KR910010143B1 - 사이펀식 커피 추출기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

사이펀식 커피 추출기

도면은 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것으로,

제1도는 전기적 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 위쪽 반을 절단해서 나타낸 정면도.

제3도는 패널의 정면도.

제4도는 제어장치의 제어내용을 나타낸 공정도.

제5도는 히터의 통전 타이밍을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 히이터 13 : 저수용기

14 : 추출용기 15 : 통수관

19 : 온도센서 25 : 스타트보턴

35 : 스위칭 회로 37 : 기억장치

38 : 보틀스위치(검출장치)

본 발명은 사이펀 현상을 이용해서 커피를 추출하는 사이펀식 커피 추출기에 관한 것이다.

종래로부터 이런 종류의 사이펀식 커피 추출기는 제어장치에 의해 자동적으로 추출동작 및 보온동작을 행하는 것이 있다.

그 구성은 히터로 가열되는 저수용기상에, 이것의 내부와 통수관을 통해서 연이어 통하는 추출 용기를 탑재하여 제어장치에 의해 히터의 통전 및 단전을 제어함으로서 일련의 동작을 연속해서 행하는 것이다.

즉 추출용기내에 원하는 양의 커피분말을 넣고, 저수용기내에 그 커피분말의 양에 따른 물을 넣은 상태에서 스타트 스위치를 조작하면 추출동작 지령이 제어 장치에 주어지고 이에 따라 제어장치가 히터로 통전해서 발열시킨다.

그러면 저수용기내의 물이 비등하면서 주지의 사이펀 현상에 의해 저수용기로부터 통수관을 통해서 추출 용기내에 온수가 공급되어 이 추출용기 내에서 커피가 추출된다.

그래서 추출된 커피는 통수관을 통해서 저수용기로 강하해서 저장된다.

계속해서 제어장치는 히터에 통전하여 보온 동작을 행하고 따라서 저수용기내의 커피는 보온된다.

일반적으로 전술한 것과 같은 보온 동작을 행하는 경우에는 저수용기의 온도의 상승 정도에 따라 히터를 통전 및 단전할 필요가 있다.

그러나 사이펀식 커피 추출기에서는 저수 용기의 근방에 히터가 설치됨과 동시에 그 히터는 저수 용기내의 물을 단시간에 비등시키기 위해 비교적 대출력이기 때문에 보온 작동시에 있어서 저수용기의 온도 검출을 정확히 행하기 곤란해진다.

이 때문에 종래에는 저수용기의 온도를 검출하는 기능을 부가하지 않고 보온 동작시에는 히터에 대해서 일정한 주기로 간헐적으로 통전하는 제어를 행하는 구성으로 된 것이 있다.

그러나, 이와 같은 구성으로한 경우 보온시에 있어서는 히터는 일정한 출력으로 통전되게 되어 저수용기 내에 저장되어 있는 커피의 양이 적을때는 저수용기내의 커피는 가열과잉 성향으로 되어 커피가 다시 비등하거나 혹은 커피의 풍미가 저하해 버리는 결점이 있었다.

또한 저수 용기내의 커피의 양이 많을때는 저수용기내의 커피는 주위로 열을 빼앗기기 쉽게 되어 히터로 가열되어 있음에도 불구하고 충분한 보온이 불가능하게 되는 결점이 있었다.

여기서 본 발명의 목적은 추출된 커피를 그 양에 관계없이 항상 적당한 온도로 보온할 수 있는 사이펀식 커피 추출기를 제공하는 것이다.

본 발명은 히터로 가열되는 저수용기와 이 저수용기상에 탑재되어 이것의 내부와 통수관을 통해서 연이어 통하는 추출용기와, 추출동작 지령에 따라 전술한 히터에 통전해서 추출동작을 개시시키는 제어장치를 구비한 사이펀식 커피 추출기에 있어서 전술한 제어장치에 커피의 추출량을 나타낸 정보를 기억하는 기억장치를 설치함과 동시에 추출동작 종료후에는 전술한 기억장치에 기억된 추출량 정보의 대소에 대하여 비례적으로 변화하는 출력으로 히터에 통전하는 보온 동작을 실행하도록 구성한 것이다.

또한 제어장치는 전술한 구성에 추가해서 저수용기가 소정 위치에 위치되어 있는가 아닌가를 검출하는 검출장치를 가지고, 보온 동작시에 전술한 검출장치의 검출 결과에 입각해서 전술한 저수용기가 소정위치가 아니라고 판단한 때는 히터가 최소 출력으로 되도록 통전하는 구성으로 해도 좋다.

제어장치는 추출동작지령이 주어지면 히터에 통전해서 추출동작을 개시한다.

그러면 저수 용기내의 물이 비등하고 따라서 따뜻한 물이 통수관을 통해서 추출 용기내로 공급되어 추출 용기내에 커피가 추출된다.

그래서 커피는 통수관을 통해서 저수용기내로 강하해서 저장된다.

계속해서 제어장치는 보온동작을 행해서 기억장치에 미리 기억된 커피의 추출량 정보의 대소에 비해 비례적으로 변화하는 출력으로 히터를 통전한다.

결국 추출된 커피가 많은 상태에 있어서 기억장치에 기억된 추출량 정보가 큰때에는 보온시의 히터의 출력이 높아지도록 통전하고 추출된 커피의 양이 적은 상태에 있어서 추출정보량이 작은때는 히터의 출력이 낮아지도록 제어한다.

따라서 추출된 커피의 양에 따라서 보온시의 히터의 통전이 제어되므로 보온시에 있어서 저수용기내의 커피는 적당한 온도로 보온된다.

또한 보온 동작시에 검출장치의 검출 결과에 입각해서 저수용기가 소정 위치가 아니라고 판단한 때는 히터에 대해서 최소출력으로 통전하는 구성으로한 경우에는 일단 저수용기가 소정위치로부터 이동되면 히터의 발열량이 감소하므로 저수용기내의 커피를 마셔서 양이 감소해도 소량으로 된 커피를 적당한 온도에서 보온 할 수 있다.

이하 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.

먼저 전체를 나타낸 제2도에 있어서 ″1″은 대략 L자형으로 형성된 본체이고, 이것의 베이스부(2)의 상면에 히터(3)가 설치되어 있다.

본체(1)의 우측부는 케이스(4)로 되어 있고, 이것의 상부에 밀모터(5)가 장치되어 있다.

″6″은 케이스(4)상에 탈착가능하게 장착된 밀케이스로, 이것의 내저부에는 커피원두를 분쇄하기 위한 커터(7)가 설치되어 있고, 밀케이스(6)가 본체(1)에 장착된 상태에서는 커터(7)와 밀 모터(5)의 회전축이 커플링(8)을 통해서 연결되도록 되어 있다.

″9″는 밀케이스의 벽둘레면부의 일부에 설치된 밀필터, ″10″은 밀필터를 통해서 밀케이스(6)내와 연이어 통하는 가이드부이다. ″11″은 베이스부(2)의 좌측부로부터 상방으로 뻗은 용기 지지부로 이것은 본체(1)에 대해서 탈착이 자유롭게 설치되어 있고 그 선단부에는 히터(3)의 상방에 위치하는 지지구(12)가 형성되어 있다.

″13″은 저수용기로 이것은 둥근 바닥 플라스크 모양을 이루는 내열 유리로 되어 그 상단의 머리 부분이 전술한 지지구(12)로 지지되어 있다.

″14″는 같은 내열 유리로 된 추출 용기로, 그 밑부분에는 도시하지 않은 필터가 설치되어 있고, 거기에서 아래로 향해서 통수관(15)이 늘어나 설치되어 있다.

이 추출용기(14)는 저수용기(13)상에 패킹(16)을 거쳐서 올려져 있고, 그 탑재 상태에서는 통수관(15)의 선단은 저수용기(13)의 내저면에 근접해 있다.

또 ″17″은 추출용기(14) 및 밀 케이스(6)를 덮도록 설치된 상부 뚜껑, ″18″은 뚜껑스위치이다.

한편 ″19″는 온도센서로서 이것은 압축코일 스프링(20)에 의해 힘이 부가되어 케이스(4)의 측면 중앙부로부터 경사 상방을 향해서 돌출해 있다.

″38″은 검출 장치인 보틀 스위치로 이것은 압축코일 스프링(39)에 의해 힘이 가해지는 케이스(4)의 측면 중앙부로부터 경사 상방을 향해서 돌출해 있다.

그래서 추출용기(14)가 저수용기(13)상에 탑재된 상태에서는 전술한 온도센서(19) 및 보통 스위치(38)가 추출용기(14)의 측면에 닿도록 된다.

″21″은 케이스(4)의 전면에 설치된 패널로 이것에는 제3도에 나타낸 것처럼 컵수 선택 보턴(22), 농도 선택보턴(23) 코스선택보턴(24) 스타트 보턴(25)이 설치되어 있음과 동시에 발광 다이오드(26) 내지 (32)가 설치되어 있다.

그런데 제1도는 전기 회로의 구성도를 나타내고 있고 이하 이것에 대하여 설명한다.

″33″은 제어장치로 이것은 마이크로 컴퓨터를 주체로서 구성되어 있고 전술한 컵수 선택 보톤(22)으로부터의 컵수 선택지령, 농도선택보턴(23)으로부터의 농도선택지령, 코스선택보턴(24)으로부터의 코스선택지령, 스타트 보턴(25)으로부터의 스타트지령, 온도센서(19)로부터의 검출온도 및 보틀스위치(38)로부터의 검출신호를 입력하도록 구성되어 있음과 동시에 발광 다이오드(26) 내지 (32)의 점등, 밀모터(5)의 구동을 제어하도록 되어 있다.

한편 ″34″는 케이스(4)내에 설치된 부져로 이것은 제어장치(33)에 의해 구동되면 소리를 내도록 되어 있다.

″35″는 스위칭 회로로 이것은 제어장치(33)로부터의 지령에 따라 온 오프해서 히터(3)를 교류상용전원(36)에다 선택적으로 접속하도록 되어 있다.

″37″은 예를들면 반도체 메모리로 구성되는 기억장치로서 이것은 제어장치(33)로부터 디지탈 데이터가 주어지면 그것을 기억하면서, 제어장치(33)로부터의 지령에 입각해서 그 디지탈 데이터를 제어장치(33)로 출력한다.

다음에 전술한 구성의 작용을 제어장치(33)의 제어내용을 나타내는 제4도를 참조하면서 설명한다.

먼저 밀 케이스(6)내에 원하는 양의 커피 원두를 넣고 저수용기(13)내에 커피원두에 대응되는 양의 물을 넣는다.

다음에 밀 케이스(6)에 넣은 커피원두의 양에 따라 컵수 설정 보턴(22)을 누른다.

결국 커피원두의 양이 2-3컵에 상당할 때는 컵수 선택 보턴(22)을 1회 또는 기수회 누르고, 커피원두의 양이 4컵에 상당할 때는 컵수 선택 보턴(22)을 2회 또는 우수회 누른다.

그러면 제어장치(33)는 컵수 선택지령을 1회 받았을때는 선택컵 수를 「2-3」이라 판정해서 발광 다이오드(26)를 점등하고, 또한 컵수선택지령을 2회 받았을때는 선택컵수를 「4」라고 판정해서 발광 다이오드(27)를 점등한다.

다음에 농도 선택 보턴(23)을 눌러서 원하는 커피 농도를 선택한다.

결국 농도 선택 보턴(23)을 1회 또는 기수회 눌렀을때는, 제어장치(33)는 레귤러가 선택되었다고 판정해서 발광 다이오드(28)를 점등하고, 또 2회 또는 우수회 눌렀을때는 마일드가 선택되었다고 판정해서 발광 다이오드(29)를 점등한다.

다음에 코스 선택 보턴(24)을 눌러서 원하는 코스를 선택한다.

즉, 코스선택보턴(24)을 1회 또는 3n+1회(n은 자연수)조작한때는 제어장치(33)는 밀로부터 시작하는 운전 코스가 선택되었다고 판정해서 발광 다이오드(30)를 점등하고, 2회 또는 3n+2회 조작한 때는 추출로부터 시작하는 코스가 시작되었다고 판정해서 발광 다이오드(31)를 점등하고, 그리고 3회 또는 3n회 조작했을때는 보온 동작만 선택되었다고 판정해서 발광다이오드(32)를 점등한다.

그래서 제어장치(33)는 이상과 같이 판정한 컵수, 커피농도, 운전코스에 대응하는 정보를 기억장치(37)에 기억한다.

이 경우 기억장치(37)에 기억된 컵수가 추출량 정보에 해당한다.

그런데 전술한 것처럼 각 보턴(22) 내지 (24)를 원하는 회수만큼 눌러서 초기설정을 행한후(이 경우 코스는 밀로부터 개시하는 코스가 선택된 것으로 한다) 스타트 보턴(25)을 누른다.

그러면 제어장치(33)에 스타트 지령(추출동작 지령)이 주어지므로 제어장치(33)는 제4도에 나타난 공정도의 스텝(N1)에 있어서 「예」라고 판정해서 스텝(N2)으로 진행하고, 기억장치(37)로부터 추출량 정보 및 커피농도 정보를 읽는다.

다음에 제어장치(33)는 판독한 추출량 정보로부터 스텝(N3)에 있어서 선택컵수를 식별한다.

결국 선택컵수가 「2-3」의 때는 「예」라고 판정해서 스텝(N4)에서 밀 모터(5)의 구동시간(t1)을 15초로 설정하고, 선택컵수가 「4」의 때는 「아니오」로 판정해서 스텝(N5)에서 구동시간(t1)을 20초로 설정한다.

그래서 제어장치(33)는 전술한 바와 같이 스텝(N2)에서 입력한 커피 농도 정보로부터 스텝(N6)에서 선택된 커피농도를 식별한다.

결국 레귤러가 설정되어 있을때는 「예」라고 판정해서 스텝(N7)으로 진행하여 흡습(吸濕)시간(t2)을 20초로 설정한다.

또한 마일드가 설정되어 있을 때에는 「아니오」로 판정해서 스텝(N8)으로 진행하여, 흡습시간(t2)을 0초로 설정한다.

그래서 제어장치(33)는 스텝(N9) 또는 (N11)에 있어서 밀 모터(5)를 설정시간(t1)만큼 구동한다.

이에 따라 밀 케이스(6)내의 커피원두가 커터(7)에 의해 분쇄되어 커피 가루로되어 밀 필터(9)를 통과하므로 가이드부(10)로 인도되어 추출용기(14)내로 낙하한다.

다음에 제어장치(33)는 스텝(N12)에 있어서 스위칭회로(35)를 온한다.

이에 따라 히터(3)가 교류상용 전원(36)에 접속되어 이것이 발열하여 저수용기(13)내의 물이 비등한다.

그러면 저수용기(13)내의 온수가 주지의 사이펀 형상으로 통수관(15)을 상승해서 추출용기(14)내로 공급되어 추출용기(14)내에서 커피가 추출된다.

이때 추출용기(14)내에 온수가 공급됨으로 온도센서(19)에 의해 검출온도는 소정온도까지 상승하여, 제어장치(33)는 스텝(N13)으로부터 스텝(N14)으로 진행해서 흡습시간(t2)동안 대기한다.

그래서 흡습시간(t2)이 경과하면 제어장치(33)는 스텝(N15)에서 스위칭회로(35)를 오프한다.

이에 따라 히터(3)가 단전되어 저수용기(13)내의 온도는 저하되고 이에 따라 추출용기(14)내의 커피가 저수용기(13)내로 강하해서 저장된다.

그래서 제어장치(33)는 스텝(N2)에서 입력한 추출량 정보로부터 선택된 컵수를 스텝(N16)에서 식별한다.

이때 2-3컵 분에 해당하는 커피가 저수용기(13)로 강하하는데 최대 5분, 또 4컵분에 상당하는 커피가 하강하는데 최대 5분 30초를 필요로 하므로, 제어장치(33)는 스텝(N17) 또는 스텝(N18)에 있어서 최대 시간을 대기한 후 스텝(N19)에서 부져(34)를 울린다.

따라서 부져(34)로부터의 소리에 의해 추출동작의 종료를 확인할 수 있다.

다음에 제어장치(33)는 보온동작을 실행한다.

이 보온 동작은 커피 추출동작완료 시점으로부터 소정시간 경과후 자동적으로 실행된다.

즉 제어장치(33)는 스텝(N2)에서 판독한 추출정보량으로 선택 컵수를 스텝(N20)에서 식별한다.

결국 추출량 정보가 2-3 컵일때는 스텝(N21)에서 스위칭 회로(35)를 1초 온 시키고 8초간 오프시키는 동작을 반복한다.

이에 따라 히터(3)는 제5a도에 나타낸 것처럼 통전시간 1초, 단전시간 8초의 통전듀티비 1/9로 간헐 통전된다.

따라서 저수용기(13)내의 커피의 양이 2-3컵으로 약간 적어도, 히터(3)의 출력이 비교적 작은 만큼, 저수용기(13)내의 커피에 비교적 작은 열량이 가해지게 되어 결국 저수 용기(13)내의 커피는 최적 온도로 보온된다.

또한 추출 정보량에 입각해서 선택컵수가 「4」라고 식별했을 때는 스텝(N20)으로부터 스텝(N22)으로 진행하는 보틀 유무 검출 플래그가 ″1″로 되어 있는가를 판정한다.

이때 추출용기(14)는 저수용기(13)상에 탑재되어 있는 관계에서 「아니오」라고 판정해서 스텝(N23)에서 스텝(N24)으로 진행하여 스위칭 회로(35)를 2초 온시키고 8초 오프시키는 동작을 반복한다.

이에 따라 히터(3)는 제5a도에 나타낸 것처럼 통전시간 2초, 단전시간 8초의 통전 듀티비 1/5로 통전되어 비교적 큰 출력으로 발열한다.

따라서 저수용기(13)내의 커피가 4컵으로 조금 많아도 히터(3)의 출력이 큰만큼 저수용기(13)내의 커피에 큰 열량이 주어지게 되어 결국 저수용기(13)내의 커피는 최적 온도로 보온된다.

그런데 저수용기(13)내에 보온되어 있는 커피를 마실려고 용기받침(11)을 본체(1)로부터 분리하여 저수용기(13)를 히터(3)로부터 이동하면, 이것과 동반해서 저수용기(13)상의 추출용기(14)가 보틀 스위치(38)로부터 분리되어, 보틀 스위치(38)는 추출용기(14)가 없는 것을 검출한다.

그러면 제어장치(33)는 스텝(N23)에서 「예」라고 판정해서 스텝(N25)에서 보틀 검출 플래그를 ″1″로 셋트한다.

그러면 제어장치(33)는 선택스텝수가 「4」인 것에 따라 스텝수(N20)에서 「아니오」로 판정해도, 스텝(N22)에서 「예」로 판정하여 스텝(N21)으로 진행하고, 스위칭 회로(35)를 1초간 온 시키고 8초간 오프시키는 동작을 반복한다.

이에 따라 히터(3)는 보온 동작시에 있어서 출력의 최소출력으로 된다.

결국 선택컵수가 「4」라도 보온동작시에 일단 저수용기(13)가 히터(3)상의 소정 위치로부터 이동되면, 선택컵 수가 「2-3」의 때와 같게 히터(3)의 출력이 억제되는 것이다.

따라서 보온시에 저수용기(13)내에 커피를 마셔서 양이 감소해도 히터(3)의 출력이 저하한 상태에서 보온이 속행되므로 적어진 커피의 과열이 방지된다.

결국 전술한 것에 의하면 제어장치(33)는 보온 동작시는 기억장치(37)에 기억된 추출 정보량의 대소에 대하여 비례적으로 변화하는 출력으로 히터(3)에 통전하므로 추출량 정보의 대소에 따라 히터(3)의 발열량이 변화된다.

따라서 저수용기(13)내의 커피는 그 양에 관계없이 최적온도로 보온된다.

또한 전술한 것처럼 커피의 추출량 정보를 밀 타이머(5)의 구동 시간에서 구하도록 했으므로, 추출된 커피의 양을 검출하기 위한 장치를 새로 설치할 필요없이, 이것에 의해 전체의 구성이 복잡하게 되는 일도 없다.

또 제어장치(33)는 보통 동작시에 보틀 스위치(38)가 추출용기(14)의 이동을 검출한 때는 강제적으로 히터(3)의 출력을 그 최소출력으로 되도록 변환하는데 저수용기(13)내의 커피를 마셔서 양이 감소했다고 해도, 히터(3)의 발열량이 억제되어 저수용기(14)내의 커피가 과열되는 일은 없다.

따라서 커피가 다시 비등한다거나 과열해서 풍미가 저하해 버리는 것이 방지된다.

또 전술한 실시예에서는 추출된 커피의 양을 나타내는 추출량 정보를 셋트된 컵수로부터 구하도록 구성했으나, 이것 대신에 밀 타이머의 구동 시간을 추출량 정보로서 이용해도 좋고, 또 추출된 커피의 양을 직접 측정하기 위한 측정장치를 설치하여 그 측정장치로부터의 정보를 추출량 정보로 이용하도록 해도 좋다.

또 보온 동작시에 있어서의 히터 출력조정을 히터에 간헐통전할 때의 통전 듀티비를 변화시킴으로써 행하도록 했으나 이것 대신 예를들면 위상제어로 히터 출력을 조정하도록 구성해도 좋다.

그밖에 본 발명은 전술한 도면에 한정된 것은 아니고 저수용기의 유무를 검출하는 동작은 행하지 않도록 해도 좋은등 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경 가능하다.

본 발명은 이상의 기술에서 명백한 것처럼 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

특허청구 제1항의 사이펀식 커피 추출기에 의하면 제어장치는 커피액의 추출량을 나타내는 정보를 기억하는 기억 장치를 갖추고, 추출동작 종료후에는 기억장치에 기억된 추출량 정보의 대소에 비례적으로 변화하는 출력으로 히터에 통전하는 보온동작을 실행하도록 구성되어 있어서, 추출된 커피는 그 추출량에 따른 열량으로 히터에 의해 가열된다.

따라서 추출된 커피를 그 추출량에 관계없이 항상 적온으로 보온할 수 있다. 특허청구 제2항의 사이펀식 커피 추출기에 따르면 보온시에 저수용기가 소정위치가 아닌 경우에는 히터의 출력은 그 최소출력으로 억제되므로 보온 동작시에 저수용기내의 커피를 마셔서 양이 감소해도 히터의 출력이 최소출력으로 변환되므로 감소된 커피가 과열되지 않고 커피가 다시 비등하는 것이 방지된다.

Claims (2)

1. 히터(3)상에 배치되어 가열되는 저수용기(13)와, 이 저수용기에 탑재되어 저수용기와 통수관으로 연이어 통하는 추출용기(14)와, 추출 동작지령에 따라 히터로 통전해서 커피의 추출동작을 개시시키는 제어장치(33)를 갖춘 사이펀식 커피 추출기에 있어서, 제어장치(33)는 커피의 추출량을 나타내는 정보를 기억하는 기억장치(37)와, 커피의 추출동작 종료후, 기억장치에 기억된 커피의 추출량에 따라 전술한 히터의 출력을 제어하는 보온 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 사이펀식 커피 추출기.
2. 제1항에 있어서, 전술한 제어장치(33)는 추출용기가 소정위치에 위치되어 있는가 아닌가를 검출하는 장치(38)를 가지고, 커피의 추출동작 종료후에 추출용기가 소정위치에 없는 것을 검출한 때는 히터의 출력을 기억장치에 기억된 커피의 추출량과는 관계없이 미리 설정된 저출력으로 변경하는 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 사이펀식 커피 추출기.

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