KR101380071B1 - 음료 제조용 캡슐 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 음료 원료를 포함하는 포위체 (20), 상기 포위체의 하나 이상의 여과 측면의 경계를 정하는 여과벽 (22) 을 포함하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 캡슐은 오버플로우 벽 (3B) 을 포함하고, 상기 오버플로우 벽 (3B) 은, 여과벽을 통과한 후의 우려진 액체의 경로 내에 위치하고, 하나 이상의 오버플로우 구멍을 포함하거나, 또는 하나 이상의 오버플로우 구멍을 생성 또는 각각 표시할 수 있는 하나 이상의 천공 수단 (8A, 8B) 또는 천공 표시 수단을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐에 관한 것이다.

음료 제조용 캡슐

Description

음료 제조용 캡슐{CAPSULE FOR THE PREPARATION OF A BEVERAGE}

본 발명은 우려내기 장치 내에서 음료를 제조하고 전달하는 캡슐에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 우려낸 차를 전달하는 캡슐을 제공하는 것이 목적이지만, 다른 음료도 본 발명의 캡슐 내에서 성공적으로 우려낼 수 있다.

음료를 적절한 음료 기계 내에서 우려내기 위한 다양한 음료 캡슐이 공지되어 있다. 하지만, 차 제품 등을 포함하는 캡슐로부터 고품질의 차 음료를 전달할 수 있는 캡슐은 공지되어 있지 않다.

차 음료의 품질은 잎 차 원료 즉, 사용되는 차의 원산 (토양, 건조, 혼합 등) 의 품질과 저장 상태에 크게 의존한다. 예를 들면, 차 원료는 보통 산소와 빛에 민감하다. 바람직한 차 원료은 푸석푸석한 (loose) 잎에서 취득하거나, 작은 크기로 잘라지거나, 빻아진다. 그러나, 사용되는 시작 원료의 질을 완전히 잘 이용하는데는 차를 우려내는 조건도 역시 중요하다.

차 음료가 갖는 다른 문제점은 교차 오염 맛 (섞인맛) 으로 이는 바람직하게 피해져야 한다. 두 개의 캡슐이 기계에서 차례대로 우려지고, 제 1 캡슐 후에 우려지는 제 2 캡슐 맛에 결과적으로 영향을 줄 수도 있는 잔여맛이 기계의 영구부의 제 1 캡슐에 남게 되는 경우에 교차 오염 맛이 난다. 이러한 점은 박하맛 차나 풍미가 꽤 많이 더해진 다양한 차와 같이 높은 아로마성을 전달하는 특정한 종류의 다양한 티에게 있어서 중요한 사안이다. 또한, 차 잔류물은 박테리아가 성장할 배양토가 될 수도 있으며, 이는 위생문제를 일으켜 논의될 필요가 있다.

캡슐에서부터 커피 음료 추출하는 상업적으로 성공한 하나의 캡슐 시스템은, 캡슐의 내부 압력이 폐쇄 막이 찢기거나 뚫려서 유체 추출물이 캡슐에서 방출될 수 있는 수치에 도달할 때까지 캡슐로 고온수를 분사하는 방법으로서, 추출 장치로 공기와 물이 침투될 수 없는 캡슐을 포함한다. 그러한 추출 공정에 적합한 캡슐 시스템이 EP 0 512 468 에 기재되어 있다. 공정 자체는 EP 0 512 470 에 기재되어 있다. 이 방법은 고품질의 에스프레소 종류의 커피를 제공한다. 가루 커피는 캡슐 안에 신선하게 채워지고, 향의 상당한 손실 없이 몇 개월 동안 저장되어 질 수 있다. 캡슐에 물이 분사된 시점부터 압력하에서 막의 지연된 개방으로 인해, 커피를 방출하는 것은 조금 지연된다. 결과적으로, 커피는 최상의 압력과 열 상태하에 완전히 추출될 수 있다. 이 방법에 있어서 또한 특징적인 점은 고압력과 압력 방출 가스 구속 조건으로 인해, 안정적이고 두꺼운 크레마나 거품이 생성되는 것이다.

그러나 그러한 캡슐 및 공정은 차나 허브차와 같은 음료를 우려내거나 제조하는 것을 수행하는데는 적합하지 않다. 그 이유는 맛에 있어서, 상기 음료는 너무 혼탁한 맛을 갖고, 또한 바람직하지 않은 거품 층이 포함되는 불량한 결과를 가져온다. 그러므로, 그러한 방법으로는 놀랍게도 차 음료의 우수한 질에 이를 수 없다.

제조물에 압력을 사용하는 다른 캡슐 시스템은 너무 혼탁한 맛과 불량한 상품 농도 및/또는 차 전문가들에게 만족스럽지 못한 품질의 차 음료만을 전달한다.

구운 커피와 빻은 커피를 포함하는 캡슐은 공지되어 있는데, 온수는 중량 측정력 하에 이 캡슐을 통과하여 흐른다. 이 일반적인 종류의 캡슐은 영국 특허 No. 1397116 에 기재되어 있다. 이 방법으로, 카트리지의 정상부에서부터 물이 분사되어 빻은 커피를 통과하여 여과기를 거쳐 결국 피어싱 구멍이나 바닥측의 구멍을 통과하여 흘러내려 간다. 더 구체적인 시스템은 US 2002/0148356 에서와 같이 절두 원뿔 카트리지나 US 2002/0148357 에서와 같은 직사작형의 카트리지를 이용하는 바와 유사한 접근방법에 근거한다.

EP 0 615 921 은 커피나 잎 차나 초콜렛용으로 튼튼한 카트리지에 관한 것이다. 이 음료 패키지는 상방으로 흐르는 물로 이용된다. 물의 유동을 이 음료 패키지를 통해 촉진하기 위하여 이 패키지의 측벽은 물 불침투 재로로 형성된다. 추가된 밀폐 패키지가 상기 카트리지를 둘러싸도록 사용되지 않으면, 원료의 신선함은 충분히 오랫동안 유지될 수 없다는 점이 문제가 된다. 그러한 해결 방안의 다른 문제점으로는 이 패키지로부터 개봉된 후에 음료가 용기 (컵, 머그, 유리,...) 에 적절하게 전해질 수 없다는 것이다.

EP 1 101 430 은 가압된 (약 1.4 내지 1.7 bar) 물이 카트리지의 상측을 통해 하방으로 제공되고 음료가 이 카트리지의 하측에서 모아지는 음료 여과기 카트리지 시스템에 관한 것이다. 이 문헌은 가압된 고온수가 하측을 통과하여 음료 제품으로 상방으로 유입되는 경우의 해결방안도 고려한 것이다. 그러나, 이 해 결 방안에서는 유입구가 바닥에서부터 정상부까지 여과기와 침전 생성물을 가로지르고, 마지막에 물이 유체 매개 원료를 통과하여 바닥 유출구까지 흘러내려 간다. 상기 특허 출원에 따르면, 가압된 온수의 도입은 찌꺼기로 음료 가루를 짜내어 더 효과적으로 그 가루를 투과한다.

EP 1 440 904 A1 은 챔버 내의 하나 이상의 음료 원료과 매개물의 상호작용함으로부터 음료를 제조하기 위해 수성 매개물의 유입과 유출 모두를 수용하도록 카트리지가 수평 방향으로 놓여 있을 때, 사용시 구멍이 뚫릴 수 있는 바닥 뚜껑을 갖추는 카트리지에 관한 것이다. 이 문헌에 따르면, 카트리지를 수평으로 배치하는 것은 이용시, 수성 매개물이 카트리지를 최적으로 통과하여 흐르도록 허용하고, 이에 반해 수직방향의 카트리지로는 물이 중력 때문에 너무 빨리 흘러내려, 음료 원료를 우회할 수도 있다. 그러므로, 이 문헌은 수평방향 카트리지가 특히, 유입구와 유출구 위치 간의 유동의 상방 요소를 위해 배치함으로써 상기 문제를 피하게 하는 것을 청구한다.

그러나, 이러한 점은 놀랍게도 카트리지의 바닥에 더 탁하게 제조된 음료 부분이 (나머지 음료보다 더 큰 밀도 때문에) 머무르는 경향이 있다. 그러므로, 음료 농축도는 캡슐의 바닥에 남겨져 있는 더 농후한 음료 부분 예컨대 결국 컵으로 전달되지 않는 부분을 캡슐 내에 형성하는 경향이 있다. 결국, 컵 안의 차 음료의 결과물은 초기 양호한 질의 원료를 이용함에도 불구하고 불충분한 품질이 되어버리기도 한다. 그러므로, 이러한 문제점을 극복할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 차 음료 등의 제조를 위한 최적의 조건을 조장하는 캡슐 의 설계를 제안하는 것을 목표로 한다.

본 출원에서는, "캡슐" 또는 "카트리지" 또는 "패키지" 라는 용어는 같은 유의어로 생각한다. 용어 "캡슐" 이 우선적으로 이용될 것이다. "우려내기 (brewing) " 또는 "인퓨젼 (infusion) " 이라는 용어는 유의어로 사용된다. "우려내기 유체" 는 일반적으로 음료 원료를 우려내는데 사용되는 액체를 칭하며, 더 일반적으로는 온수이다.

본 출원에서는, "차" 란 예를 들어 녹차, 블랙티, 화이트티, 차이티, 가향차, 허브티, 과일티와 같은 차와 그의 혼합물인 모든 종류의 잎 차를 포괄한다. 상기 "잎 차" 또는 "잎 원료" 란 예컨대 완전하거나 잘려지거나 조각난 잎과 같이 작은 크기의 잎이나 가루나 분말 형태 등 어떠한 형태이든지 상관없이 우려질 수 있는 차 또는 다른 원료를 일컫는다.

본 발명은 음료 기계 내에서 음료를 우려내거나 우려내는데 적합한 캡슐을 제공하며, 상기 캡슐은 다음의 이점을 제공한다.

- 특히 컵 내의 음료의 농도와 맛, 그리고 탁도의 감소와 관련하여 음료의 품질이 향상될 수 있다.

- 캡슐이 덜 복잡하고 제조 비용이 덜 비싸다.

- 음료의 전달이 더 청결하고, 맛의 교차 오염 및 위생 문제를 감소 또는 제거한다.

- 캡슐 조작, 예컨대 삽입 및 사용한 캡슐의 수집 등의 편의성이 향상될 수 있다.

이러한 목적뿐만 아니라 다른 가능한 목적을 위하여, 본 발명은 음료 기구 내에서 음료를 제조하기 위한 캡슐로서, 상기 캡슐은,

하나 이상의 음료 원료를 포함하는 포위체,

상기 포위체의 하나 이상의 여과 측면의 경계를 정하는 여과벽을 포함하며,

상기 캡슐은 오버플로우 벽을 포함하고, 상기 오버플로우 벽은, 여과벽 뒤에 우려진 액체의 경로 내에 위치하고, 하나 이상의 오버플로우 구멍을 포함하거나, 또는 하나 이상의 오버플로우 구멍을 생성 또는 표시할 수 있는 하나 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단과 관련되어 있다.

또한, 하나 이상의 오버플로우 구멍 또는 천공 수단 또는 상기 천공 표시 수단 각각이 포위체를 통과하는 중앙 수평면의 상방에 위치하도록 상기 캡슐이 배향되는 경우, 상기 여과벽이 상기 중앙 수평면의 하부로부터 연장된다.

그러므로, 본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 캡슐은 어떤 이론적 모델에 제한되는 것은 아니지만 "사이펀" (siphon) 과 유사하게 거동하도록 설계되어 상기 농후한 액체가 캡슐을 나가서 분배될 수 있도록 하고, 이와 동시에 음료 원료는 상기 유체에 의해 잠기게 되고, 이로써 포위체 내의 우회 구역을 피하고, 원료의 질량이 우려내기 유체와 완전히 상호작용하는 것을 확실하게 한다.

결과적으로, 본 발명의 캡슐은 농후한 액체를 포획할 수 있는 중력 측정 탑다운 방향 우려내기의 장점과, 모든 제품이 완전히 그리고 천천히 잠겨지는 상향 우려내기의 장점을 결합하게 되는 반면, 상기 각 우려내기 원리의 단점을 수반하지는 않는다.

하나의 모드에서, 상기 캡슐의 여과벽은 캡슐이 우려내기 조건에 있는 경우 상기 포위체의 전체 횡단면을 따라, 예컨대 상기 포위체의 하부로부터 상기 포위체의 상부까지 실질적으로 연장된다. 그로 인해 이 여과벽은, 우려진 액체를 위한 충분히 넓은 여과면을 갖게 되며, 이러한 넓은 여과면은 유량이 허용 가능한 범위 내에 있게 하면서 포위체 내의 낮은 우려내기 압력과 느린 유동 속도에 유리하다.

하나의 바람직한 태양에서, 상기 캡슐의 오버플로우 벽은 상기 여과 수단의 전방에 또는 그에 인접하여 개별적으로 위치한다. 하나의 모드에서, 상기 오버플로우 벽은 틈 공간을 사이에 두고 상기 여과벽과 떨어져 있다. 또 다른 가능한 모드에서, 상기 오버플로우 벽과 상기 여과 수단은 인접하면서 틈 공간을 형성한다. 상기 오버플로우 벽과 여과 수단은 일체로 만들어질 수도 있다. 이러한 구성은 포위체의 하부에 있는 농후한 액체가 여과벽을 횡단하여 상기 틈 공간에서 상방으로 움직일 수 있게 해주는 "사이펀" 효과를 촉진시키는 것으로 보인다. 따라서, 농후한 액체는 상기 포위체의 하부에 더 이상 구속되지 않고, 그렇게 형성된 틈 공간을 통하여 나올 수 있게 된다. 상기 틈 공간의 치수는 0.1 내지 8 ㎜, 바람직하게는 약 0.5 내지 3 ㎜ 의 범위일 수 있다.

하나의 태양에서, 하나 이상의 오버플로우 구멍, 또는 천공 수단 또는 천공 표시 수단은 포위체 높이의 ¾ 이상에 위치하고, 바람직하게는 상기 구멍은 상기 포위체의 상단과 실질적으로 수평으로 정렬된다. 그 결과, 음료 원료의 전체가 적절하게 잠기고, 결론적으로 음료 원료에 의한 포위체의 충전 높이에 관계없이 적절하게 우려질 수 있다.

또 다른 태양에서, 상기 여과벽 및 상기 오버플로우 벽은 서로 실질적으로 평행이다. 그러한 구성은 농후한 액체가 상방으로 이동되는 효과를 촉진시킬 뿐만 아니라, 상기 여과벽이 상기 포위체의 모든 높이에서 우려진 액체를 여과할 수 있게 되어, 포위체 내의 높은 압력 상승 없이 액체가 상기 여과벽을 통해 충분한 유량으로 전달될 수 있게 된다.

본 발명의 하나의 실시 형태에서, 상기 오버플로우 벽은 천공 가능한 막이다. 상기 막은 우려진 액체의 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있는 포위체 내의 압력 상승을 방지하기 위해 우려내기 직전에 개방될 수 있다. 낮은 압력은 음료의 품질을 향상시키고, 특히 혼탁도를 감소시키는 것으로 알려져 있다.

다른 가능한 실시 형태로는, 오버플로우 벽이 미리 제조된 적어도 하나의 오버플로우 구멍을 포함하는 것이다. 상기 오버플로우는 그 캡슐 자체의 구조에 의해 미리 만들어질 수도 있다. 상기 오버 플로우 벽은 캡슐에 내부에 있어 외부 폐쇄막에 의해 보호될 수 있다. 이 폐쇄막은 포위체에 포함되어 있는 원료의 신선도를 계속 유지하는 것을 향상시키는 기밀 방식으로 캡슐을 폐쇄할 수 있다. 상기 폐쇄막은 상기 캡슐의 일부이거나 캡슐의 외부에 있는 (즉, 캡슐을 수용하는 기계의 일부) 천공기에 의해 구멍이 뚫릴 수도 있다. 상기 폐쇄막은 캡슐에서부터 제조된 음료를 전달하는 출구를 형성하기 위하여 구멍이 뚫릴 수도 있다. 바람직하게는, 포위체에 아주 큰 양압이 없는 곳에서 이 막에 구멍이 뚫린다.

하나의 구성에 있어서, 상기 캡슐은 쉘 및 기밀 방식으로 상기 쉘을 밀폐하는 오버플로우 막을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 여과벽은, 우려진 액체로부터 바람직하지 않은 불용성 입자를 제거하는 기능을 갖는 미리 제조된 여과 매체이다. 이 여과 매체는 플라스틱, 호일, 부직 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 종이 재료 및 이들의 조합물을 포함하지만 여기에 한정하지는 않는 다양한 물질로 구성될 수 있다. 이 여과 매체는 우려낸 용액의 자유로운 통과를 허용하는 하나 이상의 여과 오리피스를 포함하고, 동시에 바람직하지 않은 상당한 양의 불용성 원료 입자의 통과를 막는다. 특히, 차 음료에 있어서 여과 매체가 미세하게 잘려지지거나 조각나거나 부서진 잎의 입자로부터 얻은 대부분의 견고한 차의 입자를 포위체 내부에 유지시키는 것이 중요하다. 상기 여과기는 포위체 내의 수압하에 많이 변형되지 않을 정도로 튼튼한 것이 바람직한데, 그렇지 않으면 틈 공간을 막고 상방으로의 음료 유동을 차단한다. 그러므로, 종이 여과기에 있어서는, 여과기 G.S.M (평방미터당 그램수) 가 10 g/㎡ 이상, 더 바람직하게는 15 g/㎡ 이상이어야 한다. 또한, 포위체 내부는 저압을 유지하여야 하고, 이로써 여과기의 유체 침투성은 음료가 여과기를 큰 저항없이 천천히 가로지르는데 충분해야 한다. 이를 위해, 여과기의 침투성은 1200 ℓ/㎡ 이상, 더 바람직하게는 1650 ℓ/㎡ 이상이어야 하는 여과기의 공기 침투성에 의해 정의될 수 있다. 상기 여과 수단은 오버플로우 벽에서 돌출된 복수 개의 작은 바늘로도 형성될 수도 있다.

하나의 모드에서, 상기 캡슐은 상기 쉘에 부착되어 상기 오버플로우 막을 향하는 덮개를 포함한다. 덮개는 강성 또는 반강성일 수 있다. 상기 하나 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단은 덮개에 의해 지지된다. 덮개는 천공가능한 시일 막에 비교적 가까워서, 막을 개방하여 음료를 우려내기 위해 필요한 오버플로우 벽의 생성을 돕는다. 덮개는 상기 막으로부터 0.5 내지 10 ㎜ 사이, 바람직하게는 2 내지 8 ㎜ 의 거리만큼 떨어져 있을 수 있다.

상기 천공 수단 또는 천공 표시 수단이 캡슐 자체 (또는 덮개) 의 일부인 경우의 이점은, 본질적으로 음료와 기계 부품 사이에 물리적 상호 작용의 발생을 감소시켜 교차 오염 문제를 줄이고 세척을 감소시킨다는 점이다. 기계적 천공기는 기계의 작동 시스템 (예컨대 솔레노이드 작동 푸셔) 을 사용하여 작동되거나, 또는 기계의 기계식/유압식 개입 없이 사용자에 의해 수동으로 작동될 수도 있다.

상기 천공 수단은, 상기 오버플로우 벽이 미리 만들어진 오버플로우 구멍을 갖는 경우 전달 유출구의 생성을 위해, 하나 이상의 구멍을 상기 오버플로우 벽 또는 상기 덮개 막에 형성하도록 작동될 수 있다.

상기 덮개는 또는 우려진 액체를 상기 오버플로우 구멍과 다른 음료 유출구로 부드럽게 안내하기 위한 기능을 가질 수 있다. 이를 위해, 상기 덮개는 음료 유동을 캡슐의 음료 유출구에 안내하도록 구성된 음료 유동 안내 수단을 포함할 수 있다.

상기 덮개의 또 다른 기능적 태양에 따르면, 상기 덮개는, 음료 유동을 상기 캡슐의 음료 유출구로 안내하도록 구성된 음료 유동 안내 수단을 포함한다.

따라서, 단순한 캡슐 구성을 유지하고 기계 내에서 캡슐의 용이한 조작을 촉진하면서, 우려진 액체를 용기 (컵, 머그 등) 내로 적절하고 위생적으로 분배할 수 있다.

또한, 하나의 모드에서, 상기 음료 유출구는, 상기 천공 수단 또는 천공 표시 수단의 실질적으로 반대편에 있는 덮개 영역에 위치하여, 이로 인해 "직접 유동" 이 촉진되어, 우려진 액체가 우려내기 장치의 부품을 오염시킬 가능성이 줄어들며, 동시에 원료가 적절하게 우려내 지고 컵 내의 제품 농도가 적절하게 제어될 수 있도록, 우려내기 시에 캡슐 내에서 액체 오버플로우가 적절하게 수행되는 것이 보장된다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 상기 캡슐은, 상기 덮개의 중심선에 대해 상기 덮개의 실질적으로 반대편 영역에 위치한 적어도 두 개의 천공 수단 또는 천공 표시 수단, 및 상기 안내 수단의 각 단부에 위치한 2 개의 유출구 수단을 포함한다. 이러한 구성은 상기 캡슐이 우려내기 장치 내에 삽입되는 경우 하나 이상의 위치에서 배향될 수 있으며, 상기 오버플로우 벽은 여전히 작동 가능하도, 따라서 보다 나은 사용자 편의를 제공한다는 이점을 제공한다.

하나의 가능한 모드에 있어서, 상기 천공 표시 수단은, 상기 캡슐 바깥쪽에 있는 천공기의 도입을 위해 상기 덮개를 통하여 형성된 하나 이상의 안내 구멍으로 이루어진다. 따라서 천공기는 기계의 일부가 된다. 상기 천공기는 기계식 및/또는 유압식일 수 있다. 기계식 천공기는 하나 이상의 바늘 또는 블레이드일 수 있다. 유압식 천공기는 오버플로우 벽을 천공하기에 충분한 속도를 갖는 하나 이상의 유체 제트일 수 있다. 이러한 모드는 캡슐의 복잡성 및 제작 비용의 저감을 가능하게 한다.

또 다른 선택 사항으로는, 상기 천공 수단은 캡슐, 즉 덮개에 의해 지지되며, 천공기를 포함하는 하나 이상의 휘어질 수 있는 블레이드를 포함한다. 상기 천공 수단은 또한 실링 벽 내에 오버플로우 구멍을 생성하기 위해 우려내기 공정의 시작 전 또는 시작 시에 우려내기 장치의 푸셔에 의해 작동되거나 또는 수동으로 작동될 수도 있다.

상기 캡슐은 사용자에 의해 우려내기 장치 내로 적절한 삽입을 용이하게 하기 위해 어떤 비대칭을 갖도록 고안될 수도 있다. 이를 위해, 캡슐은 축선 거리 및 이보다 더 짧은 횡단 거리를 갖는 기다란 형상을 갖고, 상기 축선 거리를 따라 하나 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단이 정렬될 수 있다. 그 결과, 사용자는 상기 캡슐을 상기 언급한 캡슐의 정확한 작동을 위해 바람직한 미리 정해진 배향으로 삽입해야 한다. 하나의 모드에서, 상기 캡슐은 알 모양 또는 직사각형일 수 있다.

이제, 본 발명의 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 은 제 1 실시 형태에 따른 우려내기 전 캡슐 우려내기 시스템의 개략도.

도 2 는 본 발명의 캡슐의 우려낼 때의 도 1 의 캡슐 우려내기 시스템의 개 략도.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 캡슐의 사시도.

도 4 는 도 3 의 캡슐을 중앙 수직면 (A) 을 따라 자른 단면도.

도 5 는 도 4 의 캡슐의 덮개 또는 뚜껑의 외부 사시도.

도 6 은 도 5 의 캡슐의 덮개 또는 뚜껑의 외부 사시도.

도 7 은 도 5 의 덮개 또는 뚜껑의 내부 평면도.

도 8 은 도 5 의 캡슐의 컵 형상 하우징 또는 쉘의 사시도.

도 9 는 우려내기 장치 내에 도 3 의 캡슐을 삽입하는 단계를 나타내는 도.

도 10 은 캡슐 주위로 우려내기 장치를 밀폐하는 단계를 나타내는 도.

도 11 은 우려내기 장치 내에 우려내기 전 캡슐의 오버플로우 구멍을 생성하는 단계를 나타내는 도.

도 12 는 우려내기 장치로부터 캡슐을 제거하는 단계를 나타내는 도.

도 13 은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 원뿔대형 캡슐의 단면도.

도 14 는 도 13 의 캡슐을 중앙 평면 (B) 의 Ⅰ-Ⅰ 방향으로 절단한 단면도.

도 15 는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 직사각형 캡슐의 단면도.

도 16 은 도 15 의 캡슐을 중앙 평면 (B) Ⅱ-Ⅱ 방향으로 절단한 단면도.

도 17 은 제 5 실시 형태에 따른 캡슐의 단면도.

도 18 은 도 17 의 캡슐을 중앙 평면 (B) 의 Ⅲ-Ⅲ 방향으로 절단한 단면도.

도 19 는 제 6 실시 형태에 따른 캡슐의 개략적인 사시도.

도 20 은 도 19 의 캡슐의 단면도.

도 21 은 도 20 의 캡슐의 변형예의 단면도.

우선, 본 발명의 일반적인 우려내기 원리를 도 1 및 도 2 와 본 발명의 가능한 제 1 실시 형태와 관련하여 설명하기로 한다.

캡슐 시스템 (1) 은 캡슐 (2) 및 음료 제조 장치 (10) 를 포함하여 제공되어 있다. 단순성을 위해, 음료 제조 장치는 개략적으로만 표시하였으며, 실제로는 당업자의 통상의 지식범위 내에서 추가적인 기술적 특징을 포함할 수도 있다. 상기 캡슐은 차 등과 같은 음료 원료를 담는 포위체 (20) 를 포함한다. 이 포위체는 컵 형상의 하우징 (21) 및 이 하우징 (21) 의 내주단 (23) 에 고정 부착되어 있는 여과벽 (22) 에 의해 경계가 정해진다. 포위체는 기체 및 빛에 대해 불투과성인 것이 바람직하다. 하우징은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 다각형 단면과 같이, 실제로 여과벽 (22) 의 일반적인 윤곽을 결정하는 다양한 단면을 포함할 수 있다. 포위체는 일반적으로 약 1 내지 10 그램, 바람직하게는 2 내지 5 그램 사이의 잎 음료 원료의 양을 수용하는 크기이다. 상기 잎 원료의 양은 제조되는 음료의 최종 분량에 의존할 수도 있다. 차 한 잔에 있어서, 통상적인 잎 원료의 양은 약 2 그램이 될 수 있는 반면, 차주전자에 있어서, 통상적인 잎 원료의 양은 약 8 내지 10 그램이 될 수 있다. 도 1 에 명확히 도시된 바와 같이, 여과벽 (22) 이 실질적으로 포위체의 바닥으로부터 실질적으로 수직방향으로 있도록 상기 캡슐은 우려내기 장치에 대해 위치되어 있다. 이를 위해, 상기 캡슐은 상기 우려내기 제조 장치 (1) 내에서 “수직”배열로 위치되는 것이 바람직하다. 상기 컵 형상의 하우징 (21) 은 그의 넓은 개구와 바닥이 수직이 되도록 배치될 수 있다.

캡슐은 포위체 (20) 를 밀봉적으로 폐쇄하는 실링벽 (3) 에 의해 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상기 실링벽은 예를 들면 상기 컵 형상 하우징의 주위 외부 테두리 (24) 에 부착된다.

실링벽과 하우징은 모두 산소 차단 재료로 만들어질 수 있고, 포위체는 음료 원료의 신선도가 장시간동안 보존될 수 있도록 실질적으로 산소를 포함하지 않을 수 있다. 실링벽은 가요성 막 또는 반 강성 플라스틱부일 수 있다. 예를 들어, 단층막 또는 다층막, 통상적으로는 PET/알루미늄/PP 적층물, PE/EVOH/PP 적층물, PET/금속화/PP 적층물, 알루미늄/PP 적층물과 같이 천공 가능 실링 막이 바람직하다.

포위체는 산소를 포함하지 않는 것이 바람직하며, N₂, N₂O, CO₂ 와 같은 플러쉬된 (flushed) 비활성 가스를 포함할 수 있다.

캡슐은 또한 상기 하우징 (21) 의 테두리 (24) 에 부착되고 실링벽 (3) 과 겹쳐지는 덮개 (4) 를 포함할 수 있다. 상기 덮개는 유출구 (41) 에 의해 그 측단부에서 끝나는 내부 채널 (40) 을 형성한다. 상기 덮개에는 미리 정해진 구멍 또는 약화되거나 파괴될 수 있는 영역의 형태인 천공 표시 수단 (85) 이 구비된다.

상기 하우징의 형상은 많이 중요하지는 않다. 형상은 상이한 이유로 절 두 원뿔형, 타원형, 반구형이 바람직하다. 이러한 형상은 구멍이 뚫리는 경우 실링벽을 통과하는 음료 배출을 위한 더 넓은 표면과 내압의 감소를 허용한다. 상기 하우징은 또한 플라스틱 열성형 또는 알루미늄 딥드로잉에 의해 저비용으로 산업적 제조가 가능해질 수도 있다. 또한 매끄러운 코너를 갖는 이러한 형상은 조작 부재의 제거 및 캡슐의 배출에 유리하다.

음료 제조 장치 (10) 는 캡슐을 정의한 바와 같이 “수직” 배열로 유지하도록 구성되어 있는 캡슐 조작 부재 (30, 31) 를 포함한다. 이러한 조작 부재 (30, 31) 는 캡슐 주위에서 개폐될 수 있고 그 캡슐을 제 위치에 확고히 유지할 수 있는 기계 죠오 (machine jaw) 또는 어떤 적절한 기계식 엔클로징 수단일 수도 있다. 캡슐 내의 관련 유체 압력이 비교적 낮고 가능한 대기압에 가깝게 유지되기 때문에 높은 폐쇄력을 제공할 필요는 없다. 또한, 캡슐은 낮은 제조 압력을 견딜 수 있기 때문에, 캡슐은 전체적으로 닫혀있을 필요는 없으며 음료 제조 시에 물이 새지 않도록 위치에 단순히 유지되면 된다. 이로 인해 상기 장치를 단순화하게 할 수 있으며 기계 비용이 감소된다.

상기 음료 제조 장치는 물탱크와 같은 물 공급부 (32), 물 펌프 (33), 히터 (34) 및 조작 부재 (30) 를 통해 관리되는 온수 주입 라인 (35) 을 포함한다. 상기 음료 제조 장치는 또한 공지된 바와 같이 음료 조제 사이클을 관리하는 제어부 및 사용자 인터페이스 보드 (도시 생략) 를 포함할 수도 있다. 입구측 또는 캡슐 내의 주입 부재 (38) (예컨대 바늘 또는 블레이드 및 물 유입구) 에서의 압력을 낮추기 위해 배압 밸브 (36) 가 구비될 수 있다. 물론, 배압 밸브는 생략 가능하며, 낮은 압력에서 유체를 전달하는 저압 펌프가 사용될 수도 있다. 하지만, 강건 및 신뢰성 때문에 중압 내지 고압 펌프가 바람직하며, 배압 밸브와 함께 사용될 수도 있다.

음료 제조 장치는 포위체의 오버플로우 위치에서 실링벽에 구멍을 뚫는 수단 (37) 을 더 포함할 수도 있다. 도 1 에 나타난 바와 같이, 상기 천공 수단 (37) 은 캡슐 주위에 조작 부재 (30, 31) 가 폐쇄된 후 작동될 수 있다. 천공 수단은 천공기보다 약간 큰 직경을 갖는 구멍과 같은 천공 표시 수단 (85) 을 통해 덮개 (4) 를 관통하여 안내된다. 천공기는 실링 벽 (3) 에 구멍을 내서 오버플로우 구멍을 만들고, 그 구멍으로부터 빠져나와 구멍을 완전히 개방하게 된다. 천공기는 솔레노이드 또는 어떤 다른 동등한 작동 수단에 의해서도 작동 가능하며, 수동으로도 작동할 수 있다.

중요한 것은, 도 2 에 도시되어 있는 음료 제조 작동에 있어서, 상기 캡슐은 최종적으로 적어도 포위체의 중앙 수평면 (P) 의 상부에 오버플로우 구멍 (25) 이 있는 오버플로우 벽 (3) 을 포함한다. 도 2 에 명확히 도시된 바와 같이, 상기 여과벽 (22) 및 오버플로우 벽 (3) 은 틈 공간 "s" 을 만들기에 충분히 짧은 거리로 떨어져 있으며, 이론에 제한 받는 것은 아니지만, 이 공간은 포위체 바닥에 주로 국한되어 있는 더 농후한 음료 부분의 상향 운동을 촉진할 수 있는 일종의 "사이펀" 으로서 작용한다.

도 2 와 관련해서, 본 발명의 방법은 이하와 같이 작용한다. 실링벽이 실질적으로 수직으로 배열되도록 캡슐이 우려내기 장치 내에 삽입되고 캡슐 조작 부재는 캡슐 주위에서 폐쇄된다. 실링벽 (3) 에 구멍을 뚫고 뒤로 빠져나와 구멍을 개방시키는 천공 수단 (37) 에 의해 오버플로우 구멍이 만들어진다. 캡슐의 반대편에서는, 유체 주입 부재가 캡슐의 포위체 내에 삽입된다. 이로 인해 온수는 비교적 낮은 압력, 바람직하게는 0.2 bar 이하의 압력에서 캡슐 내로 주입된다. 고온수는 서서히 캡슐을 채우고 포위체 내의 음료 원료를 잠기게 한다. 제조된 음료는 여과벽 (22) 을 통하여 여과된다. 더 농후한 음료 부분 (5) 은 포위체의 바닥에 침전하려는 경향이 있으며, 여과벽이 이 부분 근방에 적절히 위치하고 있기 때문에 여과벽을 통해 또한 여과된다. 더 농후한 음료는 틈 공간 "s" 을 통해 빠져나가며, 이 틈 공간은 그의 하부와 상부 사이의 압력 변화에 의해 발생되어 "사이펀" 과 유사하게 작용하게 된다. 나머지 음료 또한 상이한 수직 높이에서 여과벽을 통과해 포위체 내에 있는 유체의 상부 높이까지 감으로써도 여과되며 오버플로우 구멍 (25) 으로 빠져나간다.

오버플로우 구멍은 상기 포위체의 전체 높이의 3/4 이상에 위치하는 것이 바람직하고, 포위체의 전체 높이의 4/5 이상에 위치하는 것이 더 바람직하며, 이로 인해 음료 원료가 보다 완전하고 확실하게 침수가 되며, 포위체로부터 음료가 더 천천히 배출되어 더 양호한 우려내기 과정에 유리하다.

포위체의 "전체 높이" 는, 상기 캡슐이 우려내기 작업을 위해 준비된 음료 제조 기계 내에 위치되어 있는 경우, 포위체의 최하부 지점과 최상부 지점 사이의 총 거리를 의미한다. 가능한 일 태양에서, 여과벽은 포위체의 전체 높이와 실질적으로 동일할 수 있다.

제조된 액체가 직접, 용기 (6) (예를 들어, 컵, 머그 등) 에 분배되는 곳에서 "직접 유동" 이 얻어진다. "직접 유동" 이란, 제조된 액체가 유출구를 빠져나올때 어떠한 영구적인 장치도 만나지 않도록 유출구가 음료 제조 장치에 대해 배치된다는 것이다. 다시말해, 상기 유출구는 충분히 낮게 또한 캡슐 조작 부재에서부터 옆으로 떨어져 배치되어, 배출시 이러한 부재와 액체의 어떠한 많은 접촉을 피하게 된다.

도 1 과 도 2 를 따르는 제조 방법의 주요 원리는 다양한 변형 및 등가물을 포함한다.

예를 들어, 오버플로우 벽 (3) 은 구멍이 뚫려지지 않을 수도 있으나, 미리 잘린 오버 플로우 구멍에 의해 미리 개방될 수는 있다. 이 미리 잘린 오버 플로우 구멍이란 캡슐의 제조 단계에서 이미 형성되어 있는 구멍을 의미한다. 음료 원료의 신선도는 밀봉된 유출구 (이는 제조 직전에 밀봉 해제) 를 갖는 기밀 폐쇄 덮개 또는 캡슐을 둘러싸는 기밀 오버 랩 패키지의 사용과 같은 다른 방법으로 유지될 수도 있다.

또한, 캡슐은 덮개 (4) 와 채널링 기능이 없을 수도 있다. 이 경우, 전방 조작 부재 (31) 는 제조된 액체가 오버플로우 벽 (3) 을 지나 용기로 내려갈 때, 이 제조된 액체를 수집하도록 설계될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태는 도 3 내지 도 8 에 도시되어 있다. 이러한 도면들은 본 발명의 방법을 수행하는 다양한 음료 캡슐 (2) 을 도시한다.

상기 음료 캡슐 (2) 은 하나 이상의 음료 원료를 포함하는 포위체 (20) 를 포함한다. 이 포위체 (20) 는 컵형상 쉘 (21) 과 여과벽 (22) 의 조립으로 형성되어 있다. 오버플로우 실링 벽 (3B) 은 상기 쉘 (21) 을 밀봉적으로 폐쇄하고, 이하 설명하는 바와 같이 오버플로우 벽의 목적에 알맞다. 더욱이, 상기 캡슐은 하우징 (21) 의 주변 테두리 (42) 에 부착되는 주변 태두리가 있는 덮개나 뚜껑 (4) 을 더 포함한다. 이 뚜껑과 하우징 사이의 연결은 접착, 용접, 스냅 끼워맞춤 및 이들의 조합에 의해 이루어진다.

오버플로우 실링 벽 (3B) 은 강성 또는 반강성 또는 비강성 재료 또는 이들의 조합으로 구성된다. 적당한 재료는 플라스틱, PET, 알루미늄 호일, 폴리머 필름 및 종이 등을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 바람직한 모드에서, 상기 벽은 가스 배리어를 갖고 있고 단층 또는 적층으로 이루어진 가요성 막이며, 제조시 비활성 기체의 플러슁 또는 유사한 기술에 의해 포위체에서 산소가 상당히 제거되며, 이로써 사용 전에 음료 원료의 신선도를 유지할 수 있다.

상기 뚜껑 (4) 은 하나 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단 (8) 을 지지하는 역할을 한다. 사실, 상기 캡슐은 실링벽에 하나 이상의 오버플로우 구멍을 생성할 수 있도록 이 실링벽 (3B) 에 상대적으로 위치되어 있는 적어도 하나의 천공 수단 (8) 을 포함한다. 여기에 나타난 바람직한 실시예에서는 캡슐이 두 개의 천공 수단 (8A, 8B) 을 포함한다. 캡슐에 있는 두 개의 천공 수단의 필요성은 이하 설명으로 명백해지겠지만, 간단히 말해서 제조 기계에서 두 가능한 배향으로 있는 캡슐을 이용하는 것을 가능하게 하여, 캡슐을 조작하는 사용자에게 더 나은 편의를 제공하기 위한 것이다.

상기 캡슐이 작동시 음료 제조 장치 (10) 에 작동 위치될 때, 상기 천공 수단은 포위체 (20) 의 중심을 지나는 수평면을 나타내는 중앙 평면 (B) 에 대해 편심 배열로 위치된다.

이 바람직한 모드에서, 캡슐은 하나의 천공 수단 (8A, 8B) 과 하나의 음료 유출구 (41A, 41B) 로 이루어진 두 시리즈 (각각 "A" 와 "B" 로 표시) 를 포함하는데, 각 시리즈는 실링 출구 벽의 중앙 중심 평면 (B) 에 대해 편심되어 위치되며 서로에 대해 마주보게 되어 있다. 특히, 상기 천공 수단과 상기 유출구의 두 시리즈 (8A, 41A; 8B,41B) 는 실링 출구 벽의 중심 평면 (B) 을 가로지르는 중앙 평면에 대해 대칭적으로 위치되어 있다.

그러한 구성의 주요 이점은 캡슐이 두 가능한 방향 (서로 약 180 ˚를 이룸) 으로 배향될 수도 있으며, 따라서 기계 내 캡슐의 삽입 및 배치가 용이하게 된다는 것이다. 물론, 시리즈의 갯수는 2 개를 초과할 수 있으며, 바람직하게는 짝수개로, 예컨대 4 개의 시리즈이며, 이 경우 4 개의 시리즈는 90˚ 의 각도로 둘로 그룹화되며, 이로 인해 기계내에 4 개의 다른 가능한 방향을 제공한다.

또 상기 캡슐은 여과벽 (22) 을 포함하고, 이 여과벽은 실링벽에 대해 짧은 거리를 두고 있어 이들 사이에 틈 공간 "s" 이 존재하게 된다. 상기 여과벽은 예를 들어, 용접, 접착, 스냅 끼워맞춤 또는 어떤 동등한 수단과 같이 적합한 연결 수단으로 하우징의 주변 단차부 (23) 에 부착될 수 있다. 필터 매체는 플라스틱, 호일, 부직 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 종이 재료 및 이의 조합물을 포함하는 그러나 이에 제한되지는 않는 다양한 재료로 구성될 수 있다.

상기 음료 유동 전달 수단 (40) 은 실링 출구 벽에 대해 외부이면서 근접한 곳에 위치되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 캡슐이 수직으로 배향될 수 있는데, 예를 들어 상기 음료 유동 전달 수단 (40) 과 음료 유출구를 경유하여 컵으로 하방으로 곧바로 안내되어 질 수 있도록 상기 캡슐의 유출구 벽이 수직으로 배향된다. 부가적인 이점은, 기계를 나가는 음료가 이 기계의 일부와 접촉하지 않고 컵으로 직접 내려가게 되므로 상기 캡슐이 "직접 유동" 이 될 수 있다는 점이다. 이는 교차 오염을 줄이고 세정을 줄일수 있다는 이점을 준다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 천공 수단 (8A, 8B) 과 음료 유출구 (41A, 41B) 가 실링 유출구 벽 또는 엔클로져의 중심 또는 평면 (B) 에 대해 편심된 두 상호 반대편 지점에 각각 위치되어 있다. 음료가 대략 가장 높은 지점에서 엔클로져를 나가, 캡슐의 대략 가장 낮은 반대편 지점에서 유출구를 나간다는 사실로부터, 향상된 음료 제조 작업을 위해 캡슐을 수직방향으로 유지시킬수 있으며 컵안으로 음료의 "직접 유동" 을 발생시킬 수 있다는 조합된 이점이 얻어진다.

바람직하게는, 음료 유출구 (8A, 8B) 중 하나는 음료 제조 장치에서 캡슐의 방향에 따라 음료가 오버플로우 위치에서 방출되는 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 음료를 방출할 수 있게 하방으로 배향된다. 이러한 구조는 음료가 직하방으로 컵안으로 방출되도록 기계에 캡슐을 배향시키는 것을 가능하게 하며, 따라서 이는 기계와의 접촉이 없는 "직접 유동" 에 유리하다.

바람직한 실시예에서, 유동 전달 수단 (40) 은 한번에 두 시리즈 (A,B) 에 의해 공유된다. 결과적으로 캡슐의 구조는 합리적이며 생산하는데 비용이 덜 든다.

도 5 또는 도 6 에서 특히 더 잘 도시되어 있는 바와 같이, 음료 제조 장치로 삽입하는 특정 방향을 장려하고 사용자에게 알릴 수 있게 캡슐이 성형될 수도 있다. 예를 들면, 캡슐, 특히 덮개는 축 방향 길이 (L) 와 이보다는 더 짧은 횡방향 길이 (W) 를 갖는 기다란 형태로 제공될 수 있는데, 여기서 적어도 하나의 천공 수단 (8A, 8B) 과 적어도 하나의 유출구 (41A, 41B) 는 실질적으로 축 방향 길이를 따라 위치되어 있다.

천공 수단 (8A, 8B) 은 도 6 에서 더 잘 도시되어 있는 두 개의 스프링 편향식 기계식 천공 부재를 포함한다. 각 부재는 뚜껑의 나머지 부분과 일체로 이루어진 하나의 가요성 플라스틱 텅 (810) 으로 형성되어 있다. 이 텅은 이 텅의 만곡단부 (811) 에서 실링벽에 충분한 단면의 오버플로우 구멍을 만들수 있도록 충분히 큰 내부 스파이크 (812) 를 지지한다. 이 텅의 부착 단부 (813) 에서, 이 텅은 뚜껑의 횡표면의 표면에 일체로 연결된다. 상기 두 개의 천공 수단과 유출구는 따라서 이 뚜껑의 장축을 따라 배열된다.

상기 도시 및 설명된 천공 수단 (8A, 8B) 은 다수의 다른 동등한 구성을 포함할 수 있으며 도시되고 설명된 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가요성 플라스틱 텅 (810) 은 덮개를 갖는 하나의 부품으로 이루어질 필요는 없는 스프링으로 대체될 수도 있다. 내부 스파이크는 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들면, 내부 스파이크는 다수의 소형 개구를 형성할 수 있는 복수의 개별 바늘을 조합하여 형성할 수도 있다. 삼각형, 사다리꼴, 직사각형, 톱니 모양 또 는 사인곡선 형태와 같은 다양한 형상의 블레이드가 상기 스파이크를 대체할 수도 있다.

상기 뚜껑의 내부 오목부 (81) 에서는, 벽의 내부 (820, 821) 가 서로에 대해 평행하게 그리고 천공 수단의 각 측에 제공되어 있다. 상기 벽 부분 (820) 은 오목부 (81) 에 대해 수직하게 내부로 연장하고, 실링벽 (3) 근처에 도달한다. 상기 벽의 내부는 오버플로우 구멍으로부터 뚜껑에서 반대편에 위치되어 있는 각 출구까지 제조된 액체의 유동을 안내할 수 있는 내부 채널 (40) 을 형성하기 위해 두 개의 유출구 (41A, 41B) 에 근접한 지점에서부터 형성되어 있다. 벽 (820, 821) 은 음료를 위한 안내 채널을 형성할 뿐만 아니라 뚜껑을 견고하게 한다. 유출구 (41A, 41B) 는 우려낼 때의 위치에 따라 2 가지 기능을 수행할 수 있는데, 첫째로는 유출구가 캡슐의 바닥부에 위치하는 경우 전달 기능, 둘째로 유출구가 우려낼 때의 캡슐의 상단에 위치하는 경우 환기 기능을 수행한다. 물론, 안내 채널은 다르게 설계될 수 있으며, 예를 들면, 덮개 (4) 와 실링 벽 (3B) 사이에 삽입되거나 덮개 자체의 일체부인 관형 부재로 형성될 수도 있다. 상기 관형 부재는 또한 우려진 액체를 컵으로 안내하는 것을 돕기 위해 덕트의 일부분들을 형성하도록 덮개 그 자체의 경계를 넘어 (경계 상하로) 연장할 수도 있다.

도 8 은 캡슐 하우징 또는 쉘 (21) 을 도시한다. 특히, 하우징은 산소 베리어나 어떠한 적합한 음식물 등급 중합체를 포함하며 열성형, 블로우성형 또는 사출 성형된 PP 또는 PP 적층물과 같은 플라스틱 또는 딥 드로잉된 알루미늄 또는 알루미늄 중합체 적층물로 형성된다. 상기 하우징은 실질적으로 평평한 실링부 를 구성하기 위해 플랜지로서 연장되어 있는 주변 테두리를 갖는데, 상기 실링부에는 실링벽이 밀봉되고 덮개 (4) 가 스냅 끼워맞춤 및/또는 밀봉될 수 있다. 테두리의 반경 방향 안쪽에는 작은 스텝 (23) 이 형성되어 있고, 여과벽이 이 스텝에 수용되어 밀봉되거나 스텝의 편평한 반경부에 연결된다. 이 스텝의 깊이는 여과벽의 두께와 사이펀 효과를 제공하는 틈 공간의 제어에 의존한다. 예를 들어, 여과벽은 0.1 mm ~ 1.5 mm 범위일 수 있고, 이때 스텝의 깊이는 0.2 mm ~ 5 mm 범위인 반면 틈 공간은 0.1 mm ~ 3.5 mm 이다.

하우징의 후방에서, 하우징 벽은 캡슐 내에 유체의 유입을 위한 주입 영역을 구성하는 레이징 영역 (26) 을 포함할 수 있다. 그래서 이 레이징 영역은 주입 장치 (38) 의 압축력에 저항하여 중심부에서 더 용이하게 구멍을 뚫을 수 있도록 되어 있다.

천공 수단은 단순한 천공 표시 수단으로 교체될 수 있는데, 예컨대 도 1 의 실시형태와 유사한 방법으로 음료 제조 장치의 외부 천공기를 안내하도록 상기 중심 평면 상부에 전략적으로 위치되며 뚜껑을 관통하여 제공되는 하나 이상의 구멍이 있다.

도시되지 않은 또 다른 변형예에서, 상기 캡슐은 2 개 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단이 구비된 덮개를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 덮개는 원형이고 덮개 상에 각각 반경 방향으로 0°, 90°, 180°, 270°로 분포되어, 상기 우려내기 장치 내의 캡슐에 대해 4 가지 가능한 주입 위치를 제공하는 4 개의 천공 수단을 포함할 수도 있다.

도 9 내지 도 12 는 음료 제조 과정과 도 3 내지 도 8 의 캡슐 중 상기 음료 제조 과정과 관련된 기계 시스템에 관한 것이다. 삽입부터 제거까지 캡슐을 조작시의 편의와 관련한 음료 제조 장치에서 캡슐의 "수직' 배열의 이점은 상기 도면에서 더 명백해진다.

음료 제조 모듈의 실시예를 캡슐의 삽입 모드 및 배출 모드를 각각 나타내는 도 9 와 도 12 와 관련하여 더 자세히 설명한다. 음료 제조 모듈 (3B) 은 두 개의 주 캡슐 조작 부재 (30, 31) 를 포함하는데, 이들은 결합하여 캡슐 (2) 주변에서 폐쇄하도록 협력한다. 전방 조작 부재 (31) 는 음료 제조 장치 (완전히 도시되어 있지는 않음) 에 대하여 고정될 수 있는 반면, 후방 조작 부재 (30) 는 부재 (31) 에 대해 움직일 수 있다. 이는 반대일 수도 있는데, 즉 전방 부재가 움직이고 후방 부재는 고정되거나, 또는 전방과 후방 부재 모두 움직일 수 있다. 상기 전방 조작 부재는 음료 제조 장치에 캡슐을 삽입할 수 있는 안내 삽입 수단 (320) 을 갖는다. 이 삽입 수단 (320) 은 캡슐의 각 측에 위치되어 캡슐의 테두리 (24) 와 결합하는 두 개의 측면 슬롯 (320) 을 포함하는 측면 부재일 수 있다. 상기 슬롯은 캡슐이 장치 내에서 중력에 의해 점차 내려감에 따라 캡슐을 전방 조작 부재 가까이에 점차적으로 보내도록 전방 조작 부재를 향해 약간 경사질 수 있다. 캡슐이 일단 삽입되면 캡슐이 제자리에 유지되도록 하는 유지 수단 (310) 이 조작 부재의 하부에 제공되어 있다. 이로써, 캡슐의 테두리 (24) 의 하부는 유지 수단 (310) 의 접합부와 결합한다.

상기 전방 조작 부재에는 조작 부재의 베어링 부 (371) 를 통하여 미끄러지 도록 장착되어 있는 기계식 푸셔 (370) 가 제공되어 있다. 이 기계식 푸셔는 전자 기계식 솔레노이드나 캠 또는, 기계식 푸셔를 상기 베어링 부를 관통하여 전후로 움직일 수 있게 하는 어떠한 동등한 수단 (미도시) 과 같은 작동 수단과 관련될 수 있다. 이로써, 기계식 푸셔는 캡슐이 장치 내에 있을 때 푸셔의 자유단 (372) 이 캡슐에서부터 떨어져 있는 도 9 의 제 1 후퇴 위치와, 푸셔가 상부 천공 수단 (8) 과 실제로 결합되는 도 11 의 제 2 연장 위치의 두 위치로 움직일 수 있다.

상기 후방 조작 부재 (30) 는 캡슐의 쉘 (21) 과 실질적으로 상보적인 형태를 갖는 하우징 (300) 을 포함한다. 이 하우징은 하단부에서 유체 주입 부재 (38) 를 포함하고, 이 부재는 예를 들어 유관 (381) 이 형성되어 있는 날카로운 니들 (380) 일 수 있다. 상기 후방 조작 부재의 후방에는 글랜드가 위치되어 있고 이 글랜드는 음료 장치의 유체 시스템에 연결되어 있는 유체 배관 (미 도시) 에 연결되어 있다. 상기 하우징 (300) 은 그 개방 단부에서 작은 주변 홈 (301) 을 갖고, 환상 시일 조인트 (302) 가 이 홈에 삽입되어 있어 폐쇄시 캡슐의 단차형 테두리 (24) 의 후미에 대한 유밀성을 제공한다.

후방 조작 부재 (30) 는 토글 레버 시스템 (9) 에 의해 실질적으로 수평인 경로를 따라 움직일 수 있다. 당업자라면 전방 조작 부재와 함께 캡슐 주위를 폐쇄 하기 위해 조작 부재를 움직이기 위해 다양하고 상이한 기계 또는 유압 보조 폐쇄 수단을 생각할 수 있으므로 여기서 토글 레버 시스템에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 10 에서 보는 바와 같이, 후방 조작 부재 (30) 는 제조 장치의 폐쇄 장치를 향해 신장되어 있는 토글 레버 시스템 (9) 에 의해 변위된다.

도 11 에서, 조작 부재가 캡슐 주위에서 폐쇄되고, 이 캡슐이 그의 단차형 테두리 (24) 를 따라 단단히 고정되면, 전개 위치에서 기계식 푸셔 (370) 가 작동하여 상부 천공 수단 (8) 을 캡슐의 실링벽 (3) 에 밀게 된다. 이로써 실링벽에 국부적으로 오버플로우 구멍이 뚫린다. 그리고 나서 기계식 푸셔는 후퇴 위치로 이동하고, 구멍은 완전히 비결합 상태로 된다. 그 다음, 음료 제조 공정이 시작되고, 전술한 바대로 유체가 원료를 제조하기 위해 캡슐에 주입될 수 있다.

도 12 에서는 조작 부재가 개방되고 즉, 후방 작동 부재가 후퇴되어 캡슐이 뒤로 약간 당기게 되고 따라서 중력에 의해 하강하여 버려질 수 있다.

도 13 와 도 14 는 음료 제조 기계에서 "수평방향" 으로 위치되어 있을 때 제조되도록 구상된 본 발명의 다른 형태의 캡슐을 도시한다. 일반적인 제조 원리는 이전의 실시예와 같다. 캡슐은 제조될 하나 이상의 원료를 포함하는 포위체 (20) 를 포함한다. 이 포위체는 절두 원뿔형 쉘 (21) 과 하부벽 (27) 및 내부 여과벽 (22) 으로 경계가 정해진다. 여과벽은 쉘의 내부 체적을 가로질러 포위체와 제 2 음료 수집 체적 (26) 의 두 부분으로 나눈다. 이 여과벽은 상기 포위체의 꼭대기/바닥 단부로부터 형성되도록 위치되어 바닥에 머무르는 경향이 있는 농후한 액체가 여과기를 통해 제거될 수 있다. 하부벽 (27) 은 쉘 (21) 의 테두리 (24) 에 크림핑 (crimping), 용접, 접착 또는 이들의 조합에 의해 부착되는 원형부일 수 있다. 이는 여과기의 전방에서 쉘 내부에서 위로 상승하고, 쉘 (21) 의 바닥에 근접한 영역에 오버플로우 구멍 (255) 을 남기는 오버플로우 벽 (3C) 을 포함한다. 이 오버플로우 벽은 여과벽 (22) 에서부터 짧은 간격 "s" 로 떨어져 있다. 음료 유출구 (41) 가 하부벽 (27) 을 통과하여 수집 챔버 (26) 에 형성되어 있다. 도 15 와 도 16 의 음료 캡슐은 "수평방향" 으로 제조되며, 즉 하부벽과 유출구 (41) 는 하방을 향한다. 물은 바람직하게는 하부벽에서부터 포위체에 저압으로 주입된다. 제조된 액체는 여과벽 (22) 을 통해 흐르고, 오버플로우 구멍 (3C) 을 통과하여 수집 챔버 (26) 로 가서 밑으로 유출구 (41) 로 가게 된다.

도 15 및 도 16 은 본 발명의 방법에 따라 제조되도록 설계된 다른 변형 캡슐을 도시한다. 이 캡슐은 직사각형상이라는 점만 제외하고는 도 13 과 14 의 캡슐과 동일한 특징을 갖는다. 또 이 캡슐은 제조 장치의 물 노즐의 도입을 위한 예비 새김눈 부분 또는 약화된 부분일 수 있는 주입부 (29) 를 포함한다. 이 약화된 영역은 도입된 노즐에 의해 파괴될 수 있는 플라스틱 부분일 수 있다.

도 17 및 도 18 은 본 발명의 일반적인 원리에 따라 제조되도록 설계된 캡슐의 다른 가능한 실시형태를 도시한다. 이 실시형태에서는 오버플로우 벽은 캡슐의 내부에서 유출구 (41) 를 연장하는 깔대기 (3D) 이다. 이 깔대기는 이 깔대기의 단부와 캡슐의 상면 사이에 오버플로우 구멍을 형성하는 상부 갭 (256) 이 생기도록 상기 포위체의 전체 높이보다 짧다. 상기 캡슐의 지지 구조는 이 실시예에서 도시되어 있는 것과 같은 많은 경우를 포함할 수 있다. 여기서, 캡슐은 캡슐의 하부를 형성하는 하부벽 (211) 을 갖는 역 U 자형태의 쉘 (210) 을 포함하고 덮개 (260) 에 의해 폐쇄된다. 이 쉘은 수직방향으로 배향된 평면 여과벽 (22) 에 의해 두 체적으로 분할된다. 원료를 포함하는 포위체 (20) 에 물의 주입은, 바람직하게는 천공 가능 막인 덮개 (260) 를 통해 이루어지거나, 또는 쉘 (210) (다시 말해, 측면이나 하부에서) 을 통해 이루어질 수 있다.

도 19 및 도 20 은 캡슐이 점진적으로 줄어드는 (즉, 제 1 부분에서 제 3 부분으로 가면서) 직경을 갖는 동심 관형 요소로 구성되어 있는 다른 변형예를 도시한다. 이 캡슐의 하우징 또는 외부 몸체는 제 1 관형 몸체 (22) 로 구성되어 있다. 오버플로우 벽은 더 작은 직경과 더 작은 높이를 갖는 제 2 관형 부분 (3E) 으로 구성되어 있다. 여과 부재 (22) 는 더 작은 직경과 외부 몸체와 실질적으로 동일한 높이를 갖는 제 3 관형 부분으로 구성되어 있다. 이 제 3 관형 부분은 예를 들어, 스펀지, 페이퍼, 직물, 부직물 또는 소결된 플라스틱 관 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 음료 원료는 포위체 (20) 를 구성하는 제 3 관형 부분의 내부를 채운다. 외부 몸체는 상측과 하측에서 상부 뚜껑 (261) 및 하부 뚜껑 (262) 에 의해 밀봉될 수 있다. 제 2 관형 몸체가 더 낮은 높이를 갖기 때문에, 제조된 액체가 여과 관형 부분 (22) 을 통하여 여과된 후에 지나게 되는 오버플로우 구멍 (257) 이 형성된다. 물론, 하부 뚜껑 (262) 은 사출 플라스틱에서와 같이 오버플로우 벽과 일체로 될 수 있다. 하부 뚜껑과 오버플로우 벽과 제 1 부분 역시 일체로 성형된 플라스틱일 수도 있다. 제 1 부분은 관형이 아닐 수도 있다. O1, O2 지점은 캡슐내에 가능한 물 도입 위치를 나타낸다. 나타내는 바와 같이, 물은 캡슐의 상부와 하부의 중앙부에서 엔클로져에 상부 뚜껑 또는 하부 뚜껑을 통해 곧바로 유입될 수 있다. P1 과 P2 지점은 제조된 음료를 위한 가능한 출구 위치를 표시한다. 음료는 캡슐로부터 하부 뚜껑 (262) 을 통해 제 1 관형 부분과 제 2 관형 부분 사이의 어떤 적합한 위치를 따라 분배될 수 있다.

도 21 은 점차적으로 (즉, 제 1 부분에서 제 3 부분으로 가면서) 줄어드는 직경을 갖는 관형 부분의 동심 배열의 다른 변형예를 나타내는데, 이는 포위체 (20) 가 제 1 외부 (220) 와 제 2 여과 관형 부분 (22) 사이의 최외측 환형 체적에 제공되어 있다는 점에 있어서 이전의 변형예와는 약간 다르다. 이 실시형태에는, 더 작은 직경과 더 낮은 높이의 제 3 관형 부분이 중앙에 위치되어 제조된 음료의 오버플로우가 일어나게 한다. O1, O2, O3, O4 는 가능한 유체 유입구 위치를 표시한다. P1 은 가능한 음료 유출구 위치를 표시한다.

Claims (26)

1. 하나 이상의 음료 원료를 포함하는 포위체 (20),

   상기 포위체의 하나 이상의 여과 측면의 경계를 정하는 여과벽 (22) 을 포함하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐에 있어서,

   상기 캡슐은 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 을 포함하고,

   상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 은, 여과벽 뒤에 우려진 액체의 경로 내에 위치하고, 하나 이상의 오버플로우 구멍 (250, 255, 256, 259) 을 포함하거나, 또는 하나 이상의 천공 수단 (8, 8A, 8B) 또는 천공 표시 수단 (85) 에 의해 하나 이상의 오버플로우 구멍 (25) 이 생성 또는 표시될 수 있는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
2. 제 1 항에 있어서,

   하나 이상의 오버플로우 구멍 (250, 255, 256, 259) 또는 천공 수단 (8, 8A, 8B) 또는 상기 천공 표시 수단 (85) 각각이 포위체 (20) 를 통과하는 중앙 수평면 (P) 의 상방에 위치하도록 상기 캡슐이 배향되는 경우, 상기 여과벽이 상기 중앙 수평면 (P) 의 하부로부터 연장되는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 여과벽 (22) 은 실질적으로 상기 포위체 (20) 의 하부로부터 상기 포위체의 상부까지 연장되는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C. 3D, 3E, 3F) 은 틈새 공간 (s) 을 사이에 두고 상기 여과벽 (22) 의 전방으로부터 떨어져서 위치하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 및 상기 여과벽 (22) 은 서로 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 은 천공 가능한 막인 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 캡슐은 쉘 (21) 을 포함하고, 상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 은 기밀 방식으로 상기 쉘을 밀폐하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음 료 제조용 캡슐.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 캡슐은, 상기 쉘 (21) 에 부착되어 상기 오버플로우 벽 (3, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F) 을 향하는 덮개 (4) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 하나 이상의 천공 수단 또는 천공 표시 수단은 덮개에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 덮개 (4) 는, 음료 유동을 상기 캡슐의 음료 유출구 (41) 로 안내하도록 구성된 음료 유동 안내 수단 (40) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 음료 유출구 (41) 는, 상기 천공 수단 (8, 8A, 8B) 또는 천공 표시 수단 (85) 의 실질적으로 반대편에 있는 덮개 (4) 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 캡슐은, 상기 덮개의 중심선에 대해 상기 덮개 (4) 의 실질적으로 반대편 영역에 위치한 적어도 두 개의 천공 수단 (8A, 8B) 또는 천공 표시 수단, 및 상기 안내 수단 (40) 의 각 단부에 위치한 2 개의 유출구 수단 (41B, 41A) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 천공 표시 수단 (85) 은, 상기 캡슐 (2) 바깥쪽에 있는 천공기 (37) 의 도입을 위해 상기 덮개 (4) 를 통하여 형성된 하나 이상의 구멍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 천공 수단 (8, 8A, 8B) 은 천공기 (812) 를 포함하는 하나 이상의 휘어질 수 있는 블레이드 (810) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 캡슐은 축선 거리 (L) 및 이보다 더 짧은 횡단 거리 (W) 를 갖는 기다란 형상을 갖고, 상기 축선 거리 (L) 를 따라 하나 이상의 천공 수단 (8, 8A, 8B) 또는 천공 표시 수단이 정렬되는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    하나 이상의 원료는 차인 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 포위체는 실질적으로 산소를 포함하지 않고 빛에 대해 불투과성인 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    미리 제조된 적어도 하나의 오버플로우 구멍 (250, 255, 256, 259) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버플로우 구멍 (250, 255, 256, 259) 은 상기 포위체의 전체 높이의 3/4 이상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
20. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버플로우 벽은 틈 공간을 사이에 두고 상기 여과벽과 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
21. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버플로우 벽과 상기 여과벽은 인접하면서 틈 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
22. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버플로우 벽과 상기 여과벽은 일체로 만들어진 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
23. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버플로우 구멍은 상기 캡슐 자체의 구조에 의해 미리 만들어진 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
24. 제 18 항에 있어서,

    상기 오버 플로우 벽은 캡슐에 내부에 있고 외부 폐쇄막에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
25. 제 18 항에 있어서,

    음료를 우려내기 직전에 밀봉이 해제되는 밀봉된 유출구를 갖는 기밀 폐쇄 덮개 또는 캡슐을 둘러싸는 기밀 오버 랩 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.
26. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 캡슐은 어떤 비대칭을 갖는 것을 특징으로 하는, 음료 기계 내의 음료 제조용 캡슐.

Images