JP2017535488A - カートリッジに基づく飲料の炭酸化のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

水のような前駆液体を炭酸化又はその他の方法で気体を溶解して飲料を形成するシステム、方法、及びカートリッジが開示される。前駆液体に溶解される気体を生成するために使用される気体源、及び／又は、粉末状ドリンクミックス又は液体シロップのような飲料媒質は、カートリッジ内に準備され得る。気体源及び／又は飲料媒質のための一つ又はそれ以上のカートリッジの使用は、例えば消費者の家において、スパークリング飲料を形成するための使用が簡単で混乱することがないシステムを形成し得る。

Description

ここで記述される発明は、飲料の準備における使用のための液体中への気体の溶解、例えば炭酸化に関している。飲料を形成するための液体の炭酸化及び／又は液体と飲料媒質との混合は、広く様々な出版物に記述されており、それらは、米国特許第4,025,655号、第4,040,342号、第4,636,337号、第6,712,342号、及び第5,182,084号、並びにPCT公開公報第WO2008/124851号を含む。

本発明の局面は、水のような前駆液体を炭酸化又はその他の方法で気体を溶解して飲料を形成することに関する。

米国特許第4,025,655号明細書 米国特許第4,040,342号明細書 米国特許第4,636,337号明細書 米国特許第6,712,342号明細書 米国特許第5,182,084号明細書 国際公開第2008/124851号

いくつかの実施形態では、二酸化炭素又はその他の気体の源がカートリッジに準備されることができて、これは、前駆液体に溶解される二酸化炭素又は他の気体を生成するために使用される。粉末状ドリンクミックス又は液体シロップのような飲料媒質は、気体源と同じカートリッジに準備され得て、（炭酸化の前又は後に）前駆液体と混合されて飲料を形成する。気体源及び／又は飲料媒質のための一つ又はそれ以上のカートリッジの使用は、例えば消費者の家において、炭酸又はその他のスパークリング飲料を形成するための使用が簡単で混乱することがないシステムを形成し得る。カートリッジ内に含まれる飲料媒質は、濃縮シロップ、挽いたコーヒー又は液体コーヒー抽出物、茶葉、乾燥ハーブ茶、粉末飲料濃縮物、乾燥フルーツ抽出物又は粉末、天然及び／又は人工香料又は着色剤、酸、アロマ、粘性改善剤、混濁剤、抗酸化物、粉末又は液体濃縮ブイヨン又は他のスープ、（粉末ビタミン、ミネラル、対生体成分、薬又は他の医薬品、栄養剤、などのような）粉末又は液体医薬物質、粉末又は液体ミルク又は他のクリーマー、甘味料、濃縮剤などのような、任意の適切な飲料形成物質（飲料媒質）を含み得る。（ここで使用されるように、液体を飲料媒質と「混合」することは、飲料媒質内の物質の液体への溶解、飲料媒質からの物質の抽出、及び／又は、飲料媒質から何らかの物質をその他の方法で受領したか又はその他の方法で飲料媒質と混合した液体のような、様々なメカニズムを含む）（「炭酸化（carbonation）」又は「炭酸（carbonated）」という用語は、ここでは一般的に溶解された気体を有する飲料を指すために使用され、これより、溶解された気体が二酸化炭素、窒素、酸素、空気、又はその他の気体であるスパークリング飲料を指す。これより、本発明の局面は、溶解された二酸化炭素成分を有する飲料の形成に限定されるものではなく、むしろ任意の溶解された気体を含み得る。）

本発明の一つの局面では、飲料カートリッジが、頂部表面と、底部表面と、底部表面から上向きに延在している下方側壁と、頂部及び底部表面の間にあって下方側壁から外向きに延在している下方表面を有する縁と、を含む。気体流入口が縁の下方表面に位置し得て、加圧気体をカートリッジ内に入れてカートリッジの内部空間内の飲料媒質をカートリッジの外に動かすように開けられるように配置され得る。例えば、気体流入口は開放可能なバルブのような流れ制御要素を含み得て、これは、加圧気体がカートリッジの内部空間に入って飲料媒質をカートリッジから出るように動かすことを許容するように、開けられることができる。一つの実施形態では、縁の一部が、気体流入口を開けるために穿孔可能であり得る。インデックス形状が、下方側壁に形成され且つ気体流入口の下方に位置した凹部を含み、カートリッジホルダに対してカートリッジの気体流入口を回転的に位置させるように、設けられ得る。このようにして、カートリッジ及び気体流入口は、気体流入口を開けて加圧気体をカートリッジ内に入れるように、適切に位置されることができる。一つの実施形態では、凹部は底部表面から縁まで延在している。

一つの実施形態では、飲料カートリッジは、例えば飲料を炭酸化するために使用される気体を放出する気体源を収容する第１の内部空間を含む上方部分を含む。この上方部分は、頂部表面と、頂部表面から縁まで下向きに延在する上方側壁とを含み得て、例えば上方側壁は、下向き且つ外向きに裾が広がるか又は円錐台形状の形状を有し得る。カートリッジの下方部分は、飲料媒質を収容する第２の内部空間を含み得て、例えば、下方部分は、底部表面と、底部表面から上向きに延在する下方側壁とを含み得る（下方側壁は底部表面から上向き且つ外向きに裾が広がり得る）。縁は、上方及び下方側壁から放射状に外向きに延在し得て、例えば、飲料形成マシンのカートリッジホルダによる係合のための第１及び第２のクランプ表面を提供し、気体源によって発せられた加圧気体を収容するために気密シールを規定する。第１及び第２のクランプ表面は、それぞれ縁の上方及び下方環状表面であり得る。

いくつかの実施形態では、頂部表面は気体源へアクセスするために穿孔可能であり、例えば、カートリッジの開口は蓋によって閉じられ得て、この蓋は、カートリッジ内に活性化気体を入れて気体源に気体を放出させ且つ／又は気体源からの気体がカートリッジを出ることを許容するように、穿孔可能である。いくつかの場合には、上方部分は底部壁を含み得て、これが上方部分の第１の内部空間の底の境界を規定して、第１の内部空間を第２の内部空間から分離する。下方部分は流出口を含み得て、そこを通って飲料媒質が第２の内部空間を出る。例えば、流出口は、下方部分の底部表面に位置し得て、流出口を開けるために穿孔可能であり得る。

一つの実施形態では、気体流入口は、縁の下方表面から下向きに延在している突起と、ヒンジと、破損領域とを含み、縁に対する突起の上向きの動きがヒンジの周囲で突起をピボット回転させて、破損領域を脱落させて気体流入口を開けるように配置されている。いくつかの場合には、突起が下方表面にスロープを有し、突起が縁に対して上向きに動かされるときに破壊力を破損領域に集中するように、突起はヒンジに向かい合う側の方がより長い。突起の上向きの動きは、突起に接触しているカートリッジホルダの穿孔要素によって生じ得て、カートリッジは、穿孔要素に対して下向きに動かされ得る。これより、流れ制御要素の一部分の上向きの動きが、流れ制御要素のその部分を、カートリッジ縁の上方及び下方表面の間のカートリッジの内部空間のある領域に動かす。この上向きの動きは、カートリッジの内部空間内にあって気体流入口をカバーしている蓋部を上向きに動かし得て、上方及び下方の縁表面の間の領域で気体が内部空間に入ることを許容する。一つの実施形態では、気体流入口は、流入口バルブの周囲に配置されたＤ形状のシール領域を含み、このＤ形状のシール領域は、カートリッジホルダの一部と係合するように配置されて、気密シールを規定して加圧気体を内部空間に入れる。ある場合には、気体流入口のヒンジ部は、Ｄ形状シール領域の直線状の側部に位置する。カートリッジはまた、気体流入口でカートリッジに入る気体を内部空間に向けるように構成された気体経路も含み得る。この気体経路は、例えば、気体流入口で飲料マシンの穿孔要素が飲料媒質に接触しないように、カートリッジ内の飲料媒質の気体流入口への動きに抵抗する制約体を含み得る。

本発明の他の局面では、飲料カートリッジが、頂部表面と、底部表面と、底部表面から上向きに延在している下方側壁と、頂部及び底部表面の間にあって下方側壁から外向きに延在している下方表面を有するクランプ構造と、を含む。クランプ構造は、飲料形成マシンのカートリッジホルダによる係合のために配置され得て、カートリッジホルダがクランプ構造と係合して、カートリッジをカートリッジホルダ内の醸造位置に配置させる。いくつかの場合には、クランプ構造は、カートリッジの周囲に連続的に延在する縁、リング、又はフランジを含み得て、又は、リブ又はタブのような放射状に延在している突起を含み得る。気体流入口は、クランプ構造の下方表面に位置され得て、加圧気体をカートリッジ内に入れてカートリッジの内部空間内の飲料媒質をカートリッジの外に動かすように開けられるように配置され得る。例えば、気体流入口は、放射状突起に位置した開放可能なバルブのような流れ制御要素を含み得て、これは、加圧気体がカートリッジの内部空間に入って飲料媒質をカートリッジから出るように動かすことを許容するように、開けられることができる。インデックス形状が、下方側壁に形成され且つ気体流入口の下方に位置した凹部を含み、カートリッジホルダに対してカートリッジの気体流入口を回転的に位置させるように、設けられ得る。このようにして、カートリッジ及び気体流入口は、気体流入口を開けて加圧気体をカートリッジ内に入れるように、適切に位置されることができる。一つの実施形態では、凹部は底部表面からクランプ構造まで延在している。

本発明の他の局面では、炭酸飲料を形成するための飲料カートリッジが、頂部表面と、頂部表面から下向きに延在する上方側壁と、気体源を収容する第１の内部空間と、を含む上方部分を含む。カートリッジの下方部分は、底部表面と、底部表面から上向きに延在する下方側壁と、を含む前記下方部分と、飲料媒質を収容する第２の内部空間と、を含む。縁は、頂部及び底部表面から隔てられて且つそれらの間にあって、上方及び下方側壁を越えて放射状に外向きに延在している。縁は、飲料形成マシンのカートリッジホルダによる係合のための第１及び第２のクランプ表面を提供し得て、気体源によって発せられた加圧気体を収容する気密シールを規定する。気体流入口は縁の下側に位置し得て、加圧気体を第２の内部空間内に入れて、例えば底部表面の流出口を通って飲料媒質を第２の内部空間の外に動かすように配置され得る。一つの実施形態では、上方部分が上方縁部を含み、下方部分が下方縁部を含み、上方及び下方縁部が一緒にジョイントされて縁を形成する。結合部材が、上方及び下方部分を一緒にジョイントするように、上方及び下方縁部に取り付けられ得る。上述した様に、カートリッジは、気体流入口の下方に位置する下方側壁におけるインデックス凹部のような他の形状を含み得る。

いくつかの実施形態では、カートリッジの第１及び第２の内部空間は各々、カートリッジ部分を使用して形成される炭酸飲料の容積よりも少ない容積を有し得る。これは、ユーザが、比較的小さい容積の単数又は複数のカートリッジを使用して、比較的大きな容積の飲料を形成することを可能にすることによって、顕著な利点を提供することができる。例えば、このシステムは、約120秒よりも短い時間期間に渡って第１及び第２のカートリッジ部分を使用して、100〜1000mlの間の容積で且つ約１〜５ボリュームの炭酸化レベルを有する炭酸液体を形成するように、配置され得る。炭酸化は、20〜50psiの間、又はそれ以上の圧力で生じ得る。この実施形態のカートリッジ部分は約60ml又はそれ以下の容積を有し得て、廃棄物の量を減らし且つ／又はシステムの利便性を付加する。

本発明のこれら及びその他の局面は、以下の記述並びに請求項から明らかになるであろう。

本発明の局面は以下の図面を参照して記述され、これらの図面では、同様の参照番号は同様の要素を指す。
飲料カートリッジの描写的な実施形態の斜視図を示す図である。 寸法が注釈付けられた図１Ａのカートリッジの斜視図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの断面図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの分解図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの上方部分の分解図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの下方部分の分解図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの下方部分に気体流入口を描いている断面図を示す図である。 図６の気体流入口の底部斜視図を示す図である。 図６〜７の気体流入口の頂部斜視図を示す図である。 飲料形成システムの描写的な実施形態の斜視図を示す図である。 図９の飲料形成システム及びその飲料形成システムのカートリッジホルダに位置したカートリッジの左側面図を示す図である。 カートリッジレシーバが開位置にある図９の飲料形成システムで使用可能なカートリッジホルダの断面図を示す図である。 カートリッジレシーバが閉位置にある図１０のカートリッジホルダの断面図を示す図である。 カートリッジレシーバ内のカートリッジと飲料形成システムと相互作用しているカートリッジの気体流入口とを示す図である。 流出口穿孔要素がカートリッジの頂部蓋を通って穿孔し且つ流入口穿孔要素がカートリッジの頂部蓋及びフィルタを通って穿孔しているカートリッジを示す図である。 インデックス形状を有するカートリッジの正面図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの改変版の断面図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの他の改変版の斜視図を示す図である。 図１７のカートリッジの分解図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの他の改変版の斜視図を示す図である。 図１９のカートリッジの断面図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの下方部分の内部の斜視図を示す図である。 図１Ａのカートリッジの下方部分の一部の拡大図を示す図である。 図２１Ａに示されたカートリッジの下方部分の断面図を示す図である。 図２１Ａのカートリッジの改変版の断面図を示す図である。 図２３のカートリッジにて使用される流れ方向付け器フードの斜視図を示す図である。 キャリアに結合された図２４の流れ方向付け器フードの斜視図を示す図である。 図２３のカートリッジの一部の拡大図を示す図である。

本発明の局面が描写的な実施形態を示す図面を参照してここに記述されることを理解されたい。ここで述べられる描写的な実施形態は、本発明に従った全ての実施形態を示すことを必ずしも意図しておらず、むしろいくつかの描写的な実施形態を記述するために使用される。これより、本発明の局面は、描写的な実施形態を考慮して狭く解釈されることは意図されていない。加えて、本発明の局面が、単独で又は本発明の他の局面との任意の適切な組み合わせで使用され得ることも、理解されたい。

本発明の一つの局面に従って、カートリッジは、頂部表面と、底部表面と、頂部及び底部表面の間に延在している側壁と、頂部及び底部表面の間に位置する縁又はその他のクランプ構造と、を含む。縁又はクランプ構造は側壁から外向きに延在して、カートリッジホルダによる係合のための一つ又はそれ以上のクランプ表面を提供する。例えば、クランプ構造は上方及び下方表面を含み得て、これらがカートリッジホルダによって係合されて、カートリッジを所定の位置に保持する。上方及び下方表面の一方又は両方は、例えばカートリッジホルダのＯリング又はその他のガスケットとの接触によって気密シールを形成するように係合され得る。頂部及び底部表面の間にクランプ構造を提供することは、カートリッジの一つ又はそれ以上の別個の内部空間又は区画の位置が、異なる圧力のエリアに位置されることを許容し得る。例えば、一つの実施形態では、カートリッジの上方部分が圧力下で気体を放出する気体源を含み得て、この上方部分はカートリッジホルダによって比較的高圧の空間に保持され得る。対照的に、カートリッジの下方部分は、飲料媒質を収容して比較的低圧の空間に保持され得て、例えば飲料媒質がカートリッジから排出されることを許容する。

これより、一つの局面によると、カートリッジは第１の内部空間を有する第１の部分と第２の内部空間を有する第２の部分とを含み得る。第１の内部空間は、前駆液体への溶解での使用のために、例えば前駆液体の炭酸化のために、気体を放出するように構成された気体源を収容し得て、第２の内部空間は液体前駆体と混合されて飲料を形成するように配置された飲料媒質を収容し得る。気体源を収容している第１の内部空間は、飲料媒質を収容している第２の内部空間から隔てられ得る。流体（水、水蒸気、又はその他のような）が、前駆液体を炭酸化するか又はその他の方法で前駆液体に溶解するために使われる気体を気体源に放出させるように、気体源を収容している第１の内部空間に提供され得る。空気の様な加圧気体が飲料媒質を収容している第２の部分に送達され得て、飲料媒質を第２の部分の第２の内部空間の外に動かして、前駆液体と混合させる。あるいは、前駆液体は飲料形成システムによって第２の部分に供給され得て、飲料媒質と混合する。第１の部分は頂部表面を有し得て、これは、第１の内部空間への流入口を形成するために穿孔されることができる。第２の部分は、例えば加圧気体が飲料媒質を第２の部分から出させるか又はその他の方法でそうする原因となることを許容するために、縁の下側に位置する流れ制御要素を有する気体流入口を有し得る。

本発明の一つの局面に従って、流体（水、水蒸気、又はその他のような）が、カートリッジ内の二酸化炭素又はその他の気体の源に提供され得て、炭酸化のため又はその他の方法での液体への溶解のために使用される気体を気体源に放出させる。一つの実施形態では、飲料形成マシンが、気体源との接触のためにカートリッジチャンバに流体を提供するように配置された気体活性化流体サプライを含み得て、気体源に気体を放出させる。他の配置では、気体源は、加熱、源のマイクロ波又はその他の電磁放射への露出などによってのような他の方法で、気体を放出させられ得る。マシンの気体サプライは、気体源によって発せられた気体を、周囲圧力よりも大きな圧力下で前駆液体に導通させて、前駆液体を炭酸化するように配置され得る。いくつかの実施形態では、気体源は二酸化炭素又はその他の気体で充填されたゼオライト、活性化された炭素又はその他の分子ふるいのような固体形態であり得て、カートリッジの使用は、気体源を（充填されたゼオライトの場合における水蒸気のような）活性化剤から隔離するだけではなく、ユーザが二酸化炭素源に触るか又はその他の方法で直接取り扱う必要性を潜在的に排除し得る。

本発明の他の局面によれば、気体源によって作られる気体の率又は量を制御するために、カートリッジに提供された流体の体積又はその他の測定値が制御され得る。この局面は、充填されたゼオライト材料の様ないくつかの気体源の使用を、気体ストレジ又は高圧構成要素を必要とすることなく可能にする。ただし、高圧気体シリンダは、いくつかの実施形態では気体源として使用されることができる。例えば、二酸化炭素で充填されたゼオライトは、二酸化炭素を非常に迅速に且つ比較的多量に放出する傾向にある（例えば質量30グラムの充填されたゼオライトは、30〜50mlよりも少ない水の存在下で、大気圧にて数秒のうちに１〜２リットルの二酸化炭素を容易に作り出すことができる）。この迅速な放出は、いくつかの場面では、２ボリューム又はそれ以上のレベルにまで炭酸化された炭酸水の様な比較的高く炭酸化された液体を作るために、ゼオライトの使用を非実用的なものにすることがある。（炭酸化「ボリューム」は、所与の容積値の液体に溶解された二酸化炭素気体の容積測定値の数値を指す。例えば、１リットルの「２ボリューム」炭酸水という量は、２リットルの二酸化炭素気体が溶解している１リットルの水を含む。同様に、１リットルの「４ボリューム」炭酸水という量は、４リットルの二酸化炭素気体が溶解している１リットルの水を含む。気体の容積測定値は、大気圧又は周囲圧力で且つ室温で炭酸化液体から放出されることができる気体容積である。）すなわち、二酸化炭素又はその他の気体の液体への溶解は、典型的にはある時間が掛かり、溶解率は、約150psiの周囲圧力及び室温の約+/-40〜50℃の範囲内の温度のような極端ではない状態下では、限られた量だけしか増加できない。二酸化炭素（又はその他の気体）源に対する二酸化炭素（又はその他の気体）の製造率を制御することによって、二酸化炭素（又はその他の気体）源が二酸化炭素（又はその他の気体）を発する全時間が延長されることができて、比較的高い圧力を必要とせずに二酸化炭素（気体）が溶解されることを許容する。例えば、本発明の一つ又はそれ以上の局面を取り入れている一つの描写的な実施形態を利用するとき、本発明者は、60秒よりも短い間に、少なくとも約3.5ボリュームまでの炭酸化レベルを有する液体を、約40psiの圧力及び約０℃の温度で製造した。もちろん、上記及びここの他の場所で論じるように、本発明の局面は二酸化炭素と一緒の使用には限定されず、その代わりに任意の適切な気体が本開示の全ての局面に従って液体に溶解され得る。

本発明の他の局面では、飲料を形成するために使用される前駆液体の一部が、気体源を活性化するために使用され得る。この特徴は、例えば特別な活性化物質の必要性を排除することによって、飲料形成マシンの操作を単純化する手助けになり得る。結果として、飲料形成マシン又はスパークリング飲料を形成する方法が、より安価に及び／又は特別な目的成分なしに、実現され得る。例えば、炭酸水を形成するマシンの場合、二酸化炭素源を活性化するために必要とされるものは、飲料を形成するために使われる水の一部のみであり得る。しかし、本発明の他の局面は、二酸化炭素源を活性化するために前駆液体の一部の使用を必ずしも必要とせず、代わりに、重炭酸塩物質に添加される水溶液形態のクエン酸、熱、ゼオライト源を活性化するために使用されるマイクロ波又はその他の電磁放射、及びその他のものの様な、任意の適切な活性化剤を使用し得る。例えば、二酸化炭素源を含むカートリッジは（源の一部として）活性化剤を含み得て、二酸化炭素源の他の構成要素へのその追加が制御されて、二酸化炭素の製造を制御する。

図１〜３は、本発明の一つ又はそれ以上の局面を組み込んだ飲料カートリッジ４の描写的な実施形態を示す。このカートリッジは頂部表面１１１及び底部表面１１２を有し、高さＨ２である（図１Ｂ参照）。カートリッジ４の高さＨ２は55〜60mmの範囲を取り得るが、他の値も可能である。カートリッジ４は、この描写的な実施形態では61〜63mmの範囲を取り得る最大直径を有する。クランプ構造、この場合には縁４４は頂部及び底部表面１１１、１１２の間に位置して、放射状に外向きに且つカートリッジ４の側壁４１０、４２０を越えて延在する部分を含む。縁４４は、上方及び下方表面１４４ａ、１４４ｂと、上方及び下方表面１４４ａ、１４４ｂの放射状に外側の端から軸方向に延在する周縁部４４ａ、４４ｂと、を有する。以下でより詳細に論じるように、縁４４又はその他のクランプ構造はカートリッジ４に対してサポートを提供し得て、これは飲料マシンのカートリッジホルダによって係合されることができて、例えば、頂部及び／又は底部表面１１１、１１２を穿孔してカートリッジ４の内部空間にアクセスするために、カートリッジ４を所定の位置にクランプする、カートリッジ４との気密シールを確立する、又は、飲料を形成するために必要とされるようにその他の方法でカートリッジを保持する。（「縁」又は「帯」という用語は構成要素４４を指すために相互交換可能に使用されることができる。）

本実施形態では、カートリッジは上方部分４１及び下方部分４２を有し、これらは、気体源又は飲料媒質が収容され得る上方及び下方内部空間をそれぞれ規定し得る。しかし、以下に代替的な実施形態にて述べられるように、カートリッジは２つの部分を有している必要はなく、１つ又は２つより多くを有し得て、それらの部分は縁４４に対して任意の適切な方法で位置され得る。いくつかの実施形態では、上方及び／又は下方部分の内部空間は２つ又はそれ以上のチャンバに区画され得る。例えば、下方部分（及び／又は上方部分）の内部に保持された内容物は２つ又はそれ以上の別個のセクションに保持され得て、異なるタイプの内容物が別個に保存されて且つ一緒に射出されることができる。潜在的な利点の一つの例として、そのような配置は、劣化又はその他の非互換性の問題のために長期間に渡って一緒に混合及び保存されることができない内容物の場合に、有用であり得る。

本実施形態では、上方部分４１は上方側壁４１０を有し、これが頂部表面１１１から縁４４まで下向きに延在しており、下方部分４２は下方側壁４２０を有し、これが底部表面１１２から縁４４まで上向きに延在している。見ることができるように、縁４４は頂部表面１１１から及び底部表面１１２から間隔を空けて離れており、上方側壁４１０の下端及び下方側壁４２０の上端から側壁４１０、４２０の外側表面まで放射状に外向きに突出している。そのため、縁４４は上方及び下方側壁４１０、４２０を越えて放射状に外向きに延在している。本実施形態の縁４４は、半径方向の厚さＲ及び高さＨ１を有しており、これらは、必要とされる強度、適切なサイズのクランプ面積、必要とされる気体又はその他の流路、気体流入口流れ制御要素の動きのために必要とされる空間、及び／又はその他の特徴を提供するために望まれるように、調整され得る。この場合の縁４４は、飲料形成システムのカートリッジホルダによる係合のためのクランプ表面を、頂部に上向きの表面１４４ａ（第１のクランプ表面）、及び底部に下向きの表面１４４ｂ（第２のクランプ表面）を有する。いくつかの実施形態では、カートリッジホルダによるクランプ表面１４４ａ、１４４ｂの一つ又は両方における縁４４のクランプは、論じられるように、カートリッジ内部に収容された気体源によって発せられる加圧気体を収容する気密シールを生成する。本実施形態では、縁４４はカートリッジの周縁の周りに延在する環状形状を有し、例えばクランプ表面１４４ａ、１４４ｂは環状形状を有するが、縁４４は、垂直断面が半円形状であるような異なる形状を有し得る。すなわち、本実施形態及び図２の垂直断面図で見られるように、縁４４は四角形形状を有し、水平向きの表面１４４ａ、１４４ｂと、表面１４４ａ、１４４ｂの外端の間に軸方向に延在している周縁部４４ａ、４４ｂとを有する。しかし、縁４４は、例えば１／４円状の形状を規定する表面１４４ａ、１４４ｂを有する半円形状、部分楕円形状、三角形形状、又はその他を有することができる。本実施形態では、クランプ表面１４４ａ、１４４ｂはカートリッジ４の垂直軸１８０に対して実質的に水平である。しかし、他の配置が可能であり得て、例えば、クランプ表面１４４ａ、１４４ｂはカートリッジ４の垂直軸１８０に対して斜めであり得る。

縁４４とカートリッジ４の他の部分とのアセンブリはカートリッジの形状に依存し得て、様々な異なる方法で実行されることができる。例えば、本実施形態では、上方部分４１の頂部表面４１１及び上方側壁４１０が第１の構成要素であり、下方部分４２の底部表面４２２及び下方側壁４２０が第２の構成要素である。これら２つの構成要素は、最初は別個の構成要素として形成されて、一緒にされて縁４４を形成する。すなわち、この描かれている実施形態において及び図２で見ることができるように、上方部分４１は上方縁部分（上方表面１４４ａ及び周縁部４４ａを含む）を含み、これが上方側壁４１０の底部端に取り付けられる。上方縁部分は下方縁部分（下方表面１４４ｂ及び周縁部４４ｂを含む）を介して下方部分４２と結合され、これが下方側壁４２０の上方端に取り付けられる。上方部分４１及び下方部分４２が一緒に結合されて、縁４４が形成される。

しかし、この構成は縁４４に対しては必須ではない。代わりに、縁４４又はその他のクランプ構造は、上方及び下方部分４１、４２とは別個に形成されて、後にそれらに取り付けられる一つ又はそれ以上の構成要素であり得る。例えば、一つの描写的な実施形態では、上方及び下方部分４１、４２の側壁４１０、４２０はお互いに直接的に取り付けられ得て、縁４４はジョイントされた側壁に取り付けられ得る。他の実施形態では、上方及び下方部分４１、４２は（最初に別個の構成要素として形成される上方及び下方部分４１、４２とは逆に）単一の連続体として形成され得て、縁４４は、例えば連続体の側壁の周縁を囲むことによって、連続体の側壁に取り付けられ得る。あるいは、縁４４は、連続体の側壁と単一の一元部品として形成され得る。さらに他の実施形態では、縁４４は、密な又は中空のディスク又はパック（例えば高さＨ１を有するシリンダ）として形成され得る。ディスク又はパックが上方及び下方部分４１、４２の間に挟まれるように、飲料カートリッジ４の上方部分４１はディスク又はパックの頂部に取り付けられ得て、下方部分４２はディスク又はパックの底部に取り付けられ得る。パックの直径は、パックの外側部分が上方及び下方部分の側壁を越えて延在して縁４４を規定するように、上方及び下方部分の直径よりも大きくても良い。

さらに他の実施形態では、縁４４又はその他のクランプ構造は、例えば上方及び下方部分４１、４２を含み得るカートリッジに取り外し可能に取り付け可能であり得る。一つの描写的な実施形態では、縁４４は異なるカートリッジとともに再利用可能である。例えば、第１のカートリッジ部は、縁４４なしに提供されているが、一緒に取り付けられた上方及び下方部分４１、４２を有し得る。ユーザはそれから、アセンブルされた組み合わせを飲料形成システムに挿入する前に、縁４４を上方及び／又は下方部分４１、４２に取り付け得る。例えば、縁４４が上方及び下方部分４１、４２の間に挟まれた密なパックとして形成される場合、ユーザは上方及び下方部分４１、４２をパックに取り付け、それからそのアセンブリをカートリッジホルダに配置し得る。上方及び／又は下方部分４１、４２の内容物を使用して飲料を形成した後で、ユーザは縁４４を上方及び下方部分４１、４２から取り外し、縁４４を別の上方及び下方部分４１、４２のセットのために再利用して、引き続く飲料を形成し得る。あるいは、縁４４は最初に飲料形成システムのカートリッジホルダに挿入され得て、上方及び下方部分４１、４２のセット（又は他のカートリッジセクション）が縁４４に挿入され得る。

カートリッジの部分のクランプ構造との係合は、干渉フィット、差し込み接続、接着剤、クランプ、又はその他によって行われ得る。例えば、縁４４が輪状である一つの実施形態では、縁４４は、縁４４が干渉フィットにて上方及び／又は下方部分４１、４２とマシン的インターロック、接着剤、溶接、及び／又は他の適切な取り付け構成を介して係合するまで上方及び下方部分４１、４２の端の一つの上で輪状の縁４４を滑らせることによって、上方及び下方部分４１、４２に取り付けられる。他の実施形態では、縁４４は、上方及び／又は下方部分４１、４２の周囲で一緒にされ得て上方及び／又は下方部分４１、４２の周縁を取り囲む完全なリングに組み立てられ得る２つの半円半体のような、複数の部品から構成され得る。縁４４はそれから、干渉フィット、マシン的インターロック、又は他の適切な取り付け構成を介して上方及び／又は下方部分４１、４２に取り付けられ得る。縁が上方部分４１と下方部分４２との間に挟まれた円形パックの外側部分である他の描写的な実施形態では、上方及び下方部分は、マシン的インターロック、接着剤、溶接、又は他の適切な取り付け構成を介してパックと係合し得る。

もちろん、他のクランプ構造の構成が、他の方法でカートリッジに取り付けられ得る。例えば、一つの実施形態では、クランプ構造は、上方及び／又は下方部分４１、４２から放射状に外向きに延在する一つ又はそれ以上のタブ又は突起を含み得る。これらの突起は、カートリッジホルダによって係合されてカートリッジを所定の位置に保持できるスポーク又は他の要素のように配置され得る。突起は、上方及び／又は下方部分４１、４２又はその他のカートリッジ要素と一体の部品として形成され得て、あるいは、別個に形成されて、後に例えば溶接、接着剤などによって取り付けられ得る。ある場合には、突起はアーチ状セクションを含み得て、これらは各々がカートリッジの一部の周囲に延在しているが、アーチ方向に突起の間にギャップを提供するようにお互いから分かれている。他の実施形態では、クランプ構造は、カートリッジの周囲に位置されてクランプ表面を提供するロッド、ピン、又はその他を含み得る。

図２に示された描写的な実施形態においては、上方部分４１は下方部分４２に取り付けられる。いくつかの実施形態では、上方部分４１は上方内部空間４１ａを含み、これが下方部分４２の下方内部空間４２ａに重なる。例えば、上方及び下方内部空間４１ａ、４２ｂは両方とも、カートリッジ４の垂直軸１８０に対して回転対称であり得る。しかし、この配置は必須ではなく、上方内部空間４１ａは下方内部空間４２ａの一部のみに重なってもよく（例えば、垂直軸が第１の内部空間４１ａ及び下方内部空間４１ｂの両方を通過することができるように）、あるいは、下方内部空間４２ａのどの部分とも重なっていなくてもよい。この実施形態では、第１の内部空間４１ａは第２の内部空間４１ｂから分離され、例えば気体源３０が飲料媒質３１から分けられる。

上方及び／又は下方内部空間４１、４２の形状、サイズ、又はその他の構成は、少なくともいくつかの実施形態では、望まれるように変更され得る。図１〜３に示された描写的な実施形態では、上方部分４１は、頂部壁４１１、底部壁４９、及び頂部及び底部壁の間に延在している側壁４１０を有する。頂部壁４１１、底部壁４９、及び側壁４１０は、上方部分４１の容積の境界を規定する。上方部分４１は実質的に円錐台形状の形を有し、側壁４１０が下向き且つ外向きに頂部壁４１１から広がって、例えば、実質的に円錐台形状の形の頂部が実質的に円錐台形状の形の底部よりも小さい直径を有する。すなわち、側壁４１０は、頂部壁４１１から下向きに延在し且つ垂直軸１８０から外向きに広がり得る。頂部壁４１１及び側壁４１０は、任意の適切な方法、例えば、同じ又は異なる壁厚を有する単一のモノリシック構成要素として形成され得て、又は、一緒にジョイントされる同じ又は異なる材料の別個の部品として形成され得る。この実施形態では、頂部壁４１１及び側壁４１０の一部は単一の部品に成型され、頂部壁４１１の外側の周縁セクションが下向きに湾曲して、側壁４１０に移行する。しかし、この配置は必須ではなく、例えば、頂部壁４１１及び側壁４１０は鋭角でジョイントされ得て、又は、全体的にドーム形状のように次第に湾曲した形状を一緒に規定し得る。図１Ｂに見られるように、上方部分４１は高さＨ３を有し、これは、この描写的な実施形態では23〜25mmの範囲を取り得る。

上方部分４１と同様に下方部分４２は、少なくともいくつかの実施形態では、様々な異なるサイズ、形状、及び／又はその他の構成で配置され得る。描かれている配置では、下方部分４２は、頂部表面１４５、底部壁４２２、及び頂部表面と底部壁との間に延在している側壁４２０を有する。頂部表面１４５、底部壁４２２、及び側壁４２０は、下方部分４２の容積の境界を規定する。下方部分４２は実質的に円錐台形状の形を有し、側壁４２０が下向き且つ外向きに底部壁４２２から広がって、例えば、実質的に円錐台形状の形の頂部が実質的に円錐台形状の形の底部よりも大きな直径を有する。すなわち、下方部分４２は、底部壁４２２から上向きに延在し且つカートリッジ４の垂直軸１８０から外向きに広がる側壁４２０を有する。図２に示される実施形態のようないくつかの実施形態では、下方部分４２は、カートリッジ４の垂直軸１８０と一致している垂直軸１９０の周囲に回転対称であり得る。いくつかの実施形態では、垂直軸１８０はカートリッジの頂部壁４１１の中心点及びカートリッジの底部壁４２２の中心点を通過し得る。底部壁４２２及び側壁４２０は、任意の適切な方法、例えば、同じ又は異なる壁厚を有する単一のモノリシック構成要素として形成され得て、あるいは、一緒にジョイントされる同じ又は異なる材料の別個の部品として形成され得る。この実施形態では、底部壁４２２及び側壁４１０の一部は単一の部品として成型され、底部壁４２２の外側の周縁セクションが上向きに湾曲して、側壁４２０に移行する。しかし、この配置は必須ではなく、例えば、底部壁４２２及び側壁４２０は鋭角でジョイントされ得て、又は、全体的にドーム形状のように次第に湾曲した形状を一緒に規定し得る。図１Ｂに見られるように、下方部分４２は高さＨ４を有し、これは、この描写的な実施形態では31〜34mmの範囲を取り得る。

カートリッジは、カートリッジ内の飲料媒質が放出されて前駆液体と混合され飲料を形成するように、異なる方法で配置された流出口を有することができる。例えば、図２に見られるように本実施形態では、下方部分４２は底部壁４２２に配置された流出口４８を含む。また、流出口４８は、底部壁４２２における開口のように単純に配置され得る一方で、本実施形態では、流出口構成要素は少なくとも部分的に、底部壁４２２から下向きに延在している突起２４８の内部に収容される。以下でより詳細に説明されるように、突起２４８は、流出口メンブレン又はカバーを支持し且つそのメンブレン／カバーを穿孔して流出口４８を開放する助けになり得る。本実施形態では、突起２４８は、３〜６mmの範囲であり得る高さＨ５（図２を参照）だけ底部壁４２２から外に突起している。突起２４８は底部壁４２２よりも小さな幅を有し得て、下方部分４２の垂直軸１９０の周囲に回転対称であり得る。突起２４８は、以下により詳細に論じられるように、流出口バルブのような構成要素を収容し得る。いくつかの実施形態では、以下にさらに詳細に論じられるように、メンブレン又はカバー１６４は突起２４８の底部端に位置される。このカバー１６４は流出口４８を開放するために穿孔され得て、それによって飲料媒質が下方部分４２から出ることを許容する。いくつかの実施形態では、流出口４８は一つより多くの開口を含み得る。

いくつかの実施形態では、カートリッジの頂部表面は、上方部分４１内の気体源にアクセスするために穿孔され得る。例えば、穿孔要素は、流体が内部空間に提供され得て且つ／又は気体源によって発せられた気体が内部空間を出ることができるように、頂部表面１１１に一つ又はそれ以上の開口を形成し得る。本実施形態では、上方部分４１の頂部表面１１１及びカートリッジ４は、上方部分４１の開口を覆う蓋４５を含む。蓋４５は、上方部分４１の気体源３０にアクセスするように、一つ又はそれ以上の開口を形成するために穿孔可能である。いくつかの実施形態では、上方部分４１の開口は上方部分４１の頂部よりも直径が小さくてもよく、蓋４５は、蓋４５の外側部分が上方部分４１の頂部壁４１１の一部と重なり得るように、開口よりもサイズが大きくてもよい。本実施形態では、蓋４５は頂部壁４１１の頂部表面に取り付けられているが、他の実施形態では、蓋４５は頂部壁４１１の内側に取り付けられ得る。蓋４５は、熱シール、接着、又はその他の方法で、上方部分４１の頂部壁４１１に取り付けられ得る。もちろん、蓋４５は任意の適切なサイズ及び／又は形状を有し得て、それは開口のサイズ及び／又は形状に依存し得る。例えば、蓋４５は、上方部分４１の開口をカバーするように円形であり得る。蓋４５は、ホイル／ポリマーラミネート又はその他のフレキシブルなシート材料で形成され得る。もちろん、蓋４５の使用は必須ではなく、頂部壁４１１を形成するために使用される代わりの材料が、気体源にアクセスするためにそれ自身が穿孔され得る。いくつかの実施形態では、頂部壁４１１はカートリッジの全頂部に広がって、頂部壁４１１は一つ又はそれ以上の小さな孔を含み得る。一つより多くの小さな孔を有する実施形態では、これらの小さな孔の各々が、各々蓋として機能する穿孔可能な材料の別個の片でカバーされ得る。あるいは、穿孔可能な材料の単一の片が、一つ又はそれ以上の孔をカバーして蓋として機能し得る。他の配置では、バルブ又はポートが、望まれるように頂部壁４１１及び／又は側壁４１０に設けられ得る。

本発明の一つの局面では、カートリッジの内部空間のフィルタが、カートリッジの穿孔可能な頂部表面の下方に位置する気体流出口チャンバを規定し得る。気体流出口チャンバは、気体源によって発せられた気体が気体流出口チャンバに入るためにはフィルタを通過しなければならず、且つこうしてカートリッジを出るように、気体源から分かれていてもよい。この配置は、気体源材料がカートリッジから望まれずに出ることを防ぐ助けになり得る。描かれている実施形態では、図２に見られるように、フィルタ４５ａは蓋４５の下方に、例えば蓋４５から分かれて間隔を空けているが実質的に蓋４５に平行に、位置され得る。しかし、他の実施形態では、フィルタ４５ａは、フィルタ４５ａと蓋４５との間の気体流出口チャンバがフィルタ４５ａと蓋４５との間の非常に狭い空間として規定されるように、蓋４５の内側表面に接触して位置され得る。いくつかの実施形態では、フィルタは、気体源によって発せられた気体がそこを通って第１の内部空間を出る流出口開口を生成するように頂部表面を穿孔する穿孔要素と接触するように配置される。例えば、フィルタは、頂部表面から離れるように動いてフィルタが穿孔要素と接触するように配置され得る。この動きは、必要とされるように気体流出口チャンバを拡大し且つフィルタ４５ａそれ自身の穿孔に抵抗する助けとなり得る。これより、フィルタ４５ａは耐穿孔にされ得て、フィルタ４５ａが気体源材料から（フィルタ４５ａを通って気体チャンバに入る）気体を分ける能力を保持する。フィルタ４５ａは、フィルタ４５ａの外側部分が上方部分４１の頂部壁４１１の一部と重なり得る様に、上方部分４１の開口よりも大きなサイズであり得る。本実施形態では、フィルタ４５ａは上方部分の頂部壁４１１の下側に取り付けられて、これは、フィルタ４５ａが蓋４５から適切に間隔を隔てられるように支持棒（スタンドオフ）又は突起として機能する。フィルタ４５ａは、紙及び／又はポリマーベースのフィルタ紙のような任意の適切な材料から形成され得る。

上記のように、第１及び第２の内部空間４１ａ、４２ａは、例えば第１の内部空間４１ａの底部を規定する底部壁４９によって、お互いに分離され得る。いくつかの実施形態では、底部壁４９はドーム形状を有する。描かれている実施形態では、底部壁４９は中央部４９０及び周辺部４４ｃを有する。本実施形態では、中央部４９０は凹部が上の湾曲した表面を含むが、そのような形状は必須ではなく、例えば中央部４９０は平坦であるか又は凹部が下であり得る。底部壁４９の周辺部４４ｃは、第１及び第２の部分４１、４２の上方及び下方縁部をジョイントするために利用される。すなわち、周辺部４４ｃは、中央部４９０の外側の周辺に位置する下向きに延在している部分を有する。周辺部４４ｃの下向きに延在している部分は、実質的に垂直であり得るか、又は上方部分４１の垂直軸１８０に対して角度を有し得る。

底部壁４９の周辺部４４ｃは、上方部分４１を下方部分４２に結合する結合部材として機能する。ここで使用されるように、「接続された」「取り付けられた」又は「結合された」という用語は、直接的な接続、取り付け、又は結合に限定されず、２つの構成要素は中間構成要素を介してお互いに接続、取り付け、又は結合され得る。

いくつかの実施形態では、結合部材は（上方表面１４４ａ及び周縁部４４ａを含む）上方縁部及び（下方表面１４４ｂ及び周縁部４４ｂを含む）下方縁部に取り付けられる。いくつかの実施形態では、結合部材は周縁部４４ａ、４４ｂに取り付けられる。図２に最もよく見られるように、周縁部４４ａ、４４ｂの内側を向いた表面は底部壁４９の周辺部４４ｃの外側を向いた表面に結合される。すなわち、周辺部４４ｃは上方及び下方部分４１、４２の周縁部をジョイントするブリッジとして機能し得る。いくつかの実施形態では、周辺部４４ｃの外側を向いた表面はねじ山を含み、周縁部４４ａ及び４４ｂの内側を向いた表面もまたねじ山、溝、又はリッジを含み、周辺部４４ｃの補完的なねじ山、溝、又はリッジと係合する。これらの補完的なロック形状は、例えばスナップフィットによってお互いに係合し、上方及び下方部分４１、４２と周辺部４４ｃとを一緒に係合する。いくつかの実施形態では、接着剤、熱シール、熱溶接、又は他の適切な接合テクニックが、周縁部４４ａ及び４４ｂの間の周辺部４４ｃへの取り付けを補強するために使用され得る。

周縁部４４ａ及び４４ｂを周辺部４４ｃに結合する他の配置が可能であることに留意されたい。例えば、ねじ山の代わりに又はそれに加えて、干渉フィット、物理的インターロック、オーバーラップ、接着剤、熱シール／溶接、又はその他の適切な配置が、周縁部４４ａ及び４４ｂを周辺部４４ｃに及び／又はお互いに結合するために使用され得る。

いくつかの実施形態では、上方及び下方部分４１、４２は可逆的に一緒に結合されることができる。例えば、上方及び下方部分は、周辺部４４ｃのような結合部材に又はお互いに、ねじ係合、スナップフィット、差し込み接続、又はその他を介して、可逆的に結合され得る。いくつかの場合には、上方及び下方部分４１、４２の間の係合を維持するために弱い接着剤が使用され得るが、接着剤は、ユーザのねじり、引っ張り、又はその他の方法でその部分をお互いに対して又は結合部材に対して動かすことによって、容易に剥がされ得る。接着剤は、その部分をお互いから又は結合部材から、永久的な変形及び／又はその部分又は結合部材を破ることなく取り外すことを可能にするほど弱い。いくつかの実施形態では、上方及び下方部分は永久に一緒に結合されて、その部分をお互いから取り外そうとする試みがその部分又は結合部材の永久的な変形及び／又は破れをもたらす。そのような分離は、例えばカートリッジの部分を堆肥化又はその他の方法でのリサイクルするときに、有用であり得る。

いくつかの実施形態では、下方部分４２の頂部は下方部分４２の開口をカバーする蓋１４５を含む。蓋１４５は、飲料媒質が下方部分４５に置かれた後に第２の内部空間４２ａを閉じるというような、異なる機能を提供し得る。このように、下方部分４２を周辺部４４ｃ及び上方部分４１にジョイントするように、飲料媒質が引き続くアセンブリステップのために第２の内部空間４２ａに捕捉され得る。あるいは又は加えて、蓋１４５は、蓋１４５の外側部分が下方縁部分の頂部表面の少なくとも一部に重なるように、開口よりも大きなサイズを有し得る。蓋１４５は熱シール、接着、又はその他の方法で下方縁部分の頂部に取り付けられて、下方部分４２の開口をカバーするために任意の適切な形状を有し得る。蓋１４５は、ホイル、ポリマー、又はホイル／ポリマーラミネートのようなその他のフレキシブルな材料から形成され得る。蓋１４５は、ダイカット、押切り（スタンプ）、成型、又は任意の他の適切な方法によって形成され得る。

カートリッジの下方部分は、加圧気体又は液体がカートリッジの下方内部空間に導入されて飲料媒質を流出口から外に動かして飲料を形成することができるように、異なる方法で配置された流入口を有することができる。いくつかの実施形態では、加圧気体が下方部分の流入口を通って導入されて、飲料媒質をカートリッジの外に動かし、カートリッジの外側の前駆液体と混合させる。他の実施形態では、前駆液体が下方部分の流入口を通って導入されて、両方が飲料媒質と混合され且つ飲料媒質をカートリッジの外に動かして飲料を形成する。

流入口は、流入口と飲料形成マシンの協力構成要素との間の適切な位置合わせを容易にするように、カートリッジ上に戦略的に置かれ得る。図２〜３及び図５に見られるように、一つの描写的な実施形態では、下方部分４２は、縁４４の下側又は下方表面に位置する流入口４７を含む。流入口４７はカートリッジ４のインデックス溝４６に置かれ得て、例えば、インデックス溝４６は流入口４７の下方に位置して、飲料形成マシンに置かれたときに流入口４７がカートリッジホルダに対して適切に位置することを確実にする。

流入口を通って下方部分の下方内部空間にアクセスすることを制御可能に抵抗し且つ可能にするために、流入口は、バルブ又はメンブレンシールのような流れ制御要素を含み得る。流れ制御要素は、流入口を通って下方部分の下方内部空間にアクセスすることを可能にするように開放され得て、例えば加圧気体又は液体が下方内部空間に導入されて飲料媒質を下方部分の流出口の外に動かすことができる。いくつかの実施形態では、流入口は縁４４の貫通可能部分を含み得る。いくつかの実施形態では、流れ制御要素の少なくとも一部が縁の下方領域から取り外し可能である。流入口４７の拡大図が図６に描かれており、これは流入口４７を通って取られたカートリッジの断面図である。図６に見られるように、流入口４７は流入口バルブ１４７を含み、これは、流入口バルブ１４７が縁４４に対して可動であるように、ヒンジ１４１を介して縁４４と結合される。流入口バルブ１４７は、流入口４７を通る流体の流入を制御する流れ制御要素である。流入口バルブ１４７が開けられる前に、バルブ端１４２が縁４４に破損領域１４９で結合される。図６に示された実施形態では、破損領域は薄い材料の低強度化された領域であり、バルブ１４７への力の印加によって開けられることができる。いくつかの実施形態では、破損領域１４９は、刻み目を入れられ得るか、又はその他の方法で、好ましい開放エリアを規定する低強度ライン又は領域を有する。いくつかの場合には、バルブ端１４２、破損領域１４９、及び縁４４は一つのモノリシック構成要素として、例えば成型された部品として、形成される。破損領域１４９におけるバルブ端１４２の縁４４からの取り外しは、流入口バルブ１４７が開くことを可能にする。破損領域１４９でバルブ端１４２が縁４４から取り外されると、流入口バルブ１４７は、ヒンジ１４１の周囲で縁４４に対して自由にピボット回転する。図６に示された実施形態では、ヒンジ１４１はリビングヒンジであり、すなわちヒンジ１４１は、それが接続する２つの部品（縁４４及び流入口バルブ１４７）と同じ材料から形成されて且つそれらと連続しており、縁４４、ヒンジ１４１、及び流入口バルブ１４７は一つのモノリシック構成要素として形成される。

破損領域１４９におけるバルブ端１４２の縁４４からの取り外しは、任意の適切な配置を使用して生じ得る。いくつかの実施形態では、以下により詳細に議論されるように、バルブ端１４２が破損領域１４９で外れるまで、物体が流入口バルブ１４７の下側を押し付け得る。図６及び図７に見られるように、いくつかの実施形態では、流入口バルブ１４７の下側は、下向きに延在している突起１４８を含む。いくつかの場合には、飲料形成システムからのある構成要素がこの下向きに延在している突起１４８を押し付け得て、流入口バルブ１４７を開ける。他の実施形態では、流入口バルブ１４７の下側に空気又は他の流体のブラストが当てられ得て、バルブ端１４２が破損領域１４９で外れるまで、流入口バルブ１４７の下側に力を作用する。

流入口４７の底部斜視図である図７に見られるように、縁４４は、流入口バルブ１４７を取り囲むシール表面１４３を含み得る。いくつかの実施形態では、図７に示されているのと同様に、シール表面１４３はＤ形状をしている。シール表面１４３の他の形状、例えば円形、楕円形、又は正方形も可能である。図６に見られるように、Ｄ形状のシール表面１４３は縁４４の下方表面又は側部に位置する。Ｄ形状のシール表面１４３における縁４４の垂直方向の厚さの増加は、バルブ１４７が縁４４から離れる低強度化された破損領域１４９を規定する助けになり得る。バルブのヒンジ１４１は、Ｄ形状の平坦部に沿って位置する。下向きに延在している突起１４８の底部表面は、突起１４８がＤ形状の平坦部で最小の垂直方向の厚さを有し且つＤ形状の平坦部の反対側で最大の垂直方向の厚さを有するように、Ｄ形状の平坦部に向かって上向きに傾斜が付けられている。突起１４８のこの形状は、突起１４８の下側に（例えば飲料形成マシンによって）印加される開放力を、平坦部の反対側のＤ形状の側部に集中させる。結果として、バルブ１４７まず、平坦部の反対側のＤ形状の側部で開けられて、それから平坦側に向かって進む。いくつかの場合には、シール表面１４３は、加圧空気又は他の気体（又は液体）が第２の部分４２に導入されるときに空気漏れを防ぐために飲料形成システムが係合するシール表面を提供し得る。

本実施形態では、流入口４７はヒンジ付きバルブの形態の流れ制御要素を含み、これは一方の端で下方部分から取り外されることができる。しかし、流れ制御要素に対しては、自閉式隔壁バルブ、一方向バルブ、チェックバルブ、圧力開放バルブ、又はメンブレンバルブのような他の配置が可能であることに留意されたい。流れ制御要素としてシールを使用する実施形態では、シールは、穿孔、圧力によるバースト、シールの剥離、又はその他の適切な配置を介して開けられ得る。いくつかの場合には、空気の通過は許容するが液体又は固体は通さない半透性メンブレンが使われ得る。加えて本実施形態では、バルブは、縁４４と一つのモノリシック構成要素としてバルブを形成することによって、下方部分に結合される。しかし、流れ制御要素が他の方法で、例えば接着剤、物理的インターロック、干渉フィット、ファスナ、ねじ係合、又は任意の他の適切な配置で、結合され得ることに留意されたい。

本発明者は、いくつかの実施形態において、下方部分４２の流入口バルブ１４７に又はその近くに飲料媒質があることがバルブ１４７の開放と干渉し得ること、及び／又は、バルブ１４７が開けられて飲料形成システムと接触するときに飲料媒質を下方領域から漏れ出させ得ることを認識した。後者は、システム及び引き続く飲料を汚染し且つ／又は飲料形成システムの動作と干渉し得る。そのため、本発明者は、飲料媒質を保持している内側空間が内側空間への流入口から物理的に分かれている配置の必要性を認識した。したがって、本発明の一つの局面は、流入口と飲料媒質が保持されている部分の内側空間との間の流体連通を許容しながら飲料媒質部分の流入口の隔離又は飲料媒質と接触することを防止することに関している。

本発明の一つの局面によれば、カートリッジは、飲料媒質部分の流入口と飲料媒質が保持されている部分の内側空間とを流体的に接続する気体経路を含む。一つの描写的な実施形態では、流入口４７の頂部側を描いている図８に見られるように、縁４４の下方表面１４４ｂが流入口バルブ１４７の破損領域１４９から下方部分４２の下方内部空間４２ａに延在している気体経路１５０を含む。この気体経路１５０は、流入口４７を通って下方内部空間４２ａに入る空気に、下方内部空間４２ａに収容された飲料媒質に対して力を作用させる。本実施形態では、気体経路１５０は縁の下方表面１４４ｂに付けられたくぼんだチャネルであるが、以下に述べるように、他の配置も可能である。図２〜３及び図５に見られるように、下方部分４２の蓋１４５が流入口４７及び気体経路１５０に重なり、これにより気体経路１５０の上側境界を規定する役割を果たす。いくつかの実施形態では、蓋は気体経路の少なくとも一部に重なり、これにより気体経路１５０の少なくとも一部の上側境界を規定する役割を果たす。流入口バルブ１４７の開放位置に向かう動きは、例えばバルブ１４７と気体経路１５０との間のローカルエリアで蓋１４５を持ち上げることによって、流入口４７を通って気体経路１５０への流体連通を開放する。流入口４７を通る空気又は気体は、それから気体経路１５０を通過して進み、下方内部空間４２ａに入る。飲料媒質を保持している下方内部空間４２ａからこの部分の流入口４７を分ける気体経路１５０を含めることは、飲料媒質をこの部分の流入口４７から分ける手助けになり得る。図５に示されている実施形態では、気体経路１５０は曲がりくねった経路を有している。適切に狭く浅い且つ／又は湾曲した経路を有することは、飲料シロップのような飲料媒質が流入口４７に達するような飲料媒質の動きに抵抗する助けになり得る。

気体経路が図８に示された方形形状又は配置に限定される必要がないことに留意されたい。例えば、気体経路は任意の形状を有することができ、より多く又はより少ないうねりを有することができ、あるいは直線状の気体経路であることができる。気体経路は、チャネル、くぼみ、溝、切欠き（カットアウト）、中空のセクション、又はそれに沿って気体が移動することができる他の任意の前もって規定された経路であり得る。いくつかの場合には、液体又は固体が、同様に経路に沿って移動し得る。いくつかの実施形態では、気体経路は、重なっている材料の２つの表面の間の糊又は接着性パターンを使用して規定され得て、接着されていない部分は気体が移動できる経路を規定し、接着された部分が経路の境界を規定する。例えば、図８に示されている実施形態における縁４４の下方表面１４４ｂへのくぼみである気体経路の代わりに、気体経路は、下方部分４２の蓋１４５と縁４４の下方表面１４４ｂとの間に糊又は接着性パターンを使用して形成され得る。一つの例として、蓋１４５は、あるエリアで下方部分４２に接着され得て気体経路の境界を規定し、接着されていないエリアは気体が移動できる経路を規定する。いくつかの実施形態では、気体経路は、長さ10〜30mm、幅0.1〜１mm、及び深さ0.1〜0.5mmを有し得る。一つの実施形態では、気体経路は、約22mmの長さ、0.45〜0.7mmの間の幅、及び約0.3mmの深さを有する。

カートリッジの下方部分は、カートリッジ内の飲料媒質が放出されて前駆液体と混合され飲料を形成するように、異なる方法で配置された流出口を有することができる。流出口は、カートリッジの下方部分の下方内部空間内の内容物が飲料形成プロセスにおける所望の時点まで下方部分を出ることを防ぐように、配置され得る。いくつかの実施形態では、流出口は一つ又はそれ以上の流れ制御要素を含み、これが、カートリッジの下方部分の下方内部空間内の内容物が飲料形成プロセスにおける所望の時点まで下方部分を出ることを防ぐように機能する。

図２及び図５に示された実施形態では、下方部分４２は、流出口を通る流体連通に抵抗し且つそれを可能にするように構成された一つ又はそれ以上の流れ制御要素を含む流出口４８を含む。一つの実施形態では、流出口バルブ１６０及び流出口カバー１６４が流れ制御要素として機能する。バルブ１６０及び流出口カバー１６４の両方が、下方内部空間４２ａ内の飲料媒質３１が飲料形成プロセスにおける所望の時点まで下方部分４２を出ることを防ぐように機能する。いくつかの実施形態では、流出口カバー１６４は、好ましい開放エリアを規定する一つ又はそれ以上のライン／領域に沿って、刻み目を入れられるか又はその他の方法で低強度化される。一つの実施形態では、刻み目を入れられた領域はＸ形状を有する。他の実施形態では、流出口カバーは低強度化された領域を有さず、これにより強度が一様である。図２に見られるように、環状の溝１６３が流出口４８を取り囲む。流出口カバー１６４は、流出口４８及び環状の溝１６３の両方を越えて延在している。流出口カバーが低強度化された領域を有する実施形態では、環状の溝１６３が低強度かされた領域を取り囲む。環状の溝は、下方部分４２の底部壁４２２の下に突出し得る。以下に論じられるように、飲料形成システムの環状の流出口穿孔器が環状の溝１６３に挿入され得て、低強度化されてライン／領域に沿って流出口カバー１６４を裂いて開放する。いくつかの実施形態では、飲料形成システムの環状の流出口穿孔器の環状の溝１６３への挿入は、流出口カバー１６４の１／４（又はその他の適切に分割された部分）を放射状に外向きに剥離して、流出口４８を露出させる。

流出口カバー１６４が開くと（又は流出口カバー１６４が使用されない実施形態では）、例えば流入口４７を通って下方内部空間への加圧空気又は気体の流入による下方内部空間４２ａ内の圧力の増加により、下方内部空間４２ａ内の圧力が下方内部空間４２ａの外部の圧力を越えて、バルブ１６０における圧力差を生成する。閾値の圧力差に達すると、バルブ１６０が開く。バルブ１６０は、隔壁バルブ、チェックバルブ、圧力開放バルブ、又は任意の他の適切なバルブのような、任意の適切な流れ制御要素であり得る。いくつかの実施形態では、バルブは完全に省略される。いくつかの実施形態では、流出口が、バルブ及びバルブカバーの両方ではなくどちらか一方を含み得る。例えば、ある実施形態では、流出口は、カートリッジの底部表面における開口の上にカバーを含む。

他の配置が可能であることに留意されたい。例えば流出口は、下方内部空間４２ａ内の圧力の増加により開くバース可能なシール、環状の穿孔器ではなく密なロッド又は針のようなデバイスで穿孔されるメンブレン、あるいはユーザ又は飲料形成システムによって除去されることができる剥離シールのような一つ又はそれ以上の流れ制御要素を含み得る。

カートリッジの飲料形成システムとの相互作用が、ここで論じられる。カートリッジは異なる飲料形成システムとともに使われ得るが、図９〜１４は、カートリッジ４とともに使用され得る一つの飲料形成システムを示す。図９は、カートリッジとともに使用されることができる飲料形成システム１の描写的な実施形態を示す。本実施形態では、飲料形成システム１の構成要素は、ユーザのカップ又は他の容器８を支持するドリップトレイ２３と溜り１１とを含むハウジング２１内に又はその上に置かれる。この場合、溜り１１オプションとしてハウジング２１から取り外し可能で、飲料を形成するために使用されて射出ステーション２９でユーザの容器８に射出される水のような飲料前駆液体２を収容する。溜り１１は取り外し可能な蓋１１ａを含み、これは前駆液体２を溜り１１内に提供するために取り外されることができるが、そのような蓋１１ａは必須ではない。さらに、溜り１１は取り外し可能である必要はなく、及び／又はメインの水源への配管接続によって交換され得る。飲料前駆液体２は、水（例えば香りが付けられた、あるいは甘味が付けられた、ろ過された、脱イオン化された、軟化された、炭酸化されたなどのように他の方法で処理された水）、あるいは、ミルク、ジュース、コーヒー、茶などのような飲料を形成するために使用される任意の他の適切な液体（室温に対して加熱又は冷却されたか、あるいはされていない）を含む、任意の適切な液体であることができる。溜り１１は、何らかの種類のコンディショニング、例えば炭酸化、ろ過、冷却、飲料媒質との混合など、及び引き続く飲料としての射出のために前駆液体２を提供する飲料前駆体サプライの一部である。

図１０に見ることができるように、気体源及び／又は飲料媒質を収容しているカートリッジ４は、システム１のカートリッジホルダ３に関連付けられ得る。先に論じたように、気体源は、前駆液体を炭酸化するためにシステム１によって使用される二酸化炭素又は他の気体を発し得て、香料剤のような飲料媒質は前駆液体と混合され得る。本実施形態では、カートリッジ４は、スライド式ドロワ１３１を前方に引いてドロワ１３１のカートリッジレシーバ又は受け取りエリアを露出することによって、カートリッジホルダ３と関連付けられ得る。

本発明の局面によれば、カートリッジ４は飲料形成マシンのカートリッジホルダによって、カートリッジの上方部分が空間に保持され且つカートリッジの下方部分が保持されている空間とは異なる圧力を有するように、保持され得る。例えば、上方部分は、前駆液体を炭酸化するために使用される比較的高い圧力の気体を受け取るように配置されたシールされた空間に保持され得て、下方部分は周囲圧力で保持される。そのような配置は、下方部分を比較的高い圧力から隔離し、例えば下方部分４２への高圧気体の導入によって飲料媒質の早すぎる射出を防ぐことの手助けになり得る。図１１及び図１２は、図９〜１０に示されたシステム１とともに含まれ得るカートリッジホルダ３の側方断面図を示し、これは図１〜３に示されたものと同様のカートリッジとともに動作し得る。本実施形態では、カートリッジホルダの下方部分がスライド式ドロワ１３１を含み、これは、カートリッジ４がバスケット３２、すなわちカートリッジレシーバに位置している開位置に示されている。カートリッジはバスケット３２で受領され得て、縁４４又は他のクランプ構造がバスケット３２の上方の棚状部又は表面の上に位置してバスケット３２がカートリッジ４の重量を支持する。カートリッジ４がバスケット３２にある状態で、ドロワ１３１は図１２に示された閉位置に動かされ得る。それゆえ、カートリッジホルダ３の上方部分が下向きに動き得て、カートリッジ４を所定の位置に保持し、例えば上方部分４１をシールされた空間に収容する。本実施形態では、カートリッジホルダの上方部分がねじ付きスリーブ３４を含み、これがピストン３６を運んでカートリッジ４に対して下向きに動くことができ、ピストン３６の下方表面がカートリッジ縁４４に接触して縁４４の上に下向きにクランプして、ピストン３６と縁４４との間にシールを形成する。ねじ付きスリーブ３４及びピストン３６は、ねじ付きスリーブ３４の一部の周囲に位置する回転可能スリーブ３５の回転によって、下向きに動く。具体的には、モータドライブ３７のウォームギアが回転可能スリーブ３５のギアと係合し得て、モータドライブ３７が回転可能スリーブ３５をねじ付きスリーブ３４に対して回転させることができる。回転可能スリーブ３５及びねじ付きスリーブ３４はねじ接続によって係合されるので、回転可能スリーブ３５の回転は、ねじ付きスリーブ３４をカートリッジ４に対して下向きに（又は、回転可能スリーブ３５の回転方向に依存して上向きに）動かす。

ねじ付きスリーブ３４及びピストン３６が下向きに動くと、カートリッジ４の上方部分４１は、ピストン３６がカートリッジ縁４４に接触してカートリッジ４をカートリッジホルダの下方部分に対して下向きに動かすまで、ねじ付きスリーブ３４／ピストン３６に受領され得る。この下向きの動きは２つのアクション、すなわち流入口４７及び下方部分４２の流出口４８の穿孔を生じさせることができる。すなわち、バスケット３２がドロワ１３１に対して垂直方向に動き得て、それでもばね付勢されて上向きに動いて、カートリッジ４がバスケット３２にあってもなお上方位置に留まる。しかし、カートリッジホルダの上方部分（例えばねじ付きスリーブ３４及びピストン３６）のクランプ力がバスケット３２へのばね付勢に打ち勝つことができて、バスケット３２及びカートリッジ４をドロワ１３１に対して下向きに動かす。図１３に見られるように、バスケット３２及びカートリッジ４の下向きの動きは射出気体要素３３を流入口バルブ１４７の下側に接触させて流入口バルブ１４７を開けて、射出気体要素３３が加圧気体を下方内部空間４２ａに送達させることができる。

射出気体要素３３におけるガスケット又はその他のシールが流入口４７でカートリッジ４と係合することができて、流入口４７で耐リーク接続を形成する。上述のように、カートリッジ４は、流入口バルブ１４７を囲んでいるＤ形状のシール表面１４３（図７参照）を有し得て、飲料形成システムが係合して気体の漏れを防ぐシール表面を提供する。また理解されるように、射出気体要素３３は、例えば空気ポンプから加圧気体を提供するラインに接続され得る。本発明のある局面によれば、カートリッジは、縁４４又はその他のクランプ構造の下側で開けられ得て開口を提供し、そこを通って加圧気体が導入されて飲料媒質を下方部分４２の外に動かすことができる。縁４４又はその他のクランプ構造要素は比較的ロバストに製作され得て、カートリッジホルダとの所望のシールを確立し且つ射出気体要素３３の突き当て力に対抗するので、カートリッジ４の残りは比較的低強度であるか又はよりロバストではない材料又は構造で製作され得て、例えばカートリッジのコスト及び／又は重量を減らす。これより、カートリッジは、下方部分４２への加圧気体の導入のための信頼性のある穿孔及び縁４４におけるカートリッジホルダとのシールを許容する一方で、材料要件を減らすように、配置され得る。

他の実施形態では、射出気体要素３３は、単純に加圧気体をバルブの下側に印加することによって、バルブとの物理的な接触を必要とせずに流入口バルブ１４７を開けてもよい。バルブは、バルブの下側への加圧気体の印加によって生成されるバルブにおける圧力差のために開く。

カートリッジ４及びバスケット３２の下向きの動きは、流出口穿孔要素３９を流出口４８で流出口カバー又はその他のカートリッジ部分と接触させて、流出口４８が開けられる。本実施形態では、流出口穿孔要素３９は環状の縁を含み、これが流出口カバーと接触して、流出口カバーの上方のカートリッジ４の環状の溝の中に受け入れられる。上述のように、流出口穿孔要素３９の環状の溝１６３への動きは流出口カバー１６４に応力を与えて、刻み目を入れられ得るか又はその他の方法で好ましい開放エリアを規定する低強度のラインを有し得るメンブレンが刻み目のライン／低強度のラインに沿って裂いて開いて、引き戻されて、流出口４８が飲料媒質を射出ステーション２９に射出することができる、前駆液体のための射出ライン３８もまた射出ステーション２９に向いて、前駆液体２及び飲料媒質が一緒に又は別個にユーザのカップ８内に射出されることができる。

本発明のある局面によれば、カートリッジは飲料形成マシンのカートリッジホルダによって、カートリッジの上方部分が空間に保持され且つカートリッジの下方部分が保持されている空間とは異なる圧力を有するように、保持され得る。例えば、上方部分は、前駆液体を炭酸化するために使用される比較的高い圧力の気体を受け取るように配置されたシールされた空間に保持され得て、下方部分は周囲圧力で保持される。そのような配置は、下方部分を比較的高い圧力から隔離し、例えば下方部分４２への高圧気体の導入によって飲料媒質の早すぎる射出を防ぐことの手助けになり得る。

本発明のある局面によれば、カートリッジは、カートリッジホルダの上方部分の下向きの動きが、上方内部空間がアクセスされることができるようなカートリッジの蓋の穿孔又はその他のアクションも生じさせ得るように、配置され得て且つ飲料形成マシンのカートリッジホルダによって保持され得る。この描写的な実施形態では、ピストン３６が、蓋４５を穿孔して活性化流体を上方部分４１に導入するように配置された一対の穿孔要素３６１と、蓋４５を穿孔して気体源によって発せられた気体がカートリッジ４を出ることを許容するように配置された穿孔要素３６２と、を含む。図１４に見られるように、穿孔要素３６１は蓋４５及びフィルタ４５ａを貫通して活性化流体がフィルタ４５ａの下方に導入されることができるように配置されている。しかし、穿孔要素３６２は、蓋４５だけを穿孔してフィルタ４５ａは穿孔しないように配置されている。このようにして、上方部分４１に発せられた気体は、飲料形成マシンを出る前にフィルタ４５ａを通過しなければならない。このことは、ゼオライト粒子のような気体源がカートリッジ４を出て飲料形成システムの炭酸化気体サプライまで通過することを防ぐことの助けになり得る。フィルタ４５ａに対しては、上述のような１枚のフィルタ紙、気体を通過させるが気体源材料及び／又は液体の動きには抵抗する疎水性の非織材料のような様々な配置が可能である。フィルタ４５ａに加えて又はその代わりに、炭酸化気体を受領する導通管が、導通管内のフィルタプラグのようなフィルタ要素を含み得て、飲料形成システムの炭酸化タンクへの気体源材料の動きにさらに抵抗する助けとなる。穿孔要素は、中空の針、スパイク、刃、ナイフ、又はその他の配置を含み得て、カートリッジ４に適切な開口を形成する。本実施形態では、穿孔要素３６１はチューブ状要素を含み、その遠端に活性化流体の放出開口を有し、活性化流体がフィルタ４５ａの下方で穿孔要素３６１から放出されることができる。対照的に、穿孔要素３６２は比較的鈍く、蓋４５は貫通するがフィルタ４５ａは貫通しない。あるいは、カートリッジ４は規定された開口、例えば一つ又はそれ以上のポートを有し得て、これらは、カートリッジ４の中へ及び／又はそこから出る流れを可能にする隔壁又はその他のバルブタイプの要素を含む。

カートリッジホルダ３が必ずしもここに記述された実施形態に限定されないことを理解されたい。例えば、カートリッジホルダは任意の適切な方法で開閉し得て、カートリッジ４をホルダ３内に配置し且つ／又はそこから取り外すことを可能にする。一つの実施形態では、カートリッジホルダは、ホルダ３のレシーバ部分にピボット回転可能に搭載された蓋を含み得て、且つハンドル又はリンク配置によってのようにマニュアルで、あるいはモータドライブによってのように自動的に開閉され得て、カートリッジホルダ３を閉じる。もちろん蓋は、（スクリューカップのような）ねじ接続によって、蓋が静止したままである一方で蓋に対して動くカートリッジレシーバによって、蓋及びカートリッジレシーバの両方の動きによって、などでカートリッジレシーバに係合されるような他の方法で、配置され得る。加えて、カートリッジホルダ３は必ずしも蓋及びレシーバの配置を有する必要はなく、その代わりに、協働してカートリッジを開閉及び支持する任意の適切な単数又は複数の部材を有し得る。例えば、一対のクラムシェル部材がお互いに対して移動可能であり得て、カートリッジの受領及びカートリッジの物理的支持を可能にする。いくつかの他の描写的なカートリッジホルダの配置が、例えば米国特許第6,142,063号、第6,606,938号、6,644,173号、及び第7,165,488号に示されている。上述のように、カートリッジホルダ３は、カートリッジとシステム１の他の部分との間に気密性で漏れのない又はその他の特殊な接続を確立するための特別なステップをユーザが取ることを必要とせずに、ユーザが一つ又はそれ以上のカートリッジをホルダ３に配置することを可能にし得る。その代わりに、いくつかの実施形態では、ユーザは、カートリッジを単純に受領空間に配置して、カートリッジホルダを閉じることができ得る。

一つの局面によれば、カートリッジはインデックス形状を含み、飲料形成システムのカートリッジホルダに挿入されたときに、適切に位置合わせされた方向でカートリッジを位置決めすることを容易にする。インデックス形状は、下方部分４２の側壁４２０に形成され得る。図１５に見られるように、カートリッジは、下方部分４２の側壁４２０における溝、凹部、又はくぼみの形態のインデックス形状４６を含む。インデックス形状４６は、下方部分４２の底部壁４２２から縁４４まで延在している。インデックス形状４６は、下方部分４２の垂直軸１９０に平行であり得る軸の周囲で、下方部分４２の側壁４２０に横方向に湾曲している。いくつかの実施形態では、インデックス形状４６は、下方部分４２の垂直軸１９０に対して斜めになっている軸の周囲で湾曲している。いくつかの実施形態では、インデックス形状４６は、下方部分４２の垂直軸１９０から外向きに離れるように斜めになっている軸の周囲で湾曲しており、インデックス形状の軸は底部壁４２２から下方部分４２の頂部に向かって延在している。他の実施形態では、インデックス形状４６は、垂直軸１９０から平行な軸の周囲で湾曲している。インデックス形状４６の幅Ｗは、インデックス形状４６が底部壁４２２から下方部分４２の頂部に向かって延在するにつれてテーパ状であり得る。あるいは、インデックス形状の幅Ｗは、下方部分４２の頂部から底部壁４２２に向かってテーパ状であり得るか、又は一定のままであり得る。

インデックス形状４６は、下方部分４２の流入口４７に位置合わせされ得て、且つ／又はそれに隣接し得る。いくつかの実施形態では、インデックス形状４６は流入口４７の下方に位置する。図２及び図７に最もよく見ることができる一つの描写的な実施形態では、インデックス形状４６は側壁４２０への凹部であって、縁４４はインデックス形状４６において、縁４４のその他の環状位置におけるよりも大きなオーバーハング距離を有する。オーバーハング距離は、側壁４２０から縁４４の終わりまでの放射状に外向きの距離として測定される。図７に最もよく見ることができるように、縁４４はインデックス形状４６において、縁４４のその他の環状位置におけるよりも拡大された下側エリアを有する。いくつかの実施形態では、拡大された下側エリアは、流入口のような一つ又はそれ以上の形状を拡大された下側エリアに追加することを可能にし得る。図７に示される描写的な実施形態では、流入口４７は、インデックス形状４６のために拡大されている縁４４の下側の部分に位置する。しかし、インデックス形状４６がカートリッジ４の他の場所に位置し得て、流入口４７に位置合わせされ且つ／又は隣接する必要がないことに留意されたい。

インデックス形状４６が図１５に示された特定の溝の形状に限定されないことに留意されたい。例えば、インデックス形状は、カートリッジの底部の頂部における突起、くぼみ又は凹部、又は任意の他の適切な形状であり得る。いくつかの場合には、インデックス形状はカートリッジのクランプ構造に組み込まれ得て、例えば突起の間の一つ又はそれ以上のギャップが、カートリッジの適切な位置決めを確実にするために利用され得る。

いくつかの実施形態では、カートリッジは、依然として香りが付いた飲料を形成するために飲料媒質のみを提供するか、又は炭酸水を形成するために気体源のみを提供するように、改変され得る。オプションとして、カートリッジは、上述の飲料形成システムとともに動作するように構成され得る。例えば、図１７〜１８に示されるように、カートリッジ４は飲料媒質３１を収容する単一の部分４２のみを有するように改変されている。この部分４２はキャップ１５１に取り付けられている。下方部分４２の縁４４は、キャップ１５１と組み合わされて縁４４を形成する。図１〜８に示された実施形態における下方部分４２におけるように、図１７〜１８に示された実施形態における部分４２は、流入口バルブ１４７と気体経路１５０とを有する流入口４７を含む。カートリッジが気体源を含まない場合には、カートリッジの任意の部分をシールされた空間に維持する必要はない。これより、縁又はその他のクランプ構造は、カートリッジホルダとの係合のためのシール表面を提供するように配置される必要はなく、その代わりに、カートリッジホルダがカートリッジを所望の位置に保持することを可能にするように機能して、例えばカートリッジを下向きに押してカートリッジの気体流入口及び／又は飲料媒質流出口を穿孔する。そのような場合、単純な放射状に延在しているタブ又はリブが適切なクランプ構造を提供し得るが、その他の配置も可能である。

図１９〜２０に示される他の例として、カートリッジ４は気体源３０のみを収容している単一の部分４１のみを有するように改変されている。上方部分４１はキャップ１５３に取り付けられている。図１〜８に示された実施形態における上方部分４１におけるように、図１９〜２０に示された実施形態における部分４１は、頂部蓋４５、フィルタ４５ａ、及び周辺部４４ｃを有する底部壁４９を含む。図２０に見られるように、上方部分４１の周縁部分４４ａ、キャップ１５３、及び周辺部４４ｃは、一緒に組み合わされて縁４４を形成する。

カートリッジ４は任意の適切な材料から形成され得て、必ずしもここに示された構成に限定されるものではない。例えば、カートリッジは、湿気、及び／又は酸素、水蒸気などのような気体に対するバリアを提供する材料から形成され得るか、又はその他の方法でそれを含み得る。一つの実施形態ではカートリッジはポリマーラミネートから構成され得て、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレンの層、及び／又は、ＥＶＯＨ及び／又は金属ホイルのようなその他のバリア材料の層を含むシートから形成され得る。一つの実施形態では、カートリッジは射出成型される。さらに、カートリッジ材料及び／又は構成は、カートリッジに収容される材料によって変わり得る。例えば、気体源材料を収容しているカートリッジ４の部分はロバストな湿気バリアを必要とし得る一方で、飲料材質部分は、そのような高い湿気抵抗は必要としない。これより、カートリッジは、異なる材料から及び／又は異なる方法で形成され得る。加えて、カートリッジ内側は、所望の機能に応じて異なって構成され得る。例えば、飲料媒質カートリッジ部分は、混合を推奨するように液体／飲料媒質に曲がりくねった経路を進ませるバッフル又はその他の構造を含み得る。気体源カートリッジ部分は、気体源を内側空間の特定の位置又はその他の配置に保持するように配置され得て、例えば気体源が活性化液体によって湿らせることを制御する助けとする。これにより、ここで使用されているように、「カートリッジ」は、ポッド（例えば、材料を収容しているフィルタ紙の向かい合った層）、カプセル、小包（サチェット）、パッケージ、又は任意の他の配置のような任意の適切な形態を取り得る。カートリッジは規定された形状を有し得て、あるいは、（完全にフレキシブルな材料からできたいくつかの小包又はその他のパッケージを有する場合のように）規定された形状を有しなくてもよい。カートリッジは、空気及び／又は液体に対しては不浸透性であり得て、あるいは、水及び／又は空気をカートリッジ内に通過させ得る。

本発明の一つの局面によれば、カートリッジは、飲料形成システム又はその他のインジケータリーダによって読み取り可能なインジケータを含む。図１５に見られる一つの描写的な実施形態に見られるように、カートリッジ４はインジケータ１７９を含み、これは飲料形成システムよって読み取り可能である。非限定的で描写的な例として、インジケータは、ＲＦＩＤタグ、バーコード、英数字列、タガント、タガントインク、又はその他の適切なインジケータであり得る。

インジケータは、飲料形成システム又は他のリーダに任意の適切な情報を提供するために使用され得る。例えば、インジケータは、飲料形成システムに、特定の香り、容積、気体のみ又は飲料媒質のみのようなカートリッジ内部に収容されている内容物のタイプを知らせ得る。このことは、そのような内容物に適した処理を飲料形成システムに実行させ得る。いくつかの実施形態では、インジケータは、製造物認証、期限情報、及び／又は、ロット番号及び製造施設のような製造情報を提供し得る。

いくつかの実施形態では、インジケータは飲料形成システムに、飲料のために使用されるべき炭酸化レベルを示し得る。カートリッジ４から炭酸化レベルを決定した後に、飲料形成システムの制御回路／コントローラは、システムをそれにしたがって制御し得る。これにより、ユーザは、システム１と交信することによって炭酸化レベルを選択する必要がなく、その代わりに炭酸化レベルは選択された飲料に基づいて自動的に調整され得る。さらに他の実施形態では、ユーザは、ユーザが望む炭酸化レベルに合致する気体源カートリッジ４を選択することが可能になり得る。（異なる炭酸化レベルは、カートリッジ４に異なる量の気体源を入れることによって、異なるカートリッジ内に提供され得る。）例えば、低、中、及び高レベルの炭酸化を提供するカートリッジが、ユーザによる選択のために提供され得て、ユーザは所望の炭酸化レベルに合致するカートリッジを選んでシステム１に選択されたカートリッジを提供し得る。これにより、「低」とラベルされた気体源カートリッジが選ばれ得てシステムで使用され得て、低レベルの炭酸化飲料を生成する。

ユーザは代わりに、システム１によって使用されるべきカートリッジ４と何らかの方法で交信することによって、形成されるべき飲料の特性を規定することが許容され得る。例えば、所望の飲料の特性を表すため、タブ、ノッチ、又はその他のカートリッジの物理的な形状がユーザによって変更又は形成され得る。例えば、ユーザによって生成される折れたタブ、スライダインジケータ、カートリッジのある部分のカバーされた又はカバーされていないミシン目などは、所望の炭酸化レベル、飲料を形成する際に使用される飲料媒質の量（システム１は、カートリッジ内の飲料媒質の全てよりも少ない量を使用して飲料を形成するように制御可能である場合）などを示し得る。カートリッジ４の形状はまた、制御回路／コントローラによって、カートリッジの特徴、形成されている飲料、又はその他のシステム１の構成要素を検出するために使用され得る。例えば、カートリッジ４のライトガイドは、カートリッジ内の飲料媒質のレベル、カートリッジ４内の前駆液体の流れ、カートリッジ内の圧力（例えばカートリッジ部分の偏向が検出されることができて圧力を示す場合）、ピストン、バルブ又はその他のカートリッジ構成要素の位置、カートリッジ内に飲料媒質が無いこと（飲料形成の完成を表すために）、などをコントローラが光学的に検出することを可能にする。電気センサコンタクト（例えば前駆液体の炭酸化レベル又はその他の特性を表す導電率測定値を提供するため）、音響センサ（気体放出、流体の流れ、又はカートリッジのその他の特性を検出するため）などのような他のセンサ形状が、カートリッジに組み込まれ得る。

カートリッジはまた、飲料の形成時に使用されるカートリッジの適合性に関する視覚的又はその他の検出可能な指標を提供するように配置され得る。例えば、カートリッジは、気体源が少なくとも部分的に活性化されたことを示すポップアップインジケータ、カラーインジケータ、又はその他の特徴を含み得る。この指標を見たら、ユーザはカートリッジが飲料形成マシンでの使用に適合していないと判断し得る。他の実施形態では、ＲＦＩＤタグが、気体源の活性化（例えば圧力の増加を介して）、飲料媒質の劣化（例えば温度の増加を介して）、又はその他のカートリッジの特性を検出するセンサと関連させられ得て、これらは飲料形成マシンのリーダに送信され得る。マシンは、その状態をユーザに表示し且つ／又はカートリッジを使用して飲料を形成するためのマシンの活性化を防ぎ得る。

本発明者は、飲料媒質をカートリッジから排出した後に、残存する飲料媒質が飲料に組み込まれずにカートリッジ内に残り得て、これにより無駄にされることを認識した。本発明者は、飲料媒質のカートリッジからの効率的な排出に対する必要性を認めた。

本発明者は、飲料媒質を保持している内部空間の形状及び配置が、カートリッジの内部空間からの飲料媒質の射出の効率に影響することができることを認識した。いくつかの場合には、カートリッジ内部のトレンチ又は溝に置かれている飲料媒質がカートリッジの外に射出することが困難である。加えて、飲料媒質流出口の流れ制御要素を同じレベルか又はその下方にある内部空間の部分に置かれている飲料媒質は、カートリッジの外に射出することが困難である。

本発明の一つの局面によれば、飲料媒質を収容しているカートリッジの内部空間の全体が、飲料媒質流出口の流れ制御要素の高さの上方にある。本発明の他の局面によれば、飲料媒質を収容している内部空間の内部の任意のトレンチ又は溝が、埋められるか又はその他の方法で塞がれて、飲料媒質がトレンチ又は溝の中に入ることを妨げる。

一つの描写的な実施形態では、図２１Ａ〜２１Ｂに見られるように、カートリッジ下方部分４２が内部空間４２ａを有し、その内部空間の底部に円形のトレンチ３１が形成されている。このトレンチは、流出口バルブ１６０の高さよりも低いレベルまで、下向きに突出している。図２２に見られるように、飲料媒質３１がカートリッジ下方部分４２に保持されると、飲料媒質３１の一部はトレンチ３１０内に存在する。飲料媒質のこの部分がトレンチ内に位置して、流出口バルブ１６０の高さよりも低いレベルにあるので、飲料媒質のこの部分はカートリッジの外に射出されることが困難で、残存飲料媒質としてカートリッジ内に留まりやすい。

一つの局面によれば、飲料媒質がトレンチ３１０に入ってトラップされることを防ぐために、カートリッジは図２３に示されるように、トレンチに置かれたトレンチフィルタ３１２を含み得る。トレンチフィルタ３１２の頂部表面は、カートリッジの底部壁４２２の延長部として機能し得る。底部壁４２２及びトレンチフィルタ３１２は組み合わされて傾斜付き表面を形成し得て、これは流出口４８に向かって傾斜を有して飲料媒質が流出口に向かって動きやすくなるようになっている。

この描写的な実施形態では、トレンチフィルタ３１２は、カートリッジとは別個に形成されてその後にトレンチ３１０に挿入される構成要素である。しかし、他の配置が可能であることに留意されたい。例えば、トレンチフィルタ３１２は、最初に液体又は流れる物質であり得て、これがトレンチ３１０内に浸されるか又はその他の方法で流されて、トレンチを埋める。最初に液体又は流れる物質がそれから、硬化されるか又はその他の方法で固体化される。トレンチフィルタ３１２は、干渉フィット、スナップフィット、機械的インターロック、接着剤、溶接、又はその他の適切な結合配置を介してカートリッジに結合され得る。他の例では、トレンチフィルタ３１２及びカートリッジは、単一の部品として成型され得る。

他の局面によれば、フードのような流れ方向付け器が、カートリッジを出る飲料の流れを再方向付けして、より効率的な飲料の排出を可能にする。どのような理論にも制約されないことを願うと、いくつかの場合には、飲料媒質はカートリッジから連続流として流れ出る。いくつかの場合には、流れの連続性がひとたび破れると、破綻点から上流の飲料媒質は流出口に向かう動きを止めて、その結果としてカートリッジ内に残存飲料媒質として留まる。流れ流への空気の混入は飲料媒質流の連続性を破るように作用することができて、残存飲料媒質を形成する。いくつかの場合には、フード、プレート、又はその他の流出口に重なる物理的な障害物のような流れ方向付け器が流出口に向かって動いてそこから出ていく飲料媒質の流れプロファイルを、空気の混入を減らすように変える。流れ方向付け器は、カートリッジを出ていく飲料媒質の非連続性を妨げるボトルネックとして機能する孔を含み得る。いくつかの場合には、ひとたび飲料媒質流が流れ方向付け器のネック領域に達すると、流れはネック領域で後退して飲料媒質流の連続性を保存する手助けとなる。

加えて、どのような理論にも制約されないことを願うと、残存飲料媒質はカートリッジ内の流出口よりさらに先の地点で蓄積し得る。例えば、流出口がカートリッジの中心に置かれていると、残存飲料媒質はカートリッジの側部で蓄積し得る。いくつかの実施形態では、流れ方向付け器が含まれ得て、流出口に直接に位置され得る。いくつかの場合には、流れ方向付け器は、飲料媒質の蓄積エリアに向かって空気圧を向けて、飲料媒質を流出口に向かって動かし得る。

一つの描写的な実施形態では、図２３に見られるように、カートリッジ下方部分４２は流れ方向付け器３５０を含み、これは流出口４８の流出口バルブ１６０と位置合わせされている。図２４に最もよく見られるように、流れ方向付け器３５０は側孔３５４を含み、これが飲料媒質を受け止めて、下向きに流出口孔３５６を通るように向きを変えさせる。図２４に示されている描写的な実施形態では、流れ方向付け器３５０は２つの側孔３５４を有する。しかし、一つ又はそれ以上の側孔３５４が含まれ得ることに留意されたい。側孔３５４は、流出口孔３５６の方向とは異なる方向に向けられ得る。例えば、側孔３５４は流出口孔３５６に垂直な方向に向けられ得る。流れ方向付け器３５０は、流出口孔３５６を越えて延在している頂部表面３５２を有する。側孔３５４が使用される実施形態では、流れ方向付け器は、同様に側孔３５４を越えて延在し得る。いくつかの実施形態では、流れ方向付け器は円形である。流れ方向付け器は回転対称であり得る。図２４に示されている実施形態では、流れ方向付け器は回転対称で、且つ同様に線対称性を有している。

図２５〜２６に見られるように、頂部表面３５２は流れ方向付け器３５０の頂部を閉じて、飲料媒質が頂部を通って流れ方向付け器３５０に入ることを禁じている。その結果として、飲料媒質は、側孔３５４を通って流れ方向付け器３５０の側部に入ることによってカートリッジを出ることができるだけである。いくつかの場合には、上述のように、頂部表面３５２は、空気圧の向きをカートリッジの側部に向かう方向に変えるように機能し得て、側部で集められる飲料媒質の動きが流出口４８に向かうようにさせる。図２４〜２６の描写的な実施形態では、頂部表面は円形である。しかし、楕円形、正方形、三角形、不規則な多角形のような他の形状が使用され得る。頂部表面３５２は、図２５〜２６に示されるよりもサイズが大きくても小さくてもよい。いくつかの実施形態では、頂部表面３５２は約10〜30mmの直径、約４〜60mmの直径、又は任意の他の適切な直径を有する。頂部表面３５２は側孔３５４に重なる。いくつかの実施形態では、頂部表面３５２は側孔３５４を越えて放射状に外向きに延在している。

流れ方向付け器３５０は、様々な配置でカートリッジに結合され得る。一つの描写的な実施形態では、図２３〜２６に見られるように、流れ方向付け器３５０はキャリア３３０を介してカートリッジ下方部分４２の底部壁４２２に結合される。図２４に見られるように、流れ方向付け器３５０は、流れ方向付け器の側壁３５１から放射状に外向きに延在している第１の棚状部３６０及び第２の棚状部３６２を含む。第１の棚状部３６０は、側孔３５４と同じ高さにある。いくつかの実施形態では、第１の棚状部３６０は第２の棚状部３６２よりも放射状に外向きの方向にさらに延在している。他の実施形態では、棚状部３６０、３６２は同じ長さだけ放射状に外向きに延在し、さらに他の実施形態では、第２の棚状部３６２が第１の棚状部３６０よりも放射状に外向きの方向にさらに延在している。図２４に示された描写的な実施形態では、第２の棚状部３６２が流れ方向付け器３５０の周の周りに完全な円形に延在している。しかし、他の実施形態では、第２の棚状部３６２は、完全な円というよりも一連の突起である。図２４に示された描写的な実施形態では、第１の棚状部３６０は流れ方向付け器３５０の周の周りに延在しているが、側孔３５４によって中断されている。一つよりも多くの側孔を有する実施形態では、第１の棚状部３６０は、図２４に示されるように、一つの側孔３５４から他のものまで、流れ方向付け器３５０の周の周りに延在し得る。しかし、他の実施形態では、第１の棚状部３６０は一連の突起であり得る。

図２６に最もよく見られるように、第１の棚状部３６０の底部壁はキャリア３３０の突起３３２に突き当たっており、いくつかの場合には、それによって支持されている。流れ方向付け器３５０の第２の棚状部３６２は、キャリア３３０の突起３３２のすぐ下に位置している。突起３３２は、キャリア３３０に対して上向きの動きから第２の棚状部３６２を妨害し、これにより流れ方向付け器３５０は、突起３３２と第２の棚状部３６２との間の物理的な干渉により、キャリア３３０に対する上向きの動きを禁じられる。

付加的な補強又は代替として、流れ方向付け器３５０は、接着剤、溶接、物理的インターロック、干渉フィット、又は他の適切な取り付け配置を介して、キャリア３３０に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、流れ方向付け器３５０はカートリッジの壁に、例えば底部壁４２２に、中間材としてのキャリア無しに直接に結合される。

流れ方向付け器が異なる配置を使用してカートリッジに結合され得ることに留意されたい。例えば、流れ方向付け器の底部がカートリッジに結合される代わりに、流れ方向付け器の頂部及び／又は側部がカートリッジに結合され得る。

流れ方向付け器が図面に示された構造とは異なり得ることにも留意されたい。例えば、一つの実施形態では、流れ方向付け器は、流出口の上方に隔てられた単一のプレート（頂部表面３５２）を備え得る。この単一のプレートは、上方から懸架され得て（例えば単一のプレートの頂部がカートリッジに結合される）、側部から及び／又は底部から懸架され得る。単一のプレートは、一つ又はそれ以上の側孔に重なり且つそれを越えて放射状に外向きに延在し得る。流れ方向付け器は、側孔を全く含まなくてもよい。

いくつかの実施形態では、流れ方向付け器３５０は流出口の流れ制御要素と相互作用し得る。一つの描写的な実施形態では、流れ方向付け器は流出口の流れ制御要素を所定の位置に固定するように機能する。図２４及び図２６に最もよく見られるように、流れ方向付け器３５０の流出口側壁３５８は、流出口バルブ１６０の係合部分１６２の頂部表面に突き当っている。流出口バルブ１６０の係合部分１６２の底部表面は、キャリア３３０のキャリア棚状部３３４に突き当っている。流出口バルブ１６０の係合部分１６２が流れ方向付け器の側壁３５１とキャリア棚状部３３４との間に挟まれていることで、流出口バルブ１６０は所定の位置に保持される。付加的な補強又は代替として、流出口バルブ１６０は、接着剤、溶接、物理的インターロック、干渉フィット、又は他の適切な取り付け配置を介して、流れ方向付け器３５０及び／又はキャリア３３０に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、流出口バルブ１６０はカートリッジの壁に、例えば底部壁４２２に、キャリア及び／又は流れ方向付け器無しに直接に結合される。

本発明の一つの局面によれば、気体源は充填された吸収剤又は分子ふるい、例えば、蒸気又は液体の形態での水の存在下で放出されたある量の二酸化炭素ガスを吸収したゼオライトを含む。もちろん、木炭又は他の分子ふるい材料、カーボンナノチューブ、金属有機物フレームワーク、共有結合有機物フレームワーク、有孔ポリマーのような他の二酸化炭素源材料、あるいは、重炭酸ナトリウム及びクエン酸（重炭酸及びクエン酸が最初は乾燥した形態であれば水の添加で）又はその他のもののような化学的手段で二酸化炭素を生成する源材料が、使用され得る。加えて、本発明の局面は、必ずしも二酸化炭素ガスに限定されず、いくつかのビール又は他の飲料に溶解する窒素、酸素、空気、又はその他のような任意の適切な気体とともに使用され得る。これより、「炭酸化」「二酸化炭素源」「二酸化炭素活性化流体サプライ」などは、本発明の局面及び／又は任意の実施形態を二酸化炭素の使用のみに限定するように解釈されるべきではない。その代わりに、本発明の局面は、任意の適切な気体とともに使用され得る。

ある実施形態では、充填された吸収剤は、方沸石、りょう沸石、斜プチロル沸石、輝沸石、ソーダ沸石、灰十字沸石、又は束そく沸石のようなゼオライトである。ゼオライトは天然に生じるか又は合成され得て、重量で約20％まで又はそれ以上の二酸化炭素を保持することができ得る。ゼオライト材料は、固体ブロック（例えばディスク形態）、球、立方体、不規則な又は他の適切な形状の粒子、及びその他のような任意の適切な形態で配置され得る。ゼオライトが流れるか又は可流性であることを可能にする配置、例えば球状粒子は、ゼオライトを個々のカートリッジにパッケージするために有用であり得る。そのような配置は、ゼオライトがホッパーからカートリッジ部分に流れることを可能にし、例えば製造プロセスを簡単化する。ゼオライト粒子の表面積もまた、表面積の測定値が高ければ、典型的には気体製造率を増やすので、ゼオライトが二酸化炭素ガスを放出する率を制御する助けとなるように配置され得る。一般的にゼオライト材料は、吸収した二酸化炭素を、液体又は蒸気の形態での水の存在下で放出し、ゼオライトへの液体の添加によってゼオライトが活性化されて二酸化炭素ガスを放出することを可能にする。

本発明のある局面では、飲料形成システムを使用して飲料を形成するために使用される単数又は複数のカートリッジは、カートリッジを使用して形成される飲料よりも少ない、且ついくつかの場合には実質的に少ない容積を有し得る。例えば、カートリッジは各々が約50〜60ml又はそれ以下の容積を有する上方及び下方部分４１、４２を有し得て、且つそれでも約200〜500ml又はそれ以上の容積を有する飲料を形成するために使用されることができる。本発明者は（以下の実施例のいくつかに示されるように）、約20〜30グラム（30mlよりも少ない容積を有する）の充填された二酸化炭素吸収剤（例えば充填されたゼオライト）の量が、約3.5ボリュームまでの炭酸化レベルを有する約240〜500mlの炭酸水を生成するために使用されることができる。さらに、約50mlより少ない又は約100mlより少ない容積を有する飲料形成シロップ又は粉末が約400〜500mlの容積を有する適切に香りが付けられた飲料を形成するために使用されることができることは、よく知られている。これより、約100ml〜約250ml又はそれ以下の容積を有する比較的少ない容積の複数のカートリッジ（又はいくつかの配置では単一のカートリッジ）が、約100〜1000mlの容積及び少なくとも約1.5〜４ボリュームの炭酸化レベルを有する炭酸飲料を120秒未満で、例えば約60秒で、且つ20〜50psi又はそれ以上の圧力を使用して、形成するために使用され得る。

実施例１
二酸化炭素吸収剤の放出特性が、以下のようにして測定された。ナトリウムゼオライト13X（UOP MOLSIV Absorbentsから商業的に入手可能なような）の８×１２のビーズが獲得された。ビーズはセラミック製の皿に置かれ、セラムコ社によって製造されたVulcan D550炉の中で熱せられた。ビーズを収容している炉の温度は、約３℃／分の割合で550℃まで上げられて、且つ二酸化炭素で充填されたビーズの加熱及び準備のために550℃で５時間保持された。

ビーズが炉から取り出されて、タイトにフィットした蓋と気体の循環を許容する入口及び出口ポートとを備えた金属容器に直ちに移される。ビーズが容器内にシールされると、容器には二酸化炭素ガスが注入され、15psigまで加圧された（ただし実験は0〜32psigの間で実行された）。保持期間の終わりに、ある量の気体がビーズに吸収された。

充填された13Xゼオライトのサンプル30ｇが室温22℃で250mlの水を満たしたビーカーを使って測定された。ビーカー及び水ははかりに置かれて、はかりが零点調整された。30グラムの充填されたゼオライトがそれから水に加えられて、重量対時間における変化が測定された。重量の変化は約50秒後にほぼ安定し、ビーズが、二酸化炭素の放出によって約4.2ｇの重量（14wt%）を失ったことが占めされた。もちろん、いくらかの二酸化炭素は水の中に溶解した。

実施例２
充填された13Xゼオライトが実施例１のように準備された。充填されたゼオライトのサンプル30ｇはそれから、底部に水流入口ポート及び頂部に気体流出口ポートを有する金属チャンバに置かれた。ゼオライトを保持するチャンバは断面で33〜34mmであって、ゼオライト材料を保持するために直径64 1/16”の孔を有する２つの金属フィルタディスクを有していた。水道水がそれから、断面に垂直なチャンバの底部から、平均60ml／分の流量で注がれた。気体は、頂部流出口ポートから放出された。

チャンバ内の気体の圧力が圧力ゲージで測定され、気体チャンバの出口ポートに取り付けられた針バルブを使用して制御された。針バルブは、チャンバ内の充填されたゼオライトを水にさらす工程の間、バルブをマニュアルで調整することによって、チャンバ内を圧力約35psigに維持するように設定された。バルブが動作条件にセットされると、システムは、同じ方法で充填されたゼオライトサンプルを使って反復的に実行された。

実施例３
充填された13Xゼオライトが実施例１のように準備された。充填されたゼオライトのサンプル30ｇはそれから、半剛性の50mlのポリスチレン−ポリエチレン−ＥＶＯＨラミネートのカップ容器に入れられて、ホイル蓋で熱的にシールされた。シールされたゼオライトカートリッジはそれから、シールされた金属チャンバに入れられて、頂部及び底部が穿孔された。

水道水がカートリッジの底部から導入されて、流れはソレノイドバルブによって制御された。ソレノイドバルブは、カートリッジチャンバの頂部気体流出口に接続された圧力スイッチを介して駆動された。これら３つの試験の間、圧力スイッチは、３つの異なる動作圧力５、22、及び35psigにセットされた。設定された圧力にて結果として生じた気体はそれから、疎水性メンブレンコンタクタ（ノースカロライナ州シャーロッテのLiquicel社からの１×5.5ミニモジュール）のシェルサイドに導入された。外側シェルサイドポートは、気体が出ることを防ぐために塞がれた。400mlの水及び約50ｇの氷を収容している溜りからの水がコンタクタを通って循環され、Ulka（イタリア、ミラノ）形EAX5振動ポンプを使用してメンブレンコンタクタの内側を通って、溜りの背部に戻された。溜り及びコンタクタの圧力は、気体が製造されたときと同じ圧力に維持された。システムは気体を生成し、停止される前に約60秒間水を循環した。

結果として得られた炭酸水がそれから、バージニア州アシュランドのAnton-Paarから入手可能なCarboQCを使用してテストされた。結果は以下の表に示されている。

このように、気体は制御可能な率（カートリッジチャンバへの水の送付に依存する）でゼオライトから発せられ、それから水に溶解して炭酸飲料を形成する。加えてこれは、システム圧力を制御することによって、仕上がった飲料の炭酸化レベルを制御することができるという概念を描いている。より高いシステム圧力、例えば周囲よりも約40〜50psiだけ高いと、４ボリュームの炭酸水（約500mlの液体容積を有する）を約60秒間かそれ以下で製造する。

このように本発明の少なくとも一つの実施形態のいくつかの特徴を述べてきたが、様々な変更、改変、及び改良が容易に行われることを認識されたい。そのような変更、改変、及び改良は、本開示の一部であることを意図しており、本発明の思想及び範囲内であることが意図されている。したがって、これまでの記述及び素面は例示のみの目的である。

Claims (27)

1. 飲料カートリッジであって、
   頂部表面と、
   底部表面と、
   前記底部表面から上向きに延在している下方側壁と、
   前記頂部及び底部表面の間にあって前記下方側壁から外向きに延在している下方表面を有する縁と、
   前記縁の前記下方表面に位置して、加圧気体を前記カートリッジ内に入れて前記カートリッジの内部空間内の飲料媒質を前記カートリッジの外に動かすように開けられるように配置された気体流入口と、
   前記下方側壁に形成され且つ前記気体流入口の下方に位置した凹部を含み、カートリッジホルダに対して前記カートリッジの前記気体流入口を回転的に位置させるインデックス形状と、
   を備える、飲料カートリッジ。
2. 気体源を収容する第１の内部空間を含み、前記頂部表面と前記頂部表面から前記縁まで下向きに延在する上方側壁とを含む、上方部分と、
   前記飲料媒質を収容する第２の内部空間を含み、前記底部表面と前記底部表面から上向きに延在する前記下方側壁とを含む、下方部分と、
   を備えており、
   前記縁が前記上方及び下方側壁から放射状に外向きに延在しており、
   前記気体流入口が、加圧気体を前記第２の内部空間に入れて前記飲料媒質を動かして前記第２の内部空間から出すように配置されている、請求項１に記載の飲料カートリッジ。
3. 前記縁が、飲料形成マシンのカートリッジホルダによる係合のための第１及び第２のクランプ表面を提供し、気密シールを規定して前記気体源によって発せられた加圧気体を収容する、請求項２に記載の飲料カートリッジ。
4. 前記頂部表面が、前記気体源にアクセスするために穿孔可能な蓋によって閉じられる開口を含む、請求項２に記載の飲料カートリッジ。
5. 前記上方部分が前記上方部分の前記第１の内部空間の底の境界を規定する底部壁を含み、前記第１の内部空間を前記第２の内部空間から分離する、請求項２に記載の飲料カートリッジ。
6. 前記気体源が、液体の存在で気体を放出するように配置されたゼオライト気体源を備える、請求項２に記載の飲料カートリッジ。
7. 前記カートリッジの前記内部空間の内部にあって前記気体流入口をカバーする蓋部をさらに備えており、前記蓋部が前記気体流入口を通って前記カートリッジの前記内部空間に入る気体の流れを制御する様に構成されている、請求項１に記載の飲料カートリッジ。
8. 前記蓋部を含む前記内部空間に蓋をさらに備えており、前記下方側壁が前記蓋によって閉じられる開口を規定する、請求項７に記載の飲料カートリッジ。
9. 前記気体流入口が前記気体流入口を通る流体連通に抵抗し且つそれを可能にするように構成された流れ制御要素を含み、前記流れ制御要素が前記気体流入口を通る流れを許容する様に開くことができる、請求項７に記載の飲料カートリッジ。
10. 前記流れ制御要素を開けることが、前記蓋部を前記縁の前記下方表面に対して上向きに動かす、請求項９に記載の飲料カートリッジ。
11. 前記底部表面が流出口を含み、そこを通って前記飲料媒質が前記内部空間を出る、請求項１に記載の飲料カートリッジ。
12. 前記気体流入口が前記気体流入口を通る流体連通に抵抗し且つそれを可能にするように構成された流れ制御要素を含む、請求項１に記載の飲料カートリッジ。
13. 前記内部空間が前記縁の上方及び下方表面の間の領域を含み、前記流れ制御要素が前記縁の破壊可能部分を含み、前記流れ制御要素が開けられるとその部分が前記領域に動く、請求項１２に記載の飲料カートリッジ。
14. 前記気体流入口が前記縁の前記下方表面から下向きに延在している突起と、ヒンジと、破損領域とを含み、前記突起の前記縁に対する上向きの動きが前記ヒンジの周囲で前記突起をピボット回転させて、前記破損領域を脱落させて前記気体流入口を開ける、請求項１に記載のカートリッジ。
15. 前記突起が下方表面にスロープを有し、前記突起は、前記突起が前記縁に対して上向きに動かされるときに破壊力を前記破損領域に集中するように、前記ヒンジに向かい合う側の方がより長い、請求項１４に記載のカートリッジ。
16. 前記気体流入口が流入口バルブの周囲に配置されたシーリング領域を含み、前記シーリング領域がカートリッジホルダの一部と係合して気密シールを形成して、加圧気体が前記内部空間に入ることを許容するように配置されている、請求項１に記載のカートリッジ。
17. 前記気体流入口で前記カートリッジに入る気体を前記内部空間に向けるように構成された気体経路をさらに備えており、前記気体経路が、前記カートリッジ内の飲料媒質の前記気体流入口への動きに抵抗する制約体を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
18. 飲料カートリッジであって、
    頂部表面と、
    底部表面と、
    前記底部表面から上向きに延在している下方側壁と、
    前記頂部及び底部表面の間にあって前記下方側壁から外向きに延在している下方表面を有するクランプ構造であって、前記クランプ構造が飲料形成マシンのカートリッジホルダとの係合のために配置されて、前記カートリッジホルダが前記クランプ構造と係合して前記カートリッジを前記カートリッジホルダ内の醸造位置に配置させる、クランプ構造と、
    前記クランプ構造の前記下方表面に位置して、加圧気体を前記カートリッジ内に入れて前記カートリッジの内部空間内の飲料媒質を前記カートリッジの外に動かすように開けられるように配置された気体流入口と、
    前記下方側壁に形成され且つ前記気体流入口の下方に位置した凹部を含み、カートリッジホルダに対して前記カートリッジの前記気体流入口を回転的に位置させるインデックス形状と、
    を備える、飲料カートリッジ。
19. 前記クランプ構造が前記下方側壁から外向きに延在している一つ又はそれ以上の突起を含む、請求項１８に記載の飲料カートリッジ。
20. 炭酸飲料を形成するための飲料カートリッジであって、
    気体源を収容する第１の内部空間を含み、頂部表面と前記頂部表面から下向きに延在する上方側壁とを含む、上方部分と、
    前記飲料媒質を収容する第２の内部空間を含み、底部表面と前記底部表面から上向きに延在する下方側壁とを含む、下方部分と、
    前記頂部及び底部表面から隔てられて且つそれらの間にあって、前記上方及び下方側壁を越えて放射状に外向きに延在しており、飲料形成マシンのカートリッジホルダと係合して前記気体源によって発せられた加圧気体を収容する気密シールを規定する第１及び第２のクランプ表面を提供する、縁と、
    前記縁の下側にあって、加圧気体を前記第２の内部空間内に入れて前記飲料媒質を前記内部空間の外に動かす気体流入口と、
    を備えており、前記第１の内部空間の少なくとも一部が前記第２の内部空間の少なくとも一部と重なる、飲料カートリッジ。
21. 前記上方部分が上方縁部を含み、前記下方部分が下方縁部を含み、前記上方及び下方縁部が一緒にジョイントされて前記縁を形成する、請求項２０に記載の飲料カートリッジ。
22. 前記上方及び下方縁部に取り付けられた結合部材をさらに備える、請求項２１に記載の飲料カートリッジ。
23. 前記上方及び下方縁部の各々が環状部を含み、それらが各々の第１及び第２のクランプ表面を規定し、前記上方及び下方縁部の各々が前記環状部の放射状に外側の端に周縁部を含む、請求項２２に記載の飲料カートリッジ。
24. 前記第１及び第２のクランプ表面が環状である、請求項２３に記載の飲料カートリッジ。
25. 前記下方部分が前記下方部分の底部表面に位置する流出口を含み、そこを通って前記飲料媒質が前記第２の内部空間を出る、請求項２０に記載の飲料カートリッジ。
26. 前記下方部分が前記下方側壁に凹部を含むインデックス形状を有する、請求項２０に記載の飲料カートリッジ。
27. 前記気体流入口が前記気体流入口を通る流体連通に抵抗し且つそれを可能にするように構成された流れ制御要素を有する、請求項２０に記載の飲料カートリッジ。

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