KR20190032289A - 음료 준비를 위한 과열 증기 발생 - Google Patents

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Abstract

과열 증기의 발생을 위한 조립체, 머신, 시스템 및 방법이 논의된다. 증기 과열기 조립체는 커피 기반 음료의 준비를 위한 과열 증기를 발생하기 위해 이용된다. 상기 조립체는 내부 공동, 상기 내부 공동 내에 위치한 가열 표면을 포함하는 가열 요소, 및 상기 내부 공동 내의 유동 경로를 포함하는 바디를 포함한다. 상기 바디는 또한 내부 공동으로 유체가 접근할 수 있게 하는 입력부와 내부 공동 밖으로 유체가 배출될 수 있게 하는 출력부를 포함한다. 상기 가열 요소는 가열 요소의 가열 표면을 가열한다. 상기 유동 경로는 유체가 입력부로부터 바디의 내부 공동을 통해 그리고 바디의 출력부로 유동할 수 있게 한다. 상기 가열 표면은 유동 경로의 일부를 형성한다. 유체는 내부 공동을 통해 유동할 때, 유체는 가열 표면과 직접 물리적으로 접촉한다.

Description

음료 준비를 위한 과열 증기 발생
본 출원은 2016년 5월 20일에 제출된 미국 특허 출원 번호 15/160,997의 우선권을 주장하며, 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 증기의 발생에 대한 것이며, 더욱 구체적으로, 그러나 배타적이지 않게, 이에 한정하지 않지만, 커피 기반 음료, 차 기반 음료, 또는 차이(chai) 기반 음료를 포함하는 음료의 준비를 위한 과열 증기를 발생시키는 것에 대한 것이다.
에스프레소는 분쇄된 커피 콩을 통해 가열 압축된 물을 강제하여 추출된 농축된 커피 음료이다. 가열 가압된 물을 분쇄된 커피 콩을 통해 강제함으로써, 에스프레소 추출 공정 동안 생산된 음료는 콩에서 발견된 오일 및 다양한 고형물과 같은 풍미 생성 성분을 더욱 흡수한다. 드립 추출과 같은 다른 추출 방법에 의해 생산된 커피 음료에 비해, 에스프레소 추출 공정은 크리미 텍스쳐(creamy texture)와 농축되고 복합적인 맛 프로파일을 가진 더 진한 음료를 만든다. 또한, 물이 압축되기 때문에, 에스프레소에 사용된 커피 분말은 다른 음료 공정에 사용된 커피 분말보다 더 곱게 분쇄될 수 있다. 이는 가압된 물과 접촉할 수 있는 커피 분말의 표면적을 더 넓게 하고, 분말 내의 풍미 생성 화학성분을 더욱 흡수한다. 더욱이, 에스프레소 추출 공정에 대해, 분말은 분말의 더욱 효과적인 스택킹(stacking)을 제공하도록 다져질 수 있으며, 이는 분말의 물의 침투를 촉진하고, 더욱 풍미있는 추출을 야기한다.
상대적으로 높은 농축으로 인해, 다른 커피 음료에 비해, 에스프레소는 대략적으로 1 U.S. 액량 온스(1 U.S. fluid ounce)를 계량하는 샷(shot)으로서 나타내는 작은 부분으로 제공될 수 있다. 에스프레소는 또한 예컨대, 더블 샷(double shot) 또는 트리플 샷(triple shot)과 같이 정수배의 샷으로 제공될 수 있다. 에스프레소는 통상 에스프레소 머신으로 나타내는, 특정한 커피 머신을 이용하여 제공된다. 일부 에스프레소 머신은 머신의 사용자 또는 바리스타가 피스톤이 부착된 스프링 적재 레버를 당기도록 하기 때문에, 에스프레소의 샷을 추출하는 것은 에스프레소의 샷을 당기는 것으로 나타낼 수 있으며, 이러한 피스톤에 의해 생성된 압력은 물이 커피 분말을 통과하게 한다. 에스프레소 머신의 구조는 다양할 수 있으며, 머신은 보통 필요한 압력을 생성하는데 사용된 구동 메커니즘에 의해 느슨하게 분류된다. 하나의 압력을 생성하는데 널리 사용되는 하나의 방법은 모터 구동 펌프를 사용하는 것이다. 이러한 펌프를 사용하는 머신은 종종 집합적으로 펌프 구동식, 또는 단순히 펌프식 에스프레소 머신이라고 나타낸다.
에스프레소는 세계적으로 널리 알려진 음료이다. 샷으로 에스프레소를 제공하는 것에 더해, 에스프레소는 카푸치노, 라떼, 마키아또, 및 아메리카노와 같은 다른 널리 알려진 커피 음료를 위한 베이스로서 사용될 수 있다. 에스프레소 기반 음료의 준비의 일부는 우유를 가열 및/또는 거품을 주기 위해 습증기(wet steam)를 사용할 수 있다. 많은 에스프레소 머신은 에스프레소 추출에 필요한 열과 압력을 공급할 수 있다. 더욱이, 일부 머신은 다양한 에스프레소 기반 음료의 준비에 사용되는 습증기를 발생하는 열과 압력을 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명이 이루어지게 된 이들 및 다른 고려사항에 관한 것이다.
다양한 실시예는 과열 증기 또는 건증기의 발생을 위한 조립체, 머신, 시스템, 및 방법에 대한 것이다. 다양한 실시예는 음료의 준비를 위한 증기 발생용 증기 과열기 조립체를 포함한다. 일부 비제한적인 예시의 실시예에서, 음료는 커피 기반 음료일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 음료는 커피가 아닌 베이스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 음료는 차 또는 차이 기반 음료일 수 있다. 과열 증기는 사실상 모든 음료의 준비에 사용될 수 있다.
조립체는 내부 공동을 포함하는 바디(body), 상기 바디의 내부 공동 내에 위치한 가열 표면을 포함하는 가열 요소, 및 상기 내부 공동 내의 유동 경로를 포함할 수 있다. 상기 바디는 상기 내부 공동으로 유체가 접근하게 할 수 있는 입력부와 상기 내부 공동 밖으로 유체가 배출되게 할 수 있는 출력부를 더욱 포함할 수 있다. 상기 가열 요소는 하나 이상의 가열 표면을 가열하도록 구성되고 배열될 수 있다. 상기 유동 경로는 유체가 상기 입력부로부터, 바디의 내부 공동을 통과하여, 바디의 출력부로 유동할 수 있다. 상기 가열 요소의 가열 표면의 일부는 유동 경로의 일부를 형성한다. 유체가 바디의 내부 공동을 통해 흐를 때, 유체의 일부는 가열 표면과 직접 물리적으로 접촉한다.
일부 실시예에서, 조립체는 상기 내부 공동 내에 위치한 나선형 부재를 더욱 포함할 수 있다. 상기 나선형 부재의 일부는 유동 경로의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 유동 경로는 나선형 유동 경로일 수 있다. 상기 바디, 가열 요소, 및 나선형 부재는 바디의 종방향 축에 대해 동심원으로 배열될 수 있다. 상기 나선형 부재는 바디 및 가열 요소의 측면 중간에 있을 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 나선형 부재는 바디의 내부 공동을 통한 유체의 종방향 유동을 제한한다. 상기 나선형 부재는 상기 가열 요소의 하나 이상의 가열 표면을 둘러싸는 코일 스프링(coil spring)일 수 있다. 상기 가열 요소는 막대형 가열 요소일 수 있다. 상기 가열 요소는 바디의 내부 공동의 종방향으로 연장될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 조립체는 제1 및 제2 단부 캡(cap)을 더욱 포함한다. 상기 제1 단부 캡은 바디의 제1 종방향 단부에 위치할 수 있다. 상기 제2 단부 캡은 바디의 제2 종방향 단부에 위치할 수 있다. 상기 입력부 및 출력부는 상기 제1 및 제2 단부 캡의 종방향으로 중간에 있을 수 있다.
다양한 실시예는 음료를 추출하고 증발된 유체를 발생할 수 있는 머신에 대한 것이다. 음료는 커피 기반 음료일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 하나의 실시예에서, 음료는 추출된 음료일 수 있다. 다양한 실시예에서, 상기 머신은 유체를 부분적으로 증발시키는 증기 탱크(steam tank), 상기 증기 탱크로부터 하류에 있는 과열기 조립체, 및 상기 과열기 조립체의 하류에 있는 증기 막대(steam wand)를 포함한다. 일부 실시예에서, 유체는 증기 탱크에서 완전히 증발되지 않는다. 상기 과열기 조립체는 부분적으로 증발된 유체를 수용한다. 상기 과열기 조립체는 가열 요소 및 유동 경로를 포함할 수 있다. 상기 유동 경로는 상기 가열 요소와 열 접촉한다. 부분적으로 증발된 유체는 상기 유체 경로를 통해 흐르며 더욱 증발된다. 일부 실시예에서, 유체의 증발은 유동 경로에서 완료된다. 적어도 하나의 실시예에서, 과열 증기 또는 건증기가 유동 경로에서 생성된다. 증기 막대는 머신의 사용자에게 더욱 증발된 유체를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에서, 머신은 증기 탱크와 과열기 조립체 사이에 밸브를 더욱 포함할 수 있다. 상기 밸브는 사용자에게 제공되는 더욱 증발된 유체의 유동 속도를 조절한다. 상기 밸브는 적어도 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 펄싱(pulsing)함으로써 더욱 증발된 유체의 유속을 조절할 수 있다. 상기 밸브는 비례 밸브일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 과열기 조립체는 가열 요소 및 유동 경로를 수용하는 바디 및 단열재를 더욱 포함한다. 상기 단열재는 상기 바디를 부분적으로 둘러싼다. 상기 단열재는 주변 환경으로부터 부분적으로 열적으로 바디, 가열 요소, 및 유동 경로를 절연한다. 상기 조립체는 나선형 부재를 더욱 포함할 수 있다. 상기 나선형 부재는 유동 경로를 적어도 부분적으로 형성한다. 상기 유동 경로는 상기 가열 요소를 둘러싸는 나선형 유동 경로일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 가열 요소는 유동 경로를 형성한다. 상기 부분적으로 증발된 유체가 유동 경로를 통해 흐를 때, 부분적으로 증발된 유체는 가열 요소와 직접 물리적으로 접촉하며 더욱 증발된다.
일부 실시예에서, 상기 머신은 열전대(thermocouple) 및 제어기를 더욱 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제어기는 마이크로컨트롤러(microcontroller), 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(CPU) 등과 같은 프로세서 장치일 수 있다. 제어기는 특수 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등과 같은 논리 장치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전대는 과열기 조립체의 적어도 일부와 열 접촉할 수 있다. 열전대는 과열기 조립체의 일부분의 온도에 기초하여 신호를 발생할 수 있다. 제어기는 신호를 수신할 수 있다. 제어기는 과열기 조립체의 일부분의 온도와 온도 한계점 사이의 차이에 기초하여 가열 요소의 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 제어기와 열전대가 함께 작동하여 자동 온도조절 피드백을 발생하고 대응할 수 있다.
다양한 실시예는 에스프레소 머신을 위한 시스템에 대한 것이다. 상기 시스템은 과열 증기를 발생 또는 생성할 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 증기 시스템 일 수 있다. 상기 시스템은 저항성 가열 요소, 상기 저항성 가열 요소 주위에 위치한 나선형 유동 경로, 및 상기 나선형 유동 경로와 유체 연통하고 하류에 있는 증기 출력부를 포함할 수 있다. 상기 나선형 유동 경로는 에스프레소 머신에서 생성된 습증기를 수용할 수 있다. 상기 나선형 유동 경로는 습증기를 저항성 가열 요소에 노출시킬 수 있다. 상기 저항성 가열 요소는 습증기를 과열 증기로 변형시킨다. 상기 증기 출력부는 과열 증기를 에스프레소 머신의 사용자에게 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 물을 수용하는 증기 탱크 및 상기 증기 탱크 내에 위치한 또 다른 저항성 가열 요소를 더욱 포함할 수 있다. 상기 나선형 유동 경로는 증기 탱크와 유체 연통할 수 있으며 증기 탱크로부터 하류에 있을 수 있다. 습증기는 상기 가열 요소로부터 증기 탱크에 수용된 물로의 열 전달을 통해 생성될 수 있다. 또한, 증기 탱크는 습증기를 나선형 유동 경로에 제공할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 시스템은 비례 밸브를 더욱 포함한다.
상기 비례 밸브는 사용자에게 제공되는 과열 증기의 유량을 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 시스템은 튜브형 바디를 포함할 수 있다. 튜브형 바디는 저항성 가열 요소 및 나선형 유동 경로를 수용할 수 있다. 일부 실시예는 나선형 유동 경로를 적어도 부분적으로 형성하는 코일 스프링을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예는 증기 핸들(steam handle) 및 하나 이상의 자석을 포함한다. 상기 자석은 증기 핸들을 조작할 때 촉감 피드백(tactile feedback)을 사용자에게 제공한다. 또한, 에스프레소 머신은 증기 핸들에 자기적으로 연결된 하나 이상의 자성 스위치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 자성 스위치는 증기 핸들의 위치를 감지할 수 있다.
다양한 실시예는 음료의 제조를 위해 머신을 사용하는 방법에 관한 것이다. 음료는 커피 기반 음료일 수 있다. 이 방법은 머신에 포함된 탱크 내에 수용된 유체를 부분적으로 증발시키고 부분적으로 증발된 유체를 머신에 포함된 과열기 조립체에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 과열기 조립체는 탱크의 하류에 있을 수 있다. 상기 방법은 상기 과열기 조립체를 이용하여 유체를 더욱 증발시키는 단계와 상기 더욱 증발된 유체를 음용 액체에 제공하여 음용 액체를 가열하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 유체는 과열 증기를 발생시키기 위해 과열기 조립체에서 완전히 증발될 수 있다. 상기 음용 액체는 우유를 포함할 수 있으나 우유에 한정되지는 않는다.
전반에 걸쳐 논의된 것처럼, 과열기 조립체는 적어도 가열 요소 및 가열 요소 주위에 위치한 유동 경로를 포함할 수 있다. 유동 경로는 상기 탱크로부터 상기 부분적으로 증발된 유체를 수용한다. 상기 유동 경로는 상기 부분적으로 증발된 유체의 적어도 일부를 가열 요소에 노출시킬 수 있으며 상기 가열 요소로부터의 열 전달은 부분적으로 증발된 유체를 더욱 증발시킨다. 일부 실시예에서, 상기 과열기 조립체는 나선형 부재와 바디를 더욱 포함한다. 상기 가열 요소, 나선형 부재, 및 바디는 유동 경로의 적어도 일부를 형성한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 에스프레소의 하나 이상의 샷을 추출하는 단계와 가열된 음용 액체를 상기 에스프레소의 하나 이상의 샷에 제공하는 단계를 더욱 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 방법은 상기 탱크로부터 상기 과열기 조립체로 부분적으로 증발된 유체의 유동 속도를 조정하는 단계와, 상기 과열기 조립체의 일부의 온도를 조절하여 상기 음용 액체에 제공되는 더욱 증발된 유체의 수분 함량을 조정하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예에서, 탱크로부터 과열기 조립체로 부분적으로 증발된 유체의 유동 속도는 탱크로부터 하류에 위치하고 과열기 조립체의 상류에 위치한 하나 이상의 밸브를 제어함으로써 조정된다.
다양한 실시예는 에스프레소 머신 내에서 과열 증기를 발생하는 하나 이상의 방법에 관한 것이다. 상기 방법들 중 적어도 하나는 증기 탱크 내에서 습증기를 발생하는 것을 포함할 수 있다. 상기 증기 탱크는 에스프레소 머신에 포함될 수 있다. 상기 방법은 상기 증기 탱크로부터 습증기를 에스프레소 머신에 포함된 과열기 조립체로 전달하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 과열기 조립체는 바디 및 상기 바디 내의 유동 경로를 포함할 수 있다. 상기 바디는 증기 탱크와 분리되어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 몸체 내에서 발생된 열 에너지를 습증기로 전달하고 과열 증기를 에스프레소 머신의 사용자에게 제공함으로써 유동 경로 내의 습증기를 과열시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 에스프레소 머신을 이용하여 커피 분말에 제공되는 물의 제1 유동 속도에서 커피 분말을 예비로 적시는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 에스프레소 머신을 이용하여 상기 예비로 적셔진 커피 분말에 제공되는 물의 제2 유동 속도에서 상기 예비로 적셔진 커피 분말로부터 에스프레소의 하나 이상의 샷을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 유속은 제1 유속보다 클 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 과열기 조립체는 바디 내에 위치한 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소의 일부는 유동 경로의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 상기 습증기가 유동 경로를 통해 유동할 때, 습증기는 가열 요소와 직접 물리적으로 접촉한다.
다양한 실시예에서, 상기 방법은 상기 증기 탱크에서 과열기 조립체로 습증기의 전달 유동 속도를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 유동 속도를 조정하는 단계는 에스프레소 머신에 포함된 유동 속도 조절 조립체를 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 유동 속도 조절 조립체의 제어 부재는 유동 속도를 조정할 때 사용자 촉감 피드백을 제공하기 위해 하나 이상의 자석을 포함할 수 있다. 유동 속도 조절 조립체의 제어 부재는 증기 핸들의 위치를 감지하기 위한 하나 이상의 자성 스위치를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 과열기는 바디에 위치한 나선형 부재와 바디에 위치한 가열 요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 바디, 나선형 부재, 및 가열 요소는 바디의 종방향 축에 대해 동축이다. 다양한 실시예에서, 과열기는 제1 단부 캡 및 제2 단부 캡을 포함한다. 제1 단부 캡은 바디의 제1 종방향 단부에 위치할 수 있다. 제2 단부 캡은 바디의 제2 종방향 단부에 위치할 수 있다.
다양한 실시예는 음료를 준비하기 위한 하나 이상의 방법에 관한 것이다. 음료는 라떼, 카푸치노 등의 커피 기반 음료 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 음료는 차 기반 음료, 차이 기반 음료 등일 수 있다. 상기 방법은 일정 부피의 커피를 추출하는 단계, 증기를 발생시키는 단계, 상기 증기를 과열기 조립체에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 일정량의 커피는 에스프레소의 하나 이상의 샷을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 발생된 증기는 습증기를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 과열기 조립체의 압력에서 물의 증발 온도보다 높은 온도로 상기 증기를 가열하기 위해 상기 과열기 조립체를 이용하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들면, 습증기는 과열 증기로 바뀔 수 있다. 상기 방법은 음용 액체, 예컨대, 우유에 한정되지 않는 음용 액체를 가열하기 위해 가열된 증기를 음용 액체에 제공하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 또한, 가열된 음용 액체는 일정량의 커피와 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 사용자에게 제공되는 가열된 증기의 유동 속도를 조절하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 유동 속도를 조절하는 단계는 증기 탱크와 과열기 조립체 사이에 위치한 밸브를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 증기 탱크가 증기를 발생할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 방법은 과열기 조립체의 압력에서 물의 증발 온도보다 높은 가열된 증기의 온도를 제어하기 위해 열전대를 이용하는 단계를 또한 포함한다.
본 발명의 바람직하고 대안의 예시들은 다음의 도면을 참조하여 하기에서 상세하게 설명된다.
도 1은 과열 증기를 발생하는 펌프 구동식 에스프레소 머신의 하나의 실시예의 사시도를 나타내며 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치한다.
도 2는 과열 증기의 발생을 가능하게 할 수 있는 증기 과열기 조립체를 포함하는 펌프 구동식 에스프레소 머신의 하나의 실시예의 개략도를 도시하며, 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치한다.
도 3은 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 분해도이다.
도 4a는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 다른 실시예를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 증기 과열기 조립체의 종방향 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 증기 과열기 조립체의 측방향 단면도이다.
도 5a는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 증기 과열기 조립체의 종방향 단면도이다.
도 5c는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 또 다른 실시예의 종방향 단면도이다.
도 5d는 도 5c의 증기 과열기 조립체의 측방향 단면도이다.
도 5e는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 5f는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하고 과열 증기를 발생하는 에스프레소 머신의 다른 실시예의 일부를 나타낸다.
도 7은 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하는 커피 기반 음료를 준비하기 위한 공정의 하나의 실시예를 나타내는 논리 흐름도이다.
도 7b는 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하는 커피 기반 음료의 준비에서의 과열 증기를 발생하기 위한 공정의 하나의 실시예를 나타내는 논리 흐름도이다.
다양한 실시예들은 본 명세서의 일부를 형성하고, 예시로서 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 도시하는 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 후술 될 것이다. 그러나, 실시예들은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어질 수 있도록 제공되고, 실시예의 범위를 당업자에게 완전히 전달할 것이다. 그러므로, 다음의 상세한 설명은 제한적이지 않아야 한다.
명세서 및 청구 범위 전체에서, 다음의 용어는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 본원에서 명백하게 관련된 의미를 취한다. "본원" 용어는 현재의 출원과 관련된 명세서, 청구 범위 및 도면을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "하나의 실시예에서"라는 문구는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니지만, 동일한 실시예를 지칭할 필요는 없다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "다른 실시예에서"라는 문구는 다른 실시예를 참조할 필요는 없지만 반드시 다른 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 따라서, 이하에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 용이하게 결합될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "또는"이라는 용어는 포괄적인 "또는" 연산자이며, 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 용어 "및/또는"과 등가이다. "기반한"이라는 용어는 배타적인 것이 아니며 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 설명되지 않은 추가 요소를 기반으로 한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐, 단수 표현은 복수 표현을 포함한다. "~에서의, ~의, ~에"의 의미는 "~내의"및 "~위의"를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "유체"는 적용되는 전단 응력 하에서 연속적으로 변형되거나 유동하는 물질을 지칭할 수 있다. 유체는 고체 상태 이외의 상태를 포함할 수 있다. 따라서, 유체는 액체 또는 가스를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 따라서, 유체는 증발된 상태를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유체는 물질의 액체 상태를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "증기"는 물질의 기체 상태를 나타낼 수 있다. "증발"이란 용어는 물질의 고체 또는 액체 상태를 물질의 증기 상태 또는 기체 상태로 변환하는 것을 의미할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "증기"는 물질의 증발된 상태 또는 적어도 부분적으로 증발된 상태를 의미할 수 있다. 따라서 증기는 물질의 기체 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 증발된(또는 부분적으로 증발된) 물질은 물을 포함할 수 있으나 다만 물로 한정되지는 않는다. 물질이 증발되는지 여부는 물질의 온도, 물질의 압력 중 적어도 하나에 의존한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "습증기"는 부분적으로 증발된 물질, 예컨대, 물로 제한되지는 않는다. 따라서 습증기는 증발된 입자와 증발되지 않은 입자의 조합을 포함하는 증기가다. 예를 들면, 습증기는 증발된 물 분자뿐만 아니라 증발되지 않은 물 분자를 포함할 수 있다. 습증기는 비-증발/증발된 입자의 분획 조성을 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 3 %의 습증기는 증발된 물 분자 97 %와 액체 물 분자 3 %를 포함할 수 있다. 따라서, 액체-물 분자의 농도가 높을수록 증기가 적다.
습증기는 물 분자의 일부가 액체-물 분자(및 다른 부분은 증발된 물 분자)인 시스템에 존재할 수 있다. 그러나, 시스템에 포함된 모든 물 분자를 완전히 증발시킬 만큼 충분한 잠열이 물로 전달되지 않았다.
본원에 사용된 용어 "건증기" 또는 "과열 증기"는 이에 한정하지 않지만 물과 같은 완전히 증발된 물질을 의미할 수 있다. 따라서, 건증기 또는 과열 증기는 물질의 비-증발된 입자가 거의 없거나 전혀 없는 증기다. 예를 들어, 건조한 증기는 100 % 또는 100 %에 가까운 증발된 물 분자를 포함할 수 있다. 시스템에 포함된 모든 물 분자를 완전히 증발시키기에 충분한 잠열이 물 분자로 전달되었다.
따라서, 과열 증기는 습증기보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 따라서, 과열 증기는 응축 없이 에너지(또는 열)를 전달할 수 있다. 과열 증기는 응축없이 다소 냉각될 수 있다.
건조 또는 과열 증기의 에너지 전달 능력은 습증기의 에너지 전달 능력보다 낮을 수 있다. 예를 들면, 과열 증기의 열 전달 효율은 습증기의 상응하는 열 전달 효율보다 낮을 수 있다.
이에 한정하지 않지만 커피 기반의 음료와 같은 다양한 음료를 준비하는 일부 공정은 하나 이상의 에스프레소 샷과 결합하기 위해 음용 액체를 가열 및/또는 거품내기 위해 증기를 사용할 수 있다. 이러한 커피 기반 음료는 카푸치노, 라떼, 마키아토, 등을 포함할 수 있다. 과열 증기를 통해 가열 및/또는 거품을 낼 수있는 이러한 음용 액체는 이에 한정하지 않지만, 유제품 기반 우유, 콩 기반 우유, 쌀 기반 우유, 아몬드 기반 우유, 마 기반 우유, 코코넛 기반 우유, 캐슈(cashew) 기반 우유 등을 포함할 수 있다.
본원에 논의된 다양한 실시예에서, 이용된 증기는 과열 증기일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 이용된 증기는 건증기를 포함할 수 있다. 과열 증기를 이용하여 음용 액체를 가열 및/또는 거품을 내는 것은 이에 한정하지 않지만, 커피 기반 음료, 차 기반 음료, 차이 기반 음료, 등을 포함하는 음료의 준비에 습증기를 이용하는 것보다 더 바람직할 수 있다. 일부 실시예에서, 과열 증기를 이용하여 음용 액체를 가열 및/또는 거품 내는 것은 음료의 준비에 습증기를 이용하는 것보다 더 바람직할 수 있다.
예를 들면, 과열 증기를 우유 거품에 사용하면, 거품 우유는 습증기를 통해 우유보다 훨씬 가볍고 크림 같고 달콤하다. 적어도 습증기는 증발되지 않은 물을 포함하기 때문에, 습증기의 사용은 증기되거나 및/또는 거품 낸 우유를 희석하고 무게(또는 밀도)를 증가시킨다. 또한, 습증기는 우유에 열 에너지를 전달할 때 건조 증기 및/또는 과열 증기보다 더 응축된다. 따라서, 습증기보다 덜 응축하는 건조 증기 및/또는 과열 증기로 거품을 낸 우유에 비해, 습증기로 거품을 낸 우유는 더욱 물에 희석된다.
따라서, 과열 증기로 거품을 낸 우유의 무게 또는 밀도는 습증기로 거품낸 우유에 비해 더 가볍다. 또한, 과열 증기는 거품 낸 우유를 희석시키지 않기 때문에, 과열 증기로 거품 낸 우유는 습증기로 거품 낸 우유보다 더욱 크리미하다. 크리미한 외관은 크림 같은 시각적인 외관과 크림 같은 시음 경험뿐만 아니라, 더 크리미한 느낌이 포함된다. 또한, 과열 증기로 거품 낸 우유는 습증기로 거품 낸 우유보다 더 달콤하다. 과열 증기는 습증기에 비해 우유 내 당분을 더 많이 방출할 수 있다.
따라서, 적어도 일부 실시예에서, 저지방 함량의 우유는 과열 증기로 거품 낼 수 있고, 더욱 높은 지방 함량의 거품 낸 우유의 시음, 시각적 외관, 및 "입맛"을 제공할 수 있다. 예를 들면, 라떼는 과열 증기로 거품 낸 탈지 우유를 준비할 수 있으며, 모든 의도 및 목적을 위해, 증기 낸 우유 및/또는 거품 낸 1 % 우유로 준비된 라떼를 마시는 경험을 소비자에게 제공할 수 있다. 유사하게, 차이 기반의 음료는 과열 증기로 2 %의 거품 낸 우유가 준비될 수 있으며, 모든 의도와 목적을 위해, 소비자는 증기 내거나 및/또는 거품 낸 모든 우유로 준비된 차이 기반 음료를 마시는 경험이 제공될 수 있다. 또 다른 예시로, 과열 증기로 거품 낸 1 % 우유로 준비한 카푸치노는 소비자가, 모든 의도와 목적을 위해, 증기 내거나 및/또는 거품 낸 2 % 우유로 준비된 카푸치노를 마시는 경험이 제공될 수 있다.
본원에 논의된 조립체, 시스템, 및 에스프레소 머신의 다양한 실시예는 커피 기반 음료를 준비하기 위해 추출된 에스프레소와 결합된 음용 음료를 가열하거나 및/또는 거품을 내기 위해 적어도 과열 증기 및/또는 건증기를 발생할 수 있다. 또한, 커피 기반 음료를 준비하고 및/또는 본원에 논의된 에스프레소 머신을 이용하는 다양한 방법은 적어도 과열 증기 및/또는 건증기를 이용할 수 있다.
에스프레소 기반 드링크의 준비에서의 과열 및/또는 건증기를 이용하는 이점에 더해, 에스프레소 샷의 맛 프로파일은 매우 중요할 수 있다. 에스프레소 샷의 맛 프로파일은 에스프레소 머신, 커피 분말, 및 샷 생산에 사용된 추출 공정과 연관된 많은 요인에 따른다. 그러한 요인들은 분말 커피 콩의 거침 정도, 분말을 통해 주입되는 물의 온도, 압력, 및 부피뿐만 아니라, 물이 분말과의 접촉과 분말 위의 물의 분배에 대한 시간을 포함한다. 분말을 통해 가열 가압된 물을 가하기 전에, 분말을 천천히 그리고 완전히 미리 적시는 것은 샷의 맛 프로파일의 품질 및 복합성을 매우 증가시킬 수 있다. 에스프레소를 만드는데 사용된 커피 콩은 이산화탄소 및 에스프레소 샷의 풍미 프로파일에 영향을 미칠 수 있는 다른 가스를 함유할 수 있다. 이러한 가스 중 일부는 로스팅 공정 중 콩에 의해 획득될 수 있다. 모든 커피 콩은 콩을 갈기 전에 로스팅되며 에스프레소를 추출하고 분쇄된 콩으로 다른 커피 드링크를 준비한다. 콩을 가열하는 것을 포함하는, 로스팅 공정은 커피와 연관된 특징적인 풍미의 일부를 생산하는데 요구된다. 로스팅 공정 중에 이산화탄소가 커피 콩의 셀 구조 내에 형성될 수 있다.
에스프레소를 추출하기 전에, 물로 커피 분말을 천천히 그리고 완전히 미리 적시는 것은 분말 커피 콩으로부터 이산화탄소의 방출을 허용할 수 있다. 분말 커피 콩으로부터 이산화탄소의 적어도 일부가 방출될 때, 또는 가스 배출될 때, 바리스타는 그렇지 않은 경우보다 훨씬 더 미세하게 콩을 분쇄할 수 있다. 더 미세한 분말 커피의 표면적의 증가되고 더 많은 커피 오일이 이후 추출되어, 입안의 느낌을 증가시키고 에스프레소의 쓴맛이 감소하기 때문에, 전 압력 추출 공정 이전에 커피 분말이 완전히 미리 적셔진 경우, 많은 개인들이 에스프레소의 더 많고 복합적인 맛 프로파일을 경험한다.
에스프레소의 하나 이상의 샷을 추출하는 것은 복수의 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 에스프레소의 샷을 추출하는 것은 적어도 예비-추출 단계와 추출 단계를 포함할 수 있다. 커피 분말로 제공된 물의 유동 속도는 추출 공정에 포함된 단계 각각 동안 제어되고, 조절되며, 및/또는 변경될 수 있다. 2013년 8월 30일에 제출된 "SYSTEM, METHOD, AND APPARATUS FOR REGULATING FLOW RATE IN AN ESPRESSO MACHINE" 명칭의 미국 특허 출원 번호 14/015,823은 그 전체가 참조로 본원에 포함되며, 복수의 단계의 에스프레소 추출 공정 중 물의 유동 속도를 제어하고, 조절하며, 변경하는 다양한 실시예를 설명한다. 또한, 2014년 12월 23일에 제출된, "SYSTEM, METHOD, AND APPARATUS FOR REGULATING FLOW RATE IN AN ESPRESSO MACHINE" 명칭의 미국 특허 출원 번호 14/580,665은 그 전체가 참조로 본원에 포함되고, 복수의 단계의 에스프레소 추출 공정 중 물의 유동 속도를 제어하고, 조절하며, 변경하는 다양한 실시예를 설명한다.
에스프레소 머신
도 1은 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하고 과열 증기를 발생하는 펌프 구동식 에스프레소 머신(100)의 하나의 실시예의 사시도를 나타낸다. 적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(100)은 건증기를 발생할 수 있다. 도 1의 에스프레소 머신(100)은 이에 한정하지 않지만, 도 2의 에스프레소 머신(200) 또는 도 6의 에스프레소 머신(600)을 포함하는, 본원에 설명된 다양한 실시예의 유사한 특성, 구성요소, 및/또는 기능성을 포함할 수 있다.
도 1에서, 에스프레소 머신(100)은 증기 막대(102)를 가진 것으로 도시되며, 에스프레소 머신(100)은 증기 막대(102)의 원위 단부에 배치된 적어도 하나의 증기 구멍(도시되지 않음)을 통해 가압된 증기를 전달할 수 있다. 증기 막대(102)는 적어도 하나의 증기 구멍을 통해 발생된 과열 및/또는 건증기를 전달할 수 있다. 일부 다양한 실시예에서, 하나 이상의 증기 구멍을 포함하는, 증기 막대(102)의 원위 단부의 적어도 일부는 이에 한정하지 않지만, 유제품 기반 우유, 콩 기반 우유, 쌀 기반 우유, 아몬드 기반 우유 등을 포함하는 일정량의 음용 액체로 잠길 수 있다. 일정량의 음용 액체는 스티밍 컵(steaming cup)(도시되지 않음)에 의해 수용될 수 있다.
하나 이상의 증기 구멍을 통해 일정량의 음용 액체에 전달된 과열 증기 및/또는 건증기는 라떼 또는 카푸치노와 같은 에스프레소 기반 음료를 준비하는데 사용되는 증기, 거품 및/또는 가열된 음용 액체일 수 있다. 일부 다양한 실시예에서, 증기 막대(102)의 위치는 회전 가능하게 조정 가능할 수 있다.
전반적으로 논의된 것처럼, 증기 막대(102) 및 하나 이상의 증기 구멍을 통한 과열 및/또는 건증기의 유동 속도는 증기 핸들(104)에 의해 제어될 수 있다. 다양한 실시예의 일부에서, 적어도 하나의 증기 구멍을 통한 증기의 유동 속도는 증기의 최대 유동과 그렇지 않은 증기 유동 사이에서 변할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기의 유동 속도는 증기 핸들(104)의 위치에 따를 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(100)의 사용자, 또는 바리스타는 증기 막대(102)와 적어도 하나의 증기 구멍을 통한 증기의 유동 속도를 제어하기 위해 증기 핸들(104)의 위치를 회전시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 에스프레소 머신(100)은 과열 증기 및/또는 건증기를 발생시키는 증기 과열기 조립체(도 1에 도시되지 않음)를 포함한다. 에스프레소 머신(100)은 이에 한정되지 않지만, 도 2-6 각각의 증기 과열기 조립체(250, 300, 400, 500 또는 650)를 포함하는, 본원에 논의된 다양한 실시예 중 적어도 하나와 유사한 증기 과열기 조립체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 에스프레소 머신(100)은 추출 캡 조립체(106)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 가열 가압된 물은 추출 캡 조립체(106)를 통해 커피 분말로 전달된다. 추출 캡 조립체(106)는 적어도 하나의 기글러(giggleur)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 기글러는 구멍, 오리피스, 또는 밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이로부터 가압된 물이 강제로 빠져나간다. 기글러는 커피 분말로 스트림(stream) 또는 스프레이로 일정량의 물을 전달하도록 구성되고 배열될 수 있으며, 노즐 조립체와 유사하다.
포타필터 조립체(110, Portafilter assembly)는 추출 캡 조립체(106)의 하부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 바리스타는 포타필터 핸들(112)에 회전력을 적어도 가함으로써 추출 캡 조립체(106)의 하부에 포타필터 조립체(110)를 결합할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 포타필터 조립체(110)는 커피 분말 바스켓(도시되지 않음)을 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 커피 분말 바스켓은 커피 분말을 수용하는 바스켓 필터일 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 실시예에서, 추출 캡 조립체(106)는 적어도 기글러(도시되지 않음)를 통해 가열 가압된 물을 포타필터 조립체(110)에 포함되고 추출 캡 조립체(106)에 결합된 커피 분말 바스켓에 수용된 커피 분말로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 커피 분말 바스켓은 추출 캡 조립체(106)에 의해 전달된 물의 적어도 일부의 유동을 허용할 수 있지만 커피 분말의 유동은 제한한다.
다양한 실시예의 일부에서, 가열 가압된 물은 추출 캡(106)으로부터 포타필터 조립체(110)로 유동할 수 있으며, 적어도 압력으로 인해, 가열 가압된 물의 적어도 일부는 포타필터 조립체(110) 내에 포함된 커피 분말 바스켓 내에 수용된 커피 분말을 통해 강요 또는 추출될 수 있다. 에스프레소는 바스켓 필터를 통해 추출될 수 있으며 포타필터 조립체(110)의 하부에 배치된 적어도 하나의 포타필터 구멍(도시되지 않음)을 통해 포타필터 조립체(110) 밖으로 유동할 수 있다. 생산된 에스프레소는 드립 트레이(114, drip tray)에 배치된 에스프레소 샷 잔(도시되지 않음)으로 침전될 수 있다.
에스프레소 머신(100)의 일부 실시예는 추출 압력 게이지(118)를 포함할 수 있으며, 이는 에스프레소 머신(100)에 포함된 적어도 하나의 추출 유동 라인(도시되지 않음)의 적어도 하나의 지점에서 가열 가압된 물의 압력을 나타내거나 판독할 수 있다. 일부 실시예에서, 추출 압력 게이지(118)는 포타필터 조립체(110) 내부와 기글러와 커피 분말 사잉의 압력을 나타낼 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 압력 게이지(118)는 아날로그 게이지일 수 있다. 일부 실시예에서, 추출 압력 게이지(118)는 디지털 게이지일 수 있다. 에스프레소 머신(100)은 물 공급기(116)를 포함할 수 있으며, 이는 에스프레소 머신(100)에 물을 공급한다. 물 공급기(116)로부터의 물은 에스프레소 머신(100)에 의해 가열되고 가압될 수 있으며 에스프레소 및/또는 증기를 생산하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 물 공급기(116)는 물 필터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 에스프레소 머신(100)은 추출 핸들(108)을 포함할 수 있다. 추출 핸들(108)은 에스프레소 추출 공정을 제어하도록 이용될 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 에스프레소 추출 공정은 예비-추출 단계 및 추출 단계의 적어도 두 단계를 포함할 수 있다. 상기 두 단계는 별개 및/또는 독립 단계일 수 있다. 상기 두 단계는 추출 단계 이전에 예비-추출 단계가 발생하는, 시간 순서화된 단계일 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 추출 핸들(108)은 에스프레소 추출 공정을 개시하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예들 중 일부에서, 추출 핸들(108)은 추출 공정의 예비-추출 단계를 개시하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예 중 일부에서, 추출 공정(108)은 예비-추출 단계에서 추출 단계로 에스프레소 추출 공정을 전이 시키는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 추출 핸들(108)은 추출 단계를 적어도 종료하는 것을 포함하여, 에스프레소 추출 공정을 종료시키는데 사용될 수 있다.
에스프레소 머신(100)은 프로세서(processor) 또는 프로세서 장치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서 장치는 에스프레소 추출 공정의 적어도 일부를 적어도 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서 장치는 에스프레소 추출 공정 동안 유동 속도를 조정하거나 제어할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 프로세서 장치는 에스프레소 머신(100)에 포함된, 예컨대 이에 한정하지 않지만, 비례 밸브와 같은 적어도 하나의 밸브를 제어 또는 조정할 수 있다. 상기 밸브는 증기 막대(102)를 통한 과열 증기의 유동 속도를 조절하도록 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 에스프레소 머신(100)은 하나 이상의 유량계(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 유량계는 하나 이상의 추출 그룹을 통해 물의 유동 속도를 측정할 수 있다. 하나 이상의 유량계는 에스프레소 추출 공정의 적어도 일부 동안 유동하는 일정량의 물의 측정을 가능하게 할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예와 일치하고 과열 증기의 발생을 가능하게 할 수 있는 증기 과열기 조립체(250)를 포함하는 펌프 구동식 에스프레소 머신(200)의 하나의 실시예의 개략도를 나타낸다.
다양한 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 동력 공급기(222)를 포함할 수 있다. 헤쉬(hashed) 연결로 도시된 것처럼, 동력 공급기(222)는, 예컨대, 추출 가열 소스(source)(224), 증기 가열 소스(228), 추출 유동 속도 조립체를 위한 제어(208), 및 펌프(226)와 같은, 에스프레소 머신(200)의 다양한 구성요소 및/또는 조립체를 작동하는데 필요한 전기 동력의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 동력 공급기(222)는 추출 유동 속도 제어 조립체(236), 증기 유동 속도 조절 조립체(238), 및 증기 발생 및 속도 조절 조립체를 위한 제어(204) 중 적어도 하나로 적어도 전기 동력을 제공할 수 있다. 도 2의 문맥에서, 헤쉬 연결선은 구성요소들의 적어도 전기 연결 및/또는 전기 통신을 나타내는데 사용된다. 전기 연결은 다양한 구성요소의 제어 또는 작동을 가능하게 할 수 있는 전기 동력 및/또는 전기 신호를 분배하는 능력을 포함할 수 있다. 또한 도 2의 맥락에서, 방향성 연결선은 적어도 구성요소의 유체 및/또는 압력 통신을 설명하기 위해 사용된다.
일부 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 물 공급기(216)를 포함할 수 있다. 물 공급기(216)는 펌프(226)를 통해 물을 공급할 수 있다. 일부 실시예에서, 펌프(226)는 추출 탱크(230)로 물 공급기(216)에 의해 공급된 물의 적어도 일부를 펌핑할 수 있으며, 상기 펌핑된 물은 가열, 가압되고, 에스프레소의 추출에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 펌프(226)는 증기 탱크(234)로 물을 펌핑할 수 있으며, 펌핑된 물은 일부 커피 기반 드링크의 준비에 이용된 과열 증기를 발생하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 물 공급기(216)는 적어도 물 필터를 포함할 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 추출 탱크(230) 및 증기 탱크(234)는 개별 및/또는 독립된 물 공급기로부터 및/또는 개별 펌프로부터 공급될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 탱크(230) 및 증기 탱크(234)는 동일한 물 공급기 및/또는 동일한 펌프로부터 물이 공급될 수 있다.
일부 실시예에서, 펌프(226)는 추출 탱크(230)에 저장된 물을 가압하는데 필요한 압력의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 펌프가 에스프레소 머신(200)에 포함될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 펌프는 추출 탱크(230)에 저장된 물을 가압하는데 전용될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 펌프는 증기 탱크(234)에 저장된 물을 가압하는데 전용될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 추출 가열 발생기(224)를 포함할 수 있다. 추출 가열 소스(224)는 물 공급기(216)에 의해 공급된 물을 가열하는데 필요한 가열 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 추출 가열 소스(224)에 의해 가열된 물의 적어도 일부는 추출 탱크(230) 내에 저장될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 가열 소스(224)는 추출 탱크(230)에 배치될 수 있다. 다양한 실시예의 일부에서, 추출 가열 소스(224)는 저항성 코일 또는 다른 타입의 가열 요소와 같은 저항성 요소를 포함할 수 있다.
에스프레소 머신(200)의 일부 실시예는 증기 가열 소스(228)를 포함할 수 있다. 증기 가열 소스(228)는 증기 탱크(234) 내에 증기를 생성하는데 필요한 열 에너지의 적어도 일부를 제공할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 가열 소스(228)는 증기 탱크(234) 내에 배치될 수 있다. 다양한 실시예 중 일부에서, 증기 가열 소스(228)는 저항성 코일 또는 다른 타입의 저항성 요소와 같은 저항성 요소를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 습기는 증기 가열 소스(228)로부터 증기 탱크(234) 내의 가압된 물로 열 에너지의 전달을 통해 증기 탱크(234) 내에 발생될 수 있다. 증기 탱크(234) 내의 습증기의 발생은 증기 탱크(234) 내의 압력을 증가시킬 수 있다. 증기 탱크(234) 내에 습증기를 발생시키는 것은 증기 탱크(234) 내에 저장된 물 분자의 부분적인 증발을 포함할 수 있다.
증기 탱크(234)에서 발생된 습증기는 증기 과열기 조립체(250)로 유동할 수 있다. 증기 과열기 조립체(250)는 제공된 과열 증기를 발생하기 위해 제공된 습증기를 사용한다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 과열기 조립체(250) 내의 습증기로부터 발생된 증기의 적어도 일부는 건증기일 수 있다. 증기 과열기 조립체의 다양한 실시예가 전체적으로 논의된다. 예를 들면, 증기 과열기 조립체의 다양한 실시예가 도 3-5b와 관련하여 설명되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 간략하게, 증기 과열기 조립체(250)는 습증기에 열을 전달하여 증기 탱크(234)에서 발생된 습증기의 증발을 완료하여 건증기를 발생할 수 있다. 또한, 증기 과열기 조립체(250)는 과열 증기를 발생시키기 위해 증기 과열기 조립체(250) 내의 압력에서 액체/증기 경계 너머로 온도를 증가시키기 위해 추가의 열을 건증기에 전달할 수 있다.
따라서, 증기 과열기 조립체는 증기 과열기 조립체(250)의 증기 유입구를 통해 습증기가 제공되고 증기 과열기 조립체(250)의 증기 출력부를 통해 과열 증기를 제공 또는 배출한다. 증기 과열기 조립체(250)의 증기 출력부를 통해 출력된 증기의 적어도 일부는 건조 증기일 수 있다.
증기 과열기 조립체(250)를 통해 발생된 과열 및/또는 건증기는 증기 출력부(202)를 통해 에스프레소 머신(200) 밖으로 흐른다. 예를 들면, 증기 출력부(202)는 도 1의 에스프레소 머신(100)의 증기 막대(102)에 포함될 수 있다. 증기 출력부(202)는 증기 막대(102)에 하나 이상의 증기 구멍을 포함할 수 있다. 증기 출력부(202)를 통해 출력된 과열 증기 및/또는 건증기는 이에 한정하지 않지만, 커피 기반 음료, 차 기반 음료, 차이 기반 음료 등과 같은 하나 이상의 음료의 준비를 위해 음용 액체를 가열, 증기를 내거나, 및/또는 거품을 내는데 이용될 수 있다.
습증기가 증기 과열기 조립체(250)로 유동하는 유동 속도는 증기 유동 속도 조절 조립체(238)를 통해 조절될 수 있다. 증기 유동 속도 조절 조립체는 또한 증기 출력부(202)를 통해 에스프레소 머신(200)의 과열 증기 및/도는 건증기의 유동 속도를 조절한다. 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 이에 한정하지 않지만 비례 밸브와 같은 밸브를 포함할 수 있다. 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204)를 통해 제어될 수 있다. 예를 들면, 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204)는 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100)의 증기 핸들(104)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204)는 발생된 과열 증기의 온도를 제어할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204)는 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU) 등과 같은 프로세서 장치일 수 있다. 제어기는 이에 한정하지 않지만, 특수 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등과 같은 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204)는 하나 이상의 열전대를 포함할 수 있다.
증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 탱크(234)로부터의 습증기의 유동 속도를 조절할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 탱크(234)의 하류에 위치할 수 있다. 증기 과열기 조립체(250)는 증기 탱크(234)의 하류에 위치할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 과열기 조립체(250)의 상류에 위치 할 수 있다. 따라서, 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 탱크(234)와 증기 과열기 조립체(250) 중간에 위치되거나 배치될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 유동 속도 조절 조립체(238)는 증기 과열기 조립체(250)로부터 하류에 위치되거나 배치될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 하나 이상의 증기 압력 및 온도 게이지(252)를 포함할 수 있다. 증기 압력 및 온도 게이지(252)는 증기 탱크(234)와 증기 출력부(202) 사이의 적어도 하나의 지점의 압력의 표시를 제공할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 압력 및 온도 게이지(252)는 증기 출력부(202)에 의해 과열 증기 출력부의 온도의 표시를 제공할 수 있다.
적어도 일부 실시 예에서, 추출 탱크(230)는 가열 및 가압된 물을 저장할 수 있다. 에스프레소 추출 공정의 적어도 일부 동안, 추출 탱크(230) 내에 저장된 가열 가압된 물의 적어도 일부는 추출 탱크(230)로부터 커피 분말 하우징(220)에 수용된 커피 분말로 하류로 유동하고 이후 에스프레소 출력부(240)로 유동할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 가열 가압된 물의 적어도 일부는 커피 분말 하우징(220)에 도달하기 전에 하류의 기글러(225)를 통해 유동할 수 있다. 일부 실시예에서, 기글러(225)는 적어도 구멍 또는 오리피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기글러(225)는 노즐 및/또는 밸브를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기글러(225)에 포함된 구멍 또는 오리피스의 직경은 0.5 mm 내지 1.0 mm와 같은 범위 일 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 구멍 또는 오리피스의 직경은 약 0.7 mm 일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 기글러(225)는 적어도 포함된 구멍 또는 오리피스의 피처 크기(feature size)에 의해 특징지어 질 수 있다.
다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 커피 분말 하우징(220)은 도 1의 포타필터 조립체(110)와 같은, 포타필터 조립체에 포함될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 증기 탱크(234)는 가압된 증기를 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 증기 탱크(234) 내에 저장된 증기의 적어도 일부는 증기 탱크(234)에서 증기 출력부(202)로 유동할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 하나 이상의 추출 압력 및 온도 게이지(218)를 포함할 수 있다. 추출 압력 및 온도 게이지(218)는 펌프(226)와 커피 분말 하우징(220) 사이의 적어도 한 지점의 압력을 나타낼 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 압력 게이지는 기글러(225)의 하류와 커피 분말의 상류의 압력을 나타낼 수 있다. 추출 압력 및 온도 게이지(218)는 펌프(226)와 커피 분말 하우징(220) 사이의 적어도 한 지점의 온도를 나타낼 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 증기 탱크 압력 게이지(232)를 포함할 수 있다. 증기 압력 게이지(232)는 펌프(226)와 증기 출력부(202) 사이의 적어도 한 지점에서의 압력을 나타낼 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 압력 게이지(232)는 아날로그 게이지(analog gauge)일 수 있다. 일부 실시예에서, 증기 압력 게이지(232)는 디지털 게이지(digital gauge)일 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 머신(200)은 추출 유동 속도 조절 조립체(236)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 추출 탱크(236)의 상류에 있을 수 있다. 에스프레소 추출 공정의 적어도 일부분 동안, 물은 펌프(226)로부터 추출 탱크(230)에 도달하기 전에 추출 유동 속도 조절 조립체(236)를 통해 유동할 수 있다. 적어도 하나의 대안 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 추출 탱크(235)의 하류에 있을 수 있지만, 기글러(225)의 상류에 있을 수 있다.
다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 에스프레소 추출 공정의 적어도 일부분 동안, 커피 분말 하우징(220)에 도달하는 가열 가압된 물의 유동 속도를 조절하거나, 또는 제한할 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 기글러(225)는 에스프레소 추출 공정 중 적어도 일부분 동안, 커피 분말 하우징(220)에 도달하는 가열 가압된 물의 유동 속도를 조절하거나, 또는 제한할 수 있다.
커피 분말 하우징(220)에서, 유동 속도 조절된 물은 하우징 안에 수용된 커피 분말에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 커피 분말로 전달된 유동 조절된 물의 적어도 일부는 커피 분말을 예비로 적실 수 있다. 커피 분말로 전달된 유동 조절된 물의 적어도 일부는 에스프레소를 생산하기 위해 예비로 적셔진 커피 분말을 통과하여 추출될 수 있다. 일부 실시예에서, 추출된 에스프레소의 적어도 일부는 에스프레소 출력부(240)를 통해 에스프레소 머신(200)에서 나갈 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 에스프레소 출력부(240)는 도 1의 맥락에서 논의된 포타필터 구멍과 같은, 적어도 포타필터 구멍을 포함할 수 있다. 생산된 에스프레소는 포타필터 구멍을 통해 에스프레소 머신(100)으로부터 유동할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 커피 분말 하우징(220)으로 유동하는 가열 가압된 물의 유동 속도를 조정 가능하게 조절할 수 있다. 추출 유동 속도 조절 조립체(236)의 다양한 실시예는 도 3-6에 대해 더욱 자세하게 설명된다. 그러나, 간단하게 설명하면, 적어도 하나의 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 적어도 하나의 유동 경로를 포함할 수 있으며, 추출 유동 속도 조절 조립체(236) 내외로 유동하는 물의 유동 속도는 조절되거나, 조정되거나, 또는 달리 제어될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236) 내외로의 물의 유동 속도를 조절하거나, 조정하거나, 또는 달리 제어하는 것은 에스프레소 추출 공정 중 커피 분말로 전달된 물의 추출 유동 속도를 조절하거나, 조정하거나, 또는 달리 제어할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236) 내외로의 물의 유동 속도를 조절하거나, 조정하거나, 또는 달리 제어하는 것은 에스프레소 추출 공정 중 커피 분말로 전달된 물의 압력을 조절하거나, 조정하거나, 또는 달리 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)는 복수의 유동 경로를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 유동 경로에서의 각각의 개별 유동 경로에 대해, 가압된 물의 유동 속도가 조절되거나, 조정되거나, 또는 달리 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 유동 경로는 개별 유동 경로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 유동 경로는 개별 유동 경로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예 중 적어도 하나에서, 복수의 유동 경로 중 적어도 일부는 평행한 유동 경로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 독립된 유동 경로는 횡방향 및 종방향 크기 및/또는 형태 모두에서 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 독립된 유동 경로는 횡방향 직경 또는 횡방향 단면적이 변할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추출 유동 속도 조절 조립체(236)를 통한 유동 속도는 복수의 유동 경로의 각각의 개별 유동 속도의 적어도 일부분의 합계를 포함할 수 있다.
증기 과열기 조립체
도 3은 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(300)의 분해도를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(300)는 과열 증기 및/또는 건증기를 발생하기 위해 본원에 논의된 다양한 실시예 중 어느 하나에 이용될 수 있다. 예를 들면, 증기 과열기 조립체(300)의 다양한 실시예는, 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100), 도 2의 에스프레소 머신(200), 또는 도 6의 에스프레소 머신(600)을 포함하는, 본원에 논의된 에스프레소 머신 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 증기 과열기 조립체(300)는, 이에 한정하지 않지만 도 7a의 공정(700) 또는 도 7b의 공정(750)을 포함하는, 과열 증기 및/또는 건증기를 발생하기 위해 본원에 논의된 다양한 공정 실시예 중 어느 하나에서 이용될 수 있다.
증기 과열기 조립체(300)는 과열기 바디(310), 가열 요소(320), 및 하나 이상의 나선형 부재(300)를 포함할 수 있다. 과열기 바디(310)는 실질적으로 튜브형 바디일 수 있다. 일부 실시예에서, 과열기 바디(310)는 종방향 축을 포함하는 실질적으로 실린더형 쉘(shell)일 수 있다. 튜브형 바디 또는 실린더형 쉘은 과열기 바디(310)의 내부 공동을 형성한다. 과열기 바디는 튜브 또는 실린더형 쉘의 제1 종방향 단부 상의 제1 플랜지(316)와 튜브 또는 실린더형 쉘의 제2 종방향 단부 상의 제2 플랜지(318)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 과열기 바디(310)의 제1 및 제2 종방향 단부는 적어도 가열 요소(330) 및 나선형 부재(330)를 수용하기 위한 개방 단부일 수 있다. 과열기 바디(310)는 과열기 바디(310)의 제1 및 제2 종방향 단부 사이에서 연장되는 종방향 축을 포함할 수 있다.
과열기 바디(310)의 종방향 길이는 과열기 바디(310)의 제1 및 제2 종방향 단부 사이의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 과열기 바디(310)의 종방향 길이는 대략 4 인치(inch)일 수 있다. 다른 실시예는 그렇게 제약받지 않으며, 종방향 길이는 이에 한정하지 않지만, 발생된 과열 증기의 원하는 유동 속도, 압력, 온도 등과 같은 요소들에 기반한 임의의 길이일 수 있다. 과열기 바디(310)의 직경은 대략 0.75 인치일 수 있다. 그러나, 다른 실시예는 그렇게 제약받지 않으며, 직경은 이에 한정하지 않지만 발생된 과열 증기의 원하는 유동 속도, 압력, 온도 등과 같은 요소들에 기반한 임의의 직경일 수 있다. 다양한 실시예에서, 실린더형 쉘 또는 튜브의 과열기 바디(310)의 두께는 대략 0.1 인치 내지 0.2 인치 사이일 수 있다. 그러나, 다른 실시예는 그렇게 제약받지 않으며, 두께는 이에 한정하지 않지만 발생된 과열 증기의 원하는 유동 속도, 압력, 온도 등과 같은 요소에 기반한 과열기 바디(310)의 직경의 절반 이상의 임의의 두께일 수 있다.
과열기 바디(310)는 이에 한정하지 않지만 금속을 포함하는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 재료는 증기 과열기 조립체(300) 밖으로의 열 전달을 감소시키기 위해 선택될 수 있다. 상기 재료의 선택은 이에 한정하지 않지만, 발생된 과열 증기의 원하는 유동 속도, 압력, 온도 등과 같은 요소에 기반할 수 있다. 과열기 바디(310)의 횡단면의 형태(및 내부 공동)는 일부 실시예에서 원형이며, 다른 실시예가 그렇게 제약받지 않으며, 과열기 바디(310)의 단면 형태 및 상응하는 내부 공동은, 이에 한정하지 않지만, 타원, 직사각형, 정사각형, 삼각형 등을 포함하는, 임의의 형태를 취할 수 있다.
과열기 바디(310)는 증기 입력부(312) 또는 입력부 포트 및 증기 출력부(314) 또는 출력부 포트(312)를 포함한다. 일부 실시예에서, 증기 입력부(312)와 증기 출력부(314)는 과열기 바디(310)의 측면에 위치하므로, 증기 입력부(312)/출력부(314) 각각은 과열기 바디(310)의 제1 및 제2 종방향 단부 각각에 대해 실질적으로 직교한다. 일부 실시예에서, 증기 입력부(312)는 과열기 바디(310)의 제2 종방향 단부보다 과열기 바디(310)의 제1 종방향 단부에 더 가깝다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 입력부(312)는 과열기 바디(310)의 제1 종방향 단부에 실질적으로 인접한다. 일부 실시예에서, 증기 출력부(314)는 과열기 바디(310)의 제1 종방향 단부보다 과열기 바디(310)의 제2 종방향 단부에 더 가깝다. 적어도 하나의 실시예에서, 증기 출력부(314)는 과열기 바디(310)의 제2 종방향 단부에 실질적으로 인접하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 증기 입력부(312)와 증기 출력부(314)는 과열기 바디(310)의 측면에 실질적으로 정렬된다.
가열 요소(320)는 실질적으로 막대형 가열 요소일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가열 요소(320)의 형태는 과열기 바디(310)의 형태에 실질적으로 맞출 수 있다. 따라서, 가열 요소의 횡단면은 이에 한정하지 않지만, 원형, 타원형, 사각형, 직사각형, 삼각형 등을 포함하는 실질적으로 임의의 형태를 취할 수 있다. 가열 요소(320)가 과열기 바디(310)의 내부 공동 내에 위치하거나 또는 배치되기 때문에, 가열 요소(320)의 종방향 길이는 과열기 바디(310)의 종방향 길이에 가깝거나 약간 작을 수 있다. 유사하게, 가열 요소(320)의 횡단면 면적은 과열기 바디(310)의 내부 공동의 횡단면 면적보다 작을 수 있다.
가열 요소(320)는 전자 장치를 수용할 수 있는 베이스(324)를 포함한다. 가열 요소(320)의 적어도 막대형 부분은 열에너지를 발생할 수 있다. 다양한 실시예에서, 가열 요소(320)의 막대형 부분은 전기 저항을 통해 열이 발생되는 저항성 가열기를 포함할 수 있다. 가열 요소(320)는 가열 요소(320)로 전기 신호를 전달하기 위한 하나 이상의 케이블을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 케이블(322)은 가열 요소에 전기 동력을 제공할 수 있다. 도 3에 도시되지 않았지만, 다양한 실시예에서, 이에 한정하지 않지만 증기 과열기 조립체(300)와 같은 증기 과열기 조립체는 가열 요소(320)의 온도, 과열기 조립체(300) 내의 증기의 온도, 또는 과열기 바디(310)의 내부 공동 내의 온도를 결정하기 위해 이용되는 하나 이상의 열전대를 포함할 수 있다. 하나 이상의 케이블(322)은 하나 이상의 열전대로 동력을 제공하거나 및/또는 열전대로부터 신호를 전송할 수 있다.
나선형 부재(330)는 복수의 나선형 코일 또는 권선을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 나선형 부재(330)는 코일 스프링일 수 있다. 그러나, 다른 실시예는 그렇게 제약받지 않으며, 나선형 부재(330)는 실질적으로 탄성적으로 변형가능하지 않다. 다양한 실시예에서 코일의 종방향 길이, 더불어, 수, 피치, 및 반경은 이에 한정하지 않지만, 발생된 과열된 증기의 원하는 유동 속도, 압력, 온도 등과 같은 요소들에 기반하여 변할 수 있다.
도 3의 분해도에 도시된 것처럼, 가열 요소(320) 및 나선형 부재(330)는 과열기 바디(310)의 내부 공동 내에 위치되거나 또는 배치된다. 다양한 실시예에서, 과열기 바디(310), 나선형 부재(330), 및 막대형 가열 요소(320)는 동심으로 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 나선형 부재(330)의 코일은 과열기 바디(310)의 측방향 내부 표면과 가열 요소(320)의 측방향 표면 방사상으로 중간에 있다.
증기 과열기 조립체(300)는 제1 단부 캡(302)과 제2 단부 캡(304)을 포함할 수 있다. 제1 단부 캡(302)은 과열기 바디(310)의 제1 종방향 단부에 맞추고 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 단부 캡(302)은 과열기 바디(310)의 제1 플랜지(316)에 맞추거나 및/또는 결합될 수 있다. 마찬가지로, 제2 단부 캡(304)은 과열기 바디(310)의 제2 종방향 단부에 맞추고 결합할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 단부 캡(304)은 과열기 바디(310)의 제2 플랜지(318)에 맞추거나 및/또는 결합될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제1 및 제2 단부 캡(302, 304)은 상응하는 과열기 바디(310)의 제1 / 제2 종방향 단부에 결합되고, 증기 과열기 조립체(300)는 증기 입력부(312) 및 증기 출력부(314)를 제외하고는 본질적으로 폐쇄된 용기이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 증기 입력부(312) 및 증기 출력부(314)는 과열기 바디(310)의 측면에 실질적으로 직교하는 연장부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 습증기는 증기 입력부(312)를 통해 과열기 바디(310)의 내부 공동으로 들어간다. 전체적으로 논의된 것처럼, 과열기 바디(310)의 내부 공동 내에서, 가열 요소(320)는 습증기를 완전히 증발시키거나 및/또는 가열하여 과열기 바디(310)의 내부 공동 내에 과열 증기 및/또는 건증기를 발생한다. 발생된 과열 증기 및/또는 건증기는 증기 출력부(314)를 통해 과열기 바디(310)를 나간다.
도 4a는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(400)의 다른 실시예를 나타낸다. 도면은 도 4a의 증기 과열기 조립체(400)의 종방향 단면도를 나타낸다. 도 4c는 도 4a의 증기 과열기 조립체(400)의 횡단면도를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(400)는 이에 한정하지 않지만, 도 2의 증기 과열기 조립체(250) 도는 도 3의 증기 과열기 조립체(300)를 포함하는, 본원에 논의된 다양한 실시예 중 어느 하나의 유사한 특징, 구성요소, 또는 기능을 포함할 수 있다. 증기 과열기 조립체(400)는 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100), 도 2의 에스프레소 머신(200), 또는 도 6의 에스프레소 머신(600)을 포함하는, 본원에 논의된 에스프레소 머신의 실시예 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 증기 과열기 조립체(400)는 이에 한정하지 않지만, 도 7a의 공정(700) 또는 도 7b의 공정(750)을 포함하는, 과열 증기 및/또는 건증기를 발생하기 위해 본원에 논의된 다양한 공정 실시예 중 하나에 이용될 수 있다.
도 3의 증기 과열기 조립체(300)와 유사하게, 도 4a-4c의 증기 과열기 조립체(400)는 과열기 바디(410), 가열 요소(420), 및 나선형 부재(430)를 포함한다. 도 4a에 도시된 도면은 부분적으로 투명한 도면이며, 과열 바디(410)는 부분적으로 투명하고 가열 요소(420) 및 나선형 부재(420)는 과열기 바디(410)의 내부 공간 내에 도시된다.
도 3의 과열기 바디(310)와 유사하게, 과열기 바디(410)는 제1 플랜지(416), 제2 플랜지(418), 증기 입력부(412), 및 증기 출력부(414)를 포함한다. 증기 입력부(412) 및 증기 출력부(414)는 과열기 바디(410)의 측면에 실질적으로 직교하는 연장부를 포함한다. 도 3의 증기 입력부/출력부(312/314)에 반해서, 증기 과열기 조립체(400)의 증기 입력부/출력부(412/414)의 연장부는 과열기 바디(310)의 측면 상에 실질적으로 반대-정렬된다. 따라서, 증기 입력부/출력부(412/414)의 연장부는 증기 과열기 조립체(400)의 종방향 축에 실질적으로 각각 직교하는 실질적으로 대향 방향 및/또는 반대-정렬된 방향으로 지향된다.
증기 과열기 조립체(400)는 제1 및 제2 플랜지(416, 418) 각각과 맞추기 위한 제1 단부 캡(402) 및 제2 단부 캡(404)을 포함한다. 가열 요소(420)는 적어도 하나 또는 아날로그 및/또는 디지털 정보를 인코딩할 수 있는 하나 이상의 전기 신호 중 하나로서, 전기 동력을 전송할 수 있는 베이스(424) 및 하나 이상의 케이블(422)을 포함한다.
도 4b의 종방향 단면도는 가열 부재(420)의 막대형 부분 주위에 감겨진 나선형 부재(430)의 코일을 나타낸다. 코일은 가열 요소 주위에 감겨지고 증기 과열기 조립체(400)의 종방향으로 연장된다. 과열기 바디(410), 나선형 부재(430), 및 가열 요소(420)는 동심원 배치로 배열되고 공동 축으로서 증기 과열기 조립체(400)의 종방향 축과 공유한다.
적어도 도 4b는 증기 입력부(412)를 통해 과열기 바디(410)의 공동으로 들어가는 습증기과 증기 출력부(414)를 통해 증기 과열기 조립체(400)를 나가는 과열 증기를 나타낸다. 도 4b는 과열기 바디(410), 나선형 부재(430), 및 가열 요소가 증기 입력부(412)와 증기 출력부(414) 사이의 나선형 유동 경로를 형성하는 동심원 배치를 나타낸다. 증기 입력부(412)로부터 증기 출력부(414)로의 증기 유동의 일반적인 방향은 일반적으로 종방향을 따른다. 그러나, 증기 입력부(412)로 들어가는 습증기는 일반적으로 나선형 코일 경로를 통해 이동한다.
과열기 바디(410)의 내부 공동으로 들어가는 습증기는 가열 요소(420)의 표면으로 직접 노출된다. 따라서, 가열 요소(410)로부터 습증기로 열전달의 효과는 상당히 증가된다. 더욱이, 습증기가 증기 입력부(412)로부터 유동하고 증기 출력부(414)를 향해 유동하기 때문에, 습증기는 실질적으로 가열 요소(420), 나선형 부재(430)의 코일, 및 과열기 바디(410)의 내부 표면의 동심원 배열을 통해 형성된 나선형 유동 경로를 따라 유동한다. 증기 입력부(412)와 증기 출력부(414) 사이의 증기 유동 경로의 나선형 본질로 인해, 유동 경로의 길이는 증기 입력부(412)와 증기 출력부(414) 사이의 종방향 거리보다 상당히 더 길다. 따라서, 가열 요소(420)로부터 습증기로 전달된 열에너지의 총량은 가열 요소(420)로의 증기의 직접적인 노출과 증기 유동 경로의 상당히 증가한 길이로 인해 상당히 증가된다. 따라서, 습증기의 증발은 과열기 바디(410)의 내부 공동을 통한 증기의 유동 동안 완료되고 증기는 건증기로 변환된다. 더욱이, 건증기는 더욱 가열되어 과열 증기가 발생된다. 과열된 증기는 증기 출력부(414)를 나간다.
도 4c의 횡단면의 유동 화살표는 증기가 증기 입력부(412)와 증기 출력부(414) 사이에서 흐르면서, 증기가 가열 요소(420)의 가열된 표면에 직접 노출되고 가열 요소(420), 나선형 부재(430), 및 과열기 바디(410)의 내부 표면의 동심원 배열에 의해 형성된 나선형 경로를 따른다.
도 5a는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(500)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 증기 과열기 조립체(500)의 종방향 단면도를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(500)는, 이에 한정하지 않지만, 도 2의 증기 과열기 조립체(250), 도 3의 증기 과열기 조립체(300), 및 도 4의 증기 과열기 조립체(400)를 포함하는, 본원에 논의된 다양한 실시예 중 어느 하나의 유사한 특징, 구성요소, 또는 기능을 포함할 수 있다. 증기 과열기 조립체(500)는, 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100), 도 2의 에스프레소 머신(200), 또는 도 6의 에스프레소 머신(600)을 포함하는, 본원에 논의된 에스프레소 머신의 실시예 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 증기 과열기 조립체(500)는, 이에 한정하지 않지만 도 7a의 공정(700) 또는 도 7b의 공정(750)을 포함하는, 과열 증기 및/또는 건증기를 발생하기 위해 본원에 논의된 다양한 공정 실시예 중 어느 하나에 이용될 수 있다.
도 4의 증기 과열기 조립체(400)와 유사하게, 도 5a-5b의 증기 과열기 조립체(500)는 과열기 바디(510), 가열 요소(520), 및 나선형 부재(530)를 포함한다. 도 5a에 도시된 도면은 적어도 부분적으로 투명한 도면이며, 과열기 바디(510)는 부분적으로 투명하며 가열 요소(520) 및 나선형 부재(520)는 과열기 바디(510)의 내부 공동 내에 보여진다.
도 3의 과열기 바디(310)와 유사하게, 과열기 바디(510)는 제1 플랜지(516), 제2 플랜지(518), 증기 입력부(512), 및 증기 출력부(514)를 포함한다. 도 3의 증기 입력부/출력부(312/314)와 반대로, 증기 입력부(512) 및 증기 출력부(514)는 과열기 바디(510)의 측면에 실질적으로 직교한 연장부를 포함하지 않는다. 오히려, 증기 입력부/출력부(512/514)는 과열기 바디(510) 내의 구멍 또는 개구부를 포함한다.
증기 과열기 조립체(500)는 제1 및 제2 플랜지(516, 518) 각각과 맞추도록 제1 단부 캡(502) 및 제2 단부 캡(504)을 포함한다. 가열 요소(520)는 적어도 하나 또는 아날로그 및/또는 디지털 정보를 인코딩할 수 있는 하나 이상의 전기 신호 중 하나로서, 전기 동력을 전송할 수 있는 베이스(524) 및 하나 이상의 케이블(522)을 포함한다.
도 5c는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(540)의 또 다른 실시예의 종방향 단면도를 나타낸다. 도 5d는 도 5c의 증기 과열기 조립체의 횡단면도를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(540)는 관통하는 과열기 조립체일 수 있다. 증기 과열기 조립체(540)는 두 개의 동심원 바디 또는 튜브: 내부 튜브(556) 및 외부 튜브(550)를 포함할 수 있다. 내부 튜브(556) 또는 외부 튜브(550) 중 적어도 하나는 스테인레스강 튜브일 수 있다. 내부 튜브(556)와 외부 튜브(550) 사이의 외부 공동 또는 공간은 가열 요소(558)를 포함한다. 습증기는 증기 입력부(552)를 통해 제공되고 내부의 내부 공동(544)을 통해 흐른다(도 5c의 유동 화살표로 나타낸 것처럼). 습증기는 가열 요소(558)에 노출되고 증기 출력부(554) 밖으로 유동하기 전에, 과열 증기로 변환된다. 따라서, 내부의 내부 공동(558)은 증기를 위한 유동 경로를 형성할 수 있다.
증기 과열기 조립체(540)는 가열 요소(558)에 전기 동력을 제공할 수 있는 하나 이상의 케이블(542)을 포함할 수 있다. 도 5c 또는 5d에 도시되지 않았지만, 다양한 실시예에서, 이에 한정하지 않지만 증기 과열기 조립체(540)와 같은 증기 과열기 조립체는 가열 요소(558), 과열기 조립체(540) 내의 증기, 또는 과열기 조립체(540)의 내부의 내부 공간(544) 내의 증기의 온도를 결정하는데 이용되는 하나 이상의 열전대를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 케이블(542)은 하나 이상의 열전대로 동력을 제공하거나 및/또는 신호를 전달할 수 있다.
도 5e는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(560)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(560)는 증기 입력부(562)(습증기를 수용하기 위한) 및 과열 증기를 제공하기 위한 증기 출력부(564)를 포함한다. 증기 과열기 조립체(560)는 가열 요소(568)에 습증기를 노출하기 위해 소용돌이형, 나선형, 또는 다른 빙 도는 형태의 증기 유동 경로(556)를 포함한다. 가열 요소(568)는 증기 유동 경로(556) 내에서 습증기를 과열 증기로 변환시킨다. 유동 경로(556)의 소용돌이형 본질로 인해, 증기는 더 긴 시간 동안 가열 요소(568)에 직접 노출되고, 효과적인 과열 공정이 달성된다. 도 5f는 다양한 실시예와 일치하는 증기 과열기 조립체(580)의 다른 실시예를 나타낸다. 증기 과열기 조립체(580)는 도 5e의 과열기 조립체(560)를 위한 유사한 특징, 구성요소, 및/또는 기능을 포함할 수 있다.
도 6은 과열 증기를 발생하고 본원에 기재된 다양한 실시예와 일치하는 에스프레소 머신(600)의 다른 실시예의 일부를 나타낸다. 도 6의 에스프레소 머신(600)은 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100), 또는 도 2의 에스프레소 머신(200)을 포함하는, 본원에 설명된 다양한 실시예의 유사한 특징, 구성요소, 및/또는 기능을 포함할 수 있다. 도 6의 상부에 상류/하류 좌표 시스템이 도시된다.
에스프레소 머신(600)은 물 공급기(616), 증기 탱크(634), 및 증기 가열 소스(628)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 증기 가열 소스는 증기 탱크(634)에 수용될 수 있다. 증기 가열 소스(628)와 증기 탱크(634)의 결합은 물 공급기(616)에 의해 공급된 물로부터 습증기를 발생하는 보일러 시스템을 형성할 수 있다.
에스프레소 머신(600)은 증기 유동 속도 조절 조립체(638)를 포함하고 증기 발생 및 유동 속도(604)를 제어한다. 예를 들면, 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(604)는 이에 한정하지 않지만, 에스프레소 머신(100)의 증기 핸들(104)과 같은 증기 핸들을 포함할 수 있다. 증기 핸들은 하나 이상의 자석(670)을 포함할 수 있다. 에스프레소 머신(600)은 자석(670)과 대향하는 하나 이상의 다른 자석(666)을 또한 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 두 개의 대향하는 자석은 제1 자석의 N극이 제2 자석의 S극과 실질적으로 정렬되거나 및/또는 제1 자석의 S극이 제2 자석의 N극과 실질적으로 정렬되도록 그의 극을 반대-정렬시킨다. 따라서, 한 쌍의 대향하는 및/또는 반대-정렬된 자석은 상호적으로 끌어당기는 힘을 유도한다. 반면 한 쌍의 정렬된 자석은 상호 반발하는 힘을 유도한다. 따라서, 상기 대향하는이라는 용어는 두 자석의 극성의 반대-정렬을 나타낸다. 1
두 개의 자석이 서로 가까이 대향으로(또는 반대-정렬) 놓을 때, 대향하는 자석은 자석들 사이의 상호 끌어당기는 힘으로 인해, 증기의 유동 속도의 매끄럽고 정밀한 제어에 대한 촉감 피드백을 제공한다. 예를 들면, 자석(670)이 자석들(666)의 대향하는 자석 중 하나를 가까이 통과하도록 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(604)에 포함된 증기 핸들이 회전될 때, 대향하는 자석은 사용자를 위한 "제자리에 끼워넣는" 경험을 제공하는 끌어당기는 힘을 제공한다. 도 6에 도시되지 않지만, 에스프레소 머신(600)은 증기 핸들(604)의 위치를 감지하고 유동 속도 조절 조립체(638)로 위치 신호를 제공하기 위해 하나 이상의 자성 스위치를 포함할 수 있다. 그러한 자성 스위치는 증기 핸들(604)의 사용자의 제어(회전)의 자동 감지 및 검출을 가능하게 한다.
증기 유동 속도 조절 조립체(638)는 하나 이상의 밸브(670)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 밸브(670)는 증기 탱크(634)로부터 하나 이상의 증기 유동 경로(672)를 통해 습증기의 유동을 조절할 수 있다. 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(604)는 하나 이상의 밸브(670)를 제어할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 하나 이상의 밸브(670)는 적어도 하나의 비례 밸브를 포함할 수 있다. 하나 이상의 밸브(670)의 개방 및 폐쇄는 펄스될 수 있다. 펄싱의 주기는 증기의 유동 속도를 제어하고, 변경하고, 및/또는 조절하기 위해 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(634)를 통해 제어되고, 변경되고, 및/또는 조절될 수 있다.
에스프레소 머신(600)은 증기 유동 속도 조절 조립체(638)로부터 하류에 있으며 습증기의 증발을 완료시키는 증기 과열기 조립체(650)를 포함할 수 있다. 따라서, 습증기는 증기 유동 속도 조절 조립체(638)로부터 증기 과열기 조립체(650)로 하류로 유동하며, 과열 증기는 습증기로부터 발생된다. 증기 과열기 조립체(650)는 이에 한정하지 않지만, 도 3-5b의 증기 과열기 조립체(300, 400, 500)를 포함하는, 본원에 논의된 증기 과열기 조립체 중 어느 하나에 대해 유사한 특징, 구성요소, 또는 기능을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 이에 한정하지 않지만, 열 절연 담요 또는 열 절연 폼(foam)과 같은, 열 절연 층(662)은 증기 과열기 조립체(650)의 효율을 증가시키기 위해 주위 온도로부터 증기 과열기 조립체(650)를 적어도 부분적으로 절연할 수 있다.
에스프레소 머신(600)은 증기 온도(668), 증기 압력 게이지(652), 및 증기 온도 게이지(654)에 대한 제어를 포함할 수 있다. 증기 온도에 대한 제어는 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제어기는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU) 등과 같은 프로세서 장치를 포함할 수 있다. 제어기는 이에 한정하지 않지만, 특수 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등과 같은 논리 장치를 포함할 수 있다.
더욱이, 에스프레소 머신(600)은 하나 이상의 열전대(664)를 포함할 수 있다. 열전대(664)는 과열기 조립체의 적어도 일부와 열 접촉할 수 있다. 열전대(664)는 과열기 조립체의 일부분의 온도에 기반한 신호를 발생하게 할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 증기 온도에 대한 제어(668)는 신호를 수용할 수 있다. 증기 온도에 대한 제어(668)는 과열기 조립체의 일부분의 온도와 온도 한계점 사이의 차이에 기초하여 가열 요소의 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 증기 온도에 대한 제어(668) 및 열전대(664)는 함께 작동하여 온도 조절 장치 피드백을 발생하고 이에 대해 대응할 수 있다. 과열 증기는 증기 막대(602)를 통해 에스프레소 머신(600)으로부터 출력될 수 있다.
음료를 준비하고 과열 증기를 발생하는 방법
도 7a-7b의 공정(700, 750)의 다양한 실시예는 커피 기반 음료의 준비를 향해 지향될 수 있다. 그러나, 다른 실시예는 그렇게 제약받지 않으며, 이에 한정하지 않지만 차 기반 음료, 차이 기반 음료 등과 같은 다른 음료의 준비에 이용될 수 있다. 도 7a는 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하는 커피 기반 음료를 준비하기 위한 공정의 하나의 실시예를 나타내는 논리적 흐름도를 나타낸다. 공정(700)은 시작 블록 이후, 커피가 추출되는 블록(702)에서 시작한다. 커피 추출은 전반적으로 논의된다. 그러나, 간단하게, 블록(702)에서의 커피 추출하는 단계는 달리 제한하지 않지만 에스프레소의 하나 이상의 샷을 추출하는 것을 포함할 수 있다. 커피 분말은 제1 유동 속도에서 예비로 적셔질 수 있다. 에스프레소의 하나 이상의 샷은 제2 유동 속도에서 예비로 적셔진 커피 분말에 물을 제공함으로써 추출될 수 있다. 제2 유동 속도는 제1 유동 속도보다 더 클 수 있다. 블록(702)에서의 커피를 추출하는 단계는 제1 부피의 커피를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(704)에서, 과열 증기가 발생된다. 과열 증기를 발생하는 단계의 다양한 실시예는 도 7b의 공정(750)과 적어도 함께 포함하여, 전체적으로 논의된다. 그러나, 간단하게, 블록(704)에서, 과열 증기는 적어도 두 단계의 공정에서 발생될 수 있다. 예를 들면, 먼저, 습증기는 증기 탱크에서 발생될 수 있다. 습증기를 발생하는 단계는 부분적으로 증발된 유체를 발생하는 단계를 포함할 수 있다. 습증기는 하류의 증기 과열기 조립체에 제공될 수 있다. 습증기는 과열기 조립체에서 더욱 건조되고 가열되어 습증기가 과열 증기로 변환될 수 있다. 과열 증기를 발생하는 단계는 부분적으로 증발된 유체를 더욱 증발시키는 단계를 포함할 수 있다. 습증기의 적어도 일부는 건증기로 변환될 수 있다. 과열 증기 및/또는 건증기는 더욱 증발된 유체를 포함할 수 있다. 그러한 증기 과열기 조립체는 달리 한정하지 않지만 본원에 논의된 다양한 증기 과열기 조립체를 포함할 수 있다.
블록(706)에서, 음용 액체는 과열 증기로 가열되고 및/또는 거품 내질 수 있다. 음용 액체는, 이에 한정하지 않지만, 유제품 기반 우유, 콩 기반 우유, 쌀 기반 우유, 아몬드 기반 우유, 마(hemp) 기반 우유, 코코넛 기반 우유, 캐슈 기반 우유 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이에 한정하지 않지만 도 1의 에스프레소 머신(100)의 증기 막대(102) 또는 도 6의 에스프레소 머신(600)의 증기 막대(602)와 같은 증기 막대는 음용 액체로 과열 증기를 제공하는데 사용될 수 있다.
블록(708)에서, 가열되거나 및/또는 거품 낸 음용 액체는 블록(702)에서 추출된 커피에 제공될 수 있다. 공정(700)은 블록(708) 이후 종료될 수 있다.
도 7b는 본원에 설명된 다양한 실시예와 일치하는 커피 기반 음료의 준비에서 과열 증기를 발생하기 위한 공정의 하나의 실시예를 나타내는 논리 흐름도를 나타낸다. 공정(750)은 개시 블록(752) 이후 시작되며, 습증기의 유동 속도가 조정된다. 유동 속도는, 이에 한정하지 않지만 도 2의 에스프레소 머신(200)의 증기 탱크(234)와 증기 과열기 조립체(250), 도는 도 6의 에스프레소 머신의 증기 탱크(634) 및 증기 과열기 조립체(650)와 같은, 증기 탱크와 증기 과열기 조립체 사이에 있을 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 유동 속도는 증기 유동 속도 제어를 통해 에스프레소 머신의 사용자에 의해 조정될 수 있다. 그러한 증기 유동 속도 제어는, 이에 한정하지 않지만, 도 1의 에스프레소 머신(100)의 증기 핸들(104), 에스프레소 머신(200)의 증기 발생 및 유동 속도에 대한 제어(204), 또는 에스프레소 머신(600)의 증기 핸들(604)을 포함한다.
일부 실시예에서, 유동 속도를 조정하는 단계는 이에 한정하지 않지만, 에스프레소 머신(200)의 증기 유동 속도 조절 조립체(238) 또는 에스프레소 머신(600)의 증기 유동 속도 조절 조립체(638)와 같은 증기 유동 속도 조절 조립체를 이용함으로써 가능할 수 있다. 적어도 하나의 실시에에서, 유동 속도를 조정하는 단계는 증기 탱크와 증기 과열기 조립체 중간에 위치한 하나 이상의 밸브를 제어함으로써 유동 속도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 밸브는 하나 이상의 유동 경로를 통해 유동 속도를 조절할 수 있다.
블록(754)에서, 증기 과열기 조립체의 가열 요소의 온도는 조정될 수 있다. 가열 요소의 온도는 증기가 되거나 및/또는 거품 내지는 음용 액체의 타입에 근거하여 조정될 수 있다. 가열 요소의 온도를 조정함으로써, 과열 증기의 온도가 조정된다. 예를 들면, 유제품 기반 우유와 같은 일부 타입의 음용 액체는 콩 기반 우유를 증기 내거나 및/또는 거품을 내는데 이용되는 과열 증기의 온도와 상이한 온도에서 과열 증기로 증기 내지거나 및/또는 거품 내질 수 있다. 따라서, 과열 증기의 온도는 상이한 타입의 우유가 증기 내지거나 및/또는 거품 내지는 소비 경험을 증가시키도록 조정될 수 있다.
블록(754)에서, 온도는 이에 한정하지 않지만, 에스프레소 머신(600)의 증기 온도(668)에 대한 제어와 같은 하나 이상의 제어 또는 제어기를 통해 조정될 수 있다. 가열 요소의 온도를 조정하는 단계는 발생될 과열 증기의 습기 함유량을 제어 또는 조정할 수 있다. 예를 들면, 한계 온도 이상에서, 과열기 조립체는 내부의 증기를 완전히 증발시킬 수 있다. 따라서, 블록(754)에서, 가열 요소의 온도는 온도가 과열기 조립체의 압력에서 물의 증발 온도 이상이 되도록 조정될 수 있다. 열전대는 이에 한정하지 않지만, 에스프레소 머신(600)의 열전대(664)와 같은 가열 요소의 온도를 제어하도록 이용될 수 있다.
블록(756)에서, 본원에 논의된 바와 같이 습증기가 발생된다. 습증기를 발생시키는 단계는 에스프레소 머신에 포함된 하나 이상의 증기 탱크에서 일어날 수 있다. 예를 들면, 습증기를 발생시키는 단계는 증기 탱크 내에 수용된 유체를 부분적으로 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
블록(758)에서, 습증기 또는 부분적으로 증발된 유체는 증기 과열기 조립체에 제공된다. 이러한 증기 과열기 조립체는 전체적으로 논의되며, 이에 한정하지 않지만, 적어도 도 2-6과 함께 논의된, 증기 과열기 조립체(250, 300, 400, 500, 650) 등을 포함한다. 습증기를 증기 과열기 조립체에 제공하는 단계는 습증기를 증기 탱크로부터 증기 과열기 조립체로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
블록(760)에서, 과열 증기는 습증기로부터 발생된다. 적어도 하나의 실시예에서, 과열 증기는 증기 과열기 조립체의 가열 요소로부터 습증기로 열교환 공정을 통해 발생될 수 있다. 블록(760)에서 과열 증기를 발생시키는 단계는 과열기 조립체의 가열 요소와 습증기 사이의 열교환 공정을 통해 증기 과열 기 조립체 내의 습증기를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 과열 증기를 발생시키는 단계는 건조 증기를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 과열 증기는 과열기 조립체 내의 압력에서 유체의 비등 온도 또는 증발 온도 이상의 온도일 수 있다.
상기 명세서, 예시, 및 데이터는 본 발명의 구성요소, 제조, 및 사용에 대한 설명을 제공한다. 본 발명의 많은 실시예가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 하기 첨부된 청구항에 존재한다.

Claims (20)

  1. 음료 준비용 증기 발생을 위한 조립체로서,
    내부 공동, 상기 내부 공동으로 유체가 접근하게 할 수 있는 입력부, 및 상기 내부 공동 밖으로 유체가 배출되게 할 수 있는 출력부를 포함하는 바디;
    상기 바디의 내부 공동 내에 위치한 하나 이상의 가열 표면을 포함하는 가열 요소, 여기서, 상기 가열 요소가 하나 이상의 가열 표면을 가열하도록 구성되고 배열됨; 및
    상기 바디의 내부 공동을 통해, 상기 입력부로부터 바디의 출력부로 유체가 유동할 수 있는 바디의 내부 공동 내의 유동 경로, 여기서, 상기 가열 요소의 하나 이상의 가열 표면의 적어도 일부분은 상기 유체가 바디의 내부 공동을 통해 유동할 때 유체의 적어도 일부가 하나 이상의 가열 표면과 직접 물리적으로 접촉하도록 유동 경로의 적어도 일부를 형성함;를 포함하는, 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 공동 내에 위치한 나선형 부재를 더욱 포함하며, 상기 나선형 부재의 적어도 일부분은 상기 유동 경로가 나선형 유동 경로가 되도록 유동 경로의 다른 부분을 형성하는, 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디, 가열 요소, 및 나선형 부재는 상기 나선형 부재가 바디 및 가열 요소 중간에 측면으로 있도록 상기 바디의 종방향 축을 중심으로 동심으로 배열되는, 조립체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 나선형 부재는 바디의 내부 공동을 통해 유체의 종방향 유동을 적어도 부분적으로 제한하는, 조립체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 나선형 부재는 가열 요소의 하나 이상의 가열 표면을 둘러싸는 코일 스프링인, 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디의 제1 종방향 단부에 위치한 제1 단부 캡; 및 바디의 제2 종방향 단부에 위치한 제2 단부 캡;을 더욱 포함하고, 상기 입력부 및 출력부 각각은 제1 및 제2 단부 캡 중간에 종방향으로 있는, 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 요소는 바디의 내부 공동의 종방향으로 연장되는 막대형 가열 요소인, 조립체.
  8. 음료를 추출하고 증발된 유체를 발생할 수 있는 머신으로서,
    상기 유체를 부분적으로 증발시키는 증기 탱크;
    상기 부분적으로 증발된 유체를 수용하는 증기 탱크로부터 하류에 있는 과열기 조립체, 여기서 상기 과열기 조립체는:
    가열 요소; 및
    상기 가열 요소와 열적으로 접촉하는 유동 경로, 여기서, 상기 부분적으로 증발된 유체는 유동 경로를 통해 유동하며 더욱 증발됨;를 포함하고; 및
    상기 더욱 증발된 유체를 상기 머신의 사용자에게 제공하는 과열기 조립체로부터 하류에 있는 증기 막대;를 포함하는, 머신.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 증기 탱크와 과열기 조립체 중간에 있는 밸브를 더욱 포함하고, 상기 밸브는 사용자에게 제공된 더욱 증발된 유체의 유동 속도를 조절하는, 머신.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 밸브는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 적어도 펄싱함으로써 더욱 증발된 유체의 유동 속도를 조절하는, 머신.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 과열기 조립체는,
    상기 가열 요소와 유동 경로를 수용하는 바디; 및
    상기 바디를 적어도 부분적으로 둘러싸고 외부 환경으로부터 상기 바디, 가열 요소, 및 유동 경로를 적어도 부분적으로 열적으로 절연하는 단열재;를 더욱 포함하는, 머신.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 과열기 조립체는,
    상기 유동 경로가 가열 요소를 적어도 부분적으로 둘러싸는 나선형 유동 경로가 되도록 유동 경로를 적어도 부분적으로 형성하는 나선형 부재를 더욱 포함하는, 머신.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 가열 요소는, 상기 부분적으로 증발된 유체가 유동 경로를 통해 유동할 때, 상기 부분적으로 증발된 유체의 적어도 일부분이 가열 요소의 적어도 일부분과 직접 물리적으로 접촉하여 더욱 증발되도록 유동 경로를 적어도 부분적으로 형성하는, 머신.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 과열기 조립체의 적어도 일부분과 열적으로 접촉하고 과열기 조립체의 일부분의 온도에 기반한 신호를 발생하는 열전대; 및
    상기 신호를 수신하고 상기 과열기 조립체의 일부분의 온도와 온도 한계점 사이의 차이에 기반한 가열 요소의 온도를 조정하는 제어기;를 더욱 포함하는, 머신.
  15. 과열 증기를 생성하는 에스프레소 머신을 위한 시스템으로서,
    저항성 가열 요소;
    상기 에스프레소 머신에서 생성된 습증기를 수용하는 상기 저항성 가열 요소 주위에 위치한 나선형 유동 경로, 여기서, 상기 나선형 유동 경로는 상기 습증기의 적어도 일부를 저항성 가열 요소에 노출시키고 상기 저항성 가열 요소는 상기 습증기의 일부분을 과열 증기로 변환시킴; 및
    상기 나선형 유동 경로 하류에 위치하고 유체 연통하는 증기 출력부, 여기서, 상기 증기 출력부는 에스프레소 머신의 사용자에게 과열 증기를 제공함;를 포함하는, 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    물을 수용하는 증기 탱크, 여기서, 상기 나선형 유동 경로는 증기 탱크와 유체 연통하며 하류에 있음; 및
    상기 증기 탱크 내에 위치한 다른 저항성 가열 요소, 여기서, 상기 습증기는 가열 요소로부터 증기 탱크에 수용된 물로 열전달을 통해 발생되고 증기 탱크는 나선형 유동 경로로 습증기를 제공함;를 더욱 포함하는, 시스템.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 사용자에게 제공된 과열 증기의 유동 속도를 조절하는 비례 밸브를 더욱 포함하는, 시스템.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 저항성 가열 요소와 나선형 유동 경로 각각을 수용하는 튜브형 바디를 더욱 포함하는, 시스템.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 나선형 유동 경로를 적어도 부분적으로 형성하는 코일 스프링을 더욱 포함하는, 시스템.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 사용자가 상기 제공된 과열 증기의 유동 속도를 적어도 부분적으로 제어할 수 있는 증기 핸들; 및
    상기 증기 핸들을 작동할 때 사용자 촉감 피드백을 제공하는 증기 핸들에 연결된 하나 이상의 자석;을 더욱 포함하는, 시스템.
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