KR20240024206A

KR20240024206A - 커피 분쇄기용 센서

Info

Publication number: KR20240024206A
Application number: KR1020247002066A
Authority: KR
Inventors: 아르날도 로드리게스
Original assignee: 헴로 인터내셔널 아게
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2024-02-23
Also published as: EP4358808A1; WO2022268494A1; AU2022299119A1; CN117545406A

Abstract

커피 추출기(1) 및 독립된 커피 원두 분쇄기(2)와 조합하여 사용하기 위한 센서 유닛으로서, 상기 센서 유닛(5)은 상기 커피 추출기(1) 및 상기 커피 원두 분쇄기(2)와는 독립된 유닛이다. 상기 센서 유닛(5)은 커피 디스펜서(9)의 아래에서 상기 커피 추출기(1)의 추출된 커피 배출 영역(19) 내에 배치되는 바닥부(27), 상기 커피 디스펜서(9)로 커피를 채우기 위해 상기 바닥부(27)의 상면(30)에 배치된 컵(11)의 무게를 시간의 함수로서 측정하기 위한 적어도 하나의 로드 셀(15), 및 상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터를 수집 및 적어도 일시적으로 저장하고, 상기 커피 원두 분쇄기(2)의 분쇄 프로세스를 제어하기 위해 상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터를 상기 커피 원두 분쇄기(2)로 송신하기 위해 상기 커피 원두 분쇄기(2)와의 데이터 교환을 위한 적어도 하나의 유선 또는 무선 통신을 포함하는 적어도 하나의 중앙 처리 유닛(17)을 포함한다.

Description

커피 분쇄기용 센서

본 발명은 독립된 커피 추출기 및 독립된 커피 분쇄기와 함께 사용되는 센서 유닛에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 센서의 사용자 및 이러한 센서의 작동 방법에 관한 것이다.

선행 기술

커피 원두로부터 시작되는 커피 추출 프로세스는 커피 원두를 분쇄한 후에 해당 추출 체임버 내에 미리 설정된 양의 뜨거운 물을 공급하여 분쇄된 커피 원두로부터 커피를 추출하는 단계를 포함한다.

이 프로세스를 구성하기 위한 다양한 방법이 있다. 물과 커피 원두가 공급되어야 하고, 커피가 분쇄되어 자동으로 추출 체임버로 이송된 다음에 미리 설정된 양의 뜨거운 물이 자동으로 해당 체임버에 유입되고, 커피 유출물이 컵에 모이는 결합형 전자동 기계가 있다. 커피 위에 적절한 양의 거품을 제공하고, 에스프레소와 다른 유형의 커피를 구별할 수 있는 등의 추가 기능을 포함하여 가능한 한 신뢰할 수 있는 일정한 품질의 커피를 제공하는 것이 목표이므로 이들 기계의 제어는 섬세한 문제이다. 이러한 완전 통합형 기계와 대응하는 제어장치는, 예를 들면, US 4,767,632 또는 DE 3107549에서 알려져 있다.

이들 결합형 전자동 기계는 상업적인 고급 커피 추출 환경에서는 거의 사용되지 않는다. 이러한 환경에서는 일반적으로 독립된 커피 추출기와 커피 원두 분쇄기가 분리되어 있다. 그 이유는 다양한데, 소위 바리스타들은 분쇄 프로세스에 관한 파라미터 및 추출 프로세스에 관한 파라미터를 자유롭게 조절하기를 원하고, 좋은 분쇄기는 좋은 커피 추출기와는 다른 환경, 다른 재료, 다른 제조 포커스, 및 다른 전자기기를 필요로 하고, 이들 2 개의 중요한 요소를 하나의 기계가 가지면 파손 등의 경우에 교환에 관한 유연성이 낮아지기 때문이다.

이들 고급 기계의 경우는 커피 추출기 시장과 커피 원두 분쇄기 시장의 2 개의 상이한 시장이 있다. 커피 추출기는 적절한 압력 및 온도의 물이, 필요한 경우, 대응하는 압력 및 온도 프로파일에 따라 추출 체임버(전형적으로 이 분야에서는 포타 필터(porta filter) 형태)에 공급되도록 하기 위한 다양한 센서 및 제어 메커니즘을 갖는 고도로 제어되는 기계이다. 포타 필터(경우에 따라 포타-필터 또는 포타필터)는 추출 전 및 추출 중에 분쇄된 에스프레소 원두(커피 찌꺼기)를 수용하는 에스프레소 메이커의 부품이다. 포타필터는 손잡이를 포함하고 있으며, 이것을 사용하여 에스프레소를 추출하는 사람은 포타필터 유닛을 잡을 수 있고, 한편으로 커피 원두 분쇄기의 대응하는 개구에 삽입하여 분쇄된 커피를 채울 수 있고, 다른 한편으로 커피 추출기로 이동시켜 통상적으로는 바요넷 메커니즘을 사용하여 커피 추출기에 부착할 수 있고, 추출 프로세스 후에 다시 제거하고 뒤집어서 비울 수 있다. 포타필터의 또 하나의 부품은 필터 바스켓이고, 이것은 포타필터의 외부에 끼워져 있다. 이것은 통상적으로 금속으로 만들어지며, 스크린의 역할을 하는 작은 구멍들을 가지고 있어서 추출된 에스프레소가 바닥을 향해 흘러내려 구멍 또는 슈트(chute)를 통해 아래에 놓여 있는 컵 내로 유입되게 되어 있다.

EP-A-3662794는 유량계 스니퍼(sniffer)를 추출기에 접속되는 독립된 유닛으로서 사용하는 가능성을 개시하고 있고 유량계 스니퍼에 의해 결정되는 파라미터는 분쇄기를 제어하는 데 사용된다.

WO2014207281 및 US 4767632는 추출 제어의 목적으로 추출기 내의 물의 흐름을 측정하는 것을 개시하고 있다.

WO 2009/010190은 일반적으로 추출기의 파라미터로서 또는 추출 프로세스의 함수로서 분쇄기의 제어를 개시하고 있다.

EP-A-3162256은 분쇄기의 풋(foot) 부분의 로드 셀(load cell)을 사용하여 분쇄기 내의 분쇄된 커피의 무게를 측정하고 분쇄된 커피 용기의 아래의 로드 셀의 대응하는 데이터를 사용하여 커피 추출기를 제어하는 개념을 개시하고 있다.

WO 2012146641 및 EP 3797654는 추출기 내에 통합된 로드 셀을 개시하고 있다.

US-A-2018199752는 전자 저울, 온도계, 위치 유지 장치 및 작동/제어 유닛을 포함하는 추출 품질 측정 장치를 개시하고 있다. 전자 저울은 추출물을 수용하는 용기를 배치하는 데 사용되는 플랫폼을 포함한다. 온도계는 측정부를 갖는다. 위치 유지 장치는 온도계의 측정부를 측정 위치에 유지하는 데 사용된다. 작동/제어 유닛은 전자 저울 및 온도계의 각각으로부터 측정 신호를 수신하는 데 사용된다. 측정 위치는 용기가 플랫폼 상에 배치되었을 때 이 용기의 특정 위치에 대응하므로 온도계는 측정 위치에서 추출물의 온도를 측정한다.

EP-A-3797654는 커피 디스펜싱 시스템을 개시하고 있으며, 이 시스템은 상이한 커피 원두 혼합물을 수용하는 복수의 분쇄기, 커피 머신, 일회분의 분쇄된 커피를 수용하기에 적합하고 각각의 분쇄기에 배치되어 원하는 양의 분쇄된 커피를 형성하기 위해 분쇄된 커피로 채워지고 분쇄된 커피를 주입하기 위해 커피 머신 내에 배치하기에 적합한 필터 홀더, 분쇄기 및 커피 머신에 작동가능하게 접속되는 CPU, 이 CPU에 작동가능하게 접속되는 사용자 인터페이스를 포함하고, 이 사용자 인터페이스는 원하는 커피 유형에 기초하여 사용자가 선택하는 입력 파라미터를 CPU로 전송하도록 구성되고, 이 CPU는 사용자가 송신하는 입력 파라미터를 수신하여 분쇄기 및 커피 머신을 제어하는 데 적합한 출력 파라미터를 계산하도록 구성된다.

EP-A-3162256은 컵 내에 추출된 액체 커피의 무게를 측정하기 위한 중량측정 시스템 및 필터 홀더에 분배된 분쇄된 커피의 무게를 측정하는 중량측정 시스템을 포함하는 커피 분쇄기를 포함하는 커피 머신을 개시하고 있다. 이 커피 머신은 상이한 유형의 커피의 주입 비율이 저장되는 메모리를 구비한 제어 유닛을 포함하고, 커피 분쇄기는 필터 홀더에 수용된 분쇄된 커피의 무게에 대한 정보를 송신하기 위해 커피 머신의 제어 유닛에 작동가능하게 접속되는 제어 유닛을 포함한다. 커피 머신의 제어 유닛은 커피 분쇄기로부터 수신된 정보를 사용하여 작업자가 선택한 주입 비율을 만족하는 커피를 추출한다.

US-A-2017295983은 용매와 용질을 혼합하여 용액을 생성하고, 이 용액으로부터 음료를 추출하는 추출 프로세스를 관리하기 위한 방법 및 시스템을 개시하고 있다. 이 시스템은 용매의 단위 시간 당 온도 변화를 감지하여 온도 정보를 생성하는 온도 센서 장치; 음료의 단위 시간 당 무게 증가를 감지하여 제 1 중량 정보를 생성하고 추출 프로세스에서 경과된 시간을 계산하여 타이밍 정보를 생성하는 제 1 측정 장치; 및 미리 설정된 표준 상태 정보와 온도, 제1 중량 및 타이밍 정보를 비교하는 컴퓨팅 장치를 포함한다. 특정 단위 시간에 생성된 온도, 제1 중량 및 타이밍 정보 중 임의의 것이 동일한 단위 시간의 표준 상태 정보와 일치하지 않으면 컴퓨팅 장치에 경고 메시지를 표시하여 추출 작업자가 음료 추출을 중단하도록 알려준다.

커피 원두 분쇄기와 독립된 커피 추출기 작동 사이의 조정은 바라스타가 수행한다. 그러나 그러한 숙련된 사람이 있는 것은 아니고, 추가의 자동화 및 제어가 필요하므로 이들 2 개의 독립된 요소들의 작동을 조정하기 위한 필요성이 존재한다. 따라서, 본 발명의 목적은 커피 원두 분쇄기와 독립된 커피 추출기의 작동을 가능한 한 간단하면서도 동시에 효과적이고도 신뢰가능한 방식으로, 그리고 장치와 간섭하지 않도록 조정할 수 있도록 하는 것이다.

특히, 전형적으로 커피 추출기는 자체적인 제어장치 및 작동 방식을 갖추고 있으며, 이것에 영향을 주지 않아야 할 뿐만 아니라 대응하는 제어를 구현하기 위해 조정할 필요가 없어야 한다는 사실을 고려하여 상기 목적은 커피 추출기의 대응하는 작동에 최적으로 적응하도록 커피 원두 분쇄기를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 커피 추출기 및 독립된 커피 원두 분쇄기와 조합하여 사용하기 위한 센서 유닛이 제안되며,

여기서, 상기 센서 유닛은 상기 커피 추출기 및 상기 커피 원두 분쇄기로부터 분리된 유닛이고, 상기 센서 유닛은,

커피 디스펜서의 아래에서 상기 커피 추출기의 추출된 커피 배출 영역 내에 배치되는 바닥부,

상기 커피 디스펜서로 커피를 채우기 위해 상기 바닥부의 상면에 배치된 컵의 무게를 시간의 함수로서 측정하기 위한 적어도 하나의 로드 셀, 및

상기 로드 셀로부터 수신된 데이터(전형적으로 "추출 프로파일", 즉 무게 대 시간 및 온도 대 시간,바람직하게는 첫번째 방울과 마지막 방울 사이의 시간을 포함함)를 수집 및 적어도 일시적으로 저장하고, 상기 커피 원두 분쇄기의 분쇄 프로세스를 제어하기 위해 상기 로드 셀로부터 수신된 데이터를 상기 커피 원두 분쇄기에 송신하기 위해 상기 커피 원두 분쇄기와의 데이터 교환을 위한 적어도 하나의 유성 또는 무선 통신을 포함하는 적어도 하나의 중앙 처리 유닛을 포함한다.

커피 머신과 분쇄기 사이의 접속의 필요성에 대한 시장의 요구는 점점 더 높아지고 있다. 커피 머신에는 커피 컵 내로의 물의 양, 온도, 추출 시간 등의 주요 정보와 기타 유용한 상세 정보가 포함되어 있다. 이들 파라미터는 바리스타에게 유용하며, 바리스타는 분쇄기 디스크의 거리 및 상이한 출력을 유발하는 커피 분쇄기의 추가의 변수(예를 들면, 분쇄 시간, 분쇄된 무게, 분쇄 속도 등)를 설정하고, 커피가 커피 컵 내에서 적절한 맛을 얻을 때까지 커피의 일관성(굵기정도)를 변화시킨다. 분쇄기와 커피 머신 사이의 정보가 접속 프로토콜을 통해 공유되고, 상기 정보가 추출 및 분쇄 크기를 최적화하는 지능형 알고리즘과 함께 사용되면 전체 프로세스를 자동화할 수 있다.

이 아이디어는 컵과 커피 머신의 베이스 사이에 (예를 들면, 다른 외부 고정 수단도 가능하지만, 커피 머신의 베이스 상에) 임의의 커피 머신 상에도 설치될 수 있는 독립된 센서 유닛을 갖는 것이다. 따라서 방해가 되는 설치는 필요하지 않다. 센서 유닛은 시간의 함수로서 시간에 주입 기간에 따라 컵 내에 주입되는 커피의 무게 및 필요한 경우에는 온도를 추적하고, 이 정보를 분쇄기로 전송하며, 분쇄기는 이 루프가 필요한 추출에 도달하도록 (전기적으로) 분쇄 크기 및 필요에 따라 상이한 출력, 예를 들면, 분쇄 시간, 또는 분쇄된 무게, 분쇄 속도 등에 도달한다.

이 해결책의 가장 큰 장점은 커피 머신으로부터 직접 신호를 받을 필요가 없다는 것이다. 현재, 추출 파라미터를 얻기 위해서는 특정의 커피 머신과 긴밀하게 통합할 필요가 있다. 설치 베이스의 경우, 이는 커피 머신 전체에 대한 간섭을 의미한다. 커피 머신으로부터 독립된 해결책은 침입이나 커스터마이제이션(customization)이 적은 진실로 범용적이다.

이 독립된 센서 유닛이 분쇄기에 정보를 전달하는 점이 독특하지만 더욱 독특한 것은 실제로 커피 머신으로부터 정보를 전달하는 것이 아니고 컵으로부터 분쇄기로 정보를 전달한다는 것이다. 본질적으로 이 독립된 센서 유닛은 에스프레소 머신, 필터 커피 머신, 또는 무게를 받는 임의의 든 수용체(recipient)와 같은 모든 수용체 하에서 사용가능하다. 예를 들면, EP3662794A1은 커피 머신에 설치된 유량계로부터의 정보를 기록하는 반면 이는 그램 수, 시간, 온도를 기록하므로 통합된 해결책이 필요하며 이는 완전히 유연한 해결책이다.

현재의 맥락에서 컵에 대하여 말할 때 이것은 커피를 수용하는 데 일반적으로 사용되는 모든 종류의 용기를 포함하므로 에스프레소 컵, 커피 컵 뿐만 아니라 라떼 마끼아또 등을 위한 유리잔도 포함한다.

이 장치의 대략 치수는 전형적으로 다음과 같다: 너비: 110-120mm(하나의 컵의 경우, 복수의 컵이 서로 인접하여 배치되는 경우에는 전형적으로 컵의 수만큼 증가됨), 길이: 110-120mm, 높이 20-40mm 미만이거나 이 범위 내, 및 높이는 선택적인 써멀 카메라(thermal camera)가 설치된 경우 최대 160mm임. 결국 커피 머신의 그룹 헤드(group head) 아래에 매트와 컵의 둘 모두를 넣을 수 있도록 설계를 실행한다.

웨이트 셀(weight cell) 사양은 다음과 같다: 최대 무게 용량은 전형적으로 500g 내지 1000g, 최소 무게 용량은 전형적으로 0.1g의 정확도이면 충분하다.

써멀 카메라는 선택적 기능이다.

무게는 컵을 센서 유닛의 상면에 올려놓을 때마다 0으로 타링(tarring)될 수 있다. 이는 버튼을 터치하거나 또는 제1 방울이 컵에 닿자 마자 타링하는 스위치를 사용하여 달성될 수 있다.

센서 유닛은 하나의 컵에 맞게 조정할 수 있으나, 예를 들면, 2 개의 출구를 갖는 포타 필터의 경우에는 2 개의 컵을 나란히 놓도록 조정할 수도 있다. 이 경우, 해당하는 하우징에 하나의 로드 셀이 있거나 각각의 컵에 개별 로드 셀이 있을 수 있다. 전형적으로는 컵의 설치 장소가 복수인 경우에도 하나의 중앙 처리 유닛만이 있다.

바람직한 실시형태에 따르면, 센서 유닛은, 바람직하게는 시간의 함수로서 상기 컵 내에 배출되거나 상기 컵 내에 배치된 커피의 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 바람직하게는 직접적으로 측정하는 적어도 하나의 추가의 센서를 포함한다.

바람직하게는 상기 추가의 센서는 광학식 온도 센서이다.

상기 추가의 센서로부터 얻어지는 데이터는 중앙 처리 유닛으로 송신되고, 이곳에서 데이터는 수집 및 적어도 일시적으로 저장되고, 상기 로드 셀로부터 수신된 데이터의 송신과 동시에 또는 송신 전에 또는 송신 후에 커피 원두 분쇄기로 송신된다.

바람직하게는 추가의 센서는 상기 상면의 상방으로 수직으로 돌출하는 센서 암 상에 또는 센서 암 내에, 바람직하게는 상기 컵 내로 유입되거나 상기 컵 내에 배치된 커피의 온도를, 바람직하게는 광학적으로, 측정하기에 적합하게 조정된 높이로 장착된다.

추가의 센서는 바람직하게는 상기 상면의 상방으로 적어도 50 mm, 바람직하게는 적어도 75 mm, 바람직하게는 75-160 mm 범위, 또는 80-120 mm 범위의 높이에 장착될 수 있고, 더 바람직하게는 그 광학 축선을 상기 상면 상에 배치되는 컵의 내부로 경사지게 하방으로 향하게 한다.

센서 암은 바람직하게는 상기 컵의 후방, 바람직하게는 상기 커피 추출기의 추출된 커피 배출 영역의 후벽의 근방에 또는 인접부에 배치된다.

바닥부는 2-40 mm 범위, 바람직하게는 5-20 mm 범위, 더 바람직하게는 7-15 mm 범위의 수직 높이를 가질 수 있고,

및/또는 바닥부는 50-140 mm 범위, 바람직하게는 80-120 mm 범위의 수평 길이 및/또는 너비를 가질 수 있고,

및/또는 센서 암의 상기 상면으로부터의 높이는 75-160 mm 범위, 바람직하게는 80-120 mm 범위일 수 있다.

바닥부는 컵을 위치시키기 위한 저면 및 상면을 갖는 바람직하게는 열가소성 재료로 만들어진 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 로드 셀, 중앙 처리 유닛, 및 배터리 형태 및/또는 유선 전원 형태의 전원을 포함하고, 바람직하게는 상기 커피 추출기의 베이스 상에 그 개조 없이 또는 상기 커피 추출기의 일반적인 개조 없이 설치되기에 적합할 수 있다.

독립된 센서는 상태를 표시하고, 측정을 시각화하고, 충전식 배터리에 의해 전력이 공급되는 경우에는 전력 레벨을 표시하고, 분쇄기에 대한 무선 접속의 접속을 표시하기 위한 입출력 장치를 더 포함할 수 있다. 또한 입력 장치를 포함할 수 있거나, 센서 유닛의 독립된 입/출력 장치를 대체하여 대응하는 적합된 앱을 통해 모바일 장치의 입력 출력 가능성을 사용하여 개개의 센서 설정을 위한 모바일 장치(휴대전화)와 더욱 통신하는 수단을 포함할 수 있다. 이를 위해 블루투스 또는 무선 LAN 접속이 제공될 수 있고, 즉, 독립된 센서가 인터넷에 접속된 로컬 무선 LAN 시스템 내에 통합되어 해당 앱을 사용하는 위치와 본질적으로 독립적으로 해당 앱을 사용하여 제어 및/또는 모니터링될 수 있다.

바람직하게는, 센서는 컵이 상면 상에 배치된 순간에 로드 셀에 의한 무게 측정을 타링하는 수단을 포함하고, 상기 타링은 조작되는 대응하는 버튼에 의해 수동으로 또는 전기적 또는 전자적 제어에 의해 개시될 수 있고, 바람직하게는 웨이트 셀이 컵에 닿는 커피의 제1 방울을 검출했을 때 개시될 수 있다.

중앙 처리 유닛은 분쇄기 제어 유닛과의 무선 통신에 의해, 바람직하게는 블루투스, BLE, ZigBee, Z-wave, 6LoWPAN, Thread, LoRaWAN, 2G, 3G, 4G, 5G, LTE, NFC로부터 선택되는 표준 중 하나에 의해 데이터를 커피 원두 분쇄기로 송신한다.

중앙 처리 유닛은 시간의 함수로서의 변화율을 포함하는 시간의 함수로서 상기 로드 셀로부터 수신된 데이터를 송신한다.

더욱이 본 발명은 상술한 센서 유닛을 커피 추출기 및 독립된 커피 원두 분쇄기와 함께 독립된 유닛으로서 사용하는 것에 관한 것이다. 이 용도에 따르면, 상술한 센서 유닛은 독립된 유닛으로서 본질적으로 그 변경 없이 기존의 커피 추출기의 커피 배출 영역 내로 이동되고, 데이터 교환을 위해 커피 원두 분쇄기와 접속되고, 다음 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함한다: 커피 원두 분쇄기 분쇄 시간, 분쇄 정도, 분쇄된 커피의 양은 독립된 센서 유닛이 커피 원두 분쇄기에 제공하는 데이터의 함수로서, 바람직하게는 커피 원두 분쇄기과 센서 유닛 옆의 커피 추출기 사이의 추가의 데이터 교환 없이 조정된다. 따라서, 제안된 용도는 기존 커피 추출기 및 기존 커피 원두 분쇄기와 직접적인 하드웨어 간섭을 수반하지 않는 업그레이드 프로세스와 같다. 기존의 많은 커피 원두 분쇄기와 커피 추출기는 데이터 교환 및 제어를 위한 인터페이스를 제공한다. 따라서 제안된 용도 및 제안된 독립된 유닛은 이러한 맥락에서 놀라울 정도로 쉽게 사용될 수 있는데, 이는 커피의 품질을 향상시키기 위해 수행해야 하는 것은 독립된 유닛을 추가하고, 이것을 커피 원두 분쇄기 및 커피 추출기의 인터페이스에 연결하고 독립된 유닛의 해당하는 데이터를 분쇄기를 위한 제어 프로세스 내에 통합하는 것 뿐이기 때문이다.

또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 커피 추출기, 독립된 커피 원두 분쇄기 및 독립된 센서 유닛을 작동시키는 방법에 관한 것으로서, 독립된 센서 유닛은 본질적으로 그 개조 없이 커피 추출기의 기존의 추출된 커피 배출 영역 내로 변위되고, 데이터 교환을 위해 커피 원두 분쇄기와 접속되고, 커피 원두 분쇄기의 분쇄 시간 및/또는 분쇄 정도 및/또는 분쇄된 커피의 양은 커피 원두 분쇄기와 커피 추출기 사이의 추가의 데이터 교환없이 독립된 센서 유닛에 의해 커피 원두 분쇄기에 제공된다.

커피 원두 분쇄기는 적어도 하나의 분쇄기 모듈, 적어도 하나의 커피 원두 용기, 독립된 센서 유닛과의 데이터 교환 수단을 구비한 적어도 하나의 분쇄기 제어 유닛, 및 바람직하게는 커피 원두 분쇄기의 분쇄된 커피 배출 영역 내에 배치된 포타 필터 내로의 분쇄된 커피의 무게를 측정하기 위한 로드 셀을 포함한다.

커피 추출기는 적어도 하나의 물 탱크, 적어도 하나의 물 펌프, 적어도 하나의 물 흐름 통과 히터, 포타 필터에의 인터페이스, 및 포타 필터 아래에 추출 프로세스 중에 액체 커피로 채워질 컵을 배치하기 위한 추출된 커피 배출 영역을 포함한다.

마지막이지만 결코 가볍지는 않는 본 발명은 상술한 센서 유닛, 독립된 커피 원두 분쇄기 및 독립된 커피 추출기를 포함하는 부품 키트에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 실시형태는 종속 청구항에 규정되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 설명하며, 본 도면은 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시하기 위한 목적을 가지며 본 발명을 제한하기 위한 목적을 가지지 않는다.

도 1은 본 출원에서 제안하는 커피 추출기 및 독립된 커피 원두 분쇄기 및 통신 및 제어를 개략적으로 도시하며;
도 2는 본 발명에 따른 센서 유닛을 개략적으로 도시한다.

도 1은 커피 추출기(1) 및 독립된 커피 원두 분쇄기(2)가 물리적으로 분리된 2 개의 개체임을 보여준다. 커피 추출기(1)는, 하우징(3) 내에, 물 탱크(4), 펌프(6), 물 흐름-통과 히터(7), 및 전형적으로 바요넷 메커니즘에 의한 부착물 형태인 포타 필터에 대한 인터페이스를 포함한다. 실선으로 예시된 바와 같이, 물 탱크(4)와 펌프(6) 사이에는 물 흐름이 있고, 이것은 히터(7)를 통과한다. 히터는 해당 전원(미도시)에 부착되어 물을 원하는 온도까지 가열한다. 원하는 온도 뿐만 아니라 원하는 압력에 확실하게 도달할 수 있도록 추가의 밸브(미도시)가 제공된다. 물 히터(7)의 하류에 있는 라인은 인터페이스(8)로 이어진다.

커피 추출기(1)는 전형적으로 하우징(3) 내의 컷아웃 또는 오목부와 같은 추출된 커피 배출 영역(19)을 포함한다. 이 하우징은 포타 필터(9)를 손잡이(10)에 고정하고 해당 인터페이스(8)에 단단히 부착함으로써 포타 필터를 삽입하는 데 사용될 수 있다. 또한 사용자 입력/출력 장치(13)가 제공되어 있다. 포타 필터가 이 영역(19) 내에 삽입되어 인터페이스(8)에 부착되면, 사용자는 인터페이스(13)와 상호작용함으로써 원하는 추출 프로세스를 시작할 수 있다. 다음에 커피가 추출되어 머신1)의 대응하는 베이스(12) 상에 배치된 커피 컵(11) 내로 유입된다.

커피 추출기(1)의 제어는 대응하는 추출기 제어 유닛(14)를 통해 이루어진다. 데이터 송신 라인은 점선으로 표시되어 있다. 제어 유닛(14)에는 통상적으로 물 용기(4) 내의 수위를 감지하는 센서에 연결되는 데이터 라인이 제공되어 있다. 또한 펌프의 속도 및/또는 작동 지속시간을 제어하기 위해 펌프에 연결되는 데이터 라인이 구비되어 있다. 더욱이 가열 프로세스를 조정 및 제어하기 위해 히터(8)에 연결되는 데이터 및 제어 라인이 있다. 전술한 바와 같이, 전형적으로는 도시된 요소에 더하여 밸브 및 추가의 센서 요소가 있으며, 이들도 제어 유닛(14)에 의해 제어되거나 제어를 위해 사용된다.

커피 원두 분쇄기(2)는 또한 독립된 하우징(22)을 갖는다. 통상적으로 해당 하우징의 상부에는 커피 원두 용기(20)가 제공되어 있고, 이것은 커피 원두를 보충하기 위해 상부를 개방할 수 있다. 전형적으로 바닥을 향해 수렴하는 그 커피 원두 용기(20)의 하단에는 실제의 분쇄 메커니즘 또는 분쇄기 모듈(24), 즉 실제의 분쇄 요소, 전형적으로는 하나의 링형상의 고정 분쇄기 요소와 하나의 원뿔형 회전 분쇄기 요소가 제공되어 있고, 회전 분쇄기 요소는 모터에 의해 구동된다. 또한 모터의 회전 속도, 필요한 경우, 모터의 토크 및 결과적인 입자 크기를 조정하기 위해 2 개의 분쇄기 요소 사이의 슬롯의 너비를 조정하는 자동 조정 메커니즘이 제공된다. 그 커피 원두 분쇄기(2)에서의 제어는 분쇄기 제어 유닛(26)에 의해 조정되고 수행된다. 해당 데이터 라인은 점선으로 예시되어 있다. 또한 분쇄기는 전형적으로 분쇄기 제어 유닛(26)과 통신하거나 분쇄기 제어 유닛과 통합된 사용자용 입력/출력 장치를 포함한다. 더욱이 커피 원두 분쇄기(2)는 독립된 풋(foot) 부분(23)에는 분쇄된 커피 배출 영역 내에 삽입되고 풋 부분/로드 셀과 협력하는 대응하는 홀더 상에 설치된 포타 필터로 배출된 커피의 무게를 측정하기 위한 로드 셀(25)이 포함될 수 있다. 또한 이 로드 셀(25)은 분쇄기 제어 유닛(26)과 데이터 접속되어 있고, 분쇄기 제어 유닛(26)은 포타 필터 내에 채원진 분쇄된 커피의 유효 무게에 대한 정보를 수신한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 독립된 센서 유닛(5)이 제공되며, 이것은 간단히 베이스(12)의 상면에 설치되고, 그 자체가 컵(11)을 위한 스탠딩 플랫폼을 형성한다. 따라서 독립된 센서 유닛(5)은 컵(11)과 커피 머신의 베이스(12) 사이에 배치된다. 이 커피 머신은 어떤 식으로 든 적합될 필요가 없으며, 독립된 센서 유닛(5)을 설치하기 위해 해야 하는 것은 추출된 커피 배출 영역(19) 내로 이동하는 것과 필요하면 이것을 전원에 부착하는 것뿐이다. 이러한 부착은 독립된 전원 부착일 수 있으나 커피 머신의 전원에 직접적으로 또는 간접적으로 부착될 수도 있다.

도 2에 예시된 바와 같이, 센서 유닛은 바닥 하우징인 바닥부(27)를 포함하며, 그 하우징 내에는 컵 표면(30)의 상면에 놓인 물체의 무게를 측정하는 로드 셀(25)이 제공되어 있다. 센서 유닛의 저면(31)은 베이스(12)의 상면에 설치된다.

또한 센서 유닛(5)은 중앙 처리 유닛(17)을 포함하고, 이것은 로드 셀의 출력 및 전원(18)에 접속되고, 이 경우에 전원은 전원 라인(29)과 연결된다. 전원은 재충전가능한 배터리 개념을 기반으로 할 수 있고, 이로 인해 센서 유닛은 밤새 충전하여 다음 날 사용할 수 있다. 상기 분쇄기가 두 가지 모드(접속에 의한 분쇄 설정의 조정 또는 사용자에 의한 직접 조정)에 대해 유효한 경우에는 센서 유닛을 끄고 분쇄기의 수동 작동에 의존하도록 선택할 수 있다.

센서 유닛(5)은 또한 직립 센서 암(28)을 포함하며, 그 상면에는 광학 열 센서(16)가 배치되어 있다. 또한 이 센서(16)는 중앙 처리 유닛(17)과 접속된다(접속은 점선으로 표시됨). 더욱이 이 중앙 처리 유닛은 분쇄기와의 데이터 통신을 위해, 예를 들면, 블루투스 또는 구체적으로는 분쇄기 제어 유닛(26)과의 데이터 통신을 위한 무선 통신 모듈(화살표로 개략적으로 예시됨)을 구비하고, 이 무선 통신 모듈은 그 자체로 센서 유닛(5)과의 무선 통신을 위한 수단을 구비한다.

따라서 분쇄기는 커피 머신의 상태를 지속적으로 모니터링 및 계산하고, 몇 가지 사전설정과 센서 유닛으로부터 들어오는 데이터에 기초하여 일정한 추출 프로세스에 필요한 파라미터(즉, 분쇄된 커피의 미세도 및/또는 분쇄된 커피의 양)를 제어할 수 있다. 사전설정은 원하는 추출 시간 및 분쇄기에 의해 제어되는 보정이 개시되어야 하는 상한 또는 하항 허용 편차, 커피 머신에 의해 선택되는 레시피를 위한 원하는 물의 양, 및 조정의 임계값 및/또는 원하는 유량 프로파일과 관련된다. 또한, 이들 사전설정을 메모리 구조, 예를 들면, 레시피에 할당하여 커피 머신에 의해 추출된 다른 음료로부터 얻어지는 상이한 추출 프로세스들 사이를 매우 간단한 방식으로 전환시킬 수 있다. 상이한 사전설정 사이의 전환은 사용자가 분쇄기 자체에서 수조작으로 수행하거나 현재의 레시피의 상태(또는 레시피의 변경)에 대한 추가의 정보를 분쇄기로 전송함으로써 사용자의 개입 없이 커피 머신에 의해 자동으로 수행될 수 있다.

센서 유닛에 의해 제공되는 데이터의 진정한 정보의 내용은 로드 셀의 및/또는 열 센서의 유형에 따라 다르다.

추출 프로세스의 검출된 시작점 및 종료점 사이에서 분쇄기는 추출 프로세스 파라미터, 예를 들면, 이번 샷(shot)에서 사용된 커피의 양, 추출 시간 및 유량 프로파일 및 온도를 쉽게 결정할 수 있다.

이들 추출 프로세스 파라미터 중 하나 이상을 계산하면, 분쇄기는 커피 머신으로부터 오는 추가 정보 없이 분쇄 디스크 조정(즉, 회전날과 고정날 사이의 거리) 및/또는, 예를 들면, 해당 분쇄 시간에 의한 분쇄된 커피의 양을 자율적으로 조정할 수 있고, 필요한 경우 분쇄기의 웨이트 셀에 의해 그리고 상이한 출력(예를 들면, 분쇄 시간, 분쇄 속도 등)으로 이어지는 커피 분쇄기의 추가의 변수에 의해 더 제어될 수 있다.

가장 간단한 경우, 분쇄기는 하나의 추출 프로세스 파라미터, 예를 들면, 추출 시간에 기초하여 분쇄날의 공간만을 조정한다: 분쇄기에 주어지는 미리 정한 "이상적" 추출 시간(예를 들면, 25 초)이 미리 정한 값(예를 들면, 24 초) 또는 마지막 샷의 틱(tick)의 분석 결과인 임계값(여기서는 1 초) 미만으로 떨어지면 분쇄기는 분쇄날들 또는 분쇄 디스크들 사이의 공간을 줄임으로써 분쇄된 커피의 분쇄 미세도를 증가시키며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 이 실시형태에서, 분쇄기는 시간, 무게 또는 시간과 무게의 조합에 의해 제어되는 동일한 양의 커피를 일정하게 분쇄하는 것이 중요하다.

그러나 각각의 샷에 대한 생성된 커피의 양만을 분석하는 것도 가능하다: 분쇄기에 부여된 미리 정한 "이상적" 커피의 양(예를 들면, 10g)이 최종 샷의 틱의 적분을 분석하여 얻은 미리 정한 값(예를 들면, 12g)을 초과하는 경우, 분쇄기는 분쇄날들 또는 분쇄 디스크들 사이의 공간을 늘림으로써 분쇄된 커피의 조도(coarseness)를 자동으로 증가시키며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

또한 추출 프로파일(즉 시간에 따라 추출되는 커피 추출물의 무게)을 그래픽으로 분석하고, 전체 곡선을 따라 상한 및 하한을 정의할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 분쇄날들(분쇄 디스크들) 사이의 공간은 일정하게 유지된다: 추출 시간이 초과되면 분쇄된 커피의 양이 감소되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

추가의 실시형태에서 분쇄된 커피의 조도 및 그 분량(중량)는 분쇄기에 의해 제어된다: 이 경우에는 적어도 2 개의 추출 프로세스 파라미터가 필요하다. 예를 들면, 추출 시간, 및 필요한 경우 커피의 양은 각각의 샷에 대해 분석된 데이터이다: 커피의 양과 추출 시간의 둘 모두가 너무 높으면 분쇄된 커피의 양은 증가되어야 하며, 분쇄된 커피의 조도도 또한 증가되어야 한다. 다른 경우 추출 시간이 너무 길고, 물의 양이 너무 적으면, 분쇄된 커피의 양을 줄이고, 분쇄된 커피의 조도는 증가시켜야 한다.

본 발명의 모든 실시형태의 큰 장점은 바리스타가 커피 머신에 집중하지 않고 분쇄기에만 집중해야 하는 것이다: 일상의 업무에서 바리스타의 주요 레시피는 더블 에스프레소이다. 바리스타는 앱이나 분쇄기의 GUI를 사용하여 더블 에스프레소 컵 내에서 완벽한 맛을 위해 이상적인 추출 시간, 이상적인 물의 사용량 및/또는 이상적인 유량 프로파일 및 제어할 파라미터(즉, 분쇄날들의 거리 및/또는 분쇄된 커피의 양)를 분쇄기의 영구 메모리 내에 한번 정의한다. 나머지는 분쇄기가 자율적으로 수행한다.

다른 경우, 특히 이 복잡한 추출 프로세스를 숙련되지 않은 사용자가 수행해야 하는 경우, 커피 머신은 레시피(즉, 사전설정값 및 분쇄 파라미터)를 제어하기 위해 분쇄기에 추가의 정보를 송신하지만 분쇄기는 제어하지 않는다. 이 경우 센서 유닛은 분쇄기가 추출 프로세스를 제어하는 데 필요한 모든 파라미터(예를 들면, 이상적인 추출 시간, 이상적인 커피의 양 및/또는 이상적인 추출 프로파일(g/s) 및 분쇄 디스크의 조절이 아닌 제어할 파라미터를 그라인더로 전송한다. 센서 유닛과 분쇄기 사이의 무선 송신이 바람직한 경우, 센서 유닛과 커피 머신은 2 개의 독립된 송신기를 사용할 수 있고, 분쇄기는 프로토콜이, 예를 들면, 블루투스인 경우에 하나의 수신기만을 가질 수 있다.

다른 구현례에 따르면, 커피 추출기에는 해당 센서 유닛을 부착하기 위한 전용 인터페이스가 구비될 수 있다. 이 인터페이스는 하우징(3) 내의 데이터 라인에 의해 제공될 수 있다.

1 커피 추출기
2 커피 원두 분쇄기
3 1의 하우징
4 물 탱크
5 독립된 센서 유닛
6 물 펌프
7 물 흐름 통과 히터
8 포타 필터에 대한 인터페이스
9 포타 필터
10 9의 손잡이
11 컵
12 컵의 베이스
13 사용자 입력 출력 장치
14 추출기 제어 유닛
15 5의 로드 셀
16 5의 써모 센서
17 5의 CPU
18 5의 전원
19 추출된 커피 배출 영역
20 커피 원두 용기
21 분쇄된 커피 배출 영역
22 2의 하우징
23 2의 독립된 풋 부분
24 분쇄기 모듈
25 2의 로드 셀
26 분쇄기 제어 유닛
27 5의 바닥부/하우징
28 5의 센서 암
29 전원 라인
30 5의 컵 표면
31 27의 저면
32 19의 후벽
실선 물 배관
점선 데이터/신호 라인

Claims

커피 추출기(1) 및 독립된 커피 원두 분쇄기(2)와 조합하여 사용하기 위한 센서 유닛(5)으로서,
상기 센서 유닛(5)은 상기 커피 추출기(1) 및 상기 커피 원두 분쇄기(2)로부터 분리된 유닛이고,
상기 센서 유닛(5)은,
커피 디스펜서(9)의 아래에서 상기 커피 추출기(1)의 추출된 커피 배출 영역(19) 내에 배치되는 바닥부(27),
상기 커피 디스펜서(9)로 커피를 채우기 위해 상기 바닥부(27)의 상면(30)에 배치된 컵(11)의 무게를 시간의 함수로서 측정하기 위한 적어도 하나의 로드 셀(load cell; 15), 및
상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터를 수집 및 적어도 일시적으로 저장하고, 상기 커피 원두 분쇄기(2)의 분쇄 프로세스를 제어하기 위해 상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터를 상기 커피 원두 분쇄기(2)로 송신하기 위해 상기 커피 원두 분쇄기(2)와의 데이터 교환을 위한 적어도 하나의 유선 또는 무선 통신을 포함하는 적어도 하나의 중앙 처리 유닛(17)을 포함하는, 센서 유닛.
제1항에 있어서,
상기 센서 유닛은 상기 컵(11) 내로 배출된 또는 상기 컵(11) 내에 배치된 커피의 온도를 바람직하게는 시간의 함수로서 직접적으로 또는 간접적으로 측정하기 위한 적어도 하나의 추가의 센서(16)를 더 포함하고, 바람직하게는 상기 추가의 센서(16)는 광학식 온도 센서(16)이고, 상기 추가의 센서(16)로부터 얻은 데이터는 상기 중앙 처리 유닛(17)으로 송신되어 거기서 데이터가 수집 및 적어도 일시적으로 저장되고, 상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터의 송신과 동시에 또는 그 전에 또는 그 후에 상기 커피 원두 분쇄기(2)로 송신되는, 센서 유닛.
제2항에 있어서,
상기 추가의 센서(16)는 상기 상면(30)의 상방으로 수직으로 돌출하는 센서 암(28) 상에 또는 센서 암(28) 내에, 그리고 바람직하게는 상기 컵(11) 내로 유입되거나 상기 컵(11) 내에 배치된 커피의 온도를, 바람직하게는 광학적으로, 측정하기에 적합하게 조정된 높이로 장착되는, 센서 유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 추가의 센서(16)는 상기 상면(30)의 상방으로 적어도 50 mm, 바람직하게는 적어도 75 mm, 바람직하게는 75-160 mm 범위, 또는 80-120 mm 범위의 높이에 장착되고, 더 바람직하게는 그 광학 축선을 상기 상면(30) 상에 배치되는 컵(11)의 내부로 경사지게 하방으로 향하게 하는, 센서 유닛.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 암(28)은 상기 컵(11)의 후방, 바람직하게는 상기 커피 추출기의 추출된 커피 배출 영역(19)의 후벽(32)의 근방에 또는 인접부에 배치되는, 센서 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부(27)는 2-40 mm 범위, 바람직하게는 5-20 mm 범위, 더 바람직하게는 7-15 mm 범위의 수직 높이를 가지며,
및/또는 상기 바닥부(27)는 50-140 mm 범위, 바람직하게는 80-120 mm 범위의 수평 길이 및/또는 너비를 가지며,
및/또는 상기 센서 암(28)의 상기 상면(30)으로부터의 높이는 75-160 mm 범위, 바람직하게는 80-120 mm 범위인, 센서 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥부(27)는 상기 컵(11)을 위치시키기 위한 저면(31) 및 상면(30)을 갖는 바람직하게는 열가소성 재료로 만들어진 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 로드 셀(15), 상기 중앙 처리 유닛(17), 및 배터리 형태 및/또는 유선 전원 형태의 전원(18)을 포함하고, 바람직하게는 상기 커피 추출기의 베이스(12) 상에 그 개조 없이 또는 상기 커피 추출기의 일반적인 개조 없이 설치되기에 적합한, 센서 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 유닛은 컵(11)이 상기 상면(30) 상에 배치된 순간에 상기 로드 셀(15)에 의한 무게 측정을 타링(tarring)하는 수단을 포함하고, 상기 타링은 조작되는 대응하는 버튼에 의해 수동으로 또는 전기적 또는 전자적 제어에 의해 개시될 수 있고, 바람직하게는 웨이트 셀(weight cell)이 상기 컵에 닿는 커피의 제1 방울을 검출했을 때 개시될 수 있는, 센서 유닛.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 처리 유닛(17)은 분쇄기 제어 유닛(26)과의 무선 통신에 의해, 바람직하게는 블루투스, BLE, ZigBee, Z-wave, 6LoWPAN, Thread, LoRaWAN, 2G, 3G, 4G, 5G, LTE, NFC로부터 선택되는 표준 중 하나에 의해 상기 데이터를 상기 커피 원두 분쇄기(2)로 송신하는, 센서 유닛.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 처리 유닛(17)은 시간의 함수로서 상기 로드 셀(15)로부터 수신된 데이터를 송신하고 이는 시간의 함수로서의 변화율을 포함하는, 센서 유닛.
커피 추출기(1) 및 독립된 커피 원두 분쇄기(2)와 함께 사용하는 독립된 유닛으로서 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 센서 유닛(5)의 용도.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 커피 추출기(1), 독립된 커피 원두 분쇄기(2) 및 독립된 센서 유닛(5)을 작동시키는 방법으로서,
상기 독립된 센서 유닛(5)은 본질적으로 그 개조 없이 상기 커피 추출기(1)의 기존의 추출된 커피 배출 영역(19) 내로 변위되고, 데이터 교환을 위해 상기 커피 원두 분쇄기(2)와 접속되고, 상기 커피 원두 분쇄기(2)의 분쇄 시간 및/또는 분쇄 정도 및/또는 분쇄된 커피의 양은 상기 커피 원두 분쇄기(2)와 상기 커피 추출기(1) 사이의 추가의 데이터 교환없이 상기 독립된 센서 유닛(5)에 의해 상기 커피 원두 분쇄기(2)에 제공되는 상기 데이터의 함수로서 조정되는, 작동 방법.
제12항에 있어서,
상기 커피 원두 분쇄기(2)는 적어도 하나의 분쇄기 모듈(24), 적어도 하나의 커피 원두 용기(20), 상기 독립된 센서 유닛(5)과의 데이터 교환 수단을 구비한 적어도 하나의 분쇄기 제어 유닛(26), 및 바람직하게는 상기 커피 원두 분쇄기(2)의 분쇄된 커피 배출 영역(21) 내에 배치된 포타 필터(porta filter) 내로의 상기 분쇄된 커피의 무게를 측정하기 위한 로드 셀(25)을 포함하는, 작동 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 커피 추출기(1)는 적어도 하나의 물 탱크(4), 적어도 하나의 물 펌프(6), 적어도 하나의 물 흐름 통과 히터(7), 포타 필터(9)에의 인터페이스(8), 및 포타 필터(9) 아래에 상기 추출 프로세스 중에 액체 커피로 채워질 컵(11)을 배치하기 위한 추출된 커피 배출 영역(19)을 포함하는, 작동 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 센서 유닛, 독립된 커피 원두 분쇄기(2) 및 독립된 커피 추출기(1)를 포함하는 부품들의 키트.