KR20220019673A - 로스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피 콩을 로스팅하기 위한 장치(10)에 관한 것으로서, 장치는
- 저부 개구(11)를 제공하는 로스팅 챔버(1);
- 상기 챔버의 저부 개구를 통해 로스팅 챔버 내부로 공기의 유동을 구동하도록 구성된 공기 구동기(2), 및
- 챔버의 저부 개구 아래에 위치되고, 로스팅 챔버의 저부 개구로 구동된 상기 공기의 유동을 가열하도록 구성된 전기 히터(3)를 포함하며,
장치는 고온 공기의 유동을 히터(3)로부터 로스팅 챔버의 저부 개구(11)로 구동하기 위한 도관(6)을 포함하고,
상기 도관(6)은 국소 횡방향 협소부(61)를 포함하고,
적어도 하나의 온도 프로브가 도관의 상기 국소 횡방향 협소부(61)에 위치된다.

Description

로스팅 장치

본 발명은 가열된 공기로 커피 콩을 로스팅하기 위한 장치로서, 특히 가정에서 또는 숍 및 카페에서 사용하기에 적합한 장치에 관한 것이다.

가정에서나 숍 및 카페에 있는 작은 규모에서의 커피 콩의 로스팅은 통상적으로 커피 콩이 고온 공기 내에서 교반되는 작은 크기의 장치들로 구현된다. 하나의 유형의 장치는 커피 콩이 도입되고 열이 공급되면서 텀블링되는 회전 천공 드럼을 사용한다.

다른 유형의 장치는 고온 공기 유동층 챔버를 구현하는 유동층 기술을 사용한다. 그러한 챔버 내에서, 가열된 공기는 커피 콩을 들어올리기에 충분한 힘으로 콩 아래의 스크린 또는 천공 플레이트로 억지 통과된다. 콩이 이러한 유동층 내에서 구르고 순환됨에 따라 열이 콩으로 전달된다.

미국 특허 제3964175호에 기술된 산업용 로스터로부터 파생된 이러한 기술은 미국 특허 제4484064호, 미국 특허 제4494314호, 미국 특허 제4631838호, 미국 특허 제5269072호, 미국 특허 제5564331호와 같은 소형 가정용 디바이스들에 적응되었다.

로스팅 장치들에서, 가스 버너 또는 전기 히터와 같이 상이한 유형들의 히터가 사용될 수 있다. 작은 크기의 로스터들의 경우, 통상적으로 가열 저항과 같은 전기 히터들이 선호된다.

유동층 기술을 구현하는 대부분의 로스터들은 핵심 요소들, 즉 로스팅 챔버, 히터 및 공기 구동기의 동일한 구성을 제공한다. 매우 일반적으로 그리고 명백하게, 이들 요소들은 수직 축을 따라 서로의 위에 배치되며, 공기 구동기가 최저 위치에 위치되고, 전기 저항이 그 위에 위치되고, 저항 위에 로스팅 챔버가 위치된다.

로스팅은 특정 열 대 시간 곡선을 커피 콩에 적용함으로써 일어난다(로스팅 프로파일이라 함). 히터의 전력 및/또는 공기 구동기의 전력의 제어를 통한 이러한 로스팅 프로파일의 제어는 통상적으로 온도 센서로 온도를 모니터링함으로써 얻어진다(피드백 루프에 의한 공정 제어). 이상적으로, 이러한 센서는 콩 그 자체의 온도를 측정하기 위해 로스팅 챔버 내부에 위치된다. 그러나, 바람직하게는, 작은 로스터에서, 고온 공기 유동층 챔버는 세정 작업뿐만 아니라 수동으로 콩을 도입 및 제거하기 위해 장치로부터 제거가능하다. 그러한 제거가능 챔버의 경우, 챔버 내부에 온도 프로브를 위치시킬 것이 권고되지 않으며, 통상적으로, 그 구성에서는, 제거가능 챔버 아래에, 말하자면 고온 공기를 챔버로 전도하는 도관 내부에 온도 센서를 위치시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 구성 내에서는, 온도 피드백 루프 내의 정확한 정보가 없기 때문에 최적의 로스팅이 제공되지 않는 효과로 측정이 매우 정확하지 않은 것으로 관찰되었다.

본 발명의 목적은 그 문제를 해결하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에서, 커피 콩을 로스팅하기 위한 장치가 제공되는데, 장치는

- 저부 개구를 제공하는 로스팅 챔버,

- 상기 챔버의 저부 개구를 통해 로스팅 챔버 내부로 공기의 유동을 구동하도록 구성된 공기 구동기, 및

- 챔버의 저부 개구 아래에 위치되고, 로스팅 챔버의 저부 개구로 구동된 상기 공기의 유동을 가열하도록 구성된 전기 히터를 포함하며,

장치는 고온 공기의 유동을 히터로부터 로스팅 챔버의 저부 개구로 구동하기 위한 도관을 포함하고,

상기 도관은 도관의 섹션을 최소 횡방향 섹션으로 감소시키는 국소 횡방향 협소부를 포함하고,

적어도 하나의 온도 프로브가 도관의 국소 횡방향 협소부의 상기 최소 횡방향 섹션에 위치된다.

로스팅 장치는 저부 개구 및 통상적으로 상부 개구를 제공하는 로스팅 챔버를 포함한다. 이러한 로스팅 챔버는 고온 공기가 저부 개구를 통해 도입될 때 고온 공기의 유동층의 생성을 가능하게 하도록 설계된다.

대체적으로, 저부 개구는 챔버 내부에 콩을 유지하면서 그를 통해 고온 공기의 통과를 가능하게 하는 그리드(grid)를 포함한다.

상부 개구는 로스팅 작업 동안 발생되는 연기와 입자의 배출을 가능하게 한다. 이는 또한 로스팅 작업의 종료 시에 로스팅될 콩의 도입 및 로스팅된 콩의 제거를 가능하게 한다. 이들 마지막 작업들을 위해, 로스팅 챔버는 장치의 하우징으로부터 제거가능하다.

장치는 상기 챔버의 저부 개구를 통해 로스팅 챔버 내부로 공기의 유동을 구동하도록 구성된 공기 구동기를 포함한다. 일반적으로, 이러한 공기 구동기는 공기를 로스팅 챔버로 상향으로 송풍하도록 설계된 공기 송풍기 또는 팬(fan)이다.

장치는, 챔버의 저부 개구 아래에 위치되고 유동 공기가 로스팅 챔버 내부로 도입되기 전에 유동 공기를 가열하도록 구성된 전기 히터를 포함한다.

대체적으로, 히터는 히터로부터 로스팅 챔버로의 고온 공기의 이동 동안 열의 손실을 제한하기 위해 챔버의 저부 개구 바로 아래에 위치된다. 히터의 이러한 위치는 로스팅 챔버에서도 로스팅 공정 동안 양호한 온도 조절을 제공한다: 실제로 히터의 임의의 온도 변화는 로스팅 챔버 내부의 온도에 즉각적으로 영향을 준다.

추가로, 장치는 히터로부터 로스팅 챔버의 저부 개구로 고온 공기의 유동을 구동하기 위해 도관, 파이프, 채널 또는 튜브를 포함한다. 따라서, 이러한 도관은 고온 공기의 유동을 히터로부터 챔버의 저부 개구로 안내한다.

이러한 도관은 도관의 섹션을 최소 횡방향 섹션으로 감소시키는 국소 횡방향 협소부를 포함하고, 적어도 하나의 온도 프로브가 도관의 상기 최소 횡방향 섹션에서 도관의 이러한 국소 횡방향 협소부 내에 위치된다.

이러한 국소 횡방향 협소부는 도관의 작은 길이를 따라 도관의 유압 직경의 감소부를 생성한다. 이러한 감소부를 통해 순환하는 공기 유동은 상류보다 더 균질해지고, 그 결과, 이 위치에서 측정된 온도는 더욱 정확하고 신뢰성이 있다.

대체적으로, 장치는 상기 장치를 제어하도록 배열된 제어기를 포함하고, 이 제어기는 적어도 하나의 온도 프로브에 의해 측정되는 공기의 유동의 온도에 기초하여 전기 히터 및/또는 공기 구동기를 제어하도록 구성된다.

로스팅 챔버 내에 도입된 고온 공기의 유동의 더욱 정확하고 신뢰성 있는 측정으로 인해, 피드백 루프를 통한 전기 히터 및/또는 공기 구동기의 제어가 개선되고, 미리결정된 로스팅 프로파일 곡선이 콩에 완전히 적용될 수 있다. 따라서, 일관성있는 로스팅이 반복적으로 적용될 수 있다.

적어도 2개의 온도 프로브가 상기 최소 횡방향 섹션에 위치될 수 있으며, 각각의 프로브는 상이한 반경방향 위치들에 위치된다. 최소 횡방향 섹션의 평면의 상이한 지점들에서 온도를 측정하는 몇몇 프로브들의 존재는 고온 공기 유동의 균질성의 검증을 가능하게 한다.

바람직한 실시예에서, 최소 횡방향 섹션의 유압 직경은 15 내지 25 mm로 구성될 수 있다.

그러한 영역 내에서, 상이한 온도들로 인한 공기의 상이한 유동들의 위험이 최소화된다.

유압 직경이란, 상이한 형상의 섹션을 갖는 도관과 동일한 단면적을 제공하는 둥근 섹션을 갖는 도관의 직경을 의미한다.

바람직하게는, 협소부의 설계는 최소 횡방향 섹션으로 줄어드는 도관의 횡방향 섹션의 점진적 감소부 및 상기 최소 횡방향 섹션으로부터의 도관의 횡방향 섹션의 점진적 증가부를 포함한다.

따라서, 협소부는 점진적으로 수렴하는 영역 및 이어서 점진적으로 발산하는 영역을 포함한다. 최소 횡방향 섹션에서의 공기 유동의 균질화의 효과에 더하여, 이러한 설계는 협소부의 하류에서 고온 공기 유동의 속도의 가속을 제공한다. 그 결과, 커피 콩이 높은 수준의 습도를 갖는 생두와 같이 치밀한 경우에도, 고온 공기가 고속으로 로스팅 챔버 내에 도입되어 공기의 유동층을 생성하고 콩을 교반하는 효과를 가질 수 있다. 콩은 챔버의 저부 개구에서 고온 공기의 유동에 의해 강한 에너지의 영향을 받고 상향으로 발사되며, 이는, 다른 콩이 저부에 위치될 수 있게 한다. 그 결과, 콩들은 교대로 챔버의 저부에 위치되고, 이는 모든 콩들의 균질화된 로스팅을 보장하고 이들 중 일부의 과열을 피하도록 보장한다.

바람직하게는, 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)은 협소부의 상류의 도관의 유압 직경(D)의 1/3 내지 2/3에 포함된다.

대체적으로, 도관은 최소 횡방향 섹션의 상류 및 하류에서 동일한 유압 직경과 동일한 형상을 제공한다.

바람직하게는, 로스팅 챔버의 저부는 최소 횡방향 섹션 위에 거리(d)만큼 위치되고, 상기 거리(d)는 최소 횡방향 섹션의 유압 직경의 2 내지 3배에 포함된다.

로스팅 챔버의 저부가 챔버 내부에 도입된 커피 콩을 지지하기 때문에, 이 거리는 콩을 교반하기 위해 챔버의 저부 개구에서 증가된 속도로 고온 공기 유동의 생성을 가능하게 한다.

일 실시예에서, 도관은 정적 혼합기를 포함할 수 있고, 상기 정적 혼합기는 협소부의 상류에 위치된다.

이러한 정적 혼합기는 고온 공기의 유동을 분열시키고 히터의 하류에서 상이한 온도를 나타내는 공기의 잠재적인 상이한 구역들을 혼합하도록 구성된다. 이어서, 협소부는 상기 혼합된 유동을 온도 및 압력 하에서 균질화한 후, 로스팅 챔버에 상기 균질화된 고온 공기를 공급하는 것을 가능하게 한다.

정적 혼합기는 고온 공기의 난류, 회전 또는 소용돌이를 생성하도록 설계될 수 있다.

임의의 유형의 공기 정적 혼합기가 사용될 수 있다. 정적 혼합기는, 예를 들어 측방향 벽에 중공화되고 나선형 또는 나사산의 형상을 제공하는 홈으로서 도관의 측방향 벽에 설계될 수 있다. 정적 혼합기는 도관의 측방향 벽으로부터 도관의 섹션을 통해 연장하는 핀(fin)을 포함할 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 바람직하게는, 로스팅 챔버는 하우징에 제거가능하게 장착되고, 로스팅 챔버의 저부 개구는 로스팅 챔버가 장치의 하우징에 장착될 때 도관의 고온 공기 출구 단부와 협력한다.

본 발명의 상기 태양들은 임의의 적합한 조합으로 조합될 수 있다. 더욱이, 본 명세서의 다양한 특징들은 상기 태양들 중 하나 이상과 조합되어 구체적으로 도시되고 기술된 것 이외의 조합을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 목적 및 유리한 특징부는 청구범위, 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.

이제, 본 발명의 특정 실시예가 추가로 하기 도면을 참조하여 예로서 설명된다.
- 도 1은 본 발명에 따른 로스팅 장치의 개략도이다.
- 도 2는 도 1의 장치의 고온 공기 유동 발생 유닛의 개략도이다.
- 도 3은 본 발명에 따른 장치에서 도관의 수직 단면 및 횡단면 및 로스팅 챔버의 저부를 예시한 개략도이다.
- 도 4는 도 1에 따른 장치의 제어 시스템의 블록도를 도시한다.

로스팅 장치

도 1은 로스팅 장치(10)의 예시적인 측면도 부분을 도시한다. 기능적으로, 로스팅 장치(10)는 챔버(1) 내에 보유된 커피 콩을 이 챔버 내부에 도입된 고온 공기의 유동에 의해 로스팅하도록 작동가능하다. 제1 수준에서, 장치는 하우징(4), 로스팅 유닛 및 제어 시스템(80)을 포함한다. 이제 이러한 구성요소가 순차적으로 설명될 것이다.

로스팅 장치의 로스팅 유닛

로스팅 유닛은 커피 콩을 수용 및 로스팅하도록 작동가능하다.

로스팅 유닛은 전형적으로 로스팅 장치(10)의 제2 수준에서, 챔버(1), 공기 유동 구동기(2), 및 히터(3)를 포함하고, 이들은 순차적으로 설명된다.

챔버(1)는 조작자에 의해 도입된 커피 콩을 수용 및 보유하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 챔버(1)는 하우징(4)으로부터 제거가능하다. 챔버는,

- 커피 콩의 도입 또는 제거를 위해, 또는

- 일단 제거되면 챔버의 세정 및 유지관리를 위해, 또는

- 챔버 뒤의 수직 하우징 부분(43)의 세정을 위해, 로스팅 장치 옆에 놓일 수 있다.

챔버의 저부 개구(11)는 공기가 통과할 수 있게 하도록 구성되고, 구체적으로 그것은 콩이 위에 놓일 수 있고 공기가 상향으로 관통 유동할 수 있는 천공 플레이트를 포함할 수 있다. 챔버(1)는, 사용자가 하우징으로부터 챔버를 제거하고 하우징 외부에 그것을 보유할 수 있게 하기 위해 핸들을 포함한다.

채프(chaff) 수집기(도시되지 않음)가 챔버(1)와 유동 연통하여 채프를 수용하는데, 이 채프는 콩으로부터 점진적으로 분리되고 그의 가벼운 밀도로 인해 채프 수집기까지 송풍된다.

공기 유동 구동기(2)는 챔버의 저부의 방향으로 공기의 유동(점선 화살표)을 발생시키도록 작동가능하다. 발생된 유동은, 콩을 가열하고 콩을 교반하고 상승시키도록 구성된다. 그 결과, 콩은 균질하게 가열된다. 구체적으로, 공기 유동 구동기는 모터에 의해 전력공급되는 팬일 수 있다. 하우징 내부에 공기를 공급하기 위해 하우징의 베이스 내부에 공기 입구(42)가 제공될 수 있으며, 공기 유동 구동기는 이러한 공기를 상향으로 통로(5)를 통해 점선 화살표로 예시된 바와 같이 챔버(1)의 방향으로 공기 배출구(air outlet hole)(41)로 송풍한다.

히터(3)는 공기 유동 구동기(2)에 의해 발생되는 공기의 유동을 가열하도록 작동가능하다. 예시된 특정 실시예에서, 히터는 팬(2)과 챔버의 저부 개구(11) 사이에 위치되는 전기 저항이며, 그 결과 공기의 유동이 가열된 후 이는 콩을 가열하고 상승시키기 위해 챔버(1)로 진입한다. 히터(3)는 통상적으로, 가열의 더 양호한 제어를 위해 그리고 열 손실을 피하기 위해, 대체로 최대 10 cm만큼 공기 배출구(41) 바로 아래에 위치된다.

히터(3)는 로스팅 프로파일을 콩에 적용하도록 작동가능하고, 이러한 로스팅 프로파일은 시간에 대한 온도의 곡선으로서 정의된다.

챔버가 하우징에 장착될 때, 챔버의 저부는 공기 배출구(41)에 단단히 연결되어, 고온 공기 유동이 연결부에서 누출되는 것을 피하게 한다.

챔버의 상부 개구(12)는 연기 및 미립자 배출 장치(도시되지 않음)에 연결된다.

도 2는 도 1의 고온 공기 유동 발생 유닛, 및 특히 히터로부터 로스팅 챔버의 저부 개구(11)로 고온 공기의 유동을 구동시키는 도관 또는 파이프(6)를 더 정밀하게 예시한다. 이러한 도관(6)은 국소 횡방향 협소부(61)를 포함하고, 하나의 온도 프로브(7)가 상기 국소 횡방향 협소부에 위치된다.

이러한 협소부를 통과할 때, 고온 공기의 유동이 균질화되고, 프로브(7)에 의해 측정되는 온도는 로스팅 챔버의 저부(11)에 추가로 공급되는 상기 고온 공기의 온도를 정확하게 제공한다. 개략적으로, 공기의 유동이 히터(3)와 접촉하는 통로(5)의 큰 섹션이, 히터의 상이한 부분에 의해 각각 가열되고 통로(5)의 측방향 면에 다소 가까운 공기의 몇몇 유동들을 포함할 수 있는 방법이 도시되어 있다. 이들 유동은 상이하게 처리되며, 그리고 이들이 동일한 범위 내의 온도를 나타낼 수 있지만, 통로(5)의 단면에서 상이한 반경방향 위치들에 위치된 온도 프로브들은 상이한 온도들을 측정할 것이다. 온도가 특정 로스팅 프로파일(시간에 대한 온도의 곡선)을 적용하기 위해 히터 및/또는 공기 구동기를 피드백 루프에서 제어하도록 모니터링되는 정보인 경우, 이러한 온도 차이는 허용가능하지 않으며 일관성 없는 로스팅으로 이어진다.

협소부의 영역에서 화살표로 예시된 바와 같이, 상기 협소부는 상이한 비균질 유동을 혼합하도록 가압하여, 협소부의 섹션 전체에 걸쳐 동일한 온도를 나타내는 공기 유동을 생성한다. 그 결과, 협소부에서 균질화된 공기 유동 및 협소부에서 프로브(7)에 의해 측정된 온도는 챔버의 저부(11)에 공급되는 고온 공기 유동의 온도를 정확히 반영하고, 가열 제어의 피드백 루프에 신뢰성 있게 사용될 수 있다.

도 3은 협소부(61)에서 도관의 최소 횡방향 섹션을 횡단하는 수평 평면(AA)을 따른 단면도 및 수직 평면(BB)을 따른 수직 단면도를 통한 도관(6) 내의 협소부(61)에 대한 더 많은 세부사항을 제공한다.

도관(6)은 히터와 바로 접촉한 고온 공기의 유동(F)을 로스팅 챔버의 저부 개구(11)로 안내한다. 로스팅 챔버(1)는 커피 콩(16)을 포함한다. 콩은 그리드 또는 체(sieve)에 의해 챔버 내부에 유지된다. 따라서, 고온 공기는 그리드 또는 체를 자유롭게 통과한다.

도관(6)은 협소부(61)를 포함하고, 도관의 상류 직경(D)은 점진적 감소부(61a)를 통해 더 작은 직경(Ø)으로 감소된다. 바람직하게는, 도관의 섹션은 원형이지만, 로스팅 장치의 구조에 따라, 섹션에 대해 다른 형상이 구상될 수 있다.

바람직하게는, 이러한 점진적 감소부(61a)를 통해, 협소부(61)의 상류의 도관의 유압 직경(D)은 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)으로 1/3 내지 2/3에 포함된 비만큼 감소된다(즉, 1/3 D < Ø < 2/3 D).

단면도로 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 프로브(여기서 2개)가 협소부를 통과하는 공기의 온도를 측정하기 위해 협소부에 위치된다. 작은 단면으로 인해, 측정된 온도는 단면에서의 프로브의 반경방향 위치가 무엇이든 간에 균질하다. 바람직하게는, 협소부의 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)은 15 내지 25 mm에 포함된다.

도관(6)은 협소부의 이러한 특정 내부 설계로 제조될 수 있다. 대안적으로, 삽입체가 직선 도관 내부에 위치되고 이에 부착될 수 있다.

협소부는 국소 영역으로 제한된다. 최소 횡방향 섹션의 하류에서, 도관은 통상적으로 최소 횡방향 섹션의 상류와 동일한 단면을 제공한다. 바람직하게는, 협소부는 점진적 개구(61b)를 포함한다. 점진적 감소부(61a)의 종방향 길이는 약 15 mm일 수 있고, 유사하게, 점진적 개구(61b)는 약 15 mm일 수 있다.

협소부 하류의 점진적 개구(61b)에 더하여, 협소부의 하류에서 공기의 유동(F)의 속도가 증가된다. 이러한 증가된 공기 속도는 고온 공기가 로스팅 챔버 내의 커피 콩(16)에 충돌할 때 특히 유용한데, 이는, 이들 콩이 생두와 같이 치밀한 경우라도 공기의 유동이 이들을 상승시키기에 충분한 힘을 콩에 가할 수 있기 때문이다. 콩들은 서로로부터 분리되며, 콩이 뒤집힐 위험을 제한하는 챔버의 최저 위치에 위치된 콩을 재생하게 한다. 협소부(61)가 챔버(11)의 저부로부터 멀리 떨어져 있지 않다면 그 효과가 강화된다. 바람직하게는, 로스팅 챔버의 저부(11)는 최소 횡방향 섹션 위에 거리(d)만큼 위치되고, 상기 거리(d)는 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)의 2 내지 3배에 포함된다.

추가로, 협소부 하류의 공기의 유동에 일부 난류가 생성되더라도, 협소부(61)와 저부(11) 사이의 짧은 거리는 프로브(들)에 의해 측정되는 온도의 변화로 이어지지 않으며, 피드백 루프는 신뢰할 수 있다.

로스팅 장치의 제어 시스템

도 1 및 도 4를 참조하면, 제어 시스템(80)이 이제 고려될 것인데: 제어 시스템(80)은 커피 콩을 로스팅하기 위한 장치의 구성요소를 제어하도록 작동가능하다. 제어 시스템(80)은 전형적으로, 로스팅 장치의 제2 수준에서, 사용자 인터페이스(17), 프로세싱 유닛(8), 온도 프로브(7), 전력 공급부(14), 메모리 유닛(9), 센서(18), 선택적으로 원격 연결을 위한 통신 인터페이스(13), 선택적으로 코드 판독기(15)를 포함한다.

사용자 인터페이스(17)는 사용자 인터페이스 신호에 의해 사용자가 프로세싱 유닛(8)과 인터페이스할 수 있게 하는 하드웨어를 포함한다. 더 구체적으로, 사용자 인터페이스는 사용자로부터 커맨드를 수신하고, 사용자 인터페이스 신호는 상기 커맨드를 입력으로서 프로세싱 유닛(8)으로 전달한다. 커맨드는, 예를 들어, 로스팅 공정을 실행하고/하거나 로스팅 장치(10)의 작동 파라미터를 조정하고/하거나 로스팅 장치(10)의 전원을 켜거나 끄는 명령어일 수 있다. 프로세싱 유닛(8)은 또한, 예컨대, 로스팅 공정이 시작되었거나 공정과 연관된 파라미터가 선택되었음을 나타내도록 또는 공정 동안 파라미터의 진화를 나타내도록 또는 알람을 생성하도록, 로스팅 공정의 일부로서 사용자 인터페이스(17)에 피드백을 출력할 수 있다.

특정 실시예에서, 사용자 인터페이스는 미리선택된 커피 콩의 목록 내의 식별 유형의 선택과 같은 수동 입력에 의해, 또는 예를 들어 커피 콩 패키지로부터 판독된, 커피의 디지털 레퍼런스를 입력함으로써 사용자에 의해 챔버 내부에 도입된 커피 콩의 식별을 제공하는데 사용될 수 있다.

사용자 인터페이스의 하드웨어는 임의의 적합한 디바이스(들)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 하드웨어는 하기 중 하나 이상을 포함한다: 조이스틱(joystick) 버튼, 노브(knob) 또는 누름 버튼과 같은 버튼, 조이스틱, LED, 그래픽 또는 캐릭터 LDC, 터치 감지 버튼 및/또는 스크린 에지 버튼을 갖는 그래픽 스크린. 사용자 인터페이스(20)는 하나의 유닛 또는 복수의 개별 유닛들로서 형성될 수 있다.

사용자 인터페이스의 일부는 또한, 후술되는 바와 같은 통신 인터페이스(13)가 장치에 제공될 때, 모바일 앱 상에 있을 수 있다. 그러한 경우, 입력 및 출력은 통신 인터페이스(13)를 통해 모바일 디바이스로 전송될 수 있다.

센서(18)는 로스팅 공정 및/또는 로스팅 장치의 상태를 모니터링하기 위하여 입력 신호를 프로세싱 유닛(8)에 제공하도록 작동가능하다. 입력 신호는 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다. 센서(18)는 전형적으로 하기 센서들 중 하나 이상을 포함한다: 챔버(1)와 연관된 콩 수준 센서, 공기 유량 센서, 챔버 및/또는 채프 수집기와 연관된 위치 센서.

유사한 방식으로, 온도 프로브(7)는 국소 횡방향 협소부(61)에서 로스팅 공정의 모니터링을 위해 프로세싱 유닛(8)에 입력 신호를 제공한다.

코드 판독기(15)가 제공되어 커피 콩 패키지 상의 코드를 판독하도록 작동가능할 수 있고, 챔버(1) 내에 도입된 커피 콩의 식별인 입력을 자동으로 제공할 수 있다.

프로세싱 유닛(8)은 대체적으로, 집적 회로로서, 전형적으로는 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기로서 배열된 메모리, 입력 및 출력 시스템 구성요소를 포함한다. 프로세싱 유닛(8)은 다른 적합한 집적 회로, 예컨대, ASIC, 프로그램가능 로직 디바이스, 예컨대, PAL, CPLD, FPGA, PSoC, 시스템 온 칩(SoC), 아날로그 집적 회로, 예컨대, 제어기를 포함할 수 있다. 그러한 디바이스의 경우, 적절하다면, 전술된 프로그램 코드는 프로그래밍된 로직으로 고려될 수 있거나 프로그래밍된 로직을 추가적으로 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 프로세싱 유닛(8)은 또한, 전술된 집적 회로들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 후자의 예는 모듈 방식으로 서로 통신 상태로 배열되어 있는 몇몇 집적 회로, 예컨대, 로스팅 유닛(10)을 제어하는 마스터 집적 회로와 통신 상태에 있는 사용자 인터페이스(17)를 제어하는 슬레이브 집적 회로이다.

전력 공급부(14)는 상기 제어된 구성요소 및 프로세싱 유닛(8)에 전기 에너지를 공급하도록 작동가능하다. 전력 공급부(14)는 주 전기 공급을 수신 및 조절하기 위한 유닛 또는 배터리와 같은 다양한 수단을 포함할 수 있다. 전력 공급부(14)는 로스팅 장치(10)의 전원을 켜거나 끄기 위하여 사용자 인터페이스(17)의 일부에 작동식으로 링크될 수 있다.

프로세싱 유닛(8)은 대체적으로, 프로그램 코드 및 선택적으로 데이터로서 명령어의 저장을 위한 메모리 유닛(9)을 포함한다. 이를 위하여, 메모리 유닛은 전형적으로, 명령어로서 프로그램 코드 및 작동 파라미터의 저장을 위한 비휘발성 메모리, 예컨대, EPROM, EEPROM 또는 플래시, 임시 데이터 저장을 위한 휘발성 메모리(RAM)를 포함한다. 메모리 유닛은 (예를 들어, 반도체의 다이 상의) 개별 및/또는 집적된 메모리를 포함할 수 있다. 프로그램가능 로직 디바이스의 경우에, 명령어는 프로그래밍된 로직으로서 저장될 수 있다.

메모리 유닛(9)에 저장된 명령어는 커피 콩 로스팅 프로그램을 포함하는 것으로서 이상화될 수 있다.

커피 콩 로스팅 프로그램은 온도 센서(7)의 신호를 이용하여 공기 유동 구동기(2) 및/또는 히터(3)의 제어를 수행할 수 있다.

프로세싱 유닛(8)은

- 온도 센서(7)의 입력을 수신하도록,

- 메모리 유닛(9) 상에 저장된(또는 결국 통신 인터페이스(13)와 같은 외부 공급원으로부터 입력된) 로스팅 프로그램 코드(또는 프로그래밍된 로직)에 따른 입력을 프로세싱하도록, 그리고

- 로스팅 레시피에 따른 로스팅 공정인 출력을 제공하도록 작동가능하다. 더 구체적으로, 출력은 적어도 히터(3) 및 공기 유동 구동기(2)의 작동을 포함한다.

온도 프로브(7)에 의해 측정된 온도는 미리결정된 로스팅 프로파일을 콩에 적용하기 위하여 히터(3)의 전력 및/또는 공기 구동기(2)의 전력을 피드백 루프에 적응시키는 데 사용된다.

로스터 내에 적용된 제어의 유형에 따라, 히터(3)는 하나의 미리결정된 전력에서 전력공급받을 수 있는데, 이는 그의 온도가 일정하다는 것을 의미하고, 그러한 경우에, 공기 구동기(2)의 전력은 히터를 통한 유동 공기의 접촉 시간을 그의 이동 동안 변화시키기 위해 프로브(7)에서 모니터링되는 온도에 기초하여 제어될 수 있다.

대안적으로, 공기 구동기(2)는 하나의 미리결정된 전력에서 전력공급받을 수 있는데, 이는 공기의 유량이 일정함을 의미하고, 그러한 경우에, 히터(2)의 전력은 다소의 공기를 히터를 통한 그의 통과 동안 가열하기 위해 프로브(7)에서 모니터링되는 온도에 기초하여 제어될 수 있다.

마지막 대안으로, 히터(3) 및 공기 구동기(2) 둘 모두는 프로브(7)에 의한 온도의 모니터링에 기초하여 제어될 수 있다.

본 발명이 전술된 실시예를 참조하여 설명되었지만, 청구된 바와 같은 본 발명은 이들 도시된 실시예에 의해 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 또한, 특정 특징부에 대한 알려진 균등물이 존재하는 경우, 그러한 균등물은 본 명세서에 구체적으로 언급된 것처럼 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단어 "포함한다", "포함하는", 및 유사한 단어는 배타적 또는 완전한 의미로 해석되지 않아야 한다. 다시 말해서, 그것들은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하는 것으로 의도된다.

도면 부호의 목록:

로스팅 챔버 1

저부 개구 11

상부 개구 12

공기 구동기 2

히터 3

하우징 4

공기 배출구 41

공기 입구 42

수직 부분 43

공기 통로 5

도관 6

협소부 61

감소부 61a

개구 61b

온도 프로브 7

제어 시스템 8

프로세싱 유닛 80

로스팅 장치 10

통신 인터페이스 13

전력 공급부 14

코드 판독기 15

커피 콩 16

사용자 인터페이스 17

센서 18

Claims (9)

1. 커피 콩을 로스팅하기 위한 장치(10)로서,
   - 저부 개구(11)를 제공하는 로스팅 챔버(1);
   - 상기 챔버의 저부 개구를 통해 상기 로스팅 챔버 내부로 공기의 유동을 구동하도록 구성된 공기 구동기(2); 및
   - 상기 챔버의 저부 개구 아래에 위치되고, 상기 로스팅 챔버의 저부 개구로 구동된 상기 공기의 유동을 가열하도록 구성된 전기 히터(3)를 포함하며,
   상기 장치는 고온 공기의 유동을 상기 히터(3)로부터 상기 로스팅 챔버의 저부 개구(11)로 구동하기 위한 도관(6)을 포함하고,
   상기 도관(6)은 상기 도관의 섹션을 최소 횡방향 섹션으로 감소시키는 국소 횡방향 협소부(61)를 포함하고,
   적어도 하나의 온도 프로브(7)가 상기 도관의 상기 최소 횡방향 섹션에 위치되는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 장치를 제어하도록 배열된 제어기(8)를 포함하고, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 온도 프로브(7)에 의해 측정되는 상기 공기의 유동의 온도에 기초하여 상기 전기 히터(2) 및/또는 상기 공기 구동기(2)를 제어하도록 구성되는, 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 2개의 온도 프로브(7)가 상기 도관의 상기 최소 횡방향 섹션에 위치되고, 각각의 프로브는 상이한 반경방향 위치들에 위치되는, 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 횡방향 협소부의 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)은 15 내지 25 mm에 포함되는, 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 협소부의 설계는 상기 최소 횡방향 섹션으로 줄어드는 상기 도관의 횡방향 섹션의 점진적 감소부(61a) 및 상기 최소 횡방향 섹션으로부터의 상기 도관의 횡방향 섹션의 점진적 개구(61b)를 포함하는, 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)은 상기 협소부의 상류의 도관의 유압 직경(D)의 1/3 내지 2/3에 포함되는, 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로스팅 챔버의 저부(11)는 상기 최소 횡방향 섹션 위에 거리(d)만큼 위치되고, 상기 거리(d)는 상기 최소 횡방향 섹션의 유압 직경(Ø)의 2 내지 3배에 포함되는, 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관(6)은 정적 혼합기를 포함하고, 상기 정적 혼합기는 상기 협소부의 상류에 위치되는, 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로스팅 챔버는 상기 하우징(4)에 제거 가능하게 장착되고, 상기 로스팅 챔버의 저부 개구(11)는 상기 로스팅 챔버가 상기 로스팅 장치의 하우징(4)에 장착될 때 상기 도관의 고온 공기 출구 단부와 협력하는, 장치.

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