체적으로 카트리지를 통해 방향 전환 시킬 수 있는 전환장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 카트리지 수용부재의 내부로 상이한 기능 및/또는 크기를 지닌 카트리지가 장착되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 카트리지는 기능 및/또는 크기를 표시할 수 있는 코딩 요소를 포함할 수 있다.
특히, 코딩 요소는 기계적, 광학적, 고주파 기술적 또는 자성적 수단에 의해 읽혀지거나 내지 식별할 수 있도록 설계될 수 있다. 일반적으로 카트리지가 장착되어 있는지 또는, 그리고 어떤 종류의 카트리지가 장착되어 있는지의 판별은 기계적으로 판독될 수 있는데, 예컨대 카트리지에 구비되는 핀(pins) 수단을 통하여 또는 음료 자판기에 구비되는 하나 또는 복수의 마이크로 스위치를 통하여 이루어진다.
특별히 상기 코딩 요소는 RFID(Radio-Frequency Identifications) 시스템 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 코딩 요소는 일차원 또는 이차원의 광학 코드를 포함하는 것을 고려할 수 있다.
특히, 음료 자판기에는 카트리지에 제공되는 코딩 요소를 읽거나 이를 판독할 수 있는 수단 또는 이들 모두가 구비될 수 있으며, 상기 수단은 음료 자판기에 구비되는 제어 부재와 연결될 수 있다.
음료 자판기는 장착되는 각각의 카트리지의 종류에 따라서 여러 가지 기능을 수행한다. 예컨대, 음료 자판기는 장착된 카트리지가 1년 용 탈석회 카트리지인지 또는 1개월 용 탈석회 카트리지인지를 인식할 수 있다. 또한, 음료 자판기는 카트리지가 탈석회제로 채워져 있는지 또는 이미 비어 있는지를 인식할 수 있다. 추가적으로, 음료 자판기는 탈석회 카트리지 또는 필터 카트리지가 장착되어 있는지를 인식할 수 있다.
특히, 카트리지에 제공되는 코딩 요소를 읽거나 이를 판독하기 위한 상기 수단이 카트리지 수용부재에 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 카트리지는 탈석회 카트리지로 형성되고, 탈석회제가 수용될 수 있는 내부 공간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 카트리지는 필터 카트리지로도 형성될 수 있으며, 관류하는 물을 정수하기 위한 필터를 수용할 수 있도록 내부 공간을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 카트리지 수용부재에 스위치가 구비되고, 이 스위치는 음료 자판기에 구비되는 제어 부재와 연결되고, 카트리지가 장착될 때 자동으로 작동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 카트리지는 카트리지 수용부재에 결속되거나 또는 끼워 맞물리는 방식으로 장착될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 음료 자판기에 구비되는 제어 부재와 연결되는, 수질을 모니터링하기 위한 수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음료 자판기의 작동방법은, 카트리지가 카트리지 수용부재에 장착된 상태에서는 급수 연결부에서 공급되는 물이 부분적으로 또는 전체적으로 카트리지 내부로 자동적으로 방향 전환되고, 카트리지가 제거된 상태에서는 방향 전환이 자동으로 해제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음료 자판기의 다른 작동방법은, 카트리지가 음료 자판기에 구비되는 제어 부재의 카트리지 수용부재 내부에 삽입된 상태가 표시되고, 삽입된 카트리지가 음료 자판기 상에 시각적으로 보여지는 것을 특징으로 한다.
특히, 장착되는 카트리지의 종류가 자동으로 감지되고, 장착된 카트리지가 탈석회 카트리지인 경우 자동으로 탈석회 프로그램이 시작되어 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 음료 자판기의 또 다른 작동방법은, 수압 부재의 석회화 상태가 지속적으로 모니터링 되고, 탈석회 프로그램의 작동이 필수적으로 요청되는 경우 및/또는 탈석회 카트리지가 카트리지 수용부재에 장착되어야 하는 경우, 이 같은 사실이 음료 자판기에 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음료 자판기의 또 다른 작동방법은, 음료 자판기가 정상 가동될 때, 카트리지 수용부재에 필터 카트리지가 장착되고, 석회질을 제거할 필요성이 대두되면, 필터 카트리지는 탈석회 카트리지로 교체되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음료 자판기를 위한 특히 적합한 카트리지는 그 유입 측 및 배출 측에 각각 하나의 역류 방지 밸브가 구비되고, 상기 밸브는 탈석회 과정이 수행되도록 열릴 수 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 유입 측 역류 방지 밸브는 유입 측에 접해 있는 물에 의한 수압으로 열릴 수 있다.
배출 측 역류 방지 밸브는 카트리지를 관통하여 흐르는 물의 수압으로 열릴 수 있다.
또한, 배출 측 역류 방지 밸브는 외부로부터 조작되는 가동 부재를 통하여 기계적으로 열릴 수 있도록 하는 것도 고려할 수 있다.
이하 본 발명을 실시 예에 의거하여 첨부 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 카트리지 수용부재가 전면에 구비되는 커피 머신의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 음료 자판기의 내부 구조를 간단하게 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른, 음료 자판기에 탈석회 카트리지가 장착된 상태를 예시적으로 도시한다.
도 4는 도 3과 비교되는 필터 카트리지가 장착된 상태를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 음료 자판기를 위한, 상호 반대 방향으로 배치되는 역류 방지 밸브가 구비된 카트리지(a) 및 상기 역류 방지 밸브가 작동 시 유입 측에서는 수압에 의하여 열리게 되고, 배출 측에서는 기계적으로 열리게 되는 것(b)을 각각 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 음료 자판기를 위한, 작동 시 유입 측에서는 수압에 의하여 열리게 되고 배출 측에서는 기계적으로 열리게 되는 동일 방향으로 배치되는 역류 방지 밸브가 장착된 카트리지를 도시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 급수 연결부(11)가 구비되는 커피 머신(10)의 개략적인 정면도이다. 상기 커피 머신(10)은 하우징(18) 내부에 안치된다. 상기 하우징(18)의 상부에 깔때기 모양의 원두 저장통(12, 13)이 구비되고, 여기에 상기 저장통 아래에 구비되는 분쇄 장치를 통하여 분쇄되는 커피 원두가 저장된다. 그럼에도, 상기 커피 머신은 이미 분쇄된 커피 분말 또는 캡슐에 담긴 커피 분말을 이용하여 사용하는 방법 역시 가능하다.
상기 하우징(18)의 전면에 도면에 도시하지 않은 키보드 또는 터치 스크린을 통하여 제어 명령과 희망하는 음료의 선택이 입력될 수 있도록 작동/디스플레이 (15)가 구비되는 것이 통상적인데, 대부분 이 둘이 조합되는 형식으로 제공된다. 상기 작동/디스플레이에 커피 머신의 상태 및 진행 과정이 도시된다. 상기 작동/디스플레이(15)의 하부에 선택된 음료와 경우에 따라서는 첨가제, 이를테면 우유, 우유거품 또는 향기를 가미해주는 첨가제(시럽) 등이 조작 부재 아래에 위치하는 거치대(16) 위에 놓인 용기(컵)(17)로 배출될 수 있는 배출구(14)가 구비된다. 첨가제를 공급하기 위하여, 도 1에 도시된 커피 머신(10)에는 추가적인 장치(도시하지 않음)가 부가될 수 있는데, 이런 장치를 통하여 우유를 냉장한 상태로 제공하거나 또는 다양한 종류의 방향제가 제공될 수 있다.
이와 같은 예로서, 상기 하우징(18)의 전면에 카트리지 수용부재(20)가 구비되고, 커피 머신에 침전되는 석회질을 제거하기 위한 카트리지 및 급수 연결부(11)를 통하여 커피 머신(10)에 공급되는 물을 정수하기 위한 카트리지가 상기 수용부재 내부로 장착될 수 있으며, 상기 급수 연결부(11)에 통상적으로 메인 워터 밸브(19)가 구비된다. 상기 카트리지 수용부재(20)를 커피 머신의 전면에 배치하게 되면 상기 카트리지 수용부재(20)로의 접근을 어렵게 하거나 또는 방해하지 않고도 커피 머신의 양 측면에서 우유 및/또는 방향제 또는 컵 예열기 또는 그와 유사한 것들을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
석회질을 제거하기 위하여 - 이미 언급했듯이 - 카트리지에 저장되어 공급되는 석회질 제거제(도 3의 탈석회제)가 사용된다. 이런 카트리지(도 2의 21, 도 3의 21a, 도 4의 21b)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 측 카트리지 연결부(27)와 배출 측 카트리지 연결부(28)를 경유하여 접근할 수 있는 유입 통로 와 배출 통로를 포함하는 구성으로 이루어지는데, 이는 물 필터의 구성과 유사하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 탈석회 카트리지(21a)의 내부 공간(26)에 탈석회제(EM)가 준비된다. 상기 탈석회제(EM)는 액체 상태일 수도 있으며 분말 형태로 또는 정제 형태로 제공될 수 있다. 상기 탈석회 카트리지(21a)는, 도 4의 필터 카트리지(21b)와 마찬가지로, 바람직하게는 일종의 나사선 홈 또는 이와 유사한 신속하게 작동되는 잠금장치(플러그 소켓 bayonet closure 또는 끼워 넣는 방식의 삽입 잠금 방식)를 통하여 커피 머신과 누수가 되지 않도록 연결될 수 있다. 이때, 카트리지 연결부(27, 28)는, 도 3과 도 4가 도시하는 바와 같이, 볼록 접속 방식 또는 오목 접속 방식을 취할 수 있다. 카트리지 연결부(27, 28)는, 도 3과 도 4가 도시하는 바와 같이, 상호 나란히 배치되거나 또는 카트리지의 회전이 용이하도록 서로 동심을 이루어 서로 다른 쪽의 내부로 맞물리게 배치될 수 있다.
커피 머신(10)은 전방으로부터 용이하게 접근할 수 있으며, 카트리지가 조여질 수 있는, 즉 결속될 수 있도록 만들어 주는 인터페이스 역할을 하는 카트리지 수용부재(20)를 포함한다. 상기 카트리지 수용부재(20)는, 도 2가 도시하는 바와 같이 음료 자판기(10)의 급수 연결부(11)로부터 물 펌프(22)를 경유하여 수압 부재(24)로 유입되는 수로 내에 삽입된다. 상기 수압 부재(24)에 준비된 음료를 제공하기 위한 배출구(14)가 구비된다. 상기 카트리지 수용부재(20)는, 경로 A를 통하여 물 펌프(22)와 수압 부재(24) 사이의 직접적으로 형성되는 수압 시스템 연결과 경로 B를 통하여 카트리지(21) 속으로 물이 방향 전환되도록 조절할 수 있는 전환 장치(23)를 포함한다. 상기 전환 장치(23)는 순전히 기계적으로 작동할 수 있으며, 또한 정해진 순번으로 개폐되는 조절할 수 있는 밸브로 이루어질 수 있다.
상기 카트리지(21 내지 21a, b)가 장착(나사 조임형)됨으로써 카트리지, 즉 내부 공간(26)을 향하는 출입구가 개방되는 한편, 다른 한편으로는 물이 흘러가는 경로가 전체적으로 또는 부분적으로 카트리지에 의하여 방향 전환하게 된다. 이는 도 2에 도시한 대로 카트리지(21)에 구비되는 차단 화살표를 통하여 암시되어 있다. 물의 경로를 완전하게 방향 전환시키기 위하여 직접적인 연결 A는 중단되고, 변경된 경로 B는 활성화된다.
석회질을 제거하기 위하여, 이미 앞에서 언급하였듯이, 카트리지(21a)는 물 펌프(22) 후방에서 직접적으로 물의 순환계통으로 유입되는데, 그 결과 모든 후행하는 요소들, 특히 수압 부재(24), 예컨대 보일러, 밸브, 도관 등은 탈석회제(EM)로 씻겨지게 된다. 카트리지(21a)는 물 펌프(22)를 통하여 카트리지(21a)에 압력을 가하는 물이 카트리지(21a)로부터 탈석회제(탈석회 용액)를 확실하게 압박할 수 있도록 구성된다. 카트리지(21a)와 커피 머신(10)이 연결됨으로써 탈석회 과정은 자동으로 시작된다. 이러한 과정은 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 카트리지 수용부재(20)에 마이크로 스위치 또는 리드(reed) 부재 형식의 스위치(30)가 구비되어 진행되고, 카트리지(21 내지 21a, b)가 장착된 상태에서 가동 부재(29)에 의해 구현되거나(마이크로 스위치) 또는 카트리지에 구비되는 자석을 수단으로 하여 작동된다. 스위치(30)는 도 2에 도시한 바와 같이 도관(점선으로 표시됨)을 통하여 커피 머신(10)의 조절 부재(25)와 연결될 수 있고, 탈석회 카트리지(21a)가 카트리지 수용부재(20)에 장착되면 미리 프로그램된 탈석회 프로세스를 작동/수행하도록 직접 조절 부재(25)의 작동을 야기할 수 있다.
카트리지(21, 21a, b)의 크기는 적은 양의 탈석회제를 이용하여 보다 빈번하게 석회질을 제거할 수 있도록 다양한 규모로 제작될 수 있다. 어떤 경우라도 카트리지의 크기는 수압 부재에 구비되는 보일러의 개수에 좌우된다. 카트리지(21, 21a, b)는 코딩 시스템, 예컨대 단순한 색깔 코드 또는 카트리지(21, 21a, b)에 구비되는, RFID 방식의 또는 (일차원적인) 바코드 또는 (이차원적인) QR 코드 형태 또는 그와 유사한 종류의 코딩 요소(31)를 포함하는 것을 또한 고려할 수 있으며, 이로써 커피 머신에 어떤 카트리지가 장착되어 있는가를 알 수 있다. 특히, 카트리지(21, 21a, b)에 구비되는 코딩 요소(31)는, 예컨대 카트리지 수용부재(20)에 직접 장착되고(도 3, 4), 시각적, 고주파 기술적 또는 자성적 수단에 의해 코딩 요소(31)에 연결될 수 있는 탐색 장치(32)를 통하여 읽혀진다.
이러한 코딩은 사용 목적에 적합한 카트리지가 장착되어 있는가를 확인하기 위하여, 또한 (예컨대 여러 가지 변형된 형태의 RFID 시스템에 있어서) 카트리지(21, 21a, b)가 단지 한 번만 사용되었는가를 확인하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 더 나아가서, 어느 시점에서 탈석회 프로세스가 필요한지, 그리고 이 시점을 사용자에게 자동으로 알려주기 위하여 커피 머신(10)의 조절 부재(25)에 추가적인 센서를 장착하는 것도 고려할 수 있다. 이를 통하여 예컨대 수압 부재(24)에 구비되는 보일러를 가열하는 과정에서 급격한 온도 상승 T(t)을 체크할 수 있으며, 이때 장착된 가열 코일에 석회질이 적게 침전하면 할수록 가열 곡선은 점점 가파르게 상승한다.
도 3에 도시한 탈석회 카트리지(21a) 대신에 필터 카트리지(21b) 형태의 워터 필터를 장착 또는 삽입하기 위하여 인터페이스 또는 카트리지 수용부재(20)가 사용될 수 있다(도 4). 필터 카트리지(21b)는 그 내부 공간에 물과 함께 유입되는 미립자 또는 모래, 녹 또는 그와 유사한 이물질들을 여과하고 걸러내는 필터(F)를 포함한다.
필터 카트리지(21b)는 특히 커피 머신(10)이 정상 가동될 때는 항시 카트리지 수용부재(20)에 장착될 수 있고, 탈석회 프로그램이 진행하는 동안은 일정 시간 탈석회 카트리지(21a)로 대체될 수 있다.
카트리지를 안치하기 위한 인터페이스, 즉 카트리지 수용부재(20)는 도 2에 도시한 바와 같이 추가로 수소이온 농도 센서(33)를 포함할 수 있는데, 상기 센서를 통하여 이미 작동된 필터 카트리지(21b)의 필터(F)가 수명을 다했는지 아닌지 또는 물에 함유된 석회질이 지속적으로 조사되는지 아닌지를 알 수 있으며, 이러한 정보를 통해 조절 부재(25)에서는 탈석회 프로세스가 언제 필요한가를 계산하게 된다.
제어 부재(25)는 수압 부재(24)에 있어서 제어될 수 있는 요소들을 컨트롤하고, 이로부터 온도, 압력, 가열 부재에 구비되는 기계적인 요소들의 상태 등에 관한 정보를 받게 되는 한편, 다른 한편 제어 부재(25)는 작동/디스플레이 부재(15)와 연결되고, 이로부터 제어 명령을 받거나 내지 그곳으로 표시할 정보를 전송한다. 장착된 카트리지의 종류, 카트리지 교환, 탈석회 프로세스의 필요성 및 탈석회 프로그램 수행 과정의 다양한 단계에 관한 정보들이 이에 속한다.
카트리지 수용부재(20)로 카트리지(21, 21a, b)가 장착된 사실이 커피 머신의 조절 부재(25) 상에 표시되고, 장착된 카트리지(21, 21a, b)는 이를 시각적으로 보여준다. 장착된 카트리지(21, 21a, b)의 종류가 어떤 것인지를 자동으로 보여주기 때문에 장착되는 카트리지가 탈석회 카트리지(21a)일 경우 자동으로 탈석회 프로그램이 시작되고 수행된다.
카트리지의 다른 실시 예들이 도 5 및 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 도 5는 상호 반대 방향을 향하는 역류 방지 밸브(37, 38) 및 카트리지 연결부(35 유입 측, 36 배출 측)가 장착된 본 발명에 따른 음료 자판기를 위한 카트리지(34a)를 도시한다. 카트리지(34a)가 음료 자판기(10)의 수용 부재에 장착되면(도 5b), 유입 측 역류 방지 밸브(37)는 (물의 압력을 통하여, 왼쪽의 화살표 참고) 수압에 의하여 열리게 되는 반면, 배출 측 역류 방지 밸브(38)는 자판기에 장착된 상태에서 가동 부재(39)를 통하여 기계적으로 열리게 된다. 카트리지(34a)에 저장된 탈석회제는 카트리지(34a)에서 분출하는(아래의 화살표 참고) 물과 충돌하게 된다.
도 6은 동일 방향으로 배치되는 역류 방지 밸브(37, 40)가 장착된, 본 발명에 따른 음료 자판기를 위한 카트리지(34b)를 도시한다. 역류 방지 밸브(37, 40)는 유입 측 및 배출 측 모두에서 수압에 의하여 열려 진다. 카트리지(34b)는 다른 카트리지(34a)와 마찬가지로 밸브에 담지된 스프링 탄력으로 인하여 누수가 되지 않게 되고, 이때, 탈석회제 역시 카트리지(34b)에서 분출하는 물과 충돌하게 되고, 그 결과 프로세스의 마지막 단계에서는 카트리지 안에 물이 남게 된다.
10. 커피 머신 11. 급수 연결부
12. 원두 저장통(분쇄메커니즘) 13. 원두 저장통(분쇄메커니즘)
14. 배출구 15. 작동/디스플레이
16. 거치대 17. 용기(예: 컵)
18. 하우징 19. 메인 워터 밸브
20. 카트리지 수용부재 21. 카트리지
21a. 탈석회 카트리지 21b. 필터 카트리지
22. 물 펌프 23. 전환 장치
24. 수압 부재 25. 제어 부재
26. 내부 공간(카트리지) 27. 카트리지 연결부(유입 측)
28. 카트리지 연결부(배출 측) 29. 가동 부재
30. 스위치 31. 코딩 요소
32. 탐색장치(시각적, 고주파 기술적, 자성적 등)
33. pH 센서(수소이온농도 센서) 34a. 카트리지
34b. 카트리지 35. 카트리지 연결부(유입 측)
36. 카트리지 연결부(배출 측) 37. 역류방지 밸브
38. 역류 방지 밸브 39. 가동 부재
40. 역류 방지 밸브 EM 탈석회제
F 필터

Claims (25)

  1. 음료 자판기(10), 특히 커피 머신으로서,
    급수연결부(11)를 통하여 물이 상기 음료 자판기(10)에 배치되는 수압 부재(24)로 공급되는 가운데 음료수가 만들어지고 이를 상기 음료 자판기(10)에 구비되는 배출구(14)를 통하여 공급하는 음료 자판기로서,
    상기 음료 자판기(10)에는 외부를 향하여 출입구가 형성되는 카트리지 수용부재(20)가 구비되고,
    상기 카트리지 수용부재(20)내에 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 교체 가능하게, 삽입 가능하도록 설치되고, 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)는 유입 측 카트리지 연결부(27,35) 및 배출 측 카트리지 연결부(28, 36)를 포함하며,
    상기 카트리지 수용부재(20)를 통하여, 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 장착된 상태에서, 상기 급수연결부(11)를 경유하여 상기 음료 자판기(10)에 유입되는 물이 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)를 통하여 흐르게 되면서 정수가 되거나 첨가제가 가미되거나, 또는 이들이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지 수용부재(20)는 상기 음료 자판기(10)의 전면에 배치되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음료 자판기(10)에 각각 구비되는 상기 급수 연결부(11)와 상기 수압 부재(24) 사이에 물 펌프(22)가 배치되고,
    상기 카트리지 수용부재(20)는 상기 물 펌프(22)를 통하여 상기 수압 부재(24)로 공급되는 물이 상기 장착된 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)를 통하여 흐를 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지 수용부재(20)는 전환 장치(23)를 포함하고,
    상기 전환 장치(23)는 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 장착되지 않은 상태에서는 상기 급수연결부(11)와 상기 수압 부재(24)를 수압시스템으로 연결하고(A), 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 장착된 상태에서는 물을 부분적으로 또는 전체적으로 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)를 통해 방향 전환시키는 것(B)을 특징으로 하는 음료 자판기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상이한 기능 및/또는 크기를 지닌 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 상기 카트리지 수용부재(20) 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)는 각각 코딩 요소(31)를 포함하고,
    상기 코딩 요소(31)는 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b) 각각의 기능 및/또는 크기를 표현하는 특성을 가진 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코딩 요소(31)는 기계적, 광학적, 고주파 기술적 또는 자성적 수단에 의해 읽혀지거나 또는 식별할 수 있도록 또는 이들 모두 가능하도록 기계적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 코딩 요소(31)는 RFIDs 로 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 코딩 요소(31)는 일차원 또는 이차원의 광학적인 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 음료 자판기(10)에 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)에 제공되는 상기 코딩 요소(31)를 읽거나 내지 판독되거나 또한 이들 모두가 가능한 탐색 장치(32)가 구비되고,
    상기 탐색 장치(32)는 상기 음료 자판기(10)에 구비되는 제어 부재(25)와 연결되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)에 제공되는 상기 코딩 요소(31)를 읽거나 내지 판독하거나 또는 이들 모두를 수행하는 상기 탐색 장치(32)가 상기 카트리지 수용부재(20)에 구비되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지(21)는 탈석회 카트리지(21a)로 형성되고, 탈석회제(EM)가 수용되는 내부 공간(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지(21)는 필터 카트리지(21b)로 형성되고, 통과하는 물을 정수하기 위한 필터(F)가 수용되는 내부 공간(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지 수용부재(20)에 스위치(30)가 구비되고,
    상기 스위치(30)는 상기 음료 자판기(10)에 구비되는 제어 부재(25)와 연결되고, 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 장착될 때 자동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)는 상기 카트리지 수용부재(20)에 결속되거나 또는 맞물리는 방식으로 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 음료 자판기(10)에 구비되는 제어 부재(25)와 연결되는, 수질을 모니터링하기 위한 수단(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 자판기.
  17. 제 1항 내지 16항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 상기 카트리지 수용부재(20)로 장착된 상태에서는 상기 급수 연결부(11)에서 공급되는 물이 부분적으로 또는 전체적으로 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)로 자동으로 방향 전환되고,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 제거된 상태에서는 방향 전환이 자동으로 해제되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기 작동방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 상기 음료 자판기(10)에 구비되는 제어 부재(25)의 카트리지 수용부재(20) 내부로 장착된 상태가 표시되고,
    상기 장착된 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)가 상기 음료 자판기(10) 상에 시각적으로 보여지는 것을 특징으로 하는 음료 자판기 작동방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    장착된 상기 카트리지(21, 21a, 21b, 34a, 34b)의 종류가 자동으로 인식되고,
    장착된 카트리지가 탈석회 카트리지(21a)인 경우, 자동적으로 탈석회 프로그램이 시작되어 수행되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기 작동방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 수압 부재(24)의 석회화 상태가 지속적으로 모니터링 되고,
    탈석회 프로그램의 작동이 필수적으로 요청되는 경우나 상기 탈석회 카트리지(21a)가 상기 카트리지 수용부재(20)에 장착되어야 하는 경우, 또는 이들 모두의 경우 이 사실이 상기 음료 자판기(20)에 표시되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기 작동방법.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 음료 자판기(10)가 정상 가동될 때, 상기 필터 카트리지(21b)는 상기 카트리지 수용부재(20)에 장착되고,
    탈석회의 필요성이 대두되면, 상기 필터 카트리지(21b)는 상기 탈석회 카트리지(21a)로 교체되는 것을 특징으로 하는 음료 자판기 작동방법.
  22. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 하나의 항에 따른 음료 자판기를 위한 카트리지(34a, 34b)로서,
    상기 카트리지(34a, 34b)는 유입 측 및 배출 측에 각각 하나의 역류 방지 밸브(37 내지 38, 40)가 구비되고,
    상기 밸브(37, 38, 40)는 탈석회화 과정의 수행을 위해 열릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카트리지.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 유입 측 역류 방지 밸브(37)는 유입 측의 유입수에 의해 수압으로 열릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카트리지.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 배출 측 역류 방지 밸브(38)는 상기 카트리지(34a)를 관통하여 흐르는 물에 의해 수압으로 열릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카트리지.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 배출 측 역류 방지 밸브(40)는 외부로부터 조작되는 가동 부재(39)에 의해 기계적으로 열릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 카트리지.
KR1020177010968A 2014-09-23 2015-08-18 음료 자판기, 특히 커피 머신 및 음료 자판기의 작동방법 KR102338088B1 (ko)

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