KR20160044482A - 착탈가능한 브루잉 유닛을 갖는 식품 또는 음료 제조 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 전구체 성분과 혼합함으로써 유동성 식료품 또는 음료를 제조하기 위한 식품 또는 음료 제조 기계(1)에 관한 것으로, 상기 기계는:
- 유체 공급원, 공급원으로부터 유체-안내 파이프를 통해 유체 전달 포트(9)로 상기 유체를 안내하기에 적합한 펌프 수단을 갖는 베이스(2), 및
- 베이스의 전달 포트(9)에 유체 연결하기 위한 연결 수단(6, 7, 8)을 포함하는, 베이스(2)로부터 착탈가능한 기능적 요소(3)를 포함하고,
상기 베이스(2) 및 상기 착탈가능한 기능적 요소(3) 둘 모두는 상호협력하는 자기 부착 수단을 가져서, 착탈가능한 요소 및 베이스가 자기 견인 효과에 의해 제거가능하게 연결될 수 있고, 이어서 자기 반발 효과에 의해 상기 착탈가능한 요소를 상기 베이스에 대해 회전시킴으로써 연결해제될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

착탈가능한 브루잉 유닛을 갖는 식품 또는 음료 제조 기계{A FOOD OR BEVERAGE PREPARATION MACHINE WITH DETACHABLE BREWING UNIT}

본 발명은 식품 제조 기계에 관한 것이며, 보다 정확하게는, 주 기계 베이스로부터 착탈가능한 기능적 요소를 포함하는 음료 제조 기계에 관한 것이다.

식품 제조 시스템들은 식품학 및 소비재 분야에서 주지되어 있다. 그러한 시스템들은 소비자가 가정에서 주어진 유형의 식품, 예를 들어 커피 기반 음료, 예컨대 에스프레소 또는 브루잉형 커피(brew-like coffee)와 같은 음료를 제조할 수 있게 한다.

하기의 설명에서, 본 발명은 음료 제조 시스템들에 대한 그의 특정 응용에 관련해서 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 예를 들어 아이스크림, 입자(허브, 크루톤 등)를 포함하는 수프, 젤리, 낙농 제품(예컨대, 요구르트, 크림 디저트 등), 또는 임의의 종류의 유사한 비액체 유동성 식용 제품과 같은 비-음료 제품 제조를 위한 시스템들을 전반적으로 포괄한다.

오늘날, 가정내 식품 및 음료 제조를 위한 대부분의 제조 시스템들은 식품 또는 음료의 제조를 위해 분량 성분(portioned ingredient)을 수용할 수 있는 소위 "브루잉 챔버" 또는 "브루잉 유닛"을 갖는 기계를 포함하고 있다. 소위 "브루잉 유닛"은 식품 또는 음료 성분이 놓일 수 있는 폐쇄된 캐비티를 생성하기 위해 조립되도록 설계되는 몇몇 부분들을 포함한다. 브루잉 유닛은 전형적으로 물인 유체와 같은 제조 매체를 가압 하에서 성분을 통해 주입하기 위한 수단을 포함하여, 이어서 브루잉 유닛의 외부로 분배되는 대응하는 식품 또는 음료를, 소비자에 대해, 제조한다. 제조 유체는 브루잉 유닛이 연결되는 기계의 유체 안내 시스템으로부터 공급된다. 제조는 대기 압력 초과의 압력으로 브루잉 유닛 내에서 수행되며, 이 압력은 전형적으로 1 내지 20 바아(bar), 바람직하게는 2 내지 15 바아(상대 압력) 사이에 포함된다. 제조는 제조 유체를 포장되지 않은 형태(loose form)의 성분에 통과시킴으로써 또는 캡슐 또는 파드(pod) 내에 함유된 성분에 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 이런 이유로, 브루잉 유닛의 본질적인 특성은 캐비티 내부의 압력(전형적으로, 유체 압력, 예컨대 수압)이 증가되는 경우 그 자체를 개방시키지 않고서 캐비티 내부와 주위 압력(이는 대체로 대기 압력과 같거나 실질적으로 동등함) 사이의 압력 차이를 견딜 수 있다는 것이다.

성분 부분들은 그들이 브루잉 유닛의 캐비티 내로 놓이기 전에 사전 투여(pre-dose)될 수 있으며, 연질 파드 또는 패드, 또는 봉지(sachet)의 형태를 취할 수 있다. 점점 더 많은 시스템들이 경질 파드 또는 캡슐과 같은 반경질부 또는 경질부를 활용하고 있다. 하기에서, 본 발명의 음료 기계는 기계의 브루잉 유닛 내로 직접 놓이게 될, 경질 또는 반경질 캡슐과 함께 또는 로스팅 및 그라인딩된 커피 알갱이들과 같은 포장되지 않은 형태의 성분과 함께 작업하는 음료 제조 기계인 것으로 고려될 것이다.

전술된 바와 같이, 기계의 소위 "브로잉 유닛"은 예를 들어 캡슐 내에 함유된 상기 성분을 수용하기 위한 리셉터클 또는 캐비티, 및 예를 들어 성분을 함유하는 캡슐의 벽을 통해 천공함으로써 유체, 바람직하게는 물을 가압 하에서 상기 성분을 통해 주입하기 위한 유체 주입 시스템을 포함한다. 본 발명에 따른 커피 음료의 제조를 위해 성분을 통해 가압 하에서 주입된 물은 바람직하게는 뜨거운데, 즉 70℃ 초과의 온도에 있다. 그러나, 일부 특정 경우에, 그것은 또한 주위 온도에 있을 수 있거나, 또는 심지어 냉각될 수도 있다. 성분의 추출 및/또는 용해 동안의 브루잉 유닛 내부의 압력은, 전형적으로, 제품의 용해의 경우 약 1 내지 약 8 바아이고, 로스팅 및 그라인딩된 커피의 추출의 경우 약 2 내지 약 12 바아이다.

당연히, 브루잉 유닛은 성분을 통해 유체를 안내하는 수단(예컨대, 이를테면 바늘과 같은 유체 주입 수단), 및 "폐쇄된 캐비티", 즉 상기 브루잉 유닛 내에 성분을 보유하는 캐비티를 포함하여서, 전체 식품 또는 음료 제조 사이클 동안 그리고 상기 성분이 상기 브루잉 유닛의 분배 개구를 통해 소비자에게 전달될 최종 식품 또는 음료로서 추출되거나 용해될 때까지, 상기 성분이 그곳을 통과하는 유체의 영향으로 상기 캐비티의 외부로 변위되지 않게 한다. 바람직하게는 또한, 브루잉 유닛의 소위 "폐쇄된" 캐비티는, 소비자에게 전달될 최종 식품 또는 음료와 같은 것은 물론 제외하고, 그 안에 주입된 유체가 상기 브루잉 유닛을 빠져나가지 못하는 것을 보장해야 한다.

다시 말해, "브루잉 유닛"은 성분 - 포장되어 있지 않거나 캡슐 또는 파드에 함유됨 - 을 보유하는 데 필요한, 그리고 제조 공정 동안 그리고 최종 제품이 소비자에게 전달될 때까지 제조 유체가 상기 성분을 통하게 하여 그와 혼합하게 하는 데 필요한 모든 기능적 요소들을 포함한다. 모든 단계들에서, 브루잉 유닛은 그의 캐비티의 내부와 외부 사이의 압력 차이에 저항하여서:

- 유체가 단지 그의 유입 지점으로부터 캐비티 내로만, 성분을 통해 캐비티의 음료 분배 개구를 향해 흐를 수 있게 하고,

- 성분이 캡슐 또는 파드 내에 함유되어 있는 경우에, 브루잉 유닛이 상기 캡슐 또는 파드를 봉입하여 그 안의 유체 압력 증가가 상기 캡슐 또는 파드의 벽들을 손상시키지 않게 한다.

오늘날 공지된 식품 및 음료 제조 시스템들에서, 기계의 기능적 요소들은 주 기계 본체로부터 분리될 수 있어, 음료 제조 기계가 모듈화될 수 있게 하고 소비자로 하여금 기계의 하나 또는 다른 기능적 요소를 그의 요구에 맞추도록 할 가능성을 제공하게 한다. 예를 들어, 브루잉 유닛을 보다 용이하게 세척할 수 있도록 그를 음료 기계 베이스로부터 분리하는 것이 가능하다(브루잉 유닛은 일반적으로 성분 또는 음료와 접촉 상태에 있는 기계의 기능적 부분이며, 그에 따라 규칙적인 유지보수 및 세척을 필요로 할 가능성이 더 높다).

다른 경우에, 착탈가능한 기계의 기능적 요소는 컵과 같은 서빙 용기일 수 있다. 이러한 경우에, 컵은 유체가 기계로부터 컵으로 직접 분배될 수 있도록 주 기계 베이스에, 상기 컵의 저부로부터, 연결될 수 있다. 보다 정확하게는, 컵 저부 부분은 누설밀봉 방식으로 주 기계 베이스와의 유체 연결부를 확립하기 위한 유체 밸브 수단을 포함한다. 일단 컵이 기계에 연결되면, 사용자는 브루잉 사이클을 개시할 수 있고, 예를 들어 커피와 같은 음료가 기계 주 베이스 내에 생성되는데, 이는 이어서 유체 밸브 수단을 통해 컵으로, 상기 컵의 아래로부터, 펌핑되고 충전된다(컵의 충전은 아래로부터 행해진다). 컵이 충전되는 경우, 소비자는 컵을 주 기계 베이스로부터 분리하고 이를 보통의 음료용 컵으로서 사용할 수 있다. 그러한 구성은 매우 매력적이다.

또 다른 경우에, 착탈가능한 기능적 요소는 누설방지 유체 연통 포트를 통해 주 기계 베이스로부터 플러깅(plug)/플러깅해제(unplug)될 필요가 있는 물 저장소일 수 있다.

오늘날 공지된 모든 경우들에서, 음료 제조 기계가 착탈가능한 기능적 요소(즉, 성분에서 최종 제품의 분배에 이르기까지의 기계의 정확한 기능을 서빙 용기로 안내하는 데 필요한 요소)를 포함하는 경우, 상기 기계는 기능적 요소를 주 기계 베이스에 부착하고 그로부터 분리하기 위한 복잡한 수단을 포함한다. 예를 들어, 그러한 수단은 캠, 레버, 후크, 로크 및 다른 유사한 기계적 수단을 포함할 수 있다. 그러한 수단은 복잡하므로 제조 비용이 고가이며, 또한 그들은 잠금해제, 나사풀기 등에 몇몇 취급 단계들을 필요로 하기 때문에 소비자가 사용하기에 왠지 복잡하다. 마지막으로 그렇지만 마찬가지로 역시 중요한 것으로, 그들의 복잡한 구성은 용이한 유지보수 및 세척에 장애물이며, 그 일부는 기계 부품들의 마모로 인해 소정 시간 후에 파손될 수 있다. 이것은 물론 소비자에게 바람직하지 않다.

따라서, 공지된 시스템들의 단점들을 제거한 적어도 하나의 착탈가능한 기능적 요소를 포함하는 유동성 식품 또는 음료 제조 기계에 대한 필요성이 존재한다.

상기에 언급된 목적들은, 유체를 전구체 성분과 혼합함으로써 유동성 식료품 또는 음료를 제조하기 위한 식품 또는 음료 제조 기계로서, 상기 기계는:

- 유체 공급원, 공급원으로부터 유체-안내 파이프를 통해 유체 전달 포트로 상기 유체를 안내하기에 적합한 펌프 수단을 갖는 베이스, 및

- 베이스의 전달 포트에 유체 연결하기 위한 연결 수단을 포함하는, 베이스로부터 착탈가능한 기능적 요소를 포함하고,

상기 베이스 및 상기 착탈가능한 기능적 요소 둘 모두는:

(i) 착탈가능한 기능적 요소 또는 베이스에 부착되는 적어도 하나의 제1 영구 자기 요소 - 상기 제1 자기 요소는 각각 연결 수단 또는 유체 전달 포트를 또한 포함하는 벽 표면 상에 위치됨 -, 및

(ii) 베이스에 부착되거나, 각각 착탈가능한 기능적 요소에 부착되는 적어도 두 개의 제2 자기 요소들 - 상기 대응하는 자기 요소들은 각각 유체 연결 포트 또는 연결 수단을 또한 포함하는 벽 표면 상에 위치되고, 상기 제2 자기 요소들 중 하나는 제1 자기 요소의 극성에 반대인 영구 극성을 가짐 - 을 포함하는 상호협력하는 자기 해제가능 부착 수단을 가져서,

- 착탈가능한 요소가 베이스에 유체 연결되고 기능적으로 연결되는 경우, 정렬 상태에 있는 착탈가능한 요소 및 베이스의 자기 요소들은 기계의 베이스와 착탈가능한 요소 사이에 기능적 연결을 유지하기 위해 자기적으로 견인되도록 서로 반대의 극성들을 갖게 하고, 이어서

- 착탈가능한 요소를 베이스에 대해 회전(또는 달리 선회)시킴으로써, 상기 착탈가능한 요소 및 베이스의 자기 요소들은 두 개의 정렬된 자기 요소들이 동일 극성을 갖는 새로운 정렬 상태로 되어서, 상기 착탈가능한 요소가 베이스로부터 외향으로 반발되고 둘 모두가 최종적으로 서로로부터 연결해제되게 하는 것을 특징으로 하는, 기계에 의해 충족된다.

"정렬"이라 함은, 두 개의 자기 요소들이 서로 충분히 근접한 상태로 되어 그들 각각의 자기장들이 실질적인 방식으로 상호작용할 수 있게 하는, 즉 이들 둘 사이에:

- 기계의 두 개의 요소들을 (이들 요소들의 중량에도 불구하고) 함께 부착된 채로 유지되게 하거나, 또는

- 기계의 두 개의 요소들 사이에 양 요소들을 서로 연결해제할 수 있게 하는 반발 효과를 생성하게 하는 힘을 생성할 수 있게 하는 것을 의미한다.

중요하게는, 본 발명의 분야에서, 자기 요소들은 영구 자석들인 것이 바람직하지만, 또한 예를 들어 철계 재료 또는 자기장의 영향을 받는 경우 자석이 되는 임의의 다른 적합한 강자성 재료와 같은 유도된 극성을 갖는 자기 요소일 수도 있다.

단순화를 위해, 본 발명의 설명의 나머지 부분에서는 자기 요소들이 영구 자석들인 것으로 고려될 것이다.

그러한 구성에 있어서, 착탈가능한 기능적 요소 및 기계 베이스는 그들 각각의 자석들의 열(row)들이 견인되도록 그들을 접근시킴으로써 서로 연결된다. 자기 견인은, 브루잉 사이클이 기계에 의해 수행되는 동안에도, 즉 가압 하의 유체가 베이스로부터 착탈가능한 요소로 안내되는 동안에도, 상기 베이스 및 상기 착탈가능한 요소를 부착시킬 수 있을 정도로 충분히 강하다. 게다가, 착탈가능한 요소와 베이스 사이에서 피벗 지점으로서 사용되는 유체 연결부 둘레에서 상기 착탈가능한 요소를 베이스로부터 회전시키거나 또는 유사하게 "비틂"으로써 착탈가능한 요소를 베이스로부터 분리시키는 것은 또한 매우 용이하고 사용자 친화적이다. 착탈가능한 요소를 베이스에 대해 회전시킴으로써, 상기 착탈가능한 요소의 자석들은 동일 극성을 갖는 베이스의 자석들과 정렬 상태로 되며, 그 결과, 상기 착탈가능한 요소는 베이스로부터 외향으로 반발되고 착탈가능한 요소 및 베이스 둘 모두는 최종적으로 서로로부터 연결해제된다.

다시 말해, 착탈가능한 요소는 서로 반대의 극성들을 갖는 그들 각각의 자석들을 정렬시켜 그에 의해 상기 정렬된 자석들 사이의 자기 견인 효과를 이용함으로써 베이스에 기능적으로 연결되고, 이어서 상기 착탈가능한 요소 및 상기 기계 베이스는 동일 극성들을 갖는 그들 각각의 자석들을 정렬시켜 자기 반발 효과를 야기시킴으로써 연결해제된다.

유리하게는, 상기 착탈가능한 기능적 요소는 상기 유체를 상기 성분과 혼합하기에 적합할 수 있고/있거나, 식품 또는 음료를 서빙 용기에 분배하기에 적합할 수 있다.

본 발명의 제1 가능한 실시예에서, 상기 착탈가능한 기능적 요소는 유체 주입 수단 및 상기 성분을 봉입하기 위한 폐쇄된 캐비티를 생성하도록 조립될 수 있는 적어도 두 개의 캐비티 부분들을 포함하는 착탈가능한 브루잉 유닛이어서, 상기 브루잉 유닛이 상기 성분과의 혼합을 위해 가압 하에서 상기 성분을 통해 유체를 주입할 수 있게 한다.

본 발명의 제2 가능한 실시예에서, 상기 착탈가능한 기능적 요소는 음료용 컵이고, 상기 컵의 연결 수단은 상기 컵이 기계 베이스에 유체 연결되는 경우 개방될 수 있고 상기 컵이 상기 베이스로부터 분리되는 경우 누설밀봉 방식으로 폐쇄될 수 있는 일체형 밸브 수단을 갖는다.

베이스의 자석들 및 착탈가능한 기능적 요소의 자석들은 바람직하게는 상기 베이스와 상기 착탈가능한 요소 사이의 유체 연결부에 대해 직경방향으로 반대편의 위치들에 각각 배치된다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에서, 상호협력하는 자기 부착 수단은:

(i) 기계 베이스의 벽 상에 있는 세 개의 자석들의 두 개의 열들 - 두 개의 열들은 베이스와 착탈가능한 요소 사이에서 유체 전달 포트에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 -, 및

(ii) 착탈가능한 기능적 요소의 벽 상에 있는 세 개의 자석들의 두 개의 대응하는 열들 - 두 개의 열들은 베이스와 착탈가능한 요소 사이에서 유체 연결 수단에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 - 을 포함하여서,

기능적 요소가 베이스에 유체 연결되고 기능적으로 연결되는 경우, 베이스의 각각의 자석이 착탈가능한 기능적 요소의 대응하는 자석에 정렬되게 하고, 각 정렬 상태의 자석들이 반대의 극성을 갖게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 기계 베이스와 착탈가능한 기능적 요소 사이의 연결은, 상기 베이스로부터 또는 상기 착탈가능한 요소로부터 돌출되는 원통형 채널식 돌출부를 착탈가능한 요소의 대응하는 원통형 리세스 채널식 포트 또는 베이스의 대응하는 원통형 리세스 채널식 포트 내로 각각 삽입함으로써 수행되어서, 상기 베이스 및 상기 착탈가능한 요소가 누설 밀봉 방식으로 결합될 수 있고 상기 연결부 둘레에서 여전히 회전될 수 있게 한다.

이런 방식으로, 기계 베이스 및 착탈가능한 기능적 요소 ― 예를 들어 착탈가능한 브루잉 유닛 ― 는 자석들의 도움으로 함께 부착되는데, 예컨대 자석들은 서로 역으로 되어서:

- 그들이 정렬되는 경우의 신속 연결(캡슐 홀더의 자연스러운 도입),

- 자석들이 정렬되지 않은 경우의 잠금 위치(자연스러운 위치)로의 신속 방향전환,

- (모든 자석들이 반대 극성을 갖는 쌍으로 정렬되는 경우의) 고유한 잠금 각도 위치, 및

- 캡슐 홀더가 동일 극성을 갖는 자석들을 정렬 상태로 가져오기 위해 연결부의 종축 둘레에서 그의 잠금 위치로부터 회전되는 경우의 신속 해제를 허용한다.

바람직하게는, 성분은 봉지, 연질 패드, 파드, 또는 경질 또는 반경질 캡슐과 같은 분량 용기(portioned container) 내에 봉입되어 있다.

유리하게는, 착탈가능한 기능적 요소는 상기 캐비티 및/또는 상기 성분 내의 유체 압력이 대기 압력을 초과하는 경우 캐비티 부분들의 조립해제를 방지하기에 적합한 로킹 수단을 포함하는 브루잉 유닛(3)이다.

또한 바람직하게는, 유체 공급원은 유체 저장소, 또는 외부 유체 공급원으로부터 상기 유체를 인출(withdraw)할 수 있는 인출 수단이다.

기계 베이스는 바람직하게는 상기 유체를 가열 및/또는 냉각하기에 적합한 요소를 추가로 포함한다.

착탈가능한 브루잉 유닛은 기계 주 베이스와 착탈가능한 요소에 로킹되어 둘 사이를 흐르는 유체에 대해 소정의 압력 레벨에 저항하도록 설계되어 있다. 바람직하게는, 그러한 압력 레벨은 0.1 내지 30 바아 사이, 바람직하게는 1 내지 20 바아 사이에 포함된다(대기 압력에 대한 상대 압력).

캡슐 홀더의 표면은 높은 레벨의 힘들(캡슐 멤브레인의 표면에 의해 증가된 20 바아)을 지지하도록 되어 있다.

기계와 캡슐 홀더 사이의 연결부는 단지 조금의 작용력(연결부의 표면에 의해 증가된 20 바아)만을 지지하도록 되어 있다. 예를 들어:

연결부 표면: D = 3 mm (섹션 S = 7 ㎟)

최대 유체 압력 = 20 바아

→ 기계 베이스와 착탈가능한 기능적 요소(예컨대, 착탈가능한 브루잉 유닛) 사이의 유체 연결부 상에 가해진 최대 힘(F)은: F = 1.4 ㎏.

마지막으로 그렇지만 마찬가지로 역시 중요한 것으로, 본 발명의 일반적인 원리는 조립할 두 개의 요소들(기계 베이스 및 착탈가능한 기능적 요소)의 표면들 내의 자석들이 예컨대 "포카-요케(Poka-Yoke)"("풀-프루프(fool-proof)") 메커니즘을 생성하도록 위치된다는 것이다. 포카-요케(일본어 용어에 기초함)는 제품 또는 디바이스를 사용하는 동안 조작자가 실수("포카")를 피하는("요케루") 것을 돕는 제품 또는 디바이스 내의 임의의 메커니즘이다. 그의 목적은, 특히 디바이스의 구성 제약들로 인해, 사람의 실수들이 발생함에 따라 사람의 실수들을 방지하거나, 정정하거나, 또는 주의를 기울임으로써 제품 결함들을 제거하고자 하는 것이다.

본 발명의 경우에, 자석들의 위치는 베이스 및 착탈가능한 요소에서의 자석들의 견인이 둘 사이에 적절한 연결을 달성하도록 자동으로 착탈가능한 요소를 베이스에 대해 적절한 위치에 설정시키도록 되어 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기재된 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명에 기술되어 있으며, 그 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 착탈가능한 브루잉 유닛이 주 기계 베이스로부터 분리된 상태의 본 발명에 따른 기계의 사시도이다.
도 2는 착탈가능한 브루잉 유닛이 주 기계 베이스에 부착되어 있는, 도 1과 유사한 도면이다.
도 3은 음료 캡슐이 그 내부로 도입되고 있는 상태의 개방 위치에서의 착탈가능한 브루잉 유닛의 개략도이다.
도 4는 도 1과 유사한 저부 사시도이다.
도 5는 착탈가능한 브루잉 유닛이 폐쇄 위치에 있는 경우의 도 3과 유사한 도면이다.
도 6은 본 발명의 대안 실시예의 도 4와 유사한 도면이다.
도 7은 본 발명의 대안 실시예의 도 5와 유사한 도면이다.

하기에서는, 본 발명의 예시적인 실시예가 기술될 것이며, 여기서 착탈가능한 기능적 요소는 음료 제조 기계 베이스에 연결하도록 의도된 브루잉 유닛이다. 상기 베이스에 대한 브루잉 유닛의 연결은, 본 발명에 따르면, 전체적인 기능적 음료 제조 기계를 만든다.

도 1에 도시된 바와 같이, 음료 제조 기계(1)는 주 기계 베이스(2), 착탈가능한 브루잉 유닛(3), 및 성분 캡슐(도 1에 도시되지 않음)을 포함한다. 캡슐은 예를 들어 열가소성 재료, 금속, 종이, 또는 이들의 조합으로 만들어진 폐쇄형 캡슐이다.

가압 하의 폐쇄형 캡슐의 내용물을 추출 및/또는 용해하는 일반적인 원리는 공지되어 있으며, 전형적으로, 기계의 브루잉 캐비티 내에 캡슐을 삽입하는 것, 및 일반적으로 기계의 브루잉 유닛에 연관되는 유체 주입 바늘과 같은 천공 주입 요소로 캡슐의 일 면을 천공한 후에, 물질을 추출하거나 또는 그를 용해하고 이어서 추출된 물질 또는 용해된 물질을 캡슐을 통해 방출하도록 캡슐 내부에 가압 환경을 생성하기 위해 다량의 가압수를 캡슐 내로 주입하는 것으로 이루어진다. 유체가 캡슐 격실에 주입되는 경우, 압력이 증강되는데, 이는 캡슐의 내부에 함유된 성분들을 추출 및/또는 용해하기 위한 추출 수단으로서 역할을 한다. 그러한 성분들은 예를 들어 로스팅 및 그라인딩된 커피의 층일 수 있다. 대안적으로 또는 로스팅 및 그라인딩된 커피와 조합하여, 성분들은 예를 들어 음료 사전혼합물(premix)들과 같은 가용성 성분들을 포함할 수 있다. 이러한 원리의 응용을 허용하는 캡슐들이 예를 들어, 유럽 특허 EP 1472156 B1호 및 EP 1784344 B1호에 기재되어 있다. "가압"수라 함은, 기계의 저장소로부터, 즉 주위 - 이는 대체로 대기와 동등함 - 압력 초과의 압력으로 펌핑되는 물(또는 동등한 추출 유체)을 의미한다. 로스팅 및 그라인딩된 커피의 추출, 가용성 성분들(커피, 차, 초콜릿 등)의 용해, 또는 찻잎과 같은 불용해성 재료의 우려냄과 같은 음료 제조의 경우에, 작용 압력(functional pressure)은 대체로 1 내지 20 바아(대기 압력에 대한 상대 압력), 바람직하게는 2 내지 15 바아 사이에 포함된다.

기계 베이스(2)는 캡슐 내에 함유된 성분(들)을 가압 하에서 용해 및/또는 우려냄 및/또는 추출하는 데 사용되는 유체를 저장하기 위한 유체 저장소(도면에 도시되지 않음) - 대부분의 경우에, 이 유체는 물임 - 를 포함한다. 저장소는 착탈가능하며, 도 1에 도시된 바와 같이 기계 주 베이스에 내장된 저장소 포트(4) 내에 플러깅될 수 있다.

기계 베이스(2)는 보일러 또는 열교환기(도 1에 도시되지 않음)와 같은 가열 요소를 추가로 포함하며, 이는 내부에 사용된 물을 작업 온도(관행적으로, 80 내지 90℃까지의 온도)로 데울 수 있다. 마지막으로, 기계는 물을 탱크로부터 캡슐로, 선택적으로 가열 요소를 통해, 순환시키기 위한 펌프 요소를 포함한다. 예를 들어, 기계 내에서 물을 순환시키는 방식은, 예컨대 유럽 특허 EP 2162653 B1호에 기재된 유형의 연동 밸브와 같은 선택형 밸브 수단을 통해 선택된다.

기계 베이스(2)는 저장소로부터 브루잉 유닛 및 그 안에 함유된 성분까지 유체를 안내(conduct)하기 위한 유체-안내 파이프를 포함한다. 유체-안내 파이프는 연결 수단을 포함하며, 이 연결 수단은 브루잉 유닛(3)의 대응하는 연결 수단을 통해 브루잉 유닛(3)을 베이스(2)에 해제가능하게 조립하는 역할을 한다.

베이스(2)와 브루잉 유닛(3) 사이의 연결은 누설밀봉 유체 연결이다. 이는 또한 데이터 연결을 포함할 수 있다. 베이스(2)와 브루잉 유닛(3) 사이의 데이터 연결은 둘 사이의 접촉에 의해(예컨대, 전기 접촉에 의해) 수행될 수 있거나, 또는 대안적으로, 이는 비접촉식(contactless)(예컨대, WIFI, RFID, GSM, 블루투스, 또는 등가의 비접촉식 데이터 전송 표준들)일 수 있다. 기계 베이스(2)와 브루잉 유닛(3) 사이의 비접촉식 연결성의 이점은, 둘 사이의 데이터 전달이 시스템의 물리적 요소의 청결도에 영향을 받지 않는다는 것인데: 음료 시스템의 몇몇 요소들 중 하나가 더러운 경우에(예컨대, 기계 베이스 또는 브루잉 유닛의 일부 부분 상으로의 액체, 물, 성분, 또는 제품의 엎지름), 둘 사이의 데이터 전송 품질이 저하되지 않거나 또는 그 데이터 전송이 중단되지 않는다는 것이다.

기계 베이스(2)는, 상기 베이스(2)와 착탈가능한 브루잉 유닛(3) 사이의 연결 수단에 도 1에 도시된 바와 같이 바람직하게는 기계의 전방 측에서 소비자가 용이하게 접근할 수 있도록 구성되어 있다. 기계 베이스(2)는 컵 홀더(5)를 추가로 포함하는데, 이는 바람직하게는 상이한 컵 크기들에 높이를 맞출 수 있도록 이동가능하다. 컵 홀더(5)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 브루잉 유닛(3) 아래에 배치된다.

브루잉 유닛(3)의 연결 수단은, 브루잉 유닛의 상측 표면으로부터 바람직하게는 수직으로 연장되는 원통형 돌출부(6)를 포함한다. 원통형 돌출부(6)는 돌출부(6)의 원위 에지(7)의 상부 표면으로부터 브루잉 유닛(3)의 캐비티 내로 연장되는 중심 채널(8)을 포함하고, 그에 따라, 브루잉 유닛이 베이스(2)에 기능적으로 연결되는 경우, 기계 베이스(2)로부터 브루잉 유닛의 내부를 향해 음료 제조 유체를 안내할 수가 있다.

브루잉 유닛의 원통형 연결 돌출부(6)는 도 4에 도시된 기계 베이스의 대응하는 유체 전달 포트(9)와 결합(mate)하도록 의도되는데, 상기 포트(9)는 저장소에 함유된 유체를 기계 베이스(2)를 통해 브루잉 유닛을 향해 안내하는 유체 안내 채널 시스템의 원위 단부이다. 유체 전달 포트(9)의 내경은, 브루잉 유닛이 기계 베이스에 기능적으로 연결되는 경우, 연결 돌출부(6)가 누설밀봉이지만 착탈가능한 방식으로 상기 포트 내로 끼워지도록 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 브루잉 유닛은 캡슐(C) 내에 함유된 상기 성분을 봉입하기 위한 폐쇄된 캐비티를 생성하도록 조립될 수 있는 두 개의 부분들을 포함하여서, 상기 브루잉 유닛이 상기 성분과의 혼합을 위해 가압 하에서 상기 성분을 통해 유체를 주입할 수 있게 한다. 보다 정확하게는, 도 3에 도시된 실시예에서, 브루잉 유닛(3)은 상부 캐비티 부분(10) 및 하부 캐비티 부분(11)을 포함한다. 캐비티 부분들(10, 11) 둘 모두는 피벗 힌지(12)를 통해 서로 힌지결합되어 있다. 하부 캐비티 부분(11)은 브루잉 유닛을 다루기 위한, 특히 기계 베이스(2) 내로의 삽입 및 그로부터의 제거를 용이하게 하기 위한 핸들(13)을 포함한다. 브루잉 유닛의 연결 수단 ― 즉, 돌출부(6) 및 원위 단부(7) ― 은 상부 캐비티 부분(10)의 일부이고, 보다 구체적으로는, 돌출부(6)는 상기 상부 부분(10)의 상부 표면으로부터 상방으로 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 브루잉 유닛(3)은 캡슐을 위한 리셉터클 또는 캐비티(14), 및 그의 원위 영역에 하나 이상의 액체 주입 오리피스들을 포함하는 중공 바늘의 형태로 제조된 천공 및 주입 바늘(15)을 포함한다. 바늘은, 그것이 한편으로는 캡슐의 상측부를 개방하고 다른 한편으로는 캡슐 내로의 물 입구 채널을 형성한다는 점에서 이중 기능을 갖는다. 보다 정확하게는, 도 3은 개방 구성의 브루잉 유닛, 즉 그의 하부 캐비티 부분(11) 및 상부 캐비티 부분(10)이 피벗 힌지(12) 둘레에서 선회함으로써 서로로부터 조립해제되어 있는 경우를 도시한다. "조립해제"라 함은, 하부 및 상부 캐비티 부분이 도 3에 도시된 바와 같이 서로로부터 부분적으로 분할되어 있는 것을 의미한다. 브루잉 유닛(3)의 이러한 개방 구성에서, 성분 또는 도 3에 나타낸 바와 같은 성분 캡슐(C)은 브루잉 유닛 캐비티 내부에 삽입되거나 또는 사용 후에 그로부터 제거될 수 있다. 캡슐은 하부 브루잉 부분(11)의 상보적 중공 컵 형상의 캐비티(14) 내에 삽입되어서, 캡슐(14)의 상부 에지(16)가 캐비티(14)를 둘러싸는 플랜지 위에 놓이게 한다. 바늘(15)은 캡슐(C)의 상측 멤브레인과 같은 박형 필름 재료를 관통 천공하여 그 안으로 유체를 주입하도록 할 수 있다.

브루잉 유닛(3)이 폐쇄되는 경우, 캡슐(C)은 상부 캐비티 부분과 하부 캐비티 부분 사이에 샌드위치되어 이 영역에서 밀봉이 수행되게 하며, 바늘(19)로부터 캡슐을 향해 순환되는 물은 캡슐과 브루잉 유닛 사이 내의 공간으로부터 또는 브루잉 유닛의 외부로 빠져나갈 수 없게 되는데, 즉, 물 흐름은 바늘(15)로부터 음료를 생성하는 캡슐(C)의 내부를 통해, 이어서 캡슐의 분배측을 향해 그리고 브루잉 유닛의 분배 개구(16) 전체를 통해 강제된다.

브루잉 유닛은 바람직하게는 상기 캐비티 및/또는 상기 성분 내의 유체 압력이 대기 압력을 초과하는 경우 캐비티 부분들의 조립해제를 방지하기 위한 로킹 수단을 포함한다.

본 발명의 원리에 따르면, 기계 베이스(2) 및 착탈가능한 브루잉 유닛(3) 둘 모두는 상호협력하는 자기 부착 수단을 가지며, 이 자기 부착 수단은 둘 사이에 착탈가능한 조립체를 생성하고, 기계가 기능적으로 음료를 브루잉하기 위한 것인 경우 둘 사이의 유체 연결부 및 조립체를 고정한다.

도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제1 실시예에서, 상호협력하는 자기 부착 수단은:

(i) 기계 베이스의 상부 벽 표면 상에 있는 세 개의 자석들(18)의 두 개의 열들(17) - 두 개의 열들은 도 4에 도시된 바와 같이 기계 베이스(2)와 착탈가능한 브루잉 유닛(3) 사이에서 유체 전달 포트(9)에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 -, 및

(ii) 착탈가능한 브루잉 유닛(3)의 벽 상에 있는 세 개의 자석(20)의 두 개의 대응하는 열들(19) - 두 개의 열들(19)은 도 5에 도시된 바와 같이 기계 베이스(2)와 상기 착탈가능한 브루잉 유닛(3) 사이에서 유체 연결 돌출부(6)에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 - 을 포함한다.

동작 시에, 기계 베이스(2)의 각각의 자석(18)은 착탈가능한 브루잉 유닛(3)의 대응하는 자석(20)에 정렬되는데, 이는 둘 모두가 함께 유체 연결되고 기능적으로 연결되는 경우에 그러하다. 연결된 구성에서, 각 정렬 내의 대응하는 자석들은 반대 극성들을 가져서 그들이 서로 견인되게 하여 기계 베이스 및 착탈가능한 브루잉 유닛이 누설밀봉 및 유체-연결된 조립체 내에서 하나가 다른 하나에 대해 고정된 채로 유지되게 한다.

착탈가능한 브루잉 유닛(3)을 기계 주 베이스(2)로부터 해제하기 위해, 사용자는 상기 브루잉 유닛을 유체 연결부에 의해 만들어진 피벗 지점 둘레에서 회전시킨다. 이렇게 하면, 연결 돌출부(6)는, 브루잉 유닛의 자석(20)이 동일 극성을 갖는 기계 베이스의 자석(18)과 자기 접촉할 때까지, 베이스(2)의 유체 전달 포트(9) 내부에서 회전한다. 일단 동일 극성의 자석들이 정렬 상태로 되기 시작하면, 자기 반발력이 베이스(2) 및 브루잉 유닛(3)을 분리시키려고 하며, 연결해제가 용이하게 수행된다.

쉽게 이해되는 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 동일한 음료 제조 기계의 기능적 부분들 사이에 매우 사용자 친화적이고 안전한 유체 연결부를 제공하는데: 동일한 자석들이 기계의 두 개의 기능적 요소들 사이의 유체 연결부를 고정시키는 데 사용되며, 동시에, 동일한 자석들 중 적어도 일부가 두 개의 요소들을 용이하게 연결해제하는 데 사용된다. 브루잉 유닛을 베이스로부터 용이하게 연결해제시키는 유일한 방식은 그것을 유체 연결부 둘레에서 회전시키는 것이다.

도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에서, 음료 기계의 기능적 원리는 제1 실시예의 경우와 유사하지만, 자석들의 개수가 상이하다. 이러한 제2 실시예는 본 발명의 "보다 경량"이고 저렴한 버전으로서, 여기서 주 기계 베이스(2)는 도 6에 도시된 바와 같이 단지 두 개의 자석들(18)을 포함하며, 이들 자석들은 착탈가능한 브루잉 유닛의 단지 하나의 대응하는 자석(20)(도 7에 도시됨)과의 자기 견인 및 반발을 위해 사용된다. 브루잉 유닛(3)을 베이스(2)에 부착하기 위해, 브루잉 유닛의 자석(20)은 반대 극성을 갖는 베이스(2)의 자석(18)과 자기 접촉 상태로 된다. 이어서, 브루잉 유닛을 베이스(2)로부터 분리하기 위해, 사용자는 상기 브루잉 유닛(3)을 회전시켜 자석(20)이 동일 극성을 갖는 기계 베이스의 자석(18)과 자기 접촉 상태로 되게 한다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다양한 변형 및 수정이 당업자에게는 명백할 것이라는 것을 이해해야 한다. 그러한 변형 및 수정은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 그리고 그의 부수적인 이점을 감소시키지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 그러한 변형 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims (12)

1. 유체를 전구체 성분과 혼합함으로써 유동성 식료품 또는 음료를 제조하기 위한 식품 또는 음료 제조 기계(1)로서, 상기 기계는
   - 유체 공급원, 상기 공급원으로부터 유체-안내 파이프를 통해 유체 전달 포트(9)로 상기 유체를 안내하기에 적합한 펌프 수단을 갖는 베이스(2), 및
   - 상기 베이스의 전달 포트(9)에 유체 연결하기 위한 연결 수단(6, 7, 8)을 포함하는, 상기 베이스(2)로부터 착탈가능한 기능적 요소(3)를 포함하고,
   상기 베이스(2) 및 상기 착탈가능한 기능적 요소(3) 둘 모두는
   (i) 상기 착탈가능한 기능적 요소(3) 또는 상기 베이스(2)에 부착되는 적어도 하나의 제1 영구 자기 요소 - 상기 제1 자기 요소는 각각 상기 연결 수단(6, 7, 8) 또는 상기 유체 전달 포트(9)를 또한 포함하는 벽 표면 상에 위치됨 -, 및
   (ii) 상기 베이스(2)에 부착되거나, 각각 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)에 부착되는 적어도 두 개의 제2 자기 요소들(18, 20) - 상기 대응하는 자기 요소들은 각각 상기 유체 연결 포트(9) 또는 상기 연결 수단(6, 7, 8)을 또한 포함하는 벽 표면 상에 위치되고, 상기 제2 자기 요소들 중 하나는 상기 제1 자기 요소의 극성에 반대인 영구 극성을 가짐 - 을 포함하는 상호협력하는 자기 해제가능 부착 수단을 가져서,
   - 상기 착탈가능한 요소(3)가 상기 베이스(2)에 유체 연결되고 기능적으로 연결되는 경우, 정렬 상태에 있는 상기 착탈가능한 요소 및 베이스의 자기 요소들은 자기적으로 견인되도록 서로 반대의 극성들을 갖게 하고, 이어서
   - 상기 착탈가능한 요소를 상기 베이스에 대해 회전시킴으로써, 상기 착탈가능한 요소 및 베이스의 자기 요소들은 두 개의 정렬된 자기 요소들이 동일 극성을 갖는 새로운 정렬 상태로 되어서, 상기 착탈가능한 요소가 상기 베이스로부터 외향으로 반발되고 둘 모두가 최종적으로 서로로부터 연결해제되게 하는 것을 특징으로 하는, 기계(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 자기 요소들은 영구 자석들(18, 20)인, 기계(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)는 상기 유체를 상기 성분과 혼합하기에 적합하고/하거나 상기 식품 또는 음료를 서빙 용기에 분배하기에 적합한, 기계(1).
4. 제3항에 있어서, 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)는 유체 주입 수단(15) 및 상기 성분을 봉입하기 위한 폐쇄된 캐비티(14)를 생성하도록 조립될 수 있는 적어도 두 개의 캐비티 부분들(10, 11)을 포함하는 착탈가능한 브루잉 유닛이어서, 상기 브루잉 유닛(3)이 상기 성분과의 혼합을 위해 가압 하에서 상기 성분을 통해 유체를 주입할 수 있게 하는, 기계(1).
5. 제3항에 있어서, 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)는 음료용 컵이고, 상기 컵의 상기 연결 수단은 상기 컵이 상기 기계 베이스에 유체 연결되는 경우 개방될 수 있고 상기 컵이 상기 베이스로부터 분리되는 경우 누설밀봉 방식으로 폐쇄될 수 있는 일체형 밸브 수단을 갖는, 기계(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계 베이스(2)의 자기 요소들(18) 및 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)의 자기 요소들(20)은 각각 상기 베이스와 상기 착탈가능한 요소 사이의 유체 연결부에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 배치되는, 기계(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상호협력하는 자기 부착 수단은:
   (i) 상기 기계 베이스(2)의 벽 상에 있는 세 개의 영구 자석들(18)의 두 개의 열(row)들(17) - 두 개의 열들(17)은 상기 베이스와 상기 착탈가능한 요소 사이에서 유체 전달 포트(9)에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 -, 및
   (ii) 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)의 벽 상에 있는 세 개의 영구 자석들(20)의 두 개의 대응하는 열들(19) - 두 개의 열들(20)은 상기 베이스와 상기 착탈가능한 요소 사이에서 유체 연결 돌출부(6)에 대해 직경방향으로 반대편의 위치에 위치됨 - 을 포함하여서,
   상기 기능적 요소가 상기 베이스에 유체 연결되고 기능적으로 연결되는 경우, 상기 베이스(2)의 각각의 자석(18)이 상기 착탈가능한 기능적 요소(3)의 대응하는 자석(20)에 정렬되게 하고, 각 정렬 상태의 자석들(18, 20)이 반대의 극성을 갖게 하는, 기계(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계 베이스(2)와 상기 착탈가능한 기능적 요소(3) 사이의 연결은, 상기 베이스로부터 또는 상기 착탈가능한 요소로부터 돌출되는 원통형 채널을 상기 착탈가능한 요소의 대응하는 원통형 리세스 채널 또는 상기 베이스의 대응하는 원통형 리세스 채널 내로 각각 삽입함으로써 수행되어서, 상기 베이스 및 상기 착탈가능한 요소가 상기 연결부 둘레에서 회전될 수 있게 하는, 기계(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분은 봉지(sachet), 연질 패드, 파드(pod), 또는 경질 또는 반경질 캡슐(C)과 같은 분량 용기(portioned container) 내에 봉입되는, 기계(1).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 착탈가능한 기능적 요소는 상기 캐비티 및/또는 상기 성분 내의 유체 압력이 대기 압력을 초과하는 경우 상기 캐비티 부분들(10, 11)의 조립해제를 방지하기에 적합한 로킹 수단을 포함하는 브루잉 유닛(3)인, 기계(1).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 공급원은 유체 저장소, 또는 외부 유체 공급원으로부터 상기 유체를 인출(withdraw)할 수 있는 인출 수단인, 기계(1).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계 베이스(2)는 상기 유체를 가열 및/또는 냉각시키기에 적합한 요소를 추가로 포함하는, 기계(1).

Images