KR20090121304A - 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치로서, 카트리지 (10) 에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛 (2); 장치에 탈착가능하며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더 (6); 및 카트리지 홀더가 탈착 위치로부터 공급 유닛 (2) 에 삽입될 수 있도록 하는 보완 삽입 수단 (7) 을 포함한다. 공급 유닛의 일부를 이루는 주입 수단 (5) 이 제공된다. 주입 수단은 이동하여 결합할 수 있다. 상기 주입 수단과 카트리지 사이를 국부적으로 밀봉하기 위하여, 주입 수단과 관련하여 밀봉 수단 (16) 이 또한 제공된다.

카트리지, 액체 음료.

Description

카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치{DEVICE FOR PREPARING A LIQUID BEVERAGE FROM A CARTRIDGE}

본 발명은 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 1 이상의 음식 원료를 포함하는 카트리지로부터 뜨거운 또는 차가운 음료를 준비하는 것에 관한 것이다.

카트리지로부터 음료를 준비하기 위한 다양한 종류의 시스템이 존재한다. 기계에 카트리지를 삽입하는 방법은, 매우 직접적이고 복잡하지 않으며 사용한 카트리지의 제거가 용이한 것이 바람직하다.

기계에 병합된 카트리지 지지 수단을 포함하는 일부 시스템의 문제는, 음료와 기계 사이의 접촉을 방지하는 것이 곤란하다는 사실에 기인한다. 이들 시스템은 음료와 카트리지 지지 수단 사이의 잦은 접촉으로 인해 다중 음료 (multi-drink) 에의 사용에 적합하지 않다. 따라서, 특히 우유와 같은 특정 성분의 경우 교차오염 및 위생의 문제가 발생한다.

그러므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 제거가능한 카트리지 홀더, 즉 장치의 잔부로부터 탈착될 수 있는 카트리지 홀더를 포함하는 일부 시스템이 존재한다. 이것의 다른 이점은, 카트리지가 특히 추출 후 여전히 액체로 가득차 있는 때에 더욱 용이하게 처리될 수 있다는 것이다. 그러면, 여전히 액체를 포함하는 카트리지가 기계에 저장되는 것이 방지된다. 또한, 카트리지를 더욱 용이하게 교체할 수 있고, 따라서 카트리지 홀더를 예컨대 식기세척기에서 더욱 용이하게 행구거나 또는 세척할 수 있게 된다.

특허출원 WO 2006/082064 에는, 인젝터 (injector) 를 포함하는 제거가능한 카트리지 홀더를 갖는 장치가 기재되어 있다. 인젝터는 카트리지의 표면에 대해 다양한 위치에 위치될 수 있고, 이로써 카트리지 내에서의 유체의 유동을 최적화할 수 있으며, 따라서 예컨대 특정 성분의 용해 또는 분산을 촉진할 수 있다. 그렇지만, 이와 같은 시스템은 여전히 복잡하고, 연결시에, 기계의 유체 유닛과 카트리지 홀더에 속하는 인젝터 사이의 양호한 끼워맞춤을 요구한다. 끼워맞춤의 정확성은 달성하기 어려우며, 시스템의 사용 과정 전반에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 상기 시스템은, 카트리지가 가압되는 때에, 주입 표면을 형성하는 멤브레인이 카트리지의 보디의 에지에 대해 밀봉되는 영역에서 박리 (delamination) 가 일어날 수 있다는 문제가 있다. 이와 같은 현상은, 카트리지의 에지에서 지지부에 의해 전달되는 조임력 (claimping force) 이 더 낮은 곳인 카트리지 홀더측에 연결된 인젝터 지지부에 의한 밀봉 이음매의 조임 (clamping) 의 부족과 관련될 수 있다.

기존의 다른 장치로는, 특허출원 WO 2006/082064 과 관련하여 발생하는 모든 문제를 해결할 수 없다.

특허출원 EP 1 153 561 Al 은 가동 드로어 (drawer) 및 주입 유닛을 갖는 장 치에 관한 것인데, 이 주입 유닛은 회전과 병진의 조합 운동으로 하강하게 된다. 상기 장치는 단일 중심 천공 요소를 포함하고, 천공 요소를 위치시키는 장소를 선택할 수 없다. 카트리지 지지부는 병진운동할 수 있지만 장치로부터 탈착될 수는 없고, 따라서 카트리지를 제거하기 위해서는 교묘한 처리 또는 주입 시스템이 필요하다.

미국특허출원 2003/066431 은 가동 드로어를 갖는 커피 기계 (coffee machine) 에 관한 것이다. 여기서도 가동 드로어는 탈착될 수 없다. 주입 유닛은 카트리지의 상부에서 아래로 접힌 주입 스파이크 (injection spike) 를 포함하는 선회 지지부일 수 있다. 그렇지만, 상치 장치는, 카트리지에 높은 추출 압력을 가할 수 있게 하는 카트리지와 주입 유닛 사이의 밀봉된 조임을 예상하지 않는다. 그러므로, 이와 같은 기계는 본질적으로 저압 퍼컬레이션 (percolation) 용으로 설계된다.

미국특허 3,260,190 는 캔을 이용하는 커피 기계로서, 레일을 따른 미끄러짐에 의해 삽입되는 탈착가능한 드로어를 포함하는 커피 기계에 관한 것이다. 레버의 시스템은 캔을 천공하는 수단을 더욱 가까이 위치시키고 결합시킬 수 있다. 이러한 천공 수단은 캔을 작동 위치에 고정시킨다.

특허출원 WO 97/43937 는, 밀봉 구성의 베이요넷 (bayonet) 식 회전 시스템에 의해 온수 분배기 아래에 삽입되는 계량된 1회분의 커피를 수용하기 위한 가동 어댑터에 관한 것이다.

특허출원 US 2003/0071056 은, 드로어를 포함하는 음료 분배용 기계에 관한 것이고, 드로어에는 가동 인젝터에 의해 천공된 캔이 끼워맞춰지며, 이 캔은 가동 인젝터에 의해 직접 밀봉된다.

특허출원 EP 1477092 는, 음료를 준비하기 위한 단일 서빙 팩 (serving pack) 을 수용하기 위한 드로어를 포함하는 음료 분배용 기구에 관한 것이고, 이 팩은 작동 위치로 미끄러지게 되고 작동 위치에서 잠금 수단 (삽입시에 드로어에 의해 가해지는 압력에 의해 작동하게 되며 드로어의 단부에 위치되어 있음) 에 의해 고정된다.

특허출원 EP 1 486 150 A2 는, 저압으로 음료를 분배하기 위한 기구에 관한 것으로, 이 기구는, 캔을 수용하기 위해 주입 유닛 내에서 이동할 수 있고 또 캔-주입 장치와 관련된 드로어를 포함한다. 주입 유닛은, 선형으로 이동할 수 있고 또한 하강하여 캔을 천공하는 인젝터를 포함한다. 드로어는 단지 드로어가 제거되는 것을 방지하게 위해 드로어를 횡방향에서 고정시키는 구속 수단에 의해 이동할 수 없게 된다. 내부 압력이 높은 경우, 조임의 부족으로 인해 카트리지의 밀봉 에지를 따라 박리가 발생할 위험이 존재한다.

특허출원 WO 2006/066624 는 팩으로부터 음료를 준비하기 위한 기구에 관한 것으로, 이 기구는 팩을 수용하기 위한 개구를 갖는 팩 지지부 및 그 개구를 폐쇄하기 위한 덮개 요소를 포함하고, 지지부의 개구가 개방되어 있는 위치로부터 이 개구가 폐쇄되는 위치로 병진운동 방향으로 팩 지지부를 이동시키도록 설계된 폐쇄 수단이 제공되고, 지지부는 기어 및 크랭크 수단에 의해 특히 상방으로 이동하게 된다.

종래 기술의 장치의 대부분은 고압을 견디기에 적합하지 않다. 고압에 적합할 수 있는 일부 장치는 여전히 밀봉, 조임 부족, 및 기계적 복잡성에 있어 문제점을 갖고 있으며, 이러한 문제점은 카트리지 홀더의 우발적인 제거를 회피하거나 또는 카트리지의 우발적인 박리를 회피하기에 충분하게 단단히 밀봉되고 조여지는 주입 시스템을 갖는 이음매를 제조할 필요성과 연관되어 있다. 고압 박리의 문제점은 증기 또는 끓는 물이 튀게 하거나 또는 심지어 카트리지를 연소시킬 수 있다.

게다가, 종래 기술의 대부분의 시스템에서, 카트리지는 통상적으로 밀봉 수단의 압축에 의해 장치 내에서 조여진 채로 유지된다. 특히 카트리지 지지부가 탈착가능한 경우에 가압 모드 동안 카트리지 지지부의 우발적인 제거 위험을 외피하기 위해, 카트리지 지지부가 장치 내에서 충분히 단단히 조여지는 것이 필수적이다. 실링 수단 자체에서의 단단한 조임은, 그 조임이 카트리지 자체에 가해진다면 카트리지를 파손시키거나, 또는 밀봉 부재의 매우 빠른 퇴화를 야기하여 밀봉 상황을 매우 빠르게 퇴화시킬 수 있다. 다른 문제는, 카트리지의 에지 주위에서 밀봉이 행해지는 경우, 주입 유체가 카트리지의 외부 표면을 부분적으로 덮을 수 있으며, 이는 매우 비위생적이라는 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제의 해결책을 제공하는 것이다.

본 발명은 문제의 해결책을 제공하고, 하기와 관련된 이점을 제공한다: - 주입 수단을 카트리지에 더욱 직접 배치하고, 더 큰 간명도 및 기계적 신뢰도를 제공함, - 예컨대 카트리지 내 특정 성분의 더 양호한 용해를 촉진할 수 있도록, "다중-음료 (multi-drinks)" 용도를 위한 주입 지점의 위치 선택이 자유로움, - 추출, 퍼컬레이션, 용해 및/또는 포밍 (foaming) 방법에 유리하도록, 가압 모드에서 카트리지의 더 양호한 밀봉을 제공하는 배치, - 카트리지가 파열 또는 박리될 위험을 감소시켜서, 사용자에게 더 큰 안전성을 제공하는 배치, 그리고 - 액체와 카트리지의 외부 표면 또는 카트리지 홀더의 표면 사이의 접촉이 적어짐에 따른 더 양호한 위생.

이를 달성하기 위해, 본 발명은 일반적인 제 1 원리에 기초하며, 이 제 1 원리는; 더 간단한 구성, 즉 자신의 주입 수단을 갖지 않는 구성을 가지면서 삽입 위치에서 본 장치에 삽입되는 카트리지 홀더를 제공하고, 카트리지에 유체를 주입하는 수단으로서, 본 장치의 유체 공급 유닛에 의해 완전히 지지되고, 이동하여 카트리지와 결합할 수 있는 수단을 제공하며; 주입 수단과 카트리지 사이에 직접 밀봉을 제공하기 위하여, 주입 수단과 관련하여 밀봉 수단이 제공되고, 주입 유닛에 대해 카트리지와 카트리지 홀더를 충분히 단단히 조이는 수단으로 밀봉 수단을 개별적으로 조여, 카트리지가 압력을 견딜 수 있고, 특히 카트리지의 박리와 관련된 위험을 제거하는 것으로 이루어진다.

더욱 구체적으로, 본 발명은, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 카트리지에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛; 상기 장치의 잔부로부터 탈착가능하며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더; 카트리지 홀더가 탈착 위치로부터 삽입될 수 있도록 하는 보완 삽입 수단; 공급 유닛의 일부를 이루는 주입 지지부를 통해 제공되는 주입 수단으로, 카트리지 홀더에 포함된 카트리지에 대해 이동하여 결합할 수 있는 주입 수단을 포함한다. 상기 주입 수단과 카트리지의 주입 표면 사이에 적어도 국부적으로 그리고 직접적으로 밀봉을 제공하기 위하여, 주입 수단과 관련하여 탄성 밀봉 수단이 제공된다. 카트리지 홀더의 에지 및/또는 카트리지의 에지에 대해 공급 유닛을 조이는 조임력을 가하기 위해, 조임 수단이 제공된다.

본 발명의 가능한 일 실시형태에 따르면, 조임 수단은 주입 지지부의 조임 부분을 포함하며, 이 조임 부분은, 조임시, 적어도 축선방향 압축 성분으로, 카트리지 홀더의 지지 에지에 지지되기 위한 카트리지의 에지와 결합하기 위한 것이다.

조임 수단의 조임 부분 및 카트리지 홀더의 지지 에지는, 카트리지의 에지와 함께, 실질적으로 주변의 연속적인 조임 표면을 형성하는 것이 바람직하다.

조임 표면이 적어도 카트리지의 주입 벽의 밀봉 에지의 말단에 끼워맞춰지도록 위치되어, 압력의 영향으로 인한 상기 카트리지 밀봉부의 가능한 박리가 방지되거나 또는 적어도 그러한 박리 위험이 감소되는 것이 바람직하다.

카트리지에 대해 탄성 밀봉 수단에 의해 가해지는 압력은, 카트리지의 주입 표면에서 탄성 밀봉 수단을 압축함으로써 달성되는 본질적으로 축선방향 밀봉 압력인 것이 바람직하다. 밀봉 수단에 의해 달성되는 압력이 적어도 주입 표면 중 주입 지점의 바로 주위에 있는 부분에 가해진다.

본 발명의 일 원리에 따르면, 카트리지 홀더에 대해 카트리지의 에지에서 행해지는 조임 기능과 카트리지에 대한 밀봉부의 밀봉 기능은 별개이다. 따라서, 카트리지의 가요성 부분, 예컨대 상측 멤브레인에 걸쳐 적어도 카트리지 내로의 유체를 주입하는데 필요한 개구 이상의 어떠한 찢김없이 밀봉을 행하는 것과, 카트리지의 더 강성인 부분, 특히 밀봉 에지를 효과적으로 조이는 것이 또한 가능해진다. 그러므로, 카트리지 내 유체의 압력의 결과로 카트리지 내에서 가해지는 힘을 이용하여, 과도한 힘없이 그리고 적어도 부분적으로 밀봉을 달성할 수 있다. 특히, 카트리지가 가요성 주입 벽, 예컨대 가용성 멤브레인을 갖는 경우, 이는 주입 수단을 둘러싸는 밀봉 수단을 향해 밀리게 된다.

그러므로, 카트리지 내 유체의 압력을 부분적으로 이용하여 밀봉이 달성될 수 있기 때문에, 과잉으로 되지 않으면서 박리 문제를 회피하는 효과적인 조임을 달성하도록 조임력이 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

가능한 일 실시형태에 따르면, 탄성 밀봉 수단은 카트리지의 주입 표면을 완전히 덮기 위한 주입 지지부의 영역에 걸쳐 연장된다. 그 결과, 주입 지점 주위에 국부적으로 밀봉이 달성될 뿐만 아니라, 카트리지의 주입 벽 전체에 걸쳐 밀봉이 달성된다. 이것의 이점은, 심지어 결함이 있는 카트리지, 예컨대 카트리지 주입 벽이 우연히 천공되어 있는 카트리지 (벽이 천공될 수 있는 멤브레인인 경우 발생할 수 있음) 에서도 밀봉이 보장된다는 것이다.

가능한 일 실시형태에 따르면, 탄성 밀봉 수단은 카트리지 및/또는 카트리지 홀더의 에지를 조이기 위해 주입 지지부의 조임 부분 내로 또한 연장된다. 그 결과, 상기 탄성 수단에 의해 제공되는 탄성을 이용한 조임 동안, 장치의 조임 부분의 기계적 놀음 (play) 및 카트리지의 에지에서의 치수 공차로 인한 변화를 보상하는 것이 가능하다.

가능한 일 실시형태에 따르면, 주입 지지부는 카트리지의 가요성 벽을 카트리지의 내부를 향해 밀도록 되어 있는 융기된 결합 부분을 또한 포함한다. 후술하는 것처럼, 이와 같은 배치는, 카트리지부터 주입 수단가 분리될 때 카트리지를 통한 가압 유체의 재기 (resurgence) 또는 갑작스러운 분출의 위험을 감소시키는데 기여한다.

본 발명의 가능한 일 실시형태에 따르면, 주입 수단은 바람직하게는 직선형 경로로 이동할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 주입 수단을 카트리지에 양호하게 결합시킬 수 있고, 예컨대 카트리지에 형성되는 주입 지점(들)의 치수의 양호한 제어로, 밀봉을 달성할 수 있다.

이 경우, 주입 수단은 실질적으로 카트리지의 주입 표면에 수직한 직선 방향으로 이동된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 카트리지에 담긴 성분의 용해 및/또는 젖음을 향상시키기 위해, 주입 수단이 카트리지를 수용하기 위한 카트리지 홀더의 개구의 중심 축선으로부터 오프셋된 영역에 위치된다. 따라서, 유체는, 중심에 설치하여 얻을 수 있는 것보다 또는 카트리지의 주입 표면에 걸쳐 균일하게 분포된 여러 주입 지점을 포함하는 설비에 비해 더 큰 난류로, 카트리지 내로 더욱 세차게 (vigorously) 유동할 수 있다.

주입 수단은 주입 지지부에 고정된 적어도 하나의 주입 스파이크로 형성될 수 있다. 바람직한 실시형태에 따르면, 카트리지의 벽을 통해 가압 유체를 주입하기 위해 단일 주입 스파이크가 사용된다. 이것의 이점은, 다중 스파이크 주입 수단의 경우와 달리, 단지 작은 천공력 (puncturing force) 을 필요로 하며, 따라서 특히 천공하기 힘든 폴리머를 포함하는 캡슐로 이루어진 벽을 천공할 때 유리하다는 것이다. 또한, 주입 표면은 스파이크에 의해 깨끗하게 천공될 수 있고, 유체가 스파이크를 통해 또는 스파이크의 표면에 대항하여 카트리지 내로 주입된다. 이와 같은 배치에 의하면, 주입의 고립된 특성으로 인해 밀봉되어야 하는 영역을 제한할 수 있다. 바람직하게는, 주입 스파이크는, 주입 지지부의 표면이 카트리지와 결합함으로써 카트리지에 침입하도록, 주입 지지부의 결합 표면으로부터 돌출되어 있다.

바람직하게는, 액체운반용 덕트가 주입 스파이크를 관통한다. 덕트의 구멍은 덕트의 축선을 따라 위치되거나, 또는 분사 (jet) 를 카트리지의 바닥을 향하지만 중심으로부터 약간 오프셋되도록 하기 위해, 약간 기울어져 있을 수 있다. 이와 같은 장치에 의하면, 주입 수단 주위, 더 정확히는 덕트 주위에서 밀봉을 달성하는 것이 더 용이하다. 그렇지만, 개별적으로 위치되는 액체운반용 덕트와 스파이크, 그리고 스파이크와 카트리지로의 유체 입구를 모두 둘러싸는 밀봉 수단을 생각할 수 있다.

탄성 밀봉 수단은 형상 및/또는 그 수단을 이루는 재료에 의해 탄성으로 될 수 있다.

국부적인 탄성 밀봉 수단은 바람직하게는 엘라스토머 재료로 이루어진 수단이다.

국부적인 밀봉 수단은 바람직하게는 상기 주입 스파이크를 둘러싸는 탄성 고무 또는 실리콘으로 이루어진 링이다.

국부적인 밀봉 수단은 주입 지지부를 완전히 또는 부분적으로 덮고 있는 외부 층일 수 있다.

가능한 일 실시형태에서, 탄성 밀봉 수단은 카트리지의 주입 표면의 내측 일부를 형성할 수 있다.

밀봉 수단이 배치되는 카트리지의 표면이 또한 가요성인 것이 바람직하다. 이는 천공가능한 멤브레인인 것이 유리할 수 있다. 가요성으로 인해, 놀음 및 표면 불규칙성을 보상할 수 있고, 따라서 밀봉 효율을 향상시킬 수 있다.

일반적으로, 카트리지 홀더와 유체 공급 유닛에 속하는 보완 삽입 수단은 카트리지 홀더가 미끄러져 유체 공급 유닛에 삽입될 수 있도록 하는 리브 및 안내 홈을 포함한다.

주입 수단 및 가동 지지부는 함께 단단히 부착될 수 있고, 따라서 일체로 이동될 수 있다.

가능한 제 1 실시형태에 따르면, 가동 지지부는 축선방향 회전없이 직선형 경로로 이동될 수 있다. 가동 지지부를 어떠한 회전 운동없이 실질적으로 선형으로 안내하도록, 가동 지지부를 기동하는 수단이 배치될 수 있다. 이점은, 주입 수단이 카트리지에 대해 정확히 결합하고 따라서 카트리지 내에 형성되는 압력을 견딜 수 있는 국부적인 밀봉이 달성되는 것을 보장된다는 것이다. 이와 같은 구성에 의하면, 카트리지의 주입 표면에 대한 주입 수단의 상대 위치 (특히 오프셋되어 있는 위치) 를 선택할 수 있다.

다른 실시형태에 따르면, 지지부는 축선방향 성분과 회전방향 성분을 포함하는 곡선형 경로로 이동할 수 있다. 특히, 가동 지지부는 상기 가동 지지부의 횡방향 면에 실질적으로 평행한 핀을 중심으로 관절식으로 연결되고, 상기 지지부의 일 측에 위치된다. 또한, 핀은 길이방향으로 병진운동할 수 있다. 길이방향 운동의 진폭은 짧을 수 있다 (5 ∼ 20 ㎜ 정도). 예컨대, 가동 지지부의 일 에지는, 관절식 연결 수단 (articulation means) 에 의해, 베이스부에 형성된 적어도 하나의 슬롯 내에서 병진운동할 수 있는 피봇 핀을 중심으로 공급 유닛의 고정 베이스부에 관절식으로 연결될 수 있다. 이와 같은 구성의 이점은, 주입 지지부와 카트리지 홀더 사이의 보다 용이한 끼워맞춤이 가능하고 또 부품 개수를 줄일 수 있다는 것이다.

일 실시형태에 따르면, 주입 지지부는 공급 유닛의 고정 지지부에 대해 이동할 수 있다. 이 경우, 주입 수단은 예컨대 삽입 위치에서 카트리지 및 카트리지 홀더에 대해 이동할 수 있는 지지부에 고정 설치된다.

가동 지지부는 일반적으로 가동 주입 지지부를 조이는 수단에 연결되는데, 이 수단은, 주입 수단을 카트리지 및/또는 카트리지 홀더에 대항하여 이동시킴으로써, 베이스부에 삽입된 위치에 고정되어 있는 카트리지 홀더에 대해 주입 수단을 주입 수단으로부터 어느 정도 떨어져 있는 위치 (카트리지 홀더가 공급 유닛에 미리 삽입될 수 있음) 로부터 주입 위치로 이동시켜서, 주입 수단이 카트리지와 결합하게 하도록 설계되어 있다.

일 태양에 따르면, 보완 삽입 수단에 의해, 카트리지 홀더가 가동 지지부 또는 주입 수단의 이동 방향과는 독립된 선형 방향으로 공급 유닛에 삽입될 수 있다.

카트리지의 삽입 방향은, 카트리지의 주입 벽을 경사지게 하고 또 카트리지의 주입 벽 중 카트리지의 중심에 비해 많이 더 높이 있는 부분에 주입 지점을 위치시키도록, 수평면에 대해 약간 경사져 있는 것이 유리할 수 있다. 이점 중 하나는, 주입 지점을 카트리지에 남아 있는 액체 높이보다 위에 유지함으로써, 분리시에 가압 액체의 재기 위험이 감소한다는 것이다. 따라서, 카트리지 홀더를 삽입하는 수단은 카트리지 홀더가 약 2 ∼ 25°, 바람직하게는 5 ∼ 10°의 경사각으로 공급 유닛에 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나, 주입 수단을 카트리지에서 분리하는 때에 중력에 의해 액체가 카트리지 밖으로 흐르는 것을 막기 위하여, 상기 경사각이 너무 커서는 안 된다.

바람직한 실시형태에서, 기동 수단은 수동 레버 또는 모터에 의해 기동되는 토글 (toggle) 레버 또는 캠을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 주입 수단은 공급 유닛의 베이스부에서 회전될 수 있는 가동 레버에 의해 직접 기동된다. 주입 수단은 베이스부에 의해 운동의 안내되는 지지 요소의 일부를 형성한다. 따라서, 레버가 회전 운동에 의해, 주입 수단이 이동한다. 가동 레버는, 주입 수단이 주입 위치에서 카트리지에 고정되는 때, 베이스부에 대항하여 고정될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 베이스부 및 카트리지 홀더는 카트리지 내에 주입되는 가압 유체의 영향으로 카트리지 홀더를 삽입 위치에 고정시키고 조이도록 설계된 보완 삽입 수단을 포함한다. 더욱 구체적으로, 베이스부 및 카트리지 홀더는, 보완 수단에 의해 가해지는 마찰력과 카트리지 내에 주입되는 유체로 인해 카트리지 내에 가해지는 내부 압력의 조합된 영향으로, 카트리지 홀더를 주입 위치에 단단히 유지하도록 설계된 보완 웨지형 수단을 포함한다. 다시 말해, 보완 삽입 수단은 조임 수단을 형성하고, 주입 압력의 영향으로 "자가-고정 (self-locking)"된다. 이와 같은 구성에 의하면, 기계적 장치가 단순해지고, 시스템에 특정 압력이 가해지는 동안 카트리지 홀더가 분리될 가능성이 방지됨으로써, 안정성이 더 커진다.

일 태양에 따르면, 공급 유닛은, 자유 벽(들) 부분에 의해 연장되는 카트리지 홀더를 수용하도록 저부가 개방되어 있어서, 서비스 영역을 향해 카트리지를 지지할 수 있고, 액체가 카트리지로부터 장치와의 접촉없이 카트리지 홀더 넘어로 유출할 수 있다. 따라서, 카트리지 홀더가 장치에 배치되는 방식에 따르면, 액체가 직접 카트리지로부터 장치의 탈착가능한 표면과의 어떠한 접촉없이 유동할 수 있다. 카트리지 홀더의 일 구성에 따르면, 카트리지 홀더는 카트리지을 수용하는 쉘 (shell) 을 포함하는데, 이 쉘은 그 쉘의 바닥에 위치된 적어도 하나의 개구에서 끝난다. 개구는 액체가 카트리지를 통해 운반되는 때 운반된 액체와의 접촉 및 난류와 연관된 가능한 튐 (splash) 을 회피하기에 충분히 크게 이루어진다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 가동 주입 지지부는, 단순한 변형에 의해 카트리지의 주입 표면을 카트리지의 내부쪽으로 밀어서 카트리지의 내부 체적을 감소시키도록 주입 표면과 결합하기 위한 주입 스파이크와는 별도의 비침입형 융기 표면을 형성하는 적어도 하나의 결합 부분을 포함할 수 있다. 용어 "비침입형"은 카트리지에 개구를 형성하지 않는 표면 부분을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 카트리지의 표면은 용이하게 변형될 수 있는 가요성 멤브레인인 것이 바람직하다.

카트리지의 결합 부분에 의해 얻어지는 체적으로 인해, 장치의 재개방시 가동 주입 지지부가 제거되는 때에, 가스 또는 가스/액체 혼합물이 카트리지 내에서 팽창할 수 있도록 하는 공간이 형성될 수 있다. 가동 지지부의 결합 부분은 에컨대 볼록한 표면 부분일 수 있다.

본 발명에 따르면, 국부적인 밀봉 수단이 상기 주입 스파이크에 연결된다. 용어 "국부적인 수단"은, 액체가 카트리지의 외부 표면으로 빠져나가는 것을 방지하기 위해, 스파이크 주위에서 카트리지의 표면과 결합되어 밀봉 스파이크 근방에 위치되는 수단을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 수단은 주입 지점으로부터 카트리지의 표면에 대해 더 많이 또는 더 적게 연장될 수 있다. 국부적인 밀봉 수단은, 분리의 변화 및/또는 유체에 의해 카트리지의 표면에 가해지는 압력과 관련된 임의의 가능한 놀음을 보상할 수 있는 탄성 수단인 것이 바람직하다. 밀봉 수단은 주입 스파이크의 베이스를 둘러싸는 링 또는 주입 지지부의 외부 표면 코팅일 수 있다. 상기 링 또는 코팅은 엘라스토머 재료 또는 실리콘으로 이루어질 수 있다. 밀봉 링 또는 코팅은 약 1 ∼ 8 ㎝ 의 직경을 가질 수 있다.

본 발명의 일 원리에 따르면, 조임 수단은, 카트리지의 에지 및/또는 카트리지 홀더의 지지 에지에 작용하는 주입 지지부의 조임 표면 부분을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 카트리지의 에지가 카트리지 홀더의 지지 에지에 지지되어, 지지부의 조임 표면 부분이 카트리지의 에지를 압축시킨다. 카트리지 에지는 통상적으로 주입 표면이 카트리지의 보디에 밀봉되는 부분을 포함하고, 따라서 밀봉 부분에 조임이 가해져서, 장치 내 압력을 받을 때에 박리 위험이 방지된다.

조임 수단은, 카트리지의 적어도 하나의 표면에 대해 가동 지지부를 조이는 안정적인 조임 위치를 갖도록 조정되는 기동 수단을 또한 포함한다. 기동 수단은 예컨대 토글 레버, 기어 또는 캠을 수반하는 수단을 포함한다. 주입 수단은, 예컨대, 안정적인 조임 위치를 설정하고 임의의 가능한 놀음 및 존재할 수 있는 치수 공차를 보상하기 위해 가동 지지부의 두께를 조정하는 수단에 연결된 가동 지지부에 의해 지지된다. 조정 수단은, 예컨대, 주입 수단의 가동 지지부의 두께가 조정될 수 있게 하는 심 (shim) 의 시스템일 수 있다.

다른 태양에 따르면, 본 발명은 카트리지의 주입 벽의 적어도 하나의 주입 지점을 통한 압력 하에서 액체 또는 가스-액체 혼합물의 재기를 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 재기는, 통상적으로, 액체 음료를 준비하기 위해 가압 유체가 카트리지 내에 주입되는 때 형성되는 높아진 압력에 기인한다.

실제로, 예컨대 밸브 또는 밸브와 같이 작용하는 재료를 이용하여 주입 후에 주입 지점을 폐쇄하는 것과 같이 재기를 제한하는 다양한 방식이 존재한다.

그러나, 기존 방법에는 특정 문제가 존재한다. 특히, 그러한 재폐쇄 수단의 부가는 달성하기 복잡하며, 주입 지점이 정확히 위치되어야 함을 의미하므로, 사용자가 장치 내 공간에서 단 하나의 정확한 위치에 카트리지를 배향시켜야 한다. 패브릭 또는 스스로 다시 폐쇄되는 구조를 갖는 다른 재료의 사용을 포함하는 해결책은, 특히 주입 벽이 멤브레인인 경우처럼 얇고 가요성인 때에, 카트리지에의 부착 문제가 있다.

그러므로, 본 발명의 일 목적은, 카트리지의 구조를 변형시키지 않으면서 사용될 수 있는 동시에, 더 간단하고 비싸지 않은 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 방법은, 주입 수단이 카트리지로부터 분리된 후 또는 주입 지점이 상기 주입 수단에 의해 해제되는 때에, 카트리지 내에서 팽창하는 가스-액체 혼합물의 체적을 적어도 부분적으로 보상하기 위해 카트리지 내에 충분한 체적을 확보하는 것이다.

제 1 실시형태에 따르면, 상기 방법은, 유체를 카트리지에 주입하기 전에 적어도 카트리지의 체적의 감소를 강제하고, 일단 유체가 카트리지 내에 주입되고 나서, 상기 체적을 다시 수립하는 것이다. 따라서, 바람직한 해법에 의해, 카트리지의 가요성 벽을 변형시키는 결합 표면을 이용할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 방법은, 주입 수단을 카트리지에 대해 이동시켜 카트리지의 주입 표면을 천공하는 단계, 및 카트리지의 가요성 벽을 변형시키는 결합 표면을 이용하여, 카트리지의 비어 있는 내부 체적을 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 이 태양에 따르면, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치는, 카트리지에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛으로, 주입 유체를 카트리지 내에 주입하기 위한 주입 수단을 갖는 주입 지지부를 포함하는 공급 유닛; 공급 유닛에 대항하여 폐쇄되도록 설계되어 있으며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더를 포함하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치에 있어서, 공급 지지부가, 주입 스파이크 주위를 적어도 국부적으로 밀봉하는 탄성 밀봉 수단, 및 카트리지의 벽을 카트리지 내부를 향해 밀어서 카트리지의 내부 체적을 줄일 수 있는 융기된 결합 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치를 포함한다.

결합 표면은 볼록하고 주입 스파이크로부터 떨어져 있는 것이 선호된다.

본 발명의 가능한 다른 방법에 따르면, 그 방법은, 가압 유체가 주입되는 동안, 카트리지 내 그리고 카트리지 내부에서 주입 지점 주위에 있는 가스 및/또는 공기의 특정 체적을 유지하는 것으로 구성된다. 따라서, 주입 수단이 제거되는 때에, 카트리지에 포함된 가스 또는 공기가 주입 지점을 통해 빠져나가고, 액체가 카트리지로부터 빠져나가지 않으면서 카트리지는 대기압으로 되돌아간다.

이를 달성하기 위해, 해결책 중 하나는, 카트리지의 주입 표면을 기울어진 위치로 유지하는 것을 포함하는데, 이러한 유지는, 기울어진 표면 중 상기 표면의 중심에 비해 가장 높이 위치한 부분에 주입 지점을 위치시키고, 카트리지를 동일한 기울어진 위치로 유지하면서 주입 수단을 카트리지로부터 분리함으로써 행해진다.

주입 표면은 3 ∼ 25°의 각도로 기울어지는 것이 선호되고, 5 ∼ 10°의 각도로 기울어지는 것이 바람직하다. 작은 각도로 인해, 카트리지 내에 여전히 존재할 수 있는 임의의 액체가, 특히 카트리지 홀더가 본 장치로부터 제거되는 때에, 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 또한, 주입 표면은 천공가능한 가요성 표면인 것이 바람직하다. "가요성"이라고 일컬어지는 멤브레인은 플라스틱 벽 및/또는 금속 포일, 또는 자체로 자기지지형 (self-supporting) 이 아닌 플라스틱과 금속의 적층물을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

주입 지점 근방의 가스 및/또는 공기의 체적을 유지하기 위해 카트리지를 기울어진 채 유지하는 방법 중 하나는, 본 출원에서 설명한 방식으로 배향되고 병진식으로 (translationally) 안내되는 탈착가능한 카트리지 홀더를 이용하는 것이다.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 음식 물질을 담고 있는 카트리지로부터 액체를 준비하기 위해 유체 공급 유닛에 삽입되도록 구성된 카트리지 홀더에 관한 것이다.

카트리지 홀더는, - 카트리지를 수용하기 위한 하우징, - 핸들, - 자유 단부, - 적어도 2 개의 리브 및/또는 안내 홈을 포함하는, 공급 유닛에의 삽입 수단, - 지지 에지를 포함하며, 하우징으로부터 핸들을 향해 액체가 튀는 것을 방지하는 방지 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 방지 수단은 지지 에지와 핸들 사이에 세워지도록 설계된 적어도 하나의 벽 부분을 형성한다. 지지 에지는, 카트리지의 에지가 이미 설명한 바와 같이 본 장치에서 조여질 수 있도록, 그 에지를 위한 지지부로서 작용하기 위한 것일 수 있다.

더욱 구체적으로, 보호 수단은 지지 에지의 면에 대해 직각으로 연장된 굽은 (bowed) 부분이다. 굽은 부분은 약 5 ∼ 10 ㎜ 의 높이를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조한 비제한적인 예로써 이하에서 주어지는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 액체 준비 시스템의 단순화된 전체도이다.

도 2 는 제 1 실시형태에 따른 장치, 특히 공급 유닛이 개방 위치에 있고 카트리지 홀더가 탈착 위치에 있는 장치의 사시도를 보여준다.

도 3 은 도 2 와 유사한 사시도를 보여주는데, 여기서 카트리지 홀더는 삽입 위치에, 그리고 공급 유닛은 개방 위치에 있다.

도 4 는 도 2 및 도 3 과 유사한 사시도를 보여주는데, 여기서 공급 유닛은 폐쇄 위치, 즉 주입 위치에 있다.

도 5 는 도 4 의 면 P 를 따라 자른 단면도를 보여준다.

도 6 은 상기 장치의 세부의 다른 사시도를 보여준다.

도 7 은 카트리지에 대해 상기 장치를 조이는 힘을 조정하기 위한 구조체의 제 1 부분을 보여준다.

도 8 은 상기 장치의 조임력을 조정하기 위한 구조체의 보완적인 제 2 부분을 보여준다.

도 9 는 제 2 실시형태에 따른 장치, 특히 공급 유닛이 개방 상태에 있고 카트리지 홀더가 탈착 상태에 있는 장치의 사시도를 보여준다.

도 10 은 도 9 의 카트리지 홀더의 길이방향 중심 축선을 따라 자른 단면도를 보여준다.

도 11 은 도 9 와 유사한 사시도를 보여주는데, 여기서 카트리지 홀더는 삽 입 위치에 있다.

도 12 는 도 11 의 단면도를 보여준다.

도 13 은 제 3 실시형태에 따른 장치의 사시도를 보여주는데, 여기서 공급 유닛은 개방 위치에 있고, 카트리지 홀더는 탈착 위치에 있다.

도 14 는 제 3 실시형태에 따른 장치를 하방에서 바라본 사시도를 보여준다.

도 15 는 도 13 의 카트리지 홀더의 길이방향 중심 축선을 따라 자른 단면도를 보여주는데, 주입 유닛이 폐쇄되기 전 상태로, 카트리지 홀더는 삽입 위치에 있다.

도 16 은 제 3 실시형태에 따른 단면도를 보여주는데, 여기서 공급 유닛은 폐쇄 위치에 있다.

도 17 은 제 4 실시형태에 따른 장치의 사시도를 보여주는데, 여기서 공급 유닛은 개방 위치에 있고, 카트리지 홀더는 탈착 위치에 있다.

도 18 은, 공급 유닛이 폐쇄되기 전 상태로, 카트리지 홀더의 삽입을 위한 모드에 있는 도 16 의 장치의 사시도를 보여준다.

도 19 는 도 13 의 길이방향 중심 축선을 따라 자른 단면도를 보여주는데, 공급 유닛은 폐쇄 위치에 있다.

도 1 은, 카트리지를 포함하는 장치 또는 기구 (1) 및 상기 장치에 적합한 카트리지 (10) 로부터 준비된 액체를 분배하기 위한 시스템을 단순화된 형태로 보여준다. 액체는 커피, 카푸치노 또는 차 (tea) 와 같은 뜨거운 또는 차가운 음 료, 또는 소스, 스프 등과 같은 다른 음식일 수 있다.

각각의 카트리지는 고체, 액체, 겔 또는 페이스트 형태의 1 이상의 음식 성분을 포함한다. 예컨대, 볶아서 분쇄한 커피 분말, 인스턴트 커피 분말, 우유 분말 또는 액체 농축물, 코코아, 또는 잎이나 용해성 형태의 차를 포함할 수 있다.

카트리지는 EP 1472156B1 에 기재된 유형인 것이 바람직한다. 특히, 카트리지는 가요성 멤브레인 형태의 주입 벽 (3) 및 준비된 액체를 직접 컵에 안내하기 위한 덕트 (44) 를 포함할 수 있고, 상기 벽을 통해 유체 (즉, 다량의 뜨거운 또는 차가운 물) 가 공급 유닛으로부터 주입된다. 멤브레인은 카트리지 보디의 밀봉 에지에 부착될 수 있다. 카트리지는 성분을 담는 기밀 내부 챔버를 포함할 수 있다. 챔버는, 준비된 액체가 밖으로 나올 수 있도록 하기 위해, 챔버 내로 주입되는 유체의 압력의 상승의 영향으로 천공될 수 있다. 챔버의 적어도 하나의 내부 멤브레인과 관련하여 카트리지에 독특한 천공 수단을 이용하여 천공을 행할 수 있다. 멤브레인 재료의 파열 장력 (rupture tension) 에 도달할 때까지 내부 멤브레인을 천공 수단에 대항하여 변형시킴으로써 천공을 행할 수도 있다. 카트리지의 이점 중 하나는, 성분의 유동을 지연시키고 성분과 가압 유체 사이의 상호작용을 향상시킴으로써, 추출, 용해 또는 퍼컬레이션을 카트리지 내부의 제어된 압력 (약 5 ∼ 20 bar) 하에서 행할 수 있다는 것이다. 이러한 원리에 의해, 저압 퍼컬레이션 방법으로 얻을 수 있는 것보다 더 많은 거품 (froth) 을 만들 수 있다. 다른 이점은, 이와 동시에, 유럽특허 1472156 B1 에 기재된 것처럼 액체와 장치 사이의 접촉을 제한할 수 있다는 것이다. 물론, 본 발명은 그 특 허에 따른 카트리지의 사용에 국한되지 않는다. 예컨대, 멤브레인 및 개구 수단은 필터 요소, 예컨대 종이 및/또는 플라스틱 필터, 및 수집 채널 및/또는 액체 분배용 개구를 포함하는 필터 지지체에 의해 대체될 수 있다.

본 명세서에서, 용어 "주입 유체"는 본질적으로 뜨거운 또는 차가운 물, 또는 물과 공기의 혼합물에 관한 것이다.

본 장치는, 가압 유체 공급 유닛 (2) 이 내부에 설치되는 지지 구조체 (40) 를 포함할 수 있고, 지지 구조체는 상기 장치로부터 탈착될 수 있는 카트리지 홀더 (6) 를 포함한다. 카트리지 홀더 아래에는, 서빙 (serving) 영역 (41) 이 배치되어 있으며, 서빙 영역은 예컨대 컵 지지부 (42) 를 포함할 수 있다. 본 장치는, 필요에 따라 유체 공급 유닛 (2) 에 뜨거운 및/도는 차가운 물을 공급하기 위한 펌프, 물 히터 및 유체 회로와 연관된 물 저장소 (제거가능한 탱크 등) 를 또한 포함한다. 본 장치는 매우 정교한 제어 수단을 또한 포함하는데, 이 제어 수단으로 인해, 사용자는, 미리 결정된 범위의 선택 중에서, 뜨거운 및/또는 차가운 음료 및/또는 분배될 음료의 여러 크기에 대한 1 이상의 선택을 고를 수 있다. 제어 수단은, 펌프, 물 히터, 및 유체 회로와 연관된 밸브(들)의 스위치를 켜는 것을 선택적으로 제어하는 제어기와 연관될 수 있다. 제어 수단은 레버식 수단 또는 1 이상의 제어 버튼일 수 있다.

도 2 ∼ 도 6 은 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시형태를 보여준다. 카트리지 홀더 (6) 및 가압 유체 공급 유닛 (2) 은, 카트리지 홀더 (6) 가 바람직한 방향 A 로 상기 유닛에 삽입될 수 있도록 하는 보완 삽입 수단 (7) 을 포함한다. 보완 삽입 수단 (7) 은 카트리지 홀더가 본 장치로부터 탈착될 수 있도록 구성되어 있다. 용어 "탈착가능한"은, 카트리지 홀더가 "탈착" 위치에 있을 때 어떠한 영구적인 연결 수단에 의해 본 장치, 특히 공급 유닛 (7) 에 연결되지 않고, 마음대로 이동될 수 있으므로, 일단 카트리지가 사용되고 나면, 카트리지를 제거하고, 새로운 카트리지 (10) 를 다시 설치할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 표면으로부터 음식 잔류물을 제거하기 위해 카트리지 홀더를 용이하게 행구거나 세척할 수 있다.

그렇지만, 본 발명은, 본 장치로부터 또는 공급 유닛으로부터 탈착될 수 없지만 드로어 개방 위치로부터 공급 유닛 내에 삽입될 수 있는 카트리지 홀더에도 또한 관련되어 있다. "드로어 개방" 구성은, 카트리지 홀더가 미끄러져 개방되는 동안, 카트리지 홀더를 완전히 제거할 필요없이 카트리지를 설치할 수 있도록 정지 수단에 의해 카트리지 홀더의 이동이 정지되는 것을 의미한다. 또한, 카트리지 홀더가 드로어 개방 위치를 취할 수 있으며 또한 필요에 따라 탈착될 수 있도록 배치될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

카트리지 홀더를 공급 유닛에 삽입하기 위한 보완 삽입 수단 (7) 은 다양한 형태를 취할 수 있다. 보완 수단은, 사용자가 단지 카트리지 홀더를 삽입 방향 (A) 으로 밀어서 공급 유닛에 카트리지 홀더를 직접 그리고 실질적으로 선형으로 삽입할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 카트리지 홀더는, 이동 전에 공급 유닛 내 기준 위치에 위치되고, 카트리지로 주입 수단에 연결되어 있다.

가능한 일 실시형태에 따르면, 삽입 수단은 상호 보완적으로 형성된 안내 리 브 (18) 및 안내 홈 (19) 을 포함하고, 이들은 각각 카트리지 홀더 (6) 의 측면 및 공급 유닛의 베이스부 (20) 의 내측면에 형성되어 있다. 상기 삽입 수단은 측방향, 바랍직하게는 실질적으로 수평이거나 또는 수평에 대해 약간 (예컨대, 단지 수°정도) 기울어진 방향으로 연장된다.

유체 공급 유닛 (2) 과 동일한 측에서, 베이스부 (20) 가 이동할 수 없는 방식으로 본 장치에 고정된다. 이 베이스부 (20) 에, 베이스부에 대해 이동할 수 있는 디스크 형태의 주입 지지부 (4) 가 설치된다. 이 실시형태에 대한 이하의 설명에서 "가동 지지부"로 알려진 주입 지지부는, 조임 수단의 요소가 되는 기동 (actuating) 수단 (22) 의 영향을 받아, 베이스부를 따라 그리고 이 제 1 예에서 어떠한 회전도 없는 실질적인 선형 이동으로 이동될 수 있다. 본 발명의 이러한 제 1 실시형태의 바람직한 구성에서, 가동 지지부의 경로는 완전히 선형이다.

가동 지지부 (4) 는, 카트리지가 장치 내 주입 위치에 있을 때에, 가동 지지부의 중심 축선 (O) 으로부터 그리고 카트리지의 주입 표면의 중심 (O₁) 으로부터 바람직하게 오프셋되어 위치되는 주입 수단 (5) 을 포함한다.

가동 지지부가 순전히 축선방향 및 선형으로 이동함으로써, 주입 수단이 축선방향 및 선형으로 카트리지와 결합한다. 이러한 배치로 인해, 완벽하게 제어된 카트리지의 천공 또는 카트리지와의 접촉이 촉진된다. 특히, 카트리지가 주입 수단에 의해 천공되는 때에, 천공 수단에 의해 카트리지에 뚫린 구멍의 치수와 기하학적 형상은 더 양호하게 규정된다. 그러므로, 국부적인 밀봉, 즉 주입 수 단과 카트리지의 표면 사이에서 주입 수단 주위의 밀봉을 보장하는 것이 가능하다. 또한, 간단하고 적은 공간을 차지하는 폐쇄 기구를 유지하는 동시에, 어떠한 누출 위험없이 카트리지 내부에서 양호한 압력 조건을 보장하는 것이 가능하다.

따라서, 가동 지지부 (4) 의 이동은, 병진 안내 수단 (21) 에 의해, 카트리지 홀더 (6) 의 삽입 방향에 직각을 이루는 수직방향으로 안내된다. 병진 안내 수단은 고정된 베이스부의 적어도 두 분지부 (branch) (24, 25) 를 따라 형성된 2 개의 안내 홈 (23) 을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 로드 (rod), 바람직하게는 2 개의 로드 (27, 28) 가 도 6 에 나타낸 것처럼 각각의 홈 (23) 내에서 미끄러진다. 홈은 분지부를 따라 실질적으로 수직방향으로 위치된다. 로드 (27, 28) 는 홈 방향으로 위치된 기다란 형상의 단일 돌기부 (boss) 로 대체될 수 있다.

개방 위치, 즉 카트리지 홀더로부터 떨어져 있는 위치 (도 3) 로부터 주입 위치 (도 4) 로의 가동 지지부의 기동은 기동 시스템 (22) 에 의해 행해진다. 다양한 기동 시스템을 상정할 수 있다. 도시한 실시형태에 따르면, 기동 수단은 수동 레버 (30) 에 연결된 토글 레버 (29) 이다. 자동화된 실시형태에서, 레버는 모터로 대체될 수 있다. 기동 시스템이 가동 지지부 위에 수직방향으로 위치되고 베이스부에 부착되는 것이 선호된다. 더욱 구체적으로는, 상기 레버 (30) 는 측방향으로 떨어져 있는 2 개의 아암 (86, 87) 을 포함하는데, 이 아암은, 한편으로, 측방향으로 떨어져 있는 2 개의 고정 핀 (44, 45) 에 의해 고정 베이스부의 2 개의 분지부 (24, 25) 에, 그리고 다른 한편으로, 2 개의 다른 가동 핀 (46, 47) 에 의해 토글 레버의 한 쌍의 아암 (31, 32) 에 관절식으로 연결되어 있 다. 한 쌍의 아암 (31, 32) 자체도, 로드 (27) 에 의해 슬롯 내로 외측을 향해 연장되는 2 개의 핀에 의해, 디스크형 가동 지지부 (4) 에 관절식으로 연결되어 있다.

기동 시스템 (22) 이 탄성 복귀 수단 (도시 안 됨) 에 연결되는 것이 바람직하다는 것을 인식해야 한다. 탄성 복귀 수단은, 기동 및 고정 수단을 이용하여 지지부를 고정시킬 수 있는 카트리지의 붙잡힌 (trapped) 에지에 의해 기동 수단에 반력이 가해지지 않을 때, 자동으로 주입 지지부를 융기된 위치 또는 카트리지 홀더로부터 떨어져 있는 위치로 재위치시키도록 레버 및/또는 토글 레버에 연결될 수 있다. 탄성 복귀 수단의 일례로서, 카트리지 홀더가 부존재하거나 또는 카트리지 홀더에 카트리지가 부존재하는 때에, 레버를 도 2 에 따른 융기된 위치로 복귀시키기 위해, 피봇 핀 (44) 및/또는 핀 (45) 에 스프링이 제공된다.

도 5 는, 유체 공급 유닛의 세부 및 카트리지 홀더가 주입 위치에 배치되는 방식을 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 주입 수단 (5) 은 카트리지 내로 침입한다. 주입 수단은, 예컨대, 가동 지지부 (4) 에 고정된 주입 스파이크 (13) 를 포함하며, 이 주입 스파이크는 카트리지의 윗면을 천공한다. 스파이크는 카트리지 내로 액체를 운송하기 위한 덕트 (14) (스파이크를 관통함) 를 갖는다. 주입 스파이크는 1 이상의 커넥터 (49) 에 의해 지지부를 관통하여 카트리지의 반대측까지 연장되어 있다. 커넥터들 중 하나가, 뜨거운 유체의 공급 및 주위 온도 또는 차가운 온도의 유체의 공급을 가능하게 하는 2 개의 개별 입구에 연결된 분지부를 포함할 수 있다. 입구는 가요성 공급 튜브에 연결되고, 이들 튜브는 유체 회로의 잔부에 연결된다. 주입 수단에 공급되는 뜨거운 유체 또는 차가운 유체는, 1 이상의 밸브 (도시 안 됨) 를 이용하여 선택될 수 있다. 도 5 에 나타낸 바와 같이, 주입 스파이크의 단부에는, 작은 단면의 구멍 (바람직하게는 0.5 ㎜ 미만) 이 있어서, 유체의 분사 (jet) 가 고속으로 카트리지 내를 향할 수 있다. 구멍이 덕트 (14) 에 대해 축선방향으로 그리고 카트리지의 저부를 향하는 것이 선호된다. 오프셋 위치, 분사 방향과 높은 속도는 카트리지 내 유체의 난류 생성에 기여하고, 따라서 주입 유체에 의해 심지어 차가운 물을 이용하는 경우 특정 성분의 용해 또는 분산을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 선택에 따르면, 제한된 표면 영역에서, 국부적으로, 그리고 카트리지 표면을 통한 주입 지점 주위에서, 또는 카트리지의 전체 주입 표면에서, 밀봉을 달성할 수 있다. 이러한 접근에 따르면, 무엇보다도, 카트리지 내 고압 (예컨대, 5 ∼ 20 bar 정도) 을 견디는 동시에 시스템을 밀봉하는데 필요한 기계적 힘을 줄일 수 있고, 장치의 기계적 복잡성을 줄일 수 있다. 국부적인 밀봉을 위해, 주입 수단은 주입 스파이크의 베이스 (17) 를 둘러싸는 탄성 링 형태의 밀봉 수단 (16) 을 포함한다.

밀봉 링의 두께는 0.2 ∼ 3 ㎜, 바람직하게는 0.5 ∼ 2 ㎜ 일 수 있다. 밀봉 링의 직경은 주입 스파이크의 침입 부분의 직경에 의존한다. 밀봉 링의 직경은 바람직하게는 주입 스파이크의 직경의 1.5 ∼ 30 배, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 15 배이다. 밀봉성을 향상시키기 위하여, 스파이크의 베이스와 밀봉 링 사 이에 1 이상의 환형 홈이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 카트리지 전체 표면에 밀봉이 행해진다. 주입 스파이크 (13) 주위의 국부적인 영역을 포함하는 지지부 (4) 의 전체 접촉 표면을, 엘라스토머 재료 또는 실리콘과 같은 탄성 밀봉재로 만들 수 있다. 이 경우, 링 (16) 은 지지부의 하측의 전체 탄성 구조부로 대체된다.

밀봉 링 또는, 대안적으로는 주입 지지부의 탄성 하측이 탄성 재료, 실리콘, 또는 낮은 경도를 가지며 탄성적으로 가요성인 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 카트리지의 주입 표면이 또한 가요성일 수 있음을 이해해야 한다. 표면은 카트리지에 담긴 가스의 존재로 인해 처음에는 약간 볼록하다가, 이 경우 밀봉 수단 (16) 에 의해 가해지는 축선방향의 물리적 압력의 영향을 부분적으로 받아 변형될 수 있다. 놀음에 대한 보상에 의한 밀봉은 밀봉 수단 (16) 과의 결합 및 카트리지의 주입 표면의 변형에 의해 달성된다. 주입 표면의 변형은 카트리지가 주입 유체에 의해 가압될 때 이루어진다. 그러면, 카트리지 내에 내부 추력이 생성되어, 밀봉 수단을 향하게 되고, 카트리지의 표면 (10) 을 상기 수단에 대항하여 단단히 가압하게 된다.

링 (16) 또는 지지부의 탄성 표면에 의해 제공되는 밀봉 덕분에, 주입 스파이크를 통해 압력 하에서 주입되는 유체는 스파이크에 의해 형성된 구멍의 베이스 (base) 에 직접 또는 그 근방에 유지되고, 따라서 카트리지의 표면 (10) 과 가동 지지부 (4) 의 표면 사이에 다시 나타나지 않는다. 이는 액체와 접촉하는 장치의 표면적을 감소시켜, 액체가 역으로 올라가는 것을 방지한다. 그러므로, 시 스템은 카트리지 홀더에 대해 누설방지 (leaktight) 로 되고, 장치 내 카트리지 홀더의 실제 조임에 대해 매우 독립적이다.

이미 언급한 특징에 따르면, 가동 주입 지지부 (4) 및 주입 수단은, 카트리지 홀더가 카트리지를 포함하고 카트리지 홀더가 유체 공급 유닛에 삽입되는 때에, 조임 수단, 특히 조임 부분 (60) 의 기동 시스템 (22) 에 의해 주입 위치에 고정될 수 있다. 가동 지지부 (4) 는 카트리지의 에지 (34) 에 지지되는 조임 표면부 (60) 를 포함한다. 에지 (34) 자체는 카트리지 홀더의 지지 (bearing) 또는 조임 에지 (40) 에 놓여 있다. 그러므로, 에지는 조임 부분 (60) 과 카트리지 홀더의 에지 (40) 사이에 붙잡히게 된다. 그러므로, 기동 수단, 특히 레버에 의해 작동된 토글 레버는 가동 지지부 (4) 에 의해 전달되는 압축 조임력을 카트리지의 에지에 가한다. 토글 레버를 "강성인 (stiff)" 지점을 통해 선회시킴으로써 달성되는 토글 레버의 고정은 카트리지가 카트리지 홀더 내에 존재하는 때에 이루어지고, 따라서 토글 레버를 "강성인" 지점을 통과하게 하여 안정적인 지지부 조임 위치를 획득하는데 필요한 부가적인 두께가 생성된다. 이러한 조임은, 가압 유체가 카트리지 내로 도입되는 작업의 방법에서 카트리지 홀더의 고정에서의 안전을 보장함에 있어 중요하다. 또한, 조임은 에지 (34) 를 유지하는 역할을 하고, 카트리지의 보디의 에지로부터 멤브레인 (10) 이 박리될 위험없이, 에지 주위에서 멤브레인 (3) 이 카트리지의 보디에 단단히 밀봉된다.

가능한 일 실시형태에 따르면, 카트리지 또는 카트리지 홀더가 존재하지 않으면, 토글 레버에 작용하는 레버에 의해 가동 지지부 (4) 가 하강해도, 이러한 지 지 효과가 발생하지 않고, 따라서 토글 레버에 충분한 반력이 생성되지 않는다. 레버 및/또는 토글 레버와 연관된 탄성 복귀 수단이 존재하기 때문에, 레버는 재개방 방향으로 선회하고, 따라서 사용자가 더 이상 레버를 누르지 않는 경우, 토글 레버가 역으로 올라가게 된다. 그러므로, 카트리지 홀더가 제거된 경우 또는 카트리지가 카트리지 홀더에 결합되지 않은 경우, 가동 지지부를 안정적인 하강 위치로 유지할 수 없다. 그러므로, 카트리지 홀더가 개방 위치로 복귀되고, 따라서 카트리지 홀더를 꺼내거나 카트리지 홀더를 카트리지와 함께 장치에 삽입할 수 있다.

가능한 다른 실시형태에서, 심지어 카트리지 홀더에 카트리지가 존재하지 않는 경우에도, 카트리지 홀더에 대해 가동 지지부 (4) 를 밀봉식으로 조이는 것이 여전히 가능하다. 바람직하게는 가요성 재료 (엘라스토머 또는 동등물) 로 이루어진 조임 표면 (60) 을 카트리지 홀더의 상측 에지에 붙임으로써 밀봉이 제공된다. 이 경우, 하나의 이점은, 카트리지가 장치 내에 존재하지 않더라도, 장치가 폐쇄될 수 있고, 따라서 모든 것이 깨끗하게 될 수 있다는 것이다. 이 경우, 카트리지 홀더에 의해, 세척시 끓는 물이 사용자에게 튀는 것이 방지된다.

본 발명의 일 원리에 따르면, 공급 유닛에서 카트리지 홀더에 가해지는 조임력이 주입 스파이크 주위에서 작용하는 밀봉 수단에 의해 직접 발생되지 않음을 이해할 것이다. 이는, 밀봉 기능이 유닛에서의 카트리지 홀더의 조임 기능과 분리되므로 유리하고, 조임 기능은 본 장치가 압력을 받고 있는 동안 카트리지 홀더가 풀리는 것을 방지하려는 것이다. 이로써, 특히 카트리지의 주입 표면이 가 요성 멤브레인인 경우, 주입 표면이 파열될 위험없이, 카트리지 중 주입 지점에 가능한 한 가까운 가요성 부분을 밀봉할 수 있게 된다. 그러면, 밀봉 수단이 압축에 관하여 심하게 응력을 받지 않으며, 따라서 그의 탄성을 유지하여, 더 긴 시간동안 밀봉성을 유지하게 된다.

물론, 가동 지지부를 기동 및 고정시키는 수단은 토글 레버 이외의 종류일 수 있다. 그 수단은 캠 또는 일련의 기어를 포함할 수 있다.

가동 지지부의 두께는 조정 수단에 의해 조정될 수 있다. 시스템을 구성하는 다양한 부품, 즉 카트리지와 장치 자체에서의 마모, 공차, 열로 인해 가능한 팽창의 현상을 고려했을 때, 기동 수단이 올바르게 작동하는 것을 보장하기 위해, 조정이 필요할 수 있다. 조정을 통해, 예컨대 "강성인" 지점을 통한 토글 레버의 전환에 필요한 전환력을 조정하는 것이 가능하다. 조정 수단은 기동 수단이 폐쇄되는 힘을 조정할 수 있고, 따라서 카트리지 내 고압 조건 하에서 양호한 밀봉을 보장하기 위해 주입 수단에 의해 카트리지의 표면에 가해지는 힘에 영향을 미친다. 조정 수단에 의해, 사용자의 폐쇄에 대한 인식이 가능한 한 잘 조정될 수 있다. 따라서, 사용자는 본 장치가 올바르고 안전하게 폐쇄되고 이는 과도한 힘없이 행해질 수 있다는 것을 인식할 수 있어야 한다.

조정 수단은, 예컨대 도 7 및 도 8 에 나타낸 바와 같이, 가동 지지부 플레이트를 위한 다양한 두께를 갖는 한 세트의 심 (shim) 을 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에 따르면, 한 세트의 심은 제 1 벽 (62) 에 속하는 제 1 심 구조부 (61) 를 가동 지지부의 제 2 벽 (64) 에 속하는 제 2 심 구조부 (63) 와 연결함 으로써 형성된다. 도 5, 도 7 및 도 8 은 이것의 원리를 보여준다. 두 벽 (62, 64) 은 디스크 형상이다. 바닥의 제 3 벽 (83) 이 상기 벽 (64) 을 지지한다. 바닥 벽 (64) 은, 고정되어 있는 윗벽 (62) 에 대해 회전에 있어 조정될 수 있도록 설치된다. 제 1 벽 (62) 은 중심 페그 (65) 를 가지며, 이 페그에 제 2 벽 (64) 이 중심 구멍 (66) 을 통해 삽입된다. 두 벽 (62, 64) 은 일련의 스텝 (67) (상이한 심 레벨을 형성함) 을 포함하는 심 구조를 갖는다. 각 시리즈 또는 그룹의 시리즈에는, 가동 지지부의 소정의 강성 (stiffness) 이 대응한다. 상대 회전 위치에 따라 점차적으로 변하는 두께의 심에 대해 두 구조부를 일치시키도록 제 1 벽 (62) 에 대해 제 2 벽 (64) 을 회전시킴으로써, 바람직한 두께를 선택한다. 회전식으로 조정가능한 벽 (64) 은 나사와 같은 분리가능한 커넥터 (69) 를 통해 접근가능하고, 이 커넥터는 내부 나사산을 갖는 중심 페그 (65) 에 삽입된다.

특히 가동 지지부가 조임 부분 (60) 까지 연장된 탄성 표면을 갖는 경우 (기계적 놀음 및/또는 카트리지들 사이의 임의의 가능한 치수 변화를 본질적으로 보상할 수 있음), 조정 수단은 생략될 수 있다.

본 발명의 다른 문제는, 일단 주입 수단이 제거된 후 카트리지의 주입 표면과 그 밖으로, 더욱 구체적으로 주입 스파이크의 침입 부분으로부터 카트리지 밖으로 액체가 분사될 위험을 감소시키는 것이다. 이러한 현상은, 일반적으로, 카트리지의 액체가 사용 후 완전히 비워지지 않았기 때문에 그리고 주입 후 카트리지 내에 높은 압력이 형성되기 때문에 발생한다. 이러한 단점을 경감시키기 위해, 본 발명에 따른 장치는, 주입 전에 카트리지의 내부 체적을 감소시키는 것, 그리고 카트리지로부터 주입 수단을 빼낼 때, 챔버의 체적을 재설정하는 것으로 구성되는 해결책을 제안한다. 카트리지 체적의 이러한 변화로 인해, 카트리지 내 높아진 압력을 적어도 부분적으로 보상하기에 충분한 흡수 체적을 형성할 수 있다. 분출하는 유체에 의해 가스가 카트리지 외부로 팽창하는 대신에, 이러한 팽창은 미리 규정된 팽창 체적 내에서 이루어진다.

그것을 행하기 위해, 하나의 해결책은, 카트리지의 벽 (10) 을 카트리지의 내측을 향해 밀어서 카트리지의 내부 체적을 감소시키는 가동 지지부의 융기 결합 부분 (15) 을 제공하는 것이다. 결합 표면은 가동 지지부의 바닥 벽 (68) 의 일부를 형성한다. 카트리지의 주입 표면이 충분히 가요성이므로 (예컨대, 두께 수십 ㎜ 의 멤브레인이므로), 이 표면은, 가동 지지부가 주입 위치로 위치되는 때 가동 지지부의 결합 표면과 접촉하여 변형된다. 결합 표면 (15) 은, 상기 표면 (15) 을 향해 멤브레인을 팽창시키는 카트리지의 내부 압력의 결과로, 주입 동안 카트리지의 멤브레인의 형상에 거의 상응하다. 결합 표면 (15) 은, 카트리지의 표면에서 밀봉 요소로서 작용하는 탄성재로 이루어질 수 있다. 그러한 경우, 링 (16) 은 실질적으로 카트리지의 전체 멤브레인 (10) 을 덮는 탄성 밀봉 벽으로 대체될 수 있다. 또한, 탄성 밀봉 벽은 조임 부분 (60) 까지 더 연장될 수 있다. 이와 같은 구성은 부품의 개수를 줄이고, 놀음에 대한 보상을 보장하고, 멤브레인이 카트리지 홀더에 삽입되기 전에 우연히 천공되거나 또는 압력 상승에 따라 박리되더라도 밀봉을 보장할 수 있다.

가동 지지부가 제거되는 때, 결합 표면 (15) 은 카트리지에 더 이상 추력을 가하지 않고, 주입 표면은 카트리지 내 가스의 팽창의 영향으로 적어도 부분적으로 본래 위치 또는 심지어 볼록한 위치로 복귀하려는 경향을 갖는다.

따라서, 지지부의 벽은, 카트리지의 윗면 내로 눌려서 그 윗면을 카트리지 내부를 향해 미는 볼록한 결합 부분 (15) 을 형성한다.

바람직하게는, 주입 수단은 상기 가동 지지부의 중심 축선 (O) 에 대해 오프셋 구성으로 배열된다. 이와 유사하게, 상기 표면 중 가장 많이 융기된 지점은 주입 수단으로부터 측방향으로 떨어져 있다. 볼록한 지점과 높이는 결합 표면, 카트리지의 체적, 및 카트리지 내에 충분한 내부 팽창 공간을 형성하도록 이 표면을 하방으로 밀 수 있도록 하는 다른 인자에 의존한다. 베이스에 대해 결합 표면 (15) 의 융기된 부분의 최대 두께는 약 2 ∼ 5 ㎜ 일 수 있다.

가능한 제 2 실시형태를 도 9 ∼ 도 12 에 도시하였다. 이전의 실시형태에서처럼, 본 장치는, 도 1 에서처럼 본 장치의 잔부에 고정되어 있는 유체 공급 유닛 (200) 으로부터 탈착가능한 카트리지 홀더 (600) 를 포함한다. 카트리지 홀더는 자유 지지 부분 (110) 을 갖는데, 이 자유 지지 부분은 상부에서 넓게 개방되어 있으며 카트리지 (100) 를 수용하기 위한 쉘을 형성하고, 카트리지의 운반 표면으로부터 액체가 통과할 수 있도록 단면이 작은 운반 개구 (111) 를 반대측에 갖는다. 따라서, 카트리지는 자유 부분 또는 쉘에 의해 형성되는 공동 (cavity) 에 놓이게 되고, 카트리지의 에지 (340) 는 카트리지 홀더의 상측 에지 (713) 에 놓이게 된다.

카트리지 홀더는 단지 미끄러짐으로써 공급 유닛의 에지를 따라 삽입되도록 설계되어 있다. 카트리지 홀더는 카트리지 홀더의 삽입 및 제거시 조작의 편의를 위해 핸들 (682) 을 갖는다. 카트리지 홀더 및 유닛의 고정 베이스부 (201) 는 웨지 형태의 보완 삽입 수단 (700) 을 갖는다. 이러한 수단의 원리는, 보완 삽입 수단의 기하학적 형상과 카트리지에서 가해지는 유체 압력의 조합된 효과로 삽입 위치에서 베이스부에 카트리지 홀더가 충분이 걸린 후에 미끄러짐 삽입이 가능하다는 것이다. 시스템이 가압되자마자, 카트리지 홀더에 대해 조이기 위해서 카트리지와 공급 유닛 사이의 마찰력이 증가하고, 그 결과 카트리지 홀더는 심지어 물리적 걸림없이도 사용자게 의해 더 이상 제거되지 않는다.

이를 달성하기 위해, 카트리지 홀더 (600) 는 가변 두께의 리브 (710) 를 형성하는 2 개의 측방향 에지를 포함한다. 더욱 구체적으로, 에지 또는 리지는 카트리지 홀더의 자유 삽입 단부의 방향으로 감소하는 두께를 갖는다. 측방향 에지의 하측 리지 (711) 는 슬로프 (slope) 를 형성하고, 카트리지 홀더의 유닛에의 삽입 방향으로 상측 리지 (712) 를 향해 분기된다. 그러므로, 리브는 카트리지 홀더의 자유 단부 (713) 를 향해 점차 감소하는 리지 (711, 712) 에 의해 규정되는 두께를 갖는다.

공급 유닛 측에서, 고정 베이스부 (201) 는 상측 횡방향 결합 표면 (210) 과 서로 떨어져 있는 2 개의 측방향 에지 (220) (안내 홈 (720) 을 형성하도록 하방으로 연장됨) 로 구성된 역U자 형상 부분울 포함한다. 리브는 특히 횡방향 결합 표면 (210) 을 향해 그리고 베이스부의 바닥 (212) 을 향해 수렴하는 유지 표면 (221) 으로 가변 높이를 갖는다. 카트리지 홀더 (600) 가 공급 유닛에 점차 삽입됨에 따라, 카트리지 홀더의 상측 에지 (713) 가 베이스부의 결합 표면 (210) 에 점차 더 가까이 이동하는 것을 이해할 것이다. 카트리지 홀더의 리브들에 의해 형성되는 각도와 홈들에 의해 형성되는 각도는 카트리지 내 압력의 영향 하에서 쐐기결합 (wedging) 이 가능하도록 수°정도 다를 수 있다. 또한, 카트리지 홀더의 전방 부분이 핸들을 향해 그 부분보다 더 테이퍼 (taper) 처리되어 있으므로, 주입 수단의 스파이크 (140) 가 카트리지 홀더의 진입을 방해하지 않고, 특히 카트리지의 윗 표면을 손상시키지 않음에 유의해야 한다.

웨지형 삽입 수단 (700) 에 의해 형성되는 슬로프로 인해, 카트리지 홀더는 일단 베이스부에 삽입되면 수평방향에 대해 수°정도 기울어져 위치될 수 있다. 이러한 기울어짐은 카트리지를 기울어진 채 유지하고 주입 지점 주위의 가스 및/또는 공기의 체적을 유지함으로써 재기 현상을 크게 감소시키거나 그렇지 않으면 제거하는데, 이는 주입 수단이 제거되는 때에, 가압 유체 대신에 충분한 체적의 가스 및/또는 공기가 빠져나가는 것을 의미한다. 이 위치에서, 카트리지로부터 주입 스파이크가 제거될 때까지, 기울어짐이 유지된다. 특히, 베이스부의 안내 홈의 리지 또는 보유 표면 (221) 은 카트리지의 후방, 즉 카트리지의 핸들 측을 들어올리려 카트리지의 주입 지점을 들어올리도록 수평인 것이 바람직하다. 그러므로, 카트리지 홀더가 미끄러져 제거될 때, 카트리지 내 액체 높이를 주입 지점 아래로 유지하기 위해 카트리지 (100) 는 기울어진 채 (전방 및 후방으로 기울어진 채) 유지된다.

그러므로, 리지 형상의 삽입 수단이 2 가지 기능, 즉 첫번째로 "자가-고정" 조임 기능과 두번째로 액체의 재기를 회피하기 위해 주입 지점을 들어올리는 기능을 행할 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.

공급 유닛은 고정 수단 (800) 을 포함할 수 있는데, 이 고정 수단의 주 기능은 카트리지에 대해 주입 수단을 주입 위치에 고정시키는 것이다.

고정 수단은 카트리지 홀더를 유닛 내 삽입 위치에 유지하는 추가 기능을 가질 수 있고, 고정 수단은 카트리지 홀더가 최종 삽입 위치에 도달하는 것, 즉 공급 유닛에 충분히 결합되는 것을 보장하는데 기여한다.

이 잠금 수단이 주입 수단 (500) 의 기동을 제어하는 레버 (400) 에 고정되어, 카트리지 홀더의 고정이 주입을 위해 지지부에 고정된 주입 수단 (500) 의 카트리지와의 결합과 동시에 그리고 가동 지지부의 수동 기동에 의해 수행되는 것이 유리하다.

따라서, 레버 (400) 는 베이스부의 표면 (210) 에 실질적으로 평행하게 횡방향 핀 (401) 으로 가동 베이스부에 관절식으로 연결된다. 지지부 및/또는 주입 수단은 주입 수단을 카트리지에 대해 "융기된" 위치 또는 비결합 위치로 복귀시킬 수 있는 탄성 복귀 수단을 포함한다. 바람직하게는, 스프링 (502) 이 주입 수단에 연결된다.

레버 (400) 는 사용자의 수동 폐쇄력을 주입 수단 (500) 에 전달하는데, 이 힘은 아래쪽을 향하는 화살표 C 방향으로 도시되어 있다. 그러므로, 지지부는, 주입 수단 (500) 이 삽입 위치에서 카트리지 또는 카트리지 홀더로부터 수직방향으 로 떨어져 있는 위치와 주입 수단이 카트리지에 대항하여 또는 카트리지를 통해 결합하고 있는 주입 위치 사이에서 선회할 수 있다. 지지부 (500) 는 2 개의 측방향 아암 (410) 을 갖는데, 이들 아암은, 지지부의 회전 운동을 주입 수단의 병진 운동으로 전환하도록 주입 수단 (500) 을 지지부에 대해 안내할 수 있는 중심 스릿을 형성한다.

레버의 이동시 카트리지와 접촉하기 위해서는 주입 수단 (500) 이 베이스부를 통과해야 하도록, 지지부가 베이스부의 상측 표면 (211) 에 위치될 수 있음에 유의해야 한다. 주입 수단은 슬리브 (214) 내로 규정되는 통로를 통해 베이스부를 관통하여 안내되는 예컨대 원통형의 안내부 (501) 를 포함한다. 그 결과, 지지부에서의 회전력은 주입 표면에 대해 직각으로 카트리지에 삽입되는 주입 수단에서의 선형 힘으로 전달된다.

지지부 (500) 및 고정 수단 (800) 이 다양한 형태를 취할 수 있음을 유의해야 한다. 따라서, 삽입 수단이 단지 그 수단 (500) 의 윗면에 손으로 가해지는 압력에 의해 결합 또는 "눌린" 위치로부터 비결합 위치로 이동하는 누름 버튼을 형성하는 더욱 콤팩트한 해결책을 생각할 수 있다.

주입 수단은 카트리지 홀더의 방향에서 주입 스파이크 (510) 에서 끝나며, 물 운반 덕트 (140) 가 이 주입 스파이크를 관통하고 있다. 주입 스파이크는 그의 외주에 국부적인 밀봉 수단 (160) 을 구비하고 있다. 이 밀봉 수단은 엘라스토머 링 등과 같은 특정 목적의 밀봉 부품으로 이루어지거나 또는 카트리지의 주입 표면 (301) 에 지지될 수 있는 단지 안내부 (501) 의 횡방향 환형 연장부일 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, 지지부 (400) 를 베이스부 (200) 에 관절식으로 연결하는 피봇 핀 (401) 의 반대편 단부에는, 카트리지 홀더를 고정하기 위한 고정 수단 (800) 이 배치되어 있다. 이 수단은 지지부를 하방으로 연장하는 정지 벽 (801) 을 포함한다. 따라서, 상기 수단은, 일단 카트리지 홀더가 베이스부에 삽입되고 나면, 사용자에 의해 기동될 수 있다. 그러면, 정지 벽은 도 12 에 나타낸 바와 같이 고정 방식으로 카트리지 홀더의 횡방향 에지 (714) 에 맞닿는다. 벽은 걸쇠 (802) 에 의해 고정 위치에서 유지되는데, 이 걸쇠는 베이스부에서 핀 (803) 을 중심으로 스프링 (804) 의 작용에 대항하여 회전하도록 설치되어 있으며, 지지부와 결합하기 위한 결합 부분 (805) 및 결합 부분을 걸쇠-개방 위치로 구동하기 위한 기동가능한 키퍼 (keeper) (806) 를 포함한다.

본 발명의 이 제 2 실시형태가 작동하는 방식은 다음과 같다. 카트리지 홀더에 새로운 카트리지를 재설치한 후, 안내 수단 (700) 을 통해 공급 유닛에 삽입한다. 삽입 전에, 주입 지지부 (500) 는 융기된 위치에 있으므로, 벽 (801) 에는 공급 유닛에의 입구가 없다. 삽입 수단 (700) 을 미끄러지게 함으로써, 카트리지 홀더를 베이스부에 삽입한다. 일단 카트리지 홀더가 최종 위치에 도달하면, 사용자는 지지부 (400) 의 전방 단부를 눌러서 (고정 레버로서 작용함), 걸쇠를 폐쇄할 수 있다. 그러면, 고정 수단 (800) 은 걸쇠 (802) 에 의해 결합하고, 카트리지 홀더는 키퍼 (802) 의 개방없이는 풀리지 않는다. 그리고 나서, 제어 수단 (42) 을 기동시킴으로써, 유체가 카트리지 내로 주입되기 시작된다. 카트리지 내로 유체가 주입됨에 따라, 내부 표면 (210) 이 카트리지 홀더에서 카트리지의 에지 (340) 에 대해 조여지고, 따라서 카트리지 홀더가 공급 유닛에서 단단히 유지되게 된다. 유체가 카트리지 내로 주입되고 카트리지를 통해 음료가 운반된 후, 사용자는 키퍼 (802) 를 개방함으로써 카트리지 홀더를 제거할 수 있다. 그러면, 복귀 스프링 (214) 에 의해 역으로 미는 주입 지지부 (500) 의 영향을 받아, 가동 지지부 (400) 가 융기된 위치로 다시 올라간다. 주입 지지부 (500) 의 상향 이동은 카트리지로부터 스파이크를 분리시킨다. 카트리지 내부 압력과 외부 압력이 동일해질 때까지, 주입 지점을 통해 가스제거 (degassing) 가 이루어진다. 그리고 나서, 주입 유닛에서 카트리지 홀더에 의해 유지되는 기울어짐으로 인해 카트리지 내 액체 높이를 주입 지점보다 아래로 유지하면서 카트리지 홀더를 미끄러지게 하여, 카트리지 홀더를 제거할 수 있다.

도 13 ∼ 도 16 은 본 발명의 가능한 제 3 실시형태를 보여준다. 이전의 실시형태에서처럼, 본 장치는, 가압 유체 공급 유닛 (250) 으로부터 탈착될 수 있고 또한 도 1 ∼ 도 6 의 실시형태에서의 삽입 수단 (7) 과 실질적으로 동일한 삽입 수단 (720) 을 통해 삽입될 수 있는 카트리지 홀더 (660) 를 포함한다. 이 제 3 실시형태는 앞에서 설명한 것과 유사한 토글 레버 및 레버 (271) 와 같은 기동 수단 (270) 에 의해 기동되는 가동 지지부 (450) 에 의해 지지되는 주입 수단 (550) 을 또한 포함한다.

그렇지만, 본질적인 차이점은, 카트리지에 대한 주입 수단의 이동이다. 구체적으로, 이 실시형태에서, 가동 지지부 (450) 는 지지부의 전방측에 위치한 피 봇 핀 (451) 에 설치되고, 가동 지지부가 카트리지 홀더에 대한 병진과 회전의 조합 운동으로 이동할 수 있도록 축선방향으로 안내된다. 더욱 구체적으로, 가동 지지부는 지지부 (450) 의 횡방향 면에 평행한 핀 (451) 을 포함하며, 이 핀은 카트리지 홀더의 하우징의 중심 축선에 평행하게 배향된 베이스부 (251) 에 속하는 1 이상의 축선방향 안내 하우징 또는 슬롯 (452) 에 설치되어 있어서, 지지부가 회전 방향 (D) 과 축선 병진 방향 (E) 으로 이동할 수 있다. 이전의 실시형태보다 유리한 이점은, 재개방시 카트리지의 에지 (345) 를 깨끗이하고, 순수한 선형의 축선방향 운동에 비해 마모를 회피하는 동시에, 기능적 놀음을 보상할 수 있는 구성에 본질적으로 연관되어 있다. 지지부는 레버 (271) 에 의해 기동된다.

도 14 ∼ 도 16 에 나타낸 것처럼, 가동 지지부는 이미 설명한 것과 동일한 이유로 폐쇄시 카트리지의 체적을 줄일 수 있는 볼록 형상의 결합 부분 (150) 을 포함한다. 결합 부분 (150) 은 가동 지지부의 표면을 부분적으로 차지하고, 지지부의 중심 축선 (O) 으로부터 오프셋되어 있는 주입 스파이크 (130) 와 분리되어 있다.

가동 지지부는 탄성 재료 (160) 로 이루어진 링 또는 국부적으로 융기된 부분 (260) 을 포함할 수 있다. 이 링 또는 융기된 부분은 탄성 재료로 부분적으로 또는 완전히 코팅된 지지부의 하측, 심지어 결합 표면 (1560) 으로 대체될 수 있다.

도 14 에 나타낸 것처럼, 주입 지지부 (450) 는 지지부의 하측의 외주에 위치된 조임 부분 (60) (점선으로 나타냄) 을 갖는다. 이 부분도 또한 탄성 재료 로 이루어질 수 있다. 조임 부분 (60) 은, 주입 부분이 카트리지에 대해 결합하는 때 (도 16), 카트리지의 에지 (345) 에 지지된다. 따라서, 링 또는 융기된 부분 (260) 에 의해 주입 스파이크의 바로 주위에서 밀봉이 본질적으로 달성되는 것과, 조임 부분이 카트리지 홀더를 제위치에 고정시키고 카트리지 주위의 용접 이음매 (welded seam) 가 박리되는 것을 방지하는 본질적인 기능을 갖는다는 것을 이해할 것이다.

도 17 ∼ 도 19 는 본 발명의 다른 실시형태를 보여준다. 이 경우, 카트리지 홀더 (680) 및 공급 유닛 (280) 의 베이스부 (281) 는, 도 9 ∼ 도 12 의 실시형태에서 설명한 것과 동일한 웨지형 삽입 수단 (750) 을 구비하고 있다. 공급 유닛은 주입 수단 (580) 이 배치되어 있는 지지부 (480) 를 갖고, 이 주입 수단은 회전 이동과 축선방향 이동이 조합된 방향으로 이동될 수 있다. 더욱 구체적으로, 디스크형 가동 지지부 (480) 는 디스크의 측방, 예컨대 후방에 위치된 피봇 핀 (460) 에 의해 베이스부의 고정 연장부 (282) 에 설치되어 있다. 가동 지지부는, 도 1 ∼ 도 6 의 실시형태에서처럼, 토글 레버식의 기동 수단 (275) 및 레버 (276) 에 의해 기동된다. 주입 수단은 도 1 ∼ 도 6 의 실시형태의 것과 동일하다. 폐쇄시, 카트리지의 에지 (345) 는 가동 지지부 (480) 의 환형 조임 부분에 의해 조여진다. 이와 유사하게, 가동 지지부는 이미 설명한 것과 동일한 이유로 폐쇄시 카트리지의 체적을 줄일 수 있는 볼록 형상의 결합 표면 (150) 을 포함한다.

물론, 본 발명은 설명한 실시형태로 국한되지 않으며, 첨부된 청구범위에 속 하는 다른 가능한 실시형태로 확장된다.

Claims (31)

1. 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치로서,

   - 카트리지 (10, 100) 에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛 (2, 200, 250, 280),

   - 공급 유닛에 탈착가능하며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더 (6, 600, 660, 680),

   - 카트리지 홀더가 탈착 위치로부터 삽입될 수 있도록 하는 보완 삽입 수단 (7, 700, 720, 750), 및

   - 공급 유닛 (2, 200, 250, 280) 에 속하는 주입 지지부 (4, 200, 450, 480) 를 통해 제공되는 주입 수단 (5, 500, 550, 580) 으로, 카트리지 홀더에 포함된 카트리지 (10, 100) 에 대해 이동하여 결합할 수 있는 주입 수단을 포함하고,

   상기 주입 수단과 카트리지의 주입 표면 (3, 301) 사이에 적어도 국부적으로 그리고 직접적으로 밀봉을 제공하기 위하여, 주입 수단 (5, 500, 550, 580) 과 관련하여 밀봉 수단 (16, 160) 이 제공되고,

   카트리지 홀더의 지지 에지 (40, 713) 및/또는 카트리지의 에지 (34, 340, 345) 에 대해 공급 유닛을 조이는 조임력을 가하기 위해, 조임 수단 (22, 60, 700, 270, 275) 이 제공되는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조임 수단은 주입 지지부 (4, 200, 450, 480) 의 조 임 부분 (60) 을 포함하며, 이 조임 부분은, 적어도 축선방향 성분으로, 카트리지 홀더의 지지 에지 (40, 713) 에 놓이는 카트리지의 에지 (34, 345) 와 결합하기 위한 것임을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 조임 수단의 조임 부분 (60) 및 카트리지 홀더의 지지 에지 (34, 345) 는, 카트리지의 에지 (34, 345) 와 함께, 실질적으로 주변의 연속적인 조임 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 탄성 밀봉 수단 (16, 160) 이 주입 스파이크 (13, 130) 의 베이스 (17) 를 국부적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 탄성 밀봉 수단은 카트리지의 주입 표면 (3, 301) 을 완전히 덮기 위한 주입 지지부 (4, 200, 450, 480) 의 영역에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 밀봉 수단은 주입 지지부 (4, 200, 450, 480) 의 조임 부분 (60) 에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 수단은 엘라스토머 또는 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 지지부 (4, 200, 450, 480) 는 카트리지의 가요성 벽 (3, 301) 을 카트리지의 내부를 향해 밀도록 되어 있는 융기된 결합 부분 (15, 150) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 결합 표면은 그 자체가 카트리지의 벽에 대해 밀봉을 제공하는 탄성 수단인 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 수단 (5, 500, 550) 은 주입 지지부의 중심 축선 (O) 으로부터 오프셋된 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 수단 (5, 500, 550) 은 적어도 하나의 주입 스파이크 (13, 510) 로 형성되는 것을 특징으로 하는, 카트 리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 수단 (5, 500) 은 직선형 경로로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 수단 (550) 은 적어도 하나의 회전 성분과 하나의 축선방향 성분이 조합된 경로로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 카트리지 홀더 (6, 600, 660, 680) 와 유체 공급 유닛 (2, 200, 250, 280) 에 속하는 보완 삽입 수단 (7, 700, 720, 750) 은, 카트리지 홀더가 미끄러져 유체 공급 유닛에 삽입될 수 있게 하는 리브 (18, 710) 및 안내 홈 (19, 720) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 조임 수단 (22, 270, 275) 은 레버 (30, 271, 276) 에 의해 기동되는 토글 레버 (29) 또는 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 보완 삽입 수단 (700, 750) 은 카트리지 내로 주입되는 가압 유체의 영향으로 카트리지 홀더를 삽입 위치에 고정시키는 조임 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 보안 삽입 수단 (700) 은 웨지형인 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 보완 삽입 수단 (700, 750) 은 점차 변하는 높이를 갖는 홈 (720) 에 관련된 리브 (710) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 장치와 카트리지 (10, 100) 의 조합에 있어서, 카트리지가, 주입 벽을 형성하는 가요성 멤브레인이 밀봉되는 에지 (34) 를 갖는 보디를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치와 카트리지의 조합.
20. 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치로서,

    - 카트리지 (100) 에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛 (250, 280),

    - 공급 유닛에 탈착가능하며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더 (660, 680),

    - 카트리지 홀더가 탈착 위치로부터 공급 유닛과 결합하는 위치로 삽입될 수 있도록 하는 보완 삽입 수단 (720, 750), 및

    - 공급 유닛 (250, 280) 에 속하는 주입 지지부 (450, 480) 를 통해 제공되는 주입 수단 (550, 580) 으로, 카트리지 홀더에 포함된 카트리지 (100) 에 대해 지지부와 함께 이동하여 결합할 수 있는 주입 수단을 포함하고,

    주입 지지부 (450, 480) 가 회전 방향과 축선 방향이 조합된 경로로 이동될 수 있도록 베이스부에 설치되는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
21. - 카트리지에 주입 유체를 공급하기 위한 공급 유닛 (2, 250, 280) 으로, 주입 유체를 카트리지 내에 주입하기 위한 주입 수단 (5, 550, 580) 을 갖는 주입 지지부 (4) 를 포함하는 공급 유닛, 및

    - 공급 유닛에 대항하여 폐쇄되도록 설계되어 있으며, 카트리지를 수용 및 지지하는 카트리지 홀더 (6, 650, 680) 를 포함하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치에 있어서,

    공급 지지부 (2, 250, 280) 가, 주입 스파이크 (13, 510) 주위를 적어도 국부적으로 밀봉하는 탄성 밀봉 수단 (16, 160), 및 카트리지의 벽 (3, 301) 을 카트리지 내부를 향해 밀어서 카트리지의 내부 체적을 줄일 수 있는 융기된 결합 부분 (15, 150) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 결합 부분 (15, 150) 은 볼록하고, 주입 스파이크 (13, 510) 로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 카트리지로부터 액체 음료를 준비하기 위한 장치.
23. - 카트리지를 수용하기 위한 하우징,

    - 핸들,

    - 자유 단부,

    - 적어도 2 개의 리브 및/또는 안내 홈을 포함하는, 공급 유닛에의 삽입 수단, 및

    - 지지 에지를 포함하고,

    하우징으로부터 핸들을 향해 액체가 튀는 것을 방지하는 방지 수단을 포함하는 카트리지 홀더.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 방지 수단은 지지 에지와 핸들 사이에 세워지도록 설계된 벽 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 카트리지 홀더.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 방지 수단은 굽은 (bowed) 부분인 것을 특징으로 하는 카트리지 홀더.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 굽은 부분은 약 5 ∼ 10 ㎜ 의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지 홀더.
27. 액체 음료가 준비되는 동안 카트리지 내로 가압 유체가 주입되는 때에 형성되는 높아진 압력의 결과로, 카트리지에서의 적어도 하나의 주입 지점을 통한 액체 또는 기체-액체 혼합물의 재기 (resurgence) 를 감소시키는 방법으로,

    주입 수단을 카트리지에 대해 이동시킴으로써, 카트리지의 주입 표면을 천공하는 단계,

    카트리지의 가요성 벽을 변형시키는 결합 표면을 이용하여, 카트리지의 빈 내부 체적을 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
28. 제 27 항에 있어서, 주입 수단을 카트리지에 대해 이동시킴으로써, 카트리지의 주입 표면을 천공하고 상기 체적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 28 항에 있어서, 카트리지의 주입 지점을 상기 표면의 중심보다 더 높이 위치시킴으로써, 카트리지를 수평면에 대해 약간 기울어진 위치로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제 29 항에 있어서, 카트리지를 동일한 기울어진 위치에 유지하면서, 주입 수단을 카트리지로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제 30 항에 있어서, 카트리지의 주입 표면을 수평면에 대해 2 ∼ 25°의 각도로 기울어진 채 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.

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