KR930002370Y1 - 음료제조기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음료제조기

제1도 내지 제5도는 본 고안을 커피제조기에 적용한 한 실시예를 나타낸 것으로, 제1도는 부분적으로 파단해서 나타내는 전체의 정면도.

제2도는 전체의 전기적인 개략구성을 나타내는 회로도.

제3도는 제어회로의 전기회로도.

제4도는 제어회로의 각 부분의 전압파형도.

제5도는 제어알고리즘을 나타내는 도면.

제6도는 종래의 예를 나타낸 전체적인 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,13 : 히터 3,15 : 하부용기

4,18 : 상부용기 5,19 : 통수관

6,21 : 필터 30 : 온도센서

37 : 농도선택스위치 40 : 제어신호

46 : 탕검지회로(탕검지수단) 48 : 재가열방지 회로

54 : 히터단전시기 조절회로(히터단전시기 조절수단)

61 : 릴레이구동회로 64 : 부저구동회로

본 고안은 소위 사이펀식의 음료제조기에 관한 것이다.

종래의 사이펀식 음료제조기로서는 예를 들면 제6도에 도시된 바와 같은 커피제조기가 공지되어 있다. 이러한 종류의 커피제조기는 히터(1)의 위쪽에 플라스크모양의 하부용기(3)를 배치함과 동시에 이 하부용기(3)의 위쪽에 상부용기(4)를 배치하며, 이상부용기(4)의 밑부분에 아래 방향으로 설치한 통수관(5)를 하부용기(3)안쪽에 삽입해서 양자를 기밀상태로 연결함과 동시에 상부구조(4)의 밑부분에 설치한 필터(6)에 의해 통수관(5)의 상부개구부를 덮은 구성으로 되어 있다.

여기에서는 미리 하부용기(3)와 상부용기(4)에 각각 물과 커피분말을 수용하고 히터(1)로 하부용기(3)내의 물을 가열하여 끓이면 하부용기(3)의 내압이 증기에 의해 상승하여 하부용기(3)내의 뜨거운 물이 통수관(5)및 필터(6)를 통해 상부용기(4)내로 밀어올려쳐 하부용기(3)내의 커피분발이 뜨거운 물에 담겨져 커피의 엑기스가 추출된다. 그뒤, 히터(1)로의 전기를 끊으면 하부용기(3)가 냉각됨에 따라 하부용기(3)의 내압이 저하되기 때문에 상부용기(4)내의 커피액이 필터(6)에 의해 여과되면서 하부용기(3)내로 흘러내리게 된다. 그 다음에, 하부용기(3)로 부터 상부용기(4)를 떼어내서 하부용기(3)내의 커피액을 적절히 커피컵에 따라서 마실 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 전술한 종래의 구성으로 이루어진 음료제조기에서는 상부용기(4)내에 커피분말이 물에 담겨있는 시간을 사용자가 눈으로 측정해 히터(1)의 전기를 끊는 번거로은 조작을 해야 했으므로 사용하기 불편했었다.

그래서, 히터의 단전을 자동화 하기 위해 상부용기(4)의 외부둘레면에 온도센서가 접촉되도록 설치하고, 상부용기(4)내로 뜨거운 물이 상승되어 상부용기(4)의 외부둘레면의 온도가 소정온도 이상으로된 것을 전술한 온도센서가 감지한 시점에서 히터(1)가 단전되도록 구성하는 것을 생각할 수 있다. 그런데, 상부용기(4)내에서 커피분말이 뜨거운 물에 담겨있는 시간을 변화시킴으로써 커피액의 농도, 맛등을 변화시킬 수 있다는 것은 일반적으로 알려진 사실이지만, 전술한 바와같이 구성된 경우 상부용기(4) 내로 뜨거운 물이 상승된 후 히터(1)를 단전할때까지의 시간(커피분말이 물에 담겨있는 시간)이 통상 같아지기 때문에 농도나 맛이 같은 커피액만 추출되었다.

전술한 바와같이 히터의 단전을 자동화하기 위해 상부용기의 외부둘레면에 접촉된 온도센서의 검출신호에 의거해 일률적으로 히터를 단전하는 구성으로 하면 사용하기는 편리해지는 반면, 상부용기내에서 커피분말등의 원료가 뜨거운 물에 담겨져 있는 시간이 통상 같아져버리기 때문에 농도가 맛이 같은 음료밖에 얻어지지않아 요즘의 다양한 기호에 부응할 수 없었다.

본 고안은 이같은 문제점을 해결하려는 것으로서, 그 목적은 사용하기가 매우 편리한 동시에 추출하는 음료의 농도, 맛등을 사용자의 기호에 따라 조절할 수 있는 음료제조기를 제공하는데 있다.

본 고안에 따른 음료제조기는, 하부용기내의 물을 히터로 가열해서 끊이고 그 뜨거운 물을 상부용기내로 상승시켜 음료를 추출하는데에 있어서, 상기 상부용기내로의 끊은 물의 상승을 탐지하는 탕검지수단과, 이 탕검지수단에 의해 상기 상부용기내로의 뜨거운 물의 상승을 검지한 시점으로부터 상기 히터가 단전될때까지의 시간을 조절하는 히터의 단전시기 조절수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

히터에 의해 뜨거워진 물이 상부용기내로 상승되면. 그 뜨거운 상승이 탕검지수단에 의해 검지되어, 그 검지된 시점에서부터 설정시간이 경과된 후에 히터가 자동적으로 단전된다. 이 경우의 설정시간을 미리 히터의 단전시기의 조절수단에 의해 조절해두면, 상부용기내에서 원료가 뜨거운 물에 담겨있는 시간을 사용자의 기호에 따라 조절할 수 있다.

이하 본 고안을 커피제조기에 적용시킨 하나의 실시예에 대하여 제1도내지 제5도에 의거해 설명하기로 한다.

"11"은 커피제조기의 본체 케이스로서, 그 오른쪽하부에 설치된 히터설치대(12)에는 히터(13)를 설치함과 아울러 히터설치대(12)의 오른쪽부분에는 지지축(14)을 위쪽방향으로 돌출되게 설치하고 있다.

"15"는 예를들어 내열유리로 형성된 플라스크형상의 하부용기로서, 머리부분의 손잡이(16)를 반도(bandeau)묶음으로 하고 있다. 그리고 손잡이 (16)의 하부에 아래방향으로 형성된 지지구멍(17)을 지지축(14)에 삽입함으로써, 하부용기(15)를 수평선회가 가능하게끔 지지하여 히터(13)의 위쪽에 위치시키고 있다.

"18"은 예를 들어 내열유리로 형성된 상부용기로서, 그 밑면에 아래방향으로 일체적으로 형성된 통수관(19)을 하부용기(15)내에 삽입함과 동시에, 그 통수관(19)의 상단외부둘레면에 끼워붙인 패킹(20)을 하부용기(15)의 상단의 안쪽둘레부에 끼워맞춤으로써, 상부용기(18)를 하부용기(15)에 기밀상태로 연결해 지지시키고 있다. 그리고 상부용기(18)의 밑부분에 설치된 필터(21)에 의해 통수관(19)의 상단의 개구부가 씌워져 있다.

한편, 본체케이스(11)의 왼쪽 윗부분에는 분쇄기케이스(22)를 착탈할 수 있도록 배치하는 동시에, 이 분쇄기케이스(22)의 아래쪽에 분쇄기 모터(23)를 설치하고, 이분쇄 모터(23)를 설치하고, 이분쇄모터(23)에 의해 분쇄기 케이스(22)모터내의 컷터(24)가 회전된다.

그리고, 분쇄기케이스(22)의 오른쪽면에는 커피분말을 상부용기(18)쪽으로 통과시키기 위한 분말필터(25)를 설치하는 동시에, 그 커피분말을 상부용기(18)내로 유도하기 위한 가이드(24a)를 형성하고, 이가이드(24a)및 분쇄기 케이스(22)의 윗면의 개구부에 캡(26)을 씌우고 있다. 또 본체케이스(11)의 상단에는 덮개(27)를 설치함과 동시에 이 덮개(27)의 개폐와 연동해서 작동하는 덮개스위치(28)를 설치하고 있다.

한편, 하부용기(15)의 왼쪽편에 설치한 냉각팬(29)이 히터(13)의 단전과 동시에 기동하여 하부용기(15)를 냉각하도록 되어 있다.

"30"은 상부용기(18)내로의 뜨거운 물의 상승을 검지하기 위한 온도센서로서 예를들면 부(負)의 온도특성을 갖는 서미스터로 이루어진다. 이 온도센서(30)는 상부용기(18)의 하부의 외부둘레에 경사진 아래쪽에서 접촉하도록 본체케이스(11)의 센서지지부(31)에 지지되며 또한 스프링(32)에 의해 경사진 위쪽으로 밀어붙여지고 있다. 또 본체케이스(11)의 조작패널(33)에는 분쇄기의 운전시간을 설정하는 타이머(34)의 조작손잡이(34a), 운전개시용 스타트보턴(35), 추출중임을 표시하는 네온램프(36), 추출되는 커피액의 농도를 [레귤러]와 [마일드]의 2단계로 할 수 있는 농도선택스위치(37)등이 설치되어 있다.

한편 전기회로의 개략구성을 나타내는 제2도에서 "38"은 히터(13)로의 통전로중에 설치한 항상 열린형의 릴레이 "39"는 냉각팬(29)의 팬모터(29a)로의 통전로중에 설치한 타이머스위치로 이들 타이머스위치(39)및 릴레이(38)는 제어회로(40)에 의해 구동된다.

"41"은 안전스위치로 이 안전스위치(41)는 전술한 센서지지부(31)에 온도센서(30)와 함께 설치되어 상부용기(18)가 정확하게 셋트될 때 ON되는 구성으로 되어 있다.

"42"는 추출완료시에 울리는 부저이다. 또한, 타이머(34)로 구동되는 캠스위치(34b)에 의해 통전을 분쇄기모터(23)측과 제어회로(40)측으로 전환할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 전술한 제어회로(40)의 구체적인 구성을 제3도에 의거해 설명하면 "43"은 정전압 전원회로로서 10V와 24V의 직류전압을 발생시킨다.

"44"는 분압회로(45)로부터의 기준전압(V₁)과 온도센서(30)로부터의 온도신호(V_t)를 비교하여 비교기로서, 상부용기(18)내로 뜨거운물이 상승되어 상부용기(18)의 외부둘레면의 온도가 소정온도(T₁)이상으로 될때, V₁≤V_t로 되어 비교(44)의 출력이 저레벨로 반전된다. 탕검지수단인 탕검지회로(46)는 이들 온도센서(30), 분압회로(45)및 비교기(44)로 구성되어 있다.

한편 "48"은 4개의 트랜지스터(49)(50)(51)(52)와 1개의 사이리스터(53)등을 갖추고 있는 재가열방지회로로 탕검지회로(46)의 비교기(44)의 출력이 저레벨로 반전될때 트랜지스터(52)를 1회만 ON시키도록 구성되며, 그리고 추출완료 후 잠깐 방치되어 비교기(44)의 출력이 고레벨로 복귀될때에 다시 히터(13)에 통전되어 버리는 일을 방지한다.

"54"는 히터의 단전시기 조절수단인 히터의 단전시기 조절회로로서, 상부용기(18)내로의 뜨거운 물의 상승이 검지된 시점[비교기(44)의 출력이 저레벨로 반전된 시점]에서부터 히터(13)를 반전할때까지의 시간을 조절하는 것이다.

이 경우 히터의 단전시기 조절회로(54)는 농도선택스위치(37), CR타이머(55), 분압회로(56), 비교기(57)등으로 구성되어 있다. 그중 CR타이머(55)는2개의 저항(55),(59)과 콘덴서(60)를 직렬로 접속하여 이루어지며, 한쪽의 저항(58)에 농도선택스위치(37)를 병렬로 설치함과 동시에 다른 한쪽의 저항(59)과 콘덴서(60)사이의 공통접속점(a)에 트랜지스터(52)의 콜렉터를 접속하고 있다. 그리고 분압회로(56)에서의 기준전압 "V₂"와 CR타이머(55)의 공통접속점(a)에서의 충전전압 "V₃"이 비교기(57)에서 비교되어, V₂≤V₃로 될때 비교기(57)의 출력이 저레벨로 반전된다.

이러한 히터의 단전시기 조절회로(54)에서 농도선택스위치(37)를 「마일드」로 전환하면 (ON하면), CR타이머(55)의 한쪽의 저항(58)이 단락되어 CR타이머(55)의 시정수가 짧게 되어 예를들면 30초의 지연타이머로서 기능하는 한편, 농도 선택스위치(37)를 「레귤러」로 전환하면("ON"하면), 저항(58)의 단락이 해제되어 CR타이머(55)의 시정수가 길어져서, 예를 들면 60초의 지연타이머로서 기능한다.

"61"은 트랜지스터(62)와 릴레이 구동코일(63)등으로 이루어지는 릴레이 구동회로로서, 비교기(57)의 출력이 저레벨로 반전될때에 트랜지스터(62)가 "OFF"되어 릴레이구동코일(63)로의 통전이 중단된다. 그리고 릴레이구동코일(63)의 단전으로 릴레이(38) (제2도참조)가 "OFF"되어 히터(13)가 단전됨과 동시에 타이머 스위치(39)가 작동되어 팬모터(29a)로 소정시간 통전되는 구성으로 되어 있다.

"64"는 히터(13)가 단전될때 부저(42)를 간헐적으로 울리는 부저구동회로로서, 3개의 트랜지터(65)(66)(67), 콘덴서(68), 분압회로(69), 비교기(70)등으로 구성되어 있다. 이 경우 비교기 (57)의 출력신호에 의해 트랜지스터(65)가 "ON", "OFF"되고 분압회로(69)로부터의 기준전압 "V₄"와 콘덴서(70)의 단자전압 "V₅"가 비교기(70)에서 비교된다. 그리고, 콘덴서(68)는 비교기(70)의 귀환저항(71)과의 사이에서 CR타이머를 만들어, 예를 들면 1초 간격으로 충전과 방전을 되풀이해 트랜지스터(66) (67)를 "ON" "OFF"시켜 부저(42)를 간헐적으로 울린다.

이상과 같이 구성된 제어회로(40)의 각부의 전압파형이 제4도에 도시되어 있으며, 또한 그 제어알리고즘이 제5도에 도시되어 있다.

이어서, 전술한 구성의 작용에 대해 설명하기로 한다.

분쇄기케이스(22)와 하부용기(15)내에 각각 커피원두와 물을 넣고 농도선택 스위치(37)를 「레귤러」또는 「마일드」로 세트함과 동시에 타이머(34)의 조작손잡이(34a)를 돌려 조작해서 스타트보턴(35)을 누르면 분쇄기모터(23)가 기동하여 컷터(24)가 회전되어 하부용기(15)내의 커피원두가 분쇄된다. 이때 생성된 커피분말은 회전원심력에 의해 분말필터(25)로 부터 순차적으로 배출되어 상부용기(18)내에 낙하되어 수용된다.

그뒤, 타이머(34)의 계시동작이 종료되면 조작손잡이(34a)의 위치가 자동적으로 「사이편」의 위치까지 돌아가 분쇄기모터(32)는 단전되어 정지되는 한편, 제어회로(40)로 통전된다. 이 시점에서, 온도센서(30)에 의해 상부용기(18)의 온도검지가 개시됨과 다음과 같이 제어회로(40)가 작동되어 히터(13)로의 통전이 개시된다. 즉, 당초에는 상부용기(18)의 온도가 아직 높아져 있지않기 때문에 부특성의 온도센서(30)의 저항치는 크고, 온도신호 "V_t"기준전압 "V₁"보다도 낮다. 이때문에 비교기(44)로부터 고레벨의 신호가 출력되어 트랜지스터(49)(50)가 "ON"되고, 트랜지스터(51)및 사이리스터(53)가 "OFF"상태를 유지해 트랜지스터 (52)가 "ON" 된다.

이로써 콘텐서(60)가 단락되므로 비교기(57)의 입력전압(V₂)(V₃)이 V₂＞V₃로 되어 비교기(57)로부터 고레벨의 신호가 출력되고 트랜지스터(62)가 "ON"된다.

이에 따라 릴레이구동코일(63)로 통전되어 릴레이(38)가 "ON"되며 히터(13)로의 통전이 개시되어 하부용기(15)내의 물이 가열된다. 다만, 상부용기(18)가 정확하게 세트되어 있지않은 경우에는 온도센서(30) 근처의 안전스위치(41)가 "ON"되지 않고 릴레이구동코일(63)로의 통전이 저지된다.

한편 하부용기(15)내의 물이 가열되어 뜨거워지면 하부용기(15)의 내압이 증기에 의해 높아져서 이윽고 그내압에 의해 하부용기(15)내의 뜨거운 물이 통수관(19)및 필터(21)를 통해 올라와 상부용기(18)내에서 뜨거운 물에 커피분말이 담겨져서 커피엑기스가 추출된다.

그리고, 상부용기(18)내로 뜨거운 물이 상승하면 상부용기(18)의 외부둘레면의 온도가 상승되고 이에 따라 온도센서(30)의 저항치가 저하된다. 이것에 의해 온도센서(30)폭으로부터 비교기(44)로 입력된 온도신호(V_t)의 전압이 점점 높아져 상부용기(18)의 외부둘레면의 온두가 소정온도(T₁)이상으로 된 점에서 V_t≥V₁으로 되어 비교기(44)의 출력이 저레벨로 반전된다. 따라서 트랜지스터(49)(50)가 "OFF"되어 트랜지스터(51)가 "ON"이 되므로 사이리스터(53)에 게이트전류가 흘러 이 사이리스터(53)가 "ON"이 되고 트랜지스터(52)가 "OFF"로 된다. 따라서 콘덴서(60)로의 충전이 개시되어 그 충전전압(V₃)이 점점 상승한다.

그뒤 충전전압(V₃)이 기준전압(V₂)을 초과하면 비교기(57)의 출력이 저레벨로 반전되어 트랜지스터(62)가 "OFF"로 되고 릴레이구동코일(63)로의 통전이 끊어져 릴레이(38)가 "OFF"로 되고 히터(13)가 단전된다. 이경우 콘덴서(60)의 충전전압(V₃)이 기준전압(V₂)으로까지 상승되는 시간은 농도선택스위치(37)를 「레귤러」로한 경우와 「마일드」로한 경우에 서로 다르다. 즉 농도 선택스위치(37)를 「마일드」로 전환하면 ("ON"하면), CR타이머 (55)의 한쪽의 저항(58)이 단락되어 CR타이머(55)의 시정수가 짧아지게 되는데, 예를들면 30초의 지연타이머로서 기능하게 된다.

한편 농도선택스위치(37)를 「레귤러」로 전환하면 ("ON"하면), 저항(58)의 단락이 해제되어 CR타이머(55)의 시정수는 길어져, 예를들면 60초의 지연타이머로서 기능하게 된다. 이와 같이 농도선택스위치(37)를 전환함으로써, 히터(13)의 단전시기를 앞당기기도 늦추기도 할 수 있다.

그리고 히터(13)의 단전과 동시에 타이머스위치(39)가 작동되어 팬보터(29a)로 통전되며 냉각팬(29)이 회전되어 하부용기(15)를 냉각하게 된다.

이에따라 하부용기(15)의 내압이 저하되어 상부용기(18)내의 커피액의 필터(21)에 의해 여과되면서 하부용기(15)내로 흘러내려 모이게 된다. 이경우「마일」에서는 「레귤러」보다도 30초 빨리 히터(13)가 단전되므로 상부용기(18)내에 커피분말이 뜨거운물에 잠겨지는 시간이 약 30초 짧아지고, 그만큼 추출되는 커피액의 농도가묽어져서 얕은 맛이 되었다. 반대로 「레귤러」에서는 커피분말이 뜨거운 물에 담겨있는 시간이 「마일드」보다도 약 30초 길어져 커피액의 농도가 진해진다.

또한 히터(13)가 단전됨[비교기(57)의 출력이 저레벨로 반전됨]과 동시에 부저의 구동회로(64)의 트랜지스터(65)가 "OFF"되므로, 이후 콘덴서(68)가 충전 및 방전을 반복해서 비교기(70)의 출력이, 예를 들면 1초간격으로 고레벨과 저레벨로 전환되고, 이로 인해 트랜지스터(66)(67)가 "ON", "OFF"를 반복해서 부터(41)가 "삣""삣""삣"하고 간헐적으로 울려 사용자에게 추출완료를 알리게 된다.

전술한 실시예에 따르면 히터의 단전시기 조절회고(54)의 농도의 선택스위치(37)을 전환조작함으로서 상부용기(18)내로의 뜨거운물의 상승을 검지한 시점에서부터 히터(13)를 단전할때까지의 시간(커피가루가 뜨거운 물에 잠겨있는 시간)을 조절할 수 있으므로, 추출하는 커피액의 농도, 맛등을 사용자의 기호에 따라 조절할 수 있으므로 요즘의 다양한 기호에 대응할 수 있다. 또한, 히터(13)의 단전이 제어회로(40)에 의해 자동적으로 이루어지므로 사용도 편리하다.

또한, 상부용기(18)내로의 뜨거운물의 상승을 정확하게 검지하는데는 온도센서(30)에 상부용기(18)를 확실하게 접촉시킬 필요가 있지만 전술한 실시예에서는 상부용기(18)가 정확하게 세트됐는가 아닌가를 검지하는 안전스위치(41)를 설치했기 때문에, 상부용기(18)가 정확하게 세트되지 않은 상태에서 [온도센서(30)와 상부용기(18)와의 접촉이 불완전한 상태]히터(13)가 장기간 발열되는 사태를 미연에 피할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는 재가열방지회로(48)를 설치했기 때문에, 히터(13)가 일단 단전된 후 다시 히터(13)와 통전되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 추출완료 후 장시간 방치해두면 상붕요기(18)가 식어 온도센서(30)로부터 온도신호(V_t)의 전압이 재차 기준전압(V₁)보다도 낮아져서 비교기(44)의 출력이 다시 고레벨로 바뀌는 일이 있다. 그러나, 이 경우에도 재가열방지회로(48)의 사이리스터(53)가 계속 "ON"상태를 유지하므로 트랜지스터(52)(62)가 계속 "OFF"상태를 유지해서 릴레이구동코일(63)로의 재통전을 저지하고, 히터(13)로의 재통전이 저지된다.

또한, 전술한 실시예에서는 농도선택스위치(37)의 조작에 의해 추출하는 커피액의 농도[히터(13)의 단전시기]를 2단계로 나누어 얻도록 구성됐지만, 3단계 이상으로 혹은 연속적으로 조절할 수 있도록 구성해도 좋다.

그밖에 본 고안은 분쇄기구가 없는 추출전용의 커피추출기에도 적용할 수 있으며, 또한 커피에 한정되지 않고 홍차등의 다른 음료를 추출하는 데에도 마찬가지로 적용실시할 수 있다.

본 고안은 이상의 설명에서 알수 있듯이, 상부용기내로의 뜨거운물의 상승을 검지한 시점에서 부터 히터를 단전할때까지의 시간을 조절하는 히터의 단전시기 조절수단을 설치했으모로 히터의 단전시기 조절수단의 조작에 의해 추출하는 커피액의 농도와 맛등을 사용자의 기호에 따라 조절할 수 있으며, 또한 히터를 단전하는 시간을 덜어 사용이 편리하다는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 히터(13)에 의해 가열되며 물을 수용할 수 있는 하부용기(15)와, 이 하부용기와 통수관(19) 및 필터(21)를 사이에 끼워서 서로 통하도록 연결하여 커피분말등의 음료를 수용하는 상부용기(18)를 가지며, 히터의 가열에 따른 하부용기내의 뜨거운 물을 통수관 및 필터를 통해 상부용기내로 상승시켜 커피등의 음료를 추출하는 음료제조기에 있어서, 상기 상부용기내로의 뜨거운물의 상승을 검지하는 탕검지수단(46)과, 상기 탕검지수단에 의해 상부용기내로의 뜨거운물의 상승을 검지한 시점에서부터 히터를 단전할때까지의 시간을 변경하기 위한 히터단전시기 조절수단(54)을 더 갖춘 것을 특징으로하는 음료제조기.