KR20240016948A - 우유 거품 생성 장치에서 스팀 압력을 변경하는 것에 의한 거품 대 우유 비율의 제어 - Google Patents

Abstract

음료 제조 분야에서, 다음을 포함하는 우유 거품 생성 장치가 제공된다: 우유 유입구(41)를 갖는 메인 채널(40); 스팀 공급 장치; 상류 측에서 스팀 공급 장치로부터 스팀을 공급받고 하류 측에서 메인 채널(40)로 합류되도록 배열된 스팀 채널(42); 스팀 채널(42)이 메인 채널(40)로 합류되는 위치의 하류 위치에서 메인 채널(40)이 그 안으로 진출하는(debouch) 혼합 챔버(35); 및 우유 거품 생성 장치의 작동을 제어하도록 구성된 제어기. 제어기는 특히 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 제어함으로써 실현될 거품 대 우유 비율을 제어하도록 구성되며, 거품 대 우유 비율은 제조될 음료 타입에 관해 사용자에 의해 제공되는 입력으로부터 도출될 수 있다.

Description

우유 거품 생성 장치에서 스팀 압력을 변경하는 것에 의한 거품 대 우유 비율의 제어

본 발명은 다음을 포함하는 우유 거품 생성 장치에 관한 것이다: 우유 공급 장치로부터 우유를 받도록 구성된 우유 유입구를 갖는 메인 채널; 스팀 공급 장치; 상류 측에서 스팀 공급 장치로부터 스팀을 받고 하류 측에서 메인 채널로 합류되도록 배열된 스팀 채널; 스팀 채널이 메인 채널로 합류되는 위치의 하류 위치에서 메인 채널이 그 안으로 진출하는(debouch) 혼합 챔버; 및 우유 거품 생성 장치의 작동을 제어하도록 구성된 제어기.

또한, 본 발명은 언급된 바와 같이 우유 거품 생성 장치를 포함하는 음료 메이커에 관한 것이다. 특히, 이러한 음료 메이커는 커피 투입 재료(coffee input material)를 추출하고 커피 음료를 생산(output)하도록 구성된 커피 메이커일 수 있다.

커피 메이커와 같은 음료 메이커의 여러 응용 분야에서는, 음료에 혼합되거나 첨가될 우유 거품을 생성하기 위해 디바이스에 거품 생성 기능이 있는 것이 바람직하다. 이를 고려하면, 우유를 수송하고 가스를 우유에 도입하도록 구성된 우유 거품 생성 장치를 음료 메이커에 갖추게 하는 것이 공지되어 있으며, 여기서 가스는 일반적으로 적합한 위치에서 우유 거품 생성 장치로 흡인되는 주위 공기이다. 완전성을 기하기 위해, 본 문서에서 단어 "우유"가 사용되는 경우, 이는 동물성 우유 및 식물성 우유 둘 모두를 포함하여 일반적으로 우유라고 지칭되는 모든 액체를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다는 점이 주목된다. 본 발명은 우유 공급 장치로부터 우유를 받도록 구성된 우유 유입구를 갖는 메인 채널을 포함하고, 스팀 공급 장치 및 상류 측에서 스팀 공급 장치로부터 스팀을 받고 하류 측에서 메인 채널로 합류되도록 배열된 스팀 채널을 추가로 포함하는 우유 거품 생성 장치에 관한 것이다. 특히, 본 구성은, 벤츄리 효과에 기초한 압력차를 발생시킴으로써 우유가 우유 공급 장치로부터 흡인되게 하도록 구성될 수 있다. 사실, 제한 장치(restriction)를 통과한 스팀이 국부적 저압을 야기하고, 이 국부적 저압은 우유 공급 장치로부터 우유를 흡입하고 추가로 우유 공급 장치의 하류로 우유를 수송하는 데 유리하게 사용된다. 언급된 제한 장치는 스팀 채널 및 메인 채널의 인터페이스 근처에 존재할 수 있다. 스팀 공급 장치로부터 받은 스팀은 우유를 가열하고 우유를 공기와 혼합하는 기능을 추가로 가질 수 있다.

전자동 에스프레소 기기는 일반적으로 다양한 타입의 커피 음료를 전달하도록 구성되어 있다. 이러한 기기 분야에서, 기기가, 기기의 적합한 작동 모드가 설정되고 수행될 수 있는 것에 기초하여 사용자가 기기에 입력을 제공할 수 있도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함한다면 실용적이다. 예를 들어, 우유 거품을 포함하는 커피 음료를 제조하기 위한 기기 등을 작동시키는 것에 관해서라면, 사용자가 예를 들어 카푸치노 및 라떼 마끼아또 중에서 선택할 수 있도록 할 수 있다.

종래의 상황에서는, 우유 거품을 포함하는 다양한 커피 음료에 필요한 우유 거품을 준비하는 것이 항상 동일한 방식으로 이루어진다. 이는, 기기의 작동 모드가 음료 타입의 선택에 따라 다를 수 있지만, 우유 거품 생성 장치의 작동 모드가 적어도 작동의 사운드/안정성, 실현될 거품 대 우유 비율 및 실현될 거품 온도에 관한 한 항상 동일하다는 것을 의미한다. 본 발명의 맥락에서, 적어도 실현될 거품 대 우유 비율에 관한 한, 사용자가 우유 거품을 포함하는 커피 음료의 타입을 간단히 선택하는 것을 가능하게 할 수 있고, 우유 거품 생성 장치에 의해 적합한 거품 대 우유 비율이 자동으로 실현되도록, 우유 거품 생성 장치의 상이한 작동 모드를 가질 필요가 있을 수 있다는 것이 인정된다.

당업계에서는 거품 대 우유 비율을 변경하는 방법이 개발되었으나, 이러한 방법에는 그다지 실용성이 없고 단점이 있다. 사실 이러한 방법에는 작동 동안 우유가 유동하는 채널 상의 공기 유입구 위치에서 공기 유입구의 크기를 변경하기 위한 일종의 장치를 사용하는 것이 포함된다. 이러한 장치는, 예를 들어 WO 2006/043808 A2에 공지된 바와 같이, 기류의 크기를 설정하기 위한 조정 가능한 밸브를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 방법의 구현은 비용 집약적인 반면, 가전 기기 분야에서는 비용을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 공기 유입구의 개구의 크기를 변경하는 것은 우유 온도에도 영향을 미치며, 우유 온도가 결국 너무 낮아지고 거품 형성 프로세스를 불안정해지게 할 수 있으므로 노이즈, 스피팅(spitting) 및/또는 제어할 수 없는 큰 기포의 생성을 초래할 위험이 있다.

본 발명의 목적은, 비용이 많이 드는 조치를 취할 필요없이 우유 거품 생성 장치에 의해 실현될 거품 대 우유 비율을 변경할 실용적인 가능성을 제공하는 것이다.

전술한 내용을 고려하여, 본 발명은 우유 거품 생성 장치로서, 우유 공급 장치로부터 우유를 받도록 구성된 우유 유입구를 갖는 메인 채널, 스팀 공급 장치, 상류 측에서 스팀 공급 장치로부터 스팀을 받고 하류 측에서 메인 채널로 합류되도록 배열된 스팀 채널; 스팀 채널이 메인 채널로 합류되는 위치의 하류 위치에서 메인 채널이 그 안으로 진출하는 혼합 챔버; 및 우유 거품 생성 장치의 작동을 제어하고, 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력을 수신하고, 입력과 관련하여 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 우유 거품 생성 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 우유 거품 생성 장치의 전술한 정의로 미루어 보면, 본 발명은 우유 거품 생성 장치의 작동 동안 스팀 공급 장치에 의해 공급되는 스팀의 압력을 제어함으로써 거품 대 우유 비율을 제어하는 것에 속한다. 하드웨어 구성요소를 조정하거나 추가할 필요 없이 사용자가 선택한 음료 타입에 적합한 거품 대 우유 비율을 자동으로 실현하는 것을 가능하게 하는 이러한 종류의 제어를 가질 수 있다는 점이 본 발명에서 통찰된다. 또한, 이러한 종류의 제어에는 특정 음료 타입을 선택할 때마다 적합한 거품 대 우유 비율을 실제로 실현할 가능성, 즉 적어도 거품 대 우유 비율에 관한 한 일관성이 높은 음료 타입을 제조할 가능성이 포함된다.

기본적으로, 본 발명은 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력과 관련하여 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값을 결정하는 것을 포함한다. 실제 상황에서는, 언급된 입력은 사용자가 결정한 입력일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 특정 음료 타입을 선택하는 경우, 사용자의 선택에는 음료 타입과 거품 대 우유 비율 간의 관계에 기초하여 실현될 거품 대 우유 비율에 관한 정보가 포함된다. 이 관계는 예를 들어, 우유 거품 생성 장치의 제어기가 접근할 수 있는 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 적합한 압력을 나타내는 설정 값을 결정하고 설정 값에 따라 우유 거품 생성 장치를 제어함으로써, 음료는 실제로 적합한 거품 대 우유 비율로 제조될 수 있다.

본 발명의 상기 설명을 참조하면, 본 발명은, 적어도 실현될 거품 대 우유 비율에 관한 한 상이한 적어도 2개의 작동 모드 중 하나를 설정하도록 구성된 우유 거품 생성 장치의 제어기의 옵션을 포괄하며, 여기서 적어도 2개의 상이한 작동 모드는 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 상이한 설정 값을 포함한다는 것에 주목해야 한다. 이 점에 있어서, 우유 거품 생성 장치는 사용자가 적어도 2개의 작동 모드 중 어느 것이 설정되어야 하는지 제어기에 지시할 수 있도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함하는 경우에 유리하다. 이러한 사용자 인터페이스는 예를 들어, 적어도 하나의 버튼 및/또는 터치스크린을 포함할 수 있다. 다양한 작동 모드는 인터페이스 상의 적합한 선택 메뉴를 통해 사용자에 의해 직접 선택되거나, 전술한 바와 같이, 사용자로 하여금 음료 타입을 선택하게 하고 제어기로 하여금 연관된 작동 모드를 결정하도록 함으로써 간접적으로 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 우유 거품 생성 장치의 실용적인 실시예에서, 스팀 공급 장치는 스팀 공급 장치의 가열 영역에서 물을 가열하도록 구성된 전기 히터를 포함한다. 그 경우, 전기 히터에 공급될 전력의 설정 값은 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값과 관련하여 결정될 가능성이 있다. 전기 히터에 공급될 전력을 변경함으로써 스팀 압력이 변경될 수 있으며, 여기서 전력 공급이 높을수록 스팀 압력이 높아진다는 점을 통찰할 시 이러한 가능성의 근거를 발견할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 스팀 공급 장치가 가열 영역을 통해 일정량의 물을 수송하도록 구성된 펌핑 장치를 포함한다면 실용적이다. 이를 고려하면, 추가적인 또는 대안적인 가능성, 즉, 일정량의 물의 설정 값은 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값과 관련하여 결정될 가능성이 있다. 가열 영역을 통해 수송될 물의 양을 변경함으로써 스팀 압력이 변경될 수 있으며, 여기서 양이 많을수록 스팀 압력이 낮아진다는 점을 통찰할 시 이러한 가능성의 근거를 발견할 수 있다.

이론적으로는, 스팀 압력 및 거품 생산 측면에서 성능을 완전히 예측할 수 있는 방식으로 우유 거품 생성 장치를 매개변수화하는 것이 가능하다. 그러나, 실제로는, 피드백을 얻는 것을 목표로 하는 조치를 취하는 것이 유용할 수 있다. 이를 고려하면, 우유 거품 생성 장치는 스팀 공급 장치에 의해 공급되는 스팀의 압력 값 및/또는 스팀 공급 장치에 의해 공급되는 스팀의 압력에 따라 변하는 매개변수의 값을 측정하도록 구성된 측정 시스템을 포함하는 경우에 유리하다. 이러한 경우, 제어기는 측정 시스템으로부터 측정 값을 피드백 값으로 수신하여, a) 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력과 관련하여 결정된 설정 값과 b) 피드백 값 사이의 비교를 수행하도록 구성될 수 있다. 설정 값과 피드백 값 사이의 차이가 발견되고 차이가 최대값보다 큰 경우, 제어기는 우유 거품 생성 장치의 작동을 조정함으로써 차이를 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로 실제적/구조적 차이를 보상하고, 최종적으로 실현되는 거품 대 우유 비율이 예상되는 거품 대 우유 비율에 가능한 한 가깝도록 보장할 수 있다. 특히, 제어기는 설정 값과 피드백 값 사이의 차이가 발견되고 차이가 최대값보다 큰 경우 스팀 공급 장치의 작동을 조정하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이론값에 더 가까운 스팀 공급 장치에 의해 스팀 압력의 값을 실현하기 위해 변경될 수 있는 다양한 작동 매개변수가 있다.

피드백은 임의의 가능한 적절한 방식으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 측정 시스템은 우유 거품 생성 장치의 작동 동안 발생되는 사운드의 레벨을 측정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제어기에 의해 측정 시스템으로부터 피드백 값으로 수신되는 측정 값은 사운드의 측정된 레벨이다. 이 점에 있어서, 측정 시스템은 예를 들어 마이크로폰를 포함할 수 있다.

직접 및/또는 간접적인 방식으로 스팀 압력에 대한 피드백을 실현하는 것은 우유 거품기 장치에 자가 학습 기능을 가질 가능성을 제공한다. 이러한 기능은, 제어기가 우유 거품 생성 장치의 작동의 실제 조정에 기초하여 우유 거품 생성 장치의 작동을 제어하는 데 사용되는 알고리즘을 조정하고, 이에 따라 얻어진 조정된 알고리즘을 다음 우유 거품 발생 동작에 적용하도록 구성되는 경우 실현될 수 있다. 최종적으로, 이론과 실제 사이의 아주 작은 차이만 야기하는 적합한 알고리즘은 반복적인 방식으로 얻을 수 있다. 우유 거품 생성 장치의 특징이 시간이 지남에 따라 바뀌는 경우, 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값과 실현되는 거품 대 우유 비율 사이의 관계에 대한 변화의 임의의 가능한 영향을 보상할 수 있다.

우유 거품 생성 프로세스는 일반적으로 우유를 에어레이션하여 거품을 생성하는 것을 포함하므로, 우유 거품 생성 장치가 주위 공기를 메인 채널 또는 혼합 챔버로 유입시키기 위한 전용 공기 유입구를 포함한다면 실용적이다. 바람직하게는, 공기 유입구는 우유 유입구의 하류, 보다 바람직하게는 혼합 챔버의 바로 상류에 위치한 메인 채널로의 공기 유입구이다. 이러한 위치에서, 스팀은 우유 및 공기 각각에 대한 상이한 흡입 효과를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같이 정의되고 설명된 우유 거품 생성 장치를 포함하는 음료 메이커에 관한 것이며, 제어기는 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력과 관련하여 스팀 공급 장치에 의해 공급될 스팀의 압력을 나타내는 설정 값을 결정하도록 구성된다. 음료 메이커의 실용적인 예로는 커피 투입 재료를 추출하고 커피 음료를 생산하도록 구성된 커피 메이커가 있다.

음료 메이커가 본체, 및 본체에 제거 가능하게 배열된 부속품을 포함하도록 설계된다면 실용적일 수 있으며, 이 경우 우유 거품 생성 장치의 스팀 공급 장치는 본체에 통합될 수 있고, 혼합 챔버는 부속품에 통합될 수 있다. 이 경우, 추가로, 우유 거품 생성 장치의 제어기는 본체에 통합되고, 음료 메이커의 작동을 제어하도록 구성된 음료 메이커의 일반 제어기(general controller)의 일부이도록 할 수 있다.

본 발명의 전술한 양태 및 다른 양태는, 우유 공급 장치로부터 우유를 흡인하고 우유를 가열하는 기능을 갖는 스팀의 압력을 변경함으로써 우유 대 거품 비율을 제어하는 것을 가능하게 하도록 설계된 우유 거품 생성 장치를 갖춘 커피 메이커의 실용적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해지고, 이를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

본 발명은 이제 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이며, 여기서 동일하거나 유사한 부분은 동일한 참조 부호로 표시된다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커피 메이커의 사시도를 개략적으로 도시하며, 다수의 부품은 커피 메이커의 본체에 대해 개방된 위치에 있거나 부분적으로 또는 전부 제거된 위치에 있고,
도 2는 분해된 상태의 커피 메이커의 우유 거품 생성 유닛의 사시도를 개략적으로 도시하고,
도 3은 조립된 상태의 우유 거품 생성 유닛의 사시도를 개략적으로 도시하고,
도 4는 우유 거품 생성 유닛의 채널 시스템의 상세도를 개략적으로 도시하고,
도 5는 우유 거품 생성 유닛의 채널 시스템의 일부를 개략적으로 도시하며, 각각의 채널을 통한 유체 유동을 예시하고,
도 6은 우유 거품 생성 유닛 및 스팀 공급 장치의 구성요소를 포함하는 우유 거품 생성 장치의 구성요소를 개략적으로 도시하고,
도 7은 스팀 압력의 함수로서 거품 우유(frothed milk)의 다수의 생산 특성을 나타낸 그래프를 도시하고,
도 8은 우유 거품 생성 장치의 작동 동안 발생되는 사운드의 레벨을 스팀 압력의 함수로서 나타낸 그래프를 도시한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 커피 메이커(10)의 설계를 예시한다. 커피 메이커(10)는 도 1에서 정상적인 작동 배향으로 도시되어 있으며, 본 문서에서 배향 양태를 갖는 임의의 참조가 이루어지는 경우, 그러한 참조는 이러한 정상적인 작동 배향을 배경으로 이해되어야 한다. 도 1에 나타나 있고 이하에서 설명되는 특정 커피 메이커는 본 발명의 프레임워크 내에서 실현 가능한 많은 타입의 음료 메이커 중 하나의 예일 뿐이다.

도시된 예의 커피 메이커(10)는 빈-투-컵(bean-to-cup machine)이며, 제거 가능하게 배열된 물 저장소(12)를 수용하기 위한 공간 및 커피 콩을 수용하기 위한 공간(13)을 갖는 본체(11)를 포함한다. 커피 메이커(10)는 신선한 커피 분쇄물을 생성하기 위한 내부 분쇄 메커니즘, 커피 분쇄물을 수용하기 위한 추출 챔버 또는 추출 그룹, 및 추출 챔버 또는 추출 그룹 내의 커피 분쇄물을 통해 가열된 물을 펌핑하기 위한 펌핑 시스템을 추가로 포함한다. 도 1에 도시되지 않은 이러한 구성요소는, 본체(11)의 내부 공간(14)에 위치되어 있다.

커피 메이커(10)는 커피 음료수를 생산하기 위한 커피 유출구(15)를 갖는다. 커피 유출구(15)는 드립 트레이(16) 위에 위치된다. 커피 메이커(10)는 예컨대 물 선택 및 다른 음료수 선택에 대한 사용자 선택을 수신하기 위한 사용자 인터페이스(17)도 갖는다. 다른 음료수 선택 중 적어도 일부는 커피 및 거품 우유 둘 모두를 포함하는 음료수 레시피를 포함하여, 거품 우유를 포함하는 음료수 레시피와 관련되어 있다.

커피 메이커(10)는 스팀을 생산하기 위한 스팀 유출구(20)를 추가로 갖는다. 스팀 유출구(20)는 또한 사용자 인터페이스(17)에서의 사용자 선택에 따라 온수를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 스팀을 전달하는 것은 우유를 가열하고/하거나 우유에 거품을 내야 할 필요가 있을 때 유용하고, 온수를 전달하는 것은 차 또는 인스턴트 수프를 만드는 것과 같은 추가적인 옵션을 사용자에게 제공한다. 스팀 유출구(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이 우유 거품 생성 유닛(30)을 본체(11)에 대해 제거된 위치에서 수용하도록 구성된 도킹 영역(21)에 위치된다. 우유 거품 생성 유닛(30)은 우유 용기(milk container)(31) 및 거품 우유 유출구(32)를 포함한다. 스팀 유출구(20)의 유출구 팁은 스프링-작동식이거나, 그 외의 방식으로 탄성 변형 가능하거나 수축 가능하고, 그에 따라 우유 거품 생성 유닛(30)이 본체(11) 상에서 제자리에 놓일 때 변형되거나 수축될 수 있으며, 이러한 방식으로 (탄성적으로, 중력에 의해, 또는 그 외의 방식으로) 편향되어 밀봉을 제공할 수 있다. 따라서, 스팀 유출구(20)의 유출구 팁은 스팀 유출구(20)를 통해 우유 거품 생성 유닛(30)을 본체(11)에 커플링할 수 있게 하고, 또한 커플링의 밀봉 특성을 보장하는 기능을 할 수 있다. 우유 거품 생성 유닛(30)은 스팀 유출구(20)가 우유 용기(31)에 존재할 수 있는 우유와 접촉하지 않도록 설계되고, 스팀 유출구(20)는 우유 거품 생성 유닛(30)을 사용하는 동안 우유에 오염되지 않는다.

우유 거품 생성 유닛(30)에 대한 추가 세부 사항은 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명된다. 우유 거품 생성 유닛(30)은 우유 용기(31)를 수용하기 위한 홀더(33) 및 우유 용기(31)와 홀더(33) 사이에 배치된 밀봉부(34)를 추가로 포함한다. 밀봉부(34)는, 예를 들어 우유 용기(31) 및 홀더(33) 중 하나의 측벽 내부에 압입 끼워맞춤(press fit)되고, 그에 따라 밀봉부(34)는 우유 용기(31) 및 홀더(33)가 조립될 때 이들 사이에 끼워넣어지게 된다. 어쨌든, 밀봉부(34)와 우유 용기(31) 및 홀더(33) 중 하나 간의 결합은 우유 유입구, 스팀 유입구 및 선택적으로 공기 유입구를 위한 유체 경로를 정의하는 폐쇄 채널 시스템을 형성한다. 우유 용기(31) 및 홀더(33)를 분리함으로써, 모든 부품을 쉽게 세정할 수 있다.

우유 거품 생성 유닛(30)은 우유 거품 생성 유닛(30)이 조립된 상태일 때 밀봉부(34) 및 우유 용기(31)에 의해 정의되는 메인 채널(40)을 포함한다. 바닥 측에서, 메인 채널(40)은 우유 용기(31)로부터 우유가 진입할 수 있는 우유 유입구(41)를 포함한다(따라서, 우유가 펌핑 장치를 통해 메인 채널(40)로 그리고 이를 통해 펌핑될 수 있는, 동적 타입의 우유 공급 장치와는 대조적인, 메인 채널(40)로의 정적 타입의 우유 공급 장치를 나타냄). 메인 채널(40)은 혼합 챔버(35)까지 연장된다. 우유 거품 생성 유닛(30)은 또한 우유 거품 생성 유닛(30)이 조립된 상태일 때 밀봉부(34) 및 우유 용기(31)에 의해 정의되는 스팀 채널(42)을 추가로 포함한다. 스팀 채널(42)은 우유 거품 생성 유닛(30)이 도킹 영역(21)에 적절히 배치될 때 본체(11)의 스팀 유출구(20)로부터 스팀이 진입할 수 있는 스팀 유입구(43)를 포함한다. 도 3은 조립된 상태의 우유 거품 생성 유닛(30)을 도시한다. 이 도면에서, 홀더(33)가, 스팀 채널(42)의 스팀 유입구(43)에 스팀을 제공하는 유입구 포트(36)를 포함하는 것을 명확하게 알 수 있다.

이제, 우유 거품 생성 유닛(30)이 도킹 영역(21) 내의 적절한 위치에 있고, 거품을 낼 다량의 우유가 우유 용기(31) 내에 존재하며, 음료수 용기(drinks vessel)가 드립 트레이(16) 상에 배치된다고 가정하여, 우유 거품 생성 유닛(30)이 작동되는 방식의 양태를 설명한다. 작동 동안, 스팀은 본체(11)의 스팀 유출구(20)에 의해 스팀 채널(42)의 스팀 유입구(43)에 제공된다. 스팀이 메인 채널(40)에 진입함에 따라, 스팀의 유동에 의해 유도된 저압의 영향으로 우유가 우유 용기(31)로부터 흡인되고, 우유 및 스팀 둘 모두 혼합 챔버(35)를 향해 유동된다. 도 5의 개략도에서 알 수 있듯이, 스팀 채널(42)은, 스팀 채널(42)이 메인 채널(40)로 병합되는 위치의 바로 상류에 제한 장치를 구비할 수 있다. 또한, 메인 채널(40)은 언급된 바와 같은 위치의 바로 하류에 분기 섹션을 갖는다. 이러한 구성에서, 스팀에 의해 우유에 벤츄리 효과가 부여되는 것이 달성된다. 우유의 유동, 스팀의 유동, 및 우유와 스팀의 조합된 유동의 방향은 도면에 화살표로 표시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 공기는 혼합 챔버(35)의 바로 상류 위치에 있는 유입구(37)를 통해 도입될 수 있지만, 공기 유입구의 다른 위치도 가능하다. 앞서 설명한 바와 같이, 우유 거품 생성 프로세스에서는 원하는 기포를 제공하기 위해, 도입된 공기가 사용된다. 혼합 챔버(35)에서 생성된 우유 거품은 거품 우유 유출구(32)를 통해 우유 거품 생성 유닛(30)으로부터 배출되고, 우유 거품 생성 유닛(30)으로부터 다소 벗어난 위치에서 드립 트레이(16) 상에 존재하는 음료수 용기에 수용된다. 커피 메이커(10)는 커피를 커피 유출구(15)를 통해 음료수 용기로 전달하도록 추가로 작동될 수 있다. 이는 최종적으로 제조될 음료 타입에 따라 우유 거품 생성 유닛(30)의 작동 동안 및/또는 우유 거품 생성 유닛(30)의 작동 전 및/또는 우유 거품 생성 유닛(30)의 작동 후에 수행된다.

우유 거품 생성 유닛(30)은 본체(11)의 스팀 유출구(20) 및 본체(11)에 배열된 다른 구성요소를 포함하는 우유 거품 생성 장치(50)의 일부이다. 도 6을 참조하면, 우유 거품 생성 장치(50)는 스팀 유출구(20)의 상류 및 본체(11)의 내부 공간(14)에 배열된 다수의 구성요소를 포함하는 스팀 공급 장치(51)를 포함한다는 점이 주목된다. 도시된 예에서, 이러한 구성요소는 물 저장소(52), 유량계(53), 펌프(54), 전기 히터를 포함하는 써모블록(thermoblock)(55) 및 다수의 밸브 장치(56)를 포함하며, 이로 인해, 써모블록(55) 대신 유동-관통형 히터(flow-through heater)가 사용되는 구성을 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50)의 다른 구성이 실현 가능하다는 사실이 바뀌는 것은 아니다.

펌핑되는 물의 양 및 물을 가열하기 위해 공급되는 에너지의 양을 제어함으로써, 스팀의 생산 압력을 제어할 수 있다. 우유 거품 생성 유닛(30)을 향하는 스팀의 특성을 제어함으로써, 거품 우유의 생산 특성을 제어한다. 이는, 다수의 그래프가 도시된 도 7에 예시되어 있다. 제1 그래프(1)는 스팀 압력의 함수로서 컵 내 부피(in-cup volume)를 나타내고, 제2 그래프(2)는 스팀 압력의 함수로서 거품 대 우유 비율을 나타내며, 제3 그래프(3)는 스팀 압력의 함수로서 컵 내 중량(in-cup weight)을 나타내며, 제4 그래프(4)는 스팀 압력에 대한 온도를 나타낸다. 컵 내 부피는 컵 내 중량과 거품 대 우유 비율의 합산 함수(summed function)이다.

제2 그래프(2)로부터 거품 대 우유 비율의 제어가 스팀 압력의 제어에 의해 실현될 수 있다는 결론을 얻을 수 있다. 스팀 압력은 펌프(54)에 의해 수송되는 물의 양을 제어하고, 써모블록(55)에 의해 전달되는 전력과 이의 균형을 맞춤으로써 제어될 수 있다. 이 점에 있어서, 다음 사항에 주목해야 한다:

- 동일한 써모블록 전력으로 더 많은 물을 전달하는 것은, 더 낮은 온도에서 더 습한 스팀, 그에 따른 더 낮은 스팀 압력을 의미한다.

- 반대로, 동일한 써모블록 전력으로 더 적은 물을 전달하는 것은, 더 높은 온도에서 더 건조한 스팀, 그에 따른 더 높은 스팀 압력을 의미한다.

- 써모블록 전력의 경우, 이 관계는 정반대이다: 동일한 물 유동에 대해 전력이 증가하면, 스팀은 더 높은 온도 및 압력에서 더 건조해진다.

- 동일한 물 유동에 대해 써모블록 전력이 감소하면, 스팀은 더 낮은 온도 및 압력에서 더 습해진다.

우유 거품 생성 장치(50)의 다양한 작동 매개변수는 제어기(57)에 의해 제어된다. 바람직한 실시예에서, 사용자는 사용자 인터페이스(17)에 의해 특정 음료 타입의 선택을 표시하기만 하면 되고, 제어기(57)는, 다른 값 외에, 표시된 선택에 적합한 스팀 압력의 값을 결정하도록 구성된다. 이 점에 있어서, 제어기(57)가 우유 거품 생성 장치(50)의 다양한 가능한 작동 모드 중 하나를 선택하도록 구성된다면 실용적일 수 있다. 우유 거품 생성 장치(50)의 피드 포워드 제어(feed forward control)만 적용하는 것도 가능하지만, 예상한 바와 같은 거품 우유의 생산 특성을 높은 정확도로 실현 가능한 것을 달성하기 위해서는 피드백 제어를 적용하는 것이 바람직하며, 이는 우유 거품 생성 장치(50)에 스팀 압력을 직접 또는 간접적으로 측정하는 측정 시스템(58)이 포함된 경우에 수행될 수 있다. 제1 옵션에 따르면, 이러한 측정 시스템(58)은 예를 들어 압력 센서를 포함할 수 있으며, 이 경우 측정 시스템(58)의 실용적인 위치는 우유 거품 생성 유닛(30)의 바로 상류 위치이다. 제2 옵션에 따르면, 이러한 측정 시스템(58)은 우유 거품 생성 장치(50)의 작동 동안 발생되는 사운드의 레벨을 측정하기 위한 마이크로폰 등을 포함할 수 있다. 제2 옵션과 관련하여, 압력의 함수로서 사운드 레벨을 나타내는 그래프가 도시된 도 8을 참조한다. 이 그래프로부터, 확실히 사운드 레벨이 스팀 압력을 나타내는 것으로 간주될 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 실제로, 써모블록(55)의 반응 시간 및 피드백 절차를 고려하면, 피드백 제어는 초기 설정이 작동 동안 아주 작은 조정만 일어나면 되는 것인 경우, 가장 유리한 효과를 낳는다.

전술한 내용으로 미루어 보면, 기본적으로 우유 거품 생성 장치(50)의 제어기(57)는 설정될 스팀 압력의 값을 결정함으로써 거품 대 우유 비율(및 거품 우유의 관련 생산 특성)을 제어하도록 구성된다. 또한, 측정된 값과 의도된 값 사이의 편차가 최대값보다 큰 것으로 발견될 때, 제어기(57)에 피드백을 제공할 수 있는 수단에 의해 측정 시스템(58)이 적용됨으로써, 결정된 설정을 실제로 달성하기 위해 필요한 것으로 보이는 조정을 수행할 수 있게 된다면 유리하다. 측정 시스템(58)은 압력 센서에 의해 스팀 압력을 직접 측정하도록 구성될 수 있지만, 측정 시스템(58)은 예컨대 우유 거품 생성 장치(50)의 작동 동안 사운드 레벨을 검출하는 것을 통해 스팀 압력을 간접적으로 측정하도록 구성될 수도 있다. 피드백 제어를 적용하는 것은 인공 지능 또는 스마트 학습 알고리즘을 적용할 가능성을 추가로 포함하고, 그에 따라 제어기(57)가 작동 매개변수를 결정하는 방식은 측정 결과에 기초하여 적합한 것으로 보이는 경우 조정될 수 있다. 따라서, 거품 우유의 생산 특성의 일관성이 향상될 수 있다.

본 발명의 범주가 전술한 것에서 논의된 예로 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 그의 몇몇 보정 및 수정이 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이, 청구범위 또는 그의 등가물의 범주 내에 속하는 한 모든 그러한 보정 및 수정을 포함하는 것으로서 해석되는 것이 의도된다. 본 발명은 도면 및 설명에서 상세히 예시되고 기술되었지만, 그러한 예시 및 설명은 제한적인 것이 아니라 단지 예증이거나 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않는다. 도면은 개략적이며, 여기서 본 발명을 이해하기 위해 요구되지 않는 상세 사항은 생략되었을 수 있고, 반드시 축척대로 도시되는 것은 아닐 수 있다.

개시된 실시예에 대한 변형이 도면, 설명 및 첨부된 청구범위의 연구로부터, 청구된 발명을 실시하는 데 있어서 당업자에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 청구범위에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 단계 또는 요소를 배제하지 않으며, 단수 형태(부정 관사 "a" 또는 "an")는 복수를 배제하지 않는다. 청구범위에서의 임의의 참조 부호는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

특정 실시예에 대해 또는 이와 관련하여 논의된 요소 및 양태는, 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 다른 실시예의 요소 및 양태와 적절하게 조합될 수 있다. 따라서, 특정 조치가 서로 상이한 종속항에서 언급된다는 단순한 사실은 이들 조치의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지 않는다.

본 문서에서 사용된 바와 같은 용어 "포함하다(comprise)" 및 "포함한다(include)"는 용어 "~로 이루어지다(consist of)"를 포괄하는 것으로서 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 용어 "포함하다" 또는 "포함한다"는 일 실시예에 관하여 "~로 이루어지다"를 의미할 수 있지만, 다른 실시예에서는 "적어도 한정된 종 및 선택적으로 하나 이상의 다른 종을 함유하다/갖는다/갖춘다"를 의미할 수 있다.

본 발명의 주목할 만한 양태는 다음과 같이 요약된다. 음료 제조 분야에서, 다음을 포함하는 우유 거품 생성 장치(50)가 제공된다: 우유 공급 장치(31)로부터 우유를 받도록 구성된 우유 유입구(41)를 갖는 메인 채널(40); 스팀 공급 장치(51); 상류 측에서 스팀 공급 장치(51)로부터 스팀을 받고 하류 측에서 메인 채널(40)로 합류되도록 배열된 스팀 채널(42); 스팀 채널(42)이 메인 채널(40)로 합류되는 위치의 하류 위치에서 메인 채널(40)이 그 안으로 진출하는 혼합 챔버(35); 및 우유 거품 생성 장치(50)의 작동을 제어하도록 구성된 제어기(57). 제어기(57)는 특히 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급될 스팀의 압력을 제어함으로써 실현될 거품 대 우유 비율을 제어하도록 구성되며, 거품 대 우유 비율은 제조될 음료 타입에 관해 사용자에 의해 제공되는 입력으로부터 도출될 수 있다.

Claims (15)

1. 우유 거품 생성 장치(50)로서,
   - 우유 공급 장치(31)로부터 우유를 받도록 구성된 우유 유입구(41)를 갖는 메인 채널(40);
   - 스팀 공급 장치(51);
   - 상류 측에서 상기 스팀 공급 장치(51)로부터 스팀을 받고 하류 측에서 상기 메인 채널(40)로 합류되도록 배열된 스팀 채널(42);
   - 상기 스팀 채널(42)이 상기 메인 채널(40)로 합류되는 위치의 하류 위치에서 상기 메인 채널(40)이 그 안으로 진출하는(debouch) 혼합 챔버(35); 및
   - 상기 우유 거품 생성 장치(50)의 작동을 제어하고, 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력을 수신하고, 상기 입력과 관련하여 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급될 상기 스팀의 압력을 나타내는 설정 값을 결정하도록 구성된 제어기(57)를 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
2. 제1항에 있어서, 상기 제어기(57)는, 적어도 상기 실현될 거품 대 우유 비율에 관한 한 상이한 적어도 2개의 작동 모드 중 하나를 설정하도록 구성되며, 상기 적어도 2개의 상이한 작동 모드는 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급될 상기 스팀의 압력을 나타내는 상이한 설정 값을 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
3. 제2항에 있어서, 사용자가 상기 적어도 2개의 작동 모드 중 어느 것이 설정되어야 하는지 상기 제어기(57)에 지시할 수 있도록 구성된 사용자 인터페이스(17)를 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스팀 공급 장치(51)는 상기 스팀 공급 장치(51)의 가열 영역(55)에서 물을 가열하도록 구성된 전기 히터를 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
5. 제4항에 있어서, 상기 전기 히터에 공급될 전력의 설정 값은 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급될 상기 스팀의 압력을 나타내는 설정 값과 관련하여 결정되는, 우유 거품 생성 장치(50).
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 스팀 공급 장치(51)는 상기 가열 영역(55)을 통해 일정량의 물을 수송하도록 구성된 펌핑 장치(54)를 포함하고, 상기 일정량의 물의 설정 값은 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급될 상기 스팀의 압력을 나타내는 설정 값과 관련하여 결정되는, 우유 거품 생성 장치(50).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급되는 상기 스팀의 압력 값 및/또는 상기 스팀 공급 장치(51)에 의해 공급되는 상기 스팀의 압력에 따라 변하는 매개변수의 값을 측정하도록 구성된 측정 시스템(58)을 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
8. 제7항에 있어서, 상기 제어기(57)는 상기 측정 시스템(58)으로부터 측정 값을 피드백 값으로 수신하여, a) 상기 실현될 거품 대 우유 비율을 나타내는 입력과 관련하여 결정된 상기 설정 값과 b) 상기 피드백 값 사이의 비교를 수행하고, 상기 설정 값과 상기 피드백 값 사이의 차이가 발견되고 상기 차이가 최대값보다 큰 경우, 상기 우유 거품 생성 장치(50), 예를 들어 상기 스팀 공급 장치(51)의 작동을 조정함으로써, 상기 차이를 감소시키도록 구성되는, 우유 거품 생성 장치(50).
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 측정 시스템(58)은 상기 우유 거품 생성 장치(50)의 작동 동안 발생되는 사운드의 레벨을 측정하도록 구성되고, 상기 제어기(57)에 의해 상기 측정 시스템(58)으로부터 피드백 값으로 수신되는 상기 측정 값은 상기 사운드의 측정된 레벨인, 우유 거품 생성 장치(50).
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(57)는 상기 우유 거품 생성 장치(50)의 작동의 실제 조정에 기초하여 상기 우유 거품 생성 장치(50)의 작동을 제어하는 데 사용되는 알고리즘을 조정하고, 이에 따라 얻어진 조정된 알고리즘을 다음 우유 거품 발생 동작에 적용하도록 구성되는, 우유 거품 생성 장치(50).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 채널(40)의 우유 유입구(41)의 하류 위치에서 상기 메인 채널(40)로의 공기 유입구(37)를 포함하는, 우유 거품 생성 장치(50).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 우유 거품 생성 장치(50)를 포함하는 음료 메이커(10).
13. 제12항에 있어서, 커피 투입 재료(coffee input material)를 추출하고 커피 음료를 생산(output)하도록 구성된 커피 메이커인, 음료 메이커(10).
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 본체(11), 및 상기 본체(11)에 제거 가능하게 배열된 부속품(30)을 포함하고, 상기 우유 거품 생성 장치(50)의 스팀 공급 장치(51)가 상기 본체(11)에 통합되고, 상기 혼합 챔버(35)가 상기 부속품(30)에 통합되는, 음료 메이커(10).
15. 제14항에 있어서, 상기 우유 거품 생성 장치(30)의 제어기(57)는 상기 본체(11)에 통합되며, 상기 음료 메이커(10)의 작동을 제어하도록 구성된 상기 음료 메이커(10)의 일반 제어기(general controller)의 일부인, 음료 메이커(10).