采用声波振动的冷泡咖啡萃取装置的制作方法

本发明涉及一种采用声波振动的冷泡咖啡萃取装置，更具体地，涉及一种能够通过对混合有咖啡粉末的咖啡水溶液施加声波振动而轻松地萃取咖啡的咖啡萃取装置。

背景技术：

咖啡萃取方法是从依赖于人的手的土耳其式浸出法开始，接着手动滴漏、机器滴漏、摩卡壶、法式压榨、虹吸式等个别萃取机构、以及杠杆型、活塞型、弹簧型等的浓缩咖啡机，如今，已开发使用有结合数字技术的全自动咖啡机等。

其中，将热水倒入咖啡粉末之后等待咖啡成分溶于水的时间来萃取的浸泡式(浸出式)萃取法、和将热水倒入装有咖啡的滤纸来萃取咖啡液的滴滤咖啡萃取法，虽然能够通过简单的工具轻松地萃取咖啡，但具有无法用冷水萃取的缺点，采用在壶中装入咖啡之后在高压状态下使高温的水通过来萃取咖啡液的浓缩咖啡机的萃取法也具有需要购买昂贵的机器的缺点和无法用冷水萃取咖啡的缺点。

近年来，广泛使用将少量的冷水长时间通过填充有大量的咖啡粉末的容器来萃取咖啡的冷泡(Cold Brew)萃取法。冷泡萃取法还称为荷兰咖啡(Dutch coffee)、冰滴(Water Drip)萃取法，由于是在溶解度降低的低温状态下萃取咖啡，因此与高温状态的萃取法相比，具有相较于萃取时间洗提出的咖啡因相对较少的优点，相反地还具有可品味咖啡的成分的萃取量较少的缺点。

因此，需要可以根据忙碌的现代人的生活方式在短时间内萃取咖啡，且能够减小萃取出的咖啡因的量的咖啡萃取法。

发明的详细说明

发明要解决的技术课题

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种可使用常温的水在短时间内萃取咖啡的咖啡萃取装置。

并且，提供一种能够相较于萃取时间洗提出较少的咖啡因的咖啡萃取装置。

另外，提供一种通过制备能够生成六角水的咖啡萃取条件，而能够实现增进咖啡的味道和品尝人员的健康的咖啡萃取装置。

本发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从以下记载中明确地理解。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一方面所涉及的采用声波振动的咖啡萃取装置，包括：电流支撑部，在一个方向上延伸而形成，以使向外周边部的切线方向施加交流电流；磁振动部，将所述电流支撑部的一端容纳于内部而在横穿所述电流支撑部的方向上形成磁场，从而通过所述交流电流的极性变化沿所述电流支撑部的长度方向振动；及板部，与所述磁振动部结合而将所述振动传递到包含颗粒物质的流体。

在此，包含颗粒物质的流体可在5Hz～25Hz振动，并且振动3分钟～30分钟。

在此，本发明的采用声波振动的咖啡萃取装置可包括调节所述磁振动部的振动频率的周期的频率调节部、调节所述磁振动部的振动频率的振幅的强度调节部、及调节所述磁振动部的振动时间的时间调节部。

在此，所述磁振动部可包括：产生磁场的磁铁；内侧面板，与所述磁铁的下表面结合而被磁化，并沿所述磁铁的外周边部向下部延伸而形成；及外侧面板，与所述磁铁的上表面结合而被磁化，并沿所述磁铁的外周边部延伸而形成，且末端以与所述内侧面板的外周边部相对的方式弯曲地形成，从而形成横穿所述被容纳的电流支撑部的一端的方向的磁场。

在此，所述内侧面板及所述外侧面板为了减少磁力损耗，弯曲表面可形成为曲面。

在此，包含所述颗粒物质的液体设置于通过所述磁振动部而产生的磁场内。

在此，本发明的采用声波振动的咖啡萃取装置可还包括：底座部，与所述电流支撑部的另一端结合；直线衬套轴承，从所述底座部的上表面延伸而形成；轴部，从所述板部的底面延伸而形成，末端插入到所述直线衬套轴承而被引导，从而导引所述磁振动部的流动；及弹性弹簧，所述轴部和所述直线衬套轴承容纳于内部，两端与所述底座部及所述板部结合来缓冲传递到所述板部的负载。

用于实现上述目的的具体事项，参考附图和详细地后述的实施例即可明确。

然而，本发明并不限定于以下公开的实施例，也可由各种不同的方式构成，本实施例是为了使本发明的公开变得完整且向本领域技术人员告知本发明的范围而被提供。

发明效果

根据前述本发明的解决课题的手段之一，能够通过使用常温或低温的水萃取咖啡来降低洗提出的咖啡因的量，并且能够通过向包含咖啡粉末的水溶液传递声波振动来缩短咖啡萃取时间。

另外，包括如下效果：为了所述声波振动而形成的磁场被传递到包含咖啡粉末的水溶液中，从而磁场内的常温或低温的水溶液可生成为具有六角形的结晶结构的水溶液。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例所涉及的采用声波振动的冷泡咖啡萃取装置的大致结构的外形图。

图2是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的结合结构的立体图。

图3是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的详细结构的分解立体图。

图4是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的结合结构的图2的A-A`部分的剖视图。

图5是表示本发明的一实施例所涉及的电磁力的产生原理、声波振动的过程及形成于咖啡水溶液中的磁场的图。

图6是表示本发明的一实施例所涉及的基于5Hz的声波振动的咖啡水溶液的振动波形的图。

图7是表示本发明的一实施例所涉及的基于25Hz的声波振动的咖啡水溶液的振动波形的图。

图8是表示本发明的另一实施例所涉及的安装有咖啡萃取容器的容器安装槽的图。

图9是表示本发明的另一实施例所涉及的可调节各部分的高度的板部的驱动的图。

符号说明

100-声波振动部，110-电流支撑部，

111-绕线筒，112-音圈，

120-磁振动部，121-磁铁，

122-外侧面板，123-内侧面板，

124-连接部，130-板部，

140-底座部，150-导向部，

151-轴，152-直线衬套轴承，

153-弹性弹簧，154-缓冲部件，

160-冷却部，200-控制部，

210-频率调节部，220-强度调节部，

230-时间调节部，

300-容器安装槽，400-高度调节部，

B-咖啡萃取装置，C-咖啡萃取容器。

具体实施方式

以下，参考附图详细说明本发明的一实施例。以下介绍的实施例是为了向本发明的本领域技术人员充分传达本发明的思想而被提供。本发明并不限定于以下说明的实施例，可以以其他形态具体体现。为了明确说明本发明，在附图中省略与说明无关的部分，在附图中，关于构成元件的宽度、长度、厚度等，为了方便而有可能夸大表现。在说明书整体中相同的参考符号表示相同的构成元件。

图1是表示本发明的一实施例所涉及的采用声波振动的冷泡咖啡萃取装置的大致结构的外形图。

如图1所示，本发明的咖啡萃取装置B中，向混合有咖啡粉末的溶解度较低的常温或低温的水溶液传递由设置于咖啡萃取装置B的下部的声波振动部100所产生的声波振动，从而能够通过增进咖啡粉末与水溶液的混合来相较于萃取时间萃取较多的量的咖啡，并且能够通过缩短萃取时间来减少咖啡因的洗提量。

设置于所述咖啡萃取装置B的下部的声波振动部100由设置于咖啡萃取装置B的上部的控制部200控制。所述控制部200的频率调节部210控制所施加的交流电流来调节振动频率，从而能够调节所产生的振动的周期，强度调节部220能够通过控制所述交流电流来调节振动的振幅，时间调节部230调节被驱动的声波振动部100的振动时间，由此能够以咖啡粉末与水溶液的混合量、萃取温度、萃取时间等各种萃取条件为基础并根据目的萃取各种咖啡。

本发明的实施例中，通过假定用于萃取淡咖啡的周波数5Hz至用于萃取浓咖啡的25Hz，3分钟～30分钟的萃取时间来调节声波振动频率及强度。另外，按5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz调节振动频率，以便能够通过各种声波振动来对咖啡的浓度和味道、香味进行各种调节。并且，能够利用所述声波振动部100以大量的咖啡粉末萃取多个咖啡时，有可能使变得不同的萃取咖啡的浓度保持为恒定。

本实施例中，以冷泡(Cold Brew)咖啡萃取方式为例子来说明咖啡萃取方式。本发明的荷兰咖啡、冰滴萃取方式是在双重过滤网内部的咖啡粉末被浸没于水溶液的状态下萃取咖啡的方式，这与对咖啡粉末滴下一定量的水来萃取已溶解的水溶液这样的通常的冷泡萃取方式不同而采用声波振动，能够利用在水溶液中浸泡咖啡粉末的通常的浸渍式(浸出式)咖啡萃取方式制造冷泡咖啡。换言之，所述浸渍式(浸出式)咖啡萃取方式在使用高温的水溶液或使用常温或低温的水溶液时，通常经过长时间浸渍(浸出)来萃取咖啡，然而本发明的咖啡萃取方式可利用声波振动来短时间内萃取在常温或低温的水溶液中浸渍(浸出)的咖啡。

图2是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的结合结构的立体图，图3是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的详细结构的分解立体图，图4是表示本发明的一实施例所涉及的声波振动部的结合结构的图2的A-A`部分的剖视图。

如图2至图4所示，设置于本发明的咖啡萃取装置B的下部的声波振动部100利用电磁力而使支撑所述咖啡萃取容器C的板部130上下振动，从而能够对咖啡萃取容器C施加振动力，并由所述振动而产生的声波振动被传递到咖啡水溶液，以增进所述水溶液的混合。

声波振动原理利用的是扬声器的声波产生原理，将在后述的图5中进行详细说明。

所述声波振动部100为了执行上述功能，包括电流支撑部110、磁振动部120、板部130、底座部140、导向部150，并且还包括冷却部160。

电流支撑部110设置于底座部140的上部，并且为了施加极性以周期性变化的交流电流来产生电力，而包括绕线筒111及音圈112。

绕线筒111以圆筒形状从底座部140的上部延伸而形成，上部包括卷绕所述音圈112而可容纳的容纳槽。

音圈112在所述圆筒形状的绕线筒111的上部沿长度方向以螺旋状卷绕而流出交流电流，从而能够通过卷绕的次数和卷绕的形状，沿所述绕线筒111的外周边部的切线方向均等地形成预定大小的电力。

磁振动部120设置于所述板部130的下部，中心轴设置成与所述绕线筒111即电流支撑部110的中心轴一致，且为了在与所述电流支撑部110所产生的电力相同的区域形成磁场，而包括磁铁121、外侧面板122、内侧面板123及连接部124。

磁铁121为了形成均匀的磁性区域而以永久磁铁来设置，并且以圆筒形状形成而能够形成以中心轴为中心的放射型磁场。本实施例中的磁铁121可以以钕(Neodymium Magnet)来设置。然而，所述磁铁121的种类并不限定于此，如果是具有半永久磁性的材料则固然可以使用任何材料。

外侧面板122以磁性体来设置，并且与所述磁铁121的上表面结合而被磁化，以圆筒形状从所述磁铁121的上部延伸而形成，并能够形成以所述磁铁121为中心的均匀的磁场。

内侧面板123也以磁性体来设置，并且与所述磁铁121的下表面结合而被磁化，以圆筒形状从所述磁铁121的下部延伸而形成，并能够形成以所述磁铁121为中心的均匀的磁场。

此时，外侧面板122从磁铁121的上表面以“匚”字形延伸弯曲而形成，末端朝向所述内侧面板123的外周面，从而能够形成从外侧面板122朝向内侧面板123或从内侧面板123朝向外侧面板122的磁场。即，意味着外侧面板122以“匚”字形分开而朝向内侧面板123，从而朝向内侧面板123的磁场的大小能够比其他部分的磁场的大小较大地形成，外侧面板122与内侧面板123以不同的极性相对地形成，从而能够形成与所述磁铁121的外周边部的切线方向正交的方向的磁场。

另一方面，在所述外侧面板122的末端与内侧面板123的外周面之间的磁场区域，被引入由前述的卷绕于所述绕线筒111的上部的音圈112、即电流支撑部110的上端，而能够在所形成的所述磁场内产生电力。

换言之，以电流支撑部110和磁振动部120的中心轴为基准，通过卷绕有所述音圈112的绕线筒111而形成切线方向的电力，并通过所述外侧面板122和内侧面板123形成与所述切线方向正交的方向的磁场，从而通过弗莱明的左手定律沿所述中心轴产生电磁力。另外，所述电磁力通过被施加的交流电流形成沿中心轴周期性变化的上下方向的电磁力，从而所述磁振动部120可振动，随之板部130也可振动。

并且，为了形成在所述外侧面板122的末端与内侧面板123的外周面之间所形成的与切线方向正交的方向的精密的磁场，优选将外侧面板122设为与所述内侧面板123最大限度地隔开的形状，但是考虑到从磁铁121传递的磁力的损耗而优选确定隔开距离。

另外，为了减轻磁力损失，优选将外侧面板122及内侧面板123设为两端均具有曲率的形状，本实施例中，图示说明磁铁121、外侧面板122及内侧面板123通过磁力来结合，而并非通过其他结合机构或结合结构，但是为了防止因振动引起的中心轴的脱离或结合结构的变形，固然可使用任何构成。

连接部124用于将磁振动部120结合于板部130的下部，并且可分别插入结合于形成于板部130的中心的结合槽和形成于外侧面板122的上表面的结合槽。另一方面，连接部124为了将从磁铁121传递到外侧面板122的磁力通过板部130传递到咖啡水溶液中而以磁性体设置，并且为了保护咖啡萃取装置B的电子设备而能够以非磁性体设置。

板部130与磁振动部120的上部结合并通过磁振动部120的振动而上下流动，并将所传递的振动传递到咖啡水溶液中，为了防止因咖啡萃取容器C的振动而引起的位置脱离，能够以可提供摩擦力的结构或材质设置。本实施例中，通过设置被硅处理的板部130，能够提供摩擦力和缓冲效果，但本技术中应用的结构并不限定于此，固然可使用能够向所述咖啡萃取容器C提供摩擦力及缓冲效果的任何结构。

另外，板部130以磁性体设置，以便容纳从所述外侧面板122及连接部124传递的磁力并进行传递。

底座部140设置于咖啡萃取装置B的下部而支承各构成元件，并且由热传导率较高地材质设置，以便能够排出所述电流支撑部110放出的热量。

导向部150在所述板部130与底座部140之间设置有至少一个以上，引导所述板部130和磁振动部120的上下流动，而包括轴151、直线衬套轴承152、弹性弹簧153及缓冲部件154。

轴151以圆柱形形状设置，并且从所述板部130的底面向下部延伸而形成。

直线衬套轴承152从底座部140的上部延伸而形成，在内部被引入有所述轴151而沿长度方向流动，从而能够引导所述磁振动部120的流动。所述直线衬套轴承152具有如下优点：以将内部的球体作为转动体的滚动轴承而动摩擦与静摩擦之差较小，所以在启动、停止的反复动作频繁的往复运动部能够较小地维持动力及传递机构。

弹性弹簧153的两端与所述板部130和底座部140结合而在内部包括所述轴151和直线衬套轴承152，从而能够吸收由所述板部130的振动引起的冲击，当咖啡萃取装置B不运行时，能够通过弹性复原力来维持包括所述磁振动部120的板部130的原来的位置。

缓冲部件154在所述轴151与板部130之间结合而吸收传递到所述轴151的冲击。

所述电流支撑部110被施以电流而长时间使用时，可能会产生大量的热量，该热量向上部传递而有可能会影响咖啡萃取。然而，本发明的电流支撑部110与设置于声波振动部100的下部的底座部140结合而产生的热量经由底座部140传导而放出热量。

另外，所述磁铁121具有在高温下被检测到的特性，被假定为钕的本发明的磁铁121具有尤其容易受到温度的影响的特性，为了强制性地放出长时间使用声波振动部100时产生的热量而设置冷却部160。

冷却部160设置于底座部140的底面，并为了放出从所述电流支撑部110传递到底座部140的热量，可包括冷却风扇或散热片，只要是用于冷却所述电流支撑部110的结构，则固然可使用公知的结构。

图5是表示本发明的一实施例所涉及的电磁力的产生原理、声波振动的过程及形成于水溶液中的磁场的图，图6是表示本发明的一实施例所涉及的基于5Hz的声波振动的咖啡水溶液的振动波形的图，图7是表示本发明的一实施例所涉及的基于25Hz的声波振动的咖啡水溶液的振动波形的图。

如图5至图7所示，本发明的咖啡萃取装置B将由磁铁121产生的磁力通过所述外侧面板122和内侧面板123而形成以所述磁铁121为基准的恒定且均匀的磁场，对所形成的所述磁场提供与所述磁场的方向正交的方向的电力以使极性周期性地发生变化，从而能够获得基于弗莱明的左手定律的周期性电磁力。此时，磁振动部120以被固定的电流支撑部110为基准流动，从而与磁振动部120结合的板部130能够形成振动及所述振动引起的声波振动。

所产生的所述振动及声波振动通过板部130对咖啡萃取容器C直接提供振动驱动力而能够增进咖啡粉末与水溶液的混合，另外，声波振动被传递到包含咖啡粉末的水溶液中，与所述咖啡萃取容器C的振动无关地通过所述水溶液的振动而能够增进咖啡粉末与水溶液的混合。

在此，为了防止由所述磁振动部120产生的振动传递到整个咖啡萃取装置B，在除了声波振动部100以外的其他区域设置有可吸收振动的与各振动频率对应的减振器(Damper)(未图示)，从而能够减轻振动的传播。

如图6及图7所示，5Hz或25Hz下的咖啡水溶液的振动波形能够形成5角形状或波纹形状的振动波形。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态而进行咖啡溶解，若施加本发明的声波振动，则漂浮的所述咖啡粉末根据振动波形，使咖啡粉末浸渍于水溶液的内部或以混合的形态漂浮，因此咖啡萃取速度比一般的咖啡萃取法显著增加。

另外，通过前述的频率调节部210、强度调节部220及时间调节部230的控制能够萃取咖啡的味道和香味不同的淡咖啡和浓咖啡，在用大量的咖啡粉末生成多个咖啡萃取液时，也能够通过所述控制来萃取均匀浓度的咖啡。

而且，所述声波振动部100为了产生用于声波振动的电磁力而需要产生磁场，所述磁场包括能够改变水的结晶结构的物理效果。通常作为用于制造六角水的方法而通用磁化六角水制造方法和离子注入六角水制造方法。其中，磁化六角水制造方法使4℃左右的低温的水通过磁场来制造六角形结晶结构的六角水。

本发明的咖啡萃取装置B使用常温或低温的水溶液，向所述水溶液转移由磁铁121形成的磁场而将咖啡萃取液的结晶结构以六角水的形态提供。为此，所述连接部124及板部130被磁化而能够将磁力传递到声波振动部100的上部，从而能够将制造六角水的条件提供给所述咖啡水溶液。

另外，能够以设置于咖啡萃取装置B的下部的磁性体来影响咖啡水溶液的结晶结构，或在咖啡萃取装置B的上部即咖啡萃取容器C的上部设置磁性体来形成以咖啡萃取容器C为中心的磁场而能够改变咖啡水溶液的结晶结构。

图8是表示本发明的另一实施例所涉及的安装有咖啡萃取容器的容器安装槽的图，图9是表示本发明的另一实施例所涉及的可调节各部分的高度的板部的驱动的图。

参考图8，咖啡萃取容器C为了产生六角水而使用常温或低温状态的水溶液，并且可构成为可直接包含于由所述磁振动部120而产生的磁场的结构。为此，板部130可设置有上部和下部被贯穿的结构的容器安装槽300。容器安装槽300被板部130贯穿而形成，并以与咖啡萃取容器C的下部的形状相似的形状设置而能够将咖啡萃取容器C固定于板部130。这也能够代替提供前述的摩擦力和缓冲力的板部130(被硅处理的板部)的结构。

另外，所述容器安装槽300还可设置固定范围可变而能够固定咖啡萃取容器C的下部的容器可变固定部(未图示)。这是为了容纳并固定不规范的咖啡萃取容器C，以咖啡萃取容器C为中心被放射状地隔开而固定各咖啡萃取容器C的下部，从而能够固定通过振动而流动的咖啡萃取容器C。

参考图9，各直线衬套轴承152的外周边部可设置有高度调节部400，所述弹性弹簧153的下端固定于高度调节部400而根据所述高度调节部400的高度将互不相同的弹性复原力传递到所述板部130。

由于被传递有互不相同的弹性复原力的板部130的水平的角度发生变化，从所述磁振动部120传递的声波振动的角度也发生变化并被传递到所述咖啡萃取容器C。

例如，如图所示，设置4个高度调节部400来依次调节高度，则咖啡萃取容器C以板部130的中心为基准旋转的方式流动，由此包含咖啡粉末的水溶液也旋转或变得不均匀，能够增进基于所述声波振动的咖啡粉末的混合效果。

所述高度调节部400以电磁阀来设置并且高度是可变的，从而能够对所述弹性弹簧153进行加压。另外，为了控制所述高度调节部400，控制部200中可设置有操作控制部(未图示)，并且可以设置用于控制所述高度调节部400的操作的独立的算法。

由此，通过使用常温或低温的水萃取咖啡，能够降低被洗提的咖啡因的量，并且通过向包含咖啡粉末的水溶液传递声波振动，能够缩短咖啡萃取时间。

另外，包括如下效果：为了所述声波振动而形成的磁场被传递到包含咖啡粉末的水溶液中，从而磁场内的常温或低温的水溶液可产生具有六角形的结晶结构的水溶液。

以上的说明仅例示说明了本发明的技术思想，只要是本领域技术人员，则可在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改及变形。

因此，本发明中公开的实施例并不是为了限定本发明的技术思想，而是为了进行说明的，通过这种实施例并不限定本发明的技术思想的范围。

本发明的保护范围应当由以下权利要求解释，与其同等范围内的所有技术思想应被解释为包括在本发明的权利范围内。