KR20210023817A

KR20210023817A - 작동 가능 해치를 갖춘 로스팅 드럼을 가지는 로스팅 시스템

Info

Publication number: KR20210023817A
Application number: KR1020207033035A
Authority: KR
Inventors: 존 산두; 아르노 홀슈; 리카르도 로페즈; 제러마이아 피비하우스; 피터 슈멜; 닐 산두; 제프 와이엇; 모세 오그리핀; 앤드류 다밀리; 마이클 쇼버
Original assignee: 벨웨더 커피 컴퍼니
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2021-03-04
Also published as: US11918023B2; JP2021521891A; WO2019204445A1; CA3097723A1; US20190320702A1; SG11202010371TA

Abstract

콩 로스팅 시스템이 로스팅 챔버, 송풍기, 가변 전환기, 및 제어기를 포함한다. 로스팅 챔버, 송풍기 및 가변 전환기의 각각은 적어도 부분적으로 재순환 가스 유동 경로 내에 배치된다. 송풍기는 재순환 가스 유동 경로를 통한 가스의 유동 스트림을 제공하도록 구성된다. 가변 전환기는 가스 유동 경로를, 처리된 유동 경로 및 우회 유동 경로를 포함하는 적어도 2개의 유동 경로로 분할하도록 구성된다. 처리된 유동 경로는 가스 가열기 및 촉매 변환기의 직렬 배열을 포함한다. 가변 전환기는, 우회 유동 경로로 전환되는 가스의 유동 스트림의 백분율을 제어하도록 구성된다. 제어기는, 가변 전환기의 상태 및 가열기의 상태를 제어하는 것에 의해서, 콩 로스팅 시스템을 위한 상이한 미리 결정된 동작 모드들을 활성화시키도록 구성된다.

Description

작동 가능 해치를 갖춘 로스팅 드럼을 가지는 로스팅 시스템

관련 출원에 대한 상호 참조

본 정규 특허출원은, 본원에서 참조로 포함되는, 35 U.S.C. §119(e)의 이익하에서, 2018년 4월 20일자로 출원된 "ROASTING SYSTEM HAVING ROASTING DRUM WITH ACTUATABLE HATCH"이라는 명칭의 미국 가출원 제62/660,595호에 대한 우선권을 주장한다.

본 개시 내용은 식품 제품, 특히 콩, 보다 특히 커피 콩의 로스팅에 관한 것이다. 또한 보다 특히, 본 개시 내용은, 로스팅된 내용물의 자동화된 하역 및 내용물을 시각적으로 모니터링할 수 있는 능력을 촉진하는 개선된 로스팅 드럼을 갖춘 로스팅 시스템을 설명한다.

식품 로스팅 기계가 널리 이용되고 있다. 하나의 특히 일반적인 로스팅 기계가, 포장되는 또는 분쇄되고 브루잉되는(brewed) 커피 콩을 준비하기 위해서 이용된다. 전형적인 로스팅 기계는 콩을 지지, 교반, 및 로스팅하기 위한 로스팅 챔버를 포함한다. 콩이 로스팅될 때, 콩을 시각적으로 관찰할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 챔버의 내용물을 하역하는 자동화된 방식을 제공하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

도 1은 예시적인 로스팅 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 예시적인 로스팅 시스템의 전기적 블록도이다.
도 3은 로스팅 시스템을 위한 예시적인 동작 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 온도(실선) 및 습도(쇄선) 대 시간의 그래프를 포함하는 로스팅 프로파일의 예의 그래프이다.
도 5는 로스팅 동작 중에 발생될 수 있는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 실시예에 따른, 주어진 동작 모드를 위한 촉매 변환기 및 로스팅 챔버의 온도를 제어기가 조절하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 실시예에 따른, 로스팅 챔버 조립체의 일부의 등각도이다.
도 8은 도 7에 부분적으로 도시된 로스팅 챔버 조립체의 상면도이다.
도 9는, 분리된, 도 7의 도어의 등각도이다.
도 10은 도어의 조립된 구성요소를 설명하기 위한 도 9의 AA'로부터 취한 단면도이다.
도 11은 도어의 중앙 부분을 설명하기 위한 도 10으로부터 취한 상세도이다.
도 12는, 분리된, 도 7의 교반기의 등각도이다.
도 13은, 도 13이 내부 베어링의 중앙 홀 내로 수용된 샤프트의 선행 단부를 포함하는 것을 제외하고, 도 11과 유사하다.
도 14는 실시예에 따른, 도어 폐쇄에 응답한, 로스팅 드럼의 축에 대한 교반기의 축의 자가-정렬 방법이다.
도 15a는 밀봉된 상태에서, 외부 도어를 가지지 않고 드럼의 하단 표면 내에서 개구부를 가지는, 도 7의 로스팅 챔버 조립체의 등각도이다.
도 15b는, 드럼의 하단 표면 내의 개구부가 개방 상태인 것을 제외하고, 도 15a와 유사하다.
도 16a는 밀봉 상태에서의 도 7의 드럼의 하부 외측 부분의 등각도이다.
도 16b는 개방 상태에서의 도 7의 드럼의 하부 외측 부분의 등각도이다.
도 17은 실시예에 따른, 로스팅 드럼의 내용물을 제거하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 18은 로스팅 챔버 조립체의 대안적인 실시예의 일부의 저면도이다.
도 19는 도 18의 단면선 BB'으로부터 취한 뒤집힌 측면 절취도이다.
도 20은 해치의 실시예의 더 상세한 측면도를 도시한다.
도 21은 도 20의 단면선 CC'로부터 취한 측면 절취도이다.

개시 내용의 제1 양태에서, 콩 로스팅 시스템은 개구부를 형성하는 하부 내측 표면을 갖는 로스팅 드럼, 상부 표면을 갖는 해치, 및 상부 위치 및 하부 위치를 포함하는 적어도 2개의 위치에서 해치를 배치하도록 구성된 작동기를 포함하고, 해치는, 해치가 상부 위치에 있을 때, 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉하고, 콩은, 해치가 하부 위치에 있을 때, 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 빠져 나간다.

일 구현예에서, 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부는 수직 내향 대면 연부에 의해서 경계 지어진다. 해치는, 해치가 상부 밀봉 위치에 있을 때, 수직 내향 대면 연부와 밀접하게 합치되는 상부 표면으로부터 하향 연장되는 수직 외향 대면 연부를 갖는다.

다른 구현예에서, 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고, 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부는, 드럼의 중앙 축에 실질적으로 평행한 주 축을 갖는다.

또 다른 구현예에서, 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고 드럼의 후방 단부와 드럼의 전방 단부 사이의 축방향 거리를 형성하며, 하부 표면 내의 개구부는 축방향 거리의 대부분에 걸쳐지는 주요 치수를 갖는다.

추가적인 구현예에서, 해치는 경첩 축을 중심으로 드럼의 하부 외측 표면에 회전 가능하게 장착되고, 작동기는 해치를 상부 위치와 하부 위치 사이에서 회전시킨다. 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고, 경첩 축은 드럼의 중앙 축에 실질적으로 평행하다. 해치는, 경첩 축에 실질적으로 평행한 주 축을 갖는다.

또한 추가적인 구현예에서, 콩 로스팅 시스템은 또한 드럼의 내측에 배치되고 교반기 모터에 커플링된 교반기, 및 제어기를 포함한다. 제어기는: (1) 해치를 상부 위치로부터 하부 위치로 하강시키기 위해서 작동기를 동작시키도록; (2) 드럼 내측의 콩을 교반시켜 콩이 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 빠져 나가게 하기 위해서, 교반기 모터를 동작시키도록; (3) 해치를 하부 위치로부터 상부 위치로 상승시키기 위해서 작동기를 동작시키도록 구성된다.

개시 내용의 제2 양태에서, 콩 로스팅 시스템은 로스팅 드럼, 해치, 작동기, 교반기, 교반기 모터, 전방 부분, 도어, 및 제어기를 포함한다. 로스팅 드럼은 수평 축, 후방 단부 및 전방 단부를 형성한다. 로스팅 드럼은 또한 개구부를 형성하는 하부 내측 표면을 갖는다. 해치는 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉하기 위한 상부 위치를 갖는다. 작동기가 해치에 커플링된다. 교반기는 후행 단부를 갖는 축방향 샤프트에 장착된 교반기 블레이드를 갖는다. 교반기 모터는 로스팅 드럼의 후방 단부에 근접한 축방향 샤프트의 후행 단부에 커플링된다. 도어는 상기 로스팅 드럼에 대해서 회전 가능하게 장착되는 도어이다. 도어는, 도어가 로스팅 드럼에 대해서 폐쇄될 때, 로스팅 드럼의 내용물을 볼 수 있게 하는 유리 판을 갖는다. 상기 제어기는: (1) 해치를 상부 위치로부터 하부 위치까지 하강시키고, 그에 의해서 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉 해제(unsealing)하기 위해서 작동기를 동작시키도록; (2) 교반기 블레이드를 회전시켜 드럼의 내용물을 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 비우기 위해서 교반기 모터를 동작시키도록; 그리고 (3) 해치를 상승시켜 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 재밀봉하기 위해서 작동기를 동작시키도록 구성된다.

구체적인 설명

이하의 설명은, 본원에서 참조로 포함되는, 2017년 4월 13일자로 출원된, Ricardo Lopez 등에 의한 "ROASTING SYSTEM WITH CLEAN EMISSIONS AND HIGH THERMAL EFFICIENCY"라는 명칭의, 미국 가출원 제62/485,206호의 정규 대응 출원인, 2018년 4월 10일자로 출원된 미국 특허출원 제15/949,903호의 기재 내용을 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 로스팅 시스템(2)의 개략적인 블록도이다. 로스팅 시스템(2)은 가스 배출구(6) 및 가스 유입구(8)를 갖는 로스팅 챔버(4)를 포함한다. 가스 도관(10)이, 이하에서 설명되는 다른 관련 구성요소와 조합되어, (본원에서 가스 도관(10) 또는 재순환 가스 유동 경로(10)로서 상호 교환 가능하게 지칭되는) 재순환 가스 유동 경로를 형성하고, 로스팅 챔버(4)에 커플링되며, 로스팅 챔버(4)를 포함한다. 재순환 가스 유동 경로(10)는, 파편 및 유해 가스를 로스팅 프로세스로부터 제거하는 것 및 로스팅 챔버(4)의 온도를 조절하는 것을 포함하는, 많은 수의 기능을 실시한다. 로스팅 시스템(2)은 또한, 로스팅 챔버(4) 내로 투입되기 전에, 미로스팅 콩을 적재하기 위한 콩 호퍼(12)를 포함한다. 콩 호퍼(12)와 로스팅 챔버(4) 사이에는, 콩을 호퍼(12)로부터 로스팅 챔버(4) 내로 방출하기 위한 적재 밸브(14)가 위치된다. 콩을 콩 냉각 시스템(미도시)으로 방출하기 위한 하역 밸브(16)가 있다.

로스팅 시스템(2)의 동작 중에, 가스의 유동 스트림(18)이 로스팅 챔버(4)의 가스 배출구(6)로부터 가스 유입구(8)까지 재순환 가스 유동 경로(10) 내에 형성된다. 가스 배출구(6)를 빠져 나간 후에, 유동 스트림(18)은 사이클론 분리기(cyclonic separator)(20)로 전달되고, 사이클론 분리기는, 사이클론 분리기(20)의 아래에서 수집되는 파편을 가스 유동 스트림(18)으로부터 제거한다.

이어서, 유동 스트림(18)은 가변 전환기(22)로 전달된다. 가변 전환기(22)는 가스 유동 경로(10)를, 처리된 유동 경로 세그먼트(24) 및 우회 유동 세그먼트(26)를 포함하는 적어도 2개의 유동 경로 세그먼트로 분할한다. 가변 전환기(22)는 "우회 백분율"을 제어하고, 그러한 우회 백분율은, 우회 유동 세그먼트(26) 내로 전환된 유동 스트림(18)의 백분율이다. 우회 백분율은 유동 스트림(18)의 질량 유동의 0 퍼센트 내지 100 퍼센트에서 변경될 수 있다. 우회 백분율이 0일 때, 유동 스트림(18)의 질량 유동의 전부가 처리된 유동 경로 세그먼트(24)를 통해서 유동한다. 우회 백분율이 X일 때, 유동 스트림의 질량 유동의 100 - X 퍼센트가 처리된 유동 세그먼트(24)를 통과하고, 유동 스트림(18)의 질량 유동의 X 퍼센트가 우회 유동 세그먼트(26)를 통과한다. 우회 백분율이 100일 때, 유동 스트림(18)의 질량 유동의 전부가 우회 유동 세그먼트(26)를 통과한다.

처리된 유동 세그먼트(24)는 가열기(28) 및 촉매 변환기(30)를 유체적 직렬로 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 가열기(28)는 촉매 변환기(30) 및 로스팅 챔버(4)를 위한 주 가열기(28)이다. 촉매 변환기(30)는, 촉매를 위해서 이용되는 (촉매 온도(T_CT)로 지칭되는) 동작 온도를 갖는다. 촉매 온도(T_CT)는 전형적으로 500 내지 1000 ℉의 범위이다. 다른 한편으로, 로스팅 챔버(4)는, 프로세스 내의 희망 로스팅 프로세스 및 단계에 따라 150 내지 500 ℉에서 변경될 수 있는 로스팅 챔버 온도(T_RC)를 갖는다.

우회 유동 세그먼트(26)는 (본원에서 합류부(32)로도 지칭되는) 혼합 챔버(32)에 커플링된다. 혼합 챔버(32)(합류부(32))는, 분리된 또는 분할된 유동 경로들이 하나의 유동 경로로 재조합되는 지점을 형성한다. 합류부(32)와 로스팅 챔버(4)의 가스 유입구(8) 사이에는 주 송풍기(main blower)(34)가 위치된다.

주변 공기가 재순환 가스 유동 경로(10)에 진입할 수 있게 하기 위한 유입구 구성요소(36)가 우회 유동 세그먼트(26)에 커플링된다. 유입구 구성요소(36)는 직렬로 커플링된 유입구 제어 밸브 및 유입구 송풍기를 포함하고, 그에 따라 주변 공기가 재순환 가스 유동 경로(10) 내로 유입될 수 있게 하고 강제한다. 재순환 가스 유동 경로(10)로부터 주변 환경으로 가스를 방출하기 위한 배출구 구성요소(38)가 혼합 챔버(32)에 커플링된다. 배출구 구성요소(38)는 배출구 제어 밸브, 응축기, 및 필터를 직렬로 포함한다.

로스팅 시스템(2)은, 온도 센서(T)를 포함하는 다양한 센서(40)를 이용한다. 이러한 센서(40)는 로스팅 시스템(2) 내의 여러 프로세스의 폐쇄 루프 제어를 가능하게 하기 위해서 이용된다.

대안적인 실시예에서, 우회 유동 세그먼트는 보조 가열 및/또는 냉각 온도 조절기(44)를 포함할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 주 송풍기(34)가 재순환 가스 유동 경로(10) 내의 다른 위치들에 위치될 수 있거나, 다수의 송풍기가 이용될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 유입구 구성요소(36)는 혼합 챔버 내로 통합될 수 있고, 배출구 구성요소(38)는, 촉매 변환기 직후에 위치되는 유체 유동 경로 내의 지점으로 이동될 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 우회 유동 세그먼트가 로스팅 시스템에 존재하지 않을 수 있고, 유입구 구성요소(36)가 혼합 챔버 내로 통합될 수 있고, 배출구 구성요소(38)가 상이한 유체 유동 경로로 이동될 수 있다.

도 2는 도 1의 로스팅 시스템(2)의 전기적 블록도이다. 도 2의 일부 참조 번호는 도 1의 참조 번호에 상응한다. 로스팅 시스템(2)은 제어기(42)를 포함하고, 그러한 제어기는 센서(40)로부터 신호를 수신하고, 밸브(14 및 16), 가변 전환기(22), 주 가열기(28), 주 송풍기(34), 유입구 구성요소(36), 배출구 구성요소(38), 및 선택적으로 (가열 및/또는 냉각을 제공하는) 보조 온도 조절기(44)를 포함하는 여러 구성요소에 제어 신호를 제공한다. 제어기는 또한 교반기 모터(41) 및 콩 낙하 작동기(43)에 제어 가능하게 커플링된다.

제어기(40)는 정보 저장 장치(48)에 커플링된 프로세서(46)를 포함한다. 정보 저장 장치(48)는 소프트웨어를 저장하는 비-일시적 또는 비-휘발성 저장 장치를 포함하고, 그러한 소프트웨어는, 프로세서(46)에 의해서 실행될 때, 로스팅 시스템(2)의 여러 구성요소를 제어하고, 구성된 제어기(42)가 의도하는 기능을 제공한다. 제어기(42)는 로스팅 시스템(2) 내의 하나의 위치에 위치되거나 다수의 위치들 사이에서 분산될 수 있다. 예를 들어, 제어기(42)는 로스팅 시스템(2)의 하우징(미도시) 내에 및/또는 가변 전환기(22)의 하우징과 같은 로스팅 시스템(22)의 적절한 구성요소의 하우징 내에 배치될 수 있다. 제어기는 로스팅 시스템(2)의 여러 구성요소에 전기적으로 및/또는 무선으로 연결될 수 있다.

제어기(42)는 복수의 상이한 미리 결정된 또는 미리 규정된 동작 모드를 규정하도록 그리고 활성화시키도록 구성된다. 각각의 동작 모드는, 로스팅 시스템(2)의 동작 중에 실행되는, 단계들 및 프로세스들의 시퀀스 내의 단계 또는 프로세스를 규정할 수 있다. 예시적인 시퀀스를 도 3과 관련하여 설명할 것이다.

특정 동작 모드가, 예를 들어, 부분적으로, 로스팅 시스템(2)의 여러 구성요소의 상태 및 지속시간에 의해서 규정될 수 있다. 직접적으로 제어되는 상태는, 제어기(42)로부터 직접적인 제어 신호를 수신하는 구성요소의 상태이다. 직접적으로 제어되는 상태의 예는 가변 전환기(22)의 우회 백분율, 주 가열기(28)의 출력 파워, 주 송풍기(34)의 공기유량, 그리고 유입구 구성요소(36) 및 배출구 구성요소(38)의 각각의 제어를 포함한다. 선택적인 예가 보조 온도 조절기(44)의 제어일 수 있다.

간접적으로 결정되는 상태는, 직접적으로 결정되는 그러한 상태의 결과인 상태이다. 이는, 로스팅 챔버(4)의 온도 및 촉매 변환기(30)의 내부 온도를 포함한다. 이러한 온도는 주 가열기(28), 주 송풍기(34), 및 가변 전환기(22)의 제어를 통해서 결정된다(그리고, 그에 의해서 간접적으로 제어된다).

제어기(42)는 로스팅 시스템(2) 내의 다양한 온도를 나타내는 센서(40)로부터의 신호 또는 데이터를 판독한다. 이러한 신호 또는 데이터는 로스팅 챔버(4), 촉매 변환기(30), 또는 재순환 유동 경로(10) 여러 부분의 온도를 나타낼 수 있다. 이어서, 제어기(42)는 직접적으로 제어되는 상태를 조절하여, 희망하는 온도 설정점을 유지한다.

제어기는 또한, 콩이 로스팅 챔버(4)로부터 냉각 챔버로 낙하될 때, 교반기 모터(41) 및 콩 낙하 작동기(43)를 동작시키도록 구성된다. 이에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명할 것이다.

도 3은 로스팅 시스템(2)을 위한 예시적인 동작의 시퀀스(50)를 나타내는 흐름도이다. 동작 시퀀스의 각각의 단계는 미리 결정된 동작 모드를 기초로 하며, 그러한 동작 모드를 위한 표시가 제어기(42) 내에 저장된다. 이러한 단계의 각각에서, 제어기(42)는 도 2와 관련하여 설명된 바와 같은 여러 구성요소를 제어한다.

단계(52)는, 로스팅 시스템(2)이 주변 환경과 평형을 이룰 수 있을 정도로 충분히 오래동안 오프(off)된 후의, 로스팅 시스템(2)의 초기 상태를 나타낸다. 가열기 파워는 0이고, 이는 파워가 주 가열기(28)로 전달되지 않는다는 것을 의미한다. 주 송풍기(34)는 오프되어 있다. 결과적으로, 촉매 변환기(30) 온도 및 로스팅 챔버(4) 온도 모두가 약 70 ℉일 수 있는 주변 온도이다.

단계(54)는 로스팅 시스템(2)을 위한 예열 모드를 나타낸다. 이러한 동작 모드는 약 30분의 지속시간을 가질 수 있다. 이러한 모드 중에, 주 가열기(28)로 전달되는 파워는 "하이(high)" 상태이다. 일 구현예에서, 주 가열기(28)에 전달되는 파워는, 주 가열기(28)를 위해서 사용되는 최대 파워 레벨의 75 퍼센트 초과 또는 심지어 100 퍼센트이다. 주 송풍기(34)는 "하이" 상태에서 동작된다. 하나의 특정 구현예에서, 주 송풍기(34)는 200의 분당 입방 피트의 유량으로 동작되고, 우회 백분율은 낮은 값 또는 10 퍼센트 미만 또는 심지어 0에서 시작되고 이어서 50 퍼센트 초과, 75 퍼센트 초과 또는 약 85 내지 90 퍼센트의 우회 백분율까지 상승된다. 다른 구현예에서, 우회 백분율은 예열 전체를 통해서 낮은 값에서 유지되고, 시스템의 여러 부품에 대한 전달 에너지를 감소시키기 위해서, 시스템이 가열되는 동안 송풍기 속력은 감소된다. 이러한 경우에, 가열기 온도는 높게 유지되나, 에너지 전달의 감소로 인해서, 가열기로부터 나오고 출력되는 에너지는 작다. 예열 모드 중에, 촉매 변환기(30)의 온도는 주변 온도로부터 500 내지 1000 ℉ 범위 내의 유효 촉매 온도까지 상승된다. 일 구현예에서, 촉매 온도는 약 800 ℉이다. 로스트 챔버(4) 온도는 또한 로스팅 프로세스의 시작을 위한 온도 범위까지 상승된다. 일 실시예에서, 이러한 온도는 300 내지 400 ℉의 범위 또는 약 350 ℉이다.

단계(56)는, 지속시간이 결정되지 않은 대기 모드를 나타낸다. 이러한 동작 모드 중에, 주 가열기(28)로 전달되는 파워는 "로우(low)" 상태이다. 일 구현예에서, 가열기(28)에 전달되는 파워는, 주 가열기를 위해서 사용되는 최대 파워 레벨의 50 퍼센트 미만 또는 약 5 내지 15 퍼센트의 범위이다. 이러한 낮은 주 가열기(28) 파워는 촉매 변환기(30) 온도 및 로스팅 챔버(4) 온도를 유지하기 위해서 이용되는 전부이다. 일 구현예에서, 주 송풍기는 "로우" 상태에서 동작된다. 일 구현예에서, 주 송풍기는 100의 분당 입방 피트(CFM)의 유량으로 동작된다. 이러한 경우에, 우회 백분율은 50 퍼센트 초과, 75 퍼센트 초과, 또는 약 85 내지 90 퍼센트의 범위이다. 다른 구현예에서, 주 송풍기는 100 미만의 분당 입방 피트(CFM)의 출력에서 동작하고, 시스템 전체를 통한 에너지 분포를 제어하도록 속력이 조절된다. 이러한 경우에, 우회 백분율은 약 0 내지 10 퍼센트로 작게 유지된다. 모든 경우에, 촉매 변환기(30) 온도는 500 내지 1000 ℉의 범위 또는 약 800 ℉이다. 로스팅 챔버(4) 온도는 300 내지 400 ℉의 범위 또는 약 350 ℉이다.

단계(58)는, 콩을 호퍼(12)로부터 로스팅 챔버(4)로 적재하기 위해서 밸브(14)가 개방되는 동작 모드를 나타낸다. 단계(58)를 위한 구성요소 상태는, 주 송풍기가 "하이" 상태로 동작되는 것을 제외하고, 단계(57)의 구성요소 상태와 동일하다. 일 구현예에서, 주 송풍기(34)는 200의 분당 입방 피트의 유량으로 동작된다.

단계(60, 62, 및 64)는 콩 로스팅을 위한 완전한 사이클을 나타낸다. 이러한 단계 중에, 주 송풍기(34)는 200의 분당 입방 피트일 수 있는 "하이" 상태에서 동작된다. 단계(60, 62, 및 64)를 위한 조합된 지속시간은 약 10 내지 15 분이다.

단계(60)는, 약 1 내지 3분간 지속할 수 있는, 콩을 건조하기 위한 동작 모드이다. 주 가열기(28)는, 최대 파워의 10 내지 20 퍼센트의 범위일 수 있는, "낮은" 파워 레벨로 동작된다. 우회 백분율은 50 내지 90 퍼센트의 범위 또는 약 71 퍼센트이다. 촉매 온도는 500 내지 1000 ℉의 범위 또는 약 800 ℉이다. 로스트 챔버(4) 온도는 약 170 내지 180 ℉의 범위 또는 약 175 ℉이다.

단계(62)는 "회복 램프(recovery ramp)" 모드이고, 그러한 모드 중에 로스팅 챔버 온도가 로스팅 발생 온도까지 증가된다. "회복 램프" 모드는 약 3 내지 6분의 지속시간을 가질 수 있다. 주 가열기(28)는, 최대 파워의 75 내지 100 퍼센트의 범위일 수 있는, "하이" 파워 레벨로 동작된다. 주 가열기(28)로부터의 높은 온도를 갖는 일부 가스가 로스팅 챔버(4)로 지향되도록, 우회 백분율은 0 내지 10 퍼센트의 범위이다. 결과적으로, 로스팅 챔버 온도가, 약 390 ℉일 수 있는 로스팅 발생 온도까지 상승된다. 단계(62) 중에, 촉매 온도는 약 650 ℉까지 떨어질 수 있다.

단계(64)는 로스팅 발생 모드 이고, 그러한 모드 중에 로스팅 챔버(4)의 온도가 증가된다. 로스팅 발생 모드는 약 3분의 지속시간을 갖는다. 주 가열기(28)는, 최대 파워의 20 내지 30 퍼센트일 수 있는, "낮은" 파워로 동작된다. 우회 백분율은 50 내지 100 퍼센트의 범위 또는 약 76 퍼센트이다. 이러한 모드 중에 가열기 입력이 감소되는 동안, 우회 백분율이 증가될 수 있다. 로스팅 챔버(4) 온도는 약 390 ℉로부터 약 460 ℉까지 증가된다. 촉매 온도는 약 650 ℉로부터 약 750 ℉까지 증가된다. 또한 이러한 모드의 일부로서, 유입구 구성요소(36) 및 배출구 구성요소(38)는, 1 내지 5 퍼센트의 가스가 주변 공기 환경과 교환될 수 있도록, 동작된다.

단계(66) 중에, 밸브(16)가 개방되어 로스팅된 콩을 냉각 챔버 내로 낙하시킨다. 단계(68) 중에, 콩이 냉각되고, 시스템 상태는 예열 동작 후에 단계(56)의 대기 모드의 상태로 복귀된다.

주목한 바와 같이, 도 3과 관련하여 전술한 특정 상태는 희망하는 "로스팅 프로파일"에 따라 달라질 수 있다. 특히, 로스팅 챔버(4) 온도 상태는 그러한 로스팅 프로파일에 따라 달라진다. 따라서, 설명된 시퀀스(50)는 구성요소 상태와 관련하여 변경될 수 있고, 도 3과 관련하여 표시된 온도는 특정 로스팅 프로파일 또는 로스팅 프로파일의 세트에 대한 예이다.

도 1을 참조하면, 센서(40)는 습도(H로 표시됨) 및 산소(O₂로 표시됨) 센서를 포함할 수 있다. 제어기(42)는 이러한 센서로부터의 정보를 이용하여, (도 3의) 로스팅 단계들(60 내지 64)의 진행을 추적할 수 있다. 특유한 예로서, 제어기(42)는, 로스팅 챔버(4)의 배출구(6)를 빠져 나오는 가스의 습도 대 시간을 분석하는 것에 의해서, 로스트 프로세스에 관한 정보를 추정할 수 있다.

로스팅 단계(60 내지 64) 중의 이정표 이벤트(milestone event)는 콩의 "처음 균열(first crack)"이다. 이러한 것이 시작되면, 로스팅 프로파일의 나머지 시간 및 온도가 보다 정확하게 결정될 수 있다. 부가된 시간 및 온도는 로스트의 유형(예를 들어, 약간의 로스트 대 완전 프렌치 로스트(full French roast))에 따라 달라진다.

도 4는 온도 및 습도 대 시간의 예에 관한 그래프이다. 이러한 그래프 내의 값은, 로스팅 챔버(4)의 배출구(6)에 배치되는 또는 그에 근접한 센서(40)를 이용하여 생성된다. 도시된 바와 같이, 습도 대 시간의 그래프 내의 비교적 날카로운 정점은 로스팅 발생 단계(64)의 "처음 균열" 이정표에 상응한다.

도 5는 예시적인 로스팅 프로세스(70)를 도시하는 흐름도이다. 로스팅 프로세스(70)는, 부가적인 동작을 포함하는 것을 제외하고, 로스팅 단계(60 내지 64)와 유사할 수 있고 및/또는 로스팅 단계(60 내지 64)와 함께 실시될 수 있다. 단계(72)에 따라, 습도는 로스팅 챔버(4)의 배출구(6)에서 H 센서(40)에 의해서 모니터링된다. 단계(72)의 일부로서, 제어기(42)는, 기울기의 크기 및 국소적인 최대치(localized maximum)의 급격한 변화를 식별하기 위해서, 습도 대 시간의 그래프(또는 습도-시간 곡선을 나타내는 수학식인, 메모리 내에 저장된 참조 표와 같은 균등물)를 분석한다.

단계(74)에 따라, 습도 정점이 식별된다. 이는 콩의 "처음 균열"에 상응한다. 습도 정점의 이러한 식별은 로스팅 프로세스(70)의 특정 진행을 나타낸다.

단계(76)에 따라, 처음 균열 이정표의 식별에 응답하여, 응답 또는 작용이 활성화된다. 이는 임의의 수의 형태를 취할 수 있다.

일 구현예에서, 이정표 식별 및 희망 로스트 유형을 기초로, 로스트 발생 지속시간이 자동적으로 조정된다. 이러한 구현예에서, 가열기 파워, 공기유동, 및/또는 우회 백분율과 같은 매개변수가 또한 조정될 수 있다.

다른 구현예에서, 로스팅 동작의 담당자에게 경고가 자동적으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 이는, 담당자가 이용하는 모바일 장치로 무선으로 전송되는 메시지일 수 있다. 그러한 메시지는, 이정표의 타이밍을 기초로 로스트 프로파일을 조정하기 위한 옵션을 담당자에게 제공할 수 있다.

도 6은 주어진 동작 모드를 위한 촉매 변환기(30) 및 로스팅 챔버(4)를 위한 온도를 제어기(42)가 조절하는 예시적인 방법(80)을 도시하는 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 촉매 변환기(30) 온도(T_CT)는, 로스팅 시스템(2)의 동작 모드에 따라 변경되지 않는 경향을 가지는, 촉매를 위한 최적 온도에서 유지될 수 있다. 다른 한편으로, 로스트 챔버(4) 온도(T_RC)는 동작 모드에 따라 달라진다.

단계(82)에 따라, 방법(80)은, 특정 로스트 챔버 설정(T_RC)을 포함하는 동작 모드를 위한 동작 매개변수의 수신으로 시작된다. 이어서, 방법(80)은, 동시에 실행될 수 있는 2개의 독립적인 온도 제어 루프를 포함한다. 예시적인 촉매 변환기(30) 온도(T_CT) 제어 루프가 단계(84 내지 88)에 의해서 도시되어 있다. 예시적인 로스팅 챔버(4) 온도 제어 루프가 단계(90 내지 94)에 의해서 도시되어 있다.

단계(84)에 따라, 촉매 변환기(30)의 온도(T_CT)가 모니터링된다. 단계(84)의 일부로서, 제어기(42)는, 촉매 변환기(30)로부터 빠져 나오는 수용 공기 내에 또는 그에 근접하여 위치되는 온도 센서(40)로부터, 촉매 변환기(30)에 대한 온도(T_CT) 데이터를 수신한다.

단계(86)에 따라, 촉매 변환기(30)의 온도(T_CT)가 특정된 범위 이내인지의 여부가 결정된다. 이러한 특정된 온도 범위는, 예를 들어 500 내지 1000 ℉ 의 전체 온도 범위 이내이다. 일 구현예에서, 특정 온도 범위는 더 좁고, 예를 들어 약 800 ℉의 온도 주위에 센터링된다(centered). 촉매 변환기(30)의 온도(T_CT)가 특정된 범위를 벗어나는 경우에, 방법(80)은 단계(88)로 진행된다. 단계(88)에 따라, 주 가열기(28)에 전달되는 파워를 조정하여 단계(86)에서 결정된 온도 편차를 상쇄시킨다. 단계(88)의 일부로서, 제어기(42)는 제어 신호를 전송하여, 가열기(28)에 대한 파워 입력을 조정한다. 이어서, 단계(84 및 86)가 반복된다. 단계(86)에 따라 촉매 변환기(30)의 온도(T_CT)가 특정된 범위 이내일 때, 루프가 단계(84)로 진행되어 촉매 변환기(30)의 온도(T_CT)를 계속 모니터링한다.

단계(90)에 따라, 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)가 모니터링된다. 단계(90)의 일부로서, 제어기(42)는, 로스팅 챔버(4)로부터 빠져 나오는 수용 공기 내에 또는 그에 근접하여 위치되는 온도 센서(40)로부터, 로스팅 챔버(4)에 대한 온도(T_RC) 데이터를 수신한다.

단계(92)에 따라, 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)가 특정된 범위 이내인지의 여부가 결정된다. 이러한 특정된 범위는 단계(82)로부터의 현재 동작 모드에 대한 특정된 로스트 챔버 온도 설정(T_RC)을 기초로 한다. 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)가 특정된 범위를 벗어나는 경우에, 방법(80)은 단계(94)로 진행된다.

단계(94)에 따라, 가변 전환기(22)를 조정하여 그러한 편차를 상쇄시킨다. 단계(94)의 일부로서, 제어기(42)는 제어 신호를 가변 전환기(22)에 전송한다. 제어 신호에 응답하여, 가변 전환기(22)는 우회 백분율을 증가 또는 감소시킨다. 예를 들어, 온도가 너무 높은 경우에, 우회 백분율이 증가될 것이다. 이어서, 단계(90 및 92)가 반복된다. 단계(92)에 따라 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)가 특정된 범위 이내일 때, 루프가 단계(90)로 진행되어 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)를 계속 모니터링한다.

촉매 변환기(30) 및 로스팅 챔버(4)를 위한 2개의 온도 제어 루프는 제어 시스템 동작의 관점으로부터 서로 독립적으로 계속된다. 그러나, 이들은 간접적 의존성을 갖는다. 가열기(28)가 단계(88)에 따라 조정될 때, 이는 로스팅 챔버(4)의 온도(T_RC)에 영향을 미칠 것이다. 이어서, 로스팅 챔버(4)를 위한 제어 루프가 응답해야 할 가능성이 높을 것이다.

도 7 내지 도 13 그리고 도 15 및 도 16은 로스팅 챔버 조립체(4)의 실시예를 도시한다. 로스팅 챔버 조립체(4)의 설명에서, 서로 직각인 축들(X, Y, 및 Z)을 이용할 것이다. 축들(X 및 Y)은 일반적으로, 거의 수평일 수 있는 측방향 축들이다. 축(Z)은, 중력 기준과 거의 정렬될 수 있는 수직 축이다. 방향(+X)은 전방부 또는 선행부를 향하고, 방향(-X)은 후방부 또는 후행부를 향한다. 방향(+Z)은 위쪽이고, 방향(-Z)은 아래쪽이다.

도 7은 로스팅 챔버 조립체(4)의 일부의 등각도이다. 로스팅 챔버 조립체(4)는 X-축과 정렬된 수평 중앙 축을 형성하는 원통형 로스팅 드럼(100)을 포함한다. 드럼(100)은 후방 단부(102)로부터 전방 단부(104)까지 연장된다. 드럼(100)의 전방 단부(104)는 로스팅 챔버 조립체(4)의 전방 부분(106)에 근접한다. 도시된 실시예에서, 전방 부분(106)은 전방 판(106)이다. 다른 실시예에서, 전방 부분 또는 판(106)은 로스팅 챔버 조립체(4)의 하우징의 일부일 수 있다. 전방 판(106)은, 드럼의 전방 단부(104)에 근접한 수직 개구부(108)를 형성한다.

샤프트(114)에 장착된 복수의 블레이드(112)를 포함하는 교반기(110)가 드럼(100) 내에 위치된다. 중앙 샤프트(114)는 원뿔형 테이퍼를 갖는 선행 단부 부분(116)을 갖는다. 선행 단부 부분(116)은 +X 방향으로 테이퍼링된다. 샤프트(114)는, 드럼(100)의 후방 단부(102)에 근접한 후행 단부(118)(로스팅 챔버 조립체(4)의 상면도인 도 8)를 갖는다. 샤프트(114)의 후행 단부(118)는 교반기 모터(41)에 커플링된다. 교반기 모터(41)는 샤프트(114)를 중심으로 교반기(110)를 회전시키도록 구성된다.

드럼(100)의 하부 표면(101)은 부분적으로 해치(hatch)(120)에 의해서 형성된다. 해치(120)가 하강되어, 드럼(100)의 하단부 내에서 개구부를 제공할 수 있다. 이는, 드럼(100) 내에 포함된 콩이 냉각 챔버 내로 비워질 수 있게 한다. 해치에 관한 상세 내용을 이하에서 설명할 것이다.

도어(122)가 경첩(124)에 의해서 전방 판(106)에 장착된다. 핀(126)이 걸림부(catch)(128)에 걸릴 수 있도록, 도어(122)가 경첩(124)을 중심으로 내측으로 회전될 수 있다. 걸린 상태에서, 도어(122)가 폐쇄되고 전방 판(106) 내의 수직 개구부(108)를 밀봉한다. 도어는, 로스팅 동작 중에 드럼(100)의 내용물을 볼 수 있게 하는 유리 판(130)을 포함한다. 도어(122)는 또한, 도어(122)가 개구부(108) 상으로 폐쇄될 때 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116)을 수용하도록 구성된 베어링 조립체(132)를 포함한다. 따라서, 베어링 조립체(132)는 교반기(110)를 지지한다.

도 8은 로스팅 챔버 조립체(4)의 상면도이다. 드럼(100)의 수평 중앙 축(133)이 도시되어 있다. 수평 중앙 축(133)은 교반기 모터(41) 및 교반기(110)의 회전 축과 정렬된다.

도 9는, 분리된, 도어(122)의 등각도이다. 베어링 조립체(132)는 유리 판(130) 상의 중앙에서 지지된다. 베어링 조립체(132)는 외부 하우징(134) 및 내부 베어링(136)을 포함한다. 도어(130)가 폐쇄될 때, 드럼(100)의 수평 중앙 축(133)은 본질적으로, 외부 하우징(134)과 관련하여, 내부 베어링(136)의 회전 축과 일치된다. 내부 베어링(136)은 수용 홀(138)을 형성한다. 도어(122)는 또한, 유리 판(130)을 지지하는 도어 하우징(140)을 포함한다. 도어 하우징은 경첩(124)에 커플링된다. 경첩(124)은, 도어(122)가 폐쇄 위치로 이동될 때, 도어 이동이 X 축에 거의 평행하도록 하는, 복합형 경첩(compound hinge)이다. 이는, 도어(122)가 폐쇄될 때, 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116)이 수용 홀(138) 내로 수용될 수 있게 한다.

도 10은 도어(122)의 조립된 구성요소를 설명하기 위한 도 9의 AA'로부터 취한 단면도이다. 베어링 조립체(132)는 유리 판(130)에 부착된다. 베어링 조립체(132)의 외부 하우징(134)은 유리 판(130) 내의 중앙 개구부(142)에 밀봉 가능하게 커플링된다.

도 11은 도어(122)의 중앙 부분을 더 구체적으로 설명하기 위한 도 10으로부터 취한 상세도이다. 예시적인 실시예에 따라, 유리 판(130)은 중앙 및 원형 홀(142)을 갖는다. 베어링 조립체(132)의 외부 하우징(134)은 유리 판(130) 내의 원형 홀(142)에 밀봉 가능하게 장착된다. 내부 베어링(136)은 외부 하우징(134) 내의 원통형 함몰부(144) 내측에 장착된다. 원형 볼 베어링 레이스(146)는 내부 베어링(136)이 도어 중앙 축(148)을 중심으로 자유롭게 회전될 수 있게 한다. 내부 베어링(136) 내로 형성된 중앙 홀(138)은 원뿔형 테이퍼를 형성한다. 홀(138)은 그 입구(150)로부터 그 하단부(152)를 향해서 내측으로 테이퍼링된다. 도어(122)가 폐쇄될 때, 테이퍼는 +X 또는 전방 방향이다. 도시된 실시예에서, 도어 중앙 축(148)은 실질적으로 개구부(142), 중앙 홀(138)을 위한 중앙 축, 그리고 외부 하우징(134)에 대한 내부 베어링(136)의 회전 축이다. 도어(122)가 폐쇄될 때, 도어 중앙 축(148)은 드럼(100)의 수평 중앙 축과 실질적으로 정렬된다. 그러한 축들, 동일하거나 기계적 공차로 인해서 정확하게 동일하지 않을 수 있게, 실질적으로 정렬된다.

도 12는, 분리된, 교반기(110)의 등각도이다. 샤프트(114)는 후행 단부(118)와 선행 단부 부분(116) 사이에서 세장형이다. 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116)은 원뿔형 테이퍼를 형성한다. 선행 단부 부분(116)은 전방 방향으로 테이퍼링된다(즉, 선행 단부 부분(116)의 단부를 향해서 테이퍼링된다). 샤프트는 샤프트 축(154)을 형성한다. 도어(122)가 개방될 때, (선행 부분(116)에 근접한 블레이드 중의) 블레이드(112)의 일부가 드럼(100)의 내측 하단 표면(101) 상에 놓인다. 따라서, 도어(122)가 개방될 때, 샤프트 축(154)은 드럼(100)의 수평 중앙 축(133)에 대해서 아래쪽으로 경사진다. 도어(122)가 폐쇄될 때, 테이퍼링된 홀(138)이 샤프트의 선행 단부 부분(116)과 결합된다(예를 들어, 제거 가능하게, 활주 가능하게, 수용 가능하게 접촉된다). 그러한 결합은 선행 단부 부분(116)을 상승시키고, 샤프트 축(154)을 드럼(100)의 수평 중앙 축(133) 및 도어 중앙 축(148)과 실질적으로 정렬시킨다.

도 13은, 도 13이 내부 베어링(136)의 중앙 홀(138) 내로 수용된 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116)을 포함하는 것을 제외하고, 도 11과 유사하다. 이는, 도어(122)가 수직 개구부(108) 상으로 폐쇄될 때의 횡단면도를 확대한 것이다. 예시적인 실시예에 따라, 내부 베어링(136)의 중앙 홀(138) 및 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116) 모두가 동일한 전방 또는 선행 방향으로 테이퍼링된다. 이러한 상호 테이퍼링은, 도어(122)가 폐쇄될 때, 홀(138)에 대한 선행 단부 부분(116)의 적절한 수용 및 정렬을 촉진한다. 이러한 상호 테이퍼는, 내부 베어링(136)의 중앙 홀(138)의 테이퍼 각도가 샤프트(114)의 선행 단부 부분(116)의 테이퍼 각도와 실질적으로 합치된다는 점에서, 상호적이다. 그러한 테이퍼 각도들은, 동일하거나 기계적 공차로 인해서 정확하게 동일하지 않을 수 있게, 실질적으로 합치된다. 유사하게, 그러한 테이퍼 각도들은, 테이퍼 각도들의 차이에도 불구하고, 도어(122)가 폐쇄될 때 홀(138)에 대한 선행 단부 부분(116)의 적절한 수용 및 정렬이 여전히 달성된다는 점에서, 실질적으로 합치될 수 있다. 도어(122)가 폐쇄되기 직전에, 선행 단부 부분(116)의 가장 좁은 단부(156)가 홀(138)의 더 넓은 입구(150) 내에 수용된다. 도어(122)의 최종 폐쇄 중의 선행 단부 부분(116)의 원뿔형 표면과 홀(138)의 원뿔형 표면의 결합은 축(154)을 축(148)에 대해서 그리고 그에 따라 드럼(100)의 중앙 축(133)에 대해서 자가-정렬시킨다. 이는 또한, 블레이드(112)를 드럼(100)의 내측 하단 표면으로부터 상승시키고, 교반기(110)를 드럼(100) 내에서 효과적으로 센터링시킨다.

도 14는 실시예에 따른, 도어 폐쇄에 응답한, 로스팅 드럼의 축에 대한 교반기의 축의 자가-정렬 방법이다. 도 14는 도 7 내지 도 13 그리고 도 15 및 도 16에 대해서 설명된 실시예와 관련하여 설명되나, 도 14의 방법이 도 7 내지 도 13 그리고 도 15 및 도 16에 대해서 설명된 실시예와 다른 로스팅 시스템과 함께 실시될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도 14에 대해서 설명된 바와 같이, 방법(160)은, 도어(122)의 폐쇄에 응답하여, 교반기(110)를 로스팅 드럼(100) 내에서 "자동적으로" 정렬시킬 수 있다. 162에서, 도어(122)는 개방되고(예를 들어, 개방 위치) 교반기 블레이드(116)의 일부가 드럼(100)의 하단 표면(101) 상에 놓인다. 164에서, 도어(122)는 폐쇄(예를 들어, 폐쇄 위치)를 향해서 이동된다. 166에서, 내부 베어링(136) 수용 홀(138)이, 폐쇄를 향해서 이동되는 도어(122)에 응답하여, 교반기(110)의 선행 단부 부분(116)과 제거 가능하게 결합된다. 166의 일부로서, 샤프트(114)의 가장 좁은 단부(156)가 홀(138)의 더 넓은 입구(150) 내에 수용된다. 168에서, 도어(122)가 완전 폐쇄로 이동될 때, 선행 단부 부분(116) 및 수용 홀(138)의 원뿔형 표면들이 결합되고, 축들(148 및 154)을 실질적으로 자가-정렬시킨다. 168의 일부로서, 블레이드(116)가 하단 표면(101)으로부터 상승되고, 그에 따라 블레이드는, 내측 표면(158)과 어떠한 간섭도 없이(예를 들어, 내측 표면(158)과의 접촉이 없이), 드럼(100) 내에서 적절히 회전될 수 있다.

도 15a는, 도어(122)를 제거한, 로스팅 챔버 조립체(4)의 실시예의 등각도이다. 드럼은 오목한 원통형 내측 표면(158)을 갖는다. 해치(120)는 드럼(100)의 내측 표면(158)의 하부 또는 하단 표면(101)의 일부를 형성한다. 도 15a는 해치(120)의 "상부 위치"를 도시하고, 그러한 상부 위치에 의해서 해치는 하부 표면(101) 내로 형성된 개구부(170)를 밀봉한다. 예시적인 실시예에서, 해치(120)는 드럼(100)의 내측 표면(158)과 밀접하게 합치되고, 그에 따라 해치(120)와 내측 표면(158) 사이에서는 간극 또는 이음매(seam)가 없거나 최소로 존재한다.

도 15b는, 해치(120)가 하강된 상태에 있고 그에 의해서 개구부(170)가 밀봉되지 않고 개방되며 그에 의해서 드럼(100) 내의 콩이 수직 하향(-Z) 방향으로 냉각 챔버(미도시) 내로 드럼(100)을 빠져 나오기 시작할 수 있다는 것을 제외하고, 도 15a와 유사하다. 개구부(170)는 드럼(100)의 중앙 축(133)에 실질적으로 평행한 장 축을 갖는다. 개구부(170)는 중앙 축(133)에 평행한 치수를 따라서 거의 드럼(100)에 걸쳐지고, 그에 따라 드럼(100)으로부터의 콩의 보다 완전한 비우기가 이루어질 수 있게 한다.

도 16a 및 도 16b는 드럼(100)의 하부 외측 부분의 등각적인 저면도이다. 도 16a 및 도 16b는 해치(120)의 상부 위치 및 하부 위치를 각각 도시한다. 도시된 실시예에서, 해치(120)는 경첩(172)에 의해서 드럼(100)의 하부 외측 표면에 커플링된다. 경첩(172)은 드럼(100)의 중앙 축(133)에 평행한 회전 축을 갖는다. 또한, 제어기(42)의 제어 하에서 해치(120)를 경첩(172)을 중심으로 회전시키도록 구성된 (도 2와 관련된 콩 낙하 작동기(43)로도 지칭되는) 작동기(43)가 도시되어 있다. 일 구현예에서, 작동기(43)는, 해치(120)의 회전을 제공하기 위해서 연장되고 작동기(43)와 접촉되는, 모터 구동되는 나사(motorized screw)를 포함한다.

드럼(100)의 하부 표면(101) 내의 개구부(170)는 수직 내향 대면 연부(174)에 의해서 경계 지어진다. 해치(120)는 외향 대면 연부(176)를 갖는다. 해치가 상부(도 16a) 위치에 있을 때, 연부들(174 및 176)은 대면 관계가 된다. 최소 간극이 사이에 존재하도록, 연부(174 및 176)들이 밀접하게 합치된다.

드럼(100) 내의 콩의 로스팅 프로세스가 완료되었을 때, 콩은 냉각 챔버로 운반된다. 도 17은 제어기(42)의 제어 하에서 운반하는 방법(180)을 도시한다. 방법(180)은 도 3의 방법(50)의 콩 낙하 단계(66)에 상응한다. 초기 조건(182)에 따라, 해치(120)는 도 15a 및 도 16a에 도시된 바와 같은 상부 (밀봉) 위치에 있다. 184에서, 작동기(43)가 동작되어, 해치(120)를 도 15b 및 도 16b에 도시된 바와 같은 하강된 (개구부(170)를 위한 개방 상태) 상태로 회전시키고 하강시킨다.

186에서, 교반기 모터(41)가 동작되어, 교반기(110)를 축(154)을 중심으로 후방으로 그리고 전방으로 회전시킨다. 이는, 본질적으로 콩의 전부가 개구부(170)를 통해서 그리고 냉각 챔버 내로 낙하될 때까지, 드럼(100) 내에서 콩을 축(133)에 평행한 성분을 갖는 방향으로 후방으로 그리고 전방으로 민다. 188에서, 작동기(43)가 동작되어 해치(120)를 초기 상부 (밀봉) 위치까지 회전시키고 상승시킨다.

도 18 내지 도 21은 로스팅 챔버 조립체(4)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 18 내지 도 21의 대안적인 실시예는 주로 해치(120)의 설계와 관련하여 이전의 실시예와 상이하다. 해치(120)는, 중합체 접착제가 없이, 예를 들어 나사, 리벳, 압입 핀, 및 용접 중 하나 이상으로 함께 기계적으로 조립된 다수의 금속의 층을 포함한다. 이러한 해치(120)의 구성은 일부 대안보다 더 "식품 안전적"인데, 이는 중합체 접착제와 같은 재료가 요구되지 않기 때문이다.

도 18은 로스팅 챔버 조립체(4)의 일부의 저면도이다. 해치(120)는 개방된 또는 하향 위치에서 도시되어 있고, 그에 따라 콩이 개구부(170)를 통해서 드럼(100)을 빠져 나갈 수 있다. 도 19는 도 18의 단면선 BB'으로부터 취한 뒤집힌 측면 절취도이다. 브라켓(190)이 해치(120)를 지지한다. 링키지(linkage)(192)가 작동기(43)와 브라켓(190) 사이에 커플링된다. 작동기(43) 및 링키지(192)는 브라켓(190)을 경첩(172)을 중심으로 회전시키도록, 그에 따라 해치(120)의 개방(하강) 구성 및 폐쇄(상승) 구성을 제공하도록 구성된다.

도 20은 해치(120)의 더 상세한 측면도를 도시한다. 해치(120)는, 상부 시트(194) 및 하부 시트(196)를 포함하는 2개의 금속 시트로 구성된다. 해치(120)가 폐쇄될 때, 상부 시트(194)는 개구부(170) 내로 밀접 피팅되는(또는 합치되는) 크기를 갖는다. 상부 시트(194)는, 예를 들어, 해치(120)가 폐쇄될 때 밀폐식 밀봉부가 형성되게 하는 방식으로, 개구부(170)에 밀접 피팅(또는 합치)되는 크기를 가질 수 있다. 상부 시트(194)는, 해치(120)가 폐쇄될 때 개구부(170)의 연부(174)(도 16a에 도시됨)와 대면 관계인 연부(176)를 형성한다. 하부 시트(196)는 상부 시트(194)보다 큰 측방향 범위를 가지며, 그에 따라 하부 시트는 개구부(170)의 연부(174)를 넘어서 연장된다. 하부 시트(196)는, 해치(120)가 폐쇄 위치에 있을 때, 드럼(100)의 하부 외측 (하향 대면) 표면(200)(도 18)에 대항하여 가압되고 밀봉하는 상향 대면 표면(199)을 형성하는 유연성 밀봉부(198)를 포함한다.

도 21은 도 20의 단면선 CC'로부터 취한 측면 절취도이다. 도시된 실시예에서, 상부 시트(194)는 나사, 리벳, 또는 압입 핀(202)에 의해서 하부 시트(196)에 체결된다. 마찬가지로, 하부 시트(196)는 나사, 리벳, 또는 압입 핀(204)에 의해서 브라켓(190)에 장착된다. 상부 시트(194) 및 하부 시트(196) 사이에 유연성 재료(206)가 위치된다.

전술한 특정 실시예 및 그 적용예는 단지 예시를 위한 것이고, 이하의 청구항의 범위에 포함되는 수정예 및 변형예를 배제하지 않는다.

Claims

콩 로스팅 시스템이며:
개구부를 형성하는 하부 내측 표면을 갖는 로스팅 드럼;
상부 표면을 갖는 해치; 및
상부 위치 및 하부 위치를 포함하는 적어도 2개의 위치에서 상기 해치를 배치하도록 구성된 작동기로서, 상기 해치는, 상기 해치가 상부 위치에 있을 때, 상기 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉하고, 콩은, 상기 해치가 하부 위치에 있을 때, 상기 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 빠져 나가는, 작동기를 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부는 수직 내향 대면 연부에 의해서 경계 지어지고, 상기 해치는, 상기 수직 내향 대면 연부와 밀접하게 합치되는 상부 표면으로부터 하향 연장되는 수직 외향 대면 연부를 가지는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고, 상기 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부는, 상기 드럼의 중앙 축에 실질적으로 평행한 주 축을 가지는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고 상기 드럼의 후방 단부와 상기 드럼의 전방 단부 사이의 축방향 거리를 형성하며, 상기 하부 표면 내의 개구부는 상기 축방향 거리의 대부분에 걸쳐지는 주요 치수를 가지는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 해치는 경첩 축을 중심으로 상기 드럼의 하부 외측 표면에 회전 가능하게 장착되고, 상기 작동기는 상기 해치를 상부 위치와 하부 위치 사이에서 회전시키는, 콩 로스팅 시스템.
제5항에 있어서,
상기 로스팅 드럼은 수평 중앙 축을 형성하고, 상기 경첩 축은 상기 드럼의 중앙 축에 실질적으로 평행한, 콩 로스팅 시스템.
제6항에 있어서,
상기 해치는, 상기 경첩 축에 실질적으로 평행한 주 축을 가지는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 드럼의 내측에 배치되고 교반기 모터에 커플링된 교반기를 더 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제8항에 있어서,
제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는:
상기 해치를 상부 위치로부터 하부 위치로 하강시키기 위해서 상기 작동기를 동작시키도록; 그리고
상기 드럼 내측의 콩을 교반시켜 콩이 상기 로스팅 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 빠져 나가게 하기 위해서, 상기 교반기 모터를 동작시키도록 구성되는, 콩 로스팅 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 해치를 하부 위치로부터 상부 위치로 상승시키기 위해서 상기 작동기를 동작시키도록 추가적으로 구성되는, 콩 로스팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 해치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제11항에 있어서,
나사, 압입 핀, 및 리벳 중 하나 이상에 의해서, 상기 상부 시트가 상기 하부 시트에 커플링되는, 콩 로스팅 시스템.
제11항에 있어서,
상기 하부 시트는, 상기 해치가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 드럼의 하부 외측 표면에 대해서 밀봉하기 위한 상향 대면 표면을 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제11항에 있어서,
상기 하부 시트에 부착된 브라켓; 및
상기 브라켓을 상기 작동기에 커플링시키는 링키지를 더 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제11항에 있어서,
상기 상부 시트는, 상기 개구부의 내향 대면 연부와 밀접하게 합치되는 외향 대면 연부를 형성하는, 콩 로스팅 시스템.
콩 로스팅 시스템이며:
수평 축, 후방 단부 및 전방 단부를 형성하고, 개구부를 형성하는 하부 내측 표면을 가지는 로스팅 드럼;
상기 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉하기 위한 상부 위치를 가지는 해치;
상기 해치에 커플링된 작동기;
후행 단부를 갖는 축방향 샤프트에 장착된 교반기 블레이드를 갖는 교반기;
상기 로스팅 드럼의 후방 단부에 근접한 상기 축방향 샤프트의 후행 단부에 커플링된 교반기 모터;
상기 로스팅 드럼에 대해서 회전 가능하게 장착되는 도어로서, 상기 도어는, 상기 도어가 상기 로스팅 드럼에 대해서 폐쇄될 때, 상기 로스팅 드럼의 내용물을 볼 수 있게 하는 유리 판을 가지는, 도어; 및
제어기를 포함하고, 상기 제어기는:
상기 해치를 상부 위치로부터 하부 위치까지 하강시키고, 그에 의해서 상기 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 밀봉 해제하기 위해서 상기 작동기를 동작시키도록; 그리고
상기 교반기 블레이드를 회전시켜 상기 드럼의 내용물을 상기 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 통해서 비우기 위해서 상기 교반기 모터를 동작시키도록 구성되는, 콩 로스팅 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 해치를 상승시켜 상기 드럼의 하부 표면 내의 개구부를 재밀봉하기 위해서 상기 작동기를 동작시키도록 추가적으로 구성되는, 콩 로스팅 시스템.
제16항에 있어서,
상기 해치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함하는, 콩 로스팅 시스템.
제18항에 있어서,
상기 하부 시트는 상기 하부 시트를 넘어서 연장되는 상향 대면 표면을 포함하고, 상기 해치가 상부 위치에 있을 때, 상기 드럼의 하부 외측 표면에 대해서 밀봉하는, 콩 로스팅 시스템.
제18항에 있어서,
상기 하부 시트에 부착된 브라켓 및 상기 브라켓을 상기 작동기에 커플링시키는 링키지를 더 포함하는, 콩 로스팅 시스템.