KR101073733B1 - 음료수 조제용 카트리지 - Google Patents

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KR101073733B1
KR101073733B1 KR1020057013530A KR20057013530A KR101073733B1 KR 101073733 B1 KR101073733 B1 KR 101073733B1 KR 1020057013530 A KR1020057013530 A KR 1020057013530A KR 20057013530 A KR20057013530 A KR 20057013530A KR 101073733 B1 KR101073733 B1 KR 101073733B1
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앤드류 할리데이
아담 로이드
샛와인더 페인사
데이비드 스미쓰
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크라프트 푸즈 알앤디, 인크.
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 음료수 원료(200)를 함유하고 공기 및 물 불투과성인 재료로부터 형성되며, 수성 매체의 카트리지 내로의 도입을 위한 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구(122)를 포함하거나 그 안에 형성하도록 적응된 카트리지(1)를 제공하고, 카트리지를 통한 수성 매체의 유동은 적어도 하나의 입구로부터 적어도 하나의 출구로의 내측 방향인 것을 특징으로 한다.
Figure R1020057013530
음료수 조제 기계, 카트리지, 음료수 원료, 저장 챔버, 매니폴드

Description

음료수 조제용 카트리지 {Cartridge for the Preparation of Beverages}
본 발명은 특히 대체로 공기 및 물 불투과성 재료로부터 형성되며 음료수를 조제하기 위한 하나 이상의 원료를 함유하는 밀봉 카트리지와 함께 사용하기 위한 음료수 조제용 기계에 관한 것이다.
음료수 기계 내에서 사용하기 위한 개별 공기 불투과성 패키지 내에 음료수 조제 원료를 밀봉하는 것이 이전에 제안되었다. 예를 들어, 일반적으로 "에스프레소" 기계로 불리는 특정 커피 조제 기계 내에서 사용하기 위한 압축된 분쇄 커피를 함유하는 카트리지 또는 캡슐이 공지되어 있다. 이러한 조제 기계를 사용한 커피의 제조 시에, 커피 카트리지는 증류 챔버 내에 위치되고, 고온수가 비교적 고압으로 카트리지를 통과하고, 이에 의해 분쇄 커피로부터 방향성 커피 성분을 추출하여 커피 음료수를 제조한다. 전형적으로, 그러한 기계는 6 x 105 Pa보다 높은 압력에서 작동한다. 지금까지 설명된 유형의 제조 기계는 비교적 고가이고, 이는 물 펌프 및 시일과 같은 기계의 구성요소들이 고압을 견딜 수 있어야 하기 때문이다.
WO01/58786호에서, 일반적으로 0.7 내지 2.0 x 105 Pa의 범위 내의 압력에서 작동하는 음료수 조제용 카트리지가 설명되어 있다. 그러나, 카트리지는 상업 또 는 산업 시장용 음료수 조제 기계 내에서 사용하기 위해 설계되어 비교적 고가이다. 따라서, 카트리지 및 음료수 조제 기계가 특히 비용, 성능 및 신뢰성의 측면에서 가정 시장용으로 적합한 음료수 조제용 카트리지에 대한 요구가 남아있다.
WO01/58786호의 카트리지는 대체로 사각형 형상이다. 결과적으로, 음료수 원료의 베드도 대체로 사각형 형상이다. 물은 격실의 긴 측면 아래로 배열된 슬롯을 통해 음료수 원료를 함유하는 격실로 들어간다. 음료수 원료로부터 제조된 침출된 음료수는 카트리지의 일 단부에 위치된 챔버 내에 수집된다. 카트리지를 통해 유동하는 물의 일부는 물이 어느 슬롯을 통해 격실로 들어가는 지에 따라 음료수 원료의 베드 내에서 다양한 정도의 시간을 소비한다는 것이 밝혀졌다. 이는 하나의 카트리지 내에서 그리고 연속된 카트리지들 사이에서 음료수 원료의 추출 및 수율의 불균일한 정도로 이어질 수 있다. 또한, 물이 격실 내로 주입되어 음료수 원료를 포화시키는 예비 습윤 단계 중에, 습윤의 정도는 카트리지의 길이를 따라 균일하지 않기 쉽다.
JP 2000-093309A호는 알루미늄 필름에 의해 상단부 및 하단부에서 폐쇄된 원통형 벽을 갖는 카트리지를 설명한다. 사용 시에, 입구가 상부 필름 내에서 관통되어 물이 중심 칼럼 내로 주입되어 카트리지 내로 외측으로 유동하여 커피 베드를 통해 하방으로 그 다음 필터 종이를 통해 원통형 수집 챔버 내로 여과되게 한다. 음료수용 출구는 하부 필름을 관통함으로써 형성되어 제공된다. 카트리지는 특히 필터 종이와 적어도 동일한 크기이어야 하는 원통형 수집 챔버의 존재를 요구하기 때문에 비교적 복잡하다. 카트리지의 하단부에서의 수집 챔버에 대한 요구는 또한 카트리지의 전체 크기를 증가시킨다. 더욱이, 카트리지의 사용은 카트리지의 입구 및 출구가 카트리지의 대향 단부들 내에 형성되어야 하므로 비교적 복잡하다.
따라서, 본 발명은 하나 이상의 음료수 원료를 함유하고 대체로 공기 및 물 불투과성인 재료로부터 형성되며, 수성 매체의 카트리지 내로의 도입을 위한 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구를 포함하거나 그 안에 형성하도록 적응된 카트리지를 제공하고, 카트리지를 통한 수성 매체의 유동은 대체로 적어도 하나의 입구로부터 적어도 하나의 출구로의 내측 방향인 것을 특징으로 한다.
"카트리지"라는 용어는 본원에서 사용되는 바와 같이 하나 이상의 음료수 원료를 설명한 방식으로 함유하는 임의의 패키지, 용기, 봉지 또는 리셉터클을 의미한다는 것이 이해될 것이다. 카트리지는 강성, 반강성 또는 가요성일 수 있다.
본 발명의 카트리지는 음료수 제품의 형성에 적합한 하나 이상의 음료수 원료를 함유한다. 음료수 제품은 예를 들어 커피, 차, 초콜릿 또는 우유를 포함한 유제품 음료수 중 하나일 수 있다. 음료수 원료는 제분, 분쇄, 엽상 또는 액체일 수 있다. 음료수 원료는 불용성 또는 수용성일 수 있다. 예는 볶아서 분쇄된 커피, 잎차, 분말 코코아 가루 및 수프, 액체 우유 음료 및 농축 과일 주스를 포함한다.
카트리지는 하나 이상의 음료수 원료를 함유하는 저장 챔버를 포함할 수 있다. 저장 챔버는 내측으로 향한 적어도 하나의 입구를 포함할 수 있다.
저장 격실 내로의 유동의 방사상 방향은 수성 매체가 그를 통과할 때 음료수 원료의 증가된 추출 효율로 이어지는 것으로 믿어진다.
양호하게는, 카트리지는 디스크형이다. 양호하게는, 카트리지 내로의 수성 매체의 도입을 위한 입구가 카트리지의 주연부에 또는 그 근방에 위치된다. 원주 방향 매니폴드는 수성 매체가 동시에 다중 지점으로부터 그리고 양호하게는 디스크형 카트리지의 원주부 둘레의 등간격 지점들에서 음료수 원료를 함유하는 격실로 진입하도록 허용한다. 양호하게는, 카트리지는 벽에 의해 저장 챔버로부터 분리된 원주 방향 매니폴드를 더 포함하고, 벽은 복수의 내측으로 향한 입구를 포함한다. 양호하게는, 복수의 내측으로 향한 입구는 방사상 내측으로 향한다. 카트리지는 하나 이상의 음료수 원료가 저장 챔버 내로 충전될 수 있는 개구를 포함할 수 있고, 개구는 뚜껑에 의해 폐쇄되고, 뚜껑은 사용 시에 수성 매체의 카트리지 내로의 유입을 수용하도록 관통될 수 있고, 뚜껑은 사용 시에 저장 챔버 내에서 수성 매체 및 하나 이상의 음료수 원료의 상호 작용으로부터 형성된 음료수의 유출을 수용하도록 관통될 수 있다.
원주 방향 매니폴드는 양호하게는 카트리지의 주연부에 위치되어 입구와 연통한다. 결과적으로, 음료수 원료는 작동 사이클의 초기 스테이지 중에 더욱 신속하게 습윤되고, 또한 수성 매체는 이러한 습윤 단계 중에 더욱 효율적으로 사용된다. 또한, 격실을 통한 유동 경로 길이는 수성 매체가 격실로 들어가는 개구와 독립적으로 대체로 균일하다. 이는 추출 강도의 개선된 일관성 및 더욱 신속한 작동 사이클로 이어지는 것으로 믿어진다. 더욱이, 격실을 통한 유동 경로 길이는 사각형 카트리지에 비해 주어진 격실 체적에 대해 최소화된다. 이는 유동 경로 길이가 동일한 부피 및 두께의 사각형 포드(pod)에 비해 상대적으로 짧으므로, 카트리지 내에서 발현되는 부압을 최소화한다.
양호하게는, 원주 방향 매니폴드는 카트리지의 주연부에 위치된다. 양호하게는, 벽은 3 내지 40개의 개구를 포함한다. 일 실시예에서, 벽은 3 내지 5개의 개구를 포함한다. 다른 실시예에서, 벽은 35 내지 40개의 상기 개구를 포함한다.
유리하게는, 각각의 개구는 0.45 내지 0.65 mm2의 단면적을 갖는다.
양호하게는, 카트리지는 원주 방향 매니폴드와 연통하는 입구 챔버를 포함한다. 양호하게는, 입구 챔버는 입구 챔버의 벽 내에 형성된 하나 이상의 구멍을 거쳐 원주 방향 매니폴드와 연통한다.
일 실시예에서, 카트리지는 저장 챔버와 카트리지 상부의 저면의 적어도 일부 사이에 배치된 필터를 더 포함하고, 하나 이상의 통로가 필터와 카트리지의 상부 사이에 형성되고, 하나 이상의 통로는 출구와 연통하고, 이에 의해 입구를 출구에 연결시키는 음료수 유동 경로가 필터를 통해 하나 이상의 통로 내로 상방으로 통과한다.
양호하게는, 카트리지는 외측 부재 및 조립 시에 외측 부재와 결합되는 내측 부재를 포함하고, 내측 부재는 카트리지의 출구를 한정한다. 양호하게는, 내측 부재는 출구를 한정하는 토출 주둥이를 포함한다.
카트리지의 입구 및/또는 출구는, 사용 시에 공기 및 물 불투과성인 재료를 관통 또는 절단함으로써 개방되기 전에, 대체로 공기 및 물 불투과성인 재료에 의해 커버될 수 있다. 양호하게는, 입구 및/또는 출구는 대체로 공기 및 물 불투과성인 라미네이트에 의해 커버된다.
외측 부재 및/또는 내측 부재는 고밀도 폴리에틸렌으로부터 형성될 수 있다. 외측 부재 및/또는 내측 부재는 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
또한, 각각 전술한 바와 같은 복수의 카트리지가 제공되고, 카트리지 내에 함유된 하나 이상의 음료수 원료로부터 제조되는 음료수의 % 수율은 1.0 표준 편차 내에서 일정하다.
양호하게는, 벽은 3 내지 40개의 개구를 포함한다. 일 실시예에서, 벽은 3 내지 5개의 개구를 포함한다. 다른 실시예에서, 벽은 35 내지 40개의 상기 개구를 포함한다. 전형적으로, 각각의 개구는 0.45 내지 0.65 mm2의 단면적을 갖는다.
카트리지는 입구 및 원주 방향 매니폴드와 연통하는 입구 챔버를 포함할 수 있다. 양호하게는, 입구 챔버는 입구 챔버의 벽 내에 형성된 하나 이상의 구멍을 거쳐 원주 방향 매니폴드와 연통한다.
선택적으로, 카트리지는 격실과 카트리지 상부의 저면의 적어도 일부 사이에 배치된 필터를 더 포함하고, 하나 이상의 통로가 필터와 카트리지의 상부 사이에 형성되고, 하나 이상의 통로는 출구와 연통하고, 이에 의해 입구를 출구에 연결시키는 음료수 유동 경로가 필터를 통해 하나 이상의 통로 내로 상방으로 통과한다.
카트리지는 양호하게는 외측 부재 및 조립 시에 외측 부재에 결합되는 내측 부재를 포함하고, 내측 부재는 카트리지의 출구를 한정한다.
내측 부재 및 외측 부재의 구성요소들은 조립 이전에 분리되어 있을 때 더욱 쉽게 살균될 수 있다. 구성요소들이 서로 스냅 결합되면, 복수의 소형 구멍 및 구불구불한 경로가 생성되며, 이들은 공지된 방법을 사용해서는 효과적으로 살균될 수 없다. 구성요소들을 살균하는 능력은 카트리지가 유제품 음료수를 분배하기 위해 사용되는 경우에 특히 유리한 특징이다. 내측 부재 및 외측 부재를 결합시키는 조립이 신속하지만 확실한 방법을 제공하는 스냅 결합 배열이 사용될 수 있다. 유리하게는, 스냅 결합 배열은 음료수 원료에 노출될 카트리지 내부에서 본드 또는 다른 접착제에 대한 필요성을 방지한다.
양호하게는, 내측 부재는 출구를 한정하는 토출 주둥이를 포함한다. 유리하게는, 내측 부재는 토출 주둥이를 포함한다. 토출 주둥이는 토출되는 음료수를 컵과 같은 리셉터클 내로 유도하는 역할을 한다. 토출 주둥이는 음료수가 과도하게 튀거나 분사되는 것을 방지하고, 또한 카트리지로부터 리셉터클 내로 전달될 때 음료수의 유동 특징을 조정하는데 유용하다. 예를 들어, 토출 주둥이는 음료수 내에 함유된 버블의 양의 불필요한 감소를 방지하기 위해 음료수에 부가되는 난류의 정도를 감소시키도록 형성될 수 있다. 또한, 유리하게는, 음료수 조제 기계 내에 분리된 토출 주둥이를 제공하기보다는 카트리지 자체가 토출 주둥이를 포함한다. 따라서, 각각의 토출 주둥이가 한번만 사용된 다음 카트리지의 나머지 부분과 함께 처리되므로 작동 사이클 사이에서 음료수 유형의 상호 오염의 위험이 없다. 또한, 양호하게는, 토출 주둥이를 통해 토출되는 음료수는 음료수 조제 기계의 출구 메커니즘과 접촉하지 않고, 따라서 음료수 조제 기계의 오손을 방지한다. 양호하게는, 토출 주둥이는 내측 부재와 일체이다. 유리하게는, 토출 주둥이 및 내측 부재는 성형되거나 그렇지 않으면 일체형 단일 유닛으로서 형성되고, 이는 카트리지의 제조 비용을 절감하고 조립을 요구하는 구성요소들의 개수를 감소시킨다.
다음의 설명에서, "상부" 및 "하부"라는 용어와 등가물은 본 발명의 특징의 상대 위치를 설명하도록 사용될 것이다. "상부" 및 "하부"라는 용어와 등가물은 예를 들어 도4에 도시된 바와 같이 음료수 조제 기계 내로의 삽입 및 이후의 분배를 위한 그의 정상 배향에서의 카트리지 (또는 다른 구성요소들)을 지칭하는 것으로 이해되어 한다. 특히, "상부" 및 "하부"는 각각 카트리지의 상부 표면(11)에 더 가깝거나 그로부터 더 먼 상대 위치를 지칭한다. 또한, "내측" 및 "외측"이라는 용어와 등가물은 본 발명의 특징의 상대 위치를 설명하도록 사용될 것이다. "내측" 및 "외측"이라는 용어 및 등가물은 각각 카트리지(1) (또는 다른 구성요소)의 중심 또는 주축(X)에 더 가깝거나 그로부터 더 먼 카트리지 (또는 다른 구성요소들)에서의 상대 위치를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
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본 발명의 실시예들이 이제 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시적으로 설명될 것이다.
도1은 본 발명에서 사용하기 위한 카트리지의 제1 및 제2 실시예의 외측 부재의 단면도이다.
도2는 내측으로 향한 원통형 연장부를 도시하는 도1의 외측 부재의 세부의 단면도이다.
도3은 슬롯을 도시하는 도1의 외측 부재의 세부의 단면도이다.
도4는 도1의 외측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도5는 뒤집힌 배향에서의 도1의 외측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도6은 도1의 외측 부재의 상부로부터의 평면도이다.
도7은 카트리지의 제1 실시예의 내측 부재의 단면도이다.
도8은 도7의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도9는 뒤집힌 배향에서의 도7의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도10은 도7의 내측 부재의 상부로부터의 평면도이다.
도11은 조립된 상태에서의 카트리지의 제1 실시예의 단면도이다.
도12는 카트리지의 제2 실시예의 내측 부재의 단면도이다.
도13은 구멍을 도시하는 도12의 내측 부재의 세부의 단면도이다.
도14는 도12의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도15는 뒤집힌 배향에서의 도12의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도16은 도12의 내측 부재의 다른 단면도이다.
도17은 공기 입구를 도시하는 도12의 내측 부재의 다른 세부의 단면도이다.
도18은 조립된 상태에서의 카트리지의 제2 실시예의 단면도이다.
도19는 본 발명에서 사용하기 위한 카트리지의 제3 및 제4 실시예의 외측 부재의 단면도이다.
도20은 내측으로 향한 원통형 연장부를 도시하는 도19의 외측 부재의 세부의 단면도이다.
도21은 도19의 외측 부재의 상부로부터의 평면도이다.
도22는 도19의 외측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도23은 뒤집힌 배향에서의 도19의 외측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도24는 카트리지의 제3 실시예의 내측 부재의 단면도이다.
도25는 도24의 내측 부재의 상부로부터의 평면도이다.
도26은 내향 상부 림을 도시하는 도24의 내측 부재의 세부의 단면도이다.
도27은 도24의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도28은 뒤집힌 배향에서의 도24의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도29는 조립된 상태에서의 카트리지의 제3 실시예의 단면도이다.
도30은 카트리지의 제4 실시예의 내측 부재의 단면도이다.
도31은 도30의 내측 부재의 상부로부터의 평면도이다.
도32는 도30의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도33은 뒤집힌 배향에서의 도30의 내측 부재의 상부로부터의 사시도이다.
도34는 조립된 상태에서의 카트리지의 제4 실시예의 단면도이다.
도35a는 농도 대 작동 사이클 시간의 그래프이다.
도35b는 거품 형성 대 작동 사이클 시간의 그래프이다.
도35c는 온도 대 작동 사이클 시간의 그래프이다.
도11에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용하기 위한 카트리지(1)는 일반적으로 외측 부재(2), 내측 부재(3), 및 라미네이트(5)를 포함한다. 외측 부재(2), 내측 부재(3), 및 라미네이트(5)는 조립되어, 하나 이상의 음료수 원료를 함유하는 내부(120), 입구(121), 출구(122) 및 입구(121)를 출구(122)에 연결시키며 내부(120)를 통과하는 음료수 유동 경로를 갖는 카트리지(1)를 형성한다. 입구(121) 및 출구(122)는 초기에 라미네이트(5)에 의해 밀봉되고, 사용 시에 라미네이트(5)의 관통 또는 절단에 의해 개방된다. 음료수 유동 경로는 아래에서 설명되는 바와 같이 외측 부재(2), 내측 부재(3) 및 라미네이트(5) 사이의 공간적 상호 관계에 의해 한정된다. 필터(4)와 같은 다른 구성요소들이 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 카트리지(1) 내에 선택적으로 포함될 수 있다.
설명될 카트리지(1)의 제1 버전이 도1 내지 도11에 도시되어 있다. 카트리지(1)의 제1 버전은 특히 볶아서 분쇄된 커피 또는 잎차와 같은 여과 제품을 분배하는데 사용하기 위해 설계되었다. 그러나, 카트리지(1)의 이러한 버전 및 아래에서 설명되는 다른 버전은 초콜릿, 커피, 차, 감미료, 향미제, 착향료, 알코올 음료, 착향 우유, 과일 주스, 과즙 음료, 소스 및 디저트와 같은 다른 제품에서 사용될 수 있다.
도5로부터 알 수 있는 바와 같이, 카트리지(1)의 전체적인 형상은 대체로 원형 또는 디스크 형상이며, 카트리지(1)의 직경은 그의 높이보다 상당히 크다. 주축(X)은 도1에 도시된 바와 같이 외측 부재의 중심을 통과한다. 전형적으로, 외측 부재(2)의 전체 직경은 74.5 mm ± 6 mm이고, 전체 높이는 16 mm ± 3 mm이다. 전형적으로, 조립되었을 때 카트리지(1)의 부피는 30.2 mL ± 20%이다.
외측 부재(2)는 일반적으로 만곡된 환형 벽(13), 폐쇄 상부(11) 및 개방 바닥(12)을 갖는 보울(bowl) 형상의 쉘(10)을 포함한다. 외측 부재(2)의 직경은 폐쇄 상부(11)로부터 개방 바닥(12)으로 횡단할 때 환형 벽(13)의 확장으로 인해, 바닥(12)에서의 직경과 비교해서 상부(11)에서 더 작다. 환형 벽(13)과 폐쇄 바닥(11)은 서로 내부(34)를 갖는 리셉터클을 한정한다.
중공의 내측으로 향한 원통형 연장부(18)가 주축(X) 상에 중심이 맞춰진 폐쇄 상부(11) 내에 제공된다. 도2에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 원통형 연장부(18)는 제1, 제2 및 제3 부분(19, 20, 21)을 갖는 단차형 프로파일을 포함한다. 제1 부분(19)은 직원 원통형이다. 제2 부분(20)은 절두 원추 형상이며 내측으로 테이퍼진다. 제3 부분(21)은 다른 직원 원통형이며, 하부면(31)에 의해 폐쇄된다. 제1, 제2 및 제3 부분(19, 20, 21)의 직경은 상부(11)로부터 원통형 연장부(18)의 폐쇄된 하부면(31)으로 횡단할 때 원통형 연장부(18)의 직경이 감소하도록 증분식으로 감소한다. 대체로 수평인 견부(32)가 제2 및 제3 부분(20, 21)들 사이의 접합부에서 원통형 연장부(18) 상에 형성된다.
외측으로 연장되는 견부(33)가 외측 부재(2) 내에서 바닥(12)을 향해 형성된다. 외측으로 연장되는 견부(33)는 환형 벽(13)과 동축인 2차 벽(15)을 형성하여, 2차 벽(15)과 환형 벽(13) 사이에 매니폴드(16)를 형성하는 환형 트랙을 한정한다. 매니폴드(16)는 외측 부재(2)의 원주부 둘레를 지난다. 일련의 슬롯(17)들이 매니폴드(16)와 동일 수준의 환형 벽(13) 내에 형성되어, 매니폴드(16)와 외측 부재(2)의 내부(34) 사이에 기체 및 액체 연통을 제공한다. 도3에 도시된 바와 같이, 슬롯(17)은 환형 벽(13) 내에 수직 슬릿을 포함한다. 20 내지 40개 사이의 슬롯이 제공된다. 도시된 실시예에서, 37개의 슬롯(17)이 매니폴드(16)의 원주부 둘레에서 대체로 등간격으로 제공된다. 슬롯(17)은 양호하게는 길이가 1.4 내지 1.8 mm 사이이다. 전형적으로, 각각의 슬롯의 길이는 외측 부재(2)의 전체 높이의 10%를 나타내는 1.6 mm이다. 각각의 슬롯의 폭은 0.25 내지 0.35 mm 사이이다. 전형적으로, 각각의 슬롯의 폭은 0.3 mm이다. 슬롯(17)의 폭은 음료수 원료가 저장 중에 또는 사용 시에 그를 통해 매니폴드(16) 내로 통과하는 것을 방지하기에 충분히 좁다.
입구 챔버(26)가 외측 부재(2)의 주연부에서 외측 부재(2) 내에 형성된다. 도5에 가장 명확하게 도시된 바와 같이 외측 부재(2)의 내부(34) 내에 입구 챔버(26)를 한정하여 그로부터 입구 챔버(26)를 구획하는 원통형 벽(27)이 제공된다. 원통형 벽(27)은 주축(X)에 대해 직교하는 평면 상에 형성된 폐쇄된 상부면(28)과, 외측 부재(2)의 바닥(12)과 공통 평면인 개방된 하단부(29)를 갖는다. 입구 챔버(26)는 도1에 도시된 바와 같이 2개의 슬롯(30)을 거쳐 매니폴드(16)와 연통한다. 선택적으로, 1 내지 4개 사이의 슬롯이 매니폴드(16)와 입구 챔버(26) 사이에서 연통하도록 사용될 수 있다.
외측으로 연장되는 견부(33)의 하단부는 주축(X)에 대해 직교하여 연장되는 외측으로 연장되는 플랜지(35)를 구비한다. 전형적으로, 플랜지(35)는 2 내지 4 mm 사이의 폭을 갖는다. 플랜지(35)의 일부는 확장되어 손잡이(24)를 형성하고, 이에 의해 외측 부재(2)가 쥐어질 수 있다. 손잡이(24)는 상향 림(25)을 구비하여 파지를 개선한다.
외측 부재(2)는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스터, 또는 이러한 재료들 중 둘 이상의 라미네이트로부터의 단일 통합체로서 형성된다. 적합한 폴리프로필렌이 디에스엠 유케이 리미티드(DSM UK Limited, 영국 레디치)로부터 구입 가능한 일련의 중합체이다. 외측 부재는 불투명, 투명, 또는 투광성일 수 있다. 제조 공정은 사출 성형일 수 있다.
내측 부재(3)는 도7 내지 도10에 도시된 바와 같이, 환형 프레임(41)과, 하방으로 연장되는 원통형 깔때기(40)를 포함한다. 주축(X)이 도7에 도시된 바와 같이 내측 부재(3)의 중심을 통과한다.
도8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 환형 프레임(41)은 외측 림(51)과, 10개의 등간격 방사상 스포크(53)에 의해 결합된 내측 허브(52)를 포함한다. 내측 허브(52)는 원통형 깔때기(40)와 일체로 그로부터 연장된다. 여과 구멍(55)이 방사상 스포크(53)들 사이에서 환형 프레임(41) 내에 형성된다. 필터(4)가 환형 프레임(41) 상에 배치되어 여과 구멍(55)을 커버한다. 필터는 양호하게는 높은 습윤 강도를 갖는 재료, 예를 들어 폴리에스터의 부직포 섬유 재료로부터 만들어진다. 사용될 수 있는 다른 재료는 직조된 종이 섬유를 포함하는 셀룰로오스 재료와 같은 물 불투과성 셀룰로오스 재료를 포함한다. 직조된 종이 섬유는 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 폴리에틸렌의 섬유와 혼합될 수 있다. 이러한 플라스틱 재료의 셀룰로오스 재료 내로의 통합은 셀룰로오스 재료를 열 밀봉성으로 만든다. 필터(4)는 또한 열 및/또는 압력에 의해 활성화되는 재료로 처리되거나 코팅될 수 있어서, 이러한 방식으로 환형 프레임(41)에 밀봉될 수 있다.
도7의 단면 프로파일에 도시된 바와 같이, 내측 허브(52)는 외측 림(51)보다 낮은 위치에 위치되어, 환형 프레임(41)이 기울어진 낮은 프로파일을 갖게 한다.
각각의 스포크(53)의 상부 표면은 환형 프레임(41) 위의 공간을 복수의 통로(57)로 분할하는 직립 웨브(54)를 구비한다. 각각의 통로(57)는 웨브(54)에 의해 각 측면 상에서 그리고 필터(4)에 의해 하부면 상에서 경계를 이룬다. 통로(57)는 외측 림(51)으로부터 웨브(54)의 내측 말단부에 의해 한정된 구멍(56)에서 원통형 깔때기(40)를 향해 하방으로 연장되어 그 안으로 개방된다.
원통형 깔때기(40)는 내측 토출 주둥이(43)를 둘러싸는 외측 튜브(42)를 포 함한다. 외측 튜브(42)는 원통형 깔때기(40)의 외부를 형성한다. 토출 주둥이(43)는 환형 플랜지(47)에 의해 토출 주둥이(43)의 상단부에서 외측 튜브(42)에 결합된다. 토출 주둥이(43)는 통로(57)의 개구(56)와 연통하는 상단부의 입구(45)와, 조제된 음료수가 컵 또는 다른 리셉터클 내로 토출되는 하단부의 출구(44)를 포함한다. 토출 주둥이(43)는 상단부에서 절두 원추형 부분(48)과 하단부에서 원통형 부분(58)을 포함한다. 원통형 부분(58)은 출구(44)를 향해 좁아지도록 약간의 테이퍼를 가질 수 있다. 절두 원추형 부분(48)은 음료수에 난류를 유도하지 않고서 음료수를 통로(57)로부터 출구(44)를 향해 아래로 운반하는 것을 돕는다. 절두 원추형 부분(48)의 상부 표면은 원통형 깔때기(40)의 원주부 둘레에서 등간격으로 4개의 지지 웨브(49)를 구비한다. 지지 웨브(49)들은 그들 사이에 채널(50)을 한정한다. 지지 웨브(49)의 상부 모서리들은 서로 동일 수준이며 주축(X)에 대해 직교한다.
내측 부재(3)는 전술한 바와 같이 폴리프로필렌 또는 유사 재료로부터 단일 통합체로서 외측 부재(2)와 동일한 방식으로 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
선택적으로, 내측 부재(3) 및/또는 외측 부재(2)는 생분해성 중합체로부터 만들어질 수 있다. 적합한 재료의 예는 분해성 폴리에틸렌(예를 들어, 영국 보레햄우드 소재의 심포니 엔바이어런멘탈(Symphony Environmental)에 의해 공급되는 SPITEK), 생분해성 폴리에스터 아미드(예를 들어, 심포니 엔바이어런멘탈에 의해 공급되는 BAK 1095), 폴리 락트산(미국 미네소타주 소재의 카길(Cargil)에 의해 공급되는 PLA), 전분계 중합체, 셀룰로오스 유도체 및 폴리펩티드를 포함한다.
라미네이트(5)는 2개의 층, 알루미늄의 제1 층 및 주조 폴리프로필렌의 제2 층으로부터 형성된다. 알루미늄 층은 두께가 0.02 내지 0.07 mm 사이이다. 주조 폴리프로필렌 층은 두께가 0.025 내지 0.065 mm 사이이다. 일 실시예에서, 알루미늄 층은 두께가 0.06 mm이고, 폴리프로필렌 층은 두께가 0.025 mm이다. 이러한 라미네이트는 조립 중에 말림에 대한 높은 저항을 가지므로 특히 유리하다. 결과적으로, 라미네이트(5)는 정확한 크기 및 형상으로 미리 절단되고 이후에 비틀림을 겪지 않고서 제조 라인 상의 조립 스테이션으로 반송될 수 있다. 결과적으로, 라미네이트(5)는 특히 용접에 매우 적합하다. PET/알루미늄/PP, PE/EVOH/PP, PET/금속화/PP 및 알루미늄/PP 라미네이트를 포함한 다른 라미네이트 재료가 사용될 수 있다. 롤 라미네이트 스톡이 다이 절단 스톡 대신에 사용될 수 있다.
카트리지(1)는 가요성 라미네이트 대신에 강성 또는 반강성 뚜껑에 의해 폐쇄될 수 있다.
카트리지(1)의 조립은 다음의 단계를 포함한다.
a) 내측 부재(3)가 외측 부재(2) 내로 삽입된다.
b) 필터(4)가 원통형 깔때기(40) 위에 수납되어 환형 프레임(41)에 대해 놓이게 되는 형상으로 절단되어 내측 부재(3) 상으로 위치된다.
c) 내측 부재(3), 외측 부재(2) 및 필터(4)가 초음파 용접에 의해 결합된다.
d) 카트리지(1)가 하나 이상의 음료수 원료로 충전된다.
e) 라미네이트(5)가 외측 부재(2)에 고정된다.
이러한 단계들은 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
외측 부재(2)는 개방 바닥(12)이 상방을 향하게 배향된다. 내측 부재(3)는 그 다음 외측 림(51)이 카트리지(1)의 상부(11)에서 축방향 연장부(14) 내에 헐겁게 끼워져서 수납된 채로 외측 부재(2) 내로 삽입된다. 외측 부재(2)의 원통형 연장부(18)는 동시에 내측 부재(3)의 원통형 깔때기(40)의 상부 내에 수납된다. 원통형 연장부(18)의 제3 부분(21)은 원통형 연장부(18)의 폐쇄된 하부면(31)이 내측 부재(3)의 지지 웨브(49)에 대해 지탱된 채로 원통형 깔때기(40) 내로 안착된다. 필터(4)는 그 다음 필터 재료가 환형 림(51)과 접촉하도록 내측 부재(3) 위에 위치된다. 초음파 용접 공정이 그 다음 필터(4)를 내측 부재(3)에 결합시키고, 동시에 동일한 공정 단계에서 내측 부재(3)를 외측 부재(2)에 결합시키도록 사용된다. 내측 부재(3) 및 필터(4)는 외측 림(51) 둘레에서 용접된다. 내측 부재(3) 및 외측 부재(2)는 외측 림(51)과 웨브(54)의 상부 모서리 둘레의 용접 라인에 의해 결합된다.
도11에 더욱 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 외측 부재(2) 및 내측 부재(3)는 서로 결합될 때, 환형 플랜지(41) 아래에서 원통형 깔때기(40) 외부의 내부(120) 내에 여과 챔버를 형성하는 공간(130)을 한정한다. 여과 챔버(130) 및 환형 프레임(41) 위의 통로(57)는 필터 종이(4)에 의해 분리된다.
여과 챔버(130)는 하나 이상의 음료수 원료(200)를 함유한다. 하나 이상의 음료수 원료는 여과 챔버(130) 내로 충진된다. 여과 음료수에 대해, 원료는 전형적으로 볶아서 분쇄된 커피 또는 잎차이다. 여과 챔버(130) 내의 음료수 원료의 충진 밀도는 원하는 대로 변화될 수 있다. 전형적으로, 여과 커피 제품에 대해, 여과 챔버는 전형적으로 5 내지 14 mm의 여과 베드 내에 5.0 내지 10.2 그램 사이의 볶아서 분쇄된 커피를 함유한다. 선택적으로, 내부(120)는 음료수의 토출 중에 난류를 유도하여 음료수 원료의 침전물을 파괴함으로써 혼합을 보조하기 위해 내부(120) 내에서 자유롭게 이동 가능한 구와 같은 하나 이상의 물체를 포함할 수 있다.
라미네이트(5)는 그 다음 라미네이트(5)의 주연부 둘레에 용접부(126)를 형성함으로써 외측 부재(2)에 고정되어 라미네이트(5)를 외측으로 연장되는 플랜지(35)의 하부 표면에 결합시킨다. 용접부(126)는 입구 챔버(26)의 원통형 벽(27)의 하부 모서리에 대해 라미네이트(5)를 밀봉하도록 연장된다. 더욱이, 용접부(125)가 라미네이트(5)와 원통형 깔때기(40)의 외측 튜브(42)의 하부 모서리 사이에 형성된다. 라미네이트(5)는 여과 챔버(130)의 하부 벽을 형성하고, 아울러 입구 챔버(26) 및 원통형 깔때기(40)를 밀봉한다. 그러나, 작은 갭(123)이 분배 이전에 라미네이트(5)와 토출 주둥이(43)의 하부 모서리 사이에 존재한다. 열 및 초음파 용접과 같은 다양한 용접 방법이 라미네이트(5)의 재료 특징에 의존하여 사용될 수 있다.
유리하게는, 내측 부재(3)는 외측 부재(2)와 라미네이트(5) 사이에 걸친다. 내측 부재(3)는 폴리프로필렌과 같은 비교적 강성인 재료로부터 형성된다. 이와 같이, 내측 부재(3)는 카트리지(1)가 압축될 때 라미네이트(5) 및 외측 부재(2)를 이격되게 유지하도록 작용하는 내하중 부재를 형성한다. 카트리지(1)가 사용 시에 130 내지 280 N 사이의 압축 하중을 받는 것이 양호하다. 압축력은 카트리지가 내 부 가압 하에서 고장나는 것을 방지하도록 작용하며, 아울러 내측 부재(3) 및 외측 부재(2)를 상호 압착하도록 역할한다. 이는 카트리지(1) 내의 통로 및 구멍의 내부 치수가 고정되어 카트리지(1)의 가압 중에 변할 수 없도록 보장한다.
카트리지(1)를 사용하기 위해, 카트리지는 먼저 (아래에서 더욱 상세하게 설명될) 음료수 조제 기계 내로 삽입되고, 입구(121) 및 출구(122)가 라미네이트(5)를 천공하여 접는 음료수 조제 기계의 관통 부재에 의해 개방된다. 압력 하의 수성 매체, 전형적으로 물은 0.1 내지 2.0 바아 사이의 압력으로 입구(121)를 통해 입구 챔버(26) 내로 카트리지(1)로 들어가지만, 더 높은 압력이 본 발명의 카트리지에서 사용될 수 있다. 거기서부터, 물은 슬롯(30)을 통해 매니폴드(16) 둘레로 그리고 복수의 슬롯(17)을 통해 카트리지(1)의 여과 챔버(130) 내로 유도된다. 물은 여과 챔버(130)를 통해 방사상 내측으로 이송되어, 그 안에 함유된 음료수 원료(200)와 혼합된다. 물은 동시에 음료수 원료를 통해 상방으로 이송된다. 음료수 원료를 통한 물의 통과에 의해 형성된 음료수는 필터(4) 및 여과 구멍(55)을 통해 환형 프레임(41) 위에 놓인 통로(57) 내로 통과한다. 필터(4)의 스포크(53) 상으로의 밀봉 및 림(51)의 외측 부재(2)와의 용접은 단락 회로가 없고 모든 음료수가 필터(4)를 통과하는 것을 보장한다.
음료수는 그 다음 웨브(54)들 사이에 형성된 방사상 통로(57)를 따라 하방으로 개구(56)를 통해 원통형 깔때기(40) 내로 유동한다. 음료수는 지지 웨브(47)들 사이의 채널(50)을 따라 토출 주둥이(43) 아래로 출구(44)로 통과하고, 여기서 음료수는 컵과 같은 리셉터클 내로 토출된다.
양호하게는, 음료수 조제 기계는 압축 공기가 작동 사이클의 종료 시에 카트리지(1)를 통해 이송되어 잔류 음료수를 리셉터클 내로 세정하는 공기 세척 설비를 포함한다.
카트리지(1)의 제2 버전이 도12 내지 도18에 도시되어 있다. 카트리지(1)의 제2 버전은 특히 크림과 같은 작은 버블의 거품을 갖는 음료수를 제조하는 것이 바람직한 볶아서 분쇄한 커피와 같은 에스프레소 스타일의 제품을 분배하는데 사용하기 위해 설계되었다. 카트리지(1)의 제2 버전의 많은 특징들은 제1 버전과 동일하고, 유사한 도면 부호가 유사한 특징을 표시하도록 사용되었다. 다음의 설명에서, 제1 및 제2 버전 사이의 차이점이 설명될 것이다. 동일한 방식으로 기능하는 공통 특징은 상세하게 설명되지 않을 것이다.
외측 부재(2)는 카트리지(1)의 제1 버전과 도1 내지 도6에 도시된 바와 동일하다.
내측 부재(3)의 환형 프레임(41)은 제1 버전에서와 동일하다. 또한, 필터(4)가 환형 프레임(41) 상에 배치되어 여과 구멍(55)을 커버한다. 원통형 깔때기(40)의 외측 튜브(42) 또한 전과 같다. 그러나, 제1 버전에 비해 제2 버전의 내측 부재(2)의 구성에서 있어서 다수의 차이점이 있다. 도16에 도시된 바와 같이, 토출 주둥이(43)는 출구(44)로부터 토출 주둥이(43)로 부분적으로 위로 연장되는 격벽(65)을 구비한다. 격벽(65)은 음료수가 토출 주둥이(43)를 빠져 나올 때 음료수가 분사되고 그리고/또는 튀는 것을 방지하는 것을 돕는다. 토출 주둥이(43)의 프로파일 또한 다르고, 튜브(43)의 상단부 근방에서 독특한 굽힘부(66)를 구비한 단 차형 프로파일을 포함한다.
림(67)이 환형 플랜지(47)로부터 직립하게 제공되어, 외측 튜브(42)를 토출 주둥이(43)에 결합시킨다. 림(67)은 입구(45)를 토출 주둥이(43)에 대해 둘러싸고, 림(67)과 외측 튜브(42)의 상부 사이에 환형 채널(69)을 한정한다. 림(67)은 내측으로 향한 견부(68)를 구비한다. 림(67)의 원주부 둘레의 하나의 지점에서, 도12 및 도13에 가장 명확하게 도시된 바와 같이 림(67)의 상부 모서리로부터 견부(68)의 수준의 약간 아래의 지점으로 연장되는 슬롯 형태의 구멍(70)이 제공된다. 슬롯은 0.64 mm의 폭을 갖는다.
공기 입구(71)가 도16 및 도17에 도시된 바와 같이 구멍(70)과 원주 방향으로 정렬되어 환형 플랜지(47) 내에 제공된다. 공기 입구(71)는 플랜지(47) 위의 지점과, 외측 튜브(42)와 토출 주둥이(43) 사이의 플랜지(47) 아래의 공간 사이에 연통을 제공하기 위해 플랜지(47)를 통과하는 구멍을 포함한다. 양호하게는, 도시된 바와 같이, 공기 입구(71)는 상부 절두 원추형 부분(73)과 하부 원통형 부분(72)을 포함한다. 공기 입구(71)는 전형적으로 핀과 같은 성형 공구에 의해 형성된다. 공기 입구(71)의 테이퍼진 프로파일은 성형 공구가 성형된 구성요소로부터 더욱 쉽게 제거되도록 허용한다. 공기 입구(71) 주위의 외측 튜브(42)의 벽은 공기 입구(71)로부터 토출 주둥이(43)의 입구(45)로 이어지는 슈트(75; chute)를 형성하도록 형성된다. 도17에 도시된 바와 같이, 경사 견부(74)가 공기 입구(71)와 슈트(75) 사이에 형성되어 슬롯(70)으로부터 송출되는 음료수의 분출이 공기 입구(71)의 바로 주위에서 플랜지(47)의 상부 표면 상에 바로 충돌하지 않도록 보장한 다.
카트리지(1)의 제2 버전에 대한 조립 절차는 제1 버전의 조립과 유사하다. 그러나, 몇몇 차이점이 있다. 도18에 도시된 바와 같이, 원통형 연장부(18)의 제3 부분(21)은 지지 웨브에 대해서가 아니고 지지 림(67) 내부에 안착된다. 제2 부분(20)과 제3 부분(21) 사이의 원통형 연장부(18)의 견부(32)는 내측 부재(3)의 지지 림(67)의 상부 모서리에 대해 지탱된다. 따라서, 접속 구역(124)이 내측 부재(3)와 외측 부재(2) 사이에 형성되어, 원통형 연장부(18)와 카트리지(1)의 거의 전체 원주부 둘레에서 연장되는 지지 림(67) 사이에 면 밀봉을 형성한다. 원통형 연장부(18)와 지지 림(67) 사이의 밀봉은 지지 림(67) 내의 슬롯(70)이 지지 림(67)을 통해 견부(68) 약간 아래의 지점으로 하방으로 연장되므로, 방수되지 않는다. 결과적으로, 원통형 연장부(18)와 지지 림(67) 사이의 접속 맞춤은 도18에 가장 명확하게 도시된 바와 같이 슬롯(70)을 구멍(128)으로 변형시켜서, 환형 채널(69)과 토출 주둥이(43) 사이에 기체 및 액체 연통을 제공한다. 구멍은 전형적으로 폭이 0.64 mm이고 길이가 0.69 mm이다.
음료수를 분배하기 위한 카트리지(1)의 제2 버전의 작동은 제1 버전의 작동과 유사하지만 몇몇 차이점이 있다. 이전과 같이, 여과 챔버(130) 내의 음료수 유동은 카트리지(1)의 주연에 입구 슬롯(17)으로부터 카트리지(1)의 중심에 토출 주둥이(43)까지 방사상 구성 성분을 포함한다. 방사상 통로(57) 내의 음료수는 웨브(54)들 사이에 형성된 통로(57)를 따라 하방으로 개구(56)를 통해 원통형 깔때기(40)의 환형 채널(69) 내로 유동한다. 환형 채널(69)로부터, 음료수는 압력 하에 서 여과 챔버(130) 및 통로(57) 내에 수집된 음료수의 부압에 의해 구멍(128)을 통해 이송된다. 따라서, 음료수는 구멍(128)을 통해 분출되어 토출 주둥이(43)의 상단부에 의해 형성된 연장 챔버 내로 이송된다. 도18에 도시된 바와 같이, 음료수의 분출은 공기 입구(71) 위로 직접 통과한다. 음료수가 토출 주둥이(43)로 들어갈 때, 음료수 분출의 압력은 강하한다. 결과적으로, 공기가 공기 입구(71)를 통해 위로 흡입될 때, 공기는 복수의 작은 공기 버블의 형태로 음료수 스트림 내로 혼입된다. 구멍(128)으로부터 송출되는 음료수의 분출은 출구(44)로 하방으로 집중되고, 여기서 음료수는 컵과 같은 리셉터클 내로 토출되어 공기 버블이 원하는 크림을 형성한다. 따라서, 구멍(128) 및 공기 입구(71)는 서로 공기를 음료수 내로 혼입시키는 배출기를 형성한다. 배출기 내로의 음료수의 유동은 압력 손실을 감소시키기 위해 가능한 한 매끄럽게 유지되어야 한다. 유리하게는, 배출기의 벽은 '벽 효과' 마찰로 인한 손실을 감소시키도록 오목하게 만들어져야 한다. 구멍(128)의 치수 공차는 작다. 양호하게는, 구멍 크기는 ±0.02 mm2으로 고정된다. 헤어(hair), 섬유 또는 다른 표면 불균일부가 유효 단면적을 증가시키기 위해 배출기의 출구 내에 또는 출구에 제공될 수 있고, 이는 공기 혼입의 정도를 증가시키는 것으로 발견되었다.
카트리지(1)의 제3 버전이 도19 내지 도29에 도시되어 있다. 카트리지(1)의 제3 버전은 특히 분말, 액체, 시럽, 겔 또는 유사한 형태일 수 있는 수용성 제품을 분배하는데 사용하기 위해 설계되었다. 수용성 제품은 수성 매체가 사용 시에 카 트리지(1)를 통과할 때, 물과 같은 수성 매체에 의해 용해되거나 수성 매체 내에서 현탁액을 형성한다. 음료수의 예는 초콜릿, 커피, 우유, 차, 수프 또는 다른 수화성 또는 수용성 제품을 포함한다. 카트리지(1)의 제3 버전의 많은 특징은 이전의 버전들과 동일하며, 유사한 도면 부호가 유사한 특징을 표시하도록 사용되었다. 다음의 설명에서, 제3 및 이전 버전들 사이의 차이점이 설명될 것이다. 동일한 방식으로 기능하는 공통 특징은 상세하게 설명되지 않을 것이다.
이전 버전의 외측 부재(2)에 비해, 제3 버전의 외측 부재(2)의 중공의 내측으로 향한 원통형 연장부(18)는 도20에 도시된 바와 같이 더 큰 전체 직경을 갖는다. 특히, 제1 부분(19)의 직경은 전형으로 이전 버전의 외측 부재(2)의 13.2 mm에 비해 16 내지 18 mm 사이이다. 또한, 제1 부분(19)은 도10에 가장 명확하게 도시된 바와 같이 볼록한 외측 표면(19a) 또는 돌출부를 구비하고, 그의 기능은 아래에서 설명될 것이다. 그러나, 카트리지(1)의 제3 부분(21)들의 직경이 동일하여, 견부(32)의 면적이 카트리지(1)의 이러한 제3 버전에서 더 크다. 전형적으로, 조립될 때의 카트리지(1)의 부피는 32.5 mL ± 20%이다.
환형 벽(13)의 하단부 내의 슬롯들의 개수 및 위치도 다르다. 3 내지 5개 사이의 슬롯이 제공된다. 도23에 도시된 실시예에서, 4개의 슬롯(36)이 매니폴드(16)의 원주부 둘레에 등간격으로 제공된다. 슬롯(36)들은 0.35 내지 0.45 mm 사이, 양호하게는 0.4 mm의 폭으로 카트리지(1)의 이전 버전에서보다 약간 더 넓다.
다른 점에서, 카트리지(1)의 외측 부재(2)는 동일하다.
내측 부재(3)의 원통형 깔때기(40)의 구성은 카트리지(1)의 제1 버전과 동일 하며, 외측 튜브(42), 토출 주둥이(45), 환형 플랜지(47) 및 지지 웨브(49)들이 제공된다. 단 한 가지 차이점은 토출 주둥이(45)가 상부 절두 원추형 섹션(92) 및 하부 원통형 섹션(93)을 구비하여 형성되는 것이다.
이전 실시예에 대조적으로 도24 내지 도28에 도시된 바와 같이, 환형 프레임(41)은 원통형 깔때기(40)를 둘러싸는 스커트 부분(80)에 의해 대체되어 환형 플랜지(47)에서 또는 그 근방에서 원통형 깔때기(40)와 인접하는 8개의 방사상 스트럿(87)에 의해 그에 결합된다. 스커트 부분(80)의 원통형 연장부(81)는 스트럿(87)으로부터 상방으로 연장되어 개방된 상부면을 구비한 챔버(90)를 한정한다. 원통형 연장부(81)의 상부 림(91)은 도26에 도시된 바와 같이 내향 프로파일을 갖는다. 스커트 부분(80)의 환형 벽(82)은 스트럿(87)으로부터 하방으로 연장되어 스커트 부분(80)과 외측 튜브(42) 사이에 환형 채널(86)을 한정한다.
환형 벽(2)은 하단부에서, 주축(X)에 대해 직교하게 놓인 외부 플랜지(83)를 포함한다. 림(84)이 플랜지(83)의 하부 표면으로부터 하방으로 현수되어 림(84) 둘레에 원주 방향으로 등간격인 5개의 구멍(85)을 포함한다. 따라서, 림(84)은 골진(castellated) 하부 프로파일을 구비한다.
구멍(89)은 스트럿(87)들 사이에 제공되어 챔버(90)와 환형 채널(86) 사이에 연통을 허용한다.
카트리지(1)의 제3 버전에 대한 조립 절차는 제1 버전의 조립과 유사하지만 몇몇 차이점이 있다. 외측 부재(2) 및 내측 부재(3)는 도29에 도시된 바와 같이 서로 밀어서 맞춰지고, 서로 용접되기보다는 스냅 결합 장치에 의해 보유된다. 두 부재들을 결합시킬 때, 내측으로 향한 원통형 연장부(18)는 스커트 부분(80)의 상부 원통형 연장부(81) 내부에 수납된다. 내측 부재(3)는 원통형 연장부(18)의 제1 부분(19)의 볼록한 외측 표면(19a)의 상부 원통형 연장부(81)의 내향 림(91)과의 마찰식 맞물림에 의해 외측 부재(2) 내에 보유된다. 내측 부재(3)가 외측 부재(2) 내에 위치된 채로, 혼합 챔버(134)가 한정되어 스커트 부분(80)의 외부에 위치된다. 혼합 챔버(134)는 분배 이전의 음료수 원료(200)를 함유한다. 4개의 입구(36) 및 5개의 구멍(85)이 서로에 대해 원주 방향으로 엇갈려 있다는 것을 알아야 한다. 두 부품들의 서로에 대한 방사상 위치는 4개의 입구(36) 및 5개의 구멍(85)의 사용이 구성요소들의 어떠한 상대 회전 위치에서도 입구와 구멍 사이에서 오정렬이 일어나지 않도록 보장하므로, 조립 중에 결정되거나 고정될 필요가 없다.
하나 이상의 음료수 원료가 카트리지의 혼합 챔버(134) 내로 충진된다. 혼합 챔버(134) 내의 음료수 원료의 충진 밀도는 원하는 대로 변화될 수 있다.
라미네이트(5)는 그 다음 이전 버전에서 전술한 바와 같이 동일한 방식으로 외측 부재(2) 및 내측 부재(3)에 고정된다.
사용 시에, 물이 카트리지의 이전 버전과 동일한 방식으로 4개의 슬롯(36)을 통해 혼합 챔버(134)로 들어간다. 물은 혼합 챔버를 통해 방사상 내측으로 이송되어 그 안에 함유된 음료수 원료와 혼합된다. 제품은 물 속에 용해되거나 혼합되어 혼합 챔버(134) 내에서 음료수를 형성하고, 그 다음 혼합 챔버(134) 내의 음료수 및 물의 부압에 의해 구멍(85)을 통해 환형 채널(86) 내로 보내진다. 4개의 입구 슬롯(36) 및 5개의 구멍(85)의 원주 방향으로의 엇갈림은 물의 분출이 먼저 혼합 챔버(134) 내에서 순환하지 않고서 입구 슬롯(36)으로부터 방사상으로 직접 구멍(85)으로 통과할 수 없도록 보장한다. 이러한 방식으로 제품의 용해 또는 혼합의 정도 및 일관성이 현저하게 증가된다. 음료수는 환형 채널(86) 내에서 상방으로 스트럿(87)들 사이의 구멍(89)을 통해 챔버(90) 내로 이송된다. 음료수는 챔버(90)로부터 지지 웨브(49)들 사이의 입구(45)를 통해 토출 주둥이(43) 내로 그리고 출구(44)를 향해 통과하고, 여기서 음료수는 컵과 같은 리셉터클 내로 토출된다. 카트리지는 점성 액체 또는 겔의 형태인 음료수 원료에서의 특수 용도가 있다. 하나의 용도에서, 상온에서 1700 내지 3900 mPa 사이 그리고 0℃에서 5000 내지 10000 mPa 사이의 점성과 67 브릭스(Brix) ± 3의 굴절 입체를 갖는 액체 초컬릿 원료가 카트리지(1) 내에 함유된다. 다른 용도에서, 상온에서 70 내지 2000 mPa 사이 그리고 0℃에서 80 내지 5000 mPa 사이의 점성을 갖는 액체 커피가 카트리지(1) 내에 함유되고, 커피는 40 내지 70% 사이의 총 고형물 수준을 갖는다.
카트리지(1)의 제4 버전이 도30 내지 도34에 도시되어 있다. 카트리지(1)의 제4 버전은 특히 농축 액체 우유와 같은 액체 제품을 분배하는데 사용하기 위해 설계되었다. 카트리지(1)의 제4 버전의 많은 특징들은 이전 버전에서와 동일하고, 유사한 도면 부호가 유사한 특징을 표시하도록 사용되었다. 다음의 설명에서, 제4 및 이전 버전들 사이의 차이점이 설명될 것이다. 동일한 방식으로 기능하는 공통 특징은 상세하게 설명되지 않을 것이다.
외측 부재(2)는 카트리지(1)의 제3 버전에서 도19 내지 도23에 도시된 바와 동일하다.
내측 부재(3)의 원통형 깔때기(40)는 카트리지(1)의 제2 버전에서 도시된 것과 유사하지만 몇몇 차이점이 있다. 도30에 도시된 바와 같이, 토출 주둥이(43)는 상부 절두 원추형 섹션(106) 및 하부 원통형 섹션(107)을 구비하여 형성된다. 3개의 축방향 리브(105)가 토출 주둥이(43)의 내측 표면 상에 제공되어, 분배되는 음료수를 출구(44)를 향해 하방으로 유도하며 토출되는 음료수가 주둥이 내에서 회전하는 것을 방지한다. 결과적으로, 리브(105)는 배플로서 작용한다. 카트리지(1)의 제2 버전에서와 같이, 공기 입구(71)가 환형 플랜지(47)를 통해 제공된다. 그러나, 공기 입구(71) 아래의 슈트(75)는 제2 버전에서보다 더 신장되었다.
스커트 부분(80)이 전술한 카트리지(1)의 제3 버전에서 도시된 것과 유사하게 제공된다. 5 내지 12개 사이의 구멍(85)이 림(84) 내에 제공된다. 전형적으로 구멍들은 카트리지(1)의 제3 버전에서 제공된 5개 이외로 제공된다.
스커트 부분(80)의 플랜지(83)로부터 그와 일체로 연장되는 환형 보울(100)이 제공된다. 환형 보울(100)은 상방으로 향한 개방된 상부 개구(104)를 갖는 벌어진 몸체(101)를 포함한다. 도30 및 도31에 도시된 4개의 공급 구멍(103)이 보울(100)의 하단부에서 또는 그 근방에서 몸체(101) 내에 위치되어 스커트 부분(80)과 결합한다. 양호하게는, 공급 구멍들은 보울(100)의 원주부 둘레에서 등간격이다.
라미네이트(5)는 이전 실시예에서 전술한 유형이다.
카트리지(1)의 제4 버전의 조립 절차는 제3 버전에 대한 것과 동일하다.
카트리지의 제4 버전의 작동은 제3 버전과 유사하다. 물이 전과 동일한 방식으로 카트리지(1) 및 혼합 챔버(134)로 들어간다. 거기서, 물은 액체 제품과 혼합되어 그를 희석시키고, 그 다음 전술한 바와 같이 보울(100) 아래로 구멍(85)을 통해 출구(44)를 향해 이송된다. 도34에 도시된 바와 같이 초기에 환형 보울(100) 내에 함유된 액체 제품의 비율은 혼합 챔버(134)로 들어간 물에 의해 즉시 희석되지 않는다. 오히려, 혼합 챔버(134)의 하부 내의 희석된 액체 제품은 위로 상부 개구(104)를 통해 환형 보울(100) 내로 이송되기보다는 구멍(85)을 통해 빠져나가는 경향이 있다. 결과적으로, 환형 보울(100) 내의 액체 제품은 혼합 챔버(134)의 하부 내의 제품에 비해 작동 사이클의 초기 단계 중에 비교적 농축되어 잔류할 것이다. 환형 보울(100) 내의 액체 제품은 중력 하에서 공급 구멍(103)을 통해 제품의 스트림 내로 적하되어, 구멍(85)을 통해 보울(100) 아래로 혼합 챔버(134)를 빠져나간다. 환형 보울(100)은 일정 비율의 농축 액체 제품을 유지하여, 이를 존재하는 총 고형물의 백분률로서 측정된 우유의 농도가 대략 15초의 작동 사이클 중에 도시되어 있는 도46a에 도시된 바와 같이 작동 사이클 전반에 걸쳐 안정적으로 기존의 액체 스트림 유동 경로 내로 방출함으로써 원통형 채널(40)로 들어가는 희석된 액체 제품의 농도를 균일화하도록 작용한다. 선(a)은 보울(100)이 있는 농도 프로파일을 도시하고, 선(b)은 보울(100)이 없는 농도 프로파일을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 컵(100)이 있는 농도 프로파일은 작동 사이클 중에 더욱 균일하고, 보울(100)이 없을 때 발생하는 농도의 즉각적인 큰 강하가 없다. 우유의 초기 농도는 전형적으로 30 - 35% SS이고, 사이클의 종료 시에 10% SS이다. 이는 약 3 대 1의 희석비를 생성하지만, 1대 1 내지 6 대 1 사이의 희석비가 본 발명에서 가능하다. 다른 액체 음료수 원료에 대해, 농도는 변할 수 있다. 예를 들어, 액체 초콜릿에 대해, 초기 농도는 대략 67% SS이고, 사이클의 종료 시에 12 - 15% SS이다. 이는 약 5 대 1의 희석비(분배되는 음료수 내의 수성 매체 대 음료수 원료의 비율)을 생성하지만, 2 대 1 내지 10 대 1 사이의 희석비가 본 발명에서 가능하다. 액체 커피에 대해, 초기 농도는 40 - 67% SS이고 분배의 종료 시의 농도는 1 - 2% SS이다. 이는 20 대 1 내지 70 대 1 사이의 희석비를 생성하지만, 10 대 1 내지 100 대 1 사이의 희석비가 본 발명에서 가능하다.
환형 채널(86)로부터, 음료수는 압력 하에서 여과 챔버(134) 및 챔버(90) 내에 수집된 음료수의 부압에 의해 구멍(128)을 통해 이송된다. 따라서, 음료수는 분출되어 구멍(128)을 통해 토출 주둥이(43)의 상단부에 의해 형성된 팽창 챔버 내로 이송된다. 도34에 도시된 바와 같이, 음료의 분출은 공기 입구(71) 위를 직접 통과한다. 음료수가 토출 주둥이(43)로 들어갈 때, 음료수 분출의 압력은 강하한다. 결과적으로, 공기가 공기 입구(71)를 통해 위로 흡입될 때, 공기가 복수의 작은 공기 버블 형태로 음료수 스트림 내로 혼입된다. 구멍(128)으로부터 송출되는 음료수의 분출은 출구(44)로 하방으로 집중되고, 여기서 음료수는 컵과 같은 리셉터클 내로 토출되어 공기 버블이 원하는 거품 모양을 형성한다.
유리하게는, 내측 챔버(3), 외측 챔버(2), 라미네이트(5) 및 필터(4)는 모두 구성요소들이 분리 가능하며 구불구불한 통로 또는 좁은 틈을 개별적으로 포함하지 않음으로 인해 쉽게 살균될 수 있다. 오히려, 살균 후에 필요한 통로들이 형성되는 것은 구성요소들을 결합시킨 직후이다. 이는 음료수 성분이 액체 우유 농축액 과 갖는 유제품일 때 특히 중요하다.
음료수 카트리지의 제4 실시예는 특히 액체 우유와 같은 농축 액체 유제품을 분배하는데 유리하다. 이전에, 분말 우유 제품은 미리 조제된 음료수에 첨가하기 위해 봉지 형태로 제공되었다. 그러나, 카푸치노 스타일의 음료수에 대해, 우유를 발포시킬 필요가 있다. 이는 이전에 스트림을 액체 우유 제품을 통과시킴으로써 달성되었다. 그러나, 이는 음료수를 분배하는데 사용되는 기계의 비용 및 복잡성을 증가시키는 증기 공급의 제공을 필요로 한다. 증기의 사용은 또한 카트리지의 작동 중에 상해의 위험을 증가시킨다. 따라서, 본 발명은 내부에 농축 액체 유제품을 갖는 음료수 카트리지를 제공한다. 우유 제품을 농축시킴으로써 신선 또는 UHT 우유에 비교할 때 더 많은 양의 거품이 우유의 특정 부피에 대해 생성될 수 있다는 것이 발견되었다. 이는 우유 카트리지에 대해 요구되는 크기를 감소시킨다. 신선 반탈지 우유는 대략 1.6%의 지방 및 10%의 총 고형물을 함유한다. 본 발명의 농축 액체 우유 조제품은 0.1 내지 12% 사이의 지방 및 25 내지 40%의 총 고형물을 함유한다. 전형적인 예에서, 조제품은 4%의 지방 및 30%의 총 고형물을 함유한다. 농축 우유 조제품은 아래에서 설명되는 바와 같이 저압 조제 기계를 사용한 거품 생성에 적합하다. 특히, 우유의 거품 생성은 전술한 제4 실시예의 카트리지를 사용하여 2 바아, 양호하게는 대략 1.5 바아 아래의 압력에서 달성된다.
농축 우유의 거품 형성은 카푸치노 및 밀크쉐이크와 같은 음료수에 대해 특히 유리하다. 양호하게는, 구멍(128)을 통해 공기 입구(71) 위로의 우유의 통과와 보울(100)의 선택적인 사용은 우유에 대해 40%, 양호하게는 70%보다 큰 거품 생성 수준을 가능케 한다. 액체 초콜릿에 대해, 70%보다 큰 거품 생성 수준이 가능하다. 액체 커피에 대해, 70%보다 큰 거품 생성 수준이 가능하다. 거품성 수준은 분배되는 액체 음료수 원료의 부피에 대한 생성된 거품의 부피의 비로서 측정된다. 예를 들어, 58.3 mL가 거품인 138.3 mL의 음료수가 분배되는 경우에, 거품성은 [58.3/(138.3 - 58.3)]*100 = 72.9%로서 측정된다. 우유 (및 다른 액체 원료)의 거품성은 도46b에서 볼 수 있는 바와 같이 보울(100)의 제공에 의해 향상된다. 보울(100)이 존재할 때 분배되는 우유의 거품성(라인 a)은 보울이 없을 때 분배되는 우유의 거품성(라인 b)보다 크다. 이는 우유의 거품성이 우유의 농도에 대해 양의 상관 관계가 있으며 도46b에 도시된 바와 같이 보울(100)이 작동 사이클의 대부분에서 우유의 더 높은 농도를 유지하기 때문이다. 우유의 거품성은 도46c에 도시된 바와 같이 수성 매체의 온도에 대해 양의 상관 관계가 있다는 것도 공지되어 있다. 따라서, 보울(100)은 수성 매체가 가장 고온에 있을 때 더 많은 우유가 작동 사이클의 종료 근방까지 카트리지 내에 유지되므로 유리하다. 이는 다시 거품성을 개선한다.
제4 실시예의 카트리지는 또한 액체 커피 제품을 분배하는데 유리하다.
본 발명의 음료수 카트리지의 실시예들이 양호하게는 종래 기술의 카트리지에 비교할 때 증류 음료수의 개선된 일관성을 제공한다. 볶아서 분쇄된 커피를 함유하는 카트리지 A 및 B 각각의 20개 샘플에 대한 증류 수율의 결과를 도시하는 아래의 표1이 참조된다. 카트리지 A는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료수 카트리지이다. 카트리지 B는 본 출원인의 WO01/58786호에 설명된 바와 같은 종래 기술의 음료수 카트리지이다. 증류 음료수의 굴절 지수는 브릭스 단위로 측정되어 표준 표 및 공식을 사용하여 수용성 고형물의 백분율(% SS)로 변환된다. 아래의 예에서,
% SS = 0.7774 * (브릭스 값) + 0.0569
% 수율 = (% SS * 증류 값(g))/(100 * 커피 중량(g))
카트리지 A
샘플 증류량(g) 커피 중량(g) 브릭스 % SS(*) % 수율
1 105.6 6.5 1.58 1.29 20.88
2 104.24 6.5 1.64 1.33 21.36
3 100.95 6.5 1.67 1.36 21.05
4 102.23 6.5 1.71 1.39 21.80
5 100.49 6.5 1.73 1.40 21.67
6 107.54 6.5 1.59 1.29 21.39
7 102.70 6.5 1.67 1.36 21.41
8 97.77 6.5 1.86 1.50 22.61
9 97.82 6.5 1.7 1.38 20.75
10 97.83 6.5 1.67 1.36 20.40
11 97.6 6.5 1.78 1.44 21.63
12 106.64 6.5 1.61 1.31 21.47
13 99.26 6.5 1.54 1.25 19.15
14 97.29 6.5 1.59 1.29 19.35
15 101.54 6.5 1.51 1.23 19.23
16 104.23 6.5 1.61 1.31 20.98
17 97.5 6.5 1.73 1.40 21.03
18 100.83 6.5 1.68 1.36 21.14
19 101.67 6.5 1.67 1.36 21.20
20 101.32 6.5 1.68 1.36 21.24
평균 20.99
카트리지 B
샘플 증류량(g) 커피 중량(g) 브릭스 % SS(*) % 수율
1 100.65 6.5 1.87 1.511 23.39
2 95.85 6.5 1.86 1.503 22.16
3 98.4 6.5 1.8 1.456 22.04
4 92.43 6.5 2.3 1.845 26.23
5 100.26 6.5 1.72 1.394 21.05
6 98.05 6.5 2.05 1.651 24.90
7 99.49 6.5 1.96 1.581 24.19
8 95.62 6.5 2.3 1.845 27.14
9 94.28 6.5 2.17 1.744 25.29
10 96.13 6.5 1.72 1.394 20.62
11 96.88 6.5 1.81 1.464 21.82
12 94.03 6.5 2.2 1.767 25.56
13 96.28 6.5 1.78 1.441 21.34
14 95.85 6.5 1.95 1.573 23.19
15 95.36 6.5 1.88 1.518 22.28
16 92.73 6.5 1.89 1.526 21.77
17 88 6.5 1.59 1.293 17.50
18 93.5 6.5 2.08 1.674 24.08
19 100.88 6.5 1.75 1.417 22.00
20 84.77 6.5 2.37 1.899 24.77
평균 23.09
상기 데이터에 대한 t-검정 통계 분석을 수행하여 다음의 결과가 주어진다.
t-검정: 2개의 샘플이 동일한 편차를 취함
% 수율(카트리지 A) % 수율(카트리지 B)
평균 20.99 23.09
분산 0.77 5.04
관찰 20 20
합동 분산 2.90
가정된 평균차 0
df 38
t 통계 -3.90
P(T≤t) 단측 0.000188
t 임계치 단측 1.686
P(T≤t) 양측 0.000376
t 임계치 양측 2.0244
표준 편차 0.876 2.245
분석은 본 발명의 카트리지에 대해 증류 강도와 동등한 % 수율의 일관성이 종래 기술의 카트리지보다 (95% 신뢰 수준에서) 현저하게 양호하며 2.24%에 비해 0.88%의 표준 편차를 갖는다는 보여준다. 이는 본 발명의 카트리지로 증류된 음료수가 더욱 반복 가능하며 균일한 강도를 갖는 다른 것을 의미한다. 이는 음료를 반복해서 동일하게 맛보기를 바라며 증류 강도의 임의적인 변화를 원치 않는 소비자에 의해 선호된다.
전술한 카트리지의 재료는 산소 및/또는 수분 및/또는 다른 오염물 침입에 대한 저항을 개선하기 위해 장벽 코팅을 구비할 수 있다. 장벽 코팅은 또한 카트리지 내부로부터의 음료수 원료의 누출에 대한 저항을 개선할 수 있고 그리고/또는 음료수 원료에 악영향을 줄 수 있는 카트리지 재료로부터의 추출물의 투과 정도를 감소시킬 수 있다. 장벽 코팅은 PET, 폴리아미드, EVOH, PVDC 또는 금속화 재료의 그룹으로부터 선택된 재료일 수 있다. 장벽 코팅은 증착, 진공 증착, 플라즈마 코팅, 공압출, 주형내 라벨링 및 2단/다단 성형을 포함하지만 그에 제한되지 않는 복수의 메커니즘에 의해 도포될 수 있다.

Claims (27)

  1. 하나 이상의 음료수 원료(200)를 함유하고 대체로 공기 및 물 불투과성인 재료로부터 형성되며, 수성 매체의 카트리지 내로의 도입을 위한 하나 이상의 입구 및 하나 이상의 출구를 포함하거나 그 안에 형성되도록 구성되며, 카트리지를 통한 수성 매체의 유동은 하나 이상의 입구로부터 하나 이상의 출구로의 대체로 방사상 내측 방향인 카트리지(1)에 있어서,
    상기 카트리지는 벽(13)에 의해 저장 챔버(130; 134)로부터 분리된 원주 방향 매니폴드(16)를 더 포함하고, 벽은 복수의 내측 지향 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카트리지는 하나 이상의 음료수 원료를 함유하는 저장 챔버(130; 134)를 포함하는 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 저장 챔버는 내측으로 향한 하나 이상의 입구(17; 36)를 포함하는 카트리지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지는 디스크 형상인 카트리지.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 매체의 카트리지 내로의 도입을 위한 입구(121)가 카트리지의 주연부에 또는 그 근방에 위치되는 카트리지.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 내측 지향 입구는 방사상 내측으로 향한 카트리지.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지는 하나 이상의 음료수 원료가 저장 챔버 내로 충전될 수 있는 개구(12)를 더 포함하고, 개구는 뚜껑(5)에 의해 폐쇄되고, 뚜껑은 사용 시에 수성 매체의 카트리지 내로의 유입을 수용하도록 관통될 수 있고, 뚜껑은 사용 시에 저장 챔버 내에서 수성 매체 및 하나 이상의 음료수 원료의 상호 작용으로부터 형성된 음료수의 유출을 수용하도록 관통될 수 있는 카트리지.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원주 방향 매니폴드(16)는 카트리지의 주연부에 위치되는 카트리지.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽(13)은 3 내지 40개의 개구(17; 36)를 포함하는 카트리지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 벽(13)은 3 내지 5개의 개구(17; 36)를 포함하는 카트리지.
  12. 제10항에 있어서, 상기 벽은 35 내지 40개의 상기 개구(17; 36)를 포함하는 카트리지.
  13. 제10항에 있어서, 각각의 개구(17; 36)는 0.45 내지 0.65 mm2의 단면적을 갖는 카트리지.
  14. 제9항에 있어서, 상기 카트리지는 원주 방향 매니폴드(16)와 연통하는 입구 챔버(26)를 포함하는 카트리지.
  15. 제14항에 있어서, 상기 입구 챔버(26)는 입구 챔버의 벽(27) 내에 형성된 하나 이상의 구멍(30)을 거쳐 원주 방향 매니폴드(16)와 연통하는 카트리지.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 챔버(130; 134)와 카트리지 상부(11)의 저면의 적어도 일부 사이에 배치된 필터(4)를 더 포함하고, 하나 이상의 통로(57)가 필터와 카트리지의 상부 사이에 형성되고, 하나 이상의 통로는 출구(122)와 연통하고, 이에 의해 입구(121)를 출구(122)에 연결시키는 음료수 유동 경로가 필터(4)를 통해 하나 이상의 통로 내로 상방으로 통과하는 카트리지.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지는 외측 부재(2) 및 조립 시에 외측 부재(2)에 결합되는 내측 부재(3)를 포함하고, 내측 부재는 카트리지의 출구를 한정하는 카트리지.
  18. 제17항에 있어서, 상기 내측 부재(3)는 출구를 한정하는 토출 주둥이(43)를 포함하는 카트리지.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 카트리지의 입구 및/또는 출구는, 사용 시에 공기 및 물 불투과성인 재료를 관통 또는 절단함으로써 개방되기 전에, 대체로 공기 및 물 불투과성인 재료에 의해 커버되는 카트리지.
  20. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 입구 및/또는 출구는 공기 및 물 불투과성인 라미네이트(5)에 의해 커버되는 카트리지.
  21. 제17항에 있어서, 상기 외측 부재(2) 및/또는 내측 부재(3)는 폴리프로필렌으로부터 형성되는 카트리지.
  22. 제17항에 있어서, 상기 외측 부재(2) 및/또는 내측 부재(3)는 사출 성형에 의해 형성되는 카트리지.
  23. 복수의 카트리지(1)이며, 각각의 카트리지는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 카트리지이며, 카트리지 내에 함유된 하나 이상의 음료수 원료로부터 제조되는 음료수의 % 수율은 1.0 표준 편차 내에서 일정한 복수의 카트리지.
  24. 제1항에 있어서, 수성 매체의 카트리지 내로의 유입을 위해 적어도 하나의 입구 및 원주 방향 매니폴드가 제공되고, 적어도 하나의 출구가 중심에 위치되고, 원주 방향 매니폴드가 출구를 둘러싸며, 카트리지를 통한 수성 매체의 유동은 대체로 원주 방향 매니폴드로부터 적어도 하나의 출구를 향해 방사상 내측 방향인 카트리지.
  25. 제1항에 있어서, 원주 방향 매니폴드는 출구를 둘러싸는 카트리지.
  26. 제1항에 있어서, 카트리지는
    개구의 경계를 이루는 림과, 림에 부착되는 측벽부와, 측벽부에 부착되고 측벽부에 의해 림으로부터 이격되는 상부 벽부를 갖는 외부 쉘과,
    하나 이상의 음료수 원료를 함유하고, 외부 쉘에 의해 적어도 부분적으로 경계 지어지는 저장 챔버와,
    카트리지의 주연부에 위치하여 저장 챔버를 사실상 둘러싸는 매니폴드 챔버로서, 복수의 내측 지향 입구가 외부 쉘에 의해 적어도 부분적으로 경계 지어지는 매니폴드와 저장 챔버와의 유체 연통을 허용하는, 매니폴드 챔버와,
    카트리지 내로의 수성 매체의 도입을 위한 적어도 하나의 입구용 입구 챔버로서, 입구 챔버의 벽에 형성된 하나 이상의 구멍을 통해 매니폴드와 유체연통하고 외부 쉘에 의해 적어도 부분적으로 경계 지어지는, 입구 챔버와,
    저장 챔버와 출구 사이의 유체 연통을 허용하는 출구 통로와,
    외부 쉘의 림에 부착되어 외부 쉘의 개구를 폐쇄하는 뚜껑을 포함하고,
    상기 출구는 매니폴드에 의해 둘러싸이고,
    상기 뚜껑은 저장 챔버와, 매니폴드와, 입구 챔버와, 출구 통로를 적어도 부분적으로 경계 짓고, 뚜껑은 수성 매체의 입구 챔버로의 유입을 수용하기 위해 사용시 천공가능하고, 저장 챔버 내의 하나 이상의 음료수 원료와 수성 매체의 상호 작용으로부터 형성된 음료수의 유출을 수용하기 위해 사용시 천공가능하고,
    사용시 카트리지를 통한 수성 매체의 유동은 일반적으로 입구 챔버로부터 출구까지 내측 방향인 카트리지.
  27. 제1항에 있어서, 카트리지는 매니폴드 내로의 수성 매체의 도입을 위한 적어도 하나의 입구와, 매니폴드 및 적어도 하나의 출구 모두와 유체 연통하는 하나 이상의 음료수 원료를 위한 저장 챔버를 더 포함하고, 적어도 하나의 출구는 중심에 위치되어 매니폴드에 의해 둘러싸이는 카트리지.
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