技术领域
本公开涉及一种咖啡提取装置和咖啡提取方法，其可以从咖啡胶囊(胶囊咖啡)等提取咖啡。
背景技术
随着日常生活和社交生活的进步以及其中所执行的任务变得专门化，已经开发出简单且有效地在生活中使用的大量装置，并且在这方面，诸如咖啡机等咖啡提取装置是能够简单且有效地在日常生活中使用的装置。
被称为胶囊咖啡机的咖啡提取装置是从包含诸如红茶、可可粉等的饮料粉末以及咖啡的胶囊产生液体饮料的装置，通过将高温高压的水和蒸汽提供到安装在胶囊提取单元中的胶囊来从其中提取饮料。
然而，在咖啡提取装置的现有技术中，当向包含在胶囊中的咖啡粉末提供高压水和蒸汽时，可能发生阻塞现象，其中粉末在高压下被压缩，使得咖啡可能不能被提取。
例如，包含在咖啡胶囊中的咖啡粉末可能在咖啡提取期间的高压下形成阻塞，从而阻塞提取路径。在这种阻塞现象的情况下，即使在高压泵运行时，也可能难以提取咖啡。
在这种阻塞现象的情况下，可能发生高压泵由于施加于其上的过大负荷而失效的问题，此外，具有提取功能异常的咖啡胶囊(胶囊咖啡)不能被使用并应该被丢弃。
此外，当用户强行打开咖啡提取单元时，可能出现高温、高压水和蒸汽向外部释放的安全问题。
(专利文献1)韩国实用新型公开第2011-0010665号(2011年11月15日公开)
发明内容
技术问题
解决上述现有技术的至少一些问题的本公开的一个方面是提供一种咖啡提取装置和咖啡提取方法，其中即使当包含在咖啡胶囊中的咖啡粉末中发生阻塞现象时也可以稳定地提取咖啡。
技术方案
根据本公开的一个方面，咖啡提取装置，包括：咖啡提取单元，其中安置有咖啡胶囊；泵，对水加压并将所述水供应到所述咖啡提取单元；流速传感器，测量供应到所述咖啡提取单元的水的流速；以及控制单元，其基于由所述流速传感器感测的流速来控制所述泵的驱动。
当由所述流速传感器感测的流速低于预设流速时，所述控制单元可将所述泵停止并且然后重新驱动所述泵。
在当所述泵被重新驱动时的电压施加时间段的至少一部分期间，所述控制单元可执行控制以将第二电压施加到所述泵，所述第二电压高于在所述泵的初始驱动时施加到所述泵的第一电压。当所述泵被重新驱动时，在将所述第二电压以预设时间施加到所述泵之后，所述控制单元可执行控制以将低于所述第二电压的第三电压施加到所述泵。在这种情况下，所述第三电压的电平等于或高于所述第一电压的电平。
在重新驱动所述泵时，当由所述流速传感器感测的流速低于所述预设流速时，所述控制单元可将所述泵停止预设的时间段并且然后将所述泵重新驱动。在这种情况下，当所述泵的重新驱动操作的次数等于或大于预设次数时，所述控制单元可通知用户所述咖啡提取功能异常。
咖啡提取装置可进一步包括，加热器，所述加热器安装在所述泵和所述咖啡提取单元之间的流路上，来将供应到所述咖啡提取单元的水加热。
根据本公开的另一方面，一种咖啡提取方法，包括：泵驱动过程，驱动泵以向咖啡胶囊供应高压水；以及重新提取过程，当供应到所述咖啡胶囊的水的流速低于预设流速时，停止驱动所述泵并且执行所述泵的重新驱动。
在所述泵驱动过程执行预设泵驱动时间段之后，当供应到所述咖啡胶囊的水的流速低于所述预设流速时，可执行所述重新提取过程。
在执行所述重新驱动过程之后，当供应到所述咖啡胶囊的水的流速低于所述预设流速时，可重复地执行所述重新提取过程。
咖啡提取方法可进一步包括，当所述重新提取过程的次数等于或大于预设次数时，显示所述咖啡提取功能中存在异常的过程。
根据本公开的另一方面，一种咖啡提取方法，包括：泵驱动过程，驱动泵以向咖啡胶囊供应高压水；以及重新提取过程，当供应到所述咖啡胶囊的水量在预设时间内未达到预设水量时，停止驱动所述泵并且然后执行所述泵的重新驱动。
在将电压施加到所述泵的时间的电压施加时间段的至少一部分期间，可通过将第二电压施加到泵来执行所述重新提取过程，所述第二电压高于在所述泵的驱动时施加到所述泵的第一电压。在将所述第二电压以第二电压设定时间段施加到泵之后，可通过将低于所述第二电压的第三电压施加到所述泵来执行所述重新提取过程。所述第三电压的电平可等于或高于所述第一电压的电平。
咖啡提取方法可进一步包括在所述泵驱动过程之前的初始泵驱动过程，其在将所述泵驱动预设初始驱动时间段后将所述泵停止。
有益效果
根据提供上述配置的示例性实施例，即使当在咖啡胶囊中包含的咖啡粉末中发生阻塞现象时，也可以通过改变向咖啡胶囊供给的水和蒸汽的压力来执行稳定的咖啡提取。
详细地，供应到咖啡胶囊的水和蒸汽的压力可以通过改变施加到泵的电压的电平来改变，因此，即使当咖啡粉末中发生阻塞现象时，也可以提取液体咖啡。
另外，根据本公开的示例性实施例，可以通过使用流速传感器的流速感测来确定咖啡胶囊中是否发生阻塞现象，并且可以消除阻该塞现象。
根据本公开的示例性实施例，可以将泵的驱动停止，然后可以将泵重新驱动以消除阻塞现象或允许在未发生阻塞现象的区域中形成流路，因此，可以执行稳定的咖啡提取。
附图说明
图1是根据本公开的示例性实施例的咖啡提取装置的示意图。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的咖啡提取方法的流程图。
图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的咖啡提取方法的流程图。
图4是示出根据本公开的另一示例性实施例的咖啡提取方法的流程图。
图5和图6是示出根据本公开的示例性实施例的在咖啡提取方法中施加到泵的电压的变化的各种示例的曲线图。
附图标记说明
100...咖啡提取装置
110...流速传感器
120...泵
130...加热器
140...咖啡胶囊
141...胶囊主体部分
143...上盖
144...下盖
145...咖啡粉末
150...咖啡提取单元
151...上冲压机构
152...下冲压机构
160...控制单元
170...显示单元
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。然而，本公开中的示例性实施例可以进行各种修改，并且不限于以下描述。另外，提供示例性实施例以向本领域技术人员更充分地描述本发明。为了便于说明，附图中的元件的形状、尺寸等可能被夸大。
此外，如本文所使用的，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
在根据本公开的示例性实施例的咖啡提取装置和咖啡提取方法中，液体饮料可以从包含诸如红茶、可可粉等的饮料粉末以及咖啡的各种饮料粉末的各种类型的胶囊提取。在包括权利要求的本说明书中，尽管通过示例提供从咖啡胶囊提取液体咖啡的情况，但是在根据示例性实施例的咖啡提取装置和咖啡提取方法中所使用的胶囊不限于咖啡胶囊，并且可以使用包含用于饮料提取的各种粉末的胶囊。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的示例性实施例的咖啡提取装置和咖啡提取方法。
咖啡提取装置
首先，将参照图1、图5和图6描述根据示例性实施例的咖啡提取装置100。
如图1所示，根据示例性实施例的咖啡提取装置100可以包括：咖啡提取单元150，其中安置有咖啡胶囊140；泵120，对水加压并将水供应到咖啡提取单元150；流速传感器110，测量供应到咖啡提取单元150的水的流速；以及控制单元160，其基于由流速传感器110感测的流速来控制泵120的驱动。咖啡提取装置100还可以包括：加热器130，其安装来将热水供应到咖啡提取单元150；以及显示单元170，向用户提供通知。
流速传感器110可以测量供应到咖啡提取单元150的水的流速。考虑到咖啡提取单元150的相对较小的提取量，流速传感器110可以配置为允许例如1LPM或更低的相对低流速的流量测量。
另外，泵120可以配置为向咖啡提取单元供应例如7至10巴(bar)的高压。由于此类高压泵的结构在本领域中通常使用，因此将省略其详细描述。
加热器130可以配置为将引入其中的水加热，该水将作为高温水或蒸汽被供应到咖啡提取单元。加热器130可以配置为承受泵120的相对较高的压力，并且可以以示例的方式使用模铸加热器作为加热器。
此类模铸加热器可以是，在布置有加热器130和其中有水流动的管道的状态下，由诸如铝等的具有相对较高的导热性的材料形成的模铸加热器，并且由于该管道安装在模铸金属内部，因此即便在高压环境中模铸加热器也可被稳定地使用。
然而，根据本公开的示例性实施例所使用的加热器130不限于上述模铸加热器，并且只要加热器可用于例如7至10巴的高压环境，可以使用本领域中通常使用的各种加热器130。
咖啡提取单元150可以提供有将咖啡胶囊140安置于其中的胶囊安置部(未示出)，并且可以通过向咖啡胶囊140供应高压水(或蒸汽)来提取液体咖啡。另一方面，在本说明书中，虽然为了便于说明描述了将“水”供应到咖啡提取单元150，但例如当将在加热器中被加热的水以高压供应时，水可变为蒸汽，并且可以供应到咖啡提取单元150。因此，在包括权利要求的本说明书中，供应到咖啡提取单元150的“水”被定义为包括蒸汽，并且可以仅以蒸汽提供。
此外，可以将刺穿咖啡胶囊140的上部的上冲压机构151设置在咖啡胶囊140上方，以允许由泵120加压的水被引入咖啡胶囊140中。另外，可以将刺穿咖啡胶囊140的下部的下冲孔机构152设置在咖啡胶囊140的下方，以允许在咖啡胶囊140内部的咖啡粉末145和高压水彼此接触并且通过被刺穿的部分供应到用户。
另外，咖啡胶囊140可以具有这样的结构：例如如图1所示，咖啡粉末145容纳在胶囊主体部分141中，并且可以在胶囊主体部分141的上部和下部分别设置有上盖143和下盖144，以保护容纳在咖啡胶囊内部的咖啡粉末145。然而，在示例性实施例中所使用的咖啡胶囊140不限于图1所示的结构，并且可以使用本领域中通常使用的容纳咖啡粉末145的胶囊。
另一方面，控制单元160可以基于由流速传感器110感测的流速来控制泵120的驱动。
例如，当由流速传感器110感测的流速低于预设流速时，其可以指示供应到咖啡提取单元150的水的流速是极小的或没有水供应，这可以确定发生了咖啡胶囊140内的高压水引起的阻塞现象。
因此，例如，当由流速传感器110检测到的流速低于预设流速时，控制单元160可以控制泵120的驱动以解决阻塞现象。
具体地，例如，当由流速传感器110检测到的流速低于预设流速时，控制单元160可以控制泵120使其停止并且然后重新驱动泵120。
例如，当将泵120的驱动停止预设时间段时，施加到咖啡胶囊140的压力水平可以低于在泵120停止之前提供的压力。在这种状态下，当泵120重新驱动时，施加到咖啡粉末145的压力的水平可以改变，从而改变粉末的压力分布或布置状态。因此，可以通过经由在泵120停止之后的泵的重新驱动来消除阻塞现象或允许在未发生阻塞现象的区域中形成流路，从而执行稳定的提取。
在这种情况下，在当泵120被重新驱动时的电压施加时间段t2a至t2c的至少一部分t2a至t2b期间，如图5和6所示，控制单元160可以执行控制以将第二电压V2施加到泵120，所述第二电压V2高于在泵120的初始驱动时施加到泵120的第一电压V1。
例如，参考图5和图6，在泵120的初始驱动操作t0至t1期间施加到泵120的电压是第一电压V1，当泵120在泵120被停止了t1至t2a的预设时间段后被重新驱动时所提供的第二电压V2可以高于第一电压V1。当将第二电压V2增加到如上所述的高于第一电压V1时，由于与将第一电压V1施加到泵120的情况相比，将更高的压力施加到咖啡胶囊140，因此咖啡粉末145的阻塞现象可以容易地消除。
另外，当泵120被重新驱动时，控制单元160可以在预定时间段t2a至t2b向泵120施加第二电压V2，然后可以在剩余时间t2b至t2c施加低于第二电压V2的第三电压V3。例如，由于可以通过将高于第一电压V1的第二电压V2施加到泵120来消除阻塞现象，所以可以不持续保持第二电压V2的电平，并且可以在预设时间段t2a至t2b之后提供低于第二电压V2的第三电压V3。
在这种情况下，第三电压V3可以被设置为如图5所示的等于第一电压V1的电平，或者也可以被设置为如图6所示的高于第一电压V1的电平。
另一方面，在泵120停止之后，即使在泵120被重新驱动之后，也可能存在发生阻塞现象的情况。例如，在即使在泵120被重新驱动之后阻塞现象也没有被消除的情况下，由流速传感器110感测的流速可低于预设流速。
如上所述，在进行泵120的重新驱动操作时，当由流速传感器110感测的流速低于预设流速时，控制单元160可以将泵120停止预设的时间段并且可以然后将泵120重新驱动。因此，如图5和图6所示，可以在经过预设时间段t2c至t3a之后重新驱动泵120。在这种情况下，在将第二电压V2以预设时间t3a至t3b施加到泵120之后，可以在剩余时间t3b至t3c内施加低于第二电压V2的第三电压V3。
另一方面，在即使在泵120被重新驱动之后，由流速传感器110感测的流速继续低于预设流速的情况下，停止泵120之后的泵120重新驱动操作也可以继续进行。然而，如果即使当泵120被重新驱动预定次数或更多次，例如三次或更多次时，还未达到预设流速，则用户等待时间可能过长，并且也可能难以仅使用上述方法消除咖啡粉末145的阻塞现象。
因此，例如，当泵120的重新驱动操作的次数等于或大于预设次数时，控制单元160可通过显示单元170通知用户咖啡提取功能异常。因此，用户可以采取诸如从咖啡提取单元150移除具有咖啡提取功能异常的咖啡胶囊140并将新的咖啡胶囊140安装进咖啡提取单元150等等的措施。在这种情况下，由于即使在停止泵120的驱动的状态下咖啡胶囊140中也可能存在残余压力，所以当用户打开咖啡提取单元150时可能发生归因于水溅等的安全事故。因此，当向用户通知功能异常时，可以提供通过打开与咖啡提取单元150连接的通道等来去除咖啡胶囊140内的残余压力的过程。
咖啡提取方法
随后，将参照图1至6描述根据本公开另一示例性实施例的咖啡提取方法。
首先，将参照图1的咖啡提取装置100描述作为示例的图2所示的咖啡提取方法(S100)。
如图2所示，根据示例性实施例的咖啡提取方法S100可以包括：泵驱动过程S120，驱动泵120以向咖啡胶囊140供应高压水；以及重新提取过程(S200)，当供应到咖啡胶囊140的水的流速低于预设流速时，将泵120的驱动操作停止并且执行泵120的重新驱动。
例如，当用户选择咖啡提取按钮时，换句话说，当在S110中输入咖啡提取时，可以在例如加热器130的温度高于预设温度的允许咖啡提取的条件下执行泵驱动过程(S120)。
当泵120被驱动时，高压水可以被供应到咖啡提取单元150，并且液体咖啡可以从咖啡提取单元150中被提取。
此时，在咖啡胶囊140中不发生阻塞现象的情况下，在S130中，由流速传感器110感测的流速可以等于或高于预设流速，并且液体咖啡可以从咖啡提取单元150顺畅地提取。此时，可以在S180中根据提取的咖啡类型，确定是否已经达到预设水量，例如，美式(Americano)咖啡的预设水量是大于浓咖啡(espresso coffee)的预设水量的。当水量未达到预设水量时，可以在S120中继续执行泵120的驱动，并且当达到预设水量时，由于提取已经完成，所以可以在S190中停止泵120的驱动。
另一方面，在咖啡胶囊140中发生阻塞现象的情况下，在S130中由流速传感器110检测的流速可能低于预设流速。在这种情况下，即使在泵120被连续驱动的情况下，咖啡提取可能不顺畅。
因此，例如，当供应到咖啡胶囊140的水的流速低于预设流速时，可以执行重新提取过程S200，在S200中，停止泵120的驱动并且然后执行泵120的重新驱动。
以示例的方式如图2所示，重新提取过程S200可以包括：过程S140，其中泵120停止预设时间段；以及过程S160，重新驱动泵120。
例如，在S140中，当将泵120的驱动停止预设时间段时，施加到咖啡胶囊140的压力可能低于在泵120停止之前的压力水平。在这种状态下，当在S160中重新驱动泵120时，施加到咖啡粉末145的压力的水平可以改变，从而改变粉末的压力分布或布置状态。因此，可以通过在泵停止过程(S140)之后执行泵重新驱动过程(S160)，可以消除阻塞现象或未发生阻塞现象的区域中形成流路，从而提供稳定的咖啡提取。
在这种情况下，如图5和图6所示，在重新提取过程S200的泵重新驱动过程S160中，可以将第二电压V2以在当泵120被重新驱动时的电压施加时间段t2a至t2c的至少一部分t2a至t2b施加到泵120，该第二电压V2高于在泵驱动过程S120期间施加到泵120的第一电压V1。
换句话说，参考图5和图6，在泵120的初始驱动操作t0至t1期间施加到泵120的电压是第一电压V1，当t1至t2a的预设时间段的泵停止过程S140之后执行泵重新驱动过程S160时所提供的第二电压V2可以高于第一电压V1。当将第二电压V2增加到如上所述的高于第一电压V1时，由于与将第一电压V1施加到泵120的情况相比，将更高的压力施加到咖啡胶囊140，因此咖啡粉末145的阻塞现象可以容易地消除。
另外，在重新提取过程S200的泵重新驱动过程S160中，当泵120被重新驱动时，第二电压V2可以被以预设时间段t2a到t2b施加到泵120，然后，可以在剩余时间t2b至t2c施加低于第二电压V2的第三电压V3。例如，由于可以通过将高于第一电压V1的第二电压V2施加到泵120来消除阻塞现象，所以可以不持续保持第二电压V2的电平，并且可以在预设时间t2a至t2b之后提供低于第二电压V2的第三电压V3。
在这种情况下，第三电压V3可以被设置为如图5所示的等于第一电压V1的电平，或者也可以被设置为如图6所示的高于第一电压V1的电平。
另一方面，在泵停止过程S140之后，即使在泵重新驱动过程S160之后，也可能存在发生阻塞现象的情况。例如，在即使在泵重新驱动过程S160之后阻塞现象也没有被消除的情况下，由流速传感器110感测的流速可低于预设流速。
因此，在S130中，当在泵重新驱动过程S160期间由流速传感器110感测的流速低于预设流速时，可以执行重新提取过程S200，例如，可以在泵120停止预设时间段(S140)之后重复进行泵重新驱动过程S160。如图5和图6所示，可以在经过预设时间段t2c至t3a之后重新驱动泵120。此外，在这种情况下，在将第二电压V2施加到泵120预设时间t3a至t3b之后，可以在剩余时间t3b至t3c施加低于第二电压V2的第三电压V3。
另一方面，即使在泵重新驱动过程S130中的S160之后，由流速传感器110感测的流速继续低于预设流速的情况下，泵重新驱动过程S160也可以在泵停止过程S140之后被继续执行。然而，如果即使当泵120被重新驱动预定次数或更多次，例如三次或更多次时，还未达到预设流速，则用户等待时间可能过长，并且也可能难以仅使用上述方法去除咖啡粉末145的阻塞现象。
因此，例如，当重新驱动泵120的次数等于或大于S150中的预设次数时，在S170中，可通过显示单元170向用户通知咖啡提取功能中的异常。然后，用户可以采取诸如从咖啡提取单元150移除具有咖啡提取功能异常的咖啡胶囊140并将新的咖啡胶囊140安装进咖啡提取单元150等等的措施。在这种情况下，由于即使在停止泵120的驱动的状态下咖啡胶囊140中也可能存在残余压力，所以当用户打开咖啡提取单元时可能发生归因于水溅等的安全事故。因此，通知用户提取功能中的异常或错误的过程S170可以包括：通过打开与咖啡提取单元150连接的通道等来消除咖啡胶囊140内的残余压力的过程。
随后，将描述作为图3中的示例说明的咖啡提取方法(S100a)。图3所示的咖啡提取方法S100a可类似于图2所示的咖啡提取方法S100，除了在泵驱动过程S120之前执行预设时间的初始泵驱动过程S115之外。
因此，将省略与图2所示的示例性实施例相同或相似的配置的详细描述，并且将仅描述不同之处。
在初始泵驱动过程S115中，泵120可以被初始地驱动预设时间，以初始地向咖啡粉末145供应高压水。例如，在初始泵驱动过程S115中发生阻塞现象的情况下，阻塞现象可以在泵驱动过程S120中消除，并且可以随后执行重新提取过程S200。
例如，在图3所示的示例性实施例的情况下，由于进一步执行初始泵驱动过程S115，可以更容易地使咖啡粉末145免于阻塞现象。
随后，将描述作为示例的在图4中说明的咖啡提取方法(S100b)。
图4所示的咖啡提取方法S100b与图2所示的示例性实施例的不同之处在于，其中代替将由流速传感器110感测到的流速与预设流速进行比较的过程S130，而执行确定水量是否达到预设水量的过程S180，从而确定是否去执行重新提取过程S200b。
例如，在S120中，根据基于要提取的咖啡的类型的预设水量，泵120可以被驱动预设时间，并且在S180中，若供应到咖啡胶囊140的水量在预设时间内达到预设水量，咖啡提取可能完成。因此，在S190中可以停止泵120的驱动。在S180中供应到咖啡胶囊140的水量没有达到预设水量的情况下，可以确定咖啡粉末145的流动被阻塞，并且可以执行重新提取过程(S200b)。
重新提取过程(S200b)的详细配置与图2所示的咖啡提取方法S100的相同，将省略其详细描述。
虽然上面已经展示了和描述了示例性实施例，但对于本领域的技术人员是显而易见的是可在不脱离所附权利要求书所限定的本公开的范围的情况下进行修改和变形。