KR20190013798A - 음료 제조 및 배출 장치 - Google Patents

Abstract

물 인덕션 히터(4), 상기 히터로 물을 공급하기 위한 펌프(5), 상기 히터(4) 및 상기 펌프(5)를 조절하기 위한 논리부(6), 및 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 기기(10)를 포함하는 음료 제조 장치(100)로, 여기서 상기 논리부(6)는 상기 펌프(5) 및 상기 히터(4)를 제어하도록 구성되어 상기 기기로 공급된 상기 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 스팀을 생성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

음료 제조 및 배출 장치

본 발명은 음료 제조 및 배출을 위한 장치에 대한 것이다. 본 발명은 무엇보다도 음료 배출 장치 (예를 들어, 호텔, 레스토랑, 카페 (HoReCa) 장치들)에 사용되고, 음료 제조는 예를 들어 카푸치노 제조를 위해 우유 거품을 제공 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 보일러 또는 전기주전자로 정의되는 물 가열 장치가 구비된 고온의 음료 (일례로, 커피, 카푸치노, 핫쵸코, 차 등) 제조 및 배출 장치는 잘 알려져 있다.

예를 들어 우유를 거품내는 것과 같은 스팀 생성이 제공되는 경우, 장치에는 고온의 물과 가압 스팀이 내부에 있는 2상(two-phase) 보일러가 또한 구비된다. 상기 경우에, 장치에는 이때 스팀 배출 전용 보일러 및 고온의 물 배출 전용의 다른 보일러인 개별적인 두 개의 보일러들이 구비된다.

일반적으로, 2상 보일러에 포함된 물을 목표 온도로 유지할 필요가 있고, 상기 장치가 작동하지 않을 때에도 온도가 유지되어야 하는데, 긴 대기 시간 없이 음료를 제조하고 배출하도록 보장하기 위한 것이다. 만약 상기 장치가 긴 시간 동안 작동하지 않은 경우, 물을 고온으로 유지하는데 많은 에너지가 소모될 것이다.

스팀 및 고온의 물을 배출하기 위한 2상 보일러가 구비된 장치의 경우, 보일러 내의 온도 및 압력 수치들을 기설정된 안전 범위들 내로 유지하기 위해서 제어 시스템 (릴리프 밸브들, 보일러에 연결된 압력 및/또는 온도 센서들)이 더욱 필수적이다.

음료를 제조 및 배출하는 일부 장치들은 우유를 자동으로 거품내는 기능이 구비되는데, 즉, 사용자는 미리 거품 낼 우유를 부어둔 주전자 내에 스팀을 배출하기 위한 노즐을 투입할 필요가 없다. 특히, 이러한 장치들은 우유, 스팀 및 공기가 내부로 공급되어 혼합 챔버에서 나오는 거품 우유가 배출되도록 하는 혼합 챔버를 사용한다.

우유를 정확히 거품을 내기 위해, 상기 혼합 챔버로 유입되는 스팀 흐름이 조절될 수 있는 것이 중요하고 (예를 들어, 우유 거품내기 동안에 일정하게 유지되도록 함) 거품 우유가 제공 되야 하는 음료 제조법의 반복성이 보장될 수 있도록 한다.

본 발명의 목적은 전술된 문제들을 해결하고 자동으로 우유를 거품낼 수 있는 음료들을 제조 및 배출하는 장치를 제공하는 것이며, 이는 감소된 전력 소비로 경제적이고 작동이 간편한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 음료들을 제조 및 배출하는 방법을 제공하는 것으로, 감소된 전력 소비로 자동으로 우유를 거품형성 및/또는 가열하도록 한다.

본 발명의 추가적인 목적은 감소된 전력 소비로 신속하게 물을 가열하고 스팀을 생성할 수 있는 시스템을 제공하는 것이며, 우유를 거품내기 위해 스팀을 정확하게 배출하고 또한 상이한 음료 종류들을 제조하기 위해 고온의 물을 배출할 수 있게 하는 시스템이다.

상기와 기타 목적들은 본 발명 및 청구항1항 및 그 종속항들에 따른 음료를 제조 및 배출하는 장치, 및 청구항 10항 및 그 종속항들에 따른 음료를 제조 및 배출하는 방법, 및 청구항 15항 및 그 종속항들에 따른 스팀을 생성하는 물 가열 시스템에 의해 해결된다.

도1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예의 개략도이다;
도2는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예의 개략도이다;
도3은 본 발명에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예의 개략도이다.

특히, 본 발명에 따른 음료를 제조 및 배출하는 장치는 상기 장치에 물을 공급하는 공급 수단 (예를 들어, 탱크 및/또는 물공급원에 유압식으로 연결하기 위한 덕트를 포함할 수 있음), 물을 가열하기 위한 히터, 물을 상기 공급 수단으로부터 상기 히터로 공급하기 위한 펌프, 상기 히터 및 상기 펌프를 제어하기 위한 논리부, 및 우유를 가열 및/또는 거품 내기 위한 기기를 포함한다. 이러한 기기는 히터, 혼합 챔버 내로 우유를 공급하기 위한 수단 및 혼합 챔버 내로 공기를 유입하기 위한 수단에 유압식으로 연결된 스팀 유입구가 구비된 혼합 챔버를 포함한다. 상기 혼합 챔버는 바람직하게는 짧은 덕트 또는 챔버로부터 우유를 배출하는 유사한 수단을 포함할 수 있는 고온의 우유 및/또는 거품 우유를 배출하기 위한 유출구가 구비된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 히터는 전자기 인덕션 히터이고, 상기 논리부는 펌프 및 히터를 제어하여 동일한 하나의 히터를 활용해 고온의 물 또는 스팀을 생성하도록 구성된다. 본 장치는 혼합 챔버 내로 스팀을 공급하기 위한 수단 및 음료를 제조하기 위한 각 기기들에 고온의 물을 공급하기 위한 수단을 추가적으로 포함하는데; 이러한 기기들의 예시들로는 커피 제조를 위한 주입 챔버 및 분말형 녹는 제품들을 위한 혼합용 조립체들이다. 바람직하게, 장치는 단 하나의 히터, 고온의 물로 음료를 제조하기 위한 여러 개의 기기들, 및 스팀을 활용하는 적어도 하나의 기기, 바람직하게는 스팀, 공기 및 우유를 혼합하기 위한 챔버를 포함한다.

본 발명에 의해 고온의 물과 스팀을 비확정된 기간 동안 보일러에서 가압된 상태로 유지될 필요 없이, 음료를 제조하는데 필요한 시간 동안만 히터를 가동함으로써 스팀을 생성할 수 있다. 이와 같은 해결책은 전력 소비를 줄일 수 있게 하고, 무엇보다도 장치가 오랜 기간 사용되지 않고 교대되는 경우에 줄일 수 있게 한다.

바람직하게, 히터는 전자기 인덕션에 의해 가열되도록 맞춰진 금속 덕트, 및 상기 금속 덕트 주위에 배치된 코일의 하나 이상의 전자기 유도 권선을 포함한다. 바람직하게, 금속 덕트는 실질적으로 튜브형이며, 물 유입구 및 스팀 유출구를 포함하고, 금속 덕트에 의해 한정되는 경로를 따라 물에서 스팀으로 상태변화가 일어날 수 있도록 구성된다. 이와 같은 특징은 우유를 자동으로 거품내기에 이상적인 조절가능한 유속 (일례로 일관성을 갖는) 을 갖는 스팀 흐름을 생성할 수 있게 한다. 보다 바람직하게, 금속 덕트는 공간을 최대화하도록 나선형으로 제조되고 (일례로 원통형 나선, 즉, 나선형 (helicoids) 덕트), 히터 내로 유입될 수 있는 물의 양을 최대화한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 장치는 물 흐름에 대해 히터의 상류에서, 바람직하게는 하류에서 수온을 검출하는 수단을 포함한다. 이를 통해, 상기 탱크에 포함된 물의 온도에 따라, 상기 히터에 의해 제공되는 전력을 조절할 수 있다.

바람직하게는, 혼합 챔버는 혼합 챔버의 스팀 유입구로부터 스팀을 공급받기 위해 히터에 유압식으로 연결된 벤츄리 (Venturi)를 포함한다. 우유를 혼합 챔버 내로 공급하는 수단은 상기 벤츄리에 유압식으로 연결된 우유 덕트를 포함한다. 본 실시예는 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 기기를 간편하고 신속히 살균할 수 있게 한다.

바람직하게, 우유를 혼합 챔버 내로 공급하는 상기 수단은 벤츄리에 추가적으로 혼합 챔버를 향해 우유 탱크로부터 우유를 공급하도록 구성된 우유 펌프를 포함한다.

바람직하게, 상기 혼합 챔버로 공기를 유입하는 수단은 상기 혼합 챔버로 유입되는 공기 흐름을 조절하는 밸브를 포함한다.

본 발명의 추가적인 목적은 전술된 특징들 중 어느 하나에 따른 장치를 활용하여 음료를 제조 및 제공하는 방법에 있다. 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:

a) 펌프를 활용해 히터 내로 물을 공급하는 단계;

b) 스팀을 생산하기 위해 상기 히터 내로 공급된 상기 물을 가열하는 단계;

c) 상기 단계b)에서 생산된 상기 스팀을 혼합 챔버로 공급하는 단계;

d) 예를 들면 우유 펌프 또는 감압 제공 (벤츄리 효과를 통해)을 활용하는, 상기 혼합 챔버 내로 우유를 공급하는 단계; 및

e) 우유 거품이 요구되는 경우 상기 혼합 챔버 내로 공기를 공급하는 단계.

상기 방법은 상기 단계 b)는 전자기 인덕션 히터를 활용하여 수행되고, 단계 f) 상기 혼합 챔버 내로 공급된 우유를 가열 및/또는 거품내는데 활용되는 스팀을 생성하기 위한 상기 히터 및 상기 펌프를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 장치는 감소된 전력 소비로 자동으로 고온의 우유 또는 거품 우유를 배출 할 수 있다. 공기 유입을 제어함으로써, 우유 거품내는 것을 재현가능하고 안정적으로 조절할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 방법은 a1) 히터의 물 흐름에 대한 상류에서 수온을 검출하는 단계 및 a2) 상기 단계 a1)에서 검출된 수온 값에 따라 상기 히터의 전력을 조절하는 단계를 포함한다. 이와 같은 특징은 히터 전력 소비를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 외부 환경 (지리적 위치 및 연식)의 온도에 따라, 탱크에 포함된 물 또는 물공급원에서 나오는 물이 온도가 달라질 수 있다.

바람직하게, 단계d)는 벤츄리를 활용하여 실행된다. 대안적으로, 단계d)는 우유 펌프를 활용하여 실행된다. 본 방법의 바람직한 실시예에서, 단계d)는 상기 벤츄리 및 상기 우유 펌프의 결합된 수행을 통하여 실행된다. 펌프가 우유 유속을 안정화하며 벤츄리는 공기, 우유 및 스팀을 적절하게 혼합 가능하게 함으로써, 배출된 음료의 재현성을 향상시킨다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 단계b)는 전자기 인덕션에 의해 가열되는 실질적으로 튜브형 금속 덕트를 활용하여 수행되고, 상기 금속 덕트를 따라 물에서 스팀으로 상태 변화가 일어나는 것을 특징으로 한다. 상기에 전술된 바와 같이, 이와 같은 특징은 장시간 스팀 배출에도 스팀 흐름을 안정적으로 제어할 수 있게 한다.

본 발명의 추가적인 목적은 일례로 물 탱크 및/또는 물공급원에 유압식으로 연결되는 덕트를 포함할 수 있는 시스템에 물을 공급하는 공급수단, 물을 가열하기 위한 히터, 탱크에서 히터로 물을 공급하는 펌프, 및 히터 및 펌프를 제어하기 위한 논리부를 포함하는 음료 배출 장치들을 위해 스팀을 생성하기 위한 물 가열 시스템에 있다. 본 발명의 특정 양태에 따르면, 히터는 전자기 인덕션에 의해 가열되도록 맞춰진 실질적으로 튜브형 금속 덕트를 포함하는 전자기 인덕션 히터이다. (바람직하게는 나선형인) 금속 덕트는 물 유입구 및 스팀 또는 고온의 물을 위한 단 하나의 유출구를 구비한다.

시스템은 고온의 물 또는 스팀을 배출하기 위해 히터 의 금속 덕트의 유출구에 유압식으로 연결된 하나 이상의 배출 밸브를 추가적으로 포함한다. 논리부는 히터로부터 고온의 물 또는 스팀을 배출하기 위해 펌프 및 히터를 제어하도록 구성된다.

바람직하게, 시스템은 우유를 가열 및/또는 거품내는 기기에 고온의 물을 배출하기 위한 복수의 밸브들 및 스팀을 배출하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함한다.

이러한 시스템은 단 하나의 히터를 활용해 스팀 또는 고온의 물을 생성하도록 하여, 음료를 제조 및 배출하기 위한 모듈식 장치들을 구현하게 한다. 음료들을 제조하기 위한 상이한 기기들 (예를 들어 커피 주입 조립체, 녹는 제품을 위한 믹서들, 등)이 배출 밸브(들) 에 유압식으로 연결되고 단 하나의 히터로부터 공급받을 수 있다. 이러한 시스템은 최종 사용자의 수요에 따라 히터로/히터로부터 음료들을 제조하기 위해 상이한 기기들로 연결 및 분리를 가능하게 하여, 장치 구현을 단순화한다.

본 발명의 또 다른 양태 및 장점은, 첨부된 개략도를 참조하여, 예시적이고 제한적이지 않은 목적으로 만들어진 아래의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조 장치 (100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치 (100)는 일례로 "공기 차단" 탱크가 될 수 있는 탱크(2)를 포함하고, 소정의 수준까지 채워짐으로써 물공급원 (3)을 장치 (100)의 유압식 회로로부터 분리하도록 적용된 공기층을 형성하여, 장치 (100)의 유압식 회로 내에 존재할 수 있는 세균 또는 미생물이 전체 물공급원 (3)을 오염시키지 않도록 하는 탱크 (일반적으로 물공급원에 직접 연결되는 장치들)이다.

상기 장치 (100)는 물을 가열하기 위한 히터 (4), 물을 탱크(2)로부터 상기 히터 (4)로 공급하기 위한 펌프 (5), 및 상기 히터 (4) 및 상기 펌프 (5)를 제어하기 위한 논리부 (6)를 추가적으로 포함한다.

상기 논리부 (6)는 스팀이 만들어 지도록 펌프 (5) 및 히터 (4)를 제어하도록 구성된다. 특히, 히터 (4)는 전자기 인덕션 히터이고, 바람직하게는 설정가능한 온도를 갖는 고온의 물 또는 스팀의 물 유입구 (8a) 및 유출구 (8b)를 포함하는 금속 덕트 (8)를 포함한다. 히터 (4)는 적어도 하나의 전자기 유도 권선(9)을 포함하는데, 코일들은 금속 덕트 (8) 주위를 감아 상기 금속 덕트 (8)가 전자기 인덕션에 의해 가열될 수 있게 한다. 보다 바람직하게, 상기 금속 덕트 (8)는 실질적으로 튜브형이고 물 유입구 (8a) 및 스팀 유출구 (8b) 사이의 금속 덕트를 따라 물이 스팀으로 상태가 변화가 일어날 수 있게 한다.

도1에 도시된 실시예에서, 금속 덕트 (8)는 나선형으로 만들어지나, 본 발명의 추가적인 실시예에서 금속 덕트 (8)는 실질적으로 U자형, 직선형, 또는 기타 형태로 만들어져 본 발명의 청구 범위 내에서 제공될 수 있다. 전자기 유도 권선 (9)의 코일들은 예를 들어 당업계의 공지의 방법으로 금속 덕트 (8) 주위를 전선 (에나멜처리 되거나 절연성 피복이 제공되는 것)을 감아서 형성될 수 있다. 코일들은 금속 덕트 (8) 주위 또는 전기적 절연물질로 된 스풀 (미도시)을 직접 감쌀 수 있고, 금속 덕트 (8)가 수용되는 빈 공간이 구비된다. 후자의 경우, 본 발명의 바람직한 실시예는 본 출원인의 발명인 유럽특허출원 번호 EP2868242 에 기재된 유형의 전자기 인덕션 히터 (4)를 포함하는 장치 (100)를 제공한다.

특히 본 출원인은 펌프 (5)에 의해 전달되는 물 유속 및 전자기 인덕션 히터 (4)의 전력을 조절함으로써, 유속이 정확하고 안정적으로 제어될 수 있는 스팀 흐름을 생성할 수 있다는 것을 인지하였다. 특히, 본 출원인은 금속 덕트 (8)의 특정적인 튜브형태가 장시간 스팀 배출에 있어 또한 스팀 흐름을 안정적으로 제어할 수 있게 하는 것을 인지하였다. 더욱이, 물에서 스팀으로의 상태 변화는 일상 기압조건에서 발생하므로, 대조적으로 이중 상태 보일러를 구비한 히터들에 필수적인 고가의 정교한 안전 시스템이 필요하지 않다. 즉, 금속 덕트 (8) 내로 공급된 물은 덕트 (8)의 내부 벽들에 접촉함으로써, 히터 (4)의 유출구 (8b)를 향한 통로를 지나는 동안 더욱 가열된다. 이와 같은 통로를 따라 물에서 스팀으로 상태 변화가 일어나므로, 덕트 (8)내에서 물이 펌프되면서 덕트 (8)의 유입구 (8a) 부분이 물로 채워질 것이고, 반면에 덕트 (8)의 유출구 (8b) 부분은 스팀으로 채워질 것이다.

상기 장치 (100)는 상기 히터 (4)에 유압식으로 연결된 스팀 입구 (11a) 및 우유 입구 (11b)가 구비된 혼합 챔버 (11)를 포함하는 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 기기(10)를 더 포함한다. 상기 기기 (10)는 혼합 챔버 (11) 내로 우유를 공급하는 수단 (12) 및 혼합 챔버 (11) 내로 공기를 유입시키는 수단 (13)을 더 포함한다. 상기 장치 (100)는 스팀을 혼합 챔버 (11)로 공급하는 수단을 포함하는데, 히터 (4)의 출구를 기기 (10)의 스팀 입구 (11a)로 유압식 연결하기 위한 적어도 하나의 덕트 (7a)를 포함한다.

도1의 실시예에서, 히터 (4)의 유출구 (즉, 금속 덕트 (8)의 유출구 (8b))는 바람직하게는 히터 (4)의 유출구로부터 유출구 덕트 (7a) 또는 탱크 (2)로 고온의 물의 흐름을 재순환 덕트 (7b)에 의해 선택적으로 전환하도록 구성되는 재순환 밸브 (7)에 유압식으로 연결된다. 대안적으로, 또 다른 실시예는 일례로 삼방밸브 (7) 대신에 두 개의 이중 밸브들과 함께 T형-조인트가 사용될 수 있다. 이와 같이, 스팀을 유출구 덕트 (7a)에서 배출하기 전에 탱크 (2) 내에 포함된 물의 하나 이상의 선-가열 싸이클을 수행할 수 있다. 추가적인 실시예들은 금속 덕트 (8)의 유출구 (8b)가 직접 유압식으로 유출구 덕트 (7a)에 연결되고 우유를 가열 및/또는 거품을 내기 위한 기기 (10)의 하류에 배치된 재순환 밸브 (7, 존재하는 경우)를 제공할 수 있고, 이는 본 발명의 청구 범위에 포함되는 것이다.

도1을 참조하면, 우유를 혼합 챔버 (11)내로 공급하기 위한 수단 (12)은 벤츄리 (12a) (점선으로 표시됨)를 포함한다. 특히, 혼합 챔버 (11)는 혼합 챔버 (11)의 스팀 유입구 (11a)로부터 스팀을 받기 위해 히터 (4)에 유압식으로 연결된 벤츄리 (12a) 를 포함한다. 혼합 챔버 내로 우유를 공급하기 위한 수단 (12)은 상기 벤츄리 (12a) 에 유압식으로 연결된 우유 덕트 (18)를 더 포함한다. 상기 벤츄리 (12a) 는 혼합 챔버 (11)의 우유 유입구 (11b)에 유압식으로 연결되고, 상기 우유 유입구는 상기 덕트 (18)를 통해 우유 탱크 (19) (바람직하게 일례로 탱크 (19)가 유제품을 포함하는 경우 냉각된 탱크) 에 유압식으로 연결된다.

혼합 챔버의 입구 (11a)로 스팀을 공급함으로써, 우유는 벤츄리 효과에 의해 탱크(19)로부터 우유가 스팀가열되는 혼합 챔버(11)로 공급되도록 흡입된다. 바람직하게, 혼합 챔버 (11) 내로 공기를 유입시키는 상기 수단 (13)은 혼합 챔버 (11)로 유입되는 공기 흐름을 조절하는 밸브 (13a)를 포함한다.

밸브 (13a)를 닫은 상태로 두어, 혼합 챔버 내로 공기 유입을 막고 유출구 (11c)로부터 배출된 우유는 스팀으로만 가열된다. 밸브 (13a)를 개방하면, 공기가 혼합챔버로 유입될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 스팀과 공기를 혼합하여 우유는 유출구 (11c)로부터 거품이 나며 배출된다. 혼합 챔버로 유입되는 공기의 양을 조절함으로써, 우유는 원하는 정도까지 거품이 나고, 거품의 기포들은 원하는 크기로 형성된다.

또한, 도 1에서 혼합 챔버 (11)로의 공기 유입 수단 (13)이 외부 공기와 우유 유입구 (11b)를 유압식으로 연결하는 덕트를 포함하는 경우, 추가적인 실시예는 혼합 챔버가 개별적인 공기 및 우유 유입구들을 구비하도록 제공할 수 있고, 이는 본 발명의 청구 범위에 속한다.

혼합 챔버 (11)는 당업계에 공지된 퀵 커플링 (quick-coupling)에 의해 장치 (100)로부터 바람직하게 분리될 수 있다. 혼합 챔버 (11)를 탱크 (19)에 유압식으로 연결하는 덕트는 유입구 (11b)로부터 바람직하게 분리될 수 있다. 이와 같이, 사용자는 장치의 장기간의 세척 주기 없이, 매일 혼합 챔버 및 우유 덕트를 간편하고 신속하게 바꿀 수 있다. 벤츄리인 혼합 챔버는 바람직하게 분해될 수 있고 분해 후에 세척될 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 장치 (100)의 또 다른 실시예의 개략도를 도시한다. 본 실시예에서, 혼합 챔버 (11) 내로 우유를 공급하기 위한 수단 (12)은 우유를 우유 탱크 (19)로부터 혼합 챔버 (11)를 향해 공급하도록 구성된 우유 펌프 (12b)를 포함한다. 상기 우유 펌프 (12b)는 (바람직하게는 기어 펌프임) 논리부 (6)에 의해 소정의 유속으로 우유를 혼합 챔버 내로 공급하도록 제어된다.

이와 같이, 벤츄리 효과에 의해 혼합 챔버 내로 우유 공급이 일어나는 실시예에 있어서 우유 거품내는 속도의 재현성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 또한 본 실시예에서 벤츄리 (12a)는 우유가 스팀 및 공기와 혼합되는 것을 개선하기 위해 혼합 챔버 (11)에 사용될 수 있다. 이와 같이, 밸브 (13a)를 잠그고 히터 (4) 및 펌프 (5)를 비활성화시켜, 상기 장치 (100)는 우유 펌프 (12b)를 통해 차가운 우유 또한 추가적으로 배출할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 장치 (100)는 논리부 (6)에 의해 제어되는 벤트 밸브 (17)를 추가적으로 포함한다. 상기 벤트 밸브 (17)는 우유 펌프 (12b)가 작동하는 동안에 닫힌 상태로 유지된다. 우유 배출이 멈추며 펌프 (12b)가 멈추면, 논리부 (6)는 우유 펌프 (12b)를 유압식으로 탱크 (19)에 연결하는 우유 덕트 (18)를 비우기 위해 상기 밸브 (17)를 개방하도록 제어한다.

상기 논리부 (6)는 금속 덕트 (8)의 유출구 (8b)에서 또한 고온의 물을 배출하도록 펌프 및 히터를 제어하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 특히, 논리부 (6)는 바람직하게는 메모리에 저장된 복수의 가열 프로그램들에 따라 펌프 (5)의 유속 및 전자기 인덕션 히터 (4)의 전력을 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 가열 프로그램은 펌프 (5)에 의해 공급되는 물의 유속을 약 1 cc/sec 의 일정한 값으로 설정하고 약 3 kW의 전력으로 전자기 인덕션 히터를 공급할 수 있다. 또한, 가열 프로그램들은 더 높은 유속 및/또는 100 °C 미만의 수온을 제공할 수 있다. 예를 들어, 녹는 제품을 용해시켜 음료를 제조하는 경우, 논리부 (6)의 의해 실행되는 가열 프로그램은 고온의 물의 유속을 약 10cc/sec 의 일정한 값으로 설정하고 약 3kW의 전력의 히터 전력을 공급하여 85 °C의 고온의 물을 배출할 수 있다. 이를 기반으로, 도1 및 도2에 본 발명에 따른 장치 (100)는 도면부호 1로 표시된 스팀을 생성하기 위한 물 가열 시스템을 포함할 수 있다.

상기 시스템 (1)은 히터 (4), 펌프 (5), 탱크 (2), 논리부 (6) 및 하나 이상의 배출 밸브 (20)를 포함한다. 상기 배출 밸브는 바람직하게는 배출 덕트 (7a)에 유압식으로 연결된 유입로 (20a), 스팀을 배출하기 위한 제1 유출로 (20b), 및 고온의 물을 배출하기 위한 제2 유출로 (20c)를 포함하는 삼방밸브 (20)이다.

논리부 (6)는 펌프 (5), 히터 (4), 및 제1유출로 (20b)로부터 스팀을 배출하거나 제2유출로 (20c)로부터 고온의 물을 배출하기 위한 삼방밸브 (20)을 제어하도록 구성된다.

따라서, 도1 및 도2에 도시된 실시예들에서, 상기 시스템 (1)은 물 흐름에 대해 제1 및 제2 유출로 (20b, 20c)의 상류에 있는 어떤 것으로도 표시될 수 있다.

제1 유출로 (20b)는 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 기기 (10)의 스팀 유입구 (11a)에 유압식으로 연결되도록 구성되는 반면, 제2 유출로 (20c)는 음료를 제조하기 위한 하나 이상의 기기 (30)에 유압식으로 연결되도록 구성되는데, 예를 들면 커피 제조를 위한 하나 이상의 주입 조립체, 고온의 물 배출을 위한 하나 이상의 스파우트 (예를 들면, 차음료 제조), 녹여서 제조하는 음료를 위한 하나 이상의 혼합 조립체 등이 있다.

도3은 본 발명에 따른 장치 (100)의 바람직한 실시예를 도시한다. 도면을 명료하게 하기 위해, 논리부 (6) 및 장치 (100)의 각 구성요소들에 연결되는 전기적 연결은 도3에서 생략되었다. 본 실시예에서, 스팀을 생성하기 위한 가열 시스템은 고온의 물을 배출하기 위한 복수의 밸브들 (21, 22, 23a, 23b) 및 스팀을 배출하기 위한 밸브 (20)를 포함한다. 특히, 도3에 도시된 실시예는 히터 (4)의 유출구 (8a)에 유압식으로 연결된T형-조인트를 제공한다. T형-조인트의 한 브랜치는 배출 밸브 (21)을 활용하여 에스프레소를 제조할 수 있도록 주입 조립체 (31)에 연결된다. T형-조인트의 다른 브랜치는 유출구 덕트 (7a)에 연결되는데, 세 개의 고온의 물 배출 밸브 (22, 23a, 23b), 스팀 배출을 위한 밸브 (20), 및 재순환 밸브 (7)가 여기에 직렬로 연결된다.

상기 배출 밸브 (22) (바람직하게는 삼방밸브)는 고온의 물을 배출하기 위한 스파우트에 유압식으로 연결되는데, 바람직하게는 차를 만들기 위한 것이다. 상기 밸브들 (23a, 23b) (바람직하게는 삼방밸브들)은 녹여서 만드는 음료를 위한 두 개의 혼합 조립체들 (33a, 33b)에 유압식으로 연결된다. 상기 밸브 (20)(바람직하게는 삼방밸브들)는 우유를 가열 및/또는 거품내기 위한 기기 (10)에 유압식으로 연결된다. 상기 재순환 밸브 (7)는 탱크 (2)를 향해 물을 재순환시키기 위한 덕트 (7b)에 유압식으로 연결된다.

따라서, 주입 조립체 (31)에 고온의 물을 공급하기 위해서, 밸브 (22)는 차단되고, 밸브 (21)는 개방된다. 우유를 가열 및/또는 거품내기 위해 기기 (10)에 스팀을 공급하기 위해서, 밸브 (21) 및 밸브 (7)는 차단되는 반면, 히터 유출구 (8b) 및 밸브 (20) 사이에 배치된 밸브들 (22, 23a, 23b)은 스팀이 유출구 (8b)와 밸브 (20) 사이를 통과할 수 있고 스팀이 각 기기들 (32, 33a, 33b)을 향해 배출되는 것을 추가적으로 방지하기 위해서 개방상태로 유지된다. 이와 유사하게, 기기들 (32, 33a, 33b) 중 하나, 일례로 기기 (33a)에 고온의 물을 공급하기 위해서, 밸브 (21)는 물 흐름에 대해서 밸브 (23a)의 가까운 하류에서 밸브 (23b)와 함께 차단된 상태로 유지된다. 밸브 (23a) 및 밸브 (23a)와 히터의 출구 (8b) 사이에 배치된 밸브들 (상기 경우 밸브 (22)만 해당)은 고온의 물이 히터 (4)의 유출구 (8b)로부터 기기 (33a)까지 통과할 수 있도록 개방된 상태로 유지된다.

본 발명에 따른 스팀을 생성하기 위한 물 가열 시스템 (1)은 음료를 제조 및 배출하기 위한 간단하고 저렴한 모듈형 장치 (100)를 실현하는데, 이는 고온의 물 또는 스팀이 상이한 기기 종류들 (10, 30, 31, 32, 33a, 33b)에 공급될 수 있게 하는 하나의 전자기 인덕션 히터 (4)를 포함하는 장치이고, 히터 (4)에 또는 히터 (4)로부터 유압식으로 연결 또는 분리 될 수 있다.

도 1 내지3을 참조하면, 장치 (100)는 바람직하게는 물 흐름에 대해 히터 (4)의 상류에서 수온을 검출하기 위한 수단 (14)을 포함한다. 바람직하게, 논리부 (6)가 물 흐름에 대해 히터 (4)의 상류에서 수온을 검출하고 그러한 온도값에 따라 히터 (4)의 전력을 결과적으로 조절한다. 특히 도1에 도시된 실시예에서, 상기 수단 (14)은 탱크 (2)를 펌프 (5)에 유압식으로 연결하는 덕트에 배치된 하나 이상의 열전쌍(thermocouple)을 포함한다. 추가적인 실시예들은 히터 (4)의 유입구 (8a) 및/또는 탱크(2) 내부에 배치되는, 바람직하게는 탱크 (2)의 하부에 배치되는 물 흐름에 대해 히터 (4)의 상류에서 수온을 검출하는 수단을 제공하는데, 이는 본 발명의 청구 범위 내에 포함되는 것이다.

바람직하게, 장치 (100)는 물 흐름에 대하여 히터 (4)의 하류의 수온을 검출하는 수단 (15)을 포함한다. 상기 수단 (15)은 예를 들면 히터 (4)의 유출구 (8b) 및/또는 유출구 덕트 (7a)에 배치된 하나 이상의 열전쌍(thermocouple)을 포함할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 히터 (4)에서 방출되는 물 또는 스팀의 온도에 대해 폐순환 제어가 수행될 수 있다.

바람직하게, 장치 (100)는 펌프 (5)에 의해 히터 (4) 내로 공급되는 물의 유속을 검출하기 위한 수단 (16)을 포함한다. 예를 들면, 상기 수단 (16)은 펌프 (5)를 탱크 (2)에 유압식으로 연결하는 덕트에 바람직하게 배치된 하나 이상의 변위계(displacement meter)를 포함한다. 상기 변위계에 의해, 논리부 (6)는 원하는 물의 양이 히터 (4) 내로 정확하게 공급될 수 있도록 펌프 (5)를 제어한다.

본 발명에 따른 장치 (100)를 활용해 음료를 제조 및 배출하는 주요 단계들이 하기에 기술된다:

a) 펌프 (5)를 활용해 히터 (4) 내로 물을 공급하는 단계;

b) 스팀을 생산하기 위해 상기 히터 (4) 내로 공급된 상기 물을 가열하는 단계;

c) 상기 단계b)에서 생산된 상기 스팀을 혼합 챔버 (11)로 공급하는 단계;

d) 바람직하게는 벤츄리 및/또는 우유 펌프 (12b)를 활용하여, 상기 혼합 챔버 (11) 내로 우유를 공급하는 단계;

e) 밸브 (13a)를 활용하여 혼합 챔버 내로의 공기 유입을 제어하는 단계;

f) 단계c)동안, 상기 혼합 챔버 (11) 내로 공급된 우유를 가열 및/또는 거품내기 위해 상기 히터 (4) 및 상기 펌프 (5)를 제어하는 단계.

바람직하게, 물 흐름에 대한 히터의 상류 수온은 단계 a1)에서 결정된다. 따라서, 단계 a2)에서 히터 (4)의 전력은 a1)에서 결정된 온도 값에 따라 조절된다. 물공급원(3)에서 나오는 물이 너무 차갑거나 또는 장치 (100)를 오랫동안 사용하지 않은 경우, 우유를 가열 및/또는 거품을 내기 위해 적합한 스팀을 공급하기 위해서 하나 이상의 전-가열 싸이클이 (덕트 (7b)에 의해) 수행될 수 있고/있거나, 히터 (4)의 전력 또는 펌프 (5)의 유속 두 가지가 조절될 수 있다.

Claims (18)

1. 장치 (100) 에 물을 공급하는 공급 수단 (2);
   물을 가열하기 위한 히터 (4);
   물을 상기 공급 수단 (2)으로부터 상기 히터 (4)로 공급하기 위한 펌프 (5);
   상기 히터 (4) 및 상기 펌프 (5)를 제어하기 위한 논리부 (6); 및
   상기 히터 (4)에 유압식으로 연결된 스팀 유입구 (11a)를 구비한 혼합 챔버 (11), 상기 혼합 챔버 (11) 내로 우유를 공급하기 위한 수단 (12), 및 상기 혼합 챔버 (11) 내로 공기를 유입하기 위한 수단 (13)을 포함하는 우유를 가열 및/또는 거품 내기 위한 기기 (10)를 포함하는 음료를 제조 및 배출하는 장치 (100)이되,
   상기 히터는 전자기 인덕션 히터 (4)이고, 상기 논리부 (6)는 펌프 (5) 및 히터 (4)를 제어하여 고온의 물 또는 스팀을 생성하도록 구성되고, 상기 스팀을 상기 혼합 챔버 (11)로 공급하기 위한 수단 (7a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
2. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 장치 (100)에 물을 공급하기 위한 상기 수단 (2)은 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (100).
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 히터 (4)는 전자기 인덕션에 의해 가열되도록 맞춰진 금속 덕트 (8) 및 상기 금속 덕트 (8)를 감싸도록 배치된 코일들이 있는 적어도 하나 이상의 전자기 유도 권선 (9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 금속 덕트 (8)는 실질적으로 튜브형이고 상기 금속 덕트 (8)를 따라 물에서 스팀으로 상태 변화가 일어나도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치 (100).
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 금속 덕트 (8)는 나선형으로 만들어지고, 바람직하게는 원통형 나선의 형태인 것을 특징으로 하는 장치 (100).
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   물 흐름에 대해 상기 히터 (4)의 상류에서 수온을 검출하기 위한 수단(14)을 포함하는 장치 (100).
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속 챔버 (11)는 고온의 우유 및/또는 우유 거품을 배출하기 위한 유출구 (11c)를 포함하는 것으로 특징으로 하는 장치 (100).
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼합 챔버 (11)는 상기 스팀 유입구 (11a)로부터 스팀을 받기 위해 상기 히터 (4)에 유압식으로 연결된 벤츄리 (12a)를 포함하고, 상기 벤츄리 (12a)에 유압식으로 연결된 우유 덕트 (18)를 포함하는 상기 혼합 챔버 내로 우유를 공급하기 위한 상기 수단 (12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (100).
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼합 챔버 (11)내로 우유를 공급하기 위한 상기 수단 (12)은 우유 탱크 (19)로부터 상기 혼합 챔버 (11)를 향해 우유를 공급하도록 구성된 우유 펌프 (12b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (100).
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 챔버 (11) 내로 공기를 유입하기 위한 상기 수단(13)은 상기 혼합 챔버 (11)안으로 유입되는 공기 흐름을 조절하기 위한 밸브 (13a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 (100).
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 장치를 활용하여 음료를 제조 및 제공하는 방법으로,
    a) 펌프 (5)를 활용해 히터 (4) 내로 물을 공급하는 단계;
    b) 스팀을 생산하기 위해 상기 히터 (4) 내로 공급된 상기 물을 가열하는 단계;
    c) 상기 단계b)에서 생산된 상기 스팀을 혼합 챔버 (11)로 공급하는 단계;
    d) 상기 혼합 챔버 (11) 내로 우유를 공급하는 단계; 및
    e) 우유 거품이 요구되는 경우 상기 혼합 챔버 (11) 내로 공기를 공급하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 단계 b)는 전자기 인덕션 히터 (4)를 활용하여 수행되고,
    f) 상기 혼합 챔버 (11) 내로 공급된 우유를 가열 및/또는 거품내는데 활용되는 스팀을 생성하기 위한 상기 히터 (4) 및 상기 펌프 (5)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 히터 (4)의 상기 물 흐름에 대한 상류에서 상기 수온을 검출하는 단계 a1), 및 상기 단계 a1)에서 검출된 상기 수온 값에 따라 상기 히터 (4)의 전력을 조절하는 단계 a2)를 포함하는 방법.
    
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 단계 d)는 벤츄리 (Venturi)(12a)를 활용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계d)는 우유 펌프 (12b)를 활용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계b)는 전자기 인덕션에 의해 가열되는 실질적으로 튜브형 금속 덕트 (8)를 활용하여 수행되는 것을 특징으로 하고, 상기 금속 덕트 (8)를 따라 물에서 스팀으로 상태 변화가 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
    
16. 시스템 (1)에 물을 공급하는 공급수단 (2), 물을 가열하기 위한 히터(4), 상기 공급 수단 (2)에서 상기 히터 (4)로 물을 공급하기 위한 펌프 (5), 및 상기 히터 (4) 및 상기 펌프 (5)를 제어하기 위한 논리부 (6)를 포함하는 음료 배출 장치들을 위해 스팀을 생성하기 위한 물 가열 시스템 (1)이되,
    상기 히터 (4)는 전자기 인덕션에 의해 가열되도록 맞춰진 실질적으로 튜브형 금속 덕트 (8)를 포함하는 전자기 인덕션 히터이고, 상기 금속 덕트는 물 유입구 (8a) 및 스팀 또는 고온의 물을 위한 유출구 (8b)를 구비하고,
    고온의 물 또는 스팀을 배출하기 위해 히터(4)의 상기 금속 덕트 (8)의 유출구 (8b)에 유압식으로 연결된 하나 이상의 밸브 (20)를 포함하고, 상기 논리부 (6)는 상기 히터로부터 고온의 물 또는 스팀을 배출하기 위해 펌프 (5) 및 히터 (4)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 물 가열 시스템 (1).
    
17. 제16항에 있어서,
    고온의 물을 배출하는 복수의 밸브들 (21, 22, 23a, 23b) 및 우유를 가열 또는 거품내기 위해 기기 (10)로 스팀을 제공하는 적어도 하나의 밸브 (20)가 있는 것을 특징으로 하는 물 가열 시스템.
    
18. 제 16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 금속 덕트 (8)는 나선형, 바람직하게는 원통의 나선형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 물 가열 시스템.

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