KR101215532B1

KR101215532B1 - 음료 추출용 캡슐

Info

Publication number: KR101215532B1
Application number: KR1020120102074A
Authority: KR
Inventors: 이영식; 김응기
Original assignee: 이영식
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2012-12-26

Abstract

필터구조가 개선된 음료 추출용 캡슐이 제공된다. 음료 추출용 캡슐은 분말원료를 수용하는 캡슐용기, 캡슐용기의 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재, 캡슐용기의 하단부에 형성되는 추출구, 및 캡슐용기의 내측에 삽입되고 캡슐용기의 하단부와 면하는 필터패널을 포함하되, 상기 필터패널이 필터패널을 관통하고 추출구와 중첩되지 않으며 분말원료가 충진되는 적어도 하나의 분말원료충진구, 및 분말원료충진구와 연결되고 분말원료충진구로부터 추출구를 향해 연장되어, 음료 추출액을 추출구로 유도하는 적어도 하나의 추출로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음료 추출용 캡슐{Capsule for extracting beverage}

본 발명은 용수를 주입하여 액상의 음료를 추출하는, 내부에 분말원료가 수용된 음료 추출용 캡슐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 주입된 용수는 원활하게 순환시키고, 캡슐에 수용된 분말원료 입자는 추출된 음료에 혼합되지 않도록 필터링 가능한 개선된 필터구조를 갖는 음료 추출용 캡슐에 관한 것이다.

커피 머신(Coffee machine)은 원두(Coffee bean)로부터 얻어진 커피분말을 이용하여 액상의 커피음료를 추출하는 데 사용되는 음료 제조용 기구이다. 커피 머신에는 분말원료에 고온의 용수를 통과시켜 여과 또는 드립 방식으로 커피음료를 제조하는 커피 메이커(Coffee maker), 수동 또는 전동식으로 작동하는 가압장치를 이용해 압력을 가하여 농축된 커피액을 추출하는 에스프레소 머신(Espresso machine), 그리고 용기형태의 캡슐에 커피 및 그 외의 분말원료를 충진하여 음용자의 기호에 맞는 다양한 형태의 음료를 추출할 수 있도록 한 캡슐 커피 머신(Capsule coffee machine) 등이 있다.

이 중, 캡슐 커피 머신은 비교적 최근에 개발된 것으로서, 일회용 캡슐을 사용하여 전자동으로 간편하게 음료를 제조할 수 있고, 정량을 즉석으로 제조하므로 향이나 맛의 보존이 뛰어나다. 또한, 캡슐 내부에 수용되는 원료의 혼합비에 따라 다양한 종류의 커피를 맞춤형으로 제공하는 것이 가능하며, 분말원료의 종류에 따라 커피 외에도 다양한 종류의 음료를 제조할 수 있는 장점이 있어 대중적으로 인기가 높아지고 있다.

이러한 캡슐 커피 머신에 사용되는 음료 추출용 캡슐은, 대개 작은 용기형태로 제작되며 내부에는 다져진 형태로 커피 또는 그 외의 분말원료가 수용되어 음료 제조시에 커피 머신에 장착하여 사용하게 된다. 캡슐이 커피 머신에 장착된 후 커피 머신을 작동시키면, 캡슐의 내부로 고온, 고압 상태의 용수가 주입되고, 용수가 분말원료를 통과하면서 액상의 음료가 추출된다.

이 때, 캡슐의 내부에는 필터구조가 형성되는데, 종래의 필터구조는 복수의 작은 홀(Hole)들을 포함하고 있는 것으로서 주입된 용수가 홀들을 통과하면서 액상의 음료가 추출되고, 분말원료는 추출된 음료로부터 분리되도록 되어있다. 이러한 구조를 갖는 음료 제조용 캡슐의 일 례가 대한민국 등록특허 제10-1001070호에 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 필터구조는 직경이 작은 홀들을 통해서만 용수의 이동이 가능하도록 되어 있어, 지속적으로 주입되는 용수가 필터를 원활하게 통과하기 어렵고, 이로 인해 캡슐의 내부 압력이 필요 이상으로 상승할 수 있었다. 이러한 경우, 음료 추출이 원활하게 이루어지지 못함은 물론, 주입된 용수가 음료로 추출되지 못하고 캡슐 상부로 다시 역류하는 문제가 발생하게 된다. 또한, 추출과정에서 용수에 불려진 분말원료는 비좁은 홀들의 일부 또는 전부를 폐쇄할 수 있어 전술한 문제점을 더욱 가중시킬 수 있었다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 홀의 직경을 상대적으로 크게 형성하는 경우, 홀 사이로 통과된 분말원료 입자가 추출된 음료에 혼합되어 나오는 문제가 발생할 수 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1001070호, 2010.12.14, 도면1

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제상황에 기인한 것으로서, 개선된 필터구조를 통해 용수를 원활하게 순환시켜 캡슐 내부의 압력상승을 억제함은 물론, 캡슐 내부의 분말원료가 추출된 음료에 혼합되지 않도록 필터링 가능한 음료 추출용 캡슐을 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 음료 추출용 캡슐은, 내부에 분말원료가 충진되고, 용수를 주입하여 상기 분말원료로부터 액상의 음료를 추출하는 음료 추출용 캡슐에 있어서, 상기 분말원료를 수용하는 캡슐용기; 상기 캡슐용기의 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재; 상기 캡슐용기의 하단부에 형성되는 추출구; 및 상기 캡슐용기의 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하는 필터패널을 포함하되, 상기 필터패널은 상기 필터패널을 관통하고 상기 추출구와 중첩되지 않으며 상기 분말원료가 충진되는 적어도 하나의 분말원료충진구, 및 상기 분말원료충진구와 연결되고 상기 분말원료충진구로부터 상기 추출구를 향해 연장되어, 음료 추출액을 상기 추출구로 유도하는 적어도 하나의 추출로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 추출로는 깊이가 상기 분말원료 입자의 입경보다 작게 형성되고, 너비는 상기 깊이보다 크게 형성될 수 있다.

상기 추출로는 상기 캡슐용기의 하단부와 면하는 상기 필터패널 표면에 오목하게 만입된 홈으로 형성되며, 상기 분말원료충진구의 둘레를 둘러싸고 상기 분말원료충진구와 연결되는 고리형의 외홈, 상기 추출구와 중첩되는 내홈, 및 상기 외홈과 상기 내홈을 서로 연결하는 연결홈을 포함할 수 있다.

상기 외홈은 상기 분말원료충진구를 향하는 측으로 적어도 일부가 개방될 수 있다.

상기 내홈은 원형으로 형성되고, 직경이 상기 추출구의 직경보다 클 수 있다.

상기 내홈은 상기 필터패널의 중앙에 배치되고, 상기 분말원료충진구는 하나 이상이 상기 내홈을 중심으로 회전 대칭형으로 배열될 수 있다.

상기 음료 추출용 캡슐은 상기 필터패널과 상기 캡슐용기의 하단부 사이에 개재되어 상기 추출구를 밀폐하는 제2 실링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 음료 추출용 캡슐은 상기 추출구의 둘레로부터 상기 추출구 내측으로 뾰족하게 돌출된 적어도 하나의 파단돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 필터패널은 상기 캡슐용기의 하단부와 일체로 형성될 수 있다.

상기 음료 추출용 캡슐은 상기 캡슐용기 외측에 부착되어 상기 추출구를 밀폐하는 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 캡슐용기에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 캡슐용기의 하단부를 감싸는 용기형상, 또는 상기 추출구 둘레에 접착 가능한 필름형상으로 형성될 수 있다.

상기 추출로는 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 상기 필터패널의 일 표면에 만입된 홈으로 형성되고, 상기 필터패널의 반대편 타 표면에 상기 추출로와 대칭적으로 홈이 형성될 수 있다.

상기 분말원료충진구는 원형상, 타원형상, 다각형 형상, 및 장공형 형상 중에서 선택된 적어도 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 음료 추출용 캡슐은, 개선된 필터구조를 이용하여 캡슐 내부로 주입되는 용수를 원활하게 순환시키고 캡슐의 내부압력이 필요 이상 상승하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 용수의 순환이 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서도, 캡슐 내부에 수용된 분말원료 입자를 추출된 음료와 효과적으로 분리하여 캡슐로부터 불순물이 혼합되지 않은 정량의 음료를 용이하게 제조하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 음료 추출용 캡슐의 단면도이다.
도 3은 도 1의 음료 추출용 캡슐의 필터패널의 캡슐용기 하단부측 면의 평면도이다.
도 4는 도 3의 필터패널의 a-a'단면도이다.
도 5는 도 3의 필터패널의 변형례들을 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 음료 추출용 캡슐의 사용상태도이다.
도 7은 도 6의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐의 단면도이다.
도 9는 도 8의 음료 추출용 캡슐의 일부를 확대하여 도시한 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐의 분해사시도이다.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 음료 추출용 캡슐(1)은 캡슐용기(400), 캡슐용기(400)의 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재(100), 캡슐용기(400) 내측에 삽입되고 캡슐용기(400)의 하단부와 면하는 필터패널(200), 필터패널(200)과 캡슐용기(400)의 하단부 사이에 개재되는 제2 실링부재(300)를 포함한다.

캡슐용기(400)의 하단부에는 파단돌기(411)가 형성된 추출구(410)가 개방되어 있으며, 제2 실링부재(300)는 캡슐용기(400) 하단부에 밀착되어 추출구(410)를 밀폐한다. 반면, 제1 실링부재(100)는 캡슐용기(400)의 플랜지(420)와 밀착되어 캡슐용기(400)의 상단부를 밀폐한다.

이 때, 필터패널(200)은 도시된 바와 같이 필터패널(200)을 관통하는 분말원료충진구(210)와 분말원료충진구(210)로부터 추출구(410)를 향해 연장되는 적어도 하나의 추출로(220)를 포함한다. 분말원료충진구(210)는 추출구(410)와 중첩되지 않는 위치에 형성되며, 추출로(220)는 분말원료충진구(210)를 둘러싸는 외홈(221), 분말원료충진구(210)와는 반대로 추출구(410)와 중첩되는 위치에 형성되는 내홈(222), 및 외홈(221)과 내홈(222)을 연결하는 연결홈(223)으로 이루어질 수 있다.

즉, 필터패널(200)은 종래와 같이 단순히 작은 크기의 홀(Hole)들로 구성된 필터구조가 아닌, 내부에 분말원료가 수용 가능하도록 넓게 형성되는 분말원료충진구(210)와, 분말원료충진구(210)로부터 추출구(410)를 향해 연장되는 적어도 하나의 추출로(220)를 포함하는 입체적인 구조로 형성되어, 캡슐 내부로 주입되는 용수를 원활하게 순환시킬 수 있으며, 이를 통해 캡슐 내부의 압력이 필요 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 추출로(220)는 그 깊이가 분말원료 입자의 입경(粒徑)보다 작게 형성되어 액상의 음료 추출액만을 통과시키고 분말원료 입자는 캡슐 내부에 유지되도록 한다. 따라서, 수용된 분말원료가 음료에 혼합되는 일 없이 음료 추출용 캡슐(1)로부터 용이하게 정량의 음료만을 추출해 낼 수 있는 것이다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 음료 추출용 캡슐(1)의 각 구성부에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 음료 추출용 캡슐의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 캡슐용기(400)는 상단부가 개방된 형태로 형성되며, 하단부는 평평하게 형성되되 그 중앙에는 추출구(410)가 개방된다. 추출구(410) 둘레에는 도 1에 도시된 바와 같은 파단돌기(411)가 형성되며, 캡슐용기(400) 상단부 둘레에는 플랜지(420)가 형성된다. 파단돌기(411)는 제2 실링부재(300)와 접하여 밀접하게 유지되며, 플랜지(420)는 제1 실링부재(100)와 밀착된다.

캡슐용기(400)는 일반적으로 원통형으로 형성될 수 있으나, 적용 가능한 커피 머신의 종류나 제작 및 사용상의 편의성 등을 고려하여 원통형이 아닌 다른 형상으로 얼마든지 변형 형성될 수 있다.

이와 같이 형성된 캡슐용기(400)의 내측에 도시된 바와 같이 분말원료(A)가 충진 된다. 분말원료(A)는 커피 원두를 파쇄하여 얻어진 것일 수 있으나, 이에 한정될 것은 아니며, 커피 분말에 크림 및 그 외의 고형화된 커피 첨가물들의 분말이 혼합된 것이거나, 예를 들어, 코코아 분말과 같이 커피가 아닌 다른 음료를 추출 가능한 또 다른 종류의 분말원료(A)로 이루어진 것일 수 있다.

음료 추출용 캡슐(1)은 캡슐을 사용하는 커피 머신에 장착되며, 커피 머신에 장착된 후, 고온 고압 상태의 용수가 주입됨으로써 캡슐 내부에 충진된 분말원료(A)로부터 액상의 음료를 추출하게 된다. 이 때, 커피 머신 역시 음료 추출용 캡슐(1)을 장착 가능한 다양한 종류의 음료 추출 장치를 포함하는 것이며, 단순히 커피 음료 제조에 사용되는 커피 머신 만으로 한정할 것은 아니다.

제1 실링부재(100) 및 제2 실링부재(300)는 캡슐용기(400)를 외부와 차단하여 용기 내부에 충진된 분말원료(A)를 보호하는 역할을 한다. 제1 실링부재(100) 및 제2 실링부재(300)는 두께가 얇은 필름형태로 형성될 수 있으며, 전체적으로는 캡슐용기(400)의 횡단면 형상과 동일한 원형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 캡슐용기(400)의 형상이 변형되는 경우, 제1 실링부재(100) 및 제2 실링부재(300)의 형상 역시 그에 대응하여 변형될 수 있다.

제1 실링부재(100) 및 제2 실링부재(300)는 예를 들어, 캡슐용기(400) 내부로의 공기 유입을 완전히 차단할 수 있는 플라스틱 합성물을 재질로 형성될 수 있으며, 필요한 경우에는 각각 그 재질을 달리하여 형성될 수도 있다. 하지만, 제1 실링부재(100) 및 제2 실링부재(300)의 재질 역시 이로써 한정될 것은 아니며, 그 밖의 다양한 재질을 사용하여 형성하는 것이 가능하다. 특히, 제2 실링부재(300)의 경우에는, 그 일부 또는 전부가 내부에 미세 공극을 포함하고 있는 다공성 물질로 형성되어, 추출된 음료에 섞인 미세한 불순물들을 최종적으로 한번 더 필터링하는 역할을 수행하도록 할 수 있다.

이 때, 제1 실링부재(100)는 캡슐용기(400)의 플랜지(420)를 덮을 수 있을 정도로 상대적으로 너비가 넓게 형성되고, 반면 제2 실링부재(300)는 캡슐용기(400)의 내부에 삽입될 수 있도록 상대적으로 너비가 좁게 형성될 수 있다.

필터패널(200)은 수평 방향으로 연장된 판 형상으로 형성되며, 도시된 바와 같이 캡슐용기(400)의 하단부에 가로놓인다. 분말원료(A)는 제1 실링부재(100)와 필터패널(200)의 사이에 충진 된다.

이 때, 필터패널(200)에는 분말원료충진구(210)가 형성되어 필터패널(200) 상부에 위치한 분말원료(A) 중 일부를 수용한다. 즉, 필터패널(200)은 분말원료(A)가 필터패널(200)의 하부로 유입되는 것을 방지하되, 이를 완전히 차단하는 것이 아니라 적절한 크기(그 너비가 분말원료 입자 입경의 수 배 내지 수백 배 사이 또는 필요한 경우 그 이상이 될 수 있다)의 분말원료충진구(210)를 마련하여 분말원료(A)의 일부가 필터패널(200)의 내측에 충진되어 유지되도록 하는 것이다. 따라서, 캡슐 내부로 용수가 주입되면, 용수는 분말원료(A) 입자 사이를 거치면서 자연스럽게 분말원료충진구(210)로 유도되어 필터패널(200)을 통과할 수 있다. 종래의 필터구조는 필터의 상부와 필터의 하부 사이에 직경이 작은 홀들만이 형성되어 있어, 주입된 용수가 필터 표면에서 일종의 병목 현상을 일으켜 원활하게 필터를 통과할 수 없었으며, 이로 인해 캡슐 내부의 압력이 불가피하게, 필요 이상으로 상승하는 현상이 발생할 수 있었으나, 이와 같은 구조에 의해 이러한 현상을 피할 수 있다.

캡슐용기(400)의 하단부와 면하는 필터패널(200) 표면에는 분말원료충진구(210)와 연결된 추출로(220)가 형성된다. 추출로(220)는 분말원료충진구(210)와 달리 깊이가 분말원료(A) 입자의 입경보다 작은 크기를 가져 분말원료(A)는 남기고, 분말원료(A) 입자 사이로 투과되어 배출된 용수, 즉, 음료 추출액만을 통과시킨다. 추출로(220)는 추출구(410)를 향해 연장되며 하나 이상이 복수로 형성되어 서로 다른 위치의 분말원료충진구(210)를 통과한 음료 추출액을 추출구(410)를 향해 유도할 수 있다.

이와 같이, 분말원료충진구(210) 및 추출로(220)를 포함하는 단계적인 이송경로를 거치면서 캡슐 내부로 주입된 용수는 자연스럽게 필터패널(200)을 통과할 수 있는 것이다. 따라서, 용수의 순환이 원활하게 이루어지고 이로 인해 음료 추출용 캡슐(1)의 내부 압력이 필요이상으로 상승하는 것을 억제할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 필터패널의 구조에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 음료 추출용 캡슐의 필터패널의 캡슐용기 하단부측 면의 평면도이며, 도 4는 도 3의 필터패널의 a-a'단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 필터패널(200)은 전술한 바와 같이 전체적으로 원 형상으로 형성될 수 있으며, 분말원료충진구(210) 및 추출로(220)를 포함한다. 분말원료충진구(210)는 필터패널(200)을 관통하여 형성되되, 너비가 분말원료 입자 입경의 수 배 내지 수백 배 사이 또는 필요한 경우 그 이상의 크기를 가져 상당한 량의 분말원료 입자를 수용할 수 있다. 분말원료충진구(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 하나 이상이 회전 대칭형으로 배열될 수 있다.

추출로(220)는 분말원료충진구(210)와 연결되고, 추출구(도 2의 410 참조)를 향해 연장되며, 필터패널(200) 표면에 오목하게 만입된 홈으로 형성될 수 있다. 추출로(220)는 분말원료충진구(210)의 둘레를 둘러싸는 고리형의 외홈(221), 추출구(410)와 중첩되는 위치, 즉 필터패널(200)의 중앙에 형성되는 내홈(222), 및 외홈(221)과 내홈(222)을 서로 연결하는 연결홈(223)으로 이루어진다. 분말원료충진구(210)는 필터패널(200) 중앙에 위치한 내홈(222)을 중심으로 하여 회전 대칭형으로 배열될 수 있다.

외홈(221)은 분말원료충진구(210) 외곽을 둘러싸되, 도 4에 도시된 바와 같이 단면이 단차진 형태로 형성되어, 분말원료충진구(210)를 향하는 측으로 적어도 일부분이 개방될 수 있다. 이를 통해 추출로(220)와 분말원료충진구(210)가 서로 연결된다.

반면, 내홈(222)은 원형으로 형성될 수 있으며, 그 직경이 추출구(410)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통해 추출로(220)를 통해 유도된 음료 추출액을 충분히 저장한 후, 추출구(410)로 배출할 수 있다. 연결홈(223)은 내홈(222)과 외홈(221) 사이에 위치하여 내홈(222) 및 외홈(221)을 서로 연결한다.

이와 같이 외홈(221), 내홈(222), 및 연결홈(223)으로 이루어진 추출로(220)는 깊이가 분말원료 입자의 크기 즉, 입경보다(粒徑) 작게 형성된다. 분말원료 입자에 특별히 납작한 부분이 없다고 가정할 때, 이와 같이 분말원료 입자의 입경보다 작은 크기의 깊이를 갖는 추출로(220)는 분말원료 입자가 추출로(220)로 통과되는 것을 효과적으로 방지한다. 이 때, 추출로(220)의 깊이라 함은, 도 4에 도시된 깊이로서 추출로(220)가 필터패널(200) 표면으로부터 함몰된 정도를 말한다.

반면, 추출로(220)의 너비 특히, 외홈(221)과 내홈(222)을 연결하는 연결홈(223)의 너비는 도 3에 도시된 바와 같이 깊이에 비해 상대적으로 넓게 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 분말원료 입자가 특별히 납작한 부분을 가지지 않는다고 가정할 때, 깊이가 입경에 비해 작게 유지되는 한 추출로(220)의 너비가 증가하여도 분말원료 입자는 여전히 추출로(220)를 통과할 수 없게 된다. 따라서, 적당한 크기로 추출로(220)의 너비를 증가시키면, 추출로(220)로 유도되는 음료 추출액의 양을 효과적으로 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 용수는 더욱 원활히 순환되고, 캡슐 내부의 압력은 적정 수준으로 유지될 수 있는 것이다.

추출로(220)는 필터패널(200)의 일 표면, 즉 캡슐용기(400) 하단부와 면하는 측 표면에 홈으로 형성되고, 이와 반대편에 위치하는 필터패널(200)의 타 표면에는 추출로(220)와 대칭적으로 추출로 대응 홈(220')이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 필터패널(200) 정렬시 일 표면과 타 표면이 서로 구분될 필요가 없으므로, 음료 추출용 캡슐의 제작과정이 단순화되어 캡슐의 제조편의성이 증가한다. 또한, 도 4와 같이 필터패널(200) 상면에 위치한 추출로 대응 홈(220')은 내홈(222), 연결홈(223), 및 외홈(221) 각각과 동일한 형태로 배치된 세부 홈(222', 223', 221')들을 포함하고 있어, 분말원료와 직접 접촉하면서 각각의 세부 홈(222', 223', 221')들을 거쳐 필터패널(200) 중앙부로부터 분말원료충진구(210)를 향해 역으로 용수의 흐름을 유도할 수 있다.

도 5는 도 3의 필터패널의 변형례들을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 필터패널(200a~200f)은 다양한 형상의 분말원료충진구(210a~210f)를 포함할 수 있다. 각각의 필터패널(200a~200f)들은 도시된 바와 같이, 원형상 외에도 타원형상 또는 장공형 형상(210f), 삼각형 형상(210c), 사각형 형상(210e), 오각형 형상(210a), 및 육각형 형상(210d)을 포함하는 다각형 형상 중에서 선택된 적어도 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 모서리 부분이 둥글게 형성된 다각형 형상(210b)으로 형성될 수도 있다. 즉, 분말원료충진구(210a~210f)는 서로 동일한 형상으로 형성되거나 필요에 따라 서로 상이한 형상으로 형성될 수도 있는 것이며, 도시되지 않은 또 다른 형상으로도 얼마든지 변형 형성될 수 있는 것이다.

이와 같이 다양한 형상으로 변형되는 분말원료충진구(210a~210f)를 이용하여 필터패널(200a~200f)에 수용되는 분말원료의 분포상태를 조절할 수 있으며, 이를 통해 분말원료와 추출로(220), 특히, 추출로(220) 중 외홈(221)과의 접촉면적에 변화를 주어 분말원료를 통과하여 나온 음료 추출액이 추출로(220)를 향해 좀더 용이하게 유도되도록 할 수 있다.

이 때, 각각의 분말원료충진구(210a~210f)의 형상에 따라 외홈(221)의 형상 역시 그에 대응하는 형상으로 변화할 수 있으며, 도시되지 않았지만, 내홈(222) 및 연결홈(223)의 형상 역시 필요에 따라 적절하게 변화시킬 수 있을 것이다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 음료 추출과정에 대해 상세히 설명한다.

도 6은 도 1의 음료 추출용 캡슐의 사용상태도이고, 도 7은 도 6의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 음료 추출용 캡슐(1)은 커피 머신의 용수주입부(600)와 음료취출부(700) 사이에 장착되어 사용될 수 있다. 용수주입부(600)는 음료 추출용 캡슐(1)의 상단부를 향하는 면에 뾰족한 돌기부(610)를 포함할 수 있으며, 측부 둘레에는 용수의 누출을 방지하기 위한 패킹부(620)가 형성될 수 있다. 용수는 용수주입부(600) 내부를 관통하는 주입구(630)를 통해 주입될 수 있다.

용수주입부(600)는 커피 머신에 승강 가능하게 설치되어, 음료 추출용 캡슐(1)이 장착되면 하강하여 도시된 바와 같이 음료 추출용 캡슐(1)의 상단부에 밀착된다. 이 때, 돌기부(610)는 제1 실링부재(100)를 관통하여 음료 추출용 캡슐(1)의 상단부를 개방한다.

이와 같이 제1 실링부재(100)가 개방되면, 개방된 틈 사이로 용수가 주입된다(화살표 참조). 주입구(630)를 통해 토출된 용수는 고온, 고압상태일 수 있으며, 이러한 용수가 지속적으로 주입됨에 따라 커피 캡슐 내부의 압력이 상승하고, 침출 작용에 의해 액상의 음료가 추출되는 것이다. 이 때, 용수는 도시된 바와 같이 캡슐 하부의 분말원료충진구(210)로 유도되며, 음료 추출액은 분말원료충진구(210) 및 이와 연결된 추출로(220)를 차례로 통과하여 추출구(410)로 모이게 된다.

음료 추출액이 일정량 이상 모이게 되면, 제2 실링부재(300)가 추출구(410) 내측으로 팽창하여 파단돌기(411)와 접촉하게 되고, 파단돌기(411)에 의해 파단되어, 음료 추출용 캡슐(1)은 상부 및 하부가 모두 개방된 상태가 된다. 이러한 상태로 음료 추출액은 음료취출부(700)의 수용부(710) 및 관통공(711)을 차례로 통과하여 배출구(720)로 배출되는 것이다. 수용부(710)는 상대적으로 넓게 형성되어 추출된 음료를 일정 정도 저장할 수 있으며, 관통공(711)은 배출구(720)와의 사이에 좁은 통로를 형성하여 저장된 음료를 배출구(720)로 배출할 수 있다. 도시되지 않았지만, 배출구(720)의 직하방에는 추출된 음료를 취하기 위해 컵 등의 용기가 놓일 수 있다.

도 7을 참조하면, 이러한 일련의 음료 추출과정에서 주입된 용수는 중력에 의해 하방으로 이동하면서 필터패널(200)의 분말원료충진구(210)로 자연스럽게 유입되는 것이다. 전술한 바와 같이 분말원료충진구(210)의 너비는 분말원료(A) 입자의 입경에 비해 수 배 내지 수십 배 이상 크게 형성되므로, 분말원료(A)와 유입된 용수를 함께 용이하게 수용할 수 있다. 이로 인해, 캡슐 내부의 압력은 일차적으로 감소하게 된다.

한편, 분말원료충진구(210)를 통과하여 나온 음료 추출액은 분말원료충진구(210)로부터 분말원료충진구(210)와 연결된 외홈(221)으로 다시 유도된 후, 외홈(221)과 연결된 연결홈(223), 및 연결홈(223)과 연결되고 추출구(410)와 중첩되어 있는 내홈(222)을 연속적으로 통과하면서 결국, 추출구(410)로 용이하게 배출되는 것이다. 이와 같이 음료 추출액이 용이하게 배출됨으로써, 일부 상승하였던 캡슐 내부의 압력은 다시 감소하게 된다. 또한, 추출로(220)는 추출구(410)를 향해 복수개가 형성됨과 동시에, 전술한 바와 같이 너비가 깊이에 비해 상대적으로 넓게 형성될 수 있으므로(도 3 참조) 캡슐 내부의 압력 감소폭은 상대적으로 크게 나타날 수 있다.

이 때, 분말원료(A) 입자는 자신의 입경보다 작은 깊이를 갖는 추출로(220)를 통과하지 못하고 그대로 분말원료충진구(210) 내부에 유지되며, 이러한 상태로 정량의 음료가 모두 추출될 때까지 추출과정이 지속된다.

즉, 고온 고압 상태의 용수는 필터패널(200)의 서로 다른 지점에 형성된 분말원료충진구(210)에 분산 수용되어 필터패널(200)의 내측으로 유입된 후, 액상의 음료로 추출되고, 음료 추출액은 다시 필터패널(200)의 표면을 따라 형성된 추출로(220)를 따라 이동하여 추출구(410)에 모이게 되는 것이다. 이와 같이 입체적, 단계적으로 형성된 추출경로를 통해 캡슐 내부의 불필요한 압력 상승을 방지하면서도, 분말원료(A) 입자가 섞이지 않은 깨끗한 음료를 용이하게 제조할 수 있는 것이다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐(1-1)에 대해 상세히 설명한다.

발명의 요지를 흐트러뜨리지 않기 위해서, 이하 전술한 실시예와 차이나는 부분을 주로 하여 설명하되, 별도의 언급이 없는 나머지 부분들에 대한 설명은 전술한 설명사항에 준하는 것으로 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐(1-1)은 필터패널(200)이 캡슐용기(400)의 하단부와 일체로 형성될 수 있다. 캡슐용기(400)와 필터패널(200)은 각각 별도로 형성되어 서로 융착(融着)된 것이거나, 성형시에 일체로 제조된 것일 수도 있다.

이러한 경우, 전술한 제2 실링부재(도 1의 300 참조)는 제거된다. 따라서, 제2 실링부재를 파단하기 위해 마련되었던 파단돌기(도 1의 411 참조)역시 제거될 수 있다.

반면, 제2 실링부재(300)를 대신해 캡슐 내부의 분말원료(A)를 보호하기 위해 커버(500)가 마련될 수 있다. 커버(500)는 캡슐용기(400)의 외측에 부착되어 추출구(410)를 밀폐하도록 형성되며, 예를 들어, 캡슐용기(400)에 착탈 가능하게 결합되고, 캡슐용기(400)의 하단부를 감싸는 용기형상이나, 추출구(410) 둘레에 접착 가능한 필름형상 등으로 형성될 수 있다. 도면상으로는 필름형상의 커버(500)가 도시되었으며, 이러한 경우 음료 추출용 캡슐(1)은 하단부에 접착된 커버(500)를 벗겨낸 후 커피 머신에 장착하여 사용할 수 있다.

도 9를 참조하면, 이와 같이 필터패널(200)이 캡슐용기(400) 하단부와 일체로 형성되는 경우에도, 주입된 용수는 중력방향으로 이동하여 분말원료충진구(210)로 유입되고, 추출된 음료 추출액은 외홈(221), 연결홈(223), 및 내홈(222)을 차례로 통과한 후 추출구(410)로 배출된다. 이 때, 음료 추출액은 필터패널(200)과 캡슐용기(400) 하단부 사이에 형성된 추출로(220)를 통해 제2 실링부재(300)와의 마찰 없이 좀 더 용이하게 배출될 수 있다. 뿐만 아니라, 캡슐용기(400)의 하단부를 밀폐하는 제2 실링부재(300)가 제거되므로, 추가적인 압력 상승요인이 사라져 캡슐 내부의 불필요한 압력 증가 역시 더욱 용이하게 방지될 수 있는 것이다.

이상, 첨부되는 도면과 함께 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1, 1-1: 음료 추출용 캡슐 100: 제1 실링부재
200: 필터패널
210, 210a, 210b, 210c, 210d, 210e, 210f: 분말원료충진구
220: 추출로 221: 외홈
222: 내홈 223: 연결홈
220': 추출로 대응 홈 221', 222', 223': 세부 홈
300: 제2 실링부재 400: 캡슐용기
410: 추출구 411: 파단돌기
420: 플랜지 500: 커버
600: 용수주입부 610: 돌기부
620: 패킹부 630: 주입구
700: 음료취출부 710: 수용부
711: 관통공 720: 배출구
분말원료: A

Claims

내부에 분말원료가 충진되고, 용수를 주입하여 상기 분말원료로부터 액상의 음료를 추출하는 음료 추출용 캡슐에 있어서,
상기 분말원료를 수용하는 캡슐용기;
상기 캡슐용기의 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재;
상기 캡슐용기의 하단부에 형성되는 추출구; 및
상기 캡슐용기의 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하는 필터패널을 포함하되,
상기 필터패널은 상기 필터패널을 관통하고 상기 추출구와 중첩되지 않으며 상기 분말원료가 충진되는 적어도 하나의 분말원료충진구, 및
상기 분말원료충진구와 연결되고 상기 분말원료충진구로부터 상기 추출구를 향해 연장되어, 음료 추출액을 상기 추출구로 유도하는 적어도 하나의 추출로를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 추출로는 깊이가 상기 분말원료 입자의 입경보다 작게 형성되고,
너비는 상기 깊이보다 크게 형성되는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 추출로는 상기 캡슐용기의 하단부와 면하는 상기 필터패널 표면에 오목하게 만입된 홈으로 형성되며,
상기 분말원료충진구의 둘레를 둘러싸고 상기 분말원료충진구와 연결되는 고리형의 외홈,
상기 추출구와 중첩되는 내홈, 및
상기 외홈과 상기 내홈을 서로 연결하는 연결홈을 포함하는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 3항에 있어서,
상기 외홈은 상기 분말원료충진구를 향하는 측으로 적어도 일부가 개방되는 음료 추출용 캡슐.
제 3항에 있어서,
상기 내홈은 원형으로 형성되고, 직경이 상기 추출구의 직경보다 큰 음료 추출용 캡슐.
제 3항에 있어서,
상기 내홈은 상기 필터패널의 중앙에 배치되고,
상기 분말원료충진구는 하나 이상이 상기 내홈을 중심으로 회전 대칭형으로 배열되는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 필터패널과 상기 캡슐용기의 하단부 사이에 개재되어 상기 추출구를 밀폐하는 제2 실링부재를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 7항에 있어서,
상기 추출구의 둘레로부터 상기 추출구 내측으로 뾰족하게 돌출된 적어도 하나의 파단돌기를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 필터패널은 상기 캡슐용기의 하단부와 일체로 형성되는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 9항에 있어서,
상기 캡슐용기 외측에 부착되어 상기 추출구를 밀폐하는 커버를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 10항에 있어서,
상기 커버는 상기 캡슐용기에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 캡슐용기의 하단부를 감싸는 용기형상, 또는
상기 추출구 둘레에 접착 가능한 필름형상으로 형성되는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 추출로는 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 상기 필터패널의 일 표면에 만입된 홈으로 형성되고,
상기 필터패널의 반대편 타 표면에 상기 추출로와 대칭적으로 홈이 형성되는 음료 추출용 캡슐.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분말원료충진구는 원형상, 타원형상, 다각형 형상, 및 장공형 형상 중에서 선택된 적어도 하나의 형상으로 형성되는 음료 추출용 캡슐.