采用聲波振動的冷泡咖啡萃取裝置的制作方法

本發明涉及一種采用聲波振動的冷泡咖啡萃取裝置，更具體地，涉及一種能夠通過對混合有咖啡粉末的咖啡水溶液施加聲波振動而輕松地萃取咖啡的咖啡萃取裝置。

背景技術：

咖啡萃取方法是從依賴于人的手的土耳其式浸出法開始，接著手動滴漏、機器滴漏、摩卡壺、法式壓榨、虹吸式等個別萃取機構、以及杠桿型、活塞型、彈簧型等的濃縮咖啡機，如今，已開發使用有結合數字技術的全自動咖啡機等。

其中，將熱水倒入咖啡粉末之后等待咖啡成分溶于水的時間來萃取的浸泡式(浸出式)萃取法、和將熱水倒入裝有咖啡的濾紙來萃取咖啡液的滴濾咖啡萃取法，雖然能夠通過簡單的工具輕松地萃取咖啡，但具有無法用冷水萃取的缺點，采用在壺中裝入咖啡之后在高壓狀態下使高溫的水通過來萃取咖啡液的濃縮咖啡機的萃取法也具有需要購買昂貴的機器的缺點和無法用冷水萃取咖啡的缺點。

近年來，廣泛使用將少量的冷水長時間通過填充有大量的咖啡粉末的容器來萃取咖啡的冷泡(Cold Brew)萃取法。冷泡萃取法還稱為荷蘭咖啡(Dutch coffee)、冰滴(Water Drip)萃取法，由于是在溶解度降低的低溫狀態下萃取咖啡，因此與高溫狀態的萃取法相比，具有相較于萃取時間洗提出的咖啡因相對較少的優點，相反地還具有可品味咖啡的成分的萃取量較少的缺點。

因此，需要可以根據忙碌的現代人的生活方式在短時間內萃取咖啡，且能夠減小萃取出的咖啡因的量的咖啡萃取法。

發明的詳細說明

發明要解決的技術課題

本發明是為了解決上述問題而提出的，本發明的目的在于提供一種可使用常溫的水在短時間內萃取咖啡的咖啡萃取裝置。

并且，提供一種能夠相較于萃取時間洗提出較少的咖啡因的咖啡萃取裝置。

另外，提供一種通過制備能夠生成六角水的咖啡萃取條件，而能夠實現增進咖啡的味道和品嘗人員的健康的咖啡萃取裝置。

本發明的目的并不限定于上述提及的目的，未提及的其他目的可從以下記載中明確地理解。

用于解決技術課題的手段

為了實現上述目的，本發明的一方面所涉及的采用聲波振動的咖啡萃取裝置，包括：電流支撐部，在一個方向上延伸而形成，以使向外周邊部的切線方向施加交流電流；磁振動部，將所述電流支撐部的一端容納于內部而在橫穿所述電流支撐部的方向上形成磁場，從而通過所述交流電流的極性變化沿所述電流支撐部的長度方向振動；及板部，與所述磁振動部結合而將所述振動傳遞到包含顆粒物質的流體。

在此，包含顆粒物質的流體可在5Hz～25Hz振動，并且振動3分鐘～30分鐘。

在此，本發明的采用聲波振動的咖啡萃取裝置可包括調節所述磁振動部的振動頻率的周期的頻率調節部、調節所述磁振動部的振動頻率的振幅的強度調節部、及調節所述磁振動部的振動時間的時間調節部。

在此，所述磁振動部可包括：產生磁場的磁鐵；內側面板，與所述磁鐵的下表面結合而被磁化，并沿所述磁鐵的外周邊部向下部延伸而形成；及外側面板，與所述磁鐵的上表面結合而被磁化，并沿所述磁鐵的外周邊部延伸而形成，且末端以與所述內側面板的外周邊部相對的方式彎曲地形成，從而形成橫穿所述被容納的電流支撐部的一端的方向的磁場。

在此，所述內側面板及所述外側面板為了減少磁力損耗，彎曲表面可形成為曲面。

在此，包含所述顆粒物質的液體設置于通過所述磁振動部而產生的磁場內。

在此，本發明的采用聲波振動的咖啡萃取裝置可還包括：底座部，與所述電流支撐部的另一端結合；直線襯套軸承，從所述底座部的上表面延伸而形成；軸部，從所述板部的底面延伸而形成，末端插入到所述直線襯套軸承而被引導，從而導引所述磁振動部的流動；及彈性彈簧，所述軸部和所述直線襯套軸承容納于內部，兩端與所述底座部及所述板部結合來緩沖傳遞到所述板部的負載。

用于實現上述目的的具體事項，參考附圖和詳細地后述的實施例即可明確。

然而，本發明并不限定于以下公開的實施例，也可由各種不同的方式構成，本實施例是為了使本發明的公開變得完整且向本領域技術人員告知本發明的范圍而被提供。

發明效果

根據前述本發明的解決課題的手段之一，能夠通過使用常溫或低溫的水萃取咖啡來降低洗提出的咖啡因的量，并且能夠通過向包含咖啡粉末的水溶液傳遞聲波振動來縮短咖啡萃取時間。

另外，包括如下效果：為了所述聲波振動而形成的磁場被傳遞到包含咖啡粉末的水溶液中，從而磁場內的常溫或低溫的水溶液可生成為具有六角形的結晶結構的水溶液。

附圖說明

圖1是表示本發明的一實施例所涉及的采用聲波振動的冷泡咖啡萃取裝置的大致結構的外形圖。

圖2是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的結合結構的立體圖。

圖3是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的詳細結構的分解立體圖。

圖4是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的結合結構的圖2的A-A`部分的剖視圖。

圖5是表示本發明的一實施例所涉及的電磁力的產生原理、聲波振動的過程及形成于咖啡水溶液中的磁場的圖。

圖6是表示本發明的一實施例所涉及的基于5Hz的聲波振動的咖啡水溶液的振動波形的圖。

圖7是表示本發明的一實施例所涉及的基于25Hz的聲波振動的咖啡水溶液的振動波形的圖。

圖8是表示本發明的另一實施例所涉及的安裝有咖啡萃取容器的容器安裝槽的圖。

圖9是表示本發明的另一實施例所涉及的可調節各部分的高度的板部的驅動的圖。

符號說明

100-聲波振動部，110-電流支撐部，

111-繞線筒，112-音圈，

120-磁振動部，121-磁鐵，

122-外側面板，123-內側面板，

124-連接部，130-板部，

140-底座部，150-導向部，

151-軸，152-直線襯套軸承，

153-彈性彈簧，154-緩沖部件，

160-冷卻部，200-控制部，

210-頻率調節部，220-強度調節部，

230-時間調節部，

300-容器安裝槽，400-高度調節部，

B-咖啡萃取裝置，C-咖啡萃取容器。

具體實施方式

以下，參考附圖詳細說明本發明的一實施例。以下介紹的實施例是為了向本發明的本領域技術人員充分傳達本發明的思想而被提供。本發明并不限定于以下說明的實施例，可以以其他形態具體體現。為了明確說明本發明，在附圖中省略與說明無關的部分，在附圖中，關于構成元件的寬度、長度、厚度等，為了方便而有可能夸大表現。在說明書整體中相同的參考符號表示相同的構成元件。

圖1是表示本發明的一實施例所涉及的采用聲波振動的冷泡咖啡萃取裝置的大致結構的外形圖。

如圖1所示，本發明的咖啡萃取裝置B中，向混合有咖啡粉末的溶解度較低的常溫或低溫的水溶液傳遞由設置于咖啡萃取裝置B的下部的聲波振動部100所產生的聲波振動，從而能夠通過增進咖啡粉末與水溶液的混合來相較于萃取時間萃取較多的量的咖啡，并且能夠通過縮短萃取時間來減少咖啡因的洗提量。

設置于所述咖啡萃取裝置B的下部的聲波振動部100由設置于咖啡萃取裝置B的上部的控制部200控制。所述控制部200的頻率調節部210控制所施加的交流電流來調節振動頻率，從而能夠調節所產生的振動的周期，強度調節部220能夠通過控制所述交流電流來調節振動的振幅，時間調節部230調節被驅動的聲波振動部100的振動時間，由此能夠以咖啡粉末與水溶液的混合量、萃取溫度、萃取時間等各種萃取條件為基礎并根據目的萃取各種咖啡。

本發明的實施例中，通過假定用于萃取淡咖啡的周波數5Hz至用于萃取濃咖啡的25Hz，3分鐘～30分鐘的萃取時間來調節聲波振動頻率及強度。另外，按5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz調節振動頻率，以便能夠通過各種聲波振動來對咖啡的濃度和味道、香味進行各種調節。并且，能夠利用所述聲波振動部100以大量的咖啡粉末萃取多個咖啡時，有可能使變得不同的萃取咖啡的濃度保持為恒定。

本實施例中，以冷泡(Cold Brew)咖啡萃取方式為例子來說明咖啡萃取方式。本發明的荷蘭咖啡、冰滴萃取方式是在雙重過濾網內部的咖啡粉末被浸沒于水溶液的狀態下萃取咖啡的方式，這與對咖啡粉末滴下一定量的水來萃取已溶解的水溶液這樣的通常的冷泡萃取方式不同而采用聲波振動，能夠利用在水溶液中浸泡咖啡粉末的通常的浸漬式(浸出式)咖啡萃取方式制造冷泡咖啡。換言之，所述浸漬式(浸出式)咖啡萃取方式在使用高溫的水溶液或使用常溫或低溫的水溶液時，通常經過長時間浸漬(浸出)來萃取咖啡，然而本發明的咖啡萃取方式可利用聲波振動來短時間內萃取在常溫或低溫的水溶液中浸漬(浸出)的咖啡。

圖2是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的結合結構的立體圖，圖3是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的詳細結構的分解立體圖，圖4是表示本發明的一實施例所涉及的聲波振動部的結合結構的圖2的A-A`部分的剖視圖。

如圖2至圖4所示，設置于本發明的咖啡萃取裝置B的下部的聲波振動部100利用電磁力而使支撐所述咖啡萃取容器C的板部130上下振動，從而能夠對咖啡萃取容器C施加振動力，并由所述振動而產生的聲波振動被傳遞到咖啡水溶液，以增進所述水溶液的混合。

聲波振動原理利用的是揚聲器的聲波產生原理，將在后述的圖5中進行詳細說明。

所述聲波振動部100為了執行上述功能，包括電流支撐部110、磁振動部120、板部130、底座部140、導向部150，并且還包括冷卻部160。

電流支撐部110設置于底座部140的上部，并且為了施加極性以周期性變化的交流電流來產生電力，而包括繞線筒111及音圈112。

繞線筒111以圓筒形狀從底座部140的上部延伸而形成，上部包括卷繞所述音圈112而可容納的容納槽。

音圈112在所述圓筒形狀的繞線筒111的上部沿長度方向以螺旋狀卷繞而流出交流電流，從而能夠通過卷繞的次數和卷繞的形狀，沿所述繞線筒111的外周邊部的切線方向均等地形成預定大小的電力。

磁振動部120設置于所述板部130的下部，中心軸設置成與所述繞線筒111即電流支撐部110的中心軸一致，且為了在與所述電流支撐部110所產生的電力相同的區域形成磁場，而包括磁鐵121、外側面板122、內側面板123及連接部124。

磁鐵121為了形成均勻的磁性區域而以永久磁鐵來設置，并且以圓筒形狀形成而能夠形成以中心軸為中心的放射型磁場。本實施例中的磁鐵121可以以釹(Neodymium Magnet)來設置。然而，所述磁鐵121的種類并不限定于此，如果是具有半永久磁性的材料則固然可以使用任何材料。

外側面板122以磁性體來設置，并且與所述磁鐵121的上表面結合而被磁化，以圓筒形狀從所述磁鐵121的上部延伸而形成，并能夠形成以所述磁鐵121為中心的均勻的磁場。

內側面板123也以磁性體來設置，并且與所述磁鐵121的下表面結合而被磁化，以圓筒形狀從所述磁鐵121的下部延伸而形成，并能夠形成以所述磁鐵121為中心的均勻的磁場。

此時，外側面板122從磁鐵121的上表面以“匚”字形延伸彎曲而形成，末端朝向所述內側面板123的外周面，從而能夠形成從外側面板122朝向內側面板123或從內側面板123朝向外側面板122的磁場。即，意味著外側面板122以“匚”字形分開而朝向內側面板123，從而朝向內側面板123的磁場的大小能夠比其他部分的磁場的大小較大地形成，外側面板122與內側面板123以不同的極性相對地形成，從而能夠形成與所述磁鐵121的外周邊部的切線方向正交的方向的磁場。

另一方面，在所述外側面板122的末端與內側面板123的外周面之間的磁場區域，被引入由前述的卷繞于所述繞線筒111的上部的音圈112、即電流支撐部110的上端，而能夠在所形成的所述磁場內產生電力。

換言之，以電流支撐部110和磁振動部120的中心軸為基準，通過卷繞有所述音圈112的繞線筒111而形成切線方向的電力，并通過所述外側面板122和內側面板123形成與所述切線方向正交的方向的磁場，從而通過弗萊明的左手定律沿所述中心軸產生電磁力。另外，所述電磁力通過被施加的交流電流形成沿中心軸周期性變化的上下方向的電磁力，從而所述磁振動部120可振動，隨之板部130也可振動。

并且，為了形成在所述外側面板122的末端與內側面板123的外周面之間所形成的與切線方向正交的方向的精密的磁場，優選將外側面板122設為與所述內側面板123最大限度地隔開的形狀，但是考慮到從磁鐵121傳遞的磁力的損耗而優選確定隔開距離。

另外，為了減輕磁力損失，優選將外側面板122及內側面板123設為兩端均具有曲率的形狀，本實施例中，圖示說明磁鐵121、外側面板122及內側面板123通過磁力來結合，而并非通過其他結合機構或結合結構，但是為了防止因振動引起的中心軸的脫離或結合結構的變形，固然可使用任何構成。

連接部124用于將磁振動部120結合于板部130的下部，并且可分別插入結合于形成于板部130的中心的結合槽和形成于外側面板122的上表面的結合槽。另一方面，連接部124為了將從磁鐵121傳遞到外側面板122的磁力通過板部130傳遞到咖啡水溶液中而以磁性體設置，并且為了保護咖啡萃取裝置B的電子設備而能夠以非磁性體設置。

板部130與磁振動部120的上部結合并通過磁振動部120的振動而上下流動，并將所傳遞的振動傳遞到咖啡水溶液中，為了防止因咖啡萃取容器C的振動而引起的位置脫離，能夠以可提供摩擦力的結構或材質設置。本實施例中，通過設置被硅處理的板部130，能夠提供摩擦力和緩沖效果，但本技術中應用的結構并不限定于此，固然可使用能夠向所述咖啡萃取容器C提供摩擦力及緩沖效果的任何結構。

另外，板部130以磁性體設置，以便容納從所述外側面板122及連接部124傳遞的磁力并進行傳遞。

底座部140設置于咖啡萃取裝置B的下部而支承各構成元件，并且由熱傳導率較高地材質設置，以便能夠排出所述電流支撐部110放出的熱量。

導向部150在所述板部130與底座部140之間設置有至少一個以上，引導所述板部130和磁振動部120的上下流動，而包括軸151、直線襯套軸承152、彈性彈簧153及緩沖部件154。

軸151以圓柱形形狀設置，并且從所述板部130的底面向下部延伸而形成。

直線襯套軸承152從底座部140的上部延伸而形成，在內部被引入有所述軸151而沿長度方向流動，從而能夠引導所述磁振動部120的流動。所述直線襯套軸承152具有如下優點：以將內部的球體作為轉動體的滾動軸承而動摩擦與靜摩擦之差較小，所以在啟動、停止的反復動作頻繁的往復運動部能夠較小地維持動力及傳遞機構。

彈性彈簧153的兩端與所述板部130和底座部140結合而在內部包括所述軸151和直線襯套軸承152，從而能夠吸收由所述板部130的振動引起的沖擊，當咖啡萃取裝置B不運行時，能夠通過彈性復原力來維持包括所述磁振動部120的板部130的原來的位置。

緩沖部件154在所述軸151與板部130之間結合而吸收傳遞到所述軸151的沖擊。

所述電流支撐部110被施以電流而長時間使用時，可能會產生大量的熱量，該熱量向上部傳遞而有可能會影響咖啡萃取。然而，本發明的電流支撐部110與設置于聲波振動部100的下部的底座部140結合而產生的熱量經由底座部140傳導而放出熱量。

另外，所述磁鐵121具有在高溫下被檢測到的特性，被假定為釹的本發明的磁鐵121具有尤其容易受到溫度的影響的特性，為了強制性地放出長時間使用聲波振動部100時產生的熱量而設置冷卻部160。

冷卻部160設置于底座部140的底面，并為了放出從所述電流支撐部110傳遞到底座部140的熱量，可包括冷卻風扇或散熱片，只要是用于冷卻所述電流支撐部110的結構，則固然可使用公知的結構。

圖5是表示本發明的一實施例所涉及的電磁力的產生原理、聲波振動的過程及形成于水溶液中的磁場的圖，圖6是表示本發明的一實施例所涉及的基于5Hz的聲波振動的咖啡水溶液的振動波形的圖，圖7是表示本發明的一實施例所涉及的基于25Hz的聲波振動的咖啡水溶液的振動波形的圖。

如圖5至圖7所示，本發明的咖啡萃取裝置B將由磁鐵121產生的磁力通過所述外側面板122和內側面板123而形成以所述磁鐵121為基準的恒定且均勻的磁場，對所形成的所述磁場提供與所述磁場的方向正交的方向的電力以使極性周期性地發生變化，從而能夠獲得基于弗萊明的左手定律的周期性電磁力。此時，磁振動部120以被固定的電流支撐部110為基準流動，從而與磁振動部120結合的板部130能夠形成振動及所述振動引起的聲波振動。

所產生的所述振動及聲波振動通過板部130對咖啡萃取容器C直接提供振動驅動力而能夠增進咖啡粉末與水溶液的混合，另外，聲波振動被傳遞到包含咖啡粉末的水溶液中，與所述咖啡萃取容器C的振動無關地通過所述水溶液的振動而能夠增進咖啡粉末與水溶液的混合。

在此，為了防止由所述磁振動部120產生的振動傳遞到整個咖啡萃取裝置B，在除了聲波振動部100以外的其他區域設置有可吸收振動的與各振動頻率對應的減振器(Damper)(未圖示)，從而能夠減輕振動的傳播。

如圖6及圖7所示，5Hz或25Hz下的咖啡水溶液的振動波形能夠形成5角形狀或波紋形狀的振動波形。通常咖啡粉末的比重小于水的比重，咖啡粉末以漂浮于所述水溶液的上部表面的形態而進行咖啡溶解，若施加本發明的聲波振動，則漂浮的所述咖啡粉末根據振動波形，使咖啡粉末浸漬于水溶液的內部或以混合的形態漂浮，因此咖啡萃取速度比一般的咖啡萃取法顯著增加。

另外，通過前述的頻率調節部210、強度調節部220及時間調節部230的控制能夠萃取咖啡的味道和香味不同的淡咖啡和濃咖啡，在用大量的咖啡粉末生成多個咖啡萃取液時，也能夠通過所述控制來萃取均勻濃度的咖啡。

而且，所述聲波振動部100為了產生用于聲波振動的電磁力而需要產生磁場，所述磁場包括能夠改變水的結晶結構的物理效果。通常作為用于制造六角水的方法而通用磁化六角水制造方法和離子注入六角水制造方法。其中，磁化六角水制造方法使4℃左右的低溫的水通過磁場來制造六角形結晶結構的六角水。

本發明的咖啡萃取裝置B使用常溫或低溫的水溶液，向所述水溶液轉移由磁鐵121形成的磁場而將咖啡萃取液的結晶結構以六角水的形態提供。為此，所述連接部124及板部130被磁化而能夠將磁力傳遞到聲波振動部100的上部，從而能夠將制造六角水的條件提供給所述咖啡水溶液。

另外，能夠以設置于咖啡萃取裝置B的下部的磁性體來影響咖啡水溶液的結晶結構，或在咖啡萃取裝置B的上部即咖啡萃取容器C的上部設置磁性體來形成以咖啡萃取容器C為中心的磁場而能夠改變咖啡水溶液的結晶結構。

圖8是表示本發明的另一實施例所涉及的安裝有咖啡萃取容器的容器安裝槽的圖，圖9是表示本發明的另一實施例所涉及的可調節各部分的高度的板部的驅動的圖。

參考圖8，咖啡萃取容器C為了產生六角水而使用常溫或低溫狀態的水溶液，并且可構成為可直接包含于由所述磁振動部120而產生的磁場的結構。為此，板部130可設置有上部和下部被貫穿的結構的容器安裝槽300。容器安裝槽300被板部130貫穿而形成，并以與咖啡萃取容器C的下部的形狀相似的形狀設置而能夠將咖啡萃取容器C固定于板部130。這也能夠代替提供前述的摩擦力和緩沖力的板部130(被硅處理的板部)的結構。

另外，所述容器安裝槽300還可設置固定范圍可變而能夠固定咖啡萃取容器C的下部的容器可變固定部(未圖示)。這是為了容納并固定不規范的咖啡萃取容器C，以咖啡萃取容器C為中心被放射狀地隔開而固定各咖啡萃取容器C的下部，從而能夠固定通過振動而流動的咖啡萃取容器C。

參考圖9，各直線襯套軸承152的外周邊部可設置有高度調節部400，所述彈性彈簧153的下端固定于高度調節部400而根據所述高度調節部400的高度將互不相同的彈性復原力傳遞到所述板部130。

由于被傳遞有互不相同的彈性復原力的板部130的水平的角度發生變化，從所述磁振動部120傳遞的聲波振動的角度也發生變化并被傳遞到所述咖啡萃取容器C。

例如，如圖所示，設置4個高度調節部400來依次調節高度，則咖啡萃取容器C以板部130的中心為基準旋轉的方式流動，由此包含咖啡粉末的水溶液也旋轉或變得不均勻，能夠增進基于所述聲波振動的咖啡粉末的混合效果。

所述高度調節部400以電磁閥來設置并且高度是可變的，從而能夠對所述彈性彈簧153進行加壓。另外，為了控制所述高度調節部400，控制部200中可設置有操作控制部(未圖示)，并且可以設置用于控制所述高度調節部400的操作的獨立的算法。

由此，通過使用常溫或低溫的水萃取咖啡，能夠降低被洗提的咖啡因的量，并且通過向包含咖啡粉末的水溶液傳遞聲波振動，能夠縮短咖啡萃取時間。

另外，包括如下效果：為了所述聲波振動而形成的磁場被傳遞到包含咖啡粉末的水溶液中，從而磁場內的常溫或低溫的水溶液可產生具有六角形的結晶結構的水溶液。

以上的說明僅例示說明了本發明的技術思想，只要是本領域技術人員，則可在不脫離本發明的本質特性的范圍內進行各種修改及變形。

因此，本發明中公開的實施例并不是為了限定本發明的技術思想，而是為了進行說明的，通過這種實施例并不限定本發明的技術思想的范圍。

本發明的保護范圍應當由以下權利要求解釋，與其同等范圍內的所有技術思想應被解釋為包括在本發明的權利范圍內。