KR20160001678A - 디스펜서 유닛 상에 가열소자를 갖는 커피 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 개선된 장치 및 웨팅 방법 - Google Patents

디스펜서 유닛 상에 가열소자를 갖는 커피 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 개선된 장치 및 웨팅 방법 Download PDF

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안드레아 카살리
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그루포 침발리 에스.피.에이.
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Abstract

커피 머신, 바람직하게는 에스프레소 머신, 특별히 그러나 제한되지 않는 전문적인 에스프레소 메이킹 머신에서, 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 개량된 장치. 상기 장치는 가압수 공급원(4), 적어도 하나의 음료 디스펜서 유닛(13), 상기 디스펜서 유닛(13)과 탈착 가능하게 결합되는 필터 홀더(15), 상기 디스펜서 유닛에 배치되는 워터 히터(12), 상기 가압수 공급원(4)과 상기 워터 히터(12)를 연결하는 급수 시스템 (3 및 11), 상기 히터(12)와 상기 디스펜서 유닛(13)을 연결하는 디스펜싱 도관(23); 필터 홀더에 들어있는 음용량의 분쇄 원두 커피내로 가열수를 퍼져나가게 하기 위하여 상기 디스펜싱 도관(23)에 삽입되어 상기 도관의 개폐 및 필터 홀더(15)에 가열수의 공급을 위한 디스펜싱 밸브 디바이스(26), 적어도 상기 가압수 공급원(4)에, 상기 히터(12)에, 그리고 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)에 접속되는 전자 제어 및 프로그래밍 유닛인 중앙처리장치(22)를 포함하여 구성된다.
상기 장치는 상기 가압수 공급원(4)과 상기 워터 히터(12)를 연결하는 상기 급수 시스템(3 및 11)에 배치되는 추가 밸브 디바이스(28)를 더 포함하여 구성되고, 상기 추가 밸브 디바이스(28)는 상기 중앙처리장치에 접속된다.

Description

디스펜서 유닛 상에 가열소자를 갖는 커피 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 개선된 장치 및 웨팅 방법{Improved device for wetting a dose of ground coffee in coffee machines having a heating element on the dispenser unit, and wetting process}
본 발명은 커피 머신, 바람직하게 에스프레소 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피(a dose of ground coffee)를 웨팅(wetting ; 적시기)하기 위한 개선된 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 웨팅 장치는 가압수 (pressurized water) 공급원, 적어도 하나의 음료 디스펜서 유닛, 상기 디스펜서에 탈착 가능하게 결합되는 필터홀더, 상기 디스펜서 유닛에 배치되는 워터 히터, 상기 가압수 공급원과 상기 워터 히터를 연결하는 급수 시스템(water supply system), 상기 워터 히터와 상기 디스펜서 유닛을 연결하는 디스펜싱 도관을 포함하고, 필터 홀더에 들어있는 음용량의 분쇄 원두 커피에 가열수를 퍼져나가게 하기 위하여 상기 디스펜싱 도관에 삽입되어 상기 도관의 개폐 및 필터 홀더에 대한 가열수의 공급을 위한 디스펜싱 밸브 디바이스; 적어도 상기 가압수 공급원과, 상기 워터 히터와, 그리고 상기 디스펜싱 밸브 디바이스와 접속되는 전자 제어 및 프로그래밍 유닛인 중앙처리장치를 포함하여 구성된다.
하나의 구체예에서, 상기 머신은 상기 가압수 공급원과 디스펜서 유닛 사이에서 상기 급수 시스템에 배치되는 수-가열 보일러(water-heating boiler)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 보일러에는 통상적인 열 교환기가 장치되는 것이 바람직하다.
상기 머신은 복수의 디스펜서 유닛을 갖는 것이 바람직하다.
위에서 언급한 유형의 에스프레소 머신들이 공지되어 있으며, 그 예로는 EP-A-1 360 918, EP-A- 2 314 183, EP-A-2 314 182, EP-A-2 133 011에 기술된 것들이 있다.
본 발명은 커피 브루잉 과정(brewing process)과도 관련이 있다.
실제 사용시에, 상기한 커피 머신들은 전통적인 커피 머신에 비해 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 시간이 짧다는 단점이 있다. 전통적인 커피 머신의 웨팅 시간은 보통 디스펜싱 밸브가 개방된 시점으로부터 5 내지 7초 범위이며, 이러한 범위의 웨팅 시간이 커피 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피에 대한 적절한 수분산을 이루기 위한 최적의 시간이다.
알려진 바와 같이, 커피 브루잉(brewing) 또는 웨팅 시간은, 뜨거운 물이 그 압력을 디스펜싱 밸브 디바이스가 개방된 순간부터 낮은 압력, 일반적으로 1바(bar)보다 약간 높은 값으로부터 약 8-9 바의 전통적인 작동 값(traditional operating value)까지 올리는데 필요한 시간이다.
본 발명의 과제인, 각 디스펜서 유닛에 독립적인 히터를 가진 커피 머신들은, 그 구조로 인하여 처음의 1 바에서 커피가 실제로 처리(dispense)되는 작동 값인 8-9 바로 승압시키기 위한 상기한 타이밍을 보장할 수 없다.
그 이유는, 디스펜서에 있는 워터 히터는 물이 거의 차 있고, 통상적으로 펌프로 대표되는 가압수 공급원과 연통되어 있어서, 음용량의 커피 디스펜싱 과정이 시작될 때, 거의 순간적으로 약 8-9 바의 압력인 펌프의 작동 압력에 노출되기 때문이다. 이에 따라, 사실상 이미 8-9 바의 최대 작동 압력을 가지는 물이 워터 히터의 챔버로부터 토출되어 필터 홀더에 있는 커피를 브루잉한다.
본 발명의 목적은, 디스펜서 유닛에 워터 히터가 구비된 커피 머신으로 하여금 상기 디스펜싱 밸브 디바이스가 개방된 시점으로부터의 필터 홀더 안의 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 시간을 당 분야에서 최적으로 알려진 웨팅 시간에 상당하는 시간으로 조절 가능하게 하는 기술적 구성을 제공함으로써, 상술한 문제점을 해소하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 첨부된 특허청구 범위의 청구항 1항에 의해 정의된 장치에 의해 달성된다.
도 1은 본 발명을 실시하는 하나의 커피 머신의 개략적인 수압 회로도이다.
이하, 본 발명에 의한 커피 머신의 수압 회로를 개략적으로 나타낸 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 도면 부호 1은 열수(hot water)와 스팀(steam)을 만들기 위한 통상의 보일러를 나타낸다. 이 보일러는 당 분야에서 알려진 바와 같이 커피 머신의 외부에 있는 냉수 공급원(도면부호 2로 나타냄)으로부터 냉수를 공급받는다.
이러한 냉수 공급원(2)은 냉수를 도관(3)과 펌프(4)를 통하여 에스프레소 머신에 있는, 구체적으로 에스프레소 머신의 보일러(1)에 있는, 당 분야에서 알려진 열 교환기(5)로 공급한다.
가열된 물은 이러한 열 교환기(5)의 출구로부터 도관(6)을 통하여, 도관(3)에 연결된 냉수 도관(8)과 또한 연통하는, 혼합부(Mixing Station)(7)로 공급된다.
도면 부호 9 및 10으로 나타낸 유량 조절기들이 혼합부(7) 윗쪽에서 열수 도관(6)과 냉수 도관(8)에 각각 배치된다.
이러한 유량조절기들은 냉수와 열수를 혼합하여 미리 정해진 온도 T1, 예를들어, 40℃ 내지 50℃의 온수를 도관(11)에서 얻게 해준다. 혼합부(7)를 지나 흐르는 이러한 물은 커피 디스펜싱 디바이스 또는 유닛(13)에 장착된 소형 챔버 형태의 워터 히터에 도달한다.
그와 달리, 냉수 공급원(2)은 보일러(1) 및 열 교환기(5)가 없이 워터 히터(12)에 직접 연결될 수 있는 열수 도관(6)으로 구성된 급수 시스템에 의해 상기 워터 히터(12)에 직접 연결될 수 있다.
이 디스펜서 유닛(13)은, 공지된 바와 같이 브루잉 바디(brewing body) (14)와 브루잉 유닛(brewing unit)을 포함하여 구성되고, 브루잉 바디는 도시된 예에서 워터 히터(12)의 챔버의 베이스로 이루어지며, 브루잉 유닛은 필터(16)를 갖는 필터 홀더(15)와 커피 디스펜싱 노즐(17)로 이루어지며, 커피 디스펜싱 노즐 아래에 모음 컵 (18)을 이용 가능하게 놓는다.
연결 수단(19)이 필터 홀더(15)의 탈착 가능한 연결을 위하여 브루잉 바디(14)에 설치된다.
가변적인 전원으로 물을 가열하기 위하여 상기 히터(12)의 챔버 안에 전기 저항(20)이 배치되어, 후술하는 설명에서 더 이해되듯이, 작동 온도(T2) 보다 높은 수온(T3)(60℃ 내지 110℃ 범위)이 워터 히터(12) 안에서 짧은 시간 동안에 얻어지며, 이 온도는 커피 만들기를 위한 최적의 온도로서 시스템에서 필요로 하는 온도이다.
가열 저항(20)의 작동은 온도센서(21) 및 도면 부호 22로 개략적으로 나타낸 중앙처리장치(CPU)에 의해 제어된다.
워터 히터(12)의 챔버로부터 나온 물은, 워터 히터(12)의 챔버의 출구(24)를 상기 디스펜서 유닛(14)에 형성된 채널(25)에 연결하고 필터(16)의 바로 윗쪽에서 끝나는 도관(23)을 통하여 브루잉 유닛, 구체적으로 필터 홀더(15)로 운반된다.
디스펜싱 밸브 디바이스(26)(예를 들어, 솔레노이드 밸브)가 상기 도관(23)에 배치되고, 또한 중앙처리장치(22)에 의해 제어된다.
이러한 디스펜싱 밸브 디바이스(26)는 음료를 만들기 위하여 물이 상기 필터 홀더에 공급되는 한 위치와, 물 공급을 중단하고 커피 머신 외부의 배수구(27)와 연통하는 다른 한 위치를 갖는다.
본 발명에 따르면, 워터 히터(12)가 물 공급원(2)과 직접 연결되는 경우, 밸브 디바이스(28)가 열수 도관(11) 또는 도관(3)에 추가로 배치될 수 있다.
밸브 디바이스(28)(이것 또한 솔레노이드 밸브가 바람직함)는 중앙처리장치(22)에 접속되어 후술하는 바와 같이 개폐된다.
밸브 디바이스(28)는 휴지상태에서 개방되어 있어서, 이 커피 머신에 각 디스펜서 유닛(13)의 히터 디바이스(12) 외에 열 교환기(5)를 가질 수도 있는 보일러(1)가 구비되는 것과 무관하게 상기 히터 디바이스(12)의 챔버가 펌프(4)와 유체 연통하거나(in fluid communication), 펌프(4)가 유량 조절기(9 및 10) 또는 보일러(1)를 설치함이 없이 가열 디바이스(12)에 직접 연결된다. 본 발명의 브루잉 과정에 따르면, 조작자가 한 가지의 커피 디스펜싱 조작을 선택할 때마다, 디스펜싱 밸브 디바이스(26)가 동작되어 개방상태에 도달하고, 이에 따라 밸브 디바이스(28)가 동시에 또는 0-5초 지연되어 폐쇄되어, 프로그램 가능한 지속 시간 동안 여전히 폐쇄 위치에 있다.
상기 밸브 디바이스(28)가 폐쇄되어 있는 동안, 즉, 바람직하게 0초에서 최대 10초 사이에서 선택된 시간 동안, 상기 히터(12)의 챔버는 상기 밸브 디바이스(28)로부터 윗쪽에 위치한 회로의 나머지 부분과 더 이상 유체 연통하지 않으며, 필터 홀더(15)에 도달하는 뜨거운 물은 오직 디스펜서 유닛에 있는 히터 디바이스(12)로부터 나온다.
상기 밸브 디바이스(26)가 개방된 시점으로부터, 그리고 밸브 디바이스(28)가 폐쇄되어있는 동안에, 가열 소자(20)를 전원에 의해 동작시켜서, 워터 히터(12)내의 온도 센서를 통해 중앙처리장치(22)에 의해 모니터링하지 않더라도 안전 위험이 없게, 물의 온도를 가열 디바이스(12)내에 도달되어 있는 작동 온도(T2)로부터 독립적으로 증가시킨다.
상기 히터 디바이스(12)내의 물은 그 온도를 작동 온도(T2)로부터 1-5℃, 바람직하게 2℃가 높아진 온도(T3)로 증가시킨다.
온도가 증가함에 따라 압력 또한 증가하고, 뜨거운 물이 상기 가열 디바이스에서 상기 필터 홀더로 배출되어 분쇄 원두 커피를 1 바 보다 약간 높은 압력에서 웨팅하기 시작한다.
밸브 디바이스(28)에 대한 프로그램된 폐쇄시간이 경과되면, 다시 개방 위치를 취하게 되며, 이에 따라 상기 히터 디바이스(12)의 챔버와 펌프(4) 사이의 유체 연통 상태를 복원하고, 필터 홀더(15)를 향하여 방출되는 수압을 짧은 시간에 약 9±1 바의 작동 압력으로 증가시킨다.
밸브 디바이스(28)의 폐쇄시간은 뜨거운 물이 약 9±1 바의 작동 압력에 도달하기 전에 분쇄 원두 커피를 통해 퍼져나갈 시간에 맞춰지게 선정하여야 할 것이다.
이러한 폐쇄시간은, 최적의 음료 디스펜싱 성능 및 음료의 고품질을 달성하도록, 예를들어, 5-7초로 설정할 수 있다.
밸브 디바이스(28)가 개방 위치로 복귀하자마자, 중앙처리장치(22)가 디스펜서 유닛의 가열 디바이스(20)의 모니터링을 재개하고, 필요한 경우 가열 디바이스(20)를 동작시켜서, 음료 디스펜싱 시간 동안 사용자에 의해 프로그램된 온도를 유지하게 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 가압수 공급원(4), 적어도 하나의 음료 디스펜서 유닛(13), 상기 디스펜서 유닛(13)에 탈착 가능하게 결합되는 필터 홀더(15), 상기 디스펜서 유닛에 배치되는 워터 히터(12), 음료 디스펜싱을 위해 프로그램된 온도로 물을 가열하기 위한 상기 워터 히터(12) 내의 가열 소자(20), 상기 가압수 공급원(4)과 상기 워터 히터(12)를 연결하는 급수 시스템 (3 및 11), 상기 히터(12)와 상기 디스펜서 유닛(13)을 연결하는 디스펜싱 도관(23), 가열수를 필터 홀더에 들어있는 음용량의 분쇄 원두 커피 내로 퍼져나가게 하기 위해 상기 디스펜싱 도관에 삽입되어 상기 도관의 개폐 및 필터 홀더로 가열수의 공급을 위한 디스펜싱 밸브 디바이스(26), 적어도 상기 가압수 공급원(4)에, 상기 가열 소자(20)에, 그리고 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)에 접속되는 전자 제어 및 프로그래밍 유닛인 중앙처리장치(22)를 포함하여 구성되는, 커피 머신, 바람직하게는 에스프레소 머신, 특별히 제한되지 않는 전문적인 에스프레소 메이킹 머신에서, 음료 제조 중에 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 장치로서,
    상기 가압수 공급원(4)과 상기 워터 히터(12)를 연결하는 상기 급수 시스템(3 및 11)에 배치되는 추가 밸브 디바이스(28)를 포함하여 구성되고, 상기 추가 밸브 디바이스(28)는 상기 중앙처리장치(22)에 접속되며, 상기 유닛(22)은 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)를 개방하면 상기 추가적인 밸브 디바이스(28)를 폐쇄시키고, 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)가 개방되어 있는 시간 동안 상기 추가 밸브 디바이스(28)를 폐쇄된 상태로 유지시키기 위하여 구성되고, 상기 시간은 상기 필터 홀더(15)에 들어있는 음용량의 분쇄 원두 커피를 상기 워터 히터(12)에서 유출하는 물로 웨팅하는데 요구되는 시간인 것을 특징으로 하는 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치(22)는, 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)가 개방되는 시간과 동일한 시간에서 상기 추가 밸브 디바이스(28)를 폐쇄하는 기능을 더 갖는, 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치(22)는, 상기 디스펜싱 밸브 디바이스가 개방된 순간 후에, 0-5초의 시간 지연으로 상기 추가적인 밸브 디바이스(28)를 폐쇄하는 기능을 더 갖는, 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치(22)는, 상기 추가 밸브 디바이스(28)가 폐쇄되고 상기 디스펜싱 밸브 디바이스(26)가 개방될 때, 상기 가열 소자(20)의 온도를 프로그램된 음료 디스펜싱 온도보다 높은 온도로 상승시키는 기능을 더 갖는, 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압수 공급 디바이스와 상기 추가 밸브 디바이스(28) 사이에 위치하는 워터 히터(1)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 워터 히터(1)는, 열 교환기(5)를 포함하여 구성되는,음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압수 공급원이, 펌프(4)를 포함하여 구성되는, 음용량의 분쇄 원두 커피의 웨팅 장치.
  8. 디스펜서 유닛(13)에 놓이는 워터 히터(12), 상기 워터 히터내의 물을 가열하여 프로그램된 커피 디스펜싱 온도를 발생시키는 가열 소자(20), 상기 워터 히터(12)를 위한 가압수 공급원(4)을 포함하여 구성되는 에스프레소 머신의 상기 디스펜서 유닛의 필터 홀더내 음용량의 분쇄 원두 커피를 프로그램된 디스펜싱 온도로 웨팅한 후에, 프로그램된 디스펜싱 온도로 에스프레소 커피를 디스펜싱하기 위한 방법으로서,
    상기 커피 디스펜싱 단계를 시작한 후에,
    - 상기 워터 히터(12)에서 상기 필터 홀더로 향하는 가열된 물의 공급류(supply)를 개방하는 단계,
    - 상기 공급원으로부터 상기 디스펜서 유닛 상의 상기 워터 히터(12)로 가압수의 공급류를 폐쇄하는 단계;
    - 물을 가열하기 위하여 프로그램된 온도보다 높은 상기 워터 히터(12)의 가열 소자(20)의 온도를 커피 디스펜싱 온도로 승온시키는 단계;
    - 상기 필터 홀더 내의 상기한 양의 분쇄 원두 커피가 상기 워터 히터(12)로부터 유출되는 물로 웨팅될 때까지, 상기 워터 히터(12)로 향하는 가압수의 공급을 폐쇄된 상태로 유지하고, 승온된 상기 가열 소자의 온도를 유지하는 단계;
    - 상기 공급원으로부터 상기 워터 히터로 가압수의 공급류를 개방하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 에스프레소 커피의 디스펜싱 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 워터 히터(12)로의 가압수 공급류가, 0-10초 범위의 시간 동안 폐쇄된 상태를 유지하는, 에스프레소 커피의 디스펜싱 방법.
KR1020150090175A 2014-06-27 2015-06-25 디스펜서 유닛 상에 가열소자를 갖는 커피 머신에서 음용량의 분쇄 원두 커피를 웨팅하기 위한 개선된 장치 및 웨팅 방법 KR20160001678A (ko)

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