KR20190010520A - 음료 추출 시스템 - Google Patents

Abstract

개시되는 음료 추출 시스템은, 내부에 음료 생성을 위한 브루윙(brewing) 대상물로 정의되는 충전물이 수용되며, 일 측과 타 측으로 각각 정의되는 제1 면과 제2 면을 가지는 캡슐; 상기 캡슐의 상기 제1 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 캡슐의 내부로 추출용 액체를 공급하는 액체 공급관; 상기 캡슐의 상기 제2 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 추출용 액체가 상기 충전물과 접촉하여 생성된 추출물이 배출되는 배출부; 및 상기 액체 공급관을 통해 상기 캡슐의 내부로 공급되는 상기 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

음료 추출 시스템{System for extracting beverage}

본 발명(Disclsoure)은, 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충전되는 캡슐을 이용하여 음료를 추출하는 장치에 관한 것으로서, 추출 효율을 향상시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로 커피를 제조하기 위한 일회용 팩으로서 캡슐이 사용되고 있다. 캡슐은 사용자가 정확한 커피의 양을 계량해야 하는 번거로움이 없고, 또한 커피 분말을 기밀상태로 보관하기 때문에 습기로부터 보호되어 커피분말의 변질 없이 장시간 보관할 수 있을 뿐 아니라 향기밀봉(aroma-tight)방식으로 패키징 되어 활용도가 높아지고 있는 실정이다.

도 1을 참조하면, 종래의 캡슐(100)은 상부가 개방된 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상부를 밀봉하는 커버(120)와, 분배판(130)과, 필터(140)와, 하부필터(150)를 포함한다. 상기 분배판(130)은 원형의 플레이트에 액체가 통과하는 관통공이 형성되는데, 상기 관통공은 상광하협(上廣下狹)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다.

또한 상기 하부필터(150)는 원형의 플레이트에 음료가 통과하는 토출공이 형성되는데, 상기 토출공은 상협하광(上狹廣下)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다.

또한 몸체(110)의 하면에는 개구가 용이하도록 언더컷부(112)가 원주 방향으로 복수 개 형성되어 있다.

도 2를 참조하면, 액체공급펀치(210)가 커버(120)를 관통하고, 하부펀치(220)가 캡슐 몸체(110)의 하면을 개방한다. 이 상태에서 상기 액체공급펀치(210)의 내부를 통해 고압의 액체를 공급한다.

이와 같이 공급된 액체는 분배판(130)의 관통공(132)을 통해 균일하게 공급된다. 다음으로, 액체가 충진물(P)을 용해하거나 우려낸 후, 음료는 필터(140)와 하부필터(150)를 통해 캡슐 몸체의 하면에 형성된 개구를 통해 추출된다.

즉, 공지의 캡슐을 이용하여 음료 추출 장치는, 액체의 공급과 음료의 추출이 서로 다른 방향으로 진행되므로, 상부를 밀봉하는 커버뿐 아니라 몸체 하부가 개방된다.

따라서, 캡슐 내부에 액체를 공급함과 동시에 자연적으로 낙하하여 음료로 추출되기 때문에 충진물이 충분히 용해되거나 우러나지 못하는 문제점이 있다.

이러한 이유로, 공지의 추출 방법을 차, 한약재 등이 충진된 캡슐에 그대로 적용하기 어려운 문제가 있다.

1. 한국등록특허 제10-1327549호 2. 국제공개 WO2012/035012호 3. 국제공개 WO 2013/110206호

본 발명(Discloure)은, 캡슐의 상부로 액체가 유입되어 하부로 추출물이 배출되는 공지의 구조를 유지하되, 상부로 유입된 액체가 캡슐 내의 충진물과 접촉하는 시간이 늘어나도록 함으로서, 추출 효율을 높일 수 있는 음료 추출 시스템의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템은, 내부에 음료 생성을 위한 브루윙(brewing) 대상물로 정의되는 충전물이 수용되며, 일 측과 타 측으로 각각 정의되는 제1 면과 제2 면을 가지는 캡슐; 상기 캡슐의 상기 제1 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 캡슐의 내부로 추출용 액체를 공급하는 액체 공급관; 상기 캡슐의 상기 제2 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 추출용 액체가 상기 충전물과 접촉하여 생성된 추출물이 배출되는 배출부; 및 상기 액체 공급관을 통해 상기 캡슐의 내부로 공급되는 상기 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 추출용 액체의 공급 면적을 주기적으로 변화시켜 상기 추출용 액체의 양을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 추출용 액체의 공급 속도를 주기적으로 변화시켜 상기 추출용 액체의 양을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 추출용 액체의 양을 단속적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 추출용 액체의 양이 설정된 최댓값과 0이 아닌 최솟값 사이를 연속적으로 증감되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 캡슐에 수용되는 상기 충전물의 종류에 대한 정보를 입력받으며, 그 정보에 따라 상기 추출용 액체의 양의 조절 주기를 증감시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 액체 공급관과 상기 배출부는, 상기 캡슐의 상기 제1 면과 상기 제2 면을 순차로 관통하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 액체 공급관과 연통되어 상기 추출용 액체를 공급하는 공급유닛;을 포함하며, 상기 공급유닛은, 직수형으로 구비되어, 상기 제어부로부터 상기 추출용 액체의 공급 신호를 전달받아 동작하며, 외부로부터 상기 추출용 액체를 공급받아 정수하는 정수부;와, 상기 정수부를 거친 상기 추출용 액체의 온도를 조절하는 가열부;와, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 추출용 액체를 상기 액체 공급관으로 공급하는 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 음료 추출 시스템에서, 상기 공급부는, 상기 액체 공급관으로 공급되는 상기 추출용 액체의 양을 주기적으로 제어할 수 있도록 상기 추출용 액체를 일시적으로 수용하는 버퍼공간을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 공급관으로부터 캡슐 내부로 유입되는 추출용 액체의 양이 주기적으로 조절되므로, 충전물로부터 추출용 액체로 음료성분이 추출되는 시간이 충분히 확보될 수 있게 된다. 따라서 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 제어부에 의해 추출용 액체의 공급량 변동 주기를 증감시킬 수 있도록 구비되므로, 충전물의 종류에 따라 추출에 필요한 시간을 조절 할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 종래 캡슐을 이용한 음료 추출 장치의 주요부를 보인 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 음료 추출 시스템을 개략적으로 보인 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 음료 추출 시스템에서 제어부에 의한 추출용 액체의 주기적 변화의 다양한 형태를 보인 선도.

이하, 본 발명에 따른 음료 추출 시스템을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 음료 추출 시스템을 개략적으로 보인 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 음료 추출 시스템에서 제어부에 의한 추출용 액체의 주기적 변화의 다양한 형태를 보인 선도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 음료 추출 시스템(10)은, 캡슐(11), 액체 공급관(12), 배출부(13) 및 제어부(C)를 포함한다.

본 실시형태에 따른 음료 추출 시스템(10)은, 공지의 음료 추출 장치의 구성을 사실상 그대로 유지한 채 추출 효율의 향상을 위해 도출된 것이므로, 본 발명의 설명에 기재된 구성에 추가하여 공지의 음료 추출 장치의 구성이 추가될 수 있음은 물론이다.

본 실시형태에서, 캡슐(11)은, 내부에 음료 생성을 위한 브루윙(brewing) 대상물로 정의되는 충전물이 수용된다.

본 실시형태에 따른 음료 추출 시스템(10)은, 차(tea)의 원료, 한방재료를 효과적으로 추출하기 위한 것이라는 점에서, 충전물(11c)은, 차의 원료 또는 한방재료로 구비되는 것이 바람직하다. 이와 달리 충전물(11c)이 커피원료를 포함함을 배제하는 것은 아니다.

한편, 캡슐(11)은, 일 측과 타 측으로 각각 정의되는 제1 면(11a)과 제2 면(11b)을 가진다.

제1 면(11a)과 제2 면(11b)은, 서로 반대 방향을 향하는 면으로 정해지는 것이 바람직하다. 더하여, 음료 추출 시스템(10)에 장착된 상태에서 제1 면(11a)과 제2 면(11b)은 중력방향으로 상면과 하면으로 정해지는 것이 바람직하다.

액체 공급관(12)은, 캡슐(11)의 내부로 추출용 액체를 공급하는 구성으로서, 캡슐(11)의 제1 면(11a)을 선택적으로 관통하도록 구비된다.

일 예로, 캡슐(11)을 음료 추출 시스템(10)의 내부에 장착한 상태에서 소정의 커버를 덮는 동작에 연동되어 제1 면(11a)을 관통하도록 구비될 수 있다.

이를 위해, 니들(needle)의 형태로 구비될 수 있다.

배출부(13)는, 캡슐(11)의 내부로 유입된 추출용 액체가 충전물(11c)과 접촉하여 생성된 추출물이 배출되는 구성이다.

배출부(13)는, 캡슐(11)의 제2 면(11b)을 선택적으로 관통하도록 구비된다.

이를 위해, 배출부(13)는, 액체 공급관(12)과 유사하게 제2 면(11b)을 관통할 수 있는 니들(needle)의 형태로 구비될 수 있다.

한편, 배출부(13)는, 캡슐(11)이 음료 추출 시스템(10)의 내부에 장착한 상태에서 액체 공급관(12)이 제1 면(11a)을 관통하는 것과 동시에 제2 면(11b)을 관통하도록 구비될 수 있다.

이와 달리, 액체 공급관(12)에 의한 제1 면(11a)이 관통된 후, 소정의 시간이 경과한 후 배출부(13)에 의한 제2 면(11b)의 관통이 이루어지도록 구비될 수도 있다.

후자의 경우, 액체 공급관(12)을 통해 공급되는 초기 추출용 액체가 캡슐(11) 내부에 머무르는 시간을 길게 하여 초기 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로, 제어부(C)는, 액체 공급관(12)을 통해 캡슐(11)의 내부로 공급되는 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감되도록 제어한다.

이에 의해, 캡슐(11)에 유입된 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감하도록 함으로써, 추출용 액체가 캡슐(11) 내에 머무르는 시간을 조절할 수 있게 된다.

그 결과로, 캡슐(11) 내에 수용된 충전물(11c)로부터 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 충전물(11c)의 종류에 따라 추출용 액체가 캡슐(11) 내에 머무르는 시간을 조절할 수 있으므로, 상대적으로 추출시간이 짧은 커피 원료뿐만 아니라, 상대적으로 추출에 긴 시간을 요하는 차 음료 재료, 나아가 한방 재료 등의 추출이 하나의 장치에서 가능하게 된다.

여기서, 커피 음료를 추출할 후 차 음료를 추출하는 경우 또는 그 반대 경우, 앞서 추출되는 음료의 맛이 향이 나중에 추출하는 음료에 포함되는 문제를 방지하기 위해 배출라인을 달리하도록 구비하고, 사용자에 의해 음료의 종류가 입력되면 그 정보를 바탕으로 배출라인의 개폐를 제어하도록 구비될 수 있다.

한편, 본 실시형태에서, 제어부(C)는, 캡슐(11)에 유입된 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감하도록 하기 위한 방법으로서, 추출용 액체의 공급 면적을 주기적으로 변화시켜 추출용 액체의 양을 변화시키도록 구비될 수 있다(도 3 참조).

이를 위해, 액체 공급관(12)의 단면 면적을 증감시키는 것을 고려할 수 있으나, 캡슐(11)의 제1 면(11a)을 관통한 상태에서 그 단면 면적을 조절하는 것이 어려움이 있을 수 있으므로, 액체 공급관(12)의 전단에서 액체 공급관(12)으로 공급되는 유로의 단면 면적을 조절할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 액체 공급관(12)의 전단에서의 압력은 일정하게 유지된다.

이와 달리, 본 실시형태에서, 제어부(C)는, 추출용 액체의 공급 속도를 주기적으로 변화시켜 추출용 액체의 양을 변화시키도록 구비될 수 있다.

이는 액체 공급관(12)의 단면 면적은 일정하게 유지한 채, 추출용 액체를 유동시키는 압력을 주기적으로 증감하도록 조절하여 추출용 액체의 공급량을 제어하는 것이다(도 4 참조).

한편, 본 실시형태에서, 제어부(C)에 의한 추출용 액체의 양은 일정시간 동안은 소정의 유량으로 공급되고, 또 다른 일정시간 동안은 액체의 공급이 중단되도록 하여, 추출용 액체의 공급이 단속적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 추출용 액체의 공급이 중단된 상태에서, 캡슐(11) 내에 공급된 추출용 액체가 자연 배출되므로, 충분한 추출 동작이 이루어지게 될 수 있다.

이와 달리, 추출용 액체의 공급이 중단되는 경우를 배제하고, 추출용 액체의 양이 설정된 최댓값과 0이 아닌 최솟값 사이를 연속적으로 증감되도록 제어하는 것이 더 바람직하다.

이는 단속적으로 추출용 액체의 공급을 제어하는 경우 발생 될 수 있는 추출 시간의 증가는 완화할 수 있기 때문이다.

한편, 본 실시형태에서, 제어부(C)는, 캡슐(11)에 수용되는 충전물(11c)의 종류에 대한 정보를 입력받으며, 그 정보에 따라 추출용 액체의 양의 조절 주기를 증감시키도록 구비되는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 앞서 설명한 바와 같이, 충전물(11c)의 종류에 따라 추출용 액체가 캡슐(11) 내에 머무르는 시간을 조절할 수 있으므로, 상대적으로 추출시간이 짧은 커피 원료뿐만 아니라, 상대적으로 추출에 긴 시간을 요하는 차 음료 재료, 나아가 한방 재료 등의 추출이 하나의 장치에서 가능하게 된다.

한편, 본 실시형태에 따른 음료 추출 시스템(10)은, 액체 공급관(12)과 연통되어 추출용 액체를 공급하는 공급유닛(14)으로서, 직수형으로 구비되는 공급유닛(14)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 공급유닛(14)은, 정수부(14a), 가열부(b), 공급부(14c)를 포함하여 구성될 수 있다.

정수부(14a)는, 외부의 추출용 액체 공급라인과 연통 되어 구비되되, 밸브에 의해 추출용 액체의 공급 여부가 제어되도록 구비되어, 제어부(C)로부터 추출용 액체의 공급 신호를 전달받아 밸브의 동작을 제어하여 추출용 액체의 공급을 개시하도록 구비된다. 또한 공급되는 추출용 액체의 정수과정을 거치도록 구비된다.

가열부(b)는 정수부(14a)를 거친 추출용 액체의 온도를 조절하는 구성이다. 이는 공지의 순간가열 구성을 채용할 수 있다.

공급부(14c)는, 가열부(b)에 의해 가열된 추출용 액체를 액체 공급관(12)으로 공급하는 구성이다.

여기서, 공급부(14c)는, 액체 공급관(12)으로 공급되는 유량의 제어를 위한 유량 조절장치로 구비되는 것이 바람직하다.

더하여, 공급부(14c)는, 액체 공급관(12)으로 공급되는 추출용 액체의 양을 주기적으로 제어할 수 있도록 추출용 액체를 일시적으로 수용하는 버퍼공간을 가지는 것이 바람직하다.

Claims (1)

1. 내부에 음료 생성을 위한 브루윙(brewing) 대상물로 정의되는 충전물이 수용되며, 일 측과 타 측으로 각각 정의되는 제1 면과 제2 면을 가지는 캡슐;
   상기 캡슐의 상기 제1 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 캡슐의 내부로 추출용 액체를 공급하는 액체 공급관;
   상기 캡슐의 상기 제2 면을 선택적으로 관통하도록 구비되며, 상기 추출용 액체가 상기 충전물과 접촉하여 생성된 추출물이 배출되는 배출부; 및
   상기 액체 공급관을 통해 상기 캡슐의 내부로 공급되는 상기 추출용 액체의 양이 주기적으로 증감되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 음료 추출 시스템.
   
   

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