KR101350069B1 - 가압 유체의 주입에 의한 캡슐로부터의 음료 준비 장치 및 그 캡슐 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캡슐 (6) 내에 보유된 음식물로부터 음료를 준비하는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 유체 공급 수단 (50) 을 포함하는 유체 공급 유닛 (5) 과, 캡슐 (6) 을 수용하도록 구성된 캡슐 홀더를 포함하여 구성된다. 캡슐 홀더는 유체 공급 유닛으로부터 제거가능하며, 유체를 캡슐 내로 삽입하기 위한 유체 주입기 (70) 를 포함할 수 있다.

Description

가압 유체의 주입에 의한 캡슐로부터의 음료 준비 장치 및 그 캡슐 홀더{DEVICE FOR PREPARING A DRINK FROM A CAPSULE BY INJECTION OF A PRESSURIZED FLUID AND CAPSULE-HOLDER ADAPTED THEREFORE}

도 1 은 본 발명에 따른 제조 장치를 포함하는 분배기의 사시도이다.

도 2 는 캡슐 홀더의 유체 공급 유닛 내로의 삽입 전 제조 장치의 사시도이다.

도 3 은 캡슐 홀더 자체와 상기 캡슐 홀더 내에 위치하는 캡슐의 사시도이다.

도 4 는 캡슐 홀더 및 상기 캡슐 홀더 내에 위치하는 캡슐의 사시도이다.

도 5 는 도 4 의 캡슐 홀더의 종단면도이다.

도 6 은 캡슐 홀더 주입기의 상세도이다.

도 7 은 본 발명의 장치의 분해도이다.

도 8 은 공급 유닛이 주입기에 연결된 때 폐쇄 상태에 있는 제조 장치의 단면도이다.

도 9 는 폐쇄 및 주입기와의 연결 전 캡슐 홀더의 유체 공급 유닛 내로의 삽입을 도시한다.

도 10 은 유체 공급 유닛의 폐쇄 및 주입기와의 연결을 도시한다.

도 11 은 이전 실시예의 크기와 다른 크기를 갖는 캡슐을 수용하는 캡슐 홀더의 변형의 사시도이다.

도 12 는 도 11 의 캡슐 홀더의 단면도이다.

도 13 은 도 12 의 캡슐 홀더 주입기의 상세도이다.

도 14 는 다른 형태의 주입기를 구비한, 달리 변형된 캡슐 홀더의 종단면도이다.

도 15 는 다른 형태의 주입기를 구비한, 또 달리 변형된 캡슐 홀더의 종단면도이다.

도 16 은 본 발명의 변형에 따른 캡슐 홀더의 종단면도이다.

도 17 은 도 16 의 캡슐 홀더가 공급 유닛 내로 삽입된 변형에 따른 종단면도이다.

도 18 은 본 발명에 따른, 달리 변형된 캡슐 홀더의 평면도이다.

도 19 는 주입기가 캡슐 내로 주입하는 위치에 있을 때 도 18 의 A-A 를 따른 단면도이다.

도 20 은 주입기가 캡슐에 대하여 들어간 위치에 있는 것을 제외하고는 도 19 와 유사한 도면이다.

도 21 은 도 18 의 주입기의 측면도이다.

도 22 는 도 21 의 주입기의, 주입면을 도시하는 사시도이다.

도 23 은 도 21 의 주입기의, 공급 장치와 연결되는 면을 도시하는 사시도이다.

도 24 는 본 발명의 다른 변형에 따른 캡슐을 구비한 캡슐 홀더를 도시한다.

도 25 는 도 24 의 캡슐 및 캡슐 홀더의 종단면도이다.

도 26 은 본 발명의 다른 변형에 따른 유체 공급 수단과 캡슐 홀더 사이의 유체 연결의 상세단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

4: 캡슐 홀더 5: 유체 공급 유닛

6: 캡슐

8: 토글 조인트 시스템(toggle joint system)

44, 45, 46; 53, 530, 531, 533: 결합 수단

50, 54, 55, 56, 500: 유체 공급 수단

51, 52, 80, 81, 82, 83, 86, 87, 88: 접근 수단

51: 가이드 베이스 52: 유체 공급 베이스

56: 유체 출구 63: 캡슐 벽

70: 유체 주입기

80, 81: 날개부

82: 관절부 83: 안내 개구

500: 유체 공급 덕트 530, 531: 안내 가장자리

751: 노즐 752: 커넥터

800: 측부 관절축

본 발명은 음료를 준비하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 음료를 준비하기 위해, 일 이상의 음식물을 보유하는 캡슐을 사용하는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 장치를 사용하는 음료 분배기에 관한 것이다. 본 발명은 음료를 준비하기 위해 하나 이상의 음식물을 보유하는 캡슐을 사용하는 상기와 같은 장치의 캡슐 홀더에 관한 것이기도 하다.

특히, 에스프레소와 같은 종류의 커피, 여과 커피, 카푸치노, 라떼, 마키아토(macchiato), 차 또는 초컬릿 음료 등을 준비하는 데는, 특히, 위생, 신선도, 성분의 보존 및 사용의 편의를 위한 이유를 들어, 추출해내거나, 또는 캡슐 안으로 투입된 물과 같은 가압 유체와 혼합함으로써 냉 음료 또는 온 음료를 준비하기 위한 성분을 포함하는 캡슐을 사용하는 것이 공지되어 있다.

원두 커피 또는 차 등의 추출되어질 성분, 또는 인스턴트 커피, 초컬릿 음료 또는 우유 또는 이들 성분들의 단순한 조합물이나 혼합물 등과 같이 용해되거나 확산되어질 성분을 포함하는, 밀폐되거나 투습성이 있는 캡슐로부터 음료를 준비하는 데는 다양한 종류의 기계들이 사용되고 있다. 통상, 상기와 같은 성분을 추출하거나 용해시키기 위한 유체는 벽을 통해 캡슐 안으로 주입되어, 그 캡슐의 인클로우저에 그 추출물 또는 혼합물이 형성되며, 이후 이 추출물 또는 혼합물은 음료의 형태로서 일 이상의 오리피스를 거쳐 흘러나오게 된다. 이 같은 주입은 그 캡슐의 막(membrane) 을 관통하거나 또는 미리 형성되어 있는 그 캡슐 벽의 유입 오리피스 안으로 그 자신을 삽입시키는 주입 장치에 의해 이루어질 수 있다. 그 캡슐의 인클로우저 내의 압력이 일정 압력에 도달하게 되면, 음료가 캡슐로부터 흘러나오게 된다. 그러므로 캡슐은, 예컨대, 유출구 멤브레인에 대한 양각 등의 캡슐의 벽을 개방하는 개방 수단 또는 인클로우저와 따르기 오리피스 사이에 있는 필터링 벽 등의 따르기를 지연하는데 사용되는 수단과 상호 작용한다.

국제특허출원 공개공보 WO 03/059778 은 캡슐 내의 압력 상승의 작용하에서 음료를 담고 있는 수단과 결합하는 개방 수단에 의해 개방되는 일 이상의 성분을 포함하는 캡슐에 관한 것이다. 이와 같은 캡슐은 1) 서로 상이한 특성을 지닌 음료를 "교차 오염됨 없이", 즉, 먼저 분배된 음료가 맛, 색깔, 및/또는 냄새와 같은 하나 이상의 원치 않는 특성을 그 먼저 분배된 음료 다음에 분배되는 두 번째 음료에 전달하지 않으면서 분배할 수 있는 가능성, 2) 분배될 성분 및 제품에 더 적합한 캡슐 설계상의 유연성, 3) 추출 또는 혼합 조건의 더 나은 제어 및 반복 실행, 4) 분배 기계의 현저한 단순화와 같은 장점들을 갖는다.

캡슐로부터 음료를 준비하는 공지된 시스템의 한 단점은, 통상 이들 시스템들이 서로 다른 형상, 크기의 캡슐을 수용할 수 있도록 설계된 것이 아니라는 것 및/ 또는 예컨대, 유체를 캡슐 내로 주입하는 방법과 관련된 특정 변경을 필요로하는 것이라는 데 있다.

예컨대, 용해될 카푸치노 혼합물을 포함하는 캡슐은, 그 캡슐이 보유하는 분유가 에스프레소 커피용의 원두 커피 또는 여과 커피용의 인스턴트 커피를 보유하는 캡슐보다 훨씬 더 많은 공간을 차지하기 때문에 더 큰 용적을 필요로 한다. 한편, 통상적으로 인스턴트 커피나 차는 보다 작은 보관 공간을 필요로 한다. 또한, 어떠한 가용성 제품은 반드시 큰 용적을 차지하지는 않지만, 가스를 담고 있는 충분한 크기의 챔버 내에서 그 가스를 충분히 붙잡아 거품을 형성하기 위해서 용해되어야만 한다. 포장 비용을 절감하며, 분배될 음료의 특성 또는 특질(예컨대, 거품을 갖는 음료 또는 거품이 없는 음료)을 고려하자면, 보유된 성분 및/또는 준비되는 음료에 알맞은 크기를 갖는 캡슐을 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 주입 조건이 제조되는 음료의 품질에 상당한 영향을 끼친다는 것이 알려져 있다. 분쇄 공정으로부터 온 성분인가, 인스턴트 커피 또는 카푸치노, 초컬릿 음료 등 우유를 기반으로 한 성분인가, 아니면 차와 같이 우려내는 성분인가를 어떻게 감안하는가에 따라서 물이 공급되고 캡슐 안에서 순환하는 방법이 만들어지는 최종 음료의 품질에 상당한 영향을 갖는다. 통상적으로 공지된 장치는 제조되는 음료의 종류에 따라 주입 조건을 변경 또는 변형하도록 설계되어 있지 않다.

공지의 장치의 다른 단점은 주입 수단에 급격한 오염 및/또는 물때(scaling)가 발생할 수 있어 (예컨대, 유량 감소, 압력 손실의 증가, 제트 방향의 변경 등) 그 주입 특성을 변경하여 음료의 품질 및/또는 음료의 특질에 영향을 주는 데 있다. 사용자는 이들 수단에 거의 접근할 수 없다. 따라서 사용자는 문제의 원인을 분석하는데 곤란을 겪게 되고, 결과적으로 그 문제를 해결하는데 어려움을 겪는다.

유럽특허출원 EP 1 400 638 호는 캡슐을 사용하여 음료를 준비하는 기계에 관한 것으로, 이 기계는 유입 오리피스를 형성하는 제1 관통 요소와 유출 오리피스 를 형성하는 제2 관통 요소를 포함하고, 상기 오리피스들은 그 캡슐의 사용 중에 형성되고, 상기 두 개의 관통 요소들은 분리가능한 하나의 유닛으로 형성된다. 이러한 구성은 단지 상기 관통 요소들의 세정을 용이하도록 하는 것을 목적으로 한 것이다.

국제특허출원 공개공보 WO 2004/0006740 은 두 개의 상이한 도즈(dose)를 수용하기 위해 나란히 배치된 두 개의 만입부를 가지는 지지 요소를 포함하는 도즈로 운용하는 커피 기계에 관한 것이다. 상기 만입부는, 서로 다른 직경의 환형 베드 플레이트(bed plate)를 가지며, 높이가 옵셋되어 있으며, 도즈의 평판면의 치수에 각각 대응한다. 이 경우, 오직 두개의 서로 다른 캡슐 용적 선택만이 가능하다. 또한, 이러한 시스템은 비교적 복잡하다.

국제특허출원 공개공보 WO 97/43937 호는 커피 도즈를 담기에 알맞은 삼투성 챔버의 일부를 형성하는 손잡이가 있는 기포장된 커피 도즈의 어댑테이터(adaptator) 에 관한 것으로, 상기 도즈 용기에 연결된 덮개는 상기 삼투성 챔버의 제2 부분을 형성하고, 상기 덮개는 고온의 물 분배기의 하부에서 밀봉되며 상기 분배기를 상기 삼투성 챔버에 연결하는 개구를 갖는다. 이 같은 원리는 종래의 온수 분배기의 캡슐 홀더를 수정하려는 것이지만, 몇 가지의 불이익을 초래한다. 우선, 기계와 캡슐 홀더 사이의 큰 유체 소통은 편의상의 문제뿐 아니라 안전상의 문제도 초래할 수 있는, 고온의 잔류수에 관한 문제를 남긴다. 두 번째로, 상기 캡슐 홀더는 종래의 결합 수단을 통해 물 분배기에 연결되는 것으로, 이러한 베이오넷(bayonet) 시스템은 사용자에 의한 회전적 기계적 조임을 필요로 한다. 이러한 동작은 사용자가 일정한 힘을 인가하는 것을 필요로 하고, 그 캡슐 홀더의 분리에 어려움이 있을 수 있다. 세 번째로, 이 원리는 캡슐 홀더 내에 누설의 우려 없이 정밀한 고압의 워터 제트를 제공하는 작은 유체 유입구 등과 같은 작은 크기의 유체 소통과는 맞지 않는다. 그러므로, 이 원리는 단지, 보일러의 큰 유체 유출에 연결하는데 적용될 뿐이다. 최종적으로, 상기 폐쇄 원리는, 덮개와 캡슐 홀더의 접합 정밀도에 영향을 줄 수 있는 높은 토오크를 수반한다. 그러므로, 이는 또한, 시일 표면에 영향을 주어, 더 강한 조임에 의해 보상되어야 하는 시일 표면의 급속한 마모를 제공한다.

유럽 특허 출원 1092 376 호는 커피 분말을 함유하며 핸들을 있는 캡슐 홀더를 포함하는 에스프레소 커피 기계에 관한 것으로, 이 캡슐 홀더는 그 커피 기계의 보일러부에 기능적으로 연결되어 있다. 이 장치는 이전의 장치와 마찬가지의 단점을 갖는다.

그러므로, 본 발명의 일 목적은 선행 기술에 의한 장치의 단점을 개선하는 것이다.

본 발명의 일 목적은 분리가능하고, 주입 형태(예컨대, 고압 제트를 형성하는 능력), 시일 결합의 개선된 정밀도, 낮은 마모 및 누설의 우려, 그리고 용이한 취급에 있어서의 다목적성/자유도를 제공하면서도 유체 공급 유닛을 채택할 수 있는 캡슐 홀더를 포함하는 장치를 제안하는 것이다.

다른 목적은 특정 형상, 크기의 캡슐을 더 잘 수용할 수 있고 및/또는, 성분 및/또는 만들어질 음료의 특성에 관련된 특정의 주입 구성을 필요로 하는 시스템을 설계하는 것이다.

또 다른 목적은 사용자가 주입 수단에 접근하기가 용이하도록 하여 장치의 주입 수단을 세정 및/또는 물때 제거가 용이하도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 다른 목적들 및 본 명세서의 나머지 부분에서 드러나는 다른 문제점들에 대한 해결 방안에 관한 것이다.

이들 목적들은 독립 청구항의 특징부에 의해 달성될 수 있다. 종속 청구항들은 독립 청구항들의 발명을 더욱 개선한다.

일 태양에 있어서, 본 발명은 캡슐 내에 보유된 음식물로부터 음료를 준비하기 위한 장치에 관한 것으로서, 유체 공급 수단을 포함하는 유체 공급 유닛과, 캡슐을 수용하도록 구성되고, 유체 공급 유닛으로부터 제거가능한 캡슐 홀더를 포함한다. 이 장치는 바람직하게는 유체 공급 유닛과 캡슐 홀더의 상보적 결합 수단(complementary engaging means)을 포함한다. 이 상보적 결합 수단은, 바람직하게는, 캡슐 홀더가 제1 삽입 방향을 따라 유체 공급 유닛 내에 삽입될 수 있도록 구성되고, 캡슐 홀더는 유체 공급 수단이 캡슐 홀더로부터 비교적 멀리 떨어져 있게 되는 기준 위치에 상기 제1 삽입 방향으로 미리 위치된다. 유체 공급 유닛은, 바람직하게는, 유체를 캡슐 내에 분배할 수 있는 유체 분배 위치에 유체 공급 수단이 위치하도록 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 비교적 더 가깝게 이동시키는 접근 수단(closing means)을 더 포함한다.

보다 구체적인 태양에 있어서는, 상기 유체 공급 유닛의 접근 수단은 기준 위치에서 상기 캡슐 홀더의 제1 삽입 방향과는 다른 방향으로 유체 공급 수단을 상기 캡슐 홀더에 더 가깝게 이동시키도록 구성된다.

일 태양에 있어서, 상기 제1 삽입 방향은 직선 방향이다.

바람직한 형태에 있어서, 상기 상보적 결합 수단은, 캡슐 홀더를 슬라이딩시켜 유체 공급 유닛에 삽입할 수 있는 한 조의 상보적인 안내 가장자리 및 안내 리브로 형성된다. 슬라이딩에 의한 상기 삽입은 사용자가 실시하기에 용이하며, 신뢰성이 있으며, 특별한 힘을 요하지 않는다.

바람직한 한 형태에 따르면, 상기 접근 수단은, 바람직하게는 캡슐 홀더에 인가되는 아래쪽으로 향하는 힘의 영향으로 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 비교적 더 가깝게 이동시켜 유체 분배 위치에 있게 하도록 구성된다.

보다 구체적으로는, 상기 유체 공급 장치는, 캡슐 홀더가 안내 가장자리를 따른 슬라이딩하여 삽입되는 가이드 베이스를 포함한다. 또한, 상기 유체 공급 수단을 지지하는 유체 공급 유닛의 일부로서 유체 공급 베이스가 제공된다. 상기 유체 공급 베이스는 유체 유출구를 포함한다. 상기 유체 공급 베이스는 가이드 베이스에 관절식으로 연결되고, 멀리 떨어진 위치로부터 캡슐 내 유체 공급 수단의 유체 분배 위치까지 가이드 베이스에 대해 움직일 수 있다.

보다 정확하게는, 상기 유체 공급 베이스는 토글 조인트 시스템에 의해 가이드 베이스에 관절식으로 연결됨으로써, 삽입 방향과는 다른 바람직한 방향으로 캡슐 홀더에 가해지는 압력에 의해 상기 유체 공급 베이스가 가이드 베이스에 접근하 여 유체 분배 위치에 있게 된다.

캡슐 내에서의 유체 분사를 촉진하기 위해, 상기 캡슐 홀더는 상기 캡슐 내에 유체를 주입하기 위한 유체 주입기를 포함한다. 이 유체 주입기가 존재하는 것이 바람직하지만, 상기 캡슐 홀더 안에 삽입될 캡슐의 종류에 따라서는 생략될 수도 있다.

본 발명의 설명에 있어서, "캡슐" 이라는 용어는 일 이상의 성분을 담고 있으며, 가요성이 있거나, 부분적으로 강성을 가지거나 또는 완전한 강체인,일회용 또는 재활용할 수 있는 패키지, 용기, 작은 봉지 또는 리셉타클(receptacle) 을 의미한다.

"음료" 라고 하는 용어는 모든 종류의 온 음료 또는 냉 음료를 아우르는 넓은 의미로 사용되고 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명은, 유체 공급 유닛 및 캡슐 내로의 유체 주입기를 포함하고, 가압된 유체를 캡슐 내로 주입함으로써 캡슐로부터 음료를 준비하는 장치에 관한 것으로서, 상기 주입기를 유체 공급 유닛으로부터 분리가능하며, 상기 장치가 캡슐을 수용하도록 구성된 캡슐 홀더를 포함하며, 상기 캡슐 홀더를 공급 유닛으로부터 분리가능한 것을 특징으로 한다.

그러므로, 가압된 유체 공급 유닛으로부터 분리 가능한 캡슐 홀더를 설계함으로써, 캡슐과 캡슐 홀더의 형상 및/또는 크기의 호환성에 있어서와 같은 캡슐 홀더 자체 및/또는 주입 수단 또는, 적절하다면 캡슐과 캡슐 홀더 사이의 가능한 기능적 상호작용에 있어서의 변화 또는 변경을 착상 가능하다.

"분리가능함" 이란, 공급 유닛으로부터 캡슐 홀더가 분리되었을 때, 그 공급 유닛으로부터 주입기를 분리 가능함을 의미한다. 이러한 분리는 공급 유닛으로부터 캡슐 홀더를 분리하는 바로 그 동작의 결과로써 이루어질 수 있거나, 또는 주입기 자체에 힘을 가하여 수동으로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 캡슐은 음료를 준비하는데 적합한 일 이상의 성분을 보유한다. 이 음료는, 예컨대, 커피, 차, 초컬릿 음료 또는 우유를 기반으로 한 액체 및 그 조합 또는 소스, 국물 또는 수프 또는 여타의 영양물 액체일 수 있다. 상기 성분은 분말, 찌꺼기, 우려낸 물(infusion), 액체 또는 겔(gel) 또는 이들 성분 형태의 여타의 조합으로 될 수 있다.

본 발명의 일 태양에 있어서, 상기 주입기는 적어도 하나 이상의 유체 제트를 캡슐 내로 주입하기 위한 하나 이상의 주입 오리피스를 포함한다. 상기 주입기는 소망하는 주입 형태에 따라 다양한 형태를 취할 수가 있다.

어떤 경우에 있어서는, 상기 주입기는, 주입기로부터 유체의 주입을 위한 적어도 하나의 오리피스를 삽입하기 위한 하나 이상의 캡슐 내로의 진입 포트를 형성하기 위해, 캡슐의 강체, 반 강체 또는 가요성 벽에 작용하도록 구성된 일 이상의 뾰족한 요소, 또는 블레이드 또는 여타의 예리한, 절단 요소 또는 절취 요소로 될 수 있는 천공 수단을 포함한다. 다른 경우에 있어서, 상기 주입기는 벽에 만들어진 유체 다기관(manifold)을 포함하고, 이 다기관은 하나 이상의 주입 오리피스까지 도달한다.

상기 주입기는, 예컨대, 서로 다른 음료가 필요한 경우에는 하나의 동일한 캡슐로부터나 또는 서로 다른 캡슐로부터, 소망하는 주입 조건에 따라서 선택된다.

예컨대, 캡슐이 용해될 성분 및/또는 거품이 있는 음료를 형성할 성분을 보유하는 경우에는 난류를 제공하기 위해서, 적절한 방향을 향하는, 고속의 제트를 캡슐의 인클로우저 안으로 주입하는 주입기가 사용될 수 있다. 한편, 예컨대, 캡슐이 원두 커피 등의 찌꺼기 베드(ground bed)를 포함하는 경우에 그 성분을 완전히 적시고, 에스프레소 류의 커피 또는 여과 커피를 준비하기 위해, 보다 더한 확산 유체 분배를 얻도록 구성된 다른 주입기가 사용될 수 있다.

제1 실시형태에 있어서, 주입기는 캡슐 홀더의 일부를 형성하거나 또는 캡슐 홀더에 결합된다. 그러므로 캡슐 홀더가 유체 공급 유닛으로부터 분리되는 경우, 결과적으로 또한 유체 공급 유닛으로부터 주입기도 분리된다. 이것은 몇 가지의 추가적인 이점을 가진다. 주입기는, 따라서, 사용자가 주어진 캡슐 홀더 또는 캡슐에 대해 어떠한 주입기를 사용할 것인지를 고민할 필요가 없이, 특정 종류의 캡슐 홀더에 완벽하게 적합할 수가 있고 따라서, 캡슐 홀더 내에 수용될 수 있는 캡슐의 종류에도 적합할 수 있다. 즉, 이것은 준비하려는 음료에 따라 캡슐 홀더와 주입기의 적합한 쌍을 조합할 수 있는 가능성을 제공한다.

예컨대, 카푸치노를 준비하기 위해, 커피 분말 또는 분유의 혼합물과 같은 용해될 제품을 보유하는 캡슐은 대형의 캡슐 홀더 하우징 및 방향성을 가지고서 고속의 제트를 만들어내는 주입기를 필요로 한다. 에스프레소 또는 여과 커피를 준비하기 위해, 원두 커피와 같이 추출될 제품을 보유하는 캡슐은 더 작은 캡슐 홀더 용적 및 하나 또는 수개의, 보다 확산하며 속도가 낮은 제트를 만들어내는 주입 기를 필요로 한다. 캡슐 홀더/주입기를 구성하는 위해 제공된 가능성은 다양하며 준비하려는 음료에 대해 추구하는 특성에 자연히 의존하게 된다.

다른 실시형태에 있어서, 주입기는 유체 공급 유닛의 일부로 형성되거나 또는 유체 공급 유닛에 결합된다. 이 경우에 있어서, 주입기는 공급 유닛과 직접 연결될 수 있다. 그러면 캡슐 홀더의 가능한 변경 또는 교체 가능성에 의해 제공된 융통성의 이점만이 얻어진다. 그러나 이러한 실시형태는 캡슐 홀더의 보다 간단한 설계라는 이점을 가진다. 이러한 실시형태는 또한, 가능한 단점 또는 주입기의 작동과 관련된 찔리거나 또는 다른 가벼운 부상 등의 작은 우려를 경감하여 준다.

주입기는, 캡슐 내로의 주입 위치에 대응하는, 캡슐에 대해 상대적인 기준 위치에서 캡슐 홀더 상에 바람직하게 구성할 수 있다. 그러므로 주입기는 주입 위치에 대응하는, 캡슐에 대해 상대적인 기준 위치에서 캡슐 홀더 상에 구성될 수 있다. 따라서 주입기가 캡슐 자체에 대하여 올바른 위치 있음이 보장된다. 그러므로, 사용자는 캡슐에 대해 주입기를 배치하는 올바른 방식에 대해 고민할 필요가 없다. 그리고나서, 캡슐 홀더와 유체 공급 수단 사이의 연결 전 또는 연결 중에, 주입기를 주입 위치에 배치하기 위해서 위치 결정 수단이 제공된다. 이것은, 음료를 준비하기 위해, 캡슐 홀더와 공급 유닛이 조립되었을 때, 주입기와 공급 유닛 사이가 올바르지 못하게 연결될 우려를 방지하여 준다.

보다 구체적으로, 가능한 일 태양에 따르면, 주입기는, 캡슐 홀더 상에서 분리 위치와 캡슐 내로의 주입 위치 사이로 상기 주입기를 이동가능하게 하는 주입 시스템의 일부를 형성한다. 주입기의 분리 위치에서, 캡슐은 캡슐 홀더 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 그리고 나서, 주입기는 주입 위치로 이동하게 된다. 특히, 주입 위치에서, 관통 수단이 캡슐을 관통하여 결합 되고나면, 주입 오리피스가 올바르게 삽입되어 캡슐 인클로우저 안에 자리를 잡는다.

가능한 일 실시형태에 있어서, 주입 시스템은

- 캡슐 홀더 하우징의 가장자리 상에 선회가능하게 설치된 주입기 지지편(support piece);

- 상기 지지편을 주입 위치에 유지시키는 탄성 수단;

- 상기 탄성 수단의 작용에 대항하여, 상기 지지편 및 주입기를 분리 위치로 이동시키는 작동 수단을 포함한다.

그러므로 캡슐이 캡슐 홀더에 자리 잡은 후, 주입기는 자동적으로 주입 위치에 배치되는데, 즉, 상기 구동 수단이 해제되면, 상기 탄성 수단은 상기 지지편에 힘을 가하여 캡슐에 대한 주입 위치에 상기 주입기를 배치한다. 예컨대, 상기 시스템과 이 시스템의 탄성 수단은, 형성된 복원력에 의해, 주입기의 지지편을 관통될 캡슐 표면에 대해 굽힘으로써 주입기가 상기 표면을 관통하도록 구성된다.

주입기에 있어서, 주입기는 통상 밀봉 방식으로 공급 유닛의 적어도 일부 및 주입기의 상대 운동에 의해서 유체 공급 유닛에 연결된다. 공급 유닛은 주입기의 유체 유입부에 대항하여 누름으로써 결합하는 유체 유출부를 포함한다. 그러므로 이 연결은 바람직하게는 간단한 자유 결합에 의해서 그리고 공급 유닛과 주입기 사이의 접촉력에 의해서 이루어진다. 또한, 이 연결은 공급 유닛과 주입 기 사이의 기계적인 압력에 의하여 결합 및 분리되는 기계적인 클립핑(clipping)으로 될 수도 있다. 따라서 이러한 연결은 그 장치를 상당히 단순화시킨다. 또한, 이러한 결합은 접촉력 또는 압력이 완화되는 경우 또는 단순한 정반대의 재개방력이 가해지는 경우(예컨대, 기계적인 클립핑의 경우), 주입기를 유닛으로부터 자동적으로 분리가능토록 한다. 즉, 예컨대, 사용된 캡슐을 새로운 캡슐로 교체하는 경우, 통상의 방식으로 분리가능한 캡슐 홀더를 공급 유닛으로부터 간단히 분리할 수가 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 주입기는, 실질적으로 원추대 형상의 유입부와, 이 주입기의 유체 유입부에 대해 결합하는, 상보적으로 그리고 실질적으로 원추대 형상의 유출부를 포함한 유체 공급 유닛을 포함한다. 그러므로 이것은, 추가적인 연결 수단 없이, 콘-온-콘(cone-on-cone) 형태의 자유 결합을 제공한다. 주입기의 유입부는 볼록형으로 될 수 있고 유체 유출부는 홈으로 될 수 있으며, 그 역으로도 될 수 있다. 예컨대, O-링 또는 다른 수단 등의 하나 이상의 시일과 같은, 추가적인 밀봉 수단이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 당업자의 능력 내에서 여타의 표면 구성을 생각해 볼 수도 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 캡슐 홀더는 핸들을 형성하는 기다란 요소를 포함한다. 그 결과로, 캡슐 홀더를 유체 공급 유닛 내로 수동으로 삽입하기가 더 용이하다.

그러므로 가능한 일 실시형태에 따르면, 캡슐 홀더 및 공급 유닛이 공급 유닛의 유체 공급 수단에 대한 기준 위치에 주입기가 배치되는 구성으로, 공급 유닛 내에 캡슐 홀더가 예비적으로 자리 잡도록 허용하는 추가적인 결합 수단을 포함한다. 이러한 예비 위치결정은, 주입기가 부착되도록 계획된 공급 수단을 기준으로 하여, 주입기의 실제적 기준 위치를 구성하는데 활용할 수 있다. 이 공급 수단은 또한, 주입기 자체와 공급 수단의 연결을 이루기 위해 이동된다.

보다 구체적으로는, 공급 유닛은 유체 공급 수단의 기준 위치에 이르기까지 캡슐 홀더가 삽입되어 상호 작용하는 가이드 베이스를 포함하고, 유체 공급 베이스는, 주입기의 상보적 커넥터와 관련하여 그 자신을 결합하도록 구성된 유체 유출 커넥터를 포함한다.

상기 공급 베이스는 커넥터의 분리 위치로부터 그 커넥터의 결합 시일링 위치까지 가이드 베이스에 대해 이동이 가능하다. 유닛의 이러한 두 개의 특징적인 부분으로의 구성은, 공급 베이스 및 가이드 베이스가 캡슐 홀더를 두 단계로 위치 결정하는 것을 용이하게 하는 이점을 갖으며, 그 삽입을 위한 제1 단계는, 주입기의 올바른 예비 위치에 이르기까지 캡슐 홀더를 슬라이딩하는 것이고, 공급 수단을 주입기와 연결하는 제2 단계는 캡슐 홀더와 주입기를 기준 위치에 두는 것이다. 이들 두 단계는 평균적인 주의를 갖는 사용자가 실시하기에 용이하다.

특정의 실시형태에 따르면, 공급 유닛의 유체 공급 베이스는 토글 조인트 시스템에 의해 가이드 베이스에 관절식으로 연결되어, 캡슐 홀더 상에 형성된 캡슐 홀더 삽입 방향과는 다른 바람직한 방향으로의 압력이 상기 공급 베이스를 커넥터의 결합 위치에 있는 상기 가이드 베이스에 대해 접근하도록 하고, 따라서 공급 유닛은 캡슐 홀더에 대해 접근하게 된다. 공급 베이스를 캡슐 홀더에 대해 접근 하게 하는데 채용된 수단으로서, 특히, 래칭(latching) 수단은 사용상의 신뢰도가 높다. 이들은, 수많은 사이클에 걸쳐, 갖가지 부재의 정확하고 반복적인 결합을 제공한다.

일 태양에 따르면, 본 발명은, 캡슐 내에 유체를 주입함으로써, 이 캡슐 내에 보유되는 음식물로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치의 유체 공급 유닛에 연결되는 캡슐 홀더에 관한 것으로, 상기 캡슐 홀더는 캡슐을 수용하는 컵 등의 수용 수단을 포함하고, 이 캡슐 홀더는 유체 공급 유닛에 연결 가능한 주입기를 구비하는 주입 장치를 포함하며, 유체 공급 유닛으로부터 유체를 상기 캡슐 내로 적어도 하나의 유체 제트 형태로 전달하도록 구성된다.

통상의 방식으로, 주입기는 유체 유입 오리피스, 주입 덕트, 그리고 적어도 하나의 가압된 유체 제트를 캡슐 내로 분사하기 위한 적어도 하나의 주입 오리피스를 포함한다.

본 발명의 일 태양에 있어서, 시일 베어링면은 하우징 바로 위의 한정된 표면적을 차지하며, 그 하우징의 커다란 표면적보다 작다. 이러한 구성은 몇 가지 이점을 제공한다. 첫 번째로, 주입기와 유체 공급 장치 사이의 시일링 힘이 작은 표면적에 집중되어 전체적인 시일링 압력(즉, 동일한 시일링 압력에 대해 더 작은 기계적인 힘을 필요로 함)을 증가시킨다. 시일링 압력의 증가는 유체의 내압에 대해 더 높은 저항성을 제공하고, 따라서 유체 소통 영역에 있어서의 유체 누설의 우려를 덜어준다. 그러므로, 상승된 유체 압력 범위 내에서 보다 효율적인 수(water) 기밀성을 실현할 수 있다. 두 번째로, 캡슐 홀더와 유체 공 급 유닛 사이의 유체 소통을 부재 없이 가압력의 간단한 인가만으로 실현할 수 있다. 그러므로 유체 소통이 단순해지고, 더 정확해지며, 장시간에 걸쳐 신뢰할 만하다. 그러므로 그 기계의 캡슐 홀더와 유체 공급 유닛의 결합이 단순해지며 더 신뢰할 만하게 된다.

예를 들어, 시일 베어링면의 외경(즉, 외측 윤곽을 한정하는 원형 라인의 직경)은 하우징의 커다란 직경보다 적어도 3배 이상 또는 심지어는 4~20 배 작다. 시일 베어링면의 외경은 2 cm 미만으로, 바람직하게는 0.5~1.5 cm 로 한다. 이 시일 베어링면은, 예를 들어, 2 mm 미만, 바람직하게는 대략 1~1.5 mm 인 매우 작은 크기의 유체 유입 오리피스를 에워쌀 수 있다.

상기 시일 베어링면은 실질적으로 원추대 형상으로 될 수 있다. 이 원추대 형상의 면은 직선형 또는 만곡형(볼록 또는 오목) 모체(generatrix)를 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구성에 있어서, 상기 시일 베어링면은 유체 유입 오리피스를 에워 싸고, 시일 베어링면 및 유체 유입 오리피스의 모두는 하우징 위에 실질적으로 그 중심으로부터 떨어져서 배치된다. 상기 유체 유입 오리피스와 하우징 중심 사이의 거리는 대략 1~3 cm 이고, 바람직하게는 대략 1.5~2 cm 로 될 수 있다. 이러한 구성은 또한, 몇 개의 이점을 제공한다. 그 하나의 이점은 중심에서 벗어나 있는 주입기의 제트에 의한 용해가, 특히, 지방계(fat based) 분말 등의 어떤 음식 성분에 대해서는 더욱 효과적이라는 것이다. 이것은 성분 베드에 난류를 형성하여 성분이 완전히 용해될 때까지 그 성분을 돌린다. 두 번째의 이점은, 캡슐 홀더 상에 더 작은 힘의 모멘텀을 수반시켜면서 유체 기밀적 소통을 효율적으로 달성할 수 있다는 것이다. 그러므로 캡슐 홀더는 파손의 우려가 경감되며 또한, 더 견고해 진다.

상기 주입 장치는, 컵을 부분적으로 또는 완전히 덮으며, 주입기가 설치되는 지지편 또는 커버를 포함한다. 이 지지편 또는 커버는 컵에 대해 상대운동이 가능하여, 주입기가 컵 하우징으로부터 이탈할 수 있으며, 따라서, 컵에 캡슐이 장착될 수 있다. 주입 장치는 캡슐 내로의 주입 위치로부터 캡슐이 하우징 안에 있게끔 허용하는 후퇴 위치로 상기 주입기를 이동시킨다. 결합 위치에 있어서, 상기 주입기는 하우징 안에서 중심에서 벗어나 있는 것이 바람직하다. 이러한 위치는 캡슐 내에서 유체의 스월 운동을 부여한다. 또한, 이 위치는, 하우징을 부분적으로 덮는 더 작은 주입기 지지편을 만들 수 있게 하여, 보다 양호한 주입 시일, 그리고 필요하다면, 캡슐 벽의 보다 효율적인 천공을 위해, 캡슐에 대해 더 큰 주입기 압력을 부여하는 지렛대 효과(lever effect) 를 줄인다.

상기 주입기는, 공급 유닛의 유체 공급 덕트를 수용하기 위한 적어도 하나의 시일링 된 베어링면을 포함한다. 이 베어링면은, 볼록부 또는 홈인 실질적으로 원추대 형상으로 된다. 이 원추대 형상 면은 직선형 또는 만곡형(볼록 또는 오목) 모체(generatrix) 를 갖는다.

일 실시형태에 따르면, 상기 주입기는 캡슐 내로 삽입되는 적어도 하나의 노즐을 포함하고 이 노즐의 끝에는 주입 오리피스가 배치된다.

노즐은 바람직하게는, 캡슐의 유입 벽에 적어도 하나의 천공 또는 절개를 형 성하여 그 노즐이 삽입될 수 있는 천공부 또는 절개부를 갖는다. 노즐은 비 천공성의 것일 수도 있어, 캡슐 벽의 미리 형성된 오리피스 내로 삽입될 수도 있다.

다른 대안적인 형태에 따르면, 주입기는 (노즐 대신에) 주입 오리피스에서 끝나며 캡슐 벽의 오리피스에 대해 간단히 배치된 간단한 커넥터를 포함한다.

주입기가 캡슐 내로의 주입 위치에 있을 때, 노즐 또는 커넥터는, 그 노즐과 그 캡슐 벽의 천공부와 절개부 사이에 구성된 밀봉 수단을 갖는다.

상기 노즐 또는 상기 커넥터의 베이스에서 밀봉 수단은, 노즐 또는 커넥터와 캡슐의 상기 벽 사이에 시일을 제공하여, 캡슐 내의 가압된 유체는 캡슐 내에서 주입기와 주입 오리피스 사이로 나올 수 없다. 예컨대, 밀봉 수단은 탄성 시일 요소일 수 있다. 이 요소는 고무 또는 부드러운 플라스틱 패드일 수 있다. 또한, 밀봉 수단은 캡슐 내에 자신을 집어넣고 있는 주입기 부분의 베이스 둘레의 강체 단차부일 수 있고, 이 부분은 캡슐의 표면상에 영향을 미치기에 효과적이다. 상기 단차부는 주입기의 지지 부재와 일체인 경질 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 이러한 형태에 있어서는, 상기 단차부에 대해 충분히 변형되는 캡슐의 상부 포일에 의해 유체 기밀성이 얻어진다. 따라서 밀봉 수단을 변형시키는 대신에, 밀봉 효과를 얻기 위해 캡슐의 표면을 변형할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 주입 장치는, 그 주입기를 지지하며 컵을 부분적으로 덮는 지지편을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 상기 지지편은 그 컵의 에지 상에 그 자체가 선회 가능하게 설치된다. 탄성 복귀 수단은 이 지지편을 유지하고 그 주입기를 캡슐의 유입 벽과 접촉하게끔 유지시킨다. 이러한 방 식으로, 주입기가 캡슐과의 접촉됨의 유지를 확실히 하기 때문에, 캡슐 홀더가 공급 유닛으로부터 제거되었을 때 시일이 더 양호하게 유지된다.

또한, 상기 주입기는 덕트를 차단하는 수단을 포함한다. 이 차단 수단은, 실링 요소와 조합되어, 유체 공급 유닛으로부터 캡슐 홀더가 분리되었을 때 캡슐 벽의 공기와의 밀봉을 유지하는 역할을 한다. 이것은 공기가 캡슐로 들어가는 것을 방지함으로써, 액체가 캡슐의 바닥으로 떨어지는 것을 방지한다. 또한, 원두커피에서와 같이 잔류 압력이 높은 경우에는, 캡슐 홀더가 유체 공급 유닛으로부터 분리되었을 때 주입기 바깥의 가압된 액체 복귀 작용을 방지한다.

차단 수단으로는 밸브를 예로 들 수 있다. 이러한 밸브는 주입기 내의 유체의 주입의 작용 아래에서 주입 방향으로 개방되며, 그 주입이 중단되는 즉시 닫히게 된다. 밸브의 닫힘은 탄성 요소에 의하여 및/또는 캡슐 내의 잔류 압력의 작용에 의하여 활성화될 수 된다. 이러한 밸브는 볼 또는 니들 밸브, 아이리스 밸브 또는 등가의 수단이 될 수 있다.

폐색의 다른 수단은, 예컨대, 모세관 흡인에 의해 액체의 정체를 유발하는 단면적이 작은 덕트 부분으로 할 수 있다. 덕트의 모세관 흡인 부분은 바람직하게는 1mm 미만의 직경으로, 더욱 바람직하게는 0.7mm 미만의 직경으로 한다. 또한 상기 모세관 흡인 부분은 바람직하게는 적어도 1mm 이고 3mm 미만의 길이를 갖는다. 길이가 너무 길면 압력 손실이 과다하게 되므로 캡슐 내의 압력을 불충분하게 만든다. 길이가 너무 짧으면 덕트 폐색의 소망하는 효과를 유발하기에 불충분하다.

주입기 덕트는 상기 후자를 유지하기가 용이하도록 직선형으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 되면 상기 주입기 덕트는 컵의 바닥을 향해 수직으로 향하게 된다. 덕트의 단면이 작으면, 강한 혼합 효과를 가진 가압된 제트 효과가 캡슐 내에 발생하여 가용성 성분의 용해를 촉진한다.

다른 가능한 실시형태에 있어서, 덕트는 연속된 직선 부분을 가지며, 이들 연속된 직선 부분들은 그들 사이에 0이 아닌 경사각을 이룬다. 이 경우, 덕트는, 컵의 수직축에 대해 0이 아닌 각도를 향하며 그 컵의 중심에 대해 옵셋된 부분에서 끝난다. 이러한 배향은, 캡슐 내에 포함된 가용성 재료의 더 양호한 용해를 위해 캡슐 내에 소용돌이(vortex) 효과를 부여한다.

다른 가능한 실시형태에 있어서, 주입 장치는 컵을 완전히 덮는 주입 벽 또는 커버를 포함한다. 이러한 구성은 몇 가지의 이유에서 유용하다. 유체의 주입이 캡슐 내에서 더욱 양호하게 분배될 수 있는 한편, 상기 벽 또는 커버는 캡슐의 시일링 에지에 대해 압력을 유지하고, 이것은 캡슐 내의 압력이 높은 수치에 도달할 때, 상기 캡슐의 시일링 에지가 박리되는 것을 방지하여 준다. 또한, 상기 벽은, 커버의 클램핑(clamping) 에지의 캡슐 에지에 대한 시일링 압력에 의해, 커버 바닥면과 캡슐 윗면 사이의 주입 유체에 시일을 제공할 수 있고, 이리하면, 캡슐의 에지는 두 개의 클램핑 에지 사이에 끼여 놓이게 된다. 이 경우에 있어서, 컵 둘레의 클램핑 에지 또는 커버의 클램핑 에지를 누르는 시일을 제공할 필요가 있다.

또한, 본 발명은 상기에 나타낸 바와 같은 장치를 포함하는 음료 분배기에 관한 것이다.

본 발명을 한정하지 아니하는 실시예와 첨부된 도면을 참조하면 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있으며 다른 특징 및 장점들이 분명해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 준비 장치 또는 모듈 (2) 을 포함하는 음료 분배기 또는 분배 기계 (1) 의 바람직한 실시예의 사시도이다. 상기 장치를 본 명세서의 나머지 부분에서 더 상세히 설명한다. 상기 장치는 기계의 프레임 (3) 과 연결되며, 상기 기계는 상기 프레임 내부에 투명한 주전자, 펌프 또는 물 가열기 (도시되지 않음) 와 같은 물 저장소 (30) 를 포함하며 압력 하에서 상기 장치에 물을 공급하도록 구성된 물 공급 시스템, 상기 펌프 및 물 가열기를 상기 장치 (2) 와 연결시키는 물 유입 덕트 (31) 를 포함한다. 상기 장치로의 물의 유입은, 예를 들어, 밸브 및 수동 조작 레버를 포함하는 작동 시스템 (32) 에 의해 제어된다. 전기기계적 (electromechanical) 밸브와 결합된 스톱 버튼과 같이 어떠한 다른 작동 시스템도 사용가능하다. 주 전기 공급 제어부 (38) 가 프레임의 상부에 제공되어서, 상기 기계를 켜고, 예를 들어, 필요한 경우 물을 예열하기 위하여 물 가열기를 예열시키는 데에 사용된다.

일반적으로 분배 기계는 용기를 수용하기에 적합한 분배 영역 (33) 을 갖는다. 이 영역은 수직 방향으로 상기 준비 장치 (2) 및 용기 지지대 (34) 사이에 위치하며, 상기 용기 지지대 (34) 는 예를 들어 적하물 트레이 (drip tray, 35) 및 배수 그리드 (drain grid, 36) 를 구비하며, 이들은 모두 세정을 위해 프레임으로부터 제거될 수 있다.

캡슐로부터 음료를 준비하기 위한 장치 또는 모듈을 도 2~도 11을 참조하여 설명한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 제조 장치 (2) 는 캡슐 홀더 (4) 와, 가압 유체 공급 유닛 (5) 을 포함한다. 본 발명의 중요한 실시형태에 따르면, 캡슐 홀더 (4) 는 뒤에서 상술하는 상보적인 결합 수단에 의해 상기 공급 유닛에 제거 가능하게 결합되도록 구성된다. 공급 유닛 (5) 은 기계의 프레임에 기계적으로, 그리고 유체 소통 가능하도록 부착된다. 보다 정확하게, 공급 유닛 (5) 은 연결 축선 (5a - 5d) 을 통해서 나사 또는 다른 수단과 같은 기계적 연결 수단에 의해 부착된다. 상기 공급 유닛은 덕트 (31) 를 통해서 펌프 및 물 가열기와 연결되며 공급 유닛 위에 위치된 유체 커넥터 (50) 에 연결되어 있다. 유체 커넥터 (50) 는 또한 배압 (back pressure) 밸브 (500) 를 포함할 수 있으며, 이 배압 밸브 (500) 는 상기 밸브의 상류가 최소 유압 이하일 때 상기 덕트가 폐쇄되어 있도록 유지시킨다.

도 3~도 5 를 참조하면, 캡슐 홀더 (4) 는 캡슐 (6) 을 수용하도록 구성된다. 이를 위하여, 캡슐 홀더는, 바람직하게는 캡슐의 일반적 형상에 맞는 내부 표면을 구비한 벽을 갖는 컵 (40) 을 구비한다. 캡슐 홀더와 캡슐의 형상의 맞춤을 도 5 에서 볼 수 있다. 따라서, 캡슐 몸체 (60) 는 상기 컵의 하우징 (41) 또는 내부 표면에 상보적인 외부 표면을 포함한다. 따라서 특정 음료를 전달하는 일정 형태의 캡슐은 그의 형상에 맞는 캡슐 홀더와 결합할 수 있다. 따라서, 컵의 크기 및/또는 형상을 수정함으로써, 어떠한 캡슐 홀더에서 사용하도 록 의도되지 않은 캡슐을 상기 캡슐 홀더 내에서 수용하지 않는 것이 용이하다. 이는 분배 제품의 표준 (standard), 특징, 및/또는 품질을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.

캡슐의 몸체 (60) 가 충분히 단단하다면, 컵 자체는 제거될 수 있으며, 이 경우, 캡슐은 단순히 캡슐 홀더의 상부 가장자리에서 지지될 수 있다. 예를 들어 지지 수단은 캡슐의 상부 가장자리를 지지할 수 있는 지지링일 수 있다.

캡슐 홀더의 컵은 바닥에 있는 유출 개구 (42) 에서 끝나며, 이 유출 개구 (42) 는 캡슐의 따르기 오리피스 (pouring orifice, 61) 가 확실히 나타나도록 형성된 가장자리 (420) 를 구비한다. 바람직하게는, 이러한 개구의 크기는 그 가장자리 (420) 가 캡슐을 통해 흐르는 음료에 의해 더렵혀지지 않도록 되어 있으며, 이는 세정을 줄여주며 두 음료 사이 교차 오염의 위험을 줄여준다. 나아가, 따르기 오리피스 (61) 는 상기 컵의 가장자리 (420) 를 실질적으로 넘어서 아래쪽으로 나와 액체가 이들 가장자리와 접촉하는 위험을 줄여준다. 이를 위하여, 상기 가장자리 (420) 는 또한 컵 (40) 의 나머지 벽보다 얇을 수도 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 컵은 캡슐 (6) 이 그 측면 가장자리 (62) 에서 지지되도록하는 지지 가장자리 (43) 를 거쳐 위로 뻗는다. 따라서, 캡슐은 가로 유체 유입벽 (63) 으로 캡슐 홀더 내의 안정적인 위치에서, 상부쪽으로는 방해받지 않으며 (덮이지 않으며) 지지된다. 상기 벽은, 예를 들어 가장자리에서 밀봉된 박막 또는 다른 수단에 의해 몸체와 연결된 반강성 (semi-rigid) 벽일 수 있다. 예컨대, 상기 몸체 (60) 의 벽은 전형적으로 PA, EVOH, PVDC, PP, PE 를 포함하는 군에서 선택된 플라스틱 재료로 단층 또는 다층 형태로 만들어진다. 상기 몸체 (60) 는, 예를 들어 상기 몸체 (60) 의 가장자리 상에서 열밀봉되는 뚜껑에 의해서 유체 유입벽 (63) 에 의해 밀봉된다. 전형적으로 뚜껑은 뒤에서 설명할 특히, 주입기와 같은 천공 수단 (perforation means) 에 의해 천공될 수 있는 재료로 만들어진다. 뚜껑 (63) 의 재료는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄/폴리머 복합재, 셀룰로오스/알루미늄/폴리머, 순수 단일층 또는 다층 폴리머를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

도시된 실시예에서, 캡슐 (6) 은, 캡슐이 캡슐에 주입된 유체에 의해 가압되면서 음료가 따르기 오리피스 (61) 를 통과하도록 구성된 자체 개방 수단을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 도 5 에서 볼 수 있듯이, 캡슐은 캡슐의 몸체 (60) 의 내부 가장자리 (650) 상에 밀봉된 얇은 막 (65) 을 그 바닥부에서 포함한다. 이 막 (65) 은 디스크 (66) 위에 위치하며, 이 디스크 (66) 는 상기 디스크의 표면에서 일정한 간격을 두며 상기 디스크의 둘레의 다수의 채널 (68) 을 한정하는 양각 (67) 상태의 부재를 다수 포함한다. 캡슐 (6) 의 보다 자세한 설명을 위하여, 본 출원인의 이름으로 2003년 1월 13일에 출원된 국제특허출원 WO 03/059778 의 내용 전체를 여기에서 참고하지만, 본원에 기재된 캡슐을 수용하는 본 장치를 제한하려는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 캡슐 홀더 (4) 와 가압상태에서 유체를 캡슐로 주입하기 위한 주입기 (70) 가 서로 연결되어 있다. 이 주입기는 캡슐 홀더의 일부분으로 형성되거나, 캡슐 홀더에 분리 가능하도록 결합 될 수 있다. 도 3 에 도시된 바람직한 실시예에서, 주입기는 주입 시스템 (7) 의 일부분을 형성하는 요소 (70) 이며, 주입 시스템은 컵 (40) 의 둘레 가장자리의 일측에 회전가능하게 장착된 주입기 (70) 의 지지 부재 (71) 를 포함한다. 이 부재 (71) 는 컵의 측면에 연결된 관절 (72) 의 축선을 따라 회전가능하게 장착된다. 지지 부재 (71) 가 장착된 측면에 캡슐 홀더를 잡는 것과 분리된 주입 시스템의 취급을 용이하게 하는 핸들 (73) 이 장착되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 지지 부재 (71) 는 주입기 (70) 가 컵의 개구로부터 분리되어 (도 3) 캡슐을 컵에 삽입할 수 있도록 하는 분리 위치로 움직일 수 있다. 그리고, 상기 지지 부재는 주입기가 캡슐의 유입벽을 관통하여 결합하는 위치로 회전된다 (도 4).

주입 시스템 (7) 은 하나 이상의 스프링 (도시되지 않음) 과 같은 탄성 수단과, 지지 부재 (71) 및 그에 고정 부착된 주입기를 상기 탄성 수단의 힘에 대항하여 캡슐의 삽입을 가능케 하는 분리 위치로 이동시키는 작동 수단 (74) 을 갖는다. 작동 수단 (74) 은 엄지손가락 (thumb) 으로 조작되며 핸들 (73) 의 전방부의 홈 (75) 에 결합하는 폴 (pawl) 일 수 있다. 따라서 이 폴이 밑으로 눌리지 않았을 때, 상기 주입 시스템은 사용자가 찔릴 위험 없이 결합 위치에 있는다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 캡슐 홀더는 캡슐 홀더가 공급 유닛에 삽입되는 방향으로 바깥쪽으로 뻗는 직선 리브 형상의 측면 가이드 가장자리 (44, 45) 를 갖는다. 이들 가장자리는, 삽입 유닛 내에 캡슐 홀더가 잘 자리 잡도록 컵 (40) 의 개구를 따라 뻗는다. 캡슐 홀더의 전면부에, 공급 유닛의 상보적인 형상 (complementary shape) 과 결합하도록 된 형상 확인 요소 또는 키 (key, 46) 가 제 공될 수 있다.

도 3, 5 및 6 을 참조하여 주입기의 일례를 설명한다. 주입기는 유입부 또는 커넥터 (77) 의 전면에 형성된 유입 오리피스 (76) 를 포함한다. 상기 유입 오리피스는 비교적 작으며, 바람직하게는 직경이 3 ㎜ 보다 작다. 작은 오리피스는 보다 정밀하고 신뢰성 있으며 안전한 유체 연결을 보장하며, 캡슐 홀더가 제거될 때 잔류하는 고온의 물을 줄이는데 기여한다. 유입부 또는 커넥터 (77) 는 지지 부재 (71) 의 상부에서 양각으로 뻗으며, 바람직하게는 원추대 (frustoconical) 형상이다. 반대측에서, 주입기 (70) 에는 천공부 (78) 가 있으며, 이 천공부 (78) 의 단부에는 유입벽 (63) 을 관통하여 캡슐의 내부로 상기 천공부 (78) 가 삽입되도록 하는 블레이드 또는 절개면 (780) 이 형성되어 있다. 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 천공부는 유체를 캡슐 내부에서 하나 이상의 적절한 방향으로 분배하기에 적합하도록 배향된 하나 이상의 유체 유출 오리피스 (79) 를 포함한다. 유입 오리피스 (76) 및 유출 오리피스 (79) 는 축선 방향으로 주입기 내에 형성된 내부 덕트 (750) 에 의해 연결된다.

주입기의 내부 덕트는 유압이 중단되었을 때 상기 내부 덕트 내에 유체를 보유하도록 하는 모세관 효과가 유발될 수 있는 크기로 될 수 있다. 그 장점은 추출 (extraction) 이후 공급 유닛으로부터 캡슐 홀더를 분리할 때 캡슐이 액체를 떨어뜨리는 것을 방지할 수 있다는 것이다. 따라서, 유체는 모세관 흡인에 의해 덕트 내에 보유되며, 이는 주입기 및 캡슐 표면 사이에 형성된 밀봉과 함께 공기가 캡슐에 들어가는 것을 방지하고 따라서 여전히 캡슐 내에 보유되어 있는 유체 가 캡슐의 따르기 오리피스 (61) 를 통해 따라지는 것을 방지한다. 바람직하게는 덕트의 직경은 0.7 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.4 ~ 0.6 ㎜이며, 길이는 적어도 1 ㎜, 바람직하게는 2 ㎜ 이상이다.

가용성 제품의 경우에는, 주입 지점 및 주입 방향이 캡슐 또는 컵 (40) 의 중심으로부터 떨어져 배치되는 것이 바람직하며, 유체 유출 구멍의 축선은 캡슐 또는 컵 (40) 의 중심으로부터 떨어져서 지나는 방향으로 배향되는 것이 바람직하다. 여기에는 몇 가지 장점이 있다. 그 장점들 중 하나는 캡슐 홀더와 유체 공급 수단 사이의 연결 구성이 캡슐 홀더의 주입부의 파손 또는 변형의 우려 없이 비교적 보다 강하게 (캡슐 홀더의 중심 배치에 비해서) 적용될 수 있다는 것이다. 다른 장점은 캡슐 내부에서 가용성 성분의 용해를 촉진하는 소용돌이 효과 (vortex effect) 를 얻을 수 있다는 것이다. 주입 오리피스는 달리 배향될 수 있다. 예를 들어, 주입 오리피스 (79) 는 직선형 덕트 (750) 와 동일한 축선을 가질 수 있다. 이렇게 덕트 (750) 를 연장해서 상기 오리피스 (79) 를 만들면, 블로킹 (blocking) 또는 스케일링 (scaling) 의 경우, 간단한 바늘 또는 다른 수단으로 덕트를 세정하는 것이 용이하다는 이점이 있다.

또한 주입기는 밀봉부 (781) 을 포함하며 이 밀봉부는 그에 인접한 천공부 (78) 보다 큰 단면을 갖는 영역을 형성한다. 상기 밀봉부는, 캡슐의 유입벽 (63) 에 형성된 구멍 둘레에서 외부 시일의 역할을 하도록, 천공 재료보다 연질의 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 이는 엘라스토머 (elastomer) 또는 실리콘 링일 수 있다. 이러한 장치의 장점은 시일이, 상기 시일을 제공하도록 캡슐 의 벽을 충분히 가압하는 상기 부분 (781) 에 의해 구멍 주위 작은 둘레에 형성되는 것이며, 이는 캡슐에서 유체 공급의 일반적 설계를 대단히 간단하게 한다. 따라서, 상기 캡슐의 구멍 둘레에 형성된 밀봉은 캡슐 홀더가 유체 공급 유닛으로부터 분리될 때 유지되며, 이는 주입기에 제공된 적절한 수단과 함께 주입기 내에서 유체를 보유하며 따라서 공기의 유입을 방지하는 효과 및 캡슐이 여전히 다량의 유체를 보유할 때 캡슐이 유체를 떨어뜨리는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 적절한 수단은 주입기 내부의 모세관 덕트이거나 슬롯 밸브 (slot valve), 볼 밸브 (ball valve), 또는 니들 밸브 (needle valve) 와 같이 덕트의 유입구를 폐쇄하는 다른 안티-리턴 밸브 (anti-return valve) 일 수 있다.

이제 도 7~도 10 을 참조하여 공급 유닛의 구조를 설명한다. 공급 유닛은 유닛 내의, 공급 유닛의 유체 공급 수단을 기준으로 주입기가 그 내부에 위치하도록 하는 위치에서 캡슐 홀더 (4) 를 수용하기 위한 주 가이드와 수용 베이스 (51) 를 포함한다. 따라서 공급 유닛은 실질적으로 유체 공급 수단을 지지하는 공급 베이스 (52) 라 불리는 제2 부분을 갖는다. 가이드 베이스 (51) 및 공급 베이스 (52) 는, 공급 베이스 및 가이드 베이스가 둘 이상의 상대적 위치, 즉, 유체 공급 수단이 캡슐 홀더의 위에서 떨어져 있는 (특히, 주입기 위에서) 주입기 (70) 및 유체 공급 수단 사이의 분리 위치 및 주입기 (70) 및 유체 공급 수단 사이의 결합 위치에 있을 수 있도록 서로 관절식으로 장착된다.

가이드 베이스 (51) 는, 보다 정밀하게, 횡방향 U-자형이며, 측면은 캡슐 홀더의 가이드 가장자리 (44, 45) 와 상보적인 길이방향 가이드 리브 (530, 531) 를 갖는 가이드 부재 (53) 로 형성된다. 가이드 부재 (53) 는 삽입 위치에 있는 캡슐 홀더에 대한 접촉부로서 기능하는 후면부 가로벽 (532) 에서 끝난다. 키 (46) 를 수용하기 위한 볼트 형상의 하우징 (533) 은 기준 위치의 캡슐 홀더의 정확한 결합을 보장한다.

가이드 베이스 및 공급 베이스는, 관절축 (5a-5c) 을 통해 프레임 상에 뒤쪽에서 고정 장착되는 두 개의 날개부 (80, 81) 를 포함하는 래칭 시스템 (latching system, 즉, 토글 조인트 시스템 (toggle joint system)) 에 의해, 다른 한편으로는, 상기 베이스 뒤에 위치하는 관절축 (86) 에 의하여 관절결합된다. 따라서 가이드 베이스 (51) 는 상기 가이드 베이스가 프레임에 고정된 날개에 대하여 피봇할 수 있도록 하는 두 측면 관절축 (800) 에 의하여 측면 날개부 (80, 81) 상에 장착된다. 유체 공급 베이스는 또한, 상기 래칭 시스템의 날개부 (80, 81) 에 형성된 아치 모양의 장원형 (oblong) 가이드 개구 (83) 내에서 안내되는 두 개의 관절 (82) 에 의해서 상기 날개부의 각 측면에 연결된다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 캡슐 홀더가 수동으로 아래 방향 (방향 (O)) 으로 이동될 때, 가이드 베이스 (51) 는 축 (800) 주위에서 날개부 (80, 81) 에 대하여 피봇하며, 축 (82) 이 개구 (83) 내에서 방향 (F) 으로 가이드 되기 때문에 공급 베이스 (52) 를 화살표 (A) 로 표시된 방향으로 이동시키며 이때 상기 공급 베이스 (52) 는 가이드 베이스 (51) 상에서 폐쇄하도록, 상기 가이드 개구 (83) 가 형성된다. 도 7 에서 볼 수 있듯이 캡술 홀더는, 공급 베이스 (52) 의 상보적 채널과 결합하도록 구성된 지지 가장자리 (43) 상에서 돌출한 두 개의 아치 형상 부분의 형태인 안내 수단 (referencing means) 을 갖는다. 따라서, 공급 베이스가 폐쇄되고 유체 연결이 적절하게 수행되기 위하여, 캡슐 홀더는 반드시 지지 베이스의 측면 가장자리를 따라 기준 위치까지 삽입되어야 한다. 충분히 결합되지 않은 경우, 공급 베이스는 폐쇄될 수 없다. 물론, 안내 기능을 얻을 수 있다면, 상기 안내 수단은 캡슐 홀더 및/또는 유체 공급 유닛 상에서 많은 다른 등가의 형태를 가질 수 있다.

재개방 레버 (87) 는 (선택적으로) 또한 공급 유닛의 재개방을 용이하게 하기 위해 제공될 수 있다. 상기 레버 (87) 는 두 측면 다리 (870, 871) 를 갖는 역 U-자형의 요크 (yoke) 형태일 수 있다. 상기 다리 (870, 871) 는 날개부 (80, 81) 의 상부에서 축 (88) 에 피봇식으로 장착되며, 개구 (83) 내에서 관절 (82) 을 따라 가이드된다. 따라서 도 9 에서 볼 수 있듯이, 레버가 수동으로 화살표 (B) 방향, 특히 하방으로 움직여지면, 요크의 다리는 축 (88) 둘레로 피봇하며, 관절 (82) 을 방향 (C), 뒤쪽으로 이동시키며, 이는 공급 베이스 (52) 를 위쪽 (방향 (D)) 으로 이동시켜서 재개방시키는 효과를 가진다. 상기 관절이 개방 상태에서 맞닿을 때, 위쪽 (방향 (D1)) 으로 이동하여 캡슐 홀더의 삽입 위치 또는 개방으로 돌아오는 것은 가이드 베이스 (51) 이다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 캡슐 홀더 (4) 에 대한 공급 유닛 (5) 의 폐쇄 위치에서, 유체 연결이 형성된다. 가동 공급 베이스의 유체 공급 수단은 내부 덕트 (54) 를 구비한 유체 커넥터 (50) 를 포함하며, 상기 덕트 (54) 는 유체를 주입기의 유입 오리피스 (76) 와 소통하여 위치하는 출구 (55) 로 운반한다. 연 결이 높은 압력을 견디도록 하기 위하여, 공급 유닛의 커넥터는, 주입기의 유입 구멍부 (77) 와 자유로운 콘-온-콘 (cone-on-cone) 결합을 형성하는 원뿔형부 (56) 에서 끝나는 것이 바람직하다. O-링과 같은 시일 (57) 이 상기 연결의 양호한 시일을 보장하기 위해 부가될 수 있다.

변형예에서, 상기 유입부는 또한, 튜브의 부분 또는 유체 공급 수단의 잘린 부분과 같이 돌출한 부분이 결합할 수 있는 전도된 잘린 부분일 수 있다. 상기 잘린 부분은 캡슐 홀더를 제거할 때 뜨거운 물의 잔류량을 줄일 수 있도록 부피가 작아야 한다.

도 11~도 13 은 본 발명에 따른 캡슐 홀더 (4b) 의 다른 형태를 나타낸다. 이 캡슐 홀더 (4b) 는 위에서 설명한 캡슐 홀더 (4) 의 체결 수단과 동일하게 유지되는 보조 체결 수단 (44, 45, 46) 에 의해 공급 유닛 (5) 으로 삽입되도록 설계된다. 따라서, 상기 캡슐 홀더 (4, 4b) 는 서로 교환 가능하며, 공급 유닛 (5) 으로부터 제거가능하다.

그러나 상기 캡슐 홀더 (4, 4b) 는 다음과 같은 점에서 서로 다르다. 이 특징은

ⅰ) 캡슐을 수용하는 하우징의 형상 및/또는 크기 및/또는

ⅱ) 주입기가 유체를 캡슐 내로 전달하도록 형성되는 것에 의한 주입 방법.

도시된 실시예에서, 캡슐 홀더 (4b) 는 용량에 의해 그리고 보다 구체적으로는 작은 저장 용량이 필요한 원료를 보유하는 캡슐 및 이 원료층의 단면에 분포된 습기를 수용하는 주입 방법에 의해 형성된다. 따라서, 상기 원료는 예를 들어 커피 또는 차의 찌꺼기일 수 있다.

따라서, 캡슐 홀더 (4b) 는 내부 표면을 한정하는 컵 (40b) 또는 상기 내부 표면 또는 위에서 설명한 캡슐 홀더 (4) 의 하우징 (41) 의 용량보다 작은 용량을 갖는 하우징 (41b) 을 포함한다. 특히, 상단부 (43) 로부터 내부 베어링 단부 (69b) 를 분리하는 깊이 (Hb) 는 캡슐 (4) 의 그 깊이 (H) 보다 짧다. 결과적으로, 캡슐 홀더는 내부 용량이 작은 캡슐을 수용하며, 이 홀더는 예를 들어, 찌꺼기 커피층으로부터 에스프레소 또는 여과 커피를 추출하는데 더 적절하다.

또한, 도 5 의 캡슐 홀더 (4) 는 깊이가 H 인 하우징 (41) 은 더 커서, 저장 용량이 더 큰 캡슐을 수용할 수 있으며, 이는 우유 분말과 같은 많은 양의 원료를 저장하거나 및/또는 예를 들어, 110 ~ 500ml 의 액체와 같은 대용량의 음료를 전달하는데 더 적절하다.

캡슐 홀더 (4, 4b) 의 다른 차이점은 주입 방법에 있다. 캡슐 홀더 (4b) 는 서로 다른 주입 형상의 주입기 (70b) 를 가짐에도 불구하고, 상기 캡슐 (4) 의 주입 시스템 (7) 과 같이 캡슐로 삽입하는 동일한 원리로 작동되는 주입 시스템 (7b) 을 포함한다. 도 13 에 자세하게 도시된 바와 같이, 상기 주입기 (70b) 는 그 형상과 방향이 다른 유출 오리피스 (79b) 를 갖는다. 따라서, 유출 오리피스의 형상 및 배향은 보다 분산되는 방식으로 즉, 보다 넓은 단면에 걸쳐서 유체를 분배하도록 형성되고, 이는 원료의 젖음성을 개선하고, 소망하지 않는 우선 통로의 형성을 감소시킨다. 오리피스의 형상은 부분적으로 슬롯 형상이고, 주입기의 실린더부와 횡으로 교차하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방향은 캡슐에 서보다 횡으로 배향된다. 따라서, 상기 형상 및 배향으로 인해, 제트 효과 (jet effect) 가 감소되며, 상기 유체는 물질층의 전체 단면적을 골고루 적시기 위하여 원료층을 통과한다.

따라서, 캡슐 홀더는 캡슐에 포함되어 있는 성분 및/또는 전달될 조제품에 적절한 특징을 갖음을 알 수 있다. 따라서, 상기 장치는 더 큰 가요성을 갖고 예를 들어, 에스프레소 커피, 여과 커피, 인스턴트 커피와 같은 음료, 카푸치노, 라떼 또는 다른 차와 같은 유제 특제품, 초콜렛 음료 또는 커피, 차, 우유, 코코아, 과일 쥬스류 대용량 청량 음료 또는 예를 들어, 유아, 운동하는 사람, 환자, 노약자용 유동식 제품과 같은 영양 성분을 함유하는 다른 특제품과 같은 넓은 범위의 음료 또는 조제품의 적용 및 전달을 용이하게 하는 특징이 있다.

도 14 는 전술한 방법과는 다른 주입 시스템 (7c) 을 포함하는 캡슐 홀더 (4c) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 이 경우, 주입 시스템 (7c) 은 벽 형상의 주입기 (70c) 또는 유체 다기관 또는 수집 챔버 (710) 가 제공된 커버 (71c) 를 포함한다. 이 다기관 (710) 은 캡슐 홀더 하우징 (41) 으로 개방되어 있는 다수의 주입 오리피스 (79c) 로 유체를 분배한다. 상기 캡슐 홀더는 여과 종이와 같은 유체 투과가능한 상부면, 직조된 또는 직조되지 않은 직물벽 또는 그릴을 포함하는 캡슐 또는 단순히 측으로 개방된 캡슐을 수용할 수 있다. 전술한 실시형태의 주입기와 같이, 유체는 유입부 (77c), 다기관으로 개방된 내부 덕트 (750c) 를 통해 분배된다. 상기 주입기 (70c) 는 주입기의 단부 (710c) 및 캡슐 홀더의 단부 (43) 사이의 경계면에 배치된 시일 (740) 에 의해 캡슐로부터 시일드 되어 있다. 상기 시일 (740) 은 주입기 및/또는 캡슐 홀더 및/또는 캡슐의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 캡슐 홀더는 예를 들어, 여과벽이 제공된 캡슐을 수용할 수 있다. 캡슐은 전부가 가요성을 가질 수 있으며, 캡슐 홀더에 고정하기 위한 주위 단부가 있는 여과벽이 제공될 수 있다.

캡슐 홀더 (4d)의 다른 실시형태가 도 15 에 도시되어 있다. 이 경우, 상기 주입 시스템 (7d) 은 캡슐 홀더의 내부로 신장하는 플레이트 또는 커버 (71d) 에 형성된 중앙 니들 형상의 주입기 (70d) 를 포함할 수 있다. 상기 니들은 니들 주위에 형성된 주입 오리피스 (79d) 를 통해 유체를 분배한다. 전술한 실시형태와 같이, 유체는 유입부 (77d), 다기관 (710d) 으로 개방된 내부 덕트 (750d) 를 통해 들어간다. 주입 시스템의 다른 요소들은 다른 실시형태와 동일하게 유지된다. 이러한 배열은 유체가 방사상으로 그리고 하우징에서 소정의 깊이로 분배되도록 한다. 캡슐이 천공될 벽 또는 이미 형성된 개구가 제공된 벽을 갖는지에 따라, 니들은 천공되거나 천공되지 않을 수 있다.

캡슐 홀더의 다른 변형예가 도 16 에 도시되어 있다. 캡슐 홀더 (4e) 는 주입 시스템 (7e) 의 소정의 변형으로 인해 도 3~6 의 캡슐 홀더 (4) 와는 다르다. 상기 시스템은 복귀 방지 밸브 장치를 포함하는 주입기 (70e) 를 포함할 수 있다. 주입 덕트 (763) 를 지지하는 제1 상부 피스 (761) 및 제2 하부 피스 (762) 의 조립에 의해 챔버 (760) 가 주입기에 제공된다. 챔버는 상기 두 피스 사이의 조립부 (예를 들어, 스크루 나사) 의 접합부 (765) 를 커버하는 O-링 (764) 에 의해 시일 된다. 상기 챔버는 나선형 스프링 (미도시) 과 같은 탄성 요소에 의해 가 압되는 니들 (766) 에 의해 폐쇄된다.

가압된 유체가 챔버로 들어갈 때, 니들 (766) 은 뒤로 밀어지며, 이는 스프링을 압축하고 챔버의 입구 (767) 를 개방하여 유체가 덕트 (763) 를 통과하여 캡슐 (6) 안으로 삽입되도록 한다.

도 17 은 유체 공급 유닛 (5) 과 소통하는 주입기 (70e) 의 연결부를 도시한다. 유체 공급 유닛의 커넥터는 주입기 연결부의 외부 원뿔형면에 대한 작은 압력에도 접혀지는 변형가능한 재료로 만들어진 관상 요소 (500) 를 포함한다. 관상 요소는 유체 공급 유닛의 공급 덕트의 단부에 형성된 리세스 내로 삽입된다. 관상 요소 (500) 는 유체 공급 유닛의 덕트 (54) 의 유체 유출구 (55) 의 경계를 정한다. 관상 요소는 주입기 연결부 (77) 의 원뿔형 또는 돌출된 표면을 가압하여 베어링 및 연결면 그리고 시일의 역할을 한다. 관상 요소는 예를 들어 단부가 직선이거나 (원뿔형이 아님) 또는 원뿔형 엘라스토머 또는 실리콘 관일 수 있으며, 주입기의 연결면을 압축한다.

주입기의 지지편 (71) 이 측면 경사에 소정의 틈새가 생기게 하는 소정 크기의 수직 운동을 제공하도록, 지지피스가 개구에 장착된 관절 샤프트 (72) 에 회전가능하게 장착되어, 주입기의 시일 영역은 캡슐의 입구벽에 대해 보다 정확하게 배치된다. 이를 위해, 수직으로 배향되고 그 안에서 지지편을 캡슐 홀더 몸체에 유지시키는 크로스 샤프트 (72) 가 기울어질 수 있는 직사각형 개구 (710) 를 지지 편이 관통한다. 이렇게 함으로써, 캡슐 내로의 주입의 보다 나은 시일이 제공된다. 상기 캡슐 홀더 (4e) 는 쥐는 것을 용이하게 하는 인간 친화적인 접시 형상의 핸들을 포함한다. 또한, 유출 오리피스 (42) 의 단부 (420) 는 부어지는 액체와의 접촉을 방지하고 또한 액체와의 접촉이 있을 경우 액체의 방출을 촉진시키기 위해 캡슐의 유출 오리피스 (61) 의 단부 (610) 로부터 나오는 사각형의 절단부를 갖는다.

도 18 ~ 23 은 본 발명에 따른 캡슐 홀더 및 주입기의 다른 가능한 실시형태를 나타낸다. 도 18 의 캡슐 홀더 (4) 는 전술한 실시형태와 동일한 요소를 가지며, 따라서, 도면부호는 식별을 용이하게 하기 위해 전술한 실시형태의 도면부호와 동일하다. 주입 시스템은 캡슐로 유체를 주입하는 위치 (도 19) 로부터 철회 위치 (도 20) 까지 주입기 (70) 를 이동시키는데 사용되는 폴 (pawl) 형상의 작동 수단 (74) 을 포함한다. 이 작동 수단 (74) 은 지지편 또는 도 21 ~ 23 의 주입기 (70) 가 장착되는 플레이트 (71) 를 이동시킨다. 상기 운동은 컵 (40) 의 후방에 위치한 회전 샤프트 (72) 를 따라 핸들 (73) 의 전방을 향한다. 리프 스프링과 같은 탄성 수단 (740) 은 탄성 수단에 작용하는 힘이 없는 경우, 주입 위치로 복귀시키거나 주입기를 컵에 삽입하기 위하여 작동 수단 (74) 의 작동에 탄성 저항을 부여한다. 이는 캡슐 홀더가 그 안에 캡슐이 없을 경우 찔리는 위험이 줄도록 주입기 포인트가 컵을 향하게 된다는 장점이 있다. 따라서, 탄성 수단은 작동 수단에 연결된 리프이고, 핸들의 리세스 (75) 에 대해 가압한다. 탄성 수단이 발동하는 경우, 상기 리프는 구부러지고 그 곡률 반경이 도 20 에 도시된 바와 같이 감소하며, 폴에 대한 사용자의 힘이 해제되었을 때 작동 수단에의 복귀력을 증가시킨다. 또한, 강성의 단차부 (752) 가 주입기의 베이스에 제공되 어, 캡슐의 상부 호일의 변형에 의해 시일드된다. 상기 단차부는 플라스틱 사출(plastic injection) 등에 의해 지지부 (71) 에 일체형으로 형성될 수도 있다.

도 21 ~ 23 은 주입기의 가능한 실시형태를 나타낸다. 이 경우에, 주입기는 유입 오리피스 (76) 로부터 유출 오리피스 (79) 까지 신장하는 직선축 (750) 이 뚫려있는 내부 덕트를 갖는 노즐 (751) 을 갖는다. 다시 말하면, 유체의 압력하의 유출 오리피스 (79) 는 컵의 바닥 (40) 을 향하여 실질적으로 수직으로 배치된다. 따라서, 덕트의 보수가 용이하다. 덕트에 완곡부나 경사에 변형이 있을 때보다 고체 입자 (껍질 잔유물, 커피 그레인 등) 에 의해 덕트가 막혔을 때가 덕트를 제거하는 것이 더 용이하다.

주입기 노즐은 사각 형상의 절단면 (780) 으로 끝난다. 노즐 (751) 의 베이스에는 실링 수단이 단면 확장부과 같이 엘라스토머 또는 실리콘과 같은 탄성 재료로된 환상부 (752, 도 19) 의 형상으로 제공된다. 상기 환상부는 가요성을 갖고, 캡슐이 내부 압력의 효과에 의해 부풀어오를 때, 캡슐 벽에 적용되는 것을 용이하게 하기 위하여 뒤집힌 U 자형 또는 약간 오목한 형상일 수 있다. 주입기가 캡슐의 상부벽에 대해 가압될 때, 노즐은 벽을 통해 삽입되고, 상기 환상부 (752) 는 천공 또는 절단 구멍에 삽입시키기 위해 벽에 대해 가압되어 노즐의 표면 사이가 시일 된다. 주입 시스템의 탄성 수단 (740) 은 캡슐 벽에 대해 환상부 (752) 의 양호한 적용에 필요한 힘을 제공한다.

내부 덕트는 작은 단면적 또는 직경을 갖는, 모세관 흡인에 의해 주입기에 유체를 보유하는 기능을 하는 1 이상의 부분 (781) 을 갖는다. 내부 덕트는 더 큰 직경부 (782) 에 의해 입구 오리피스 방향으로 신장된다. 상기 소단면 내부 덕트는 유출 오리피스 (79) 에서 끝나고, 주입시에 캡슐로 유체를 강력하게 분사하는 효과를 갖는다. 이 분사는 캡슐 내에서 강력한 혼합 효과가 있으며, 용해성 물질이 신속하고 완전하게 분해되도록 한다. 모세관 흡인 부분의 내경의 크기는 1mm 미만, 바람직하게는 0.7mm 이하, 더 바람직하게는 0.4 ~ 0.6mm 이다. 더 큰 직경부 (782) 의 하류는 주입기, 특히 감소된 부분에 의한 압력 손실이 그리 크지 않도록 하는데 사용된다. 주입기의 총 압력 손실은 약 2 ~ 5 bar 이고, 펌프는 이 압력 손실을 극복하기 위해 충분히 강력하여야 하며, 약 2 ~ 4 bar의 상승압으로 유체를 전달해야 한다.

모세관 덕트에 의한 공기 시일 기능은 주입기로의 공기의 유입, 그 후 캡슐로의 공기의 유입에 의한 캡슐 하부를 통하여 방출되는 액체의 떨어짐 또는 유출을 방지하는데 중요하다. 이 현상을 방지하기 위하여, 상기 부분 (781) 은 캡슐 홀더가 기계의 나머지 부분으로부터 제거될 때, 모세관 흡인에 의해 액체로 가득차게 유지되도록 설계된다, 위에서 설명한 바와 같이, 이 모세관 덕트는 복귀 방지 밸브 또는 어떤 등가의 수단에 의해 대체될 수 있다.

도 24 및 25 는 주입기 노즐이 오리피스 (79f) 에서 끝나는 단순한 커넥터 (752) 에 의해 대체되어 있다. 상기 주입기는 캡슐에서 오리피스 (630) 와 대향하는 벽 (63) 에 접하도록 조정된다. 이 경우, 상기 오리피스는 미리 존재하며, 주입기에 의해 관통되지 않는다. 커넥터는 실린더형 요소 또는 다른 형상일 수 있다. 커넥터는 부분적으로 또는 전체적으로 시일의 역할을 하는 엘라스 토머로 형성될 수 있다. 도 25 에서 도시된 바와 같이, 캡슐의 벽 (63) 은 주입기 장치에 의해 가해지는 기계적 압력에 의해 실질적으로 변형되며, 이는 보다 나은 시일을 제공한다. 대체적인 실시형태 (미도시) 에서, 커버는 보다 더 단단하며, 따라서 적게 변형되거나 전혀 변형되지 않으며, 틈새를 보상하고 시일 되도록 벽에 대해 가압하는 것은 커넥터이다. 다른 가능한 실시형태에 있어서, 벽 (63) 과 커넥터 (752) 양자는 모두 변형가능하다.

도 26 은 캡슐 홀더 (4g) 및 유체 공급 유닛 (5) 사이의 연결부의 다른 변형예를 나타낸다. 이 연결부는 공급 수단의 유체 출구 (770) 의 경계를 정하는 관상부 (510) 를 중앙 유체 입구 오리피스 (76) 의 경계를 정하는 주입기 시스템 (7g) 의 리세스부 (770) 에 밀어넣음으로써 가해지는 단순 압력을 유지함으로써 실행된다. 캡슐 홀더와 유체 공급 수단 사이에서 리세스부의 표면을 수축시키는 튜브의 표면에 의해 필요한 유체 기밀성이 얻어진다. 리세스부 및 튜브는 더 넓은 표면적의 기밀한 접촉을 위해 도시된 바와 같이 보완적인 잘린 원뿔형일 수 있다. 리세스부는 플라스틱 주입 등에 의해 주입기의 지지편 (71g) 에 형성될 수 있으며, 주입기 (70g) 자체가 신장되어 형성될 수 있다. 환상부 (510) 는 리세스부의 표면을 보다 잘 결합하기 위해 변형가능한 탄성 재료로 만들어질 수 있다. 잘린 원뿔형의 상기 부분의 단부 (511) 는 상기 부분 (770) 에 대한 접촉면의 편향을 증가시킨다. 리세스부 (770) 는 폭이 2cm 보다 작고 깊이가 0.5cm 보다 작아 용량이 작아서, 캡슐 홀더가 유체 공급 수단으로부터 단절될 때, 내부에 물이 거의 남아있지 않게 된다. 환상부 (510) 는 유체 공급 유닛 (5) 의 상류 부분에 삽입되거나 또는 그 위에 성형되는 제거가능하거나 내구적인 부품일 수 있다. 환상부는 탄성의 내열성 고무 엘라스토머 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있으며, 공급 유닛의 다른 부분은 금속 또는 경질 플라스틱일 수 있다. 주입기 (70g) 는 유체 입구 (55) 에 대해 상대적으로 감소된 영역의 최종 모세관부를 갖는 내부 도관을 형성한다.

본 발명은 지금까지 설명한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 캡슐 또는 제조될 음료의 유형에 따라 캡슐 홀더 등가물의 다른 실시형태를 고안해낼 수 있다.

본 발명에 따른 음료 준비 장치는 주입 형태(예컨대, 고압 제트의 형성력) 를 용이하게 변경할 수 있고, 시일 결합의 정밀도가 향상되며, 마모가 적고 누설 우려가 경감되며 그 취급이 용이하다.

Claims (40)

1. 캡슐 내에 보유된 음식물 (food substance) 로부터 음료 (drink) 를 준비하기 위한 장치로서,

   - 유체 공급 수단을 포함하는 유체 공급 유닛과;

   - 캡슐을 수용하도록 구성되고, 유체 공급 유닛으로부터 제거가능한 캡슐 홀더와;

   - 유체 공급 유닛과 캡슐 홀더의 상보적 결합 수단 (complementary engaging means) 을 포함하는 상기 음료 준비 장치에 있어서,

   상보적 결합 수단은 캡슐 홀더가 제1 삽입 방향을 따라 유체 공급 유닛 내에 삽입될 수 있도록 구성되고, 캡슐 홀더는 유체 공급 수단이 캡슐 홀더로부터 비교적 멀리 떨어져 있게 되는 기준 위치에 상기 제1 삽입 방향으로 미리 위치되며,

   유체 공급 유닛은, 유체를 캡슐 내에 분배할 수 있는 유체 분배 위치에 유체 공급 수단이 위치하도록 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 비교적 더 가깝게 이동시키는 접근 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 유체 공급 유닛의 접근 수단은 기준 위치에서 캡슐 홀더의 직선 삽입 방향과는 다른 방향으로 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 더 가깝게 이동시키는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 유체 공급 유닛의 접근 수단은, 캡슐 홀더에 가해지는 힘의 영향으로 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 비교적 더 가깝게 이동시켜 유체 분배 위치에 있게 하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 유체 공급 유닛의 접근 수단은, 아래쪽으로 향하는 힘의 영향으로 유체 공급 수단을 캡슐 홀더에 비교적 더 가깝게 이동시켜 유체 분배 위치에 있게 하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 캡슐 홀더와 유체 공급 유닛의 상보적 결합 수단은, 캡슐 홀더를 슬라이딩시켜 유체 공급 유닛에 삽입할 수 있는 한 조의 상보적인 안내 가장자리 및 안내 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 유체 공급 유닛은,

   캡슐 홀더가 안내 가장자리를 따라 슬라이딩하여 삽입되는 가이드 베이스와,

   유체 공급 수단을 지지하며 유체 출구를 포함하는 유체 공급 베이스를 포함하며,

   상기 유체 공급 베이스는 가이드 베이스에 관절식으로 연결되고, 멀리 떨어진 위치로부터 캡슐 내 유체 공급 수단의 유체 분배 위치까지 가이드 베이스에 대해 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 유체 공급 베이스가 토글 조인트 시스템 (toggle joint system) 에 의해 가이드 베이스에 관절식으로 연결됨으로써, 삽입 방향과는 다른 바람직한 방향으로 캡슐 홀더에 가해지는 압력에 의해 유체 공급 베이스가 가이드 베이스에 접근하여 유체 분배 위치에 있게 되는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 토글 조인트 시스템은 가이드 베이스의 두 개의 측부 관절축에 장착되는 두 개의 날개부를 포함하고, 이들 날개부는 날개부에 만들어진 아치 모양의 두 타원형 안내 개구를 통하여 공급 베이스에 있는 두 관절부에 또한 장착되며, 이로써, 캡슐 홀더가 수동으로 아래쪽으로 이동되어 유체 공급 베이스를 아래쪽으로 이동시켜서 유체 공급 베이스가 가이드 베이스에 접근할 때에 가이드 베이스가 관절축을 중심으로 날개부에 대해 선회가능한 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 캡슐 홀더가 캡슐 내에 유체를 공급하기 위한 유체 주입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 유체 공급 유닛의 접근 수단은, 유체 분배 위치에서 유체 공급 수단을 캡슐 홀더의 유체 주입기에 대하여 밀봉 결합시키는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 주입기는, 유체 유입 오리피스와, 주입 덕트, 및 하나 이상의 압축 유체 제트를 캡슐 내로 주입하기 위한 하나 이상의 주입 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 주입기는, 캡슐의 벽을 천공, 절단하거나 또는 캡슐 벽에 삽입되는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 주입기는 노즐 또는 커넥터의 베이스에서 밀봉 수단을 포함함으로써 노즐 또는 커넥터와 캡슐 벽 사이에 밀봉을 제공하거나 또는 캡슐 표면에서 밀봉 효과를 제공하는데 기여하는 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 밀봉 수단은 탄성 시일 요소인 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
15. 제 13 항에 있어서, 밀봉 수단은 주입기에서 캡슐에 삽입되는 부분의 베이스 둘레의 강성 단차부 (rigid stepped portion) 로 되어 있으며, 이 단차부는 캡슐의 표면에 영향을 미치는데 효과적인 것을 특징으로 하는 음료 준비 장치.
16. 캡슐 내에 유체를 공급하여 캡슐 내에 보유된 음식물로부터 음료를 준비하는 음료 준비 장치의 유체 공급 유닛에 연결되며,

    캡슐을 지지하기 위한 지지 수단을 포함하는 캡슐 홀더로서,

    캡슐 홀더는, 유체 공급 유닛에 연결될 수 있고 이 유체를 하나 이상의 유체 제트의 형태로 유체 공급 유닛으로부터 캡슐 내로 전달하는 주입기를 포함하는 주입 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
17. 제 16 항에 있어서, 주입기는, 직경이 작은 유체 유입 오리피스와, 주입 덕트, 및 하나 이상의 압축 유체 제트를 캡슐 내로 주입하기 위한 하나 이상의 주입 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 주입기는, 유체 공급 유닛의 유체 공급 덕트를 지탱하게 되는 하나 이상의 밀봉 지지면을 형성하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
19. 제 18 항에 있어서, 밀봉 지지면은, 하우징의 바로 위쪽에 있고 하우징의 더 넓은 표면 구역보다는 작은 제한된 표면 구역을 차지하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
20. 제 19 항에 있어서, 밀봉 지지면은 유체 유입 오리피스를 둘러싸며, 밀봉 지지면과 유체 유입 오리피스 둘 다 하우징 위쪽에 실질적으로 편심되어 배치되는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
21. 제 19 항에 있어서, 밀봉 지지면은 외경이 2㎝ 미만이고, 오리피스는 직경이 3㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
22. 제 18 항에 있어서, 상기 하나 이상의 밀봉 지지면이 실질적으로 원추대 형상인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
23. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 주입기는, 캡슐의 벽을 천공, 절단하거나 또는 캡슐 벽에 삽입되는 노즐을 포함하거나, 또는 단순히 상기 벽의 오리피스에 닿도록 배치된 커넥터를 포함하여, 유체를 가압하에 오피리스를 통해 캡슐 내로 보내는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
24. 제 23 항에 있어서, 주입기는 노즐 또는 커넥터와 캡슐의 상기 벽 사이에 밀봉을 제공하는 밀봉 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
25. 제 24 항에 있어서, 밀봉 수단이 탄성 시일 요소인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
26. 제 24 항에 있어서, 밀봉 수단은 주입기에서 캡슐에 삽입되는 부분의 베이스 둘레의 강성 단차부 (rigid stepped portion) 로 되어 있으며, 이 단차부는 캡슐의 표면에 영향을 미치는데 효과적인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
27. 제 21 항에 있어서, 주입 장치는, 주입기가 캡슐 벽에 대해 가압되도록 유지하는 지지편 및 탄성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
28. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 주입기는, 컵을 완전히 덮는 주입 벽 또는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
29. 제 28 항에 있어서, 주입 벽 또는 덮개는 유체 전달 다기관 (manifold) 및 다수의 주입 오리피스를 구비하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
30. 제 28 항에 있어서, 주입 벽 또는 덮개는 중앙 바늘을 구비하고, 이 중앙 바늘은 그 안에 만들어진 오리피스를 통해 유체를 전달하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
31. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 주입기는 상기 덕트를 차단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
32. 제 31 항에 있어서, 차단 수단이 밸브인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
33. 제 31 항에 있어서, 차단 수단이, 모세관 흡인에 의해 액체를 덕트 내에 보유시키는 보다 작은 단면의 모세관 흡인 부분인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
34. 제 33 항에 있어서, 상기 모세관 흡인 부분의 직경이 1㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
35. 제 33 항에 있어서, 상기 모세관 흡인 부분의 길이가 1㎜ 이상 3㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
36. 제 17 항에 있어서, 주입 덕트가 직선 축선을 갖는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
37. 제 36 항에 있어서, 덕트의 축선이 컵의 바닥을 향하여 수직으로 향하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
38. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 캡슐 홀더를 유체 공급 유닛에 삽입하기 위한 측방향 리브 형태의 안내 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 홀더.
39. 음료 준비용 음식물을 보유하는 캡슐 및 캡슐 홀더를 포함하는 조립체로서,

    캡슐은, 캡슐 홀더의 하우징에 맞는 외부 용적을 한정하는 벽과, 캡슐 홀더의 지지 테두리에 지탱하기에 적합한 치수를 갖는 측방향 가장자리를 포함하며, 캡슐 홀더는 제 16 항 또는 제 17 항에 따른 캡슐 홀더인 것을 특징으로 하는 조립체.
40. 삭제

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