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작성자: 서리(Admin) 등록일:2014-01-09 15:49:59
댓글 1 조회 수 4594 추천 수 1 비추천 수 0



Faema 의 E61 그룹헤드의 부분별 동작 메커니즘에 관해


각설하고 많은 가정용 프로슈머 에스프레소 머신들이 채용하고 있는 E61 그룹헤드의 구조에 관해 크게 나누어 보자면 3부분으로 나눌수가 있겠죠. 머쉬룸 헤드가 있는 상단부와 캠과 추출 레버가 있는 중간 그리고 인퓨전 챔버와 배출구가 있는 하단 이렇게 3부분입니다.


small_indend007.jpg 


그룹헤드 상단부의 핵심은 "머쉬룸(mushroom)"입니다. 윗 그림 우측의 송이버섯 같이 생긴 작은 형태의 구조물은 커다란 육각볼트의 형태로 그룹헤드의 상단 내부에 단단히 고정이 되어 있습니다.  머쉬룸의 작용을 이해하기전에 먼저 써모싸이펀 시스템에 대한 이해가 필요합니다.



써모싸이펀 시스템의 이해

 

themo_syphon_indend007.jpg


좌측은 수직형 보일러 형태의 열교환식 머신이며 오른쪽은 듀얼보일러 방식의 에스프레소 머신입니다. 두 시스템 모두  각각 보일러의 상단에서 그룹헤드에 연결된 후 다시 보일러로 회류되는 작용을 해주는 튜브(붉은 상자 속)를 찾아 볼 수 있습니다. 

 

이것이 바로 써모 싸이펀의 기본 형태입니다. 자연적으로 물의 온도 차이는 자연적인 대류현상을 발생시키고 아무런 순환 동력 없이도 열교환기(보일러)에서 나오는 뜨거운 물은 연결된 튜브를 통해 그룹헤드 상단부로 들어가게 됩니다. 외부에 노출된 그룹헤드는 쉽게 온도를 공기 중으로 빼앗기게 되는 특징이 있는데, 열교환기로부터 유입된 열수는 이렇게 온도를 빼앗긴 그룹헤드를 열교환기(보일러) 내부의 열수의 온도에 근접하게 유지시키게 됩니다. 이 과정에서 상대적으로 식어버린 물은 다시 열교환기 내부로 흘러 들어가게 되고 또가시 재가열 됩니다.

 

이 과정이 끊임없이 순환되면서 그룹헤드는 온도를 유지할 수 있으며, 결과적으로 추출에 적절한 온도를 유지하는데 많은 도움을 줍니다.  

 

E61 그룹헤드의 머쉬룸 파트


아래의 그림을 보면 오른쪽에 도식된 두개의 hole이 관찰되는데 이것이 바로 써모싸이펀의 튜브가 연결된 부위입니다. 각각 열수가 인입되는 Inlet 과 헤드를 덥히고 식어버린 열수가 나가는 outlet 통로가 됩니다.

 

그룹헤드 상단부 내부에 머쉬룸 챔버의 단면도안에 그려진 붉은 화살표는 써모싸이펀을 통해 그룹헤드가 덥혀지는 매커니즘을 도해화 합니다. 추출레버가 OFF 위치에 놓여있고, 중간부의 크랭크 챔버가 황동 플런저를 밀어올리지 않아 추출이 되지 않는 상태 즉, 머신이 데워지는 IDLE 상태의 그림입니다.


mushroom1_indend007.jpg 


가열된 열수가 써모사이펀 상단 튜브로 들어와서 머쉬룸 챔버를 채운상태로 온도를 유지하며 하단튜브로 빠져나가기까지의 과정입니다. 이렇게 그룹헤드의 온도를 적절히 유지해주는 상태에서 펌프가 작동되면 머쉬룸의 중요하고 핵심적인 기능이 작동합니다.


   mushroom2_indend007.jpg


머쉬룸은 머쉬룸 헤드부에 작은 통로들이 마련되어 있습니다. 펌프가 작동이 되고 레버 크랭크가 동작이 되면서 아랫쪽의 황동 플런저를 밀어올리게 되면 머쉬룸 챔버안을 자유롭게 떠돌며 온도를 유지하는데 힘쓰던 가압수들은 머쉬룸 헤드의 작은 통로로 흘러들어가며 본격적인 에스프레소 추출 준비를 시작하게 됩니다. 머쉬룸 헤드 가장 상단의 거즈형태의 미세 필터를 거쳐 불순물을 어느정도 걸러내고나서 통상 Gicleur라고 설명하는 injector 를 지나게 됩니다. 



지클러(Gicleur) 혹은 인젝터


지클러는 커피 추출에서 프리인퓨전과 꽤 큰 관련이 있습니다. 추출 압력에 도달하기까지의 가압 양상을 최대한 완만하게 만들기 위한 장치입니다. 펌프 작동 초반부 급속하게 포터필터 내부의 압력이 상승하는 것을 일차적으로 막기 위해 유량을 줄이기 위한 장치를 설치해 놓은 것입니다. 


www-vernadesign-com-espressopics-gicleur-section.jpg 

출처 : Courtesy of Verna Design


황동 플런저가 올라가서 실링이 열리게 되면 통상 e61그룹 헤드의 경우 0.6mm ~ 0.8mm 인젝터를 통해 하단의 크랭크 챔버로 물이 뿜어지게 됩니다. 이 인젝터의 구경을 조절하면 유량을 컨트롤 할 수 있으므로 결과적으로 가압타임을 조절할 수 있게 됩니다.



프리인퓨전 챔버


실제 오리지널 e61 그룹헤드에서 제작자인 E. Valente가 1966년에 인정받은 특허자료에 설명된 내용을 발췌합니다. 


3230974_alternately_seating_valves_page_1_indend007.jpg 

2. Gicleur 8. 프리인퓨전 스프링 9. 프리인퓨전 챔버


붉은 색 박스 안이 바로 이 e61머신의 개발 목적인 추출과 동시에 행해지는 프리인퓨전 시스템 핵심적인 매커니즘이라고 설명하고 있습니다. 바로 위 3개의 부속품이 프리인퓨전에 있어 가장 핵심적인 역할을 하는 장치입니다. 

요약하자면 Gicleur가 펌프의 강한 유속과 유량을 낮추어 크랭크 챔버와 포터필터로 천천히 가압수를 공급하고 챔버와 포터필터의 상단부분이 물에 가득하게 되면 인퓨전 스프링이 1.5atm(bar) 이상의 압력으로 인해 수축이 되며 인퓨전 챔버로 물이 흘러들어옵니다. 이 기간동안 꾸준한 저압상승 곡선을 통해 커피가 추출에 적셔지게끔 하는 매커니즘입니다.

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오래된 자료인데 정리가 잘 되있네요~ 감사합니다

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