KR101594748B1

KR101594748B1 - 체크 밸브, 주입 어셈블리, 및 음료 제조 기계

Info

Publication number: KR101594748B1
Application number: KR1020157011723A
Authority: KR
Inventors: 마띠유 오잔느; 디디에 뷔아그니오
Original assignee: 네스텍 소시에테아노님
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-02-16
Also published as: AU2013326679B2; RU2015116869A; EP2904295B1; CA2887026C; US20150250352A1; JP5855803B2; CA2887026A1; SG11201502160RA; ZA201503038B; KR20150054015A; AU2013326679A1; RU2637741C2; JP2015535718A; EP2904295A1; WO2014053439A1; CN104685276A; US9480361B2

Abstract

본 발명은 체크 밸브 (10), 주입 어셈블리 (60), 및 상기 주입 어셈블리 (60) 에 통합된 음료 제조 기계 (100) 에 관한 것이다. 본 발명의 체크 밸브 (10) 는 제 1 유체 유출구 (21), 및 본체 (20) 내측으로 이동 가능한 플러그 부재 (30) 를 갖는 본체로 제조된다. 플러그 부재 (30) 는 제 1 공동 (11) 내에 유체 유입구 (32) 및 제 2 유체 유출구 (31) 를 갖고, 유체는 제 1 유체 유출구 (21) 에 대향하는 플러그 부재 (30) 의 제 1 표면 (381) 상에 압력을 가할 수 있다. 유체 압력은 폐쇄된 위치 내로 플러그 부재 (30) 를 바이어스하는 탄성 요소 (40) 의 힘을 극복할 수 있다. 탄성 부재 (40) 의 힘이 극복된다면, 플러그 부재 (30) 는 개방된 위치 내로 이동된다. 폐쇄된 위치에서 공동 (11) 으로부터 제 1 유체 유출구 (21) 외부로의 유체 경로는 폐쇄되는 한편, 개방된 위치에서 상기 유체 경로는 개방된다. 플러그 부재 (30) 를 그 최초 폐쇄된 위치로부터 그 개방된 위치로 이동시키도록, 제 1 표면 상에 유체 압력은 소정 문턱값 이상이어야만 한다.

Description

체크 밸브, 주입 어셈블리, 및 음료 제조 기계{CHECK VALVE, INJECTION ASSEMBLY, AND BEVERAGE PREPARATION MACHINE}

본 발명은 체크 밸브, 체크 밸브와 피어싱 니들을 포함하는 주입 어셈블리, 및 상기 주입 어셈블리를 통합한 음료 제조 기계에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 체크 밸브는 안전성 및 컴팩트성의 이유들로 개선되었다.

종래 기술에서 음료 제조 기계들은 공지되어 있고, 상기 음료 제조 기계들은 음료를 브루잉하고 분배하도록 음료 성분들을 수용하는 캡슐 내로 뜨거운 유체를 주입하기 위한 주입 어셈블리를 포함한다. 일반적으로 그러한 음료 제조 기계들은 추가로 유체를 저장하기 위한 저장부, 상기 저장부로부터 수용된 유체를 가열하기 위한 가열기, 가열된 액체로부터 공기를 제거하기 위한 공기 세퍼레이터, 및 캡슐을 피어싱하고 상기 캡슐 내로 유체를 주입하기 위한 주입 어셈블리를 포함한다. 대부분의 경우들에서 체크 밸브는 공기 세퍼레이터와 피어싱 니들 사이에 위치된다. 체크 밸브는 유체가 상류에서 가압될 때에 개방되고, 다른 경우라면 기계 내로 역류를 방지하도록 폐쇄된다.

WO 2009/135899 A1 은 상기 설명된 종래 기술에 따른 음료 제조 장치를 개시한다. 음료 제조 장치는 캡슐을 유지하기 위한 수단, 유체를 가열하고 공급하기 위한 수단, 및 상기 캡슐 내로 뜨거운 유체를 주입하기 위한 수단을 포함한다. 상기 기계는 특히 공기 세퍼레이터와 유체 라인 사이에서 주입 부재에 연결된 체크 밸브를 개시한다.

본 출원의 도 1 은 WO 2009/135899 A1 에서 사용된 체크 밸브를 도시한다. 체크 밸브는 물 유입구 (1a) 및 물 유출구 (2a) 를 갖는다. 상기 체크 밸브의 구성은 두개의 음료들의 제조부 사이에, 뜨거운 유체의 큰 사체적 (3a) 이 체크 밸브와 피어싱 니들 사이에 남아 있다는 단점을 갖는다. 도 1 은 사체적 (3a) 이 특히 체크 밸브 내에 공동들에서 그리고 체크 밸브의 하류에서의 유체 라인에서 발생한다는 것을 도시한다.

음료 제조 기계에서 유체의 임의의 사체적은 안전성 및 건강 이슈들로 인해 바람직하지 않다. 사체적은 음료 제조 기계로부터 아직 방출되거나 또는 제거되지 않은 박테리아, 예를 들면 사용된 캡슐로부터의 사체적에서 기원하고 그리고/또는 사용된 캡슐로부터 사체적 내로 이동하는 박테리아의 번식을 촉진시킬 수 있다.

EP 2 395 269 A1 는 감소된 사체적을 갖는 체크 밸브를 개시한다. 상기 체크 밸브 (1) 는 본 출원의 도 2 의 (a) 에 도시되고 메인 본체 (2b) 및 상기 본체 (2b) 내측에 플러그 부재 (3b) 를 포함한다. 플러그 부재 (3b) 는 본체 (2b) 의 공동 내측에 수용된 탄성 부하 (4b) 를 받는다. 플러그 부재 (3b) 는 이동 가능하다. 체크 밸브는 추가로 가압된 유체가 유동할 수 있는 도관 (9b) 을 포함한다. 플러그 부재 (3b) 의 개방된 위치에서, 유체는 플러그 부재 (3b) 의 헤드 부품을 지나 유동할 수 있는 한편, 플러그 부재 (3b) 의 폐쇄된 위치에서 헤드 부품이 시트 (19b) 와 맞물리기 때문에 유체는 플러그 부재의 헤드 부품에 의해 차단된다. 도관 (9b) 은 추가로 챔버 (30b) 에 연결된 오프 테이크 (off-take) 도관 (32b) 을 갖는다. 오프 테이크 도관 (32b) 으로 인해 도관 (9b) 에서 유체는 플러그 부재 (3b) 의 제 1 표면 (26b) 상에 압력을 가할 수 있고, 유체 압력이 소정 문턱값을 초과한다면, 그 개방된 위치로 플러그 부재 (3b) 를 이동시킬 수 있다.

도 2 의 (b) 는 그러한 체크 밸브가 어떻게 음료 제조 기계에서 공기 세퍼레이트와 통합될 수 있는 지를 도시한다. 그러나, 체크 밸브는 체크 밸브의 하류에서 여전히 너무 현저한 사체적을 남겨두고 있고, 게다가 그 거대한 구성으로 인해 기계에서 많은 공간을 점유하고 있다는 단점을 갖는다.

상기 관점에서, 본 발명의 목적은 종래 기술 분야의 단점들을 극복하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 감소된 사체적으로 인해 박테리아 번식의 위험을 감소시키고 부가적으로 보다 컴팩트하게 구성될 수 있는 체크 밸브, 주입 어셈블리 및 음료 제조 기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 주목적은 첨부된 독립 청구항들에 의해 해결된다. 첨부된 종속 청구항들은 본 발명의 추가의 이점들을 개시한다.

특히, 본 발명은 체크 밸브에 관한 것이고,

상기 체크 밸브는:

- 상부 벽 및 하부 벽을 제공하는 원통형 챔버를 규정하는 본체로서,

·상부 벽은 센터 개구를 포함하고

·하부 벽은 보어 주위에 견부를 제공하고,

·상기 보어의 단부는 센터 개구를 포함하고 밸브의 시트를 형성하는, 상기 본체,

- 본체 챔버 내측에 수용된 플러그 부재로서, 상기 플러그 부재는,

·보어를 갖는 튜브로서, 상기 튜브는 본체 챔버의 상부 벽의 센터 개구를 통해 연장되는, 상기 튜브,

·튜브 주위에서의 원통형 밀봉 요소로서, 상기 원통형 밀봉 요소는 상부 공동 및 하부 공동으로 본체 챔버를 분할하고 상기 공동들을 서로에 대해 밀봉하는, 상기 원통형 밀봉 요소를 포함하고,

·하부 공동을 마주보는 원통형 밀봉 요소의 표면은 돌출하는 부품 주위에 견부를 제공하고, 상기 돌출하는 부품은 본체 챔버의 하부 벽의 보어 내측에 피팅되어 밸브 부재로서 작용하도록 구성되고,

·플러그 부재의 튜브 내측의 보어는 플러그 부재를 통해 연장되고 본체 챔버의 하부 공동으로 진행 (emerge) 하는, 상기 플러그 부재, 및

- 밸브 시트에 대해 플러그 부재의 돌출하는 부품을 압박하도록 본체의 상부 공동 내에 수용되는 탄성 요소를 포함한다.

체크 밸브는 WO 2009/135899 A1 에 도시된 바와 같이 음료 제조 기계 내에 통합될 수 있다. 본 발명의 체크 밸브의 기하학적 형상은 종래 기술의 체크 밸브들보다 훨씬 더 컴팩트하다. 그 컴팩트성의 이유는 주로 그 유체 유입구 및 그 유체 유출구와 플러그 부재의 그리고 본체 내측에 탄성 부재의 특정 배열로 인한 것이다. 체크 밸브는 특히 밸브 유출구 및 유입구가 서로 그리고 또한 플러그 부재의 이동 방향과 정렬되어, 최대 컴팩트성을 달성하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 체크 밸브는 유체 유동이 밸브 유입구로부터 밸브 유출구로 지향될 때에 단지 개방되고 유체를 통과시킨다. 대향하는 유체 방향으로 밸브 부재 상에서의 압력은 소정 문턱값을 초과하여 증가하지 않는다. 플러그 부재를 그 폐쇄된 위치 내로 바이어스하기 위해 탄성 부재에 의해 가해지는 힘은 너무 커서 밸브 유출구로부터 플러그 부재 상으로의 일반적인 유체 압력들에 의해 극복되지 않는다.

밸브 유입구는 플러그 부재와 통합되어 또한 이동하는 플러그 부재와 함께 이동한다. 밸브 유출구 및 밸브 유입구의 배향과 플러그 부재, 특히 플러그 부재의 자유 이동 방향들을 정렬함으로써, 매우 컴팩트한 체크 밸브가 구성될 수 있다.

바람직하게, 탄성 부재는 본체 챔버의 상부 공동에 배열된다. 탄성 부재는 유체와 접촉되지 않고 이로써 보다 긴 사용 수명을 갖는다. 또한, 체크 밸브의 본체 내에 탄성 부재의 특정 배열은 체크 밸브의 컴팩트한 구성에 바람직하다.

바람직하게, 탄성 부재는 코일 스프링이고 상기 코일 스프링은 상부 공동을 통해 통과하는 플러그 부재의 튜브 주위에 랩핑된다. 본체를 통해 제 2 표면으로부터 연장되는 유체 유입구 주위에서 코일 스프링을 랩핑함으로써, 체크 밸브의 매우 컴팩트한 구성이 가능하다.

바람직하게, 플러그 부재는 제 1 표면으로부터 제 1 유체 유출구를 향해 돌출하는 돌출하는 부품을 포함하고, 플러그 부재의 제 2 유체 유출구는 돌출하는 부품의 측 표면 상에 배열된다.

바람직하게, 플러그 부재의 튜브 내측의 보어는 플러그 부재의 돌출하는 부품의 측 표면 상으로 진행한다. 따라서, 제 2 유체 유출구로의 유체 유동을 차단하는 역할을 하는 플러그 부재의 부품 및 밸브 유출구는 통합된다. 이로써, 체크 밸브의 컴팩트성이 뒤받침된다. 돌출하는 부품의 단부는 바람직하게 밸브 유출구의 형상으로 조정되어, 유체 유동을 차단하도록 변형 가능하다.

바람직하게, 본체의 하부 부품 및 상부 부품은 맞물림 수단에 의해 서로 연결되는 개별 부품들이다. 체크 밸브는 따라서 교환 또는 세척의 이유로 용이하게 조립되거나 또는 분해될 수 있다.

바람직하게, 탄성 요소는 그 제 1 단부와 본체의 상부 부품에 연결되고 그 제 2 단부와 플러그 부재의 제 2 표면에 연결된다. 연결은 탄성 요소가 세척 또는 조정의 목적을 위해 용이하게 설치되거나 또는 제거될 수 있도록 예를 들면 해제 가능한 스냅 연결에 의해 실현될 수 있다.

바람직하게, 본체 챔버의 하부 벽의 보어에서 센터 개구는 음료 기계의 주입 니들을 부착하기 위해 구성된다. 따라서, 주입 니들 및 체크 밸브의 어셈블리는 매우 컴팩트하게 제조될 수 있다. 부가적으로, 밸브 유출구에 직접 주입 니들을 부착함으로써, 어셈블리의 하류에 사체적은 피어싱 니들의 내부 체적으로 감소될 수 있다. 체크 밸브는 사체적이 음료 제조 후에 남아 있을 수 있는 어떠한 다른 하류의 공동들도 나타내지 않는다.

바람직하게, 플러그 부재의 튜브는 음료 기계의 가요성 튜브를 부착하기 위해 구성된다. 따라서 체크 밸브는 상이한 음료 제조 기계들 내측에, 예를 들면 WO 2009/135899 A1 에 설명된 것과 유사한 기계에서 용이하게 설치될 수 있다. 가요성 튜브는 밸브의 이동과 함께 이동할 것이다.

본 발명은 추가로 상기 설명에 따른 체크 밸브, 음료 성분들을 수용하는 캡슐을 관통하기 위한 그리고 캡슐 내로 유체를 주입하기 위한 피어싱 니들을 포함하는 주입 어셈블리에 관한 것이고, 피어싱 니들은 제 1 유체 유출구에 부착된다.

주입 어셈블리는 WO 2009/135899 A1 에 설명된 바와 같은 기계와 최소한의 변형들로써 양립 가능하다. 주입 어셈블리는 음료들의 제조 후에 유체의 매우 작은 사체적만을, 특히 피어싱 니들의 내부 체적으로 감소된 사체적만을 갖는다. 주입 어셈블리는 추가로 매우 컴팩트하고, 음료 제조 기계에서 보다 작은 공간을 요한다. 이로써 음료 제조 기계는 보다 작게 구성될 수 있다.

본 발명은 추가로 유체를 저장하기 위한 유체 저장부, 상기 유체 저장부로부터 수용된 유체를 가열하기 위한 가열기, 상기 설명에 따른 주입 어셈블리로서, 체크 밸브는 가열기로부터 유체를 수용하도록 연결되는, 상기 주입 어셈블리 및 음료 성분들을 수용하는 캡슐을 수용하고 유지하기 위한 그리고 캡슐 내로 주입 어셈블리에 의해 주입된 음료 유체로서 분배하기 위한 분배 챔버를 포함하는 음료 제조 기계에 관한 것이다.

음료 제조 기계는 전체 사체적이 감소되기 때문에, 박테리아가 체크 밸브의 하류에서 유체의 사체적으로 이동하거나 그곳에서 번식할 위험성이 보다 작도록 작동될 수 있다. 추가로, 음료 제조 기계는 체크 밸브가 기계에서 보다 작은 공간을 요하므로 보다 작게 구성될 수 있다. 음료 제조 기계는 적어도 본 발명에 따른 주입 어셈블리의 재구성에 의해 WO 2009/135899 A1 에 제공된 기계와 유사하게 구성될 수 있다.

바람직하게, 음료 제조 기계는 추가로 가열기에서 가열된 유체로부터 공기를 제거하기 위한 공기 세퍼레이터를 포함하고, 체크 밸브는 공기 세퍼레이터로부터 실질적으로 공기가 제거된 유체를 수용하도록 연결된다.

공기가 제거된 유체는 음료 제조 기계에서 음료의 보다 정확하고 질으로 개선된 브루잉을 가능하게 한다.

본 출원에서 용어들 "상부", "하부", "축방향", "측" 은 본 발명의 특징들의 상대적인 위치를 설명하도록 사용된다. 이들 용어들은 밸브에서 유체의 도입의 방향 (sense) 을 칭한다는 것이 이해되어야 한다. 결국에 "상부" 는 밸브에서 유체 경로에 따라 상류에 존재하는 밸브의 부품에 관한 것이고 반대로 "하부" 는 밸브에서 유체 경로를 따라 하류에 존재하는 밸브의 부품에 관한 것이다. 유사하게 "축방향" 은 도 3 에서 축선 XX' 으로써 예시된 바와 같이 밸브 유입구와 밸브 유출구 사이에 유체의 전체적인 방향에 상응하고 "측" 은 상기 축선에 직각으로 배향된 요소들에 상응한다.

다음에, 본 발명은 첨부된 도면들에 따라 보다 상세하게 설명될 것이다.

- 도 1 은 종래 기술 분야에 따른 체크 밸브의 제 1 구성을 도시한다.
- 도 2 의 (a) 는 종래 기술 분야에 따른 체크 밸브의 제 2 구성을 도시하고 도 2 의 (b) 는 종래 기술 분야에 따른 음료 제조 기계 내에서 각각 그러한 체크 밸브 및 공기 세퍼레이터의 통합을 도시한다.
- 도 3 은 본 발명에 따른 체크 밸브 및 주입 니들로 이루어진 주입 어셈블리를 도시한다.
- 도 4 는 음료 제조 기계의 분배 챔버 내에 삽입된 본 발명에 따른 체크 밸브 및 주입 니들로 이루어진 주입 어셈블리를 개시한다.
- 도 5 의 (a) 및 도 5 의 (b) 는 본 발명에 따른 주입 어셈블리의 부품들을 도시한다. 특히, 도 5 의 (a) 는 주입 니들 및 본체의 하부 부품을 도시하고 도 5 의 (b) 는 본체의 하부 부품 및 상부 부품을 도시한다.
- 도 6 의 (a) 및 도 6 의 (b) 는 본 발명에 따른 체크 밸브의 부품들을 도시한다. 특히, 도 6 의 (a) 는 플러그 부재 및 본체의 하부 부품을 도시하고 도 6 의 (b) 은 플러그 부재 및 탄성 부재를 도시한다.
- 도 7 은 본 발명에 따른 주입 어셈블리를 통합한 음료 제조 기계의 개략도를 도시한다.

도 3 에는 본 발명에 따른 주입 어셈블리 (60) 가 본 발명에 따른 체크 밸브 (10) 및 상기 체크 밸브 (10) 에 직접 부착된 피어싱 니들 (50) 을 포함한다는 것이 도시된다. 피어싱 니들 (50) 은 음료 성분들을 수용하고 음료 제조 기계 내측에서 유지되는 캡슐 또는 카트리지 또는 일부 다른 유사한 컨테이너를 관통하는 데 적절하다. 피어싱 니들 (50) 은 체크 밸브 (10) 의 유출구로부터 캡슐 내로 직접 수용되는 유체를 주입하는 데 더욱 적절하다. 본 발명에 따른 주입 어셈블리 (60) 에서, 피어싱 니들 (50) 은 체크 밸브 (10) 의 유체 유출구 (21) 에 직접 부착되어, 주입 어셈블리 (60) 의 사이즈 및 사체적 (dead volume) 을 감소시킬 수 있다.

체크 밸브 (10) 는:

- 점선들로 나타낸 본체 (20),

- 본체 (20) 내측에 적어도 부분적으로 배치된 플러그 부재 (30), 및

- 본체 (20) 내측에 배치된 탄성 부재 (40) 를 포함한다.

본체 (20) 는 상부 벽 (201) 및 하부 벽 (202) 을 제공하는 원통형 챔버를 규정한다. 상부 벽 (201) 은 센터 개구 (22) 을 포함한다. 하부 벽 (202) 은 보어 (202b) 주위에 견부 (202a) 를 제공한다. 상기 보어 (202b) 의 단부는 챔버의 외측에서 센터 개구 (202c) 를 포함하고 밸브의 시트를 형성한다. 센터 개구 (202c) 는 밸브 유출구 (21) 와 연통한다.

또한 도 5 에 예시된 바와 같이 본체 (20) 는 바람직하게 상부 부품 (20b) 및 하부 부품 (20a) 으로 분할된다. 상부 부품 (20b) 은 바람직하게 맞물림 수단에 의해 하부 부품 (20a) 에 연결될 수 있다. 맞물림 수단은 예를 들면 본체 (20) 의 상부 부품 (20b) 상에 제공된 돌출부 (36) 및 본체 (20) 의 하부 부품 (20a) 에서의 상응하는 구멍들 (26) 로서 구성된다. 상부 부품 (20a) 은 이러한 경우에 하부 부품 (20) 에 스냅핑될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 종류의 맞물림 수단에 제한되지 않는다. 체크 밸브 (10) 의 본체 (20) 는 바람직하게 플라스틱 재료 또는 금속으로 제조된다. 임의의 경우에 본체 (20) 의 재료는 적어도 음료를 브루잉하기 위해 사용되는 유체에 불침투성이다.

본체 (20) 는 센터 개구 (22), 보어 (202b) 및 개구 (202c) 가 센터링되는 축선 XX' 주위에 대칭적인 형상을 제공한다.

본체 (20) 는 플러그 부재 (30) 를 하우징하기 위한 내부 공간을 갖는다. 플러그 부재는 보어 (32) 를 갖는 튜브 (31) 를 포함한다. 이러한 보어의 유입구는 밸브의 유체 유입구에 상응한다. 이러한 튜브 (31) 는 본체 챔버의 상부 벽의 센터 개구 (22) 를 통해 연장된다. 플러그 부재는 튜브 (31) 주위에 원통형 밀봉 요소 (38) 를 포함한다. 이러한 밀봉 요소 (38) 는 본체 챔버를 상부 공동 (12) 및 하부 공동 (11) 으로 분할하고 상기 공동들은 서로에 대해 밀봉된다. 이러한 밀봉 요소는 튜브 (31) 로부터 본체 챔버의 옆 측들로 연장되는 전체적인 디스크 형상을 갖는다. 바람직하게 밀봉 요소는 두개의 공동들 사이에 밀봉을 개선하도록 O-링 (38a) 을 포함한다. 하부 공동 (11) 을 마주보는 원통형 밀봉 요소의 하부 표면 (381) 은 돌출하는 부품 (35) 주위에 견부 (39) 를 제공한다. 이러한 돌출하는 부품 (35) 은 본체 챔버의 하부 벽의 보어 (202b) 내측에 피팅되어 체크 밸브의 밸브 부재로서 작용하도록 구성된다. 바람직하게 하부 공동 (11) 은 작은 체적으로 주어져서 밸브에서 유체의 사체적을 회피한다. 이러한 이유로 플러그 부재의 형상은 형상 순응적 (conformal) 이고 본체 하부 벽 (202) 의 형상에 가능한 가깝다.

플러그 부재의 튜브 (31) 내측에 보어 (32) 는 플러그 부재를 통해 연장되고 본체 챔버의 하부 공동 (11) 으로 진행한다. 바람직하게 플러그 부재의 튜브 내측의 보어 (32) 는 플러그 부재의 돌출하는 부품 (35) 의 측 표면 상의 유출구 (321) 로 진행한다. 따라서 유체는 튜브 (31) 및 축선 XX' 에 경사지게 또는 직각으로 배출될 수 있다. 돌출하는 부품 (35) 의 단부는 고무 또는 플라스틱 재료로 제조될 수 있고, 보어 (202b) 의 내부 프로파일에 가능한 가깝게 닮도록 또는 매칭되도록 형성된다. 상기 단부는 뜨거운 유체와 접촉하므로 얼마 후에 교환될 필요가 있을 수 있다. 그러한 단부 부품은 바람직하게 개구 (202c) 의 형상에 맞춰질 수 있도록 변형되어, 체크 밸브 (10) 의 외부로의 유체 유동을 가장 효율적으로 차단한다.

마지막으로 체크 밸브는 밸브 시트에 대해 플러그 부재의 돌출하는 부품 (35) 을 압박하도록 본체의 상부 공동 (12) 에 수용되는 탄성 요소 (40) 를 포함한다. 예를 들면, 탄성 부재 (40) 는 코일 스프링일 수 있다. 추가로 바람직하게 코일 스프링은 바람직하게 상부 공동 (12) 을 통해 연장되는 튜브 (31) 주위에 랩핑되는 방식으로 본체 (20) 에 배치된다. 이로써, 체크 밸브 (10) 의 컴팩트한 배열이 달성될 수 있다. 바람직하게 탄성 요소 (40) 의 힘은 정지시에 플러그 부재의 돌출하는 부품 (35) 이 센터 개구 (202c) 인 밸브 시트에 대해 압박하도록 설정된다.

유체 유출구 (21) 는 주입 니들 (50) 에 직접 부착되도록 구성된다. 예를 들면, 주입 니들 (50) 은 나사산이 제공된 유체 유출구 (21) 상에 또는 내에 나사 결합될 수 있다. 대안적으로, 주입 니들 (50) 은 스냅 커넥터 또는 유사한 맞물림 수단이 제공된 유체 유출구 (21) 상에 스냅핑될 수 있다. 따라서, 체크 밸브 (10) 하류에서 사체적은 주입 니들 (50) 의 내부 체적으로 감소된다. 주입 니들 (50) 은 바람직하게 플라스틱 또는 금속으로 제조된다.

튜브 (31) 의 말단에서 유체 유입구는 유체 라인 또는 파이프, 예를 들면 가요성 튜브에 부착되어 가열기 또는 공기 세퍼레이터로부터 유체 유입구로 유체를 전달하도록 추가로 구성된다. 이를 위해 도 3 에 도시된 바와 같이 튜브 (31) 에는 몇개의 돌출부들 또는 단차형 구조들이 제공될 수 있고, 이는 단지 작은 저항에 의해 유체 유입구 상에 가요성 튜브를 용이하게 슬라이딩하도록 허용하지만, 보다 큰 저항에 의해 가요성 튜브가 유체 유입구로부터 떨어져 슬라이딩하는 것을 방지한다.

플러그 부재 (30) 는 주입 니들 (50) 과 정렬된 방향 XX' 을 따라 본체 (20) 내에서 이동 가능하다. 플러그 부재 (30) 는 밸브에 전달되는 유체의 압력에 따라 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 이동할 수 있다. 작동시 유체는 튜브 (31) 에서의 보어 (32) 로 전달되어 플러그의 원통형 밀봉 요소 (38) 의 하부 표면 (381) 과 본체 챔버 (202) 의 하부 벽 사이에 형성된 공동 (11) 내로 플러그 부재 (30) 를 통해 유동한다. 하부 공동 (11) 에 도입되는 유체의 압력에 따라 플러그 부재는 탄성 부재 (40) 의 힘에 대해 상향으로 이동될 수 있고 결국에 플러그 부재의 돌출하는 부품 (35) 이 밸브 시트 및 센터 개구 (202c) 에 대해 압박하는 것을 방지한다; 유체는 니들 (50) 을 통해 전달될 수 있다.

그 폐쇄된 위치에서 - 정지시에 또는 낮은 유체 압력하일 때 - 플러그 부재 (30) 는 주입 니들 (50) 에 가장 가깝게 위치되고, 플러그 부재의 돌출하는 부품 (35) 은 보어 (202b) 의 센터 개구 (202c) 를 폐쇄하여 공동 (11) 으로부터 유체 유출구 (21) 를 통해 주입 니들 (50) 내로의 유체 경로를 차단한다. 실제로 탄성 부재 (40) 는 어떠한 유체도 유동하지 않는다면 그 폐쇄된 위치로 플러그 부재 (30) 를 바이어스한다.

그 개방된 위치에서 - 보다 높은 유체 압력일 때 - 가압된 유체는 하부 공동 (11) 내측으로 유출구 (381) 를 통해 도입된다. 하부 공동을 마주보는 원통형 밀봉 요소의 표면 (381) 상에 상기 유체 압력이 소정 문턱값 압력 이상이라면, 플러그 부재 (30) 는 탄성 부재 (40) 에 의해 바이어스된 그 폐쇄된 위치로부터, 탄성 부재에 의해 가해진 힘에 대해 그 개방된 위치로 이동된다. 플러그 부재 (30) 의 이러한 상향으로의 이동은 밸브 시트로서 작용하는 보어 (202b) 의 단부에서의 개구 (202c) 로부터 그 돌출하는 부품 (35) 을 제거한다. 결국에 유체 경로는 튜브 (31) 의 말단에서의 유입구로부터 니들 (50) 의 아래로 개방된다.

음료가 제조된 후에 하부 공동 (11) 을 마주보는 원통형 밀봉 요소의 표면 (381) 상에서의 유체 압력이 소정 문턱값이거나 그보다 낮을 때, 플러그 부재 (30) 는 플러그 부재의 밀봉 요소 (38) 의 상부 표면 (34) 상에서 탄성 부재 (40) 에 의해 가해진 탄성력으로 인해 그 폐쇄된 위치로 이동된다.

대향하는 방향으로의 유체 유동들이, 예를 들면 주입 니들 (50) 또는 캡슐으로부터 유체 유출구 (21) 로 배압에 의해 생성될 경우에, 유체는 단지 플러그 부재 (30) 의 헤드 부품 (37) 상에만 유체 압력을 가할 수 있다. 그러나, 상기 헤드 부품 (37) 의 표면은 일반적인 유체 압력이 탄성 부재 (40) 의 탄성력을 극복할 수 없을 정도로 충분히 작도록 구성된다. 유체 압력이 보다 큰 제 1 표면 (381) 에 적용되는 경우에만, 체크 밸브 (10) 는 개방될 수 있다.

도 4 는 본 발명의 주입 어셈블리 (60) 의 또 다른 도면을 도시한다. 여기서 주입 어셈블리 (60) 는 음료 제조 기계의 분배 챔버 (90) 내에 삽입되고 음료 제조 기계의 분배 챔버 (90) 에서 유지된다. 바람직하게 플러그 부재 (30) 에는 플러그 부재 (30) 의 원통형 메인 본체 주위에 배치된 밀봉 수단 (38), 보다 바람직하게 O-링이 제공된다는 것을 알 수 있다. 밀봉 부재는 상부 공동 (12) 으로부터 하부 공동 (11) 을 밀봉하여 상부 공동과 하부 공동 사이의 임의의 유체 유동을 방지하도록 구성된다. 이로써, 어떠한 유체도 탄성 부재 (40) 가 배치된 공동 (12) 으로 진입할 수 없다. 또한 오물 및 먼지가 제 1 공동으로 진입하는 것이 차단된다.

상기 언급된 바와 같이 탄성 부재 (40) 는 예를 들면 금속으로 제조된 코일 스프링이다. 그러한 탄성 부재 (40) 는 유체와 영구적으로 접촉한다면 열화될 수 있다. 건조한 상부 공동 (12) 에서는 탄성 부재 (40) 의 수명이 연장된다. 밀봉 수단 (38) 은 또한 본체 (20) 내측에 플러그 부재 (30) 의 이동을 안내하는 데 적절하다. 상기 안내에 의해 플러그 부재의 이동은 단일한 축선 이동으로, 즉 각각 제 1 및 대향하는 제 2 방향으로의 이동으로 제한될 수 있다. 바람직하게, 이동 방향들은 유입구 튜브 (31) 및 주입 니들 (50) 의 배향과 정렬된다 (즉 동일한 축선을 따라 배향된다).

도 5 의 (a) 는 본체 (20) 의 하부 부품 (20a), 및 밸브 유출구 (21) 에 직접 부착되어 체크 밸브 (10) 하류에서 사체적을 감소시킬 수 있는 주입 니들 (50) 의 바닥으로부터의 사시도이다.

도 5 의 (b) 는 본체의 두개의 부품들의 사시도이다. 바람직하게 플러그 부재 (30) 의 튜브 (31) 가 연장되는 상부 부품에서의 개구 (22) 가 도시된다. 또한 본체 (20) 의 상부 부품 (20b) 및 하부 부품 (20b) 을 연결하는 데 적절한 맞물림 수단 (26, 36) 이 도시된다.

도 6 의 (a) 는 플러그 부재 (30) 의 밀봉 요소 (38) 가 어떻게 본체의 하부 부품 (20a) 내에 삽입되는 지를 도시하는 위로부터의 도면이다. 플러그 부재 (30) 는 본체 (20) 의 내부 형상에 피팅되고, 바람직하게 밀봉 수단 (38) 에 의해 기밀하게 안내되어, 단지 소정의 대향하는 방향들, 바람직하게 제 1 및 제 2 방향들로의 이동만이 가능하다.

도 6 의 (b) 는 플러그 부재 (30) 의 원통형 밀봉 요소 (38) 를 도시하는 측면도이다. 원통형 부분은 그 하나의 면 (34) 으로부터 돌출하는 튜브 (32) 를 갖고, 그 대향하는 면 (33) 으로부터 돌출하는 돌출하는 부품 (35) 을 갖는다. 금속으로 제조된 탄성 부재 (40), 바람직하게 코일 스프링은 튜브 (32) 주위에 랩핑된다. 이러한 방식으로 본체 (20) 내측에 구성 요소들의 컴팩트한 배열이 달성된다.

도 7 은 본 발명의 주입 어셈블리 (60) 를 포함하는 음료 제조 기계 (100) 의 개략적인 다이어그램을 도시하고, 상기 주입 어셈블리 (60) 는 또한 본 발명의 체크 밸브 (10) 및 주입 니들 (50) 를 포함한다. 음료 제조 기계 (100) 는 음료를 제조하는 데 사용되는 유체를 저장하기 위한 적어도 하나의 물 저장부 (70) 를 포함한다. 저장부 (70) 는 가열기 (80) 와 유체 연통한다.

가열기 (80) 는 저장부 (70) 로부터 유체를 수용하고, 설정된 원하는 온도로 유체를 가열하도록 구성된다. 온도는 사용자에 의해 또는 기계에서 캡슐의 타입에 따라 자동적으로 제어될 수 있다. 이로써, 기계는 삽입된 캡슐을 감지하고 확인하기 위한 수단을 가질 수 있다. 온도는 기계의 제어 유닛, 예를 들면 마이크로 프로세서에 커플링된 온도 센서에 의해 제어될 수 있다. 가열기 (80) 는 체크 밸브 (10) 와 유체 연결된다.

선택적으로, 공기 세퍼레이터 (85) 는 가열기 (80) 와 체크 밸브 (10) 사이에 연결될 수 있다. 공기 세퍼레이터는 가열된 액체로부터 공기를 제거하기 위해 사용된다. 이로써 공기 세퍼레이터 (85) 는 예를 들면 WO 2009/135899 A1 에 설명된 바와 같이 유체로부터 공기를 분리시킨다. 예를 들면 공기는 특정 밸브에 의해 분리되고 공기 유출구를 통해 처리된다. 공기가 제거된 유체는 체크 밸브 (10) 에 추가로 제공된다.

체크 밸브 (10) 는 상기 설명된 바와 같이 기능하고, 주입 니들 (50) 에 직접 부착된다. 음료가 분배되어야 한다면, 주입 니들 (50) 은 음료 제조 기계 (100) 의 분배 챔버 (90) 내에 삽입되고 음료 제조 기계 (100) 의 분배 챔버 (90) 에 유지되는 캡슐 (110) 내로 주입된다. 유체가 캡슐 (110) 내로 주입될 때에 캡슐 (110) 내측에 성분들은 가열된 유체와 혼합되고 음료가 브루잉된다. 예를 들면 감지된 캡슐의 타입에 따라 자동적으로 설정될 수 있는 소정 시간 후에, 캡슐에서 음료 성분들과 상호 작용하는 가열된 유체는 최종 음료로서 음료 제조 기계 (100) 로부터 분배된다.

각각의 음료의 제조 후에, 본 발명에 따른 음료 제조 기계에서 사체적은 주입 니들의 내부 체적에만 존재한다. 따라서,박테리아가 음료 제조 기계 내측에서의 사체적들로 이동하거나 또는 그곳에서 번식할 가능성이 보다 작다. 추가로, 주입 니들 (50) 은 바람직하게 체크 밸브 (10) 로부터 분리 가능하므로, 주입 니들이 정기적으로 세척되거나 또는 교환될 수 있어서 상기 위험이 추가로 감소된다. 결국에 음료 제조 기계 (100) 는 종래 기술로부터 공지된 음료 제조 기계들보다 더 안전하다.

또한, 주입 어셈블리 (60) 는 어떠한 유체 라인들도 체크 밸브 (10) 와 주입 니들 (50) 사이에 필수적이지 않기 때문에 보다 컴팩트하다. 또한, 체크 밸브 (10) 자체가 어떻게 매우 컴팩트하게 구성될 수 있는 지가 상기에 설명되었다. 이로써, 전체 음료 제조 기계는 보다 작게 구성될 수 있다.

Claims

체크 밸브 (10) 로서:
- 상부 벽 (201) 및 하부 벽 (202) 을 제공하는 원통형 챔버를 규정하는 본체 (20) 로서:
·상기 상부 벽 (201) 은 센터 개구 (22) 를 포함하고,
·상기 하부 벽 (202) 은 보어 (202b) 주위에 견부 (202a) 를 제공하고,
·상기 보어의 단부는 센터 개구 (202c) 를 포함하고 상기 체크 밸브의 시트를 형성하고,
·상기 센터 개구 (202c) 는 유체 유출구 (21) 와 연통하는 상기 본체 (20),
- 본체 챔버 내측에 수용된 플러그 부재 (30) 로서,
상기 플러그 부재는:
·보어 (32) 를 갖는 튜브 (31) 로서, 상기 튜브는 상기 본체 챔버의 상부 벽의 센터 개구 (22) 를 통해 연장되는, 상기 튜브 (31),
·상기 튜브 주위에서의 원통형 밀봉 요소 (38) 로서, 상기 원통형 밀봉 요소는 상부 공동 (12) 및 하부 공동 (11) 으로 상기 본체 챔버를 분할하고 상기 상부 공동 (12) 및 하부 공동 (11) 을 서로에 대해 밀봉하는, 상기 원통형 밀봉 요소 (38) 을 포함하고,
·상기 하부 공동을 마주보는 상기 원통형 밀봉 요소의 하부 표면 (381) 은 돌출하는 부품 (35) 주위에 견부 (39) 를 제공하고, 상기 돌출하는 부품 (35) 은 상기 본체 챔버의 하부 벽의 상기 보어 (202b) 내측에 피팅되어 상기 체크 밸브의 상기 밸브 부재로서 작용하도록 구성되고,
·상기 플러그 부재의 튜브 내측의 상기 보어 (32) 는 상기 플러그 부재를 통해 연장되고 상기 본체 챔버의 상기 하부 공동 (11) 으로 진행 (emerge) 하는, 상기 플러그 부재 (30) 및
- 상기 밸브 시트에 대해 상기 플러그 부재의 상기 돌출하는 부품 (35) 을 압박하도록 상기 본체의 상부 공동 (12) 에 수용되는 탄성 요소 (40) 를 포함하는, 체크 밸브 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 탄성 부재 (40) 는 코일 스프링이고,
상기 코일 스프링은 상기 상부 공동 (12) 을 통해 통과하는 상기 플러그 부재의 상기 튜브 주위에서 랩핑되는, 체크 밸브 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 플러그 부재의 튜브 내측의 상기 보어 (32) 는 상기 플러그 부재의 상기 돌출하는 부품 (35) 의 측 표면 상으로 진행하는, 체크 밸브 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 본체의 하부 부품 (20a) 및 상부 부품 (20b) 은 맞물림 수단 (26, 36) 에 의해 서로 연결되는 개별 부품들인, 체크 밸브 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 본체 챔버의 하부 벽의 상기 보어 (202b) 에서 상기 유체 유출구 (21) 는 음료 제조 기계 (100) 의 주입 니들 (50) 을 부착하기 위해 구성되는, 체크 밸브 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 플러그 부재의 상기 튜브 (31) 는 음료 제조 기계 (100) 의 가요성 튜브를 부착하기 위해 구성되는, 체크 밸브 (10).
주입 어셈블리 (60) 로서,
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 체크 밸브 (10),
- 음료 성분들을 수용하는 캡슐 (110) 을 관통하기 위한 그리고 상기 캡슐 (110) 내로 유체를 주입하기 위한 피어싱 니들 (50) 을 포함하고,
상기 피어싱 니들 (50) 은 상기 본체 챔버의 하부 벽의 상기 보어에서 상기 유체 유출구 (21) 에 부착되는, 주입 어셈블리 (60).
음료 제조 기계 (100) 로서:
- 유체를 저장하기 위한 유체 저장부 (70),
- 상기 유체 저장부 (70) 로부터 수용된 유체를 가열하기 위한 가열기 (80),
- 제 7 항에 따른 주입 어셈블리 (60) 로서,
상기 체크 밸브 (10) 는 상기 가열기 (80) 로부터 유체를 수용하도록 연결되는, 상기 주입 어셈블리 (50), 및
- 음료 성분들을 수용하는 캡슐 (110) 을 수용하고 유지하기 위한 그리고 상기 주입 어셈블리 (50) 에 의해 상기 캡슐 (110) 내로 주입되는 음료 유체로서 분배하기 위한 분배 챔버 (90) 를 포함하는, 음료 제조 기계 (100).
제 8 항에 있어서,
상기 가열기 (80) 에서 가열된 상기 유체로부터 공기를 제거하기 위한 공기 세퍼레이터 (85) 를 추가로 포함하고,
상기 체크 밸브 (10) 는 상기 공기 세퍼레이터 (85) 로부터 공기가 제거된 유체를 수용하도록 연결되는, 음료 제조 기계 (100).