KR20220108993A - 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치에 관 것으로서, 더욱 상세하게는 드립 커피의 추출이 진행됨에 따라 자연스럽게 점차 온도를 낮추어 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과하게 추출되지 않도록 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈을 장착하여 줌으로써, 향미가 좋은 커피를 추출할 수 있고, 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트에 담긴 온수에 대한 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하여 줌으로써, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추어 줄 수 있음은 물론 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도를 사용자가 임의로 지정할 수 있으며, 순간 온수 모듈을 통해 온수의 온도를 제어하여 줌으로써, 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추어 주고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추어 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치{Automatic coffee drip device with water temperature control for each brewing step}

본 발명은 드립 커피의 추출이 진행됨에 따라 자연스럽게 점차 온도를 낮추어 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과하게 추출되지 않도록 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈을 장착하여 줌으로써, 향미가 좋은 커피를 추출할 수 있고, 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트에 담긴 온수에 대한 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하여 줌으로써, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추어 줄 수 있음은 물론 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도를 사용자가 임의로 지정할 수 있으며, 순간 온수 모듈을 통해 온수의 온도를 제어하여 줌으로써, 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추어 주고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추어 줄 수 있는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치에 관한 기술이다.

커피 산지에서 재배된 커피는 생두(green bean)형태로 가공되어 판매된다. 이러한 생두를 커피 로스터기에서 가열하는 로스팅 과정을 거치면 커피 원두가 되며, 커피 원두를 분쇄한 후 다양한 방법으로 실제 마실 수 있는 커피 음료를 만든다.

커피 음료를 만드는 방법은 크게 두 가지가 있는데, 하나는 커피를 가늘게 분쇄하여 에스프레소 머신에서 고온, 고압의 물로 커피를 추출하여 에스프레소 커피를 만든 후, 이 에스프레소 커피를 이용하여 다양한 커피 음료를 만드는 방법이 있고, 다른 하나는 굵게 분쇄한 커피를 드리퍼에 담고 수작업으로 물을 천천히 부어 핸드 드립 커피를 만드는 방법이다.

핸드 드립으로 커피 추출시 전체 과정은 크게 불림 단계와 추출 단계로 나뉜다. 드립 포트(주전자)에 담긴 약 90℃의 온수를 분쇄커피를 적실정도만 부은 후, 약 30초간 커피를 불리는 단계가 불림단계이고, 이후 본격적인 추출단계로 들어간다.

드리퍼의 종류에 따라 추출 단계 구성과 추출시간이 달라지기는 하나, 보통 1인분 추출에 1분 30초~3분 정도의 시간이 소요된다. 처음 불림 단계에서 90℃의 온도를 가지는 온수는 추출이 진행됨에 따라 드립 포트에 담긴 온수는 자연스럽게 점차 온도가 낮아진다. 커피 추출에 있어서 90℃의 온도가 계속 유지되면 오히려 맛에 악영향을 미친다. 그 이유는 추출 후반부에도 90℃의 온도가 유지될 경우, 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과하게 추출될 가능성이 커지기 때문이다. 바리스타에 따라서는 열전도율이 높아 드립 포트에 담긴 온수의 온도가 빠르게 떨어지는 고가의 동(銅) 드립 포트를 선호하기도 한다.

이러한 핸드드립에는 많은 시간이 소요되므로, 자동으로 핸드드립을 수행하는 여러 종류의 자동 커피 드립장치가 개발되었으며, 전문 바리스타가 추출한 커피와 유사한 맛을 재현하려고 다양한 형태와 기능을 제공하고 있다.

하지만, 도 1을 포함하는 기존의 모든 자동 커피 드립 장치들은 일정한 설정 온도로 온수를 저장하는 온수 탱크를 기반으로 설계가 되어 있어 핸드 드립 추출시 항상 일정한 온도의 온수로 커피를 추출한다.

따라서 추출 후반부에도 온수의 온도가 유지되어, 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과추출될 가능성이 크기 때문에, 아무리 전문 바리스타가 추출한 커피와 유사한 맛을 재현하려고 노력하여도 한계가 있다.

그러므로 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈을 장착하여 주므로 향미가 좋은 커피를 추출할 수 있고, 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트에 담긴 온수에 대한 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하여 주어 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추어 줄 수 있음은 물론 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도를 사용자가 임의로 지정할 수 있으며, 순간 온수 모듈을 통해 온수의 온도를 제어하여 주므로 커피를 추출하는 물의 양과 무관하게 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추어 주고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추어 줄 수 있는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

KR 10-0897948(2009. 05. 08.)

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 드립 커피의 추출이 진행됨에 따라 자연스럽게 점차 온도를 낮추어 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과하게 추출되지 않도록 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈을 장착하여 줌으로써, 향미가 좋은 커피를 추출할 수 있는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트에 담긴 온수에 대한 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하여 줌으로써, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추어 줄 수 있음은 물론 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도를 사용자가 임의로 지정할 수 있는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 순간 온수 모듈을 통해 온수의 온도를 제어하여 줌으로써, 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추어 주고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추어 줄 수 있는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치는 드리퍼에 담긴 분쇄커피에 온수를 투입하도록 온수 노즐부가 장착된 헤드부와; 상기 헤드부를 움직일 수 있도록 이동시키는 구동부와; 상기 구동부를 제어하는 서보 제어부와; 상기 온수 노즐부와 관으로 연결되어 온수 흐름을 제어하는 온수 흐름 제어부와; 상기 온수 흐름 제어부에 연결되어 온수를 공급하는 온수공급부와; 상기 온수공급부를 제어하여 공급되는 온수의 온도를 조절하는 온도제어부; 로 구성되어, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 점차 낮추어 공급하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 온수공급부는 온도제어부를 통하여 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈인 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 실제 드립 포트에 담긴 온수의 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 드립 포트는 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트인 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 사용자가 임의로 지정할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 커피의 추출단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 드립 커피의 추출이 진행됨에 따라 자연스럽게 점차 온도를 낮추어 커피의 향미에 악영향을 미치는 성분들이 과하게 추출되지 않도록 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈을 장착하여 줌으로써, 향미가 좋은 커피를 추출할 수 있다.

둘째, 본 발명은 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트에 담긴 온수에 대한 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하여 줌으로써, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추어 줄 수 있음은 물론 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도를 사용자가 임의로 지정할 수 있다.

셋째, 본 발명은 순간 온수 모듈을 통해 온수의 온도를 제어하여 줌으로써, 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추어 주고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추어 줄 수 있다.

도 1은 종래의 일정한 설정 온도로 온수를 저장하는 온수 탱크를 기반으로 설계된 자동 커피 드립 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성을 블록으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성 중에서 수간 온수 모듈의 세부 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성과 이를 사용하여 커피를 추출하는 형상을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드립 포트별로 온수의 온도를 조정하는 것을 설명하기 위해 드립 포트별 시간에 따른 온도 강하 특성 곡선을 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 상세하게 설명한다.

본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치는 헤드부(10), 온수 노즐부(11), 관(12), 구동부(20), 서보 제어부(30), 온수 흐름 제어부(40)와, 온수공급부(50), 온도제어부(60) 등으로 구성된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성을 블록으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성 중에서 수간 온수 모듈의 세부 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성과 이를 사용하여 커피를 추출하는 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드립 포트별로 온수의 온도를 조정하는 것을 설명하기 위해 드립 포트별 시간에 따른 온도 강하 특성 곡선을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치는 드리퍼에 담긴 분쇄커피에 온수를 투입하도록 온수 노즐부(11)가 장착된 헤드부(10)와; 상기 헤드부(10)를 움직일 수 있도록 이동시키는 구동부(20)와; 상기 구동부(20)를 제어하는 서보 제어부(30)와; 상기 온수 노즐부(11)와 관(12)으로 연결되어 온수 흐름을 제어하는 온수 흐름 제어부(40)와; 상기 온수 흐름 제어부(40)에 연결되어 온수를 공급하는 온수공급부(50)와; 상기 온수공급부(50)를 제어하여 공급되는 온수의 온도를 조절하는 온도제어부(60); 로 구성되어, 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 점차 낮추어 공급하는 것을 구비한다.

상기 본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능 설명하면 다음과 같다.

상기 헤드부(10)는 드리퍼에 담긴 분쇄커피에 온수를 투입하도록 온수 노즐부(11)가 장착되어 있는 것이다.

상기 구동부(20)는 상기 헤드부(10)를 움직일 수 있도록 이동시키는 것이다.

상기 서보 제어부(30)는 상기 구동부(20)를 제어하는 것이다.

상기 온수 흐름 제어부(40)는 상기 온수 노즐부(11)와 관(12)으로 연결되어 온수 흐름을 제어하는 것이다.

상기 온수공급부(50)는 상기 온수 흐름 제어부(40)에 연결되어 온수를 공급하는 것이다.

여기서, 상기 온수공급부(50)는 온도제어부(60)를 통하여 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈인 것이다.

또한, 상기 온수공급부(50)의 역할을 하는 순간온수모듈의 구성과 동작원리를 구체적으로 기술하면 다음과 같은데, 정압밸브(51)와 정수필터(51-1)를 경유하여 물(water)이 순간온수모듈로 들어오면, 입수온도센서(52)에서 물의 온도를 감지한 신호와, 유량센서(53)에서 물의 양을 체크한 신호를 모듈 콘트롤러(56)로 전송한다. 이후에 출수온도센서(55)에서 원하는 소정의 온도에 도달될 때까지 모듈 콘트롤러(56)의 제어신호에 의해 세라믹히터(54)를 구동한다. 다음으로 원하는 소정의 온도로 가열된 온수가 솔레노이드 밸브(57)를 통해 자동 커피 드립 장치의 내부로 제공되는 것이다.

상기 온도제어부(60)는 상기 온수공급부(50)를 제어하여 공급되는 온수의 온도를 조절하는 것이다.

상기 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치의 구성 중에서 서보 제어부(30)와, 온수 흐름 제어부(40)와, 온도제어부(60)는 마이컴(Micom)(70)에 탑재되어 제어하는 것이다.

상술한 구성에 의한 바와 같이, 본 발명인 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치에서, 온수의 온도를 제어하여 순간 온수 모듈에 의해 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 도 5에 도시한 바와 같이, 실제 드립 포트에 담긴 온수의 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하는 것이며, 상기 드립 포트는 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트인 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 스테인레스 드립포트의 경우, 담긴 물의 양에 따라 다르기는 하지만, 보통 5℃/2min 감소한다. 그러나 동 드립 포의 경우는 스테인레스 드립포트보다 열전도율이 높아서 온도의 감소폭이 크다.

또한, 상기 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 사용자가 임의로 지정할 수 있는 것이다.

또한, 추출 최종 단계에서의 적절한 온수 온도 유지를 위하여, 상기 커피의 추출단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추는 것이다.

상술한 바와 같은, 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치는 커피의 자동 드립 머신 분야에 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.

10 : 헤드부 11 : 온수 노즐부
12 : 관 20 : 구동부
30 : 서보 제어부 40 : 온수 흐름 제어부
50 : 온수공급부 60 : 온도제어부
70 : 마이컴

Claims (6)

1. 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치에 있어서,
   드리퍼에 담긴 분쇄커피에 온수를 투입하도록 온수 노즐부가 장착된 헤드부와;
   상기 헤드부를 움직일 수 있도록 이동시키는 구동부와;
   상기 구동부를 제어하는 서보 제어부와;
   상기 온수 노즐부와 관으로 연결되어 온수 흐름을 제어하는 온수 흐름 제어부와;
   상기 온수 흐름 제어부에 연결되어 온수를 공급하는 온수공급부와;
   상기 온수공급부를 제어하여 공급되는 온수의 온도를 조절하는 온도제어부; 로 구성되어,
   커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 점차 낮추어 공급하는 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 온수공급부는 온도제어부를 통하여 온수의 온도를 제어할 수 있는 순간 가열방식의 순간 온수 모듈인 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 실제 드립 포트에 담긴 온수의 소정의 시간별 온도 강하 특성 곡선을 적용하여 온도를 조정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 드립 포트는 온수의 온도를 빠르게 떨어지게 하는 동 드립 포트인 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 커피의 추출 단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 사용자가 임의로 지정할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 커피의 추출단계별로 온수의 온도를 낮추는 정도는 소정의 목표 추출량이 많을수록 온도를 천천히 낮추고, 소정의 목표 추출량이 적을수록 온도를 빨리 낮추는 것을 포함함을 특징으로 하는 추출단계별 수온조절 기능이 있는 자동 커피 드립 장치.

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