WO2016137036A1 - 워터드립 커피의 대량 추출장치 - Google Patents

Abstract

워터드립 커피의 대량 추출장치가 개시된다. 본 발명의 워터드립 커피의 대량 추출장치는 상온의 정수가 저장되기 위한 정수탱크; 정수탱크에 저장된 정수가 정수 공급펌프에 의해 강제로 공급되어 소정의 압력으로 저장되고, 2개 이상의 공급관이 등간격으로 배치되며, 공급관에는 상부 결합장치가 각각 마련된 압력탱크; 중공관 구조로 형성되어 커피분말을 수용하고, 상단 영역이 상부 결합장치에 선택적으로 결합되는 추출관; 압력탱크와 마주보는 승,하강부재의 상면에는 추출관의 하단 영역이 선택적으로 결합되는 하부 결합장치가 상부 결합장치의 수와 대응되는 수로 각각 구비되고, 승,하강부재의 내부에는 하부 결합장치와 연결되는 유입관들이 각각 마련되며, 각각의 유입관들은 추출액 이송관과 연결되고, 하부 결합장치에 결합된 추출관의 상단 영역이 상부 결합장치에 결합되거나 이탈되도록 승,하강부재를 승,하강시키기 위한 구동부를 구비한 추출관 장착부; 및 추출액 이송관으로부터 이송되는 커피 추출액을 임시 보관하기 위한 임시 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

워터드립 커피의 대량 추출장치

본 발명은 냉수를 이용하여 추출하는 워터드립 커피의 대량 추출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 상온수 또는 냉수를 이용하여 대량의 드립커피를 추출할 수 있는 워터드립 커피의 대량 추출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원두커피는 커피나무 열매의 종자인 커피원두를 원료로 한 기호음료으로, 커피의 종류는 약 40종이 있지만 재배되는 것은 아라비카종·로부스타종(콩고종)·리베리카종·엑셀사종의 4종뿐이며, 제 각기 식물의 형태와 특성이 크게 다르고 품질에도 많은 차이가 있다.

상기 커피원두를 이용한 음료는 15세기 이슬람교 지배자 다바니가 페르시아풍의 커피를 마신 이래 일반기호품으로 지속적 보급되어, 현재 커피에 관련된 산업제품 수요가 창출되고, 이로 인한 시장수요도 점차 확대되고 있으며, 커피에 관련된 업종 종사자와 이와 관련있는 산업분야가 급증하고 있는 추세이다.

상기 커피 원두를 이용하여 커피음료를 생산하는 것은 크게, 인스턴트커피와 원두커피로 구분된다. 또한, 원두커피는 커피 원두로부터 추출 방법에 따라 드립식과 에스프레소 방식을 포함한다.

특히, 에스프레소란 곱게 분쇄된 커피 원두에 고압의 온수를 가하여 단시간에 커피를 추출하는 방법 및 이러한 방법을 통해 추출된 커피를 말한다.

이러한 에스프레소 커피를 추출하기 위한 장치는, 분쇄된 커피 원두를 수용하여 커피를 추출하기 위한 필터유닛(포타 필터-porta filter))과, 온수를 제공하기 위한 보일러와, 상기 커피 원두에 상기 온수를 공급하는 펌프를 포함한다.

에스프레소 커피 추출 장치는 커피 전문점이나 산업체 및 회사용, 가정용 등의 다양한 형태의 장치가 공지되어 있다.

한편, 에스프레소 커피의 향미를 결정하는 요소로서는 커피 원두의 종류와, 커피 원두를 볶은 정도 및 입자의 크기 등이 있다. 또한, 상기 요소들 외에도, 커피 추출 장치에서 에스프레소 커피를 추출할 때의 온수의 온도와 압력도시 큰 영향을 미치는 요소이다. 예를 들어, 종래의 커피 추출 장치는 약 90℃의 온도를 갖는 온수와, 8~10 ㎏/㎠ 의 압력을 가하여 에스프레소 커피를 추출하고 있다. 그런데 종래의 온수를 사용하여 추출된 에스프레소 커피는, 커피자체에 포함된 성분이 산화 또는 변질되거나, 휘발성 성분이 휘발됨으로 인해 추출된 에스프레소 커피의 향미가 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 방법의 일환으로서, 냉수를 이용하여 커피를 추출하는 워터드립식 추출 방법이 제시되었다. 워터드립식 추출방법은, 냉수 또는 상온수를 상부에 위치시키고, 하부에 커피 분말이 수용된 필터가 설치되며, 최하부에는 추출된 커피가 수용되는 수용용기가 배치된 구조로서, 냉수가 중력에 의해 커피 분말에 떨어지면서 서서히 추출하도록 된 것이다.

이와 같은 드립식 추출 방법은, 전술한 에스프레소 추출 방식에 비하여 열이나 압력을 가하여 강제로 추출하지 않고 오랜시간 동안 자연적으로 추출되도록 함으로써, 카페인이 적으면서 커피 자체의 향미를 유지할 수 있었다.

그러나, 이러한 드립식 추출방법은, 커피 추출에 매우 많은 시간이 소요되기 때문에 대량생산하여 상업적으로 이용하기에는 현실적으로 무리가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 수단으로, 대한민국등록특허 제10-0920237호(공고일 : 2009.10.05일)호가 개시되었다. 이 선행기술의 커피 추출장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)와, 본체(10) 내부에 구비되어 냉수를 제공하는 냉수 공급원(11)과, 냉수 공급원(11)에 착탈가능하게 제공되고, 분쇄된 커피 원두를 수용하며, 커피 원두로부터 커피를 추출하기 위한 필터 유닛(20)와, 필터 유닛(20)의 일측에 제공되어, 필터 유닛(20) 내부의 압력을 유지시키는 압력유지 유닛(200)을 포함하는 커피 추출 장치에 있어서. 압력유지 유닛(200)은, 필터 유닛(20)의 취출구에 착탈가능하게 결합되는 하우징(210)과, 하우징(210)과 연통되어 커피를 배출시키는 취출부재(220)와, 하우징(210)에 수용되고, 취출구(23)를 선택적으로 개폐하되, 취출구(23)에 밀착되었을 때 커피의 최소유량이 통과할 수 있도록, 표면에 다수의 그루브(233)가 형성되며, 그루브(233)는 커피의 유동 방향을 따라 점차 직경이 증가되도록 형성된 개폐부재(230)과, 하우징(210)에 수용되고, 개폐부재(230)가 취출구(23)에 밀착되는 방향으로 탄성을 가하는 탄성지지부재(240)를 포함하는 것이다.

그러나, 이러한 종래기술에 의한 커피 추출장치는, 냉수를 이용하여 향미가 우수하고 크레마가 풍부한 에스프레소 커피를 추출할 수 있고, 더불어, 카페인 제거 장치 및 공정을 추가하지 않고도, 카페인 함량이 낮은 디카페인 커피를 추출할 수 있는 장점은 있었으나, 1-2잔 정도의 분량만을 추출할 수 있어서, 대량 추출이 불가능한 문제점이 있었다. 즉, 종래기술에 의한 커피 추출장치는 필터에 수용된 커피를 고압에 노출시켜 추출 한 후 다시 1-2잔 분량의 커피가루를 다시 필터에 담은 후 위와 같은 작업을 반복적으로 수행해야 하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은, 상온 수 또는 냉수를 이용하여 풍미가 우수하고 카페인 함량이 적은 커피를 워터드립 방식으로 단시간에 대량으로 추출할 수 있는 수단을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 상온의 정수가 저장되기 위한 정수탱크; 상기 정수탱크에 저장된 정수가 정수 공급펌프에 의해 강제로 공급되어 소정의 압력으로 저장되고, 소정의 길이를 갖으며, 2개 이상의 공급관이 등간격으로 배치되며, 상기 공급관에는 상부 결합장치가 각각 마련된 압력탱크; 중공관 구조로 형성되어 커피분말을 수용하고, 상단 영역이 상기 상부 결합장치에 선택적으로 결합되는 추출관; 상기 압력탱크와 마주보는 승,하강부재의 상면에는 상기 추출관의 하단 영역이 선택적으로 결합되는 하부 결합장치가 상기 상부 결합장치의 수와 대응되는 수로 각각 구비되고, 상기 승,하강부재의 내부에는 상기 하부 결합장치와 연결되는 유입관들이 각각 마련되며, 각각의 유입관들은 추출액 이송관과 연결되고, 상기 추출관의 하단 영역이 상기 하부 결합장치에 장착된 상태에서, 상기 추출관의 상단 영역이 상기 상부 결합장치에 결합되거나, 이탈되도록 상기 승,하강부재를 승,하강시키기 위한 구동부를 구비한 추출관 장착부; 및 상기 추출액 이송관으로부터 이송되는 커피 추출액을 임시 보관하기 위한 임시 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터드립 커피의 대량 추출장치에 의해 달성된다.

상기 압력탱크에는, 내부의 압력을 감지하기 위한 압력센서 및 내부의 압력을 외부로 표시하기 위한 압력계가 설치될 수 있다.

*상기 상부 결합장치는, 상기 압력탱크로부터 공급되는 정수를 공급하거나 공급을 차단하도록 구성되어 상기 공급관에 결합되는 제1 전자밸브; 상기 추출관으로 공급된 정수가 역류하는 것을 차단하도록 상기 제1 전자밸브의 하부에 결합되는 역류방지밸브; 및 상기 추출관의 상단 영역이 상향으로 이동되어 삽입되도록 하부로 개구되고 내부에는 기밀유지용 패킹이 설치된 상부 삽입부를 구비하여 상기 역류방지밸브의 하부에 결합되는 상부 연결부재로 이루어지고, 상기 하부 결합장치는, 상기 추출관의 하단 영역이 하향으로 이동되어 삽입되도록 상향으로 개구된 하부 삽입부가 형성되고, 내부에는 여과필터가 구비된 필터 장착부재; 및 상기 추출관으로 공급되는 정수에 의해 추출된 커피 추출액을 상기 유입관으로 배출하거나 배출을 차단하도록 구성되어 상기 유입관에 연결되도록 상기 승,하강부재에 결합되는 제2 전자밸브로 이루어질 수 있다.

상기 추출관과 필터 장착부재는 나사 체결구조로 결합될 수 있다.

상기 상부 결합장치는, 정제된 압축공기를 상기 추출관의 상부로 공급하여, 커피분말에 함유된 수분과 커피분말들 사이에 잔류된 수분을 강제로 배출시켜 커피성분을 최종적으로 추출하기 위한 공압 추출수단을 더 구비하되, 상기 공압 추출수단은, 압축공기를 발생시기 위한 제1 압축기; 상기 제1 압축기로부터 공급되는 압축공기를 여과하기 위한 공기 여과기; 상기 공기 여과기를 통과한 공기를 상기 역류방지밸브와 추출관 사이로 공급하도록 일단이 상기 상부 연결부재에 결합되는 제1 공기 공급관; 및 상기 제1 공기 공급관에 설치되어 상기 제1 공기 공급관을 개폐하여 정제된 압축공기의 공급 및 차단을 수행하기 위한 제3 전자밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 압력탱크는, 상기 정수 공급펌프가 작동하지 않을 때, 상기 압력탱크에 저장되는 정수에 소정의 공기압력을 가하여 정수가 균일한 압력으로 상기 각각의 공급관으로 배출되도록 하기 위한 압축공기 공급수단을 구비하되, 상기 압축공기 공급수단은, 상기 정수 공급펌프와 상기 압력탱크를 연결하는 정수 공급관에 설치되어 공급되는 정수를 개폐하기 위한 제4 전자밸브; 상기 제4 전자밸브와 상기 압력탱크 사이의 상기 정수 공급관에서 분기되는 제2 공기 공급관; 및 상기 제2 공기 공급관과 연결되고, 압축공기를 발생시기 위한 제2 압축기를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상온 수를 정화한 정수를 이용하고, 하나의 압력탱크에 다수개의 공급관을 설치한 후 각 공급관에 추출관들을 선택적으로 결합하여 커피를 동시에 추출함으로써, 정수가 커피입자의 미세한 동공을 통과하면서 커피성분을 신속하게 추출할 수 있고, 이로 인하여 커피의 오일과 에센스의 변형 없이 커피의 추출이 가능함은 물론, 여러 개의 추출관을 통하여 커피가 추출됨으로써, 워터드립 커피를 단시간에 대량 추출할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 커피의 배전 단계, 즉 커피의 볶음 정도에 따라 정수의 가압력을 조절할 수 있음으로써, 커피의 특성에 맞는 추출압력으로 커피를 추출할 수 있게 되는 효과를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 커피 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 커피 추출장치의 압력유지 유닛을 도시한 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

도 4는 도 3에 도시된 워터드립 커피의 대량 추출장치의 추출관을 도시한 일부확대 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 워터드립 커피의 대량 추출장치의 제어부를 설명하기 위한 개략적 블록도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 *

10 : 정수탱크 20 : 정수 공급펌프

30 : 압력탱크 32 : 공급관

34 : 압력센서 36 : 압력계

38 : 정수 공급관 40 : 상부 결합장치

41 : 케이스 42 : 제1 전자밸브

44 : 역류방지밸브 45 : 기밀유지용 패킹

46 : 상부 연결부재 46A : 상부 삽입부

50 : 하부 결합장치 52 : 필터 장착부재

52A : 하부 삽입부 52B : 여과필터

54 : 제2 전자밸브 54A : 고정 케이스

60 : 추출관 62 : 상단 영역

64 : 하단 영역 70 : 추출관 장착부

72 : 승,하강부재 74 : 유입관

76 : 추출액 이송관 78 : 구동부

80 : 임시 저장탱크 90 : 제어부

100 : 공압 추출수단 110 : 제1 압축기

120 : 공기 여과기 130 : 제1 공기 공급관

140 : 제3 전자밸브 200 : 압축공기 공급수단

210 : 제4 전자밸브 220 : 제2 공기 공급관

230 : 제2 압축기

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중에서, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 워터드립 커피의 대량 추출장치의 추출관을 도시한 일부확대 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 워터드립 커피의 대량 추출장치의 제어부를 설명하기 위한 개략적 블록도이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치는, 커피를 추출하기 위한 물을 가열하지 않고 상온 수를 정화하여 사용하고, 이러한 정화된 정수를 일정한 압력으로 가압하여 저 카페인의 커피를 대량으로 추출하기 위한 것으로서, 상온의 정수가 저장되기 위한 정수탱크(10)와, 정수탱크(10)에 저장된 정수가 정수 공급펌프(20)에 의해 강제로 공급되어 소정의 압력으로 저장되고, 소정의 길이를 갖으며, 2개 이상의 공급관(32)이 등간격으로 배치되며, 공급관(32)에는 상부 결합장치(40)가 각각 마련된 압력탱크(30)와, 중공관 구조로 형성되어 커피분말을 수용하고, 상단 영역(62)이 상부 결합장치(40)에 선택적으로 결합되는 추출관(60)과, 압력탱크(30)와 마주보는 승,하강부재(72)의 상면에는 추출관(60)의 하단 영역(64)이 선택적으로 결합되는 하부 결합장치(50)가 상부 결합장치(40)의 수와 대응되는 수로 각각 구비되고, 승,하강부재(72)의 내부에는 하부 결합장치(50)와 연결되는 유입관(74)들이 각각 마련되며, 각각의 유입관(74)들은 추출액 이송관(76)과 연결되고, 추출관(60)의 하단 영역(64)이 하부 결합장치(50)에 장착된 상태에서, 추출관(60)의 상단 영역(62)이 상부 결합장치(40)에 선택적으로 연결되도록 결합되거나, 이탈되도록 승,하강부재(72)를 승,하강 작동시키기 위한 구동부(78)를 구비한 추출관 장착부(70)와, 추출액 이송관(76)으로부터 이송되는 커피 추출액을 임시 보관하기 위한 임시 저장탱크(80)를 포함하여 구성되는 것이다.

이러한 각 구성요소를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

정수탱크(10)는, 상온의 정수 또는 냉수를 저장하기 위한 것으로, 내부 필터를 구비할 수 있다.

정수 공급펌프(20)는, 정수탱크(10)에 저장된 정수를 정수 공급관(38)을 통하여 소정의 압력으로 압력탱크(30)에 공급하기 위한 것으로, 정수 공급관(38) 상에 설치된다.

압력탱크(30)는, 정수 공급펌프(20)에 의해 강제로 공급되는 정수가 소정의 압력으로 저장되도록 구성된 것으로, 소정의 길이를 갖는 원통형으로 형성된다. 이와 같이 길이방향으로 길게 형성되는 것은, 다수개의 추출관(60)들을 설치하여 커피를 대량으로 추출하기 위한 것이다. 이러한 압력탱크(30)의 길이방향 한쪽 변에는 2개 이상의 공급관(32)들이 등간격으로 배치된다. 각각의 공급관(32)들은 필요한 수로 설치되는 것으로, 커피를 대량으로 추출하기 위해서는 다수개의 공급관(32)들이 설치될 수 있다. 그리고, 각각의 공급관(32)에는 사용하지 않을 경우에, 정수가 누출되지 않도록 하기 위한 별도의 밸브가 설치될 수 있다.

그리고, 압력탱크(30)에는, 내부의 압력을 감지하기 위한 압력센서(34) 및 내부의 압력을 외부로 표시하기 위한 압력계(36)가 설치된다. 이는 압력탱크(30) 내부의 압력을 토대로 정수 공급펌프(20)을 작동 제어하기 위한 것이다. 또한, 압력탱크(30)에는 내부 압력이 설정치 압력이 되면 안전을 위하여 자동으로 정수를 배출하여 압력을 낮추기 위한 안전밸브가 마련된다.

추출관(60)은, 중공관 구조로 형성되어 커피분말을 수용하도록 형성된다. 이러한 추출관(60)의 상단 영역(32)과 하단 영역(34)의 내부에는 수용되는 커피 분말이 새어 나가지 않도록 하기 위한 별도의 필터, 예를들면 물과 같은 액체는 통과시키고 입자상태의 커피분말은 차단하는 필터가 설치될 수도 있다. 또는 캡부재가 설치될 수 도 있다. 이러한 추출관(60)은 하단 영역(34)이 하부 결합장치(50)에 결합된 상태에서, 승,하강부재(72)의 상승 작동에 의해 상단 영역(32)이 상부 결합장치(40)에 연결 장착되도록 구성된다.

추출관 장착부(70)는, 추출관(60)이 하부 결합장치(50)에 장착된 상태에서, 추출관(60)의 상단 영역(62)을 상부 결합장치(40)에 선택적으로 연결되도록 결합하거나, 연결상태가 해제되도록 하기 위한 것으로, 압력탱크(30)의 길이방향 한쪽 변과 마주보는 승,하강부재(72)의 상면에는 추출관(60)의 하단 영역(64)이 선택적으로 결합되는 하부 결합장치(50)가 상부 결합장치(40)의 수와 대응되는 수로 각각 구비된다. 그리고, 승,하강부재(72)의 내부에는 하부 결합장치(50)와 연결되는 유입관(74)들이 각각 마련되며, 각각의 유입관(74)들은 추출액 이송관(76)과 연결되고, 승,하강부재(72)를 승,하강 작동시키기 위한 구동부(78)를 구비하여 구성된다.

승,하강부재(72)는, 내부에 유출관(74)들이 소정의 간격을 유지하여 배치되고, 각각의 유출관(74)들은 승,하강부재(72)의 내부에서 추출액 이송관(76)과 연결되는 것이다.

구동부(78)는, 에어 실린더 또는 렉과 피니언 등으로 구성되어 바닥에 설치되는 베이스 플레이트와 승,하강부재(72) 사이에 설치되어, 승,하강부재(72)를 압력탱크(30) 쪽으로 상승시키거나 하강시키도록 작동된다.

그리고, 베이스 플레이트와 승,하강부재(72) 사이에는 승,하강부재(72)의 승강 또는 하강 작동을 안내하기 위한 안내수단(도시되지 않음)이 구비된다.

이와 같이 구성된 추출관 장착부(70)에 의해 각각의 추출관(60)이 동시에 공급관(32)과 연결되거나 연결이 차단될 수 있다.

본 실시예에서는 추출관 장착부(70)와 압력탱크(30)가 상,하 방향에 배치되는 것을 기준으로 설명하나, 이에 국한되는 것은 아니고, 수평방향으로 배치될 수 있음은 물론이다. 이는 본 발명에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치가 정수를 소정의 압력으로 추출관(60)으로 통과시키도록 구성되기 때문에 가능한 것이다.

상부 결합장치(40)는, 공급관(32)과 추출관(60)의 상단 영역(32)을 연결하여 정수가 추출관(60)으로 공급될 수 있도록 하기 위한 것으로, 압력탱크(30)로부터 공급되는 정수를 공급하거나 공급을 차단하도록 구성되어 공급관(32)에 결합되는 제1 전자밸브(42)와, 추출관(60)으로 공급된 정수가 공급관(32) 쪽으로 역류하는 것을 차단하도록 제1 전자밸브(42)의 하부에 결합되는 역류방지밸브(44)와, 추출관(60)의 상단 영역(62)이 상향으로 이동되어 삽입되도록 하부로 개구되고 내부에는 기밀유지용 패킹(45)이 설치된 상부 삽입부(46A)를 구비하여 역류방지밸브(44)의 하부에 결합되는 상부 연결부재(46)로 구성된다.

제1 전자밸브(42)는, 자체의 케이스가 공급관(32)에 결합되도록 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 중공관 형태의 케이스(41)의 내부에 설치된 상태로 사용될 수 있다. 케이스(41)는 플랜지 구조에 의해 공급관(32)에 결합된다.

역류방지밸브(44)는 추출관(60) 쪽으로 공급된 정수가 다시 공급관(32) 쪽으로 역류하는 것을 방지하기 위한 밸브로서, 전술한 케이스(41)의 내부에 설치된다.

상부 연결부재(46)는, 중공관 형태로 형성되어 상부 영역이 케이스(41)의 하부 영역에 체결구조로 결합되고, 하부에는 상부 삽입부(46A)가 형성된 것이다. 그리고 상부 삽입부(46A)의 내부에는 기밀유지용 패킹(45)이 내설되며, 입구는 추출관(60)의 상단 영역(62)이 용이하게 삽입되도록 확장된 구조를 갖는다. 한편, 상부 연결부재(46)의 내부 중간 영역에는 단턱부가 형성된다. 이 단턱부는 기밀유지용 패킹(45)이 안착되기 위한 기능과, 케이스(41)의 하단부가 밀착되기 위한 기능을 갖는 것이며, 케이스(41)의 하단부와 단턱부 사이에 패킹이 설치될 수 있다.

하부 결합장치(50)는, 추출관(60)의 하단 영역(64)이 하향으로 이동되어 삽입되도록 상향으로 개구된 하부 삽입부(52A)가 형성되고, 내부에는 여과필터(54)가 구비된 필터 장착부재(52)와, 추출관(60)으로 공급되는 정수에 의해 추출된 커피 추출액을 유입관(74)으로 배출하거나 배출을 차단하도록 구성되어 유입관(74)에 연결되도록 승,하강부재(72)에 결합되는 제2 전자밸브(54)로 이루어진다.

제2 전자밸브(54)는, 도 4에 도시된 바와 같이 고정 케이스(54A)의 내부에 설치되며, 고정 케이스(54A)는 승,하강부재(72)에 고정된다. 이러한 고정 케이스(54A)는 내부에 관통공(54B)이 형성되어 하부로는 유입관(74)이 결합되고, 내부에는 제2 전자밸브(54)가 설치되는 것이다. 물론, 제2 전자밸브(54) 자체가 유입관(74)에 설치될 수도 있으나, 보다 안정적인 설치구조를 구현하기 위해서 고정 케이스(54A)를 적용한 것이다.

필터 장착부재(52)는, 하부는 고정 케이스(54A)에 체결구조로 결합되고, 내부에는 여과필터(54)가 내설되며, 하부 삽입부(52A)로는 추출관(60)의 하단 영역(64)이 끼움 결합 또는 체결구조로 결합된다.

전술한 필터 장착부재(52)와 고정 케이스(54A)는 추출관(60)으로부터 추출된 커피 추출액이 제2 전자밸브(54)를 통하여 유입관(74)으로 원활하게 배출되도록 구성된다.

필터 장착부재(52)의 내측 하부는, 추출액이 원활하게 배출되도록 깔때기 모양으로 형성된다.

여과필터(54)는, 커피 추출시 커피 분말이 추출액과 같이 추출관(60)으로부터 빠져 나오는 것을 방지하기 위한 것이다.

임시 저장탱크(80)는, 추출액 이송관(76)으로부터 이송되는 커피 추출액을 임시 보관하기 위한 것으로, 추가 여과장치를 더 구비할 수도 있다.

한편, 제1 전자밸브(42)나 제2 전자밸브(54), 그리고 정수 공급펌프(20) 등은 제어부(90)에 의해 제어되며, 특히 압력센서(34)의 감지신호를 토대로 정수 공급펌프(20)가 제어된다. 그리고, 제어패널의 조작버튼(도시되지 않음)에 의해 추출장치가 순차적으로 작동되도록 구성되는 것이다.

이와 같이 구성된 대량 추출장치의 작용을 설명하기로 한다.

구동부(78)의 하강 작동으로 승,하강부재(72)가 하강한 상태는, 추출관(60)의 상단 영역(62)이 상부 결합장치(40)의 상부 삽입부(46A)에서 분리된 상태를 의미한다.

따라서 작업자는, 추출관(60)의 내부에 커피 분말을 충진한 후에, 하단 영역(64)을 필터 장착부재(52)의 하부 삽입부(52A)에 내부에 체결하여 결합한다.

이때, 여과필터(52B)는 필터 장착부재(52)에 내설된 상태이다.

이어서, 구동부(78)를 승강 작동시키면, 승,하강부재(72)가 상승하게 되고, 이에 따라 상단 영역(62)이 상부 삽입부(46A)에 삽입되어 상부 결합장치(40)의 상부 연결부재(46)에 결합된다.

이러한 과정으로 추출관(60)이 상부 결합장치(40)와 하부 결합장치(50) 사이에 설치되면, 추출 시작 버튼을 눌러 커피의 추출을 시작한다.

먼저, 추출 시작 버튼이 눌려지면, 제어부(90)는 제1 전자밸브(42)와 제2 전자밸브(54)를 폐쇄한 후, 정수 공급펌프(20)를 작동시킨다.

정수 공급펌프(20)의 작동으로 정수는 소정의 압력으로 압력탱크(30)로 공급된다. 이때, 압력센서(34)는 압력탱크(30) 내부의 압력을 감지하여 제어부(90)로 송신하며, 제어부(90)는 압력탱크(30) 내부의 압력이 소정값 이상이면, 안전밸브를 개방하거나, 정수 공급펌프(20)의 작동을 정지시킨다.

이러한 과정으로 압력탱크(30) 내부의 정수 압력이 소정의 압력으로 상승하면, 제어부(90)는 제1 전자밸브(42)와 제2 전자밸브(54)를 개방한다.

제1 전자밸브(42)와 제2 전자밸브(54)가 개방되면 정수는 추출관(60)을 통과하면서 커피 분말에서 유효성분과 함께 여과필터(52B)를 통하여 추출된다.

추출된 커피 추출액은 제2 전자밸브(54)를 통과한 후 유입관(74)를 통하여 추출액 이송관(76)으로 모아진 후 임시 저장탱크(80)에 저장된다.

이와 같이, 승,하강부재(72)와 압력탱크(30) 사이에 다수개의 추출관(60)이 배치된 상태에서, 압력탱크(30)에서 정수가 각각의 추출관(60)에 일정한 압력으로 공급됨으로써, 각각의 추출관(60)들로부터 커피를 대량으로 추출할 수 있게 된다.

특히, 정수를 가열하지 않은 상온 상태로 공급함으로써, 커피의 상태를 변형하지 않은 순수한 상태로 대량 추출이 가능하게 되는 것이다.

한편, 첨부된 도면 중에서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치는, 정제된 압축공기를 추출관(60)의 상부로 공급하여, 커피분말에 함유된 수분과 커피분말들 사이에 잔류된 수분을 강제로 배출시켜 커피성분을 최종적으로 추출하기 위한 공압 추출수단(100)이 상부 결합장치(40)에 구비된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.

공압 추출수단(100)은, 압축공기를 발생시기 위한 제1 압축기(110)와, 제1 압축기(110)로부터 공급되는 압축공기를 여과하기 위한 공기 여과기(120)와, 공기 여과기(120)를 통과한 공기를 역류방지밸브(44)와 추출관(60) 사이로 공급하도록 일단이 상부 연결부재(46)에 결합되는 제1 공기 공급관(130)과, 공기 공급관(130)에 설치되고, 제어부(90)에 의해 제어되어 제1 공기 공급관(130)을 개폐하여 정제된 압축공기의 공급 및 차단을 수행하기 위한 제3 전자밸브(140)를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 구조의 공압 추출수단(100)은, 커피 추출이 완료되는 시점에서, 추출관(60)의 커피 분말에 포함된 성분을 최종적으로 추출하기 위한 것으로, 정제된 압축공기가 상부 연결부재(46)로 공급되어 추출관(60) 내부로 공급되므로, 압축공기는 추출관(60) 내부를 통과하면서 커피 분말 입자에 함유된 수분과 커피 성분을 함께 하단 영역(64) 쪽으로 불어내 배출시키게 된다. 이때, 제어부(90)는 제1 전자밸브(42)를 폐쇄한 상태이다.

이러한 과정으로 커피 분말에 함유된 커피 성분은 압축 공기에 의해 완전하게 추출될 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도면 중에서, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치를 도시한 개략적 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 제3 실시예에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치는, 정수 공급펌프(20)가 작동하지 않을 때, 압력탱크(30)에 저장되는 정수에 소정의 공기압력을 가하여 정수가 균일한 압력으로 각각의 공급관(32)으로 배출되도록 하기 위한 압축공기 공급수단(200)을 구비한 것을 제외하고는 전술한 실시예들과 같다.

압축공기 공급수단(200)은, 정수 공급펌프(20)와 압력탱크(30)를 연결하는 정수 공급관(38)에 설치되어 공급되는 정수를 개폐하기 위한 제4 전자밸브(210)와, 제4 전자밸브(210)와 압력탱크(30) 사이의 정수 공급관(38)에서 분기되는 제2 공기 공급관(220)과, 제2 공기 공급관(220)과 연결되고, 압축공기를 발생시기 위한 제2 압축기(230)를 포함하여 구성된다.

이러한 압축공기 공급수단(200)는 압력탱크(30)로 공급된 정수에 소정의 압력을 균일하게 가하여 각 공급관(32)으로 배출되도록 하기 위한 것이다. 이를 위해서, 제4 전자밸브(210)를 폐쇄한 후 압축공기를 제2 공기 공급관(220)으로 공급하게 되면, 압축공기는 압력탱크(30) 내에서 정수에 일정한 압력을 가하게 되는 것이다.

따라서, 정수는 각각의 공급관(32)들을 통하여 일정한 압력으로 배출될 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

본 발명에 따른 워터드립 커피의 대량 추출장치에 의하면, 상온 수를 정화한 정수를 이용하고, 하나의 압력탱크에 다수개의 공급관을 설치한 후 각 공급관에 추출관들을 선택적으로 결합하여 커피를 동시에 추출함으로써, 정수가 커피입자의 미세한 동공을 통과하면서 커피성분을 신속하게 추출할 수 있고, 이로 인하여 커피의 오일과 에센스의 변형 없이 커피의 추출이 가능함은 물론, 여러 개의 추출관을 통하여 커피가 추출됨으로써, 워터드립 커피를 단시간에 대량 추출할 수 있는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (6)

1. 상온의 정수가 저장되기 위한 정수탱크(10);

   상기 정수탱크(10)에 저장된 정수가 정수 공급펌프(20)에 의해 강제로 공급되어 소정의 압력으로 저장되고, 소정의 길이를 갖으며, 2개 이상의 공급관(32)이 등간격으로 배치되며, 상기 공급관(32)에는 상부 결합장치(40)가 각각 마련된 압력탱크(30);

   중공관 구조로 형성되어 커피분말을 수용하고, 상단 영역(62)이 상기 상부 결합장치(40)에 선택적으로 결합되는 추출관(60);

   상기 압력탱크(30)와 마주보는 승,하강부재(72)의 상면에는 상기 추출관(60)의 하단 영역(64)이 선택적으로 결합되는 하부 결합장치(50)가 상기 상부 결합장치(40)의 수와 대응되는 수로 각각 구비되고, 상기 승,하강부재(72)의 내부에는 상기 하부 결합장치(50)와 연결되는 유입관(74)들이 각각 마련되며, 각각의 유입관(74)들은 추출액 이송관(76)과 연결되고, 상기 추출관(60)의 하단 영역(64)이 상기 하부 결합장치(50)에 장착된 상태에서, 상기 추출관(60)의 상단 영역(62)이 상기 상부 결합장치(40)에 결합되거나, 이탈되도록 상기 승,하강부재(72)를 승,하강시키기 위한 구동부(78)를 구비한 추출관 장착부(70); 및

   상기 추출액 이송관(76)으로부터 이송되는 커피 추출액을 임시 보관하기 위한 임시 저장탱크(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 압력탱크(30)에는,

   내부의 압력을 감지하기 위한 압력센서(34) 및 내부의 압력을 외부로 표시하기 위한 압력계(36)가 설치되는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 상부 결합장치(40)는,

   상기 압력탱크(30)로부터 공급되는 정수를 공급하거나 공급을 차단하도록 구성되어 상기 공급관(32)에 결합되는 제1 전자밸브(42); 상기 추출관(60)으로 공급된 정수가 역류하는 것을 차단하도록 상기 제1 전자밸브(42)의 하부에 결합되는 역류방지밸브(44); 및 상기 추출관(60)의 상단 영역(62)이 상향으로 이동되어 삽입되도록 하부로 개구되고 내부에는 기밀유지용 패킹(45)이 설치된 상부 삽입부(46A)를 구비하여 상기 역류방지밸브(44)의 하부에 결합되는 상부 연결부재(46)로 이루어지고,

   상기 하부 결합장치(50)는,

   상기 추출관(60)의 하단 영역(64)이 하향으로 이동되어 삽입되도록 상향으로 개구된 하부 삽입부(52A)가 형성되고, 내부에는 여과필터(52B)가 구비된 필터 장착부재(52); 및 상기 추출관(60)으로 공급되는 정수에 의해 추출된 커피 추출액을 상기 유입관(74)으로 배출하거나 배출을 차단하도록 구성되어 상기 유입관(74)에 연결되도록 상기 승,하강부재(72)에 결합되는 제2 전자밸브(54)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 추출관(60)과 필터 장착부재(52)는 나사 체결구조로 결합되는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 상부 결합장치(40)는,

   정제된 압축공기를 상기 추출관(60)의 상부로 공급하여, 커피분말에 함유된 수분과 커피분말들 사이에 잔류된 수분을 강제로 배출시켜 커피성분을 최종적으로 추출하기 위한 공압 추출수단(100)을 더 구비하되,

   상기 공압 추출수단(100)은,

   압축공기를 발생시기 위한 제1 압축기(110);

   상기 제1 압축기(110)로부터 공급되는 압축공기를 여과하기 위한 공기 여과기(120);

   상기 공기 여과기(120)를 통과한 공기를 상기 역류방지밸브(44)와 추출관(60) 사이로 공급하도록 일단이 상기 상부 연결부재(46)에 결합되는 제1 공기 공급관(130); 및

   상기 제1 공기 공급관(130)에 설치되어 상기 제1 공기 공급관(130)을 개폐하여 정제된 압축공기의 공급 및 차단을 수행하기 위한 제3 전자밸브(140)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압력탱크(30)는,

   상기 정수 공급펌프(20)가 작동하지 않을 때, 상기 압력탱크(30)에 저장되는 정수에 소정의 공기압력을 가하여 정수가 균일한 압력으로 상기 각각의 공급관(32)으로 배출되도록 하기 위한 압축공기 공급수단(200)을 구비하되,

   상기 압축공기 공급수단(200)은,

   상기 정수 공급펌프(20)와 상기 압력탱크(30)를 연결하는 정수 공급관(38)에 설치되어 공급되는 정수를 개폐하기 위한 제4 전자밸브(210);

   상기 제4 전자밸브(210)와 상기 압력탱크(30) 사이의 상기 정수 공급관(38)에서 분기되는 제2 공기 공급관(220); 및

   상기 제2 공기 공급관(220)과 연결되고, 압축공기를 발생시기 위한 제2 압축기(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   워터드립 커피의 대량 추출장치.

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