KR102419517B1

KR102419517B1 - 커피음료 제조장치

Info

Publication number: KR102419517B1
Application number: KR1020220033148A
Authority: KR
Inventors: 김창호
Original assignee: 주식회사 에이스라이프
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2022-07-11

Abstract

사용이 편리하고 더 높은 품질의 커피음료를 제공할 수 있는 커피음료 제조장치가 개시된다. 개시된 커피음료 제조장치는, 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 장착되도록 구성되고, 내면에 가이드홈이 형성된 케이싱; 상기 케이싱 내부에 수용되고, 상측으로 개방된 브류잉공간을 내부에 형성하며, 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 외측에 구비된 실린더; 상기 실린더에 대해 상대적으로 제1 각도에 위치하고 적어도 일부가 상기 케이싱 외부로 노출되는 공급부; 상기 케이싱에 고정되고 상기 실린더에 대해 상대적으로 제2 각도에 위치하고, 상기 브류잉공간 내부로 삽입되는 추출헤드를 포함하고, 상기 추출헤드에서 상기 실린더를 향하는 페이스면의 중앙에 형성된 유입구를 포함하는 추출부; 회전샤프트를 중심으로 회전하되 회전 범위의 제1 구간에서는 상기 실린더를 상기 제1 각도와 상기 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 상기 추출헤드가 상기 실린더에 삽입되도록 상기 실린더를 상기 제2 각도를 따라 직선으로 이동시키도록 구성된 크랭크; 및 상기 케이싱의 일측에 구비된 손잡이의 조작에 의해 상기 케이싱의 타측에서 잠금부재를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성되며, 상기 잠금 상태에서 상기 잠금부재는 상기 브류잉공간의 위치에 대응하는 높이에서 상기 본체 프레임의 일부에 맞물리도록 구성된 잠금부;를 포함할 수 있다.

Description

커피음료 제조장치{COFFEE DRINK BREWING DEVICE}

본 발명은 커피음료 제조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 사용이 편리하고 더 높은 품질의 커피음료를 제공할 수 있는 커피음료 제조장치에 관한 것이다.

에스프레소는 커피음료의 일종으로서, 곱게 분쇄한 커피 분말에 물을 매우 높은 온도 및 압력으로 통과시키는 방법으로 제조한다. 근래에 커피를 음미할 줄 아는 인구가 증가함에 따라 커피음료의 소비가 크게 증가하였고, 시중에는 에스프레소 등의 커피음료를 자동으로 제조하는 가정용 및 상업용 기기가 유통되고 있다.

높은 품질의 에스프레소는 특징적으로 표면에 크레마가 형성된다. 크레마는 분쇄된 커피 분말 내의 이산화탄소가 높은 온도 및 압력 하에서 물에 용해되었다가 압력이 강하되면서 기포를 형성하는 동시에 커피 분말의 다른 고체 성분과 함께 콜로이드를 이루며 생성되는 거품층이다. 크레마는 커피 원두의 신선도, 커피 분말의 균질도, 에스프레소 제조 시의 온도 및 압력 조건 등 다양한 요소에 따라 그 생성되는 양이 결정되는데, 크레마의 양이 반드시 에스프레소의 맛과 직결되는 것은 아니지만 커피 원두의 신선도 및 커피 제조의 기술과 관련되므로, 크레마가 많을수록 에스프레소의 품질이 높은 것으로 평가된다. 따라서 동일한 신선도의 커피 분말을 이용하는 경우 최대한 많은 양의 크레마가 형성되도록 커피음료를 제조하는 것이 바람직하다.

한편, 가정용 커피음료 제조장치의 경우 커피분말에 물을 통과시켜 에스프레소를 추출하는 유닛은 양호한 위생을 위해 자주 세척되어야 하는 특징이 있으며, 따라서 커피음료 제조장치 전체에 대해 추출유닛이 탈착가능하게 장착되는 것이 일반적이다. 커피 분말 공급, 물 주입 등을 위한 다양한 동작이 일어나는 추출유닛이 커피음료 제조장치 전체에 대해 견고히 고정되지 않는다면 과도한 진동 및 소음을 유발할 우려가 있다. 또한, 커피음료 제조장치가 제조 과정 중에 전원 차단 등으로 갑작스럽게 중단된 경우 추출유닛을 무분별하게 분리하는 경우 더 큰 고장을 유발하거나 심지어 안전사고를 초래할 우려가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 크레마의 양을 증가시켜 더 높은 품질의 커피음료를 제조할 수 있는 커피음료 제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 일측면은 추출유닛을 안정적으로 고정하고 안전하게 분리할 수 있게 하는 구조를 가진 커피음료 제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 커피음료 제조장치는, 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 장착되도록 구성되고, 내면에 가이드홈이 형성된 케이싱; 상기 케이싱 내부에 수용되고, 상측으로 개방된 브류잉공간을 내부에 형성하며, 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 외측에 구비된 실린더; 상기 실린더에 대해 상대적으로 제1 각도에 위치하고 적어도 일부가 상기 케이싱 외부로 노출되는 공급부; 상기 케이싱에 고정되고 상기 실린더에 대해 상대적으로 제2 각도에 위치하고, 상기 브류잉공간 내부로 삽입되는 추출헤드를 포함하고, 상기 추출헤드에서 상기 실린더를 향하는 페이스면의 중앙에 형성된 유입구를 포함하는 추출부; 회전샤프트를 중심으로 회전하되 회전 범위의 제1 구간에서는 상기 실린더를 상기 제1 각도와 상기 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 상기 추출헤드가 상기 실린더에 삽입되도록 상기 실린더를 상기 제2 각도를 따라 직선으로 이동시키도록 구성된 크랭크; 및 상기 케이싱의 일측에 구비된 손잡이의 조작에 의해 상기 케이싱의 타측에서 잠금부재를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성되며, 상기 잠금 상태에서 상기 잠금부재는 상기 브류잉공간의 위치에 대응하는 높이에서 상기 본체 프레임의 일부에 맞물리도록 구성된 잠금부;를 포함할 수 있다.

위와 같은 커피음료 제조장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 잠금부는, 상기 손잡이의 조작에 의해 가로 방향을 따라 이동하는 스위치돌기; 상기 스위치돌기가 삽입되는 경사진 형상의 슬릿이 형성된 상기 잠금부재; 및 상기 케이싱의 타측에서 상기 잠금부재가 수직 방향으로만 이동가능하도록 상기 잠금부재를 둘러싸고 표면에 관통윈도우가 형성된 잠금부재가이드를 포함할 수 있고, 상기 잠금부재는 상기 슬릿 하부에 형성된 여유홈 및 상기 여유홈의 상부에 연결되어 상기 여유홈 내에서 탄성적으로 이동가능한 걸림편을 포함하고, 상기 걸림편의 하단부는 하부를 향할수록 증가하는 두께를 가지며, 상기 손잡이가 조작되어 상기 스위치돌기가 가로 방향을 따라 이동하면 상기 스위치돌기와 상기 슬릿의 상호작용에 의해 상기 잠금부재가 위로 이동하여 상기 본체 프레임과의 맞물림이 해제되는 동시에 상기 걸림편의 하단부가 상기 관통윈도우의 하단에 걸릴 수 있고, 상기 케이싱이 상기 본체 프레임의 사전결정된 위치로 삽입되면 상기 본체 프레임의 돌기가 상기 관통윈도우를 통해 상기 걸림편의 하단부를 가압하여 상기 관통윈도우의 하단에 대한 걸림이 해제되는 동시에 상기 잠금부재가 아래로 이동할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치는, 상기 브류잉공간 내부에서 상기 실린더에 대하여 상대적으로 세로 방향을 따라 이동하도록 구성된 피스톤; 힌지에 의해 상기 케이싱 또는 상기 공급부에 회전가능하게 고정되고 상기 실린더가 상기 제2 각도에서 상기 제1 각도로 회전할 때 상기 피스톤의 상면을 접촉하도록 구성된 피스톤 스크레이퍼; 및 일단은 상기 케이싱 또는 상기 공급부에 고정되고 타단은 상기 피스톤 스크레이퍼에 고정되어 상기 피스톤 스크레이퍼를 상기 피스톤의 상면에 밀착시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치는 탄성적으로 변형가능한 형태로 상기 실린더에 고정되어 상기 실린더가 상기 제1 각도에서 상기 제2 각도로 회전할 때 상기 추출헤드에 장착된 스크린을 접촉하며 이동하도록 구성된 헤드 스크레이퍼를 더 포함할 수도 있다.

상기 회전샤프트에는 지시돌기가 구비될 수 있고, 상기 케이싱의 일측에는 원호 형상의 지시홈이 형성될 수 있으며, 상기 지시돌기는 상기 지시홈을 통해 상기 케이싱의 일측으로 노출될 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 커피음료 제조장치는, 상측으로 개방된 브류잉공간을 내부에 형성하는 실린더; 상기 실린더에 대해 상대적으로 제1 각도에 위치하는 공급부; 상기 실린더에 대해 상대적으로 제2 각도에 위치하고, 상기 브류잉공간 내부로 삽입되는 추출헤드를 포함하는 추출부; 및 회전샤프트를 중심으로 회전하되 회전 범위의 제1 구간에서는 상기 실린더를 상기 제1 각도와 상기 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 상기 추출헤드가 상기 실린더에 삽입되도록 상기 실린더를 상기 제2 각도를 따라 직선으로 이동시키도록 구성된 크랭크;를 포함할 수 있는데, 상기 추출부는, 상기 실린더를 향하는 페이스면의 중앙에 유입구가 형성된 상기 추출헤드; 다수의 홀이 형성되어 있으며 상기 페이스면에 중첩되어 배치되는 스크린; 및 상기 추출헤드의 외주면에 결합되어 상기 스크린을 상기 추출헤드에 고정하는 헤드캡을 포함할 수 있다.

위와 같은 커피음료 제조장치는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 추출헤드의 상기 페이스면에는 상기 실린더를 향하는 방향으로 돌출된 복수의 리브가 형성될 수 있고, 상기 복수의 리브 중 적어도 일부는 상기 유입구를 중심으로 하는 원의 원호 형상을 가질 수 있다.

상기 추출헤드의 내부에는 양단에 걸림턱이 형성되고 일단은 상기 유입구에 연통하는 직선유로가 형성될 수 있고, 상기 직선유로의 내부에는 밸브부재 및 코일스프링이 배치되되, 상기 코일스프링은 그 일단은 상기 밸브부재를 가압하고 타단은 상기 직선유로 타단의 걸림턱에 의해 지지되고, 상기 밸브부재는 상기 유입구에 근접한 일단에 배치되어 상기 코일스프링에 의해 가압되며, 상기 브류잉공간 내의 압력에 따라 상기 유입구가 상기 밸브부재에 의해 개폐될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치는 탄성적으로 변형가능한 형태로 상기 실린더에 고정되어 상기 실린더가 상기 제1 각도에서 상기 제2 각도로 회전할 때 상기 스크린을 접촉하며 이동하도록 구성된 헤드 스크레이퍼를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치는 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 장착되도록 구성되고, 상기 실린더를 내부에 수용하는 케이싱; 및 상기 케이싱의 일측에 구비된 손잡이의 조작에 의해 상기 케이싱의 타측에서 잠금부재를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성되며, 상기 잠금 상태에서 상기 잠금부재는 상기 브류잉공간의 위치에 대응하는 높이에서 상기 본체 프레임의 일부에 맞물리도록 구성된 잠금부;를 더 포함할 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명은 아래의 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예는 커피음료가 더욱 균일한 조건으로 제조 및 토출되게 함으로써 더 높은 크레마 함량을 가진 커피음료를 제조할 수 있는 커피음료 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 일실시예는 작동시 발생하는 진동 및 소음이 현저히 감소되어 사용자의 편의를 증대시킬 수 있는 커피음료 제조장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 정면 및 우측을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 배면 및 좌측을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 나타내는 좌측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 나타내는 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 제1 케이싱부재의 내면을 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 제2 케이싱부재 및 잠금부의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 추출헤드에서 헤드캡을 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 추출헤드를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 정면 및 우측에서 나타내는 사시도 및 배면 및 좌측에서 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 나타내는 분해사시도이다. 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치를 나타내는 좌측면도 및 우측면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치는 주로 케이싱(100), 공급부(200), 피스톤 스크레이퍼(250), 실린더(300), 헤드 스크레이퍼(350), 피스톤(400), 추출부(500), 피스톤레버(600), 크랭크(700) 및 잠금부(800)를 포함할 수 있다. 위의 구성요소들은 하나의 추출유닛(1000)을 형성할 수 있으며, 추출유닛(1000)은 본체 프레임(미도시)에 탈착가능하게 장착될 수 있다.

케이싱(100)은 본체 프레임(미도시)에 장착되도록 구성될 수 있으며, 내면에는 가이드홈(110, 115, 120)이 형성될 수 있다. 도면에는 케이싱(100)이 제1 케이싱부재(101) 및 제2 케이싱부재(102)가 결합되어 형성되는 경우가 예시적으로 묘사되어 있으나, 케이싱(100)은 다양한 구조로 구현될 수 있다.

케이싱(100)의 가이드홈에는 제1 및 제2 직선가이드홈(110, 115)과 원호가이드홈(120)이 포함될 수 있다. 제1 직선가이드홈(110)과 원호가이드홈(120)은 서로 연통되도록 형성되며, 실린더(300)에 형성된 제1 가이드돌기(310)의 이동 및 회전을 가이드할 수 있다. 마찬가지로, 제2 직선가이드홈(115)은 실린더(300)에 형성된 제2 가이드돌기(320)의 이동을 가이드할 수 있다. 케이싱(100)에는 또한 크랭크(700)의 회전샤프트(750)를 지지하기 위한 샤프트홀(170) 및 샤프트홀더(175)가 형성될 수 있으며, 잠금부(800)의 일부를 이루는 구성요소가 구비될 수 있다.

공급부(200)는 실린더(300)의 브류잉공간(330)에 분말재료를 공급하기 위한 구성요소로서, 도면에 도시된 호퍼(210)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 공급부(200)는 원두를 분쇄하는 장치, 분쇄되어 형성된 분말재료를 호퍼(210)에 투입하는 장치 및 기타 장치를 더 포함할 수 있다.

호퍼(210)는 공급부(200)의 일부로서 케이싱(100)의 상부에 장착될 수 있고, 적어도 일부가 케이싱(100)의 외부로 노출될 수 있다. 공급부(200)의 일부인 호퍼(210)는 실린더(300)에 대하여 상대적으로 제1 각도에 위치할 수 있다. 각도를 실린더(300)의 브류잉공간(330)이 개방된 방향인 수직 상향 방향을 기준으로 할 때, 도면에 도시된 예에서는 호퍼(210)가 실린더(300)에 대하여 이루는 제1 각도가 0도에 해당한다. 물론, 일부 실시예에서는 제1 각도가 0도 이외의 각도일 수도 있다.

본 발명의 일실시예에서는 잠금부(800)와 상호작용하는 일부 구성요소가 호퍼(210)에 구비될 수 있다. 이에 대해서는 이후 더 자세히 설명하기로 한다.

피스톤 스크레이퍼(250)는 힌지(260)에 의해 케이싱(100) 또는 호퍼(210)에 회전가능하게 고정될 수 있고, 실린더(300)가 회전할 때 피스톤(400)의 상면을 접촉하여 후술되는 헤드(410) 상면에 붙어 있는 이물질을 스크레이핑할 수 있다. 피스톤 스크레이퍼(250)에는 하나 이상의 탄성부재(270)가 결합될 수 있는데, 탄성부재(270)는 일단은 케이싱(100) 또는 호퍼(210)에 고정되고 타단은 피스톤 스크레이퍼(250)에 고정되어 피스톤 스크레이퍼(250)이 피스톤헤드(410)의 상면에 밀착하게 할 수 있다.

실린더(300)는 케이싱(100) 내부에 수용될 수 있고, 분말재료 및 물이 투입되는 브류잉공간(330)을 내부에 형성할 수 있다. 실린더(300)는 공급부(200)로부터 분말재료를 공급받은 후 브류잉공간(330)에 고온 고압의 물을 공급하여 분말재료를 통과한 물이 추출부(500) 측으로 이동하게 하는 역할을 할 수 있다.

브류잉공간(330)은 실린더(300)의 상측으로 개방될 수 있으며, 실린더(300)에 구비된 호스연결부(340)를 통해 커피음료를 제조하기 위한 고온 고압 상태의 물을 공급받을 수 있다. 브류잉공간(330)에는 피스톤(400)이 설치되는데, 후술되는 크랭크(700)의 동작에 따라 실린더(300) 및 피스톤(400)가 회전 및 이동하면서 커피음료가 제조될 수 있다.

실린더(300)의 외부에는 전술한 제1 및 제2 가이드돌기(310, 320)가 양측에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 가이드돌기(310, 320)는 가이드홈(110, 115, 120)에 맞물리는 크기를 가져 가이드홈(110, 115, 120)을 따라서만 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 실린더(300)가 회전하게 될 때 제1 가이드돌기(310)는 원호가이드홈(120)을 따라 이동하면서 실린더(300)의 회전 경로를 가이드할 수 있고, 실린더(300)가 직선을 따라 이동하게 될 때 제1 및 제2 가이드돌기(310, 320)가 각각 제1 및 제2 직선가이드홈(110, 115)을 따라 이동하면서 실린더(300)의 직선 이동 경로를 가이드할 수 있다.

실린더(300)의 하부에는 레버지지부(360)가 형성될 수 있는데, 레버지지부(360)에는 피스톤레버(600)의 일부가 삽입되어 피스톤레버(600)가 실린더(300)에 대해 회전가능하게 결합될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 실린더(300)가 특정 위치에 있을 때 피스톤레버(600)는 피스톤(400)을 가압하여 브류잉공간(330) 내에서 피스톤(400)이 상승하게 할 수 있다.

또한, 실린더(300)의 하부에는 가이드레일(375)에 삽입된 형태의 슬라이더(370)가 형성될 수 있다. 슬라이더(370)에는 크랭크(700)의 결합돌기(730)가 삽입되고 제2 가이드돌기(320)는 크랭크(700)의 치합부(740)가 이루는 개방홈에 삽입될 수 있는데, 이러한 결합은 크랭크(700)의 회전으로 인해 실린더(300)가 정해진 경로를 따라 이동 및 회전하게 하는 구조를 형성할 수 있다.

한편, 실린더(300)의 후측에는 사용된 후의 분말 찌꺼기의 배출을 위한 배출부(390)가 구비될 수 있다. 배출부(390)는 하향 경사를 가져 분말 찌꺼기가 피스톤의 피스톤헤드(410)에서 밀어지면 별도의 찌꺼기 저장용기를 향해 미끄러지도록 구성될 수 있다.

헤드 스크레이퍼(350)는 실린더(300)가 회전할 때 추출헤드(510)의 스크린(545)을 접촉하여 스크린(545)에 붙어 있는 이물질을 스크레이핑할 수 있다. 헤드 스크레이퍼(350)는 양단이 실린더(300)에 고정되되 탄성적으로 변형가능한 구조를 가져 추출헤드(510)의 스크린(545)과 최대한의 접촉면적을 갖고 스크린(545) 전체를 스크레이핑 하도록 구성될 수 있다.

피스톤(400)은 피스톤헤드(410) 및 피스톤스템(420)을 포함할 수 있으며, 실린더(300)에 결합되어 브류잉공간(330)에서 분말재료를 압축하는 역할을 할 수 있다. 피스톤헤드(410)는 브류잉공간(330) 내에 위치할 수 있고, 피스톤헤드(410)로부터 하향 연장되는 피스톤스템(420)은 그 단부가 피스톤레버(600)의 가압부(630)에 접촉하도록 구성될 수 있다.

추출부(500)는 케이싱(100)에 고정되되 피스톤(400)에 의해 압축되는 분말재료를 고온 고압의 물이 통과함에 따라 제조되는 커피음료를 추출하는 역할을 할 수 있다. 추출부(500)의 추출헤드(510)는 실린더(300)의 브류잉공간(330)에 삽입될 수 있는 형상 및 크기로 형성될 수 있다.

추출부(500)의 일부인 추출헤드(510)는 실린더(300)에 대하여 상대적으로 제2 각도에 위치할 수 있다. 도면에 도시된 예에서는 호퍼(210)가 실린더(300)에 대하여 상대적으로 제1 각도에 위치하고, 추출헤드(510)가 이로부터 경사진 제2 각도에 위치한다. 커피음료 제조 과정 중에 실린더(300)는 크랭크(700)의 회전에 의해 제1 각도 또는 제2 각도를 향하도록 회전될 수 있다. 추출헤드(510)에서 실린더(300)를 향하는 표면인 페이스면(520)에는 제조된 커피음료가 진입하는 유입구(530)가 그 중앙에 형성될 수 있다.

피스톤레버(600)는 실린더(300)의 하부에 결합되어 실린더(300)가 특정 위치에 도달할 때 피스톤(400)을 이동시키는 역할을 할 수 있다. 피스톤레버(600)는 그 일부가 실린더(300) 하부의 레버지지부(360)에 삽입되어 실린더(300)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 피스톤레버(600)는 실린더(300)가 특정 위치에 있을 때 케이싱(100)의 특정 부위에 접촉하도록 구성된 걸림부(610, 620) 및 피스톤(400)의 피스톤스템(420)의 하단부에 접촉하도록 구성된 가압부(630)를 포함할 수 있다.

크랭크(700)는 구동부(미도시)에 의해 회전샤프트(750)를 중심으로 회전되되 필요에 따라 실린더(300)를 회전 및 이동시키는 역할을 할 수 있다. 크랭크(700)는 양측에 형성된 회전로드(710), 양측의 회전로드(710)를 연결하는 연결바(720), 회전로드(710)의 단부에 형성된 결합돌기(730) 및 상부에 형성된 치합부(740)를 포함할 수 있다. 치합부(740)에는 상측으로 개방된 개방홈이 형성되어 있다. 크랭크(700)는 전체 회전 범위의 제1 구간에서는 실린더(300)를 제1 각도와 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 추출헤드(510)가 실린더(300)의 브류잉공간(330)에 삽입되도록 실린더를 제2 각도를 따라 직선으로 이동시킬 수 있다.

잠금부(800)는 케이싱(100)의 일측에 구비된 손잡이(220)의 조작에 의해 케이싱(100)의 타측에 구비된 잠금부재(810)를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성될 수 있다. 여기서, 잠금부재(810)는 잠금 상태에 있을 때 브류잉공간(330)의 위치에 대응하는 높이에서 본체 프레임(미도시)의 일부에 맞물리도록 구성될 수 있다. 즉, 잠금부재(810)와 본체 프레임(미도시)이 맞물리는 위치는 커피음료 제조장치의 작동이 시작되기 이전의 실린더(300)의 브류잉공간(330)의 위치와 대략적으로 동일한 높이를 가질 수 있다.

추출유닛(1000)은 식물성 원료 및 물에 접촉하는 부분으로서 높은 위생 상태 유지를 위해 잦은 세척이 필요하므로, 커피음료 제조장치에 탈착가능하게 장착되는 것이 필요하다. 추출유닛(1000)의 장착 및 이탈을 가능하게 하는 부분이 바로 잠금부(800)인데, 잠금부(800)의 잠금부재(810)가 브류잉공간(330)의 위치에 대응하는 높이를 가짐에 따라, 추출유닛(1000)이 본체 프레임(미도시)에 결합되는 위치가 추출유닛(1000)의 무게중심 근처에 위치하게 하여 추출유닛(1000)이 더욱 견고히 고정될 수 있다. 추출유닛(1000)이 무게중심 근처에서 견고히 고정됨에 따라 커피음료 제조장치의 작동시 추출유닛(1000)에서 발생하는 진동 및 소음을 현저히 감소시킬 수 있고, 특히 브류잉공간(330)에서의 진동을 최소화하는 효과를 제공할 수 있다.

도면에 도시된 실시예는 케이싱(100)을 이루는 제1 케이싱부재(101)와 제2 케이싱부재(102) 중 제1 케이싱부재(101)는 커피음료 제조장치의 본체 프레임(미도시)에 구비된 커버(미도시)를 개방하면 사용자를 향하는 케이싱(100)의 일측에 위치하고, 제2 케이싱부재(102)는 추출유닛(1000)이 커피음료 제조장치에 장착되면 사용자를 향하지 않는 케이싱(100)의 타측에 위치하는 구조를 갖는다. 따라서 사용자가 커버(미도시)를 개방하면 케이싱(100) 일측, 즉 제1 케이싱부재(101) 측에서 호퍼(201) 또는 기타 부재에 구비된 손잡이(220)가 사용자에게 노출될 수 있고, 사용자가 손잡이(220)를 조작하면 잠금부(800)의 잠금부재(810)가 이동하여 추출유닛(1000)이 본체 프레임(미도시)으로부터 분리될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 추출유닛(1000)의 구조 및 동작을 더 자세히 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 추출유닛(1000)에서 케이싱(100)과 호퍼(210)를 제거한 상태를 나타내는 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 제1 케이싱부재(101)의 내면을 나타내는 측면도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 먼저 실린더(300)는 제1 각도에 위치하여 도 6에서와 같이 브류잉공간(330)의 개방된 상측이 공급부(200)의 호퍼(210)를 향하는 상태에 있다. 이 상태에서 공급부(200)는 실린더(300)의 브류잉공간(330)에 분말재료를 제공할 수 있다. 분말재료(미도시)는 공급부(200)의 일부인 호퍼(210)를 통해 제공될 수 있다.

브류잉공간(3300에 적정량의 분말재료가 투입된 후, 구동부(미도시)가 작동하면서 크랭크(700)가 회전샤프트(750)를 중심으로 회전하기 시작할 수 있다. 추출유닛(1000)이 본체 프레임(미도시)에 장착되면, 케이싱(100) 타측에 위치하는 구동부(미도시)가 제2 케이싱부재(102)에 형성된 샤프트홀(170)을 통해 크랭크(700)의 회전샤프트(750)와 결합될 수 있다. 크랭크(700)는 우선 실린더(300)를 호퍼(210)를 향하는 제1 각도에서 추출헤드(510)를 향하는 제2 각도로 회전시킬 수 있다.

실린더(300)가 제2 각도를 향하기 이전의 상태에서는 실린더(300)의 제2 가이드돌기(320)가 크랭크(700)의 치합부(740)의 개방홈에 삽입된 상태에 있으며, 크랭크(700)가 회전할 때 치합부(740)는 제2 가이드돌기(320)를 가압하여 실린더(300)가 함께 회전하게 할 수 있다. 실린더(300)가 회전하는 중에 제1 가이드돌기(310)는 케이싱(100)에 형성된 원호가이드홈(120)을 따라 이동하게 된다.

한편, 실린더(300)가 제1 각도에서 제2 각도로 회전되는 중에, 실린더(300)에 결합된 헤드 스크레이퍼(350)는 실린더(300)와 함께 회전하면서 추출헤드(510)의 페이스면(520)에 장착된 스크린(545)을 접촉할 수 있다. 여기서 스크린(545)이란 추출헤드(510)의 페이스면(520)에 장착된 하나 이상의 스크린 및 필터를 총괄하는 개념이다. 실린더(300)가 회전함에 따라 헤드 스크레이퍼(350)는 스크린(545)을 스크레이핑하여 추출헤드(510)에 잔류하는 찌꺼기를 제거할 수 있다.

헤드 스크레이퍼(350)가 회전하면서 그리는 궤적이 추출헤드(510)의 페이스면(520) 및 스크린(545) 표면의 곡률반경과 정확히 일치하지 않더라도, 헤드 스크레이퍼(350)가 탄성적으로 변형가능한 재질 및 구조로 설치됨에 따라 최대한 스크린(545)의 표면과 접촉을 유지하며 원활히 이동할 수 있다.

실린더(300)가 제2 각도에 도달한 후에는 원호가이드(120)의 제한 및 케이싱(100) 내의 공간 제약으로 인해 실린더(300)가 더 이상 회전할 수 없게 되는데, 이때부터는 크랭크(700)의 회전이 더 이상 실린더(300)를 회전시키지 않고, 제2 각도를 따라 실린더(300)를 직선으로 이동시킬 수 있다. 즉, 크랭크(700)가 계속 회전하면, 회전로드(710)의 결합돌기(730)가 결합된 슬라이더(370)가 가이드레일(375)을 따라 움직이고, 이는 실린더(300)를 추출헤드(510)를 향해 직선으로 이동시킨다. 이 때, 치합부(740)의 개방홈은 제2 각도를 향하므로 실린더(300)의 제2 가이드(720)를 더 이상 구속하지 않고, 제2 가이드(720)는 제2 직선가이드(115)를 따라 이동할 수 있다.

이와 같이 크랭크(700)가 회전 동작만을 수행하더라도 실린더(300)와 크랭크(700) 사이의 결합구조는 실린더(300)가 제1 구간에서는 회전운동을 하고 제2 구간에서는 직선운동을 하게 할 수 있다.

결국, 크랭크(700)가 어느 정도 회전하였는가에 따라 실린더(300)의 위치를 파악하는 것이 가능하며, 더 나아가 추출유닛(1000)이 커피음료 제조 과정 중 어느 단계에 있는지를 파악하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치에서는 회전샤프트(750)에 지시돌기(770)를 구비하고 케이싱(100)에는 지시홈(150)을 형성할 수 있다.

예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 예에서는 회전샤프트(750)의 단부에 지시돌기(770)가 형성되어 있고, 제1 케이싱부재(101)에서 크랭크(700)의 회전샤프트(750)를 지지하기 위한 샤프트홀더(175) 부위에는 지시홈(150)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 케이싱부재(101, 102)가 서로 결합되어 케이싱(100)을 이루면, 회전샤프트(750)의 지시돌기(770)는 지시홈(150)을 통해 케이싱(100)의 일측으로 노출될 수 있다. 지시돌기(770)는 회전샤프트(750) 단부의 나머지 부분에 비해 더 외측으로 돌출하여 지시홈(150) 내부에 위치할 수도 있지만, 외부에서 충분히 인지가능할 정도라면 외측으로 돌출하지 않아도 무방하다.

예를 들어 도 2에 도시된 상태를 참조하면, 실린더(300)는 호퍼(210)를 향하는 제1 각도에 있으며, 크랭크(700)는 실린더(300)가 이 각도에 있게 하는 위치에 있다. 이 상태에서는 실린더(300)의 브류잉공간(330)에 고온의 물이 주입되지 않았을 것이므로, 추출유닛(1000)을 본체 프레임(미도시)으로부터 분리하는 것이 비교적 안전할 것을 예상할 수 있다. 이와 같이 아직 크랭크(700)가 회전을 시작하지 않은 상태에서는 지시돌기(770)가 지시홈(150)의 끝에 위치할 것이다.

도시된 바와 같이, 추출유닛(1000)을 분리해도 안전한 경우에 해당하는 위치를 표시하는 마커(775)가 제1 케이싱부재(101)에 형성될 수 있다. 지시돌기(770)가 마커(775)에 의해 표시된 위치에 있는 경우, 사용자는 추출유닛(1000)을 분리해도 안전한 것으로 인지할 수 있다.

이와는 달리 크랭크(700)가 어느 정도 회전한 상태에서는 브류잉공간(330) 내에 내용물이 있을 수 있고, 경우에 따라 고온의 물이 수용될 수 있으므로, 추출유닛(1000)을 함부로 분리하지 않아야 할 것이다. 따라서 커피음료 제조장치가 갑작스러운 전원 차단 등에 의해 중간에 멈춘 경우, 사용자는 지시홈(150)을 통해 노출된 지시돌기(770)의 위치를 통해 추출유닛(1000)의 현재 상태를 인지할 수 있고, 안전하지 않은 상태에서 추출유닛(1000)이 분리되는 일을 방지할 수 있다.

물론, 필요에 따라 제1 케이싱부재(101)에는 지시홈(150)을 따라 추가의 마커(미도시)가 구비될 수도 있다. 해당 마커들은 실린더(300)의 위치 및 커피음료 제조 과정 중의 단계를 표시할 수 있다. 예를 들어, 실린더(300)가 하강하면서 분말 찌꺼기에서 물이 제거되는 단계, 탬핑(tamping)이 수행되는 단계, 실린더(300)가 상사점에 도달하는 단계 등의 단계에 대응하는 지시돌기(770)의 위치를 표시하기 위한 마커가 제1 케이싱부재(101)에 구비될 수 있다.

한편, 제2 케이싱부재(102)에는 호스연결부(340)의 회전 및 이동 궤적을 따라 관통홀(130)이 형성되어 호스연결부(340)가 실린더(300)의 회전 및 이동을 방해하지 못하게 할 수 있다.

실린더(300)가 추출부(500)를 향해 직선으로 이동하게 될 때, 추출부(500)의 추출헤드(510)는 브류잉공간(330) 내에 삽입되는데, 추출헤드(510)의 외주면에 결합된 오링(555) 등으로 인해 브류잉공간(330)에는 밀폐된 환경이 조성될 수 있다. 실린더(300)가 추출부(500)를 향해 최대한 이동한 상태에서 커피음료 제조장치는 브류잉공간(330)으로 연통하는 호스연결부(340)에 결합되는 호스 등을 통해 고온 고압의 물을 주입하고, 이와 같이 주입된 물은 추출헤드(510)와 브류잉공간(330) 내의 피스톤헤드(410) 사이에서 압축된 분말재료를 통과하면서 커피음료를 이루고, 커피음료는 추출헤드(510)의 페이스면(520)에 형성된 유입구(530)를 진입하고 연결통로(562), 허브(565) 및 기타 통로를 거쳐 외부로 토출된다.

설정된 양의 물이 공급되고 대응하는 양의 커피음료가 추출되면, 크랭크(700)는 반대 방향으로 회전을 시작할 수 있다. 크랭크(700)가 다시 반대로 회전하면서 슬라이더(370)는 반대 방향으로 이동하고 실린더(300)는 다시 직선을 따라 원위치로 하강할 수 있는데, 이 때 실린더(300)에 회전가능하게 결합되고 피스톤스템(420)의 하단부에 결합된 피스톤레버(600)가 작동하게 된다.

즉, 실린더(300)가 하강 중에 특정 위치에 도달할 때, 피스톤레버(600)의 걸림부(610)가 케이싱(100)의 걸림돌기(160)에 의해 가압될 수 있고, 이로 인해 피스톤레버(600)가 레버지지부(360)를 중심으로 회전하게 될 수 있다. 피스톤레버(600)가 회전하면서 가압부(630)는 피스톤스템(420)을 위로 가압하고, 그 결과 피스톤헤드(410)가 브류잉공간(330) 내에서 상승하게 된다. 피스톤(400)은 피스톤헤드(410)의 상면이 브류잉공간(330)의 개방된 상측 위로 노출될 때까지 상승할 수 있다. 피스톤헤드(410)가 상승하면 브류잉공간(330)에서 커피 브류잉에 사용되고 남은 분말 찌꺼기는 압축된 퍽(puck)의 형태로 들어올려지게 된다.

실린더(300)가 제2 각도를 향하는 상태에서 가장 낮은 위치까지 하강하면, 크랭크(700)의 회전은 치합부(740)와 제2 가이드(720)의 맞물림에 의해 다시 실린더(300)를 제1 각도로 회전시키게 된다. 이 때, 피스톤(400)은 상승한 상태로서 피스톤헤드(410)가 브류잉공간(330)의 개방된 상측 위로 노출되어 있으므로, 실린더(300)가 회전할 때 피스톤 스크레이퍼(250)는 피스톤헤드(410)의 상면을 스크레이핑할 수 있다.

탄성부재(270)에 의해 가압되면서 피스톤헤드(410)의 상면과 최대한 접촉을 유지하는 피스톤 스크레이퍼(250)는 피스톤헤드(410) 상의 분말 찌꺼기를 스크레이핑하여 분말 찌꺼기가 배출부(390)를 따라 찌꺼기 저장용기로 배출되게 한다. 이와 같이 피스톤 스크레이퍼(250)는 탄성부재(270)의 가압력을 이용하여 피스톤(400) 상의 불순물, 즉 브류잉공간(330) 내부의 불순물을 철저하게 제거할 수 있고, 헤드 스크레이퍼(350) 역시 탄성력을 이용하여 추출헤드(510) 상의 불순물을 철저하게 제거할 수 있다. 이러한 2중의 스크레이퍼 구조로 인해 매차례의 브류잉에는 불순물이 포함되지 않고 순수한 커피 분말재료만으로 커피음료가 추출되므로 더 효과적으로 크레마를 형성할 수 있다.

한편, 피스톤 스크레이퍼(250)가 피스톤(400)의 상면을 스크레이핑한 후에는 피스톤레버(600)의 걸림부(620)가 케이싱(100)의 내부에 접촉하며 피스톤레버(600)를 다시 원위치로 복귀시킨다. 이로써 피스톤(400)은 다시 하강하고, 브류잉공간(330)에는 피스톤헤드(410)의 위로 새 분말재료의 투입을 위한 공간이 확보될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 5 및 도 8을 참조하여 잠금부(800)의 구조 및 동작을 더 자세히 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 제2 케이싱부재(102) 및 잠금부(800)의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 5 및 도 8을 참조하면, 잠금부(800)는 손잡이(220), 스위치돌기(230), 잠금부재(810), 잠금부재가이드(180) 및 보호브라켓(185)을 포함할 수 있다. 손잡이(220)와 스위치돌기(230)는 도면에서와 같이 호퍼(210)의 양측에 구비되거나 기타 구성요소의 양측에 구비될 수 있고, 잠금부재가이드(180) 및 보호브라켓(185)은 제2 케이싱부재(102)에 구비될 수 있다.

잠금부재(810)에는 경사진 형상의 슬릿(820)이 형성될 수 있고, 슬릿(820)의 하부에는 걸림편(830)이 여유홈(840) 내에 배치될 수 있다. 슬릿(820)은 도 6에서와 같이 경사진 형상으로 형성될 수 있고, 스위치돌기(230)가 슬릿(820) 내에 배치될 수 있다.

걸림편(830)은 그 상단이 여유홈(840)의 상부에 연결되어 걸림편(830)의 하부에 약간의 탄성적 변형을 허용하도록 구성될 수 있다. 걸림편(830)의 하단부(850)는 하부를 향할수록 증가하는 두께를 가져 직각삼각형과 유사한 단면을 가질 수 있다.

잠금부재가이드(180)는 잠금부재(810)가 수직 방향으로만 이동가능하도록 잠금부재(810)를 둘러싸는 형태로 구현될 수 있다. 잠금부재가이드(180)의 표면에는 걸림편(830)의 폭에 대응하는 크기의 관통윈도우(190)가 도 6에서와 같이 형성될 수 있다.

보호브라켓(185)은 잠금부재가이드(180)의 상부에 형성될 수 있으며, 스위치돌기(230)를 에워싸도록 형성될 수 있다. 보호브라켓(185)은 추출유닛(1000)이 본체 프레임(미도시)에서 분리된 상태에서도 스위치돌기(230)가 외부로 노출되지 않게 하여 외부 충격 등에 의해 스위치돌기(230)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 스위치돌기(230)가 손상되면 추출유닛(1000)을 본체 프레임(미도시)으로부터 분리하는 것이 어려워질 수 있다.

도 1 및 도 5는 추출유닛(1000)이 본체 프레임(미도시)에 장착된 상태에 있을 때의 모습을 나타낸다. 전술한 바와 같이 호퍼(210)의 타측에 구비된 스위치돌기(230)는 잠금부재(810)의 경사진 슬릿(820) 내에 삽입되어 있는데, 도 5에 나타난 바와 같이 경사진 슬릿(820)의 상단부가 스위치돌기(230)에 걸쳐져 있다. 이 상태에서 잠금부재(810)는 그 하부가 잠금부재가이드(180) 아래로 소정 거리 내려와 있는데, 이 부분은 본체 프레임(미도시)의 일부에 걸쳐지는 부분에 해당한다. 즉, 추출유닛(1000)을 본체 프레임(미도시)에 장착할 때 본체 프레임(미도시)의 일부는 잠금부재가이드(180) 아래에 위치할 수 있으며, 잠금부재(810) 중 잠금부재가이드(180) 아래로 연장된 부분은 본체 프레임(미도시)의 일부에 걸리면서 추출유닛(1000)이 커피음료 제조장치에 장착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 잠금부재(810)는 잠금 상태에 있을 때 브류잉공간(330)의 위치에 대응하는 높이에서 본체 프레임(미도시)의 일부에 맞물리도록 구성될 수 있다. 이는 커피음료 제조장치의 작동시 추출유닛(1000)에서 발생하는 진동 및 소음을 현저히 감소시킬 수 있고, 브류잉공간(330)에서의 진동을 최소화하여 크레마 형성에 더 유리한 환경을 조성할 수도 있다.

사용자는 추출유닛(1000)을 분리하기 위해 손잡이(220)를 조작할 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 손잡이(220)는 호퍼(210) 또는 기타 부품의 일측에 구비될 수 있고, 스위치돌기(230)는 해당 부품의 타측에 구비될 수 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 케이싱부재(101)에 피벗부재(240)가 구비될 수 있고, 손잡이(220)는 피벗부재(240)에 인접하게 위치할 수 있다. 사용자가 손잡이(220)를 당기면, 손잡이(220)는 피벗부재(240)를 받침점으로 하는 일종의 지렛대 구조를 이루어 반대측의 스위치돌기(230)가 가로 방향을 따라 특정 방향으로 이동하게 한다.

예를 들어, 사용자가 손잡이(220)를 도 4의 우측 방향으로 당기면, 손잡이(220)와 일체형으로 형성된 호퍼(210)가 약간 이동하면서 호퍼(210)의 타측에 형성된 스위치돌기(230)가 특정 방향(도 4에서는 좌측 방향, 도 5에서는 우측 방향)으로 이동할 수 있다.

손잡이(220)의 조작에 의해 스위치돌기(230)가 도 5에서 우측 방향으로 이동하게 되면, 상하 방향으로만 이동하도록 구성된 잠금부재(810)는 경사진 슬릿(820) 내에 삽입된 스위치돌기(230)의 이동에 의해 위로 상승하게 된다. 이 상태에서는 잠금부재(810)의 하부가 더 이상 본체 프레임(미도시)에 걸리지 않으므로, 잠금부(800)는 해제 상태에 있게 되고, 추출유닛(1000)은 본체 프레임(미도시)으로부터 분리될 수 있다.

이 때, 삼각형 단면을 가진 걸림편(830)의 하단부(850)는 잠금부재가이드(180)의 하부를 통과한 후 관통윈도우(190)의 하부에 걸쳐질 수도 있다. 이 경우, 사용자가 손잡이(220)에 가한 힘을 제거하더라도 잠금부(800)는 계속 해제 상태를 유지할 수 있다.

도면에는 스위치돌기(230)의 이동 방향이 손잡이(220)의 조작 방향과 반대되는 구조가 도시되어 있으나, 다양한 실시예에서 스위치돌기(230)의 이동 방향 및 이동 거리는 변경될 수 있다.

분리된 추출유닛(1000)을 다시 커피음료 제조장치에 장착하는 경우, 사용자는 추출유닛(1000)을 설계 위치로 밀어 넣을 수 있다. 본체 프레임(미도시)에는 잠금부재가이드(180)의 하부에 대응하는 위치에 잠금부재(810)와 맞물리도록 구성된 부분이 구비될 수 있고, 관통윈도우(190)에 대응하는 위치에 걸림편(830)의 하단부(850)를 가압하도록 구성된 부분이 구비될 수 있다. 추출유닛(1000)이 정해진 위치로 삽입되면, 관통윈도우(190)의 하부에 걸쳐져 있는 걸림편(830)의 하단부(850)가 본체 프레임(미도시)의 일부에 의해 가압될 수 있고, 걸림편(830)의 하단부(850)의 걸림이 해제되면서 잠금부재(810)가 다시 하강할 수 있다. 하강한 잠금부재(810)는 잠금부재가이드(180) 하부에 위치한 본체 프레임(미도시)의 일부에 맞물리면서 추출유닛(1000)이 견고하게 고정될 수 있다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 추출헤드(510)의 구조 및 동작을 더 자세히 설명하기로 한다. 도 9는 추출헤드(510)에서 헤드캡(550)을 분리한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 커피음료 제조장치의 추출헤드(510)를 나타내는 단면도이다.

추출헤드(510)는 추출부(500)의 일부로서 실린더(300)의 브류잉공간(330) 내에 삽입되는 부분이다. 브류잉공간(330)에서 분말재료를 통과한 고온 고압의 물은 추출헤드(510)의 페이스면(520)의 중앙에 형성된 유입구(530)에 유입되어 직선유로(570)를 통과한 후, 연결구(575), 연결통로(562), 허브(565) 및 기타 통로를 거쳐 외부로 토출될 수 있다. 추출헤드(510)에는 내측의 유로 및 통로들을 밀폐하기 위한 오링(555) 등이 장착될 수도 있다.

도 9를 참조하면, 추출부(500)는 추출헤드(510)의 페이스면(520) 측에 장착되는 스크린(545) 및 헤드캡(550)을 더 포함할 수 있다. 추출부(500)는 하나 이상의 스크린 및/또는 필터를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 스크린(545)에 대한 언급은 일반적으로 이들 스크린 및/또는 필터를 총괄하여 지칭하는 것이다.

추출헤드(510)에서 실린더(300)를 향하는 표면을 페이스면(520)이라 지칭하기로 한다. 페이스면(520)에는 유입구(530)가 중앙에 형성될 수 있고, 유입구(530) 주위로 복수의 리브(525)가 형성될 수 있다. 복수의 리브(525) 중 적어도 일부는 유입구(530)를 중심으로 하는 원의 원호 형상을 가질 수 있다.

스크린(545)에는 다수의 홀이 형성되어 있으며, 페이스면(520)에 중첩되어 배치될 수 있다. 복수의 스크린(540, 545)이 배치되는 경우, 각 스크린(540, 545)에 형성된 홀은 서로 다른 크기 및/또는 배열을 가질 수 있다. 스크린(540, 545)은 필터 기능을 하여 물이 유입구(530)로 유입될 때 분말재료가 함께 유입되지 않도록 여과하는 역할을 할 수 있다.

헤드캡(550)은 스크린(545)을 페이스면(520)에 결합하는 역할을 할 수 있다. 헤드캡(550)은 추출헤드(510)의 외주면에 결합될 수 있는데, 예를 들어 서로 맞물리는 나사산을 이용한 나사결합 또는 열융착 등의 방법에 의해 결합될 수 있다.

종래기술에 따른 일부 장치에서는 페이스면(520)의 중앙에 결합되는 스크류를 이용하여 스크린(545)을 결합하는데, 그 결과 유입구(530)를 중앙에 형성하지 못하고 중앙에서 벗어난 위치에 유입구(530)를 형성한다. 이와 달리 본 발명의 일실시예에 따르면, 헤드캡(550)이 추출헤드(510)의 외주면에 결합되면서 스크린(545)을 페이스면(520)에 고정하고, 이로 인해 유입구(530)를 페이스면(520)의 중앙에 형성하는 것이 가능해진다.

유입구(530)가 중앙에서 벗어난 위치에 형성되는 경우와 대비하여 유입구(530)가 페이스면(520)의 중앙에 형성되면, 브류잉공간(330)을 통과하여 제조된 커피음료가 더 균일한 경로를 거쳐 유입구(530)로 진입하게 되며, 커피음료에 크레마가 더 잘 형성될 수 있다.

또한, 유입구(530)가 중앙에 형성되는 경우 복수의 리브(525)가 동심원의 원호 형상으로 페이스면(520)에 구비될 수 있으며, 이러한 배치로 인해 더욱 효과적으로 스크린(545)을 지지할 수 있다. 스크린(545)을 전체적으로 균일하게 지지하는 구성은 커피음료가 지나는 경로의 균일성을 증가시키는 데 일조하여 크레마 형성을 촉진시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 추출헤드(510)는 하부에 페이스면(520)을 포함할 수 있고, 페이스면(520) 위로 길게 연장된 연결파이프(560) 내부에는 직선유로(570)가 형성될 수 있다. 연결파이프(560)는 연결구(575)에 나사 결합 등에 의해 결합될 수 있는데, 연결구(575)에 형성된 홈에 오링을 개재하여 연결파이프(560)의 단부가 삽입 결합될 수 있다. 직선유로(570)는 유입구(530)에 연통하고 연결구(575) 내의 유로에 연통하되, 이들보다 큰 내경으로 형성되어 직선유로(570)의 일단에는 제1 걸림턱(572)이 형성되고 타단에는 제2 걸림턱(574)이 형성될 수 있다.

추출헤드(510)는 직선유로(570) 내부에 배치된 밸브부재(580)와 코일스프링(590)을 더 포함할 수 있다. 코일스프링(590)은 그 일단은 밸브부재(580)를 가압하고 타단은 제2 걸림턱(574)에 의해 지지되도록 배치될 수 있다. 밸브부재(580)는 제1 걸림턱(572)에 배치되어 유입구(530)에 인접하게 배치될 수 있다.

코일스프링(590)은 커피음료 제조에 적합한 압력으로 밸브부재(580)를 가압할 수 있게 하는 탄성 계수를 가지도록 설계될 수 있다. 즉, 코일스프링(590)은 밸브부재(580)를 가압하여 유입구(530)를 차단할 수 있고, 브류잉공간(330)에 주입되는 물이 코일스프링(590)의 가압력보다 큰 압력으로 제공하게 되면 물의 압력이 코일스프링(590)을 탄성적으로 변형시켜 밸브부재(580)가 유입구(530)를 개방하게 할 수 있다. 에스프레소를 제조하는 경우 물이 7 내지 10 bar의 압력으로 제공되는 것이 바람직할 수 있으며, 코일스프링(590)은 이에 대응하는 압력을 제공할 수 있도록 그 탄성계수가 결정될 수 있다.

한편, 코일스프링(590)은 직선유로(570)를 통과하는 커피음료가 나선류를 이루도록 도울 수 있다. 즉, 그 자체가 나선 형상을 가진 코일스프링(590)이 직선유로(570) 내에 구비됨에 따라, 직선유로(570)를 통과하는 커피음료는 그 점성에 의해 코일스프링(590)의 나선 형상을 따라 유동하게 된다. 유체는 나선류를 이룰 때 더 빠른 속도로 이동할 수 있으므로, 커피음료는 더 신속하게 브류잉공간(330)으로부터 외부로 토출될 수 있다.

커피음료에 많은 양의 크레마를 형성하기 위해서는 물이 균일한 조건으로 분말재료를 통과하고, 높은 압력 하에서 분말재료를 통과하고, 압력이 높은 수준에서 낮은 수준으로 신속하게 강하하여야 한다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따르면, 추출헤드(510)의 유입구(530)가 페이스면(520)의 중앙에 있게 하고 동심원 원의 원호 형상 리브(525)에 의해 스크린(545)이 균일하게 지지되게 함으로써, 브류잉공간(330)의 분말재료를 통과하는 물이 균일한 조건으로 커피 성분을 추출하여 높은 크레마 함량의 커피음료를 생성하게 할 수 있다.

또한, 추출헤드(510) 내부의 코일스프링(590)은 브류잉공간(330)의 물이 필요한 수준의 압력에 도달해야만 밸브부재(580)가 개방되게 함으로써 브류잉공간(330)에 필요한 압력이 조성되게 하고 압력이 급격히 강하할 수 있는 환경을 조성하여 높은 크레마 함량의 커피음료가 제조되게 할 수 있다. 더 나아가, 코일스프링(590)은 커피음료가 나선류를 이루며 토출되게 함으로써 용해된 이산화탄소가 크레마를 형성하지 못하고 손실될 가능성을 줄일 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 피스톤 스크레이퍼(250)와 헤드 스크레이퍼(350)가 이중으로 불순물을 제거함으로써, 높은 순도의 분말재료로부터 높은 품질의 커피음료가 제조되게 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 잠금부(800)는 추출유닛(1000)의 무게 중심에 대응하는 위치에서 추출유닛(1000)을 고정함으로써 커피음료 제조장치의 진동 및 소음을 줄일 뿐만 아니라 브류잉공간(330)이 안정된 상태를 이루게 하여 제조되는 커피음료의 품질을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 추출유닛
100: 케이싱 200: 공급부
250: 피스톤 스크레이퍼 300: 실린더
350: 헤드 스크레이퍼 400: 피스톤
500: 추출부 600: 피스톤레버
700: 크랭크 800: 잠금부

Claims

본체 프레임;
상기 본체 프레임에 장착되도록 구성되고, 내면에 가이드홈이 형성된 케이싱;
상기 케이싱 내부에 수용되고, 상측으로 개방된 브류잉공간을 내부에 형성하며, 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 외측에 구비된 실린더;
상기 실린더에 대해 상대적으로 제1 각도에 위치하고 적어도 일부가 상기 케이싱 외부로 노출되는 공급부;
상기 케이싱에 고정되고 상기 실린더에 대해 상대적으로 제2 각도에 위치하고, 상기 브류잉공간 내부로 삽입되는 추출헤드를 포함하는 추출부;
회전샤프트를 중심으로 회전하되 회전 범위의 제1 구간에서는 상기 실린더를 상기 제1 각도와 상기 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 상기 추출헤드가 상기 실린더에 삽입되도록 상기 실린더를 상기 제2 각도를 따라 직선으로 이동시키도록 구성된 크랭크; 및
상기 케이싱의 일측에 구비된 손잡이의 조작에 의해 상기 케이싱의 타측에서 잠금부재를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성된 잠금부;를 포함하되,
상기 잠금부는,
상기 손잡이의 조작에 의해 가로 방향을 따라 이동하는 스위치돌기;
상기 스위치돌기가 삽입되는 경사진 형상의 슬릿이 형성된 상기 잠금부재; 및
상기 케이싱의 타측에서 상기 잠금부재가 수직 방향으로만 이동가능하도록 상기 잠금부재를 둘러싸고 표면에 관통윈도우가 형성된 잠금부재가이드를 포함하되,
상기 잠금부재는 상기 슬릿 하부에 형성된 여유홈 및 상기 여유홈의 상부에 연결되어 상기 여유홈 내에서 탄성적으로 이동가능한 걸림편을 포함하고, 상기 걸림편의 하단부는 하부를 향할수록 증가하는 두께를 가지며,
상기 손잡이가 조작되어 상기 스위치돌기가 가로 방향을 따라 이동하면 상기 스위치돌기와 상기 슬릿의 상호작용에 의해 상기 잠금부재가 위로 이동하여 상기 본체 프레임과의 맞물림이 해제되는 동시에 상기 걸림편의 하단부가 상기 관통윈도우의 하단에 걸리고,
상기 케이싱이 상기 본체 프레임의 사전결정된 위치로 삽입되면 상기 본체 프레임의 돌기가 상기 관통윈도우를 통해 상기 걸림편의 하단부를 가압하여 상기 관통윈도우의 하단에 대한 걸림이 해제되는 동시에 상기 잠금부재가 아래로 이동하는 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
본체 프레임;
상기 본체 프레임에 장착되도록 구성되고, 내면에 가이드홈이 형성된 케이싱;
상기 케이싱 내부에 수용되고, 상측으로 개방된 브류잉공간을 내부에 형성하며, 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드돌기가 외측에 구비된 실린더;
상기 실린더에 대해 상대적으로 제1 각도에 위치하고 적어도 일부가 상기 케이싱 외부로 노출되는 공급부;
상기 케이싱에 고정되고 상기 실린더에 대해 상대적으로 제2 각도에 위치하고, 상기 브류잉공간 내부로 삽입되는 추출헤드를 포함하는 추출부;
회전샤프트를 중심으로 회전하되 회전 범위의 제1 구간에서는 상기 실린더를 상기 제1 각도와 상기 제2 각도 사이에서 회전시키고 제2 구간에서는 상기 추출헤드가 상기 실린더에 삽입되도록 상기 실린더를 상기 제2 각도를 따라 직선으로 이동시키도록 구성된 크랭크; 및
상기 케이싱의 일측에 구비된 손잡이의 조작에 의해 상기 케이싱의 타측에서 잠금부재를 잠금 상태 또는 해제 상태로 배치하도록 구성된 잠금부;를 포함하되,
상기 회전샤프트에는 지시돌기가 구비되어 있고, 상기 케이싱의 일측에는 원호 형상의 지시홈이 형성되어 있으며, 상기 지시돌기는 상기 지시홈을 통해 상기 케이싱의 일측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 브류잉공간 내부에서 상기 실린더에 대하여 상대적으로 세로 방향을 따라 이동하도록 구성된 피스톤;
힌지에 의해 상기 케이싱 또는 상기 공급부에 회전가능하게 고정되고 상기 실린더가 상기 제2 각도에서 상기 제1 각도로 회전할 때 상기 피스톤의 상면을 접촉하도록 구성된 피스톤 스크레이퍼; 및
일단은 상기 케이싱 또는 상기 공급부에 고정되고 타단은 상기 피스톤 스크레이퍼에 고정되어 상기 피스톤 스크레이퍼를 상기 피스톤의 상면에 밀착시키는 탄성부재를 더 포함하는 커피음료 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
탄성적으로 변형가능한 형태로 상기 실린더에 고정되어 상기 실린더가 상기 제1 각도에서 상기 제2 각도로 회전할 때 상기 추출헤드에 장착된 스크린을 접촉하며 이동하도록 구성된 헤드 스크레이퍼를 더 포함하는 커피음료 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 잠금 상태에서 상기 잠금부재는 상기 브류잉공간의 위치에 대응하는 높이에서 상기 본체 프레임의 일부에 맞물리도록 구성된 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 추출부는,
상기 실린더를 향하는 페이스면의 중앙에 유입구가 형성된 상기 추출헤드;
다수의 홀이 형성되어 있으며 상기 페이스면에 중첩되어 배치되는 스크린; 및
상기 추출헤드의 외주면에 결합되어 상기 스크린을 상기 추출헤드에 고정하는 헤드캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 추출헤드의 상기 페이스면에는 상기 실린더를 향하는 방향으로 돌출된 복수의 리브가 형성되어 있고, 상기 복수의 리브 중 적어도 일부는 상기 유입구를 중심으로 하는 원의 원호 형상을 가진 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 추출헤드의 내부에는 양단에 걸림턱이 형성되고 일단은 상기 유입구에 연통하는 직선유로가 형성되어 있고, 상기 직선유로의 내부에는 밸브부재 및 코일스프링이 배치되되, 상기 코일스프링은 그 일단은 상기 밸브부재를 가압하고 타단은 상기 직선유로 타단의 걸림턱에 의해 지지되고, 상기 밸브부재는 상기 유입구에 근접한 일단에 배치되어 상기 코일스프링에 의해 가압되며, 상기 브류잉공간 내의 압력에 따라 상기 유입구가 상기 밸브부재에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 커피음료 제조장치.
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