KR101262237B1

KR101262237B1 - 음료 추출용 캡슐

Info

Publication number: KR101262237B1
Application number: KR1020120101599A
Authority: KR
Inventors: 이영식; 김응기
Original assignee: 이영식
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-05-15

Abstract

캡슐 내부 압력 변화에 대응 가능한 개선된 필터구조를 갖는 음료 추출용 캡슐이 제공된다. 음료 추출용 캡슐은 분말원료를 수용하는 캡슐용기, 캡슐용기의 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재, 캡슐용기의 하단부에 형성되는 추출구, 캡슐용기 내측에 삽입되고 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널, 및 필터패널의 측단부와 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고, 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 필터패널 측단부와 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여, 음료 추출액이 차단막과 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 추출구로 배출되는 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, 캡슐 내부의 압력 변화에 대응하여 용수를 원활하게 순환시키며, 캡슐에 수용된 분말원료 입자는 추출된 음료에 혼합되지 않도록 필터링하는 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 기구로서 다양한 형태가 존재한다. 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, 캡슐 장착 후 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 있다.

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 되어있는 것이 대부분이었다. 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, 내부압의 증가를 견디지 못한 용수가 음료로 추출되지 못하고 캡슐 상부로 다시 역류하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 추출과정에서 용수에 불려진 분말원료는 비좁은 홀들의 일부 또는 전부를 폐쇄할 수 있어 전술한 문제점을 더욱 가중시킬 수 있었다.

한편, 음료 추출시에는 주입된 용수가 분말원료의 사이로 적절히 침투된 상태로 유지될 수 있도록 캡슐 내부에 일정 정도의 압력은 제공되어야 하는 바, 전술한 압력상승의 문제를 해결하기 위해 홀의 직경을 상대적으로 크게 형성하는 경우, 반대로 캡슐 내부의 압력이 필요 이상으로 감소하게 되며, 이와 더불어 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 캡슐 내부의 압력 변화에 대응하여 용수를 원활히 순환시킴은 물론, 이를 통해 캡슐 내부의 압력을 적절한 수준으로 유지하며,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; 상기 캡슐용기 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 상기 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널; 및 상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고, 상기 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 상기 필터패널 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여, 음료 추출액이 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 상기 추출구로 배출되는 것을 특징으로 한다.

상기 차단막은 탄성력을 가지며, 적어도 일부가 탄력적으로 굴절되어 상기 캡슐용기 내벽과 상기 차단막 사이에 상기 분말원료 입자의 입경(粒徑)보다 작은 크기의 틈을 형성할 수 있다.

상기 차단막은 고리형태로 형성되어 상기 필터패널의 측단부 둘레에 결합된 것일 수 있다.

상기 차단막은 상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이를 잇는 너비가 상기 필터패널의 두께보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

상기 필터패널 표면에 만입되고 상기 필터패널의 측단부와 상기 추출구 사이를 연결하는 추출로를 더 포함하여, 상기 추출로가 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이를 통과한 음료 추출액을 상기 추출구로 유도할 수 있다.

상기 추출로는 깊이가 상기 분말원료 입자의 입경보다 작은 크기로 형성되며, 너비가 상기 깊이보다 크게 형성되는 영역을 적어도 일부 포함할 수 있다.

상기 추출로는 상기 필터패널의 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 측 표면에 형성되며, 상기 추출구와 중첩되고 상기 추출구보다 너비가 넓은 내홈, 및 일단부는 상기 내홈과 연결되고 타단부는 상기 필터패널의 측단부로 개방되는 연결홈을 포함할 수 있다.

상기 내홈은, 상기 추출구 둘레에 배치되고 상기 연결홈으로부터 상기 추출구를 향하는 방향으로 정렬된 복수의 흐름 가이드 바를 포함할 수 있다.

상기 추출구는 상기 내홈의 중앙에 중첩되고, 상기 흐름 가이드 바 및 상기 연결홈은 상기 추출구를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.

상기 추출로는 상기 필터패널의 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 일측 표면에 형성되고, 상기 필터패널의 반대편 타측 표면에는 상기 추출로와 대칭적으로 만입되는 만입부가 형성될 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 추출구 둘레로부터 상기 추출구 내측으로 뾰족하게 돌출되는 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.

본 발명에 의한 음료 추출용 캡슐은 개선된 필터구조를 통해, 주입되는 용수에 의한 캡슐 내부의 압력 변화에 대응하여 상기 용수를 원활히 순환시키고, 캡슐 내부의 압력을 적절하게 유지할 수 있다. 이로써 정량의 음료를 용이하게 추출할 수 있다.

또한, 추출과정에서 개선된 필터구조가 분말원료 입자를 음료 추출액으로부터 효과적으로 분리하여 제조된 음료에 음료 이외의 불순물이 혼합되지 않도록 할 수 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 캡슐에 포함된 필터패널 및 차단막의 캡슐용기 하단부측 면의 평면도이다.
도 4는 도 3의 필터패널 및 차단막의 a-a' 단면도이다.
도 5는 도 1의 음료 추출용 캡슐의 사용상태도이다.
도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐의 단면도이다.
도 8은 도 7의 음료 추출용 캡슐의 커버를 제거하여 사용하는 일부를 확대하여 도시한 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 또 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 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐에 대해 상세히 설명한다.

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

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐(1)은 내부에 분말원료를 수용하는 캡슐용기(400)와, 캡슐용기(400)의 플랜지(420)부분에 밀착되어 캡슐용기(400) 상단부를 밀폐하는 제1 실링부재(100), 캡슐용기(400) 내측에 삽입되어 캡슐용기(400)의 하단부와 면하는 필터패널(200) 및 필터패널(200)과 캡슐용기(400) 하단부 사이에 개재되는 제2 실링부재(300)를 포함한다. 캡슐용기(400)의 하단부에는 추출된 음료를 배출하기 위한 추출구(410)가 형성되어 있으며, 추출구(410) 둘레에는 음료 추출시 제2 실링부재(300)를 파단하여 추출구(410)를 개방하기 위한 파단돌기(411)가 형성될 수 있다.

필터패널(200)의 측단부 둘레에는 도시된 바와 같이 고리형의 차단막(210)이 결합되며, 필터패널(200)이 캡슐용기(400) 내측에 삽입되면, 차단막(210)은 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이에 개재된다. 즉, 필터패널(200)은 캡슐용기(400) 내측에 삽입되어 캡슐용기(400)의 하단부와 면하되, 그 측단부는 캡슐용기(400)의 내벽으로부터 이격되는 것이며, 캡슐용기(400)의 내벽과 필터패널(200) 측단부 사이의 이격에 의해 형성된 공간은 차단막(210)에 의해 '폐쇄' 되는 것이다. 이 때 폐쇄된다는 것은 캡슐용기(400)의 내벽과 필터패널(200) 측단부 사이의 공간을 통과하여 용수나 분말원료가 유동하지 못하게 되는 것을 의미한다.

하지만, 차단막(210)은 탄성력을 가져 탄력적으로 변형이 가능하다. 이로 인해, 필터패널(200) 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간은 폐쇄된 상태로만 유지되는 것이 아니고, 차단막(210)의 변형에 따라 반대로 '개방'된 상태로 전환될 수 있는 것이며, 결과적으로 차단막(210)은 필터패널(200) 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이에 개재되어 둘 사이의 이격 공간을 '개폐' 할 수 있는 것이다. 이와 같은 차단막(210)의 개폐작용은 용수가 주입됨에 따라 캡슐용기(400) 내부의 압력이 변하면 자연스럽게 일어난다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐(1)은 이와 같이 캡슐용기(400) 내부의 소정 공간을 개폐 가능한 차단막(210)을 포함하는 필터구조를 통해 캡슐용기(400) 내부의 압력 변화에 대응하여 주입된 용수를 원활하게 순환시킬 수 있으며, 이로써 분말원료로부터 정량의 음료를 용이하게 추출할 수 있는 것이다.

또한, 필터패널(200)의 표면에는 그 깊이가 분말원료 입자의 입경(粒徑)보다 작은 추출로(220)가 형성되어 있어 분말원료 입자가 추출된 음료와 함께 캡슐의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있으며, 추출로(220)는 필터패널(200)의 측단부로부터 중앙부를 향해 차례로 배치되는 연결홈(222) 및 내홈(221)과, 내홈(221) 내부에 배열된 흐름 가이드 바(223)의 세부구조를 포함하여, 추출과정이 진행되는 동안 음료 추출액을 캡슐용기(400) 하단부의 추출구(410)를 향해 용이하게 유도할 수 있다. 차단막(210)의 개폐작용 및 음료 추출과정에 대해서는 각각 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 음료 추출용 캡슐의 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 수평방향으로 연장된 판 형상으로 형성되어 도시된 바와 같이 캡슐용기(400)의 하단부에 가로놓이며, 차단막(210) 역시 수평방향으로 연장되어 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이에 개재된다. 분말원료(A)는 제1 실링부재(100)와 필터패널(200)의 사이에 충진 된다.

차단막(210)은 도시된 바와 같이 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이를 잇는 너비가 필터패널(200) 전체의 두께보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이의 공간은 차단막(210)을 사이에 두고 일종의 좁은 유로를 형성하게 된다.

차단막(210)은 도시된 바와 같이 측단부에 삽입되어 결합될 수도 있으나, 이와 달리 필터패널(200)의 측단부로부터 돌출되도록 필터패널(200)과 일체로 성형될 수도 있는 것이며, 결합 또는 접합과정을 포함하지 않고 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이에 개재될 수 있는 또 다른 방법이 있는 경우, 그에 의하여 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이에 개재될 수도 있다.

이와 같이 차단막(210)이 개재되면, 용수가 주입되는 때 캡슐용기(400) 내부의 압력이 상승하고, 이로 인해 차단막(210)은 탄력적으로 굴절되어 캡슐용기(400)의 내벽과 이와 인접한 차단막(210)의 단부 사이에 미세한 틈을 형성하게 된다. 이로써, 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간이 개방된다.

이 때, 차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이에 형성된 틈은 분말원료 입자의 입경(粒徑)보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 개방된 틈으로는 분말원료 사이를 투과하여 배출된 용수 즉, 음료 추출액 만이 통과될 뿐 분말원료 입자는 통과가 저지된다.

한편, 차단막(210)이 굴절되어 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이가 개방되고 나면, 용수의 순환이 이루어져 캡슐용기(400) 내부의 압력은 다시 감소한다. 압력이 감소하면 차단막(210)의 굴절된 부분이 복원되어 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간이 다시 폐쇄된다.

이와 같이 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간이 다시 폐쇄되면 캡슐용기(400) 내부의 압력 또한 다시 증가한다. 이러한 과정을 통해 캡슐용기(400) 내부의 압력이 일정한 수준에 도달하게 되면, 차단막(210)이 다시 굴절되어 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400)의 내벽 사이 공간이 재차 개방된다. 즉, 차단막(210)은 캡슐용기(400) 내부의 압력 변화에 대응하여 필터패널(200) 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간을 스스로 개폐하게 된다.

이와 같은 차단막(210)의 개폐작용은 정량의 음료 추출이 완료될 때까지 반복하여 이루어질 수 있다. 이로 인해 캡슐용기(400) 내부의 압력은 적정 수준으로 유지되며, 용수는 분말원료 사이로 용이하게 침투된 후 음료 추출액으로 추출되는 과정을 반복하면서, 캡슐용기(400) 내부의 압력에 대응하여 원활하게 순환되는 것이다.

캡슐용기(400)의 하단부와 면하는 필터패널(200) 표면에는 필터패널(200)의 측단부와 추출구(410)사이를 연결하는 추출로(220)가 형성된다. 추출로(220)는 그 깊이가 분말원료(A) 입자의 입경보다 작은 크기로 형성되어 차단막(210) 굴절시 형성되는 틈과 마찬가지로 음료 추출액만을 통과시키며, 추출구(410)와 중첩되는 내홈(221), 내홈(221)과 필터패널(200)의 측단부를 연결하는 연결홈(222), 및 내홈(221) 내측에서 음료 추출액의 흐름을 가이드 하는 흐름 가이드 바(223)를 통해 차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이를 통과한 음료 추출액을 추출구(410)로 유도할 수 있다.

종래의 필터구조로는 이와 같이 캡슐 내부의 압력을 조절하는 것이 불가할 뿐만 아니라, 캡슐 내부의 압력 변화에 따라 용수를 원활히 순환시키는 것 역시 어려웠다. 본 발명에 의한 음료 추출용 캡슐(1)은 탄력적으로 굴절되는 차단막(210)을 포함하는 개선된 필터구조를 이용하여 이러한 문제점을 용이하게 해소할 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 캡슐 내부의 압력이 적절한 수준으로 유지됨으로써, 주입된 용수가 분말원료 사이로 활발히 침투되어 음료 추출작용은 종래에 비해 더욱 원활하게 진행된다. 또한, 추출된 음료는 차단막(210)의 굴절에 의해 차단막(210)과 캡슐용기(400) 사이에 형성된 미세한 틈과, 추출로(220)를 순차적으로 통과하면서 효과적으로 걸러져, 분말원료(A)가 혼합되지 않은 순수한 음료가 제조될 수 있는 것이다.

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

도 3은 도 1의 음료 추출용 캡슐에 포함된 필터패널 및 차단막의 캡슐용기 하단부측 면의 평면도이고, 도 4는 도 3의 필터패널 및 차단막의 a-a' 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 필터패널(200)은 전체적으로 원반 형상으로 형성될 수 있으며, 차단막(210)은 필터패널(200)의 단부를 둘러싸는 고리형상으로 형성될 수 있다.

차단막(210)은 탄력이 크고 외부의 압력에 대응하여 변형이 가능한 물질, 예를 들어, 천연 또는 합성의 고무재질이나 탄성력이 보강된 고분자 합성물질 등으로 형성될 수 있으며, 굴절시에도 과도한 변형이 이루어지지 않도록 적절한 두께를 가질 수 있다.

차단막(210)의 너비는 필터패널(200)의 두께보다 작은 크기로 형성된다. 이 때 필터패널(200)의 너비는 필터패널(200) 내부로 삽입된 부분을 제외한 나머지 부분의 너비로서, 필터패널(200)의 측단부 외측으로 측정된 너비를 말한다. 이와 같이 너비가 작게 형성됨으로써 차단막(210)의 탄성력이 보강되어 역시 굴절시에 과도한 변형이 이루어지는 것을 방지할 수 있다.

필터패널(200)의 표면에는 추출로(220)가 만입되어 형성된다. 추출로(220)는 필터패널(200)의 측단부와 추출구(도 2의 410 참조) 사이를 연결하여 음료 추출액을 추출구(410)로 유도한다. 또한, 추출로(220) 전체의 깊이는 분말원료 입자의 입경보다 작은 크기로 형성된다. 따라서, 음료 추출액만이 추출로(220)를 통과하고 분말원료 입자는 통과가 저지된다. 이 때, 추출로(220)의 깊이는 도 4에 도시된 깊이를 말하는 것으로서 추출로(220)가 필터패널(200) 표면으로부터 함몰된 정도를 말한다.

추출로(220)는 세부구조를 가진다. 추출로(220)를 이루는 세부구조는 추출구(410)와 중첩되고 추출구(410) 보다 너비가 넓은 내홈(221), 일단부는 내홈(221)과 연결되고 타단부는 필터패널(200)의 측단부로 개방되는 연결홈(222), 및 내홈(221) 내부에 형성되는 흐름 가이드 바(223)로 이루어질 수 있다.

내홈(221)은 필터패널(200) 표면에 만입된 넓은 홈이며, 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있다. 내홈(221)은 너비가 추출구(410)를 완전히 포함할 수 있는 정도로 크게 형성되어 추출구(410)와 중첩되며, 추출구(410)는 내홈(221)의 일부, 바람직하게는 내홈(221)의 중앙부에 중첩될 수 있다. 도면상으로 원형인 내홈(221)이 도시되었으나, 내홈(221)의 형상이 이에 한정될 것은 아니다. 내홈(221)은 추출구(410) 보다 너비가 큰 방형이나 다각형 형상 또는 그 밖의 정형화되지 않은 형상으로 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.

연결홈(222)은 일단부는 내홈(221)과 연결되고 타단부는 필터패널(200)의 측단부로 개방된다. 따라서, 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(도 2의 400 참조)의 내벽 사이를 통과한 음료 추출액이 연결홈(222)을 통해 내홈(221)으로 유도될 수 있다. 연결홈(222)은 내홈(221)과는 달리 좁은 통로 형태로 형성되며, 내홈(221)의 둘레에 일정한 간격을 두고 차례로 배치될 수 있다.

흐름 가이드 바(223)는 내홈(221) 내부에 형성된다. 흐름 가이드 바(223)는 도 3에 도시된 바와 같이 내홈(221)의 중앙부, 즉, 추출구(410)가 위치하는 방향을 향해 정렬되며, 추출구(410)의 둘레에 복층을 이루어 배치될 수 있다. 연결홈(222)을 통해 내홈(221) 내부로 유입된 음료 추출액은 흐름 가이드 바(223)의 사이를 통과하면서 가이드 되어 추출구(410)를 향해 용이하게 유도된다.

내홈(221)이 원형으로 형성되고, 추출구(410)가 그 중앙에 중첩되는 경우, 흐름 가이드 바(223) 및 연결홈(222)은 추출구(410) 둘레에 추출구(410)를 중심으로 방사상으로 배치된다. 추출로(220)는 이러한 세부구조를 통해 필터패널(200)의 측단부 둘레로부터 추출구(410)가 위치하는 필터패널(200)의 중앙을 향해 음료 추출액을 용이하게 유도할 수 있는 것이다.

추출로(220)는 필터패널(200)의 캡슐용기(400) 하단부와 면하는 일측 표면(도 4의 하면)에 형성된다. 이 때, 이와 반대편에 위치하는 타측 표면(도 4의 상면)에는 추출로(220)와 대칭적으로 만입되는 추출로 대응 만입부(220')가 형성될 수 있다. 추출로 대응 만입부(220')는 내홈(221), 연결홈(222), 및 흐름 가이드 바(223) 각각에 대응하는 세부구조(221', 222', 223')를 가져 추출로(220)와 완전히 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 경우, 필터패널(200) 정렬시 상기 일측 표면과 타측 표면이 서로 구분될 필요가 없으므로, 음료 추출용 캡슐의 제작과정이 단순화되고 캡슐의 제조편의성이 증가한다. 또한, 도 4와 같이 필터패널(200) 상면에 위치한 추출로 대응 만입부(220')는 분말원료와 직접 접촉하면서 자신의 세부구조(221', 222', 223')를 통해 필터패널(200)의 중앙으로부터 차단막(210)이 위치한 필터패널(200)의 측단부를 향해 역으로 용수의 흐름을 유도할 수 있다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 음료 추출과정에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 도 1의 음료 추출용 캡슐의 사용상태도이고, 도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 음료 추출용 캡슐(1)은 커피 머신의 용수주입부(600)와 음료취출부(700) 사이에 장착되어 사용된다. 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 압력은 증가하게 된다.

캡슐용기(400) 내부의 압력이 증가하면, 이에 대응하여 차단막(210)이 도 6에 도시된 바와 같이 하방으로 굴절되고, 굴절된 차단막(210)과 이와 인접한 캡슐용기(400) 내벽 사이에는 미세한 틈이 형성된다. 이로써, 필터패널(200)의 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간은 개방된다.

따라서, 주입된 용수는 자연스럽게 필터패널(200)의 측단부로 유도되고, 음료 추출액은 차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이에 형성된 틈을 통과하여 추출로(220)로 유입되는 것이다. 이 때 차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이에 형성된 틈은 음료 추출액만을 통과시키고 분말원료(A) 입자는 걸러내는 일종의 1차 필터의 역할을 할 수 있으며, 추출로(220)는 이를 재차 걸러내는 2차 필터의 역할을 하게 된다.

차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이를 통과한 음료 추출액은 연결홈(222) 및 내홈(221)을 차례로 통과하여 추출구(410)로 모이게 되며, 추출구(410)로 모이는 과정에서는 흐름 가이드 바(223)의 사이로 통과되어 추출구(410)를 향해 용이하게 가이드 될 수 있다.

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.

이와 같이 음료가 추출되는 동안, 차단막(210)은 개방된 상태로만 유지되는 것이 아니며, 전술한 바와 같이 오히려 캡슐용기(400) 내부의 압력 증감에 따라 굴절되거나, 다시 복원되면서 음료 추출액이 통과하는 통로인 필터패널(200) 측단부와 캡슐용기(400) 내벽 사이의 공간을 스스로 개폐한다.

이로써 주입된 용수는 원활하게 순환되고, 캡슐용기(400)는 내부의 압력이 너무 낮거나 또는 너무 높지 않은 적절한 수준으로 유지되며, 음료 추출작업 역시 활발히 진행되는 것이다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐에 대해 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음료 추출용 캡슐의 단면도이고, 도 8은 도 7의 음료 추출용 캡슐의 커버를 제거하여 사용하는 일부를 확대하여 도시한 사용상태도이다.

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.

먼저 도 7을 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(1-1)은 하단부에 접착된 커버(500)를 벗겨낸 후 커피 머신에 장착하여 사용할 수 있다.

이어서 도 8을 참조하면, 이와 같이 필터패널(200)이 캡슐용기(400) 하단부와 일체로 형성되는 경우에도, 음료 추출액은 차단막(210)과 캡슐용기(400) 내벽 사이에 형성된 틈을 통해 추출로(220)로 유입되고, 연결홈(222) 및 내홈(221)을 차례로 통과한 후 추출구(410)로 배출된다. 또한, 차단막(210)은 용수의 주입에 의한 캡슐용기(400) 내부의 압력 변화에 따라 개폐작용을 반복하여, 용수의 원활한 순환을 돕고 음료 추출작업이 활발히 이루어지도록 한다.

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, 음료 추출과정 초기의 추가적인 압력 상승요인이 사라지게 되어, 차단막(210)의 개폐작용에 의한 캡슐용기(400) 내부의 압력 조절이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.

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: 차단막
220: 추출로 221: 내홈
222: 연결홈 223: 흐름 가이드 바
220': 추출로 대응 만입부 221', 222', 223': 세부 구조
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;
상기 캡슐용기 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 상기 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널; 및
상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고,
상기 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 상기 필터패널 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여,
음료 추출액이 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 상기 추출구로 배출되는 것을 특징으로 하되,
상기 필터패널 표면에 만입되고 상기 필터패널의 측단부와 상기 추출구 사이를 연결하는 추출로를 더 포함하여, 상기 추출로가 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이를 통과한 음료 추출액을 상기 추출구로 유도하고,
상기 추출로는 깊이가 상기 분말원료 입자의 입경보다 작은 크기로 형성되며, 너비가 상기 깊이보다 크게 형성되는 영역을 적어도 일부 포함하는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 탄성력을 가지며,
적어도 일부가 탄력적으로 굴절되어 상기 캡슐용기 내벽과 상기 차단막 사이에 상기 분말원료 입자의 입경(粒徑)보다 작은 크기의 틈을 형성하는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 고리형태로 형성되어 상기 필터패널의 측단부 둘레에 결합된 것인 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이를 잇는 너비가 상기 필터패널의 두께보다 작은 크기로 형성되는 음료 추출용 캡슐.
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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;
상기 캡슐용기 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 상기 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널; 및
상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고,
상기 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 상기 필터패널 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여,
음료 추출액이 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 상기 추출구로 배출되는 것을 특징으로 하되,
상기 필터패널 표면에 만입되고 상기 필터패널의 측단부와 상기 추출구 사이를 연결하는 추출로를 더 포함하여, 상기 추출로가 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이를 통과한 음료 추출액을 상기 추출구로 유도하고,
상기 추출로는 상기 필터패널의 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 측 표면에 형성되며, 상기 추출구와 중첩되고 상기 추출구보다 너비가 넓은 내홈, 및 일단부는 상기 내홈과 연결되고 타단부는 상기 필터패널의 측단부로 개방되는 연결홈을 포함하는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 7항에 있어서,
상기 내홈은, 상기 추출구 둘레에 배치되고 상기 연결홈으로부터 상기 추출구를 향하는 방향으로 정렬된 복수의 흐름 가이드 바를 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 8항에 있어서,
상기 추출구는 상기 내홈의 중앙에 중첩되고,
상기 흐름 가이드 바 및 상기 연결홈은 상기 추출구를 중심으로 방사상으로 배치되는 음료 추출용 캡슐.
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;
상기 캡슐용기 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 상기 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널; 및
상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고,
상기 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 상기 필터패널 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여,
음료 추출액이 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 상기 추출구로 배출되는 것을 특징으로 하되,
상기 필터패널 표면에 만입되고 상기 필터패널의 측단부와 상기 추출구 사이를 연결하는 추출로를 더 포함하여, 상기 추출로가 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이를 통과한 음료 추출액을 상기 추출구로 유도하고,
상기 추출로는 상기 필터패널의 상기 캡슐용기 하단부와 면하는 일측 표면에 형성되고, 상기 필터패널의 반대편 타측 표면에는 상기 추출로와 대칭적으로 만입되는 만입부가 형성되는 음료 추출용 캡슐.
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;
상기 캡슐용기 내측에 삽입되고 상기 캡슐용기의 하단부와 면하되, 측단부가 상기 캡슐용기의 내벽과 이격되는 필터패널; 및
상기 필터패널의 측단부와 상기 캡슐용기의 내벽 사이에 개재되고,
상기 캡슐용기의 내부압 증감에 따라 상기 필터패널 측단부와 상기 캡슐용기 내벽 사이의 공간을 개폐하는 차단막을 포함하여,
음료 추출액이 상기 차단막과 상기 캡슐용기의 내벽 사이로 통과된 후 상기 추출구로 배출되는 것을 특징으로 하되,
상기 필터패널과 상기 캡슐용기의 하단부 사이에 개재되어 상기 추출구를 밀폐하는 제2 실링부재를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 11항에 있어서,
상기 추출구 둘레로부터 상기 추출구 내측으로 뾰족하게 돌출되는 적어도 하나의 파단돌기를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 1항에 있어서,
상기 필터패널은 상기 캡슐용기의 하단부와 일체로 형성되는 것인 음료 추출용 캡슐.
제 13항에 있어서,
상기 캡슐용기 외측에 부착되어 상기 추출구를 밀폐하는 커버를 더 포함하는 음료 추출용 캡슐.
제 14항에 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.