KR101351782B1 - 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡슐 또는 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩 타입의 카트리지, 특히 커피 파우더가 내장된 카트리지에 고온·고압의 물을 분사하여 에스프레소 등의 커피 음료를 제조하는 것으로, 특히 에스프레스 특유의 크레마(Crema)를 발생시키고 증량하여 풍미를 향상시킬 수 있도록 하는 거품발생수단을 도입한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하며, 나아가 조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지와 무관하게 이들을 모두 수용하여 사용할 수 있도록 리셉터클(receptacle)에 수용된 다양한 카트리지 커버시트를 밀폐하는 복수의 밀폐부를 구비한 유니버설 캡을 채용한 음료 메이커를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커는 추출대상체가 내장된 카트리지를 수용하는 끼움부를 갖고, 추출액 소통로가 형성된 본체를 구비한 리셉터클; 상기 본체 저면에 배열되고, 추출액 통과부를 갖는 패널부재; 및 상기 패널부재 하부에 배열되고, 상기 통과부를 부분적으로 가리는 가요성 차폐부 및 상기 통과부와 연통되는 추출액 배출부를 갖는 제1거품발생수단;을 포함하여 이루어진다.

Description

거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커{BEVERAGE MAKER FOR EXTRACTING CARTRIDGES EQUIPPED WITH BUBBLE INCREASING MEANS}

본 발명은 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커에 관한 것으로,

보다 상세하게는 캡슐 또는 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩 타입의 카트리지, 특히 커피 파우더가 내장된 카트리지에 고온·고압의 물을 분사하여 에스프레소 등의 커피 음료를 제조하는 것으로, 특히 에스프레스 특유의 크레마(Crema)를 발생시키고 증량하여 풍미를 향상시킬 수 있도록 하는 거품발생수단을 도입한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하며,

나아가 조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지와 무관하게 이들을 모두 수용하여 사용할 수 있도록 리셉터클(receptacle)에 수용된 다양한 카트리지 커버시트를 밀폐하는 복수의 밀폐부를 구비한 유니버설 캡을 채용하며,

더 나아가 이로부터 복수의 리셉터클이 구비된 회전체를 채용한 유니버설 음료 메이커를 제공할 수 있다.

음료 추출 장치, 특히 분쇄된 커피가 담긴 카트리지에 고온 및 고압의 물을 분사하여 커피를 추출하는 커피 메이커와 관련된 종래기술로는

특허등록 제10-0236856호(등록일자 1999년10월05일 [카트리지 추출용 장치 및 카트리지 홀더]가 있는데, 상기 등록 특허는 어떠한 에스프레소 기계에도 적합하도록 구성된 카트리지 추출용 장치를 제공하고자 제안된 것이다.

또 특허공개 제10-2010-0113447호(공개일자 2010년10월21일) [캡슐 센터링 기구를 구비한 1회용 캡슐로부터 음료를 제조하기 위한 주입장치]가 있는데,

상기 공개특허는 1회용 캡슐로부터 음료 또는 기타 식품을 제조하기 위한 주입장치에 관한 것으로, 1회용 캡슐에 수용된 물질을 추출 혹은 희석함으로써 커피 또는 기타 뜨거운 음료를 제조하기 위한 주입장치에 관한 것이다.

나아가 특허등록 제10-1067540호(등록일자 2011년09월19일) [음료를 생성하기 위한 방법 및 장치]가 있는데,

상기 등록특허는 음료 전구 물질 액체는, 음료 카트리지를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성된 제조 챔버의 폐쇄의 개시에 기초하여 공급될 수 있다. 뚜껑 제어 기구는 저장통으로의 접근을 막도록 제 위치에 저장통 뚜껑을 잠글 수 있고, 제조 챔버의 폐쇄에 응답하여 저장통으로의 접근을 허용하도록 뚜껑을 해제할 수 있고, 저장통 뚜껑은 제조 챔버가 개방될 때 동시에 자동으로 개방될 수 있으며, 저장통 뚜껑은 저장통을 공압식으로 밀봉할 수 있어, 예를 들어, 저장통을 제조 챔버로 수력으로 가압되게 하고, 저장통 내의 물은, 예를 들어 히터로의 전력을 차단하는 열 차단 스위치의 개방에 기초하는, 물이 충분하게 가열되었다는 감지에 응답하여, 제조 챔버에 공급되도록 구성되어 있다.

아울러 특허공개 제10-2011-0122702호(공개일자 2011년11월10일) [음료 조제 기계]가 있는데, 상기 공개특허는 음료 성분의 사전-포장 용기(prepackaged container)를 이용하는 유형의 음료 조제 기계에 관한 것이다.

그러나 이들 종래기술은 특히 커피 추출시 에스프레스 특유의 풍미를 향상시키는 거품 또는 크레마(Crema, 조밀한 황금빛 갈색의 거품으로 에스프레소(Espresso) 샷을 덮는다)를 증가시킬 수 있는 수단을 제공하고 있지 못하여 개선할 점이 많다.

나아가 이들 종래기술을 비롯한 종래 음료 메이커, 보다 한정하여 커피 메이커, 보다 더 한정하여 카트리지를 이용한 고온·고압 추출형 커피 메이커는

캡슐 또는 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩 타입의 카트리지가 제조사 마다 모두 다르고, 이에 따라 카트리지를 수용하는 수용부재(receptacle)의 형상도 모두 달라 소비자가 다양한 커피를 마시려고 하는 경우 커피 메이커를 그에 맞게 다시 구매해야 하는 문제가 있어 과도한 구매 비용이 소요되며, 마음대로 원하는 커피제품을 맛 볼 수 없다는 문제점을 안고 있다.

이에 본 발명은 카트리지에서 열수에 의한 추출액이 낙하, 배출되는 경우 배출 경로 상에 배열된 패널부재의 통과부를 일부 가리는 가요성(可撓性) 차폐부를 갖는 제1거품발생수단을 도입하여 거품 또는 크레마(Crema) 발생량을 증가시키며, 이에 따라 풍미의 향상이 가능한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 패널부재를 카트리지 하부 천공기능을 하는 천공디스크가 기능하도록 하여 각 구성요소가 원소스 멀티유즈(One-source Multi-use 또는 One-source Multi-tasking) 경향에 맞는 다기능을 수행할 수 있도록 한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 제1거품발생수단 하부에 별도로 제2거품발생수단을 도입하고, 이의 추출액 소통공은 상부에서 하부로 가면서 지름이 가변되어, 협(狹)-광(廣)-협(狹) 크기를 갖는 제1 내지 제3 소통부로 구성되거나 또는 협(狹)-광(廣)-협(狹)-광(廣)-협(狹)를 갖는 제1 내지 제5 소통부로 구성되어 있어, 특유의 오리피스 구조로 거품 또는 크레마(Crema) 발생량을 더욱 증가시킬 수 있는 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명은 제조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지 모두를 원하는 대로 선택하여 커피 등의 음료를 추출할 수 있도록 하기 위하여 유니버설 캡을 채용하여 리셉터클(receptacle)에 수용된 다양한 카트리지의 종류에 상관없이 커버시트 상면을 밀폐할 수 있는 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 리셉터클에 수용되고, 유니버설 캡에 의하여 밀폐되어 추출용매, 특히 고온·고압의 물이 카트리지를 통과하지 않고 무단 유출되는 상황을 원천적으로 방지하면서도, 추출 완료 후 카트리지 분리시 카트리지 커버시트의 추출 구멍을 통하여 추출 잔액이 노출되어 있는 상황을 방지하기 위하여 추출용매 구성수단을 이루는 노즐 둘레를 감싸 추출용매가 커버시트 상부로 솟아 올라 누출되는 상황을 방지할 수 있도록 캡 바디에 제3밀폐부를 더 도입한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 밀폐 상태의 확고함과 안정성 향상을 위하여 리셉터클 본체는 카트리지 바디의 플렌지 하부를 지지하는 받침부를 갖고, 리셉터클 본체의 끼움부 둘레 밀착부와 접촉하는 제4밀폐부를 캡에 더 도입한 카트리지 추출용 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 유니버설 캡과 함께, 다양한 이종 카트리지에 맞는 복수의 리셉터클이 구비된 회전체를 채용한, 진정한 유니버설 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 상기 회전체의 음료, 특히 커피 카트리지를 넣고 빼는 것이 쉬우면서도, 추출시 용매(즉 열수)의 누설 문제 또한 없도록 한 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 회전수단에 의한 회전체 회전시 카트리지 리셉터클이 하우징의 노즐 위치에 정확하게 머물도록 하는 정지수단을 도입한 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커는

추출대상체가 내장된 카트리지를 수용하는 끼움부를 갖고, 추출액 소통로가 형성된 본체를 구비한 리셉터클; 및

상기 리셉터클 본체의 소통로와 연결되는 추출액 배출부와, 상기 배출부 둘레에 구비된 가요성 차폐부를 갖는 제1거품발생수단;

을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커에서

상기 리셉터클 본체 저면에 배열되고, 상기 리셉터클 본체의 소통로와 연결되는 추출액 통과부를 갖는 패널부재를 더 포함하고, 제1거품발생수단은 상기 패널부재 하부에 배열되고, 상기 가요성 차폐부는 상기 통과부를 부분적으로 가리도록 배열되어 있고,

나아가 상기 패널부재는 천공디스크이고,

더 나아가 상기 리셉터클에 수용되고, 상기 제1거품발생수단 하부에 배열되며, 추출액 통과를 위하여 상호 연통된 제1소통부, 제1소통부 보다 큰 제2소통부, 제2소통부 보다 작은 제3소통부가 상부에서 하부로 배열되어 이루어진 소통공이 형성되어 있는 제2거품발생수단을 더 포함하며,

상기 제2거품발생수단의 소통공은 제3소통부 보다 큰 제4소통부, 제4소통부 보다 작은 제5소통부가 상부에서 하부로 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 유니버설 캡을 구비한 카트리지 추출용 음료 메이커는

개구부 및 플렌지를 구비한 바디와, 상기 바디의 개구부를 덮고 플렌지에 부착되는 테두리를 구비한 커버시트를 포함하고, 추출대상체가 내장된 카트리지;

상기 카트리지를 수용하는 끼움부를 갖는 본체를 구비한 리셉터클; 및

상기 리셉터클 본체의 끼움부를 덮고, 상기 카트리지 커버시트의 테두리와 접촉하는 제1밀폐부와 커버시트의 테두리 내측 상면과 접촉하는 제2밀폐부를 갖는 유니버설 캡;

을 포함하여 이루어진다.

또 발명에 따른 유니버설 캡을 구비한 카트리지 추출용 음료 메이커에서

상기 카트리지의 내부로 추출용매를 공급하는 노즐을 포함하는 유통수단을 더 포함하고, 상기 유니버설 캡은 상기 노즐을 둘러싸고 상기 커버시트 상면과 접촉하는 제3밀폐부를 더 구비하고 있고,

상기 리셉터클은 본체의 끼움부 둘레에 밀착부를 갖고, 상기 유니버설 캡은 상기 리셉터클 본체의 밀착부와 접촉하는 제4밀폐부를 더 포함하며,

상기 리셉터클 본체는 카트리지 바디의 플렌지 하부를 지지하는 받침부를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 유니버설 캡이 채용되는 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커는

장착부와, 음료수용부와, 상기 음료수용부로 추출 음료를 공급하는 배출 노즐을 구비한 하우징;

복수의 카트리지 리셉터클들;

상기 하우징의 장착부에 결합되어 선회되고, 각 카트리지 리셉터클을 위한 결합부를 구비한 회전체; 및

상기 회전체의 선회를 위한 회전수단;

을 포함하여 이루어진다.

또 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커에서

상기 회전체에는 상기 카트리지 리셉터클을 회전체 외부로 노출시키기 위한 진퇴수단이 더 구비되어 있고,

상기 진퇴수단은 파지부를 구비한 슬라이딩부재이며,

상기 회전수단에 의한 회전체 회전시 카트리지 리셉터클이 하우징의 노즐 위치에 정확하게 머물도록 하는 정지수단이 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 거품발생수단이 구비된 카트리지 추출용 음료 메이커는 카트리지에서 열수에 의한 추출액이 낙하, 배출되는 경우 배출 경로 상에 배열된 패널부재의 통과부를 일부 가리는 가요성(可撓性) 차폐부를 갖는 제1거품발생수단을 도입하여 거품 또는 크레마(Crema) 발생량을 증가시키며, 이에 따라 풍미의 향상이 가능하며, 또 상기 패널부재를 카트리지 하부 천공기능을 하는 천공디스크가 기능하도록 하여 각 구성요소가 원소스 멀티유즈(One-source Multi-use 또는 One-source Multi-tasking) 경향에 맞는 다기능을 수행할 수 있고, 나아가 제1거품발생수단 하부에 별도로 제2거품발생수단을 도입하고, 이의 추출액 소통공은 상부에서 하부로 가면서 지름이 가변되어, 협(狹)-광(廣)-협(狹) 크기를 갖는 제1 내지 제3 소통부로 구성되거나 또는 협(狹)-광(廣)-협(狹)-광(廣)-협(狹)를 갖는 제1 내지 제5 소통부로 구성되어 있어, 특유의 오리피스 구조로 거품 또는 크레마(Crema) 발생량을 더욱 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 유니버설 캡을 구비한 카트리지 추출용 음료 메이커는 제조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지 모두를 원하는 대로 선택하여 커피 등의 음료를 추출할 수 있도록 하기 위하여 유니버설 캡을 채용하여 리셉터클에 수용된 다양한 카트리지의 종류에 상관없이 커버시트 상면을 밀폐할 수 있으며, 또 리셉터클에 수용되고, 유니버설 캡에 의하여 밀폐되어 추출용매, 특히 고온·고압의 물이 카트리지를 통과하지 않고 무단 유출되는 상황을 원천적으로 방지하면서도, 추출 완료 후 카트리지 분리시 카트리지 커버시트의 추출 구멍을 통하여 추출 잔액이 노출되어 있는 상황을 방지하기 위하여 추출용매 구성수단을 이루는 노즐 둘레를 감싸 추출용매가 커버시트 상부로 솟아 올라 누출되는 상황을 방지할 수 있도록 캡 바디에 제3밀폐부를 더 도입하였고, 나아가 밀폐 상태의 확고함과 안정성 향상을 위하여 리셉터클 본체는 카트리지 바디의 플렌지 하부를 지지하는 받침부를 갖고, 리셉터클 본체의 끼움부 둘레 밀착부와 접촉하는 제4밀폐부를 캡에 더 도입하였다.

한편, 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커는 다양한 이종 카트리지에 맞는 복수의 리셉터클이 구비된 회전체를 채용하여 제조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지 모두를 원하는 대로 선택하여 커피를 추출할 수 있고, 또 상기 회전체의 음료, 특히 커피 카트리지를 넣고 빼는 것이 쉬우면서도, 추출시 용매(즉 열수)의 누설 문제 또한 없도록 하였으며, 나아가 회전수단에 의한 회전체 회전시 카트리지 리셉터클이 하우징의 노즐 위치에 정확하게 머물도록 하는 정지수단을 도입하여 추출 실패 가능성이나 열수 누설 위험성을 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 카트리지 추출용 음료 메이커를 위한 유니버설 캡과 관련된 요부 분해 사시도.
도 2는 도 1과 관련된 요부 결합 단면도.
도 3 및 도 4는 각각 도 2와는 다른 구현예를 도시한 요부 결합 단면도.
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 관찰방향을 달리한 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커의 외관 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커의 1차 분해 요부 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커의 2차 분해 요부 사시도.
도 10은 도 5와는 다른 형태의 음료 메이커를 도시한, 개략적인 외관 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 카트리지 추출용 음료 메이커의 핵심 중 하나인 거품발생수단에 대한 도면.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~, ~제3~ 및 ~제4~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 유니버설 캡(53) 및 이를 이용한 카트리지 추출용 음료 메이커(M), 특히 유니버설 음료 메이커를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1, 도 5, 도 8 및 도 9를 참고하여 특정하면,

도시한 그대로의 상태에서 상하좌우를 나누고, 다른 도면과 관련된 설명에서도 이 기준에 따라 방향을 특정한다.

먼저, 본 발명에 따른 카트리지 추출용 음료 메이커에 사용될 수 있는, 본 발명의 핵심 중 하나인 유니버설 캡(53)은 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이

제조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지(CR)(도 1 참조)와 무관하게 이들을 모두 수용하여 사용할 수 있도록 복수의 리셉터클(receptacle)(30)을 구비한 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커(M)에 사용될 수 있다.

동종 또는 이종의 카트리지들을 수용하도록 같거나 다른 결합부(21)들을 구비한 회전체(20), 회전수단(R), 기타 음료 메이커의 구성요소들은 도 5와 관련하여 후술한다.

유니버설 캡(53)은 카트리지(CR)가 수용된 리셉터클(30)을 덮고, 추출용매, 특히 고온·고압의 물이 카트리지를 통과하여 추출대상체(주로, 커피 분말)에 대한 추출을 행하도록 하며, 추출 없이 맹물이 무단 배출되는 상황을 방지하는 기본 기능과,

형상과 크기가 다른 이종 카트리지를 도입 하여도 이들 이종 카트리지 모두에 대하여 하나의 캡을 범용적으로(universal) 사용하여도 밀폐성을 보장하여 추출 용매가 추출 없이 무단 배출되는 상황을 방지하는 기능을 하며, 이를 위하여 유니버설 캡(53)은 복수의 밀폐부를 구비하고 있다.

도시된 카트리지(CR)는 캡슐(capsule)(또는 용기(pod)) 형태인데, 필요에 따라 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩 타입의 카트리지 형태에도 유니버설 캡을 적용할 수 있다.

도시된 캡슐(또는 용기(pod))형 카트리지(CR)의 구성을 살펴보면, 용기형 바디(C)에 먼저 하부 메쉬디스크(57)가 내장되고, 이어 추출대상체, 즉 커피분말(P)이 내장되며, 그 위에 상부 메쉬디스크(53B)가 덮이며, 이어 바디(C)의 개구부(Ca)는 가능한 진공포장 상태에서 커버필름(C1)이 덮여 바디(C) 상부 플렌지(Cb)에 부착되는 형태이다.

상기 메쉬디스크(53B)는 복수의 분산홈, 특히 특유의 동심원 구조와 방사상 구조가 겹친 형태의 분산홈(53g)들을 갖고,

이 분산홈을 따라 열수 통과공(53w)들이 형성되어 있으며, 메쉬디스크(53B)의 하면 중앙에는 상광하협(上廣下狹) 형상의 중앙돌기(53n)가 형성되어 있다(도 9의 우측 세 번째(상부에서부터) 일점 쇄선 원 내의 저면 관찰 사시도에서 확인 가능).

도 9 및 도 1에서, 상기 중앙돌기(53n)는 추출용매 유통수단(50), 특히 주사 바늘 형태로 첨단부를 갖는 노즐, 즉 천공핀(53A)을 핵심으로 하는 상부 파괴수단(50A)인 경우,

천공핀(53A)에 의한 카트리지(CR) 커버시트(C1)의 파괴, 천공 후 펌프에서 공급되는 고온·고압의 용매, 즉 추출용 물은

상기 상부 메쉬디스크(53B)에서 상광하협(上廣下狹) 형상의 중앙돌기(53n)(도 9 참조)로 인하여

메쉬디스크의 얇은 두께에도 불구하고

상부에 중앙에 형성된 요홈부(53r)(도 1 및 도 2 참조)에서 방사상으로 퍼져 이동하고,

이어 분산홈(53g)들과 열수 통과공(53w)에 의하여 넓게 퍼져 추출대상체, 즉 커피분말(P)과 만나게 되고 추출을 시작한다.

다음으로 카트리지(CR)의 바디(C) 내부를 원활하게 통과한 고온·고압의 물은 추출을 행한 후,

하부 메쉬디스크(57)에 으하여 추출 액체만 배출되고 찌꺼기는 그 위에 체류하게 된다.

또 하부 메쉬디스크(57)는 상부에 상향돌기(57n)를 갖는데, 이 상향돌기는 특유의 상협하광(上狹下廣)형상으로 인하여 카트리지를 통과하여 추출 기능을 수행한 열수가 음료로 바뀐 후 이 상향돌기를 타고 넓게 퍼지면서 메쉬디스크(57)의 구멍들을 통과하여 아래로 배출될 수 있다.

도시된 캡슐형 카트리지는 개구부(Ca)와 플렌지(Cb)를 구비한 바디, 추출대상체(P)가 상기 바디에 내장된 상태에서 상기 바디의 플렌지에 결합되어 개구부를 덮은 커버시트(C1)를 포함하여 이루어진다.

이러한 카트리지의 기본 구성은 그러나 추상화된 개념으로 볼 때 다공성 외피로 포장된 팩 타입 카트리지 역시 마찬가지이다.

즉, 다공성 '하부외피'를 '바디'로 분류할 수 있고, '상부외피'를 '커버시트'로 분류할 수 있으며,

제조방법 및 조립순서와 무관하게 추출대상체를 내장한 '상부외피'와 '하부외피'는 분리될 수 있고, 분리된 하부외피는 '개구부'를 가지며, 상호 접합된 상부외피와 하부외피는 접합면에 각각 '테두리' 및 '플렌지'를 갖는다.

또 다공성 외피로 포장된 팩 타입 카트리지 역시 추출용매, 즉 고온·고압의 물이 카트리지를 거치지 않고 새서 무단으로, 맹물이 배출되는 상황이 방지되어야 하며, 이를 위하여 상하 외피의 플렌지를 기점으로 밀폐하는 방식을 취하게 된다.

따라서 본 발명의 유니버설 캡 및 이를 이용한 유니버설 음료 메이커는 카트리지의 종류에 무관하게 범용적으로 적용할 수 있는 개념을 갖는다.

다음으로 리셉터클(30)은 카트리지(CR)를 수용하는 끼움부(31A)를 구비한 본체(31)를 포함한다.

본질적으로 상기 끼움부의 형상 및 크기는 카트리지(CR)에 따라 변형된다. 본 발명에서는 유니버설 음료 메이커(M) 구현을 위하여 복수의 리셉터클(30)을 도입하고 있으며, 본체의 끼움부는 이종 또는 동종의 것이다.

용기(pod)형 카트리지(CR)는 커버시트(C1) 및 바디(C) 저면의 천공이 필수적이어서,

추출용매 유통수단은 천공핀(53a)을 본질로 하는 상부 파괴수단(50A)과,

천공돌기(55a)를 본질로 하는 천공디스크(55)로 구성된 하부 파괴수단(50B)을 구비한 것으로 도시되어 있다.

그러나 카트리지의 파괴, 천공이 필수적인 것은 아니어서 이를 포괄하여 추출용매 '유통수단'으로 지칭하고 있다.

도시된 용기(pod)형 카트리지(CR)의 바디(C) 하면은

카트리지의 리셉터클 본체 끼움부(31A) 장착 즉시,

또는 도 9의 레버(L)에 의한 락킹 완료시,

또는 천공핀(53a)을 통한 고온·고압의 추출용 물 공급으로 수압에 의하여 카트리지 바디(C) 저면이 변형 하강시

천공디스크(55)의 천공돌기(55a)와 접촉하여 천공, 파괴가 이루어질 수 있다.

상기 천공디스크(55) 하부에는 거품디스크(59)가 배열되어 있다.

상기 거품디스크는 열에 강하고 환경호르몬 노출 위험이 적은 실리콘 소재나 기타 안전소재로 제조되는 것이 바람직하며,

도 1 및 도 2에서 천공디스크(55) 중앙에 치우친 추출 음료 통과부(55b)를 통하여 배출되는 추출음료가 방사상으로 배열된 안내로(59b)를 따라 거품디스크(59) 외곽으로 퍼진 후,

각 안내로 끝의 통공(59a)을 통과하면서 체류시간의 증대로 커피, 특히 에스프레스 특유의 풍미를 향상시키는 거품 또는 크레마(Crema, 조밀한 황금빛 갈색의 거품으로 에스프레소(Espresso) 샷을 덮는다)를 증가시킨다.

또 도 1 우측 하부 일점 쇄선 원 내 사시도에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 리셉터클(30) 본체(31) 저면부(37)에는

거품디스크(59)의 안내로(59b)에 상응하는 방사상 소통로(37a)가 형성되어 있고, 이 소통로들은 중앙의 배출공(37c)과 연결되어 있으며,

중앙 배출공(37c) 둘레에는 복수의 방사상 이격기둥(37b)이 돌출 형성되어 있어,

리셉터클 바디 저면부(37)의 배출공(37c)에 거품디스크(59)의 중앙 결합돌기(59c)(상광하협 형상으로 쉬운 조립 과정 및 안정된 결합상태 유지가 가능하다)(도 1 우측 두 번째 일점 쇄선 원 내 저면 관찰 사시도 참조)가 안정되게 결합되어 있고,

거품디스크(59)의 하부 중앙 결합돌기(59c) 둘레의 환홈(도 2 참조)에는 안정되게 이격기둥(37b)이 결합되어 있어,

막힘 없이 추출음료는 거품디스크(59)의 각 배출공(37c)에서 빠져 나와 다시 방사상 소통로(37a)를 지나 중앙 배출공(37c)를 거쳐

최종적으로 풍부한 크레마가 형성된 상태로 회전체(20) 결합부(21) 중앙위치의 노즐연통공(20n)과 하우징의 노즐(13)을 거쳐 음료수용부(10A)에 위치한 컵으로 떨어진다.

나아가 이러한 거품디스크(59)의 통과부(55b)를 거쳐 거품디스크(59)의 거품디스크(59) 안내로(59b) → 통공(59a) → 통공(59a) → 리셉터클(30) 본체(31) 저면부(37)의 소통로(37a) → → 배출공(37c)을 거치는 지그재그 추출액 유통 경로와, 리셉터클(30) 본체(31) 저면부(37)의 이격기둥(37b) 및 거품디스크(59)의 하부 중앙 결합돌기(59c) 등의 부재는 고압으로 추출된 후 배출되는 추출액의 배출압을 감압하여 안전성 및 사용 편리성을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 본 발명의 핵심 중 하나인 유니버설 캡(53), 특히 캡바디(T)는 상기 리셉터클(30) 본체(31)의 끼움부(31A)를 덮고, 상기 카트리지(CR) 커버시트(C1)의 테두리(C1a)와 접촉하는 제1밀폐부(T)와 커버시트(C1)의 테두리(c1a) 내측 상면과 접촉하는 제2밀폐부(T2)를 갖는다.

도 1에서 편의상 커버시트(C1)의 테두리(C1a)는 점선으로 구분하여 영역을 표시하였다.

상기 제1밀폐부(T1)는 캡(53)과 카트리지의 커버시트(C1) 사이로 공급되어 카트리지(CR)를 통과하여 추출을 행하는 용매가 카트리지(CR)의 영역 밖으로 누설되어, 무단 배출되는 상황이 발생되는 것을 막는 역할을 하며,

상기 제2밀폐부(T2)는 도시된 카트리지(CR)가 채용될 수 있는 카트리지 중 가장 큰 것이라면, 그보다 작은 카트리지의 커버시트 테두리와 접촉 말착하여 추출용매의 누설을 방지하는 역할을 하기 위한 것이다.

이러한 제2밀폐부(T2)를 구성하는 돌기는 복수 개 구비될 수 있고,

제1 및 제2 밀폐부(T1)(T2)는 채용되는 카트리지(CR)의 테두리 형상에 맞게 원형, 사각형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 기본적으로 각 카트리지 커버시트 테두리 상면에 균일하게 밀착할 수 있도록 단절 없이(폐회로를 구성함) 동일 높이를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 음료 메이커는 상기 카트리지(CR)의 내부로 추출용매를 공급하는 노즐을 포함하는 유통수단(50)을 더 포함하며,

나아가 상기 유니버설 캡(53), 특히 캡바디(T)는 상기 노즐을 둘러싸고 상기 커버시트(C1) 상면과 접촉하는 제3밀폐부(T3)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 제3밀폐부(T3)는 리셉터클(30)의 본체(31)에 수용되고, 유니버설 캡(53)에 의하여 밀폐되어 추출용매, 특히 고온·고압의 물이 카트리지를 통과하지 않고 무단 유출되는 상황을 원천적으로 방지하는 역할을 보조하며,

본질적으로는 추출 완료 후 카트리지(CR) 분리시 카트리지 커버시트(C1)의 추출 구멍을 통하여 추출 잔액이 노출되어 있어, 음료 메이커 사용자의 손에 묻거나 열수 잔수로 인한 화상을 입히는 상황이나 주변에 흘러 오염을 일으키는 상황의 발생을 방지하는 기능을 한다.

이러한 제3밀폐부(T3)는 노즐, 특히 도면에서는 상부 파괴수단(50A)의 천공핀(53a)에 인접배열되어 있어 추출용매 구성수단을 이루는 노즐(천공핀) 둘레를 감싸 추출용매가 커버시트 상부로 솟아 올라 누출되는 상황을 방지하게 된다.

상기 제3밀폐부는 노즐의 테두리 형상에 맞게 형성되나 원형인 것이 무난하고, 역시 각 카트리지 커버시트 테두리 상면에 균일하게 밀착할 수 있도록 단절 없이(폐회로를 구성함) 동일 높이를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 사용된 카트리지의 커버시트 테두리 내측과 접촉하는 제2밀폐부(T2)는 어느 정도 제3밀폐부의 기능, 즉 추출용매 잔액의 노출 방지 기능도 수행한다. 따라서 포괄적이고 일정 정도 추상화된 개념의 구성요소인 제2밀폐부와 제3밀폐부는 실제 구현될 경우(물화(物化))될 경우, 하나의 돌기 또는 요홈(단절 없이(폐회로를 구성함) 동일 높이(또는 깊이)를 갖는 것이 바람직함)에 의하여 통합 구현될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 유니버설 캡(53)은 후술하는 바와 같이 레버(L)와 연계된 락킹부재(40)에 의하여 승하강되어 천공핀(53a)이 카트리지 커버시트 천공 작업을 수행하고,

또 캡(53)의 승하강 밀폐가 가능하도록 승강드럼(51)에 결합되는 가압디스크(53A)와 밀폐부를 구비한 캡바디(T)의 조립체로 구성된다.

보다 구체적으로, 도 1 및 도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이,

상기 가압디스크(53A)가 나사돌기(53p)를 통하여 대응되는 승강드럼(51)의 나사공(51b) 각각에 끼워지고, 이어 볼트가 세 나사돌기에 끼워져 확고한 고정을 보장하게 되며,

또 상기 가압디스크(53A)는 승강드럼에 결합되기 전에 중앙 장착공(53h)에 천공핀(53a)이 그 걸림턱(53a')에 의하여 구속 결합되며, 수밀성은 걸림턱 상부에 결합된 오링(53b)을 통하여 보장하게 된다.

또 도 1 우측 첫 번째 일점 쇄선 원 내 절개 사시도에서 확인할 수 있는 바와 같이,

캡(53) 바디(T)는 내향 결합홈(Ta)을 가져, 여기에 가압디스크(53A)가 수용되어 상호 결합되며, 밀폐성 보장을 위한 연질 가요성 캡바디(T)의 결합홈(Ta)의 하면에는

환형 함몰 형상의 유격부(Tb)가 형성되어 있어

가압력 전달과 밀폐성 보장을 위한 경질 가압디스크(53A)의 테두리 결합이 용이하게 이루어지도록 되어 있다.

도 1, 도 2 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 리셉터클(30)은 본체(31)의 끼움부(31A) 둘레에 밀착부(35A)를 갖고, 상기 유니버설 캡(53), 특히 캡바디(T)는 상기 리셉터클 본체(31)의 밀착부(35A)와 접촉하는 제4밀폐부(T4)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 제4밀폐부(T4)는 캡(53)과 리셉터클(30)의 결합, 밀착상태에서 고온·고압(예: 15bar)의 추출용매가 외부로 누설, 분사되어 화상 등의 큰 피해를 일으키는 것을 확실히 방지하기 위하여 폐쇄상태의 확고함과 안정성 향상을 위한 것이다.

이러한 밀착부(35A)는 리셉터클 본체(31)의 끼움부(31A) 둘레를 따라 단절 없이 형성된 돌기 형태이고,

또 제4밀폐부(T4)는 캡바디(T) 하면 테두리를 따라 함몰 형성된 요홈 형태로, 상호 맞물림(암결합부 역할을 하는 요홈 전체에 수용되는, 수결합부 역할을 하는 돌기형 제4밀폐부에 집중할 때) 또는 엇물림(밀착부(35A) 외면과 제4밀폐부(T4)를 이루는 외고가 스커트(skirt)에 집중할 때) 형태일 수 있다.

나아가 도 3에서, 캡(53)과 리셉터클(30)의 결합상태에 대한 안정성은 또 카트리지(CR) 바디(C)의 플렌지(Cb) 하부를 지지하는 상기 리셉터클(30) 본체(31)의 받침부(35B)에 의하여 향상된다. 이는 박형의 카트리지 바디(C)에 대하여 상면에서만 캡바디(T)의 제1밀폐부(T1)가 가압하는 것만으로는 충분히 밀폐력을 보장하기 못할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 캡바디(T)는 저면, 즉 천정(Tc)(도 1 우측 첫 번째 일점 쇄선 원 내 절개 사시도 참조)은 도 2에서 보다 구체적으로 확인할 수 있는 바와 같이,

제1 내지 제3 밀폐부(T1)(T2)(T3)를 제외하면, 평판형상으로 되어 있어, 고온·고압의 추출용매가 유통수단(50)의 노즐, 즉 천공핀(53a)에서 분출되어 카트리지(C) 내부를 채울 경우 보다(도 3의 구현예 보다) 빠르게 카트리지(CR)의 커버시트(C1)가 천정(Tc)에 밀착될 수 있다.

이에 비하여 도 2 상부 일점 쇄선 원 내에 도시된 대안적 구현예의 캡(53)은 캡바디 천정이 아래로 돌출되어 있는데,

부드럽게 구배형태로 돌출된 이 캡바디 천정으로 인하여 고온·고압의 추출용매가 유통수단(50)의 노즐, 즉 천공핀(53a)에서 분출되어 카트리지(C) 내부를 채울 경우 보다 더(도 2의 기본 형태 및 도 3의 구현예 보다 더) 빠르게 카트리지(CR)의 커버시트(C1)가 천정(Tc)에 밀착될 수 있다.

또 도 2 상부 일점 쇄선 원 내에 도시된 대안적 구현예에서는 천공핀(53a)에 의한 파괴로 형성된 커버시트의 구멍을 통하여 상부로 추출용매 또는 추출 수행 후의 잔액이 누출되더라도

구배 돌출된 천정으로 인하여 커버시트는 중앙을 향하여 기울어진 형태로 변형되므로

캡 분리 전 또는 추출 완료에 후 캡(53)의 분리시 추출용매 또는 추출 여액은 자중에 의하여 카트리지(CR) 커버시트(C1)의 경사면을 따라 흘러 뚫린 중앙 구멍으로 다시 들어 가게 된다.

이에 비하여 도 3에 도시된 캡(53)은 캡바디(T) 천정(Tc)이 대안적으로 아치(arch)형으로 형성되어 있어 고온·고압의 추출용매가 유통수단(50)의 노즐, 즉 천공핀(53a)에서 분출되어 카트리지(C) 내부를 채움에 따라

바디(C) 하면이 팽창 하강하여 천공디스크(55) 천공돌기(55a)에 의하여 파괴되는 상황 도달 전에

상부 메쉬디스크(53B)와 커버시트(C1) 사이의 공간(S)(도 3 참조)을 추출용매가 채움에 따라 먼저 커버시트가 상승하여 공간(S)을 확대할 수 있도록 하여 추출용매가 충분히 체류하면서 분산하여 넓게 퍼져 추출대상체(즉, 커피(P) 전체로 고르게 순간적으로 스며들 수 있도록 함과 아울러,

또 커버시트(C1)의 상승, 팽창 변형에 의하여 제2 및 제3 밀폐부(T2,T3)에 커버시트가 밀착되어 각 밀폐부의 기능 달성을 확고하게 하고, 동시에 커버시트(C1)와 캡바디 천정(Tc) 사이의 공간은 제거하여 천공핀(53a)에 의한 파괴로 형성된 커버시트의 구멍을 통하여 상부로 추출용매 또는 추출 수행 후의 잔액이 누출될 수 있는 상황 발생을 원천적으로 차단하게 되어 제3밀폐부의 기능을 보조하게 된다.

도 3 및 도 4에서는 커버시트(C1)가 실제로는 캡바디(T)의 천정(Tc)에 완벽하게 밀착될 것이나 편의상 커버시트의 변형 상태 확인을 위하여 울퉁불통한 형태로 도시하였고,

또 카트리치 바디(C) 하면이 팽창, 하강하여 천공디스크 천공돌기(55a)에 의하여 파괴된 상태로 도시하였으며,

나아가 편의상 추출대상체는 생략하였다.

도 4에 도시된 변형예는 도 3에 도시된 구현예에 비하여 제2 및 제3 밀폐부(T2)(T3), 나아가 제1밀폐부(T1)와 인접하여, 특히 각 밀폐부(T1)(T2)(T3) 내측에 별도의 요홈 형상의 보조밀폐부(T1a)(T2b)(T3b)가 구비되어 있다.

상기 보조밀폐부(T1a)(T2b)(T3b)의 요홈은 단절 없이 연속적이고 균일한 깊이를 갖는 것이 밀폐성 향상과 제조 용이성을 고려할 때 바람직하다.

또 필요에 따라 보조밀폐부는 주된 밀폐부 외측에 구비되거나, 번갈아 가며 밀폐부 내외에 형성되건, 주된 밀폐부와 이격 형성된 형태로 변형될 수 있으나,

제1밀폐부의 필수적인 기능, 즉 커버시트 테두리(C1a) 가압 기능을 고려하면 보조밀폐부는 주된 제2 및 제3 밀폐부 내측에만 형성되는 것이 바람직하다.

또 도 4에 도시된 바와 달리, 커버시트(C1)의 팽창시 그 변형 정도는 밀폐부(T1)(T2)(T3) 및 보조밀폐부(T1a)(T2b)(T3b)를 보다 완벽하게 밀착되는 형태로 변형되며, 역시 도 4에서 약간 벌어진 틈새가 있는 것처럼 도시한 것은 각 메인 및 보조 밀폐부(T1)(T2)(T3)(T1a)(T2b)(T3b)의 형상을 확인하기 용이하게 한 것일 뿐이다.

이로 인하여 본 발명의 유니버설 캡(53)을 이용한 범용성 및 밀폐성능은 더욱 향상될 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 유니버설 캡을 이용할 수 있는 본 발명에 따른 카트리지 추출용 유니버설 음료 메이커(M)는 크게 음료수용부(10A)를 구비한 하우징(10), 카트리지(CR)(도 1 참조)를 위한 리셉터클(30), 이 복수의 리셉터클들이 각각 결합되는 복수의 결합부(21)를 갖는 회전체(30), 그리고 회전체를 위한 회전수단(R)을 포함한다.

상기 하우징(10)은 도 5의 전면 위주 관찰 사시도와 같이 음료수용부(10)가 마치 동물이 입을 벌리고 있는 것과 같이 전방으로 개구된 형상을 가지며, 저면에는 커피 등의 잔액이 떨어져 수용되는 잔액트레이(19)가 구비되어 있으며, 분리가능한 그릴(19a)이 잔액트레이(19)의 저장 공간 상부에 구비되어 있다.

상부에는 회전체(20)를 위한 장착부(11)가 구비되어 있고, 도 8에서와 같이, 내장된 회전체(20)는 커버(11A)에 의하여 덮여 있다.

또 약간 저면에서 관찰한 사시도인 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 음료수용부(10A) 상부 위치에 해당하는 장착부(11)의 하면에는 추출 음료 배출 노즐(13)이 구비되어 있다.

후면에서 관찰한 사시도인 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 열수 공급을 위하여, 또 휴대성을 위하여 물탱크(15)가 후면에 장착된다.

물탱크의 본질은 '추출용매 공급수단'이며, 음료의 본질상 수도시설에서 공급되는 물이나 생수 등 자연상태에서 획득할 수 있는 100% 물이거나, 음용 가능한 다양한 성분을 혼합한 물일 수 있으며, 이를 대표하여 '추출용매'라 할 수 있고,

따라서 하우징(10)에 장착되는 물탱크 뿐 아니라 수도꼭지, 정수기, 냉온수기 등과 연결되어 공급되는 모든 물 함유 용매 공급수단일 수 있다.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 우측면에는 조작부(17)가 구비되며, 이는 on/off 버튼(17a), 스팀다이얼(17b)(스팀 또는 희석을 위한 열수 배출 노즐은 편의상 도시하지 않음), 그리고 메뉴선택버튼(17c)(음료 추출량 조절, 스팀 또는 열수 배출 선택 등)로 구성되는데, 스팀다이얼은 희석, 설거지 등을 위한 열수 배출이나 스팀 배출 및 배출량을 조절하는 기능을 하며, 통상의 커피 머신과 대동소이한 기능을 구비하고 있는 것이어서 상세한 설명은 생략한다.

또 상기 하우징(10)의 기둥부(잔액트레이(19)가 구비된 베이스와 장착부(11)를 연결하는 부분)에는 통상의 커피 메이커와 같이 고온·고압의 물을 분사하기 위하여 보일러 및 펌프, 이의 제어 및 안전성 보장을 위한 각종 센서 및 컨트롤러 역할을 하는 마이컴 등이 구비되어 있는데, 본 발명의 핵심을 집중적으로 설명하기 위하여 이에 대한 도면 및 설명은 편의상 생략한다.

도시된 형태는 음료 메이커 중 커피 추출형 커피 메이커이나, 본 발명의 개념은 다양한 용기형 캡슐(capsule)(또는 용기(pod)) 또는 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩 타입의 카트리지 형태에 적용될 수 있으며, 이 카트리지에 포장 제공될 수 있는 추출대상체는 커피뿐 아니라 홍차, 녹차 등일 수 있고, 따라서 본 발명은 다양한 음료 제공을 위한 카트리지 추출용 음료 메이커에까지 보호범위가 미치는 것으로 해석되어야 한다.

또 상기 하우징의 '음료수용부'는 컵이 수용될 수 있도록 전방 개구된 형태를 갖는데, 이는 단지 추출된 음료가 배출되는 부분을 대표하여 도시한 것으로, 단순히(또는 악위적으로) 통상의 컵 외에 병이나 다른 용기를 수용하기 위한 구조의 것도 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

나아가 본 발명에서 '음료수용부'는 추출 음료를 공급하는 배출 노즐(13)(도시된 구조 외에 비노출형 등 다양한 구조를 가질 수 있다)로부터 호스나 튜브를 통하여 다른 장소로 추출된 음료를 이송하여 컵, 병, 보온용기 등 다양한 용기에 담는 방식을 취하는 것도 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서 본 명세서 및 청구범위에서 '음료수용부'는 단순히 임의의 '추출된 음료 리셉터클'을 대표하여 지칭한 것이고, 또 그 중 일례인 일반적인 구조를 도시한 것에 불과하다.

도 5 내지 도 9에 도시된 회전체(20)는 회전축이 수직방향으로 형성되어 있는 구조의 유니버설 음료 메이커(M)인데, 도 10에는 회전축이 수평방향으로 형성된 유니버설 음료 메이크(M1)가 도시되어 있다.

일반적으로 커피 카트리지, 특히 작은 용기에 로스팅된 커피 분말을 내장하고 상부에 커버시트(C1)(도 9 참조)를 융착한 형태의 카트리지(또는 캡슐)에 대하여 커버시트가 상부(또는 하부)에 위치하도록 한 상태에서 커버시트와 용기 본체 저면을 천공하고 고온·고압의 물을 분사하여 커피를 추출하는 방식이나,

카트리지(또는 캡슐)의 커버시트와 용기 본체 저면이 측면에 위치한 상태에서 천공을 거처 커피를 추출하는 형태 또한 시중에 판매되는 커피 메이커에 채용된 방식이며,

후자의 것은 커버시트와 용기 본체 저면을 천공하여도 추출 후 카트리지(또는 캡슐)에 남아 있는 액체가 그대로 용기에 머물러 있게 되어 제거시 잔액이 떨어지지 않아 상대적으로 깔끔하다는 장점이 있다.

따라서 도 8 및 도 9에 상대적으로 구체화하여 도시한 회전체 및 리셉터클 등의 개념은 도 10과 같이 회전축이 수평방향으로 배열된 턴터이블을 채용한 음료 메이커에도 쉽게 적용할 수 있으며, 이 역시 각각 회전체(20m), 회전체가 결합되는 하우징(10)의 장착부(11m), 카트리지 리셉터클(21m)들, 그리고 카트리지의 투입 및 배출을 위한 진퇴수단(23m)을 갖는다.

따라서 본 발명의 보호범위는 당연히 회전체 회전축이 중력방향과 일치하거나 어긋난 방향으로 배열된 음료메이커에도 미치는 것으로 해석되어야 한다.

도 5 내지 도 9에서, 하우징(10)의 장착부(11)에 축회전 가능하게 배열되는 회전체(20)는 회전수단(R)에 의하여 선회되는데, 도 8 및 도 9에 도시된 회전수단(R)은 회전체의 중앙축부(20x) 역할을 드럼에 볼트로 3점 결합되는 다이얼이며, 이 다이얼 타입 회전수단은 커버(11A) 상부 중앙에 노출된다.

원활한 회전 보장을 위하여 다이얼 타입 회전수단(R)의 하면은 코일스프링에 의하여 탄지된다.

필요에 따라 회전체의 회전은 기어비를 변화시켜 최적의 형태로 구성하여 회전에 소요되는 힘을 최소화시켜 좀 더 부드럽게 회전하도록 구성할 수 있고, 회전체 지지 지점에 베어링 등의 구름수단을 도입할 수도 있으며, 디스크 타입 회전체의 외곽에서 힘을 가하여 선회시킬 수도 있고, 자동화하여 전동모터의 힘에 의하여 선회되도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 핵심을 구성하는 회전체(20)는 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 중앙축부(20x) 외곽에 방사상으로 배열된 복수(도면에서는 5개)의 카트리지(CR) 리셉터클(30)의 결합부(21)를 갖는다.

도시된 형상은 일종의 턴테이블 구조이나, 동일한 기능을 하는 형태는 다양한 구조로 변형될 수 있다. 예를 들어 자전거 바퀴와 같이, 중앙 회전축과 방사상으로 배열된 복수의 리셉터클(일종의 홀더(holder))을 도입하고, 회전축과 각 홀더는 스포크(spokes)로 연결되는 구조를 갖도록 할 수 있다.

또 상기 회전체(20)에는 상기 카트리지(CR) 리셉터클(30)을 회전체 외부로 노출시키고 다시 수납하기 위한 진퇴수단이 구비되어 있다.

상기 진퇴수단은 특히 서랍식으로 열리고 닫혀 원하는 카트리지 종류에 맞게 선택된 리셉터클(30)을 넣고 빼내기 위한 슬라이딩부재(23)로 구성되어 있다. 이를 위하여 상기 결합부(21)는 트임부(21A)를 갖는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 슬라이딩부재(23)로 구성된 진퇴수단은 전면에서 잡아당길 수 있도록 손가락 투입홈(도 6 및 도 9의 하단 좌측 일점 쇄선 원 내 참조)을 갖는다.

나아가 상기 회전수단(R)에 의한 회전체(20) 회전시 카트리지(CR) 리셉터클(30)이 하우징(10)의 노즐(13) 위치에 정확하게 머물도록 하는 정지수단이 구비되는 것이 바람직한데,

상기 회전체(20)의 각 결합부(21)에는 상기 하우징의 추출 음료 배출 노즐(13)에 상응하는 노즐연통공(20n)이 구비되어 있다.

상기 정지수단은 특히 상기 슬라이딩부재(23)를 구성하는 파지부(23A)와 장착패널(23B) 중 장착패널 상부에 구비된 정지스프링(25)으로 구성되며, 판스프링 타입의 정지스프링 돌출부(25a)와, 이 돌출부가 탄지 결합하는 수용부재(30) 정면의 멈춤부(31a)로 구성된다. 필요에 따라 정지수단을 구성하는 정지스프링 돌출부(25a)와 멈춤부(31a)는 다양한 기계식 또는 전자식 스토퍼로 변형 채용될 수 있다.

서랍식으로 안정적으로 출몰하기 위하여 상기 회전체(20) 결합부(21)의 트임부(21A) 양측에는 안내부, 특히 직선형 안내부(27)가 구비되어 있고,

상기 리셉터클(30) 역시 이에 상응하는 피안내부(33)를 양면에 갖는다.

상기 리셉터클(30)에 수용되는 카트리지(CR)는 기본적으로 크기와 형상이 다른 이종 카트리지를 대상으로 하여 모두 다른 끼움부(31A)를 가질수 있고,

또 필요에 따라 복수의 동종 카트리지를 내장하고 연속적으로 회전체(20)를 돌려 가며 음료를 추출하는 것이 가능하므로, 필요에 따라서 각 리셉터클(30) 본체(31)의 일부 또는 모두는 동일(크기 및 모양)한 끼움부(31A)를 가질 수 있다.

서로 크기와 형상이 같거나 다른 카트리지 각각이 알맞게 결합되도록 리셉터클(30)은 본체(31)에 구비된 카트리지(CR) 끼움부(31A)의 형상은 다양하게 선택될 수 있다.

제조 용이성과 호환성 보장을 위하여 상기 회전체(20)의 결합부(21)는 공통된 형상과 크기를 갖는 것이 바람직하며, 이에 맞게 상기 각 리셉터클은 끼움부(31A) 외의 다른 부분, 특히 전후, 양측면, 하면은 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또 제품 구매 후 사용자가 하우징(10)의 커버(11A)를 열고, 리셉터클(30)(홀더(holder) 또는 트레이(tray))을 교체하거나, 진퇴수단을 이용하여 리셉터클(30)을 완전히 인출 분리하고 교체할 수도 있다.

상기 리셉터클 본체는 상기 피안내부(33) 하부 양측에 걸림부(31b)를 갖고, 상기 회전체 결합부(21)에는 상기 걸림부에 결합되는 스토퍼(21a)가 구비되어 있는데, 이 스토퍼는 스프링에 의하여 탄지되는 볼(또는 탄환) 타입으로 구성되어 있다. 또 상기 리셉터클에서 카트리지(CR)를 분리하기 위하여 리셉터클을 회전체(20)에서 노출시킬 경우 상기 리셉터클(30)이 회전체(20)에서 완전히 분리되지 않도록 하는 체류부재가 걸림턱, 걸림 판스프링 등 가구, 장난감 등에서 공지된 서랍 구조를 채용할 수 있다. 또 이러한 체류부재는 필요에 따라 리셉터클이 회전체에서 완전히 분리될 수 있는 구조를 갖거나, 별도의 체류부재 해제수단을 채용하고 있는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩부재(23)를 이루는 파지부(23A)와 장착패널(23B)은 상호 각자의 결합공(23h)(23h')에 끼워진 볼트(미도시됨)에 의하여 결합되고,

도 9 및 도 9의 하단 좌측 일점쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 장착패널(23B)은 상면에 레일부(23a)를 갖고, 상기 리셉터클(30)은 하면에 안내홈(31B)이 형성되어 있어 상호 결합되고,

상기 파지부(23A)는 상부 일측에 하향 형성된 엇물림부(23p)를 갖고, 상기 리셉터클의 본체(31)는 이에 맞게 상향 형성된 대응 엇물림돌기(31p)를 갖는다.

이들 상하 구속요소들(23p,31p)(23a,31B)은

안정된 회전체의 회전과, 상기 정지수단인 정지스프링(24)의 돌출부(25a)와 리셉터클 본체의 멈춤부(31a)의 결합으로

카트리지 리셉터클(30)(즉 회전체의 노즐연통공(20n))이 하우징의 노즐(13) 위치에 정확하게 머물게 된 상태에서

카트리지(CR) 투입을 위하여 슬라이딩부재(23)를 당기면 정확하게 세팅된 리셉터클(30)이 인출될 수 있도록 하는 기능을 한다.

상기 판스프링 타입의 정지스프링(25)은 양단이 장착패널(23B)의 노출홈(23b)에 돌출부(25a)가 위치하는 상태에서 노출홈 양측의 레일부(23a)와 두 고정돌기(23c)에 의하여 구속 고정된다.

진퇴수단(23)과 리셉터클(30)의 구속요소들, 즉 엇물림부(23p) 및 엇물림돌기(31p)와 레일부(23a) 및 안내홈(31B)은 다양한 엇물림 형태 또는 암수 결합형태로 변형될 수 있으며,

이를 대표하여 파지수단 및 리셉터클 사이에 구비된 상부 및 하부 '레일' 구조체라고 지칭할 수 있고,

기본적으로 원운동을 하는 회전체(20) 및 리셉터클(30)들의 궤적에 맞게 원호(圓弧) 형상을 갖는다.

나아가 진퇴수단인 슬라이딩부재(23)는 상시적으로 회전체(20)에 구속되는 형태인 것이 바람직한데,

도시된 형태는 중심축부(20x)를 축으로 회전하는 회전체(20)에 대하여 각 리셉터클(30)의 멈춤부(31a) 상부의 엇물림돌기(31p)와 안내홈(31B)이 형성된 원호(圓弧) 형상의 플렌지가 움직이는 궤적은 원을 이루게 되는데,

이에 대응하여, 즉 리셉터클 본체(31)의 엇물림돌기(31p)에 대응되는 파지부(23A)의 엇물림부(23p)와 리셉터클 본체(31)의 안내홈(31B)에 대응되는 장착패널(23B)의 레일부(23a)를 갖는 진퇴수단(23)이 구비된다.

이러한 구조에서 엇물림부(23p)와 레일부(23a)를 '제1구속요소'라고 지칭하고,

엇물림돌기(31p)와 안내홈(31B)을 '제2구속요소'라고 지칭할 경우,

제1구속요소의 구간 길이는 제2구속요소와 제2구속요소 사이의 이격거리, 즉 리셉터클과 리셉터클(30) 사이의 간격 보다 길어야 한다

(도 9에서는 두 부재(30) 사이에 구비된 삼각형 부재를 확인할 수 있고,

회전체에 대한 간섭방지를 위하여 이 삼각형 부재 외곽에서 중심축부(20x)은 중앙까지의 거리(즉 반지름)는 결합된 상태에서 리셉터클(30)의 제2구속요소 외곽에서 중심축부 중앙까지의 거리보다 짧아야 한다).

이를 통하여 각 리셉터클(30)은 항상 진퇴수단(23)과 결합된 상태를 유지할 수 있고, 진퇴수단(23)이 임의 분리되는 상황이 발생되지 않게 된다.

필요에 따라 대안적으로 이러한 진퇴수단의 임의 분리 방지 구조는 도시되지는 않았으나 진퇴수단, 즉 슬라이딩부재(23)가 상기 회전체(20)의 하부 플렌지(20f)에 파지부(23A)의 하면부가 구속되는 방식으로 구성될 수 있고,

이 플렌지(20f)는 트임부(21A) 부위에서는 없으며,

리셉터클(30)이 결합된 상태에서 평면에서 관찰했을 때 플렌지(20f)와 상기 제2구속요소는 간극이 없어(단, 리셉터클의 진퇴를 위한 미세 유격은 보장되어야 한다)

진퇴수단(23)의 제1구속요소는 회전체(20) 선회시 리셉터클(30)의 제2구속요소와 상하 레일 구조체(23p,31p)(23a,31B)를 이루며 만나다가, 리셉터클(30) 구간이 끝나면

리셉터클과 리셉터클 사이에 간극이 있어도

곧바로 (유의미한)중단 없이 회전체(20) 하부의 플렌지(20f)에 다시 구속될 수 있게 된다.

또 다른 진퇴수단의 임의 분리 방지 구조는 진퇴수단인 슬라이딩부재(23)는 자기가 결합되는 하우징(10)의 장착부(11) 커버(11A)에 형성된 진퇴 투입부(미지칭됨)의 외벽에 의하여 억지끼움 방식으로 고정될 수 있다.

다음으로 고온·고압의 물이 카트리지(CR)로 투입되고 음료를 추출 후 배출되도록 카트리지에 두 구멍을 형성하는 유통수단(50)과, 추출시 고온·고압의 물이 카트리지가 위치한 리셉터클 밖으로, 즉 외부로 누설되지 않도록 밀폐하고 밀폐된 상태를 유지하는 락킹부재(40)를 살펴본다.

상기 유통수단(50)은 회전체의 수직 중앙축부(20x)에 맞게 상부 및 하부 파괴수단(50A)(50B)로 구성된다. 또 각 리셉터클(30) 마다 상부 또는 하부 파괴수단이 각각 구비될 수 있으나, 제조 용이성과 단가 경쟁력 등을 고려하여 모든 리셉터클에 공통적으로 적용되는 하나의 상부 및 하부 파괴수단으로 구성된 것이 바람직하다.

도 9에서는 편의상 하부 파괴수단(50B)이 회전체 상부에 배열된 것으로 도시되어 있으나, 분해의 순서를 고려하면 하부 파괴수단(50B)은 회전체 하부에 배열되어야 한다(이러한 변칙은 도 8에서도 커버(11A) 상부에 위치하는 것이 적절한 회준수단(R)을 편의상 회전체와 인접한 위치에 배열, 도시하고 있다).

'음료 추출'을 위하여 본질이 되는 것은 추출용매 유통수단뿐 아니라, 추출용 용매, 즉 물이 카트리지의 추출원료(커피 분말(P)(도 9 참조))를 거치지 않고 무단 방류되어 추출이 이루어지지 않는 것을 방지하는 것도 중요하다.

따라서 추출용 용매가 리셉터클(30) 본체(31)의 끼움부(31A)에 투입된 카트리지를 거쳐 추출을 행한 후 배출되도록 하기 위한 락킹부재 및 밀폐수단을 구비하여야하며, 밀폐수단은 커피 분말(P) 등의 추출대상체가 내장된 캡슐(또는 용기(pod))이나 부직포와 같은 다공성 외피로 포장된 팩과 같은 다양한 카트리지를 무단 통과하지 임의의 수단을 의미한다.

하부가 개구된 리셉터클(30)으로 침투하여 카트리지(CR) 하부를 천공하는 천공돌기(55a)는 천공디스크(55)에 구비되어 있으며, 디스크 중앙을 절개하여 천공돌기 부분을 상향 절곡한 형태로 제조되어 있고, 추출된 음료의 배출을 위하여 천공돌기 주변에는 추출 음료 통과부(55b)가 형성되어 있다.

도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 도시된 캡슐(또는 용기(pod))형 카트리지(CR)에는 용기형 바디(C)에 먼저 하부 메쉬디스크(57)가 내장되고, 이어 추출대상체, 즉 커피분말(P)이 내장되며, 그 위에 상부 메쉬디스크(53B)가 덮이며, 이어 바디(C)의 개구부(Ca)는 가능한 진공포장 상태에서 커버필름(C1)이 덮여 바디(C) 상부 플렌지(Cb)에 부착된다. 이러한 형태는 카트리지의 일례를 예시한 것이다.

이러한 캡슐(또는 용기(pod)) 타입 카트리지를 위한 유통수단의 본질적 기능은 상부 및 하부 파괴수단(50A)(50B), 즉 천공핀(53a)과 천공돌기(55a)가 수행하게 된다.

먼저 상부 파괴수단(50A)은 기본적으로 천공핀(53a)으로 구성되며 락킹부재(40)와 연계된다.

락킹부재(40)는 레버(L), 다축링크(41,43,45), 그리고 장착드럼(47)을 포함한다.

추출을 위한 고온·고압의 물 누설 방지를 위하여 하우징 커버(11A) 전면 중앙에는 레버(L)가 구비되어 있는데, 이 레버는 장착드럼(47)의 제1축부(47a)에 결합되는 고정축(La)과 스윙축(Lb)을 갖는다.

레버(L) 및 다축링크(41,43,45)의 연계동작은 반찬용기 등에 많이 사용되는 속칭 매미고리 또는 캠록(cam lock)의 원리와 유사하다. 이 레버의 가압력은 또한 [슬라이딩부재(23) 및 리셉터클(30) 결합체]의 열림을 방지하는 기능도 한다.

도 9 및 도 9 상부 우측 첫 번째 및 두 번째 일점 쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이(레버(L), 다축링크(41,43,45), 장착드럼(47), 승강드럼(51)의 상호 연결을 위한 축핀은 편의상 생략함),

레버(L)의 스윙축(Lb)은 제1다축링크(41)의 제1축(41a)과 결합되고, 제1다축링크(41)의 제2축(41b)은 제2다축링크(43)의 연결축(43b)에 제3다축링크(45)의 상부축(45a)과 함께 결합되며,

제2다축링크(43)의 고정축(43a)은 장착드럼(47)의 제2축부(47b)에 결합되고,

제3다축링크(45)의 하부축(45b)은 승강드럼(51)의 축설부(51a)에 결합된다.

하우징(10)의 커버(11A) 전방의 상향 돌출부에 고정된 장착드럼(47)은 레버(L)를 움직임에 따라 지렛대의 원리에 의하여

후단 스윙축(Lb)이 움직여 제1, 제2 및 제3 다축링크(41,43,45)를 연속으로 움직이게 되고,

최종적으로 제3다축링크(45)의 하부축(45b)의 승하강에 의하여 승강드럼(51)이 위아래로 움직이게 된다.

또 레버(L)를 아래로 내려 커버(11A) 전방의 상향 돌출부로 돌출되지 않은 상태로 하면 레버(L)와 다축링크(41,43,45) 특유의 힘 작용지점 다원화로 캠록의 원리와 같이 리셉터클(30) 내에서의 추출용 열수의 압력에 의하여 레버(L) 및 그 연계부재의 해제나 요동이 방지된다.

도 9 및 도 9의 좌측 첫 번째 및 두 번째 일점 쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이,

상기 승강드럼(51)은 물탱크(15), 보일러 및 펌프와 연결된 관체(미도시 됨)가 통과하는 절곡형 열수통로(51A)를 갖고(도 9의 우측 첫 번째 일점 쇄선 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이, 승강드럼(51)의 반복된 움직임에도 관체가 파손되지 않도록 상기 장착드럼(47)의 후면 일측에는 관체가 통과하는 장공(47A)이 형성되어 있어, 승강드럼의 승하강에 따른 관체의 변위 공간을 보장하도록 되어 있다),

그 하면에는 가압디스크(53A)가 나사돌기(53p)를 통하여 대응되는 승강드럼(51)의 나사공(51b) 각각에 끼워지고, 이어 볼트가 세 나사돌기에 끼워져 확고한 고정을 보장한다.

또 상기 가압디스크(53A)는 승강드럼에 결합되기 전에 중앙 장착공(53h)에 천공핀(53a)이 그 걸림턱(53a')에 의하여 구속 결합되며, 수밀성은 걸림턱 상부에 결합된 오링(53b)을 통하여 보장하게 된다.

다음으로 레버(L)의 하강에 의하여 승강드럼(51)이 연동 하강하는 경우, 가압디스크(53A)에 의하여 눌려 카트리지(CR)의 바디(C) 개구부 둘레 플렌지와 밀착하여 천공핀(53a)을 통하여 배출되는 열수가 카트리지 내부로만 통과하고 카트리지를 거치지 않고 카트리지 바디 외면과 리셉터클(30) 끼움부(31A) 사이의 틈새를 거쳐 무단 배출되지 않도록 하는 밀폐수단의 본질을 구성하는 캡(53)은 중앙에 천공핀(53a)이 관통하는 중공(h)이 형성되어 있다.

또 다른 밀폐수단 또는 보조 밀폐수단으로 열수가 음료 케이커 외부로 유출되지 않도록 하는 부재는 리셉터클(30) 본체(31) 끼움부(31A) 외주면의 환형 턱 부우와 이에 엇물림 또는 맞물림 형태로 결합되는 승강드럼((51) 하단의 원형 테두리부이다.

상기 밀폐수단을 구성하는 캡(53), 특히 캡 바디(T)(도 1 참조)는 실리콘 또는 연질합성수지 등으로 구성되고, 상기 가압디스크(53A)에 억지끼움 또는 접착 형태로 고성되어 있다.

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 캡(53)은 상호 결합된 캡 바디(T)와 가압디스크(53A)로 구성된다.

다음으로 하부 파괴수단(50B)을 살펴보면, 상기 천공디스크(55) 중앙에는 천공돌기(55a)가 구비되어 있어 이에 의하여 카트리지(CR) 하부가 천공된다.

이상에서 설명한 락킹부재, 밀폐수단, 락킹부재의 연계동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 레버(L)의 하강에 의하여 승강드럼(51)이 연동 하강하고, 가압디스크(53A)가 변형 가능한 캡(53)을 누르면, 캡이 수축, 특히 가압디스크(53A)와 주되게 접촉하고 있던 상향 돌출 구조의 테두리(이로 인하여 가압디스크와 캡 사이의 이격 공간부가 발생한다)가 수축, 변형, 하강하면서 카트리지(CR) 바디(C)의 개구부 주변 테두리를 가압하여 바디 상면을 밀폐 차단하고,

승강드럼(51) 하부 플렌지는 리셉터클 본체(31) 끼움부(31A) 둘레의 환턱에 결합하여 2차 밀폐 및 고압의 열수 누출을 방지하여 안전성을 보장한다.

또 캡(53)이 수축하면서 가압디스크(53A)와 캡 사이의 이격 공간부가 없어지면서 가압디스크 하면에 돌출되어 있던 천공핀(53a)의 하단부(첨단부임)는 캡의 중공(h)을 관통하여 카트리지(CR)의 필름커버(C1)를 뚫게 된다.

이어 천공핀(53a) 하단부는 카트리지 바디 내의 메쉬디스크(53B) 중앙과 만나게 되고, 더 이상 하강하지 않는다.

도 9 및 도 9의 우측 세 번째 및 네 번째 일점 쇄선 원 내에 평면도 및 저면 사시도로 나란히 도시한 바와 같이, 캡(53) 하면에는 메쉬디스크(53B)가 배열되어 있어 특유의 동심원 구조의 분산홈(53g)들을 갖고, 이 분산홈에는 또 열수 통과공(53w)이 형성되어 있으며, 메쉬디스크(53B)의 하면 중앙에는 상광하협(上廣下狹) 형상의 중앙돌기(53n)가 형성되어 있는데,

이어서 고온·고압의 물이 펌프에 의하여 공급되면 천공핀(53a) 단부 구멍에서 뿜어져 나온 열수가

메쉬디스크(53B)의 분산홈(53g)들과 열수 통과공(53w)에 의하여 넓게 퍼져 추출대상체, 즉 커피분말(P)과 만나게 되고 추출을 시작한다.

메쉬디스크(53B) 하면에 형성된 상광하협(上廣下狹) 형상의 중앙돌기(53n)는 메쉬디스크의 얇은 두께에도 불구하고 상부에 중앙에 요홈부를 형성하는 역할을 하며, 이 요홈부에는 천공핀 단부가 수용되고 고압의 열수는 이 요홈부 벽면에 부딪혀 넓게 퍼져 고른 추출을 보장하게 된다.

한편, 천공핀(53a)을 거쳐 캡(53) 바디(T)의 중공(h)을 통과하여 공급되는 열수는 밀폐 캡(53)과 가압디스크(53A) 접촉 밀폐 구조에 의하여 수밀성이 유지되며,

또 가압디스크(53A) 상부 장착공(53h)에는 오링(53b)이 구비되어 있어 밀폐성이 보장된다.

완벽한 밀폐상태에 의하여 카트리지 바디 내부를 채운 열수는 소정 정도 변형 가능한 카트리지 바디(C) 하면을 가압하여 하강시키게 되고,

이에 의하여 바디(C) 하면이 천공디스크(55)의 천공돌기(55a)와 만나 뚫리게 된다.

카트리지(CR) 내부를 원활하게 통과하는 고온·고압의 물은 추출을 행하는데,

하부 메쉬디스크(57) 추출 액체만 배출되고 찌꺼기는 그 위에 체류하는 기능을 하며, 필요에 따라 하부 메쉬디스크에는 필요에 따라 필터를 더 안치할 수 있다.

하부 메쉬디스크(57)는 또 상부에 상향돌기(57n)를 갖는데, 이 상향돌기는 특유의 상협하광(上狹下廣)형상으로 인하여 카트리지를 통과하여 추출 기능을 수행한 열수가 음료로 바뀐 후 이 상향돌기를 타고 넓게 퍼지면서 메쉬디스크(57)의 구멍들을 통과하여 아래로 배출되도록 하는 기능을 한다.

상기 천공디스크(55) 하부에는 거품디스크(59)가 배열되는데, 이는 열에 강하고 환경호르몬 노출 위험이 적은 실리콘 소재나 기타 안전소재로 제조되는 것이 바람직하며,

천공디스크(55) 중앙에 치우친 추출 음료 통과부(55b)를 통하여 배출되는 추출음료가 방사상으로 배열된 안내로(59b)를 따라 거품디스크(59) 외곽으로 퍼진 후, 각 안내로 끝의 통공(59a)을 통과하면서 체류시간의 증대로 커피, 특히 에스프레스 특유의 풍미를 향상시키는 거품 또는 크레마(Crema, 조밀한 황금빛 갈색의 거품으로 에스프레소(Espresso) 샷을 덮는다)를 증가시킨다.

이상과 같이, 카트리지 상하면 천공 후 공급되는 고온·고압의 물은 원활하게 카트리지를 통과하며 하부로만 배출되므로 회전체(20) 결합부(21) 중앙위치의 노즐연통공(20n)과 하우징의 노즐(13)을 거쳐 음료수용부(10A)에 위치한 컵으로 추출액을 담을 수 있다.

필요에 따라(또는 카트리지의 종류 및 구조에 따라), 상부 파괴수단 또는 하부 파괴수단, 또는 이들 모두가 생략될 수 있는데,

예를 들어 하부 파괴수단은 단순히 상부파괴수단에 의하여 카트리지 바디 내부를 채운 추출용매의 압력에 의하여 파괴되도록 구비될 수 있는데,

예를 들어 카트리지 바디는 상부 개구부 뿐 아니라 하부 개구부를 갖고, 이 하부 개구부는 펌프에 의하여 공급되는 추출용매의 압력에 의하여 파괴될 수 있는 필름부재(합성수지 필름 또는 금속(알루미늄 또는 그 합금) 박판(foil))에 의하여 폐쇄된 형태일 수 있다.

추출이 끝나면 레버(L)를 열고 진퇴수단인 슬라이딩부재(23)를 당겨 개방하고, 노출된 리셉터클(30)의 끼움부(31A)에서 추출 후 찌꺼기만 남은 카트리지(CR)를 제거하면 된다.

또 그 대신에 회전수단(R)을 돌려 바로 다른 리셉터클(30)에 구비된 카트리지에 대한 추출을 행할 수 있다.

이후 필요에 따라서 리셉터클(30)은 회전체(20)의 결합부(21)에서 완전히 불리하여 세척을 실행할 수 있다.

이와 같은 회전체, 리셉터클(30), 락킹부재(40), 유통수단(50)의 개념은 도 10과 같은 수평 선회축 구비형 회전체를 구비한 유니버설 음료 메이커에도 알맞게 변형 적용될 수 있다.

한편, 카트리지 추출용 음료 메이커는 거품 또는 크레마(Crema)의 발생량을 더욱 증가시키기 위하여 별도로 거품발생수단, 보다 정확하게는 거품 '증량' 수단을 도입하고 있다.

이러한 거품발생수단은 앞서 도 1 내지 도 10과 관련하여 설명한, 조사별로 크기와 모양이 다른 카트리지 모두를 원하는 대로 선택하여 커피 등의 음료를 추출할 수 있도록 하기 위하여 유니버설 캡을 채용하여 리셉터클(receptacle)에 수용된 다양한 카트리지의 종류에 상관없이 커버시트 상면을 밀폐할 수 있는 카트리지 추출용 음료 메이커나,

상기 유니버설 캡과 함께, 다양한 이종 카트리지에 맞는 복수의 리셉터클이 구비된 회전체를 채용한, 진정한 유니버설 음료 메이커에 적용될 수 있음은 물론,

기존 일반 음료 메이커 또는 커피 메이커에도 적용될 수 있다(따라서 거품발생수단에 대한 이하의 기술 및 청구범위에서 '리셉터클'은 도 1 내지 도 10에 도시된 형태를 포괄하는 일반적인 카트리지 수용수단 또는 용기를 의미한다).

먼저, 제1거품발생수단(60A)과 관련하여 도 11의 [A]의 결합사시도(그 외 다른 구성요소는 도 1 참조)에서 확인할 수 있는 바와 같이,

추출대상체, 특히 커피(P)가 내장된 카트리지를 수용하는 끼움부를 갖고, 추출액 소통로(37a)가 형성된 본체(31)를 구비한 리셉터클(30)에 배열되며, 소통로(37a)와 연통되는 형태로 장착된다.

이러한 제1거품발생수단(60A)은 고정력 보장을 위하여 별도의 패널부재를 도입하고, 이 패널부재 역시 리셉터클(30) 본체(31)의 소통로(37a)와 연통되는 통과부를 갖는다.

특히 제1거품발생수단을 리셉터클 본체에 고정하기 위한 패널부재(F)는 원소스 멀티유즈(One-source Multi-use 또는 One-source Multi-tasking) 경향에 맞게 천공디스크(55)가 기능하며,

패널부재의 통과부는 천공디스크(55)의 통과부(55b)가 기능하게 된다. 천공돌기(55a)를 중심으로 등간격으로 배열된 세 통과부(55b)에 대응되게 상기 제1거품발생수단은 연통이 가능한 세 배출부(61b)를 구비하고 있다.

이러한 제1거품발생수단(60A)의 핵심은 통과부(55b)를 부분적으로 가리는 가요성 차폐부(61a)이다.

보다 본질적으로는 패널부재와 무관하게 제1거품발생수단(60A)의 핵심은 상기 리셉터클(30) 본체(31), 특히 저면부(37)의 소통로(37a)와 연결되는 추출액 배출부(61b)와, 상기 배출부 둘레에 구비된 가요성 차폐부(61a)라 할 수 있다. 이 경우에도 충분히 가요성 차폐부(61a)가 진동하고, 이에 의하여 낙하, 배출되는 추출액에 충격을 가하면서 거품 또는 크레마 발생량을 증가시킬 수 있다.

여기에 더해 패널부재(F) 또는 천공디스크(55)를 도입하는 경우에는 패널부재(F) 또는 천공디스크(55)의 통과부로 인하여 가요성 차폐부(61a)가 자유단 형태로 노출되고, 추출액은 추출액 통과부(55b)를 거쳐 배출되므로 추출액은 보다 집중적으로 가요성 차폐부(61a)와 접촉, 충돌하게 된다.

가요성 차폐부(61a)가 추출액 통과부(55b)를 가리는 정도는 거품 또는 크레마 발생량과, 추출액 배출유량 등을 고려하여 조정될 수 있다.

한편, 제1거품발생수단(60A)은 도 11 [A] 및 [A]의 하부 일점 쇄선 원내 단독 사시도(그 외 다른 구성요소는 도 1 참조)에서 확인할 수 있는 바와 같이,

리셉터클 본체(31), 천공디스크(55), 이후 도 11 [B]와 관련하여 설명할 제2거품발생수단(60B) 사이의 밀폐성 확보 편리성 등을 고려하여 한 몸으로 성형될 수 있으나,

가요성 차폐부(61a)에 해당하는 부분만을 가요성 합성수지나, 실리콘 시트(또는 필름)으로 제조할 수 있다.

이 가요성 차폐부 또는 제1거품발생수단(나아가 제2거품발생수단까지)은 고온에서도 환경호르몬 노출 위험이 적은 실리콘 소재나 기타 안전소재인 것이 바람직하다.

'가요성'(可撓性) 차폐부(61a)는 배출되는 추출액의 압력 또는 충격이나, 펌프 등으로 인한 음료메이커 자체의 진동으로 인하여 미세하게 진동하여 추출액을 튕기는 역할을 하게 되어, 그만큼 거품 또는 크레마의 발생량을 증가시킬 수 있다.

패널부재(F) 또는 천공디스크(55)의 통과부 크기 및 수에 맞게 이러한 가요성 차폐부(61a) 및 추출액 배출부(61b)의 배열 위치, 크기, 수가 정해지며,

이 가요성 차폐부(61a)(또는 제1거품발생수단(60A))의 두께는 진동특성 보장, 밀폐성 보장, 내구성 보장 등을 고려하여 선택된다.

나아가 제2거품발생수단(60B)은 도 11 [B]의 분해 단면도(그 외 다른 구성요소는 도 1 참조)에서 확인할 수 있는 바와 같이,

리셉터클(30), 특히 본체(31)에 수용되고, 상기 제1거품발생수단 하부에 배열됨, 추출액이 통과하는 소통공(63)을 갖고,

이 소통공은 상부의 패널부재(F) 또는 천공디스크(55)의 통과부, 제1거품발생수단(60A)의 배출부(61b)와 연결되고,

하부의 리셉터클(30) 본체(31) 저면부(37)의 소통로(37a)와 연결된다.

도 11 [B] 및 [B]의 하부 우측 일점 쇄선 원내 단독 확대 사시도에서 확인할 수 있는 바와 같이,

추출액 소통공(63)은 상부에서 하부로 가면서 지름이 가변되어, 협(狹)-광(廣)-협(狹) 크기를 갖는 제1 내지 제3 소통부(63a,63b,63c,63d,63e)로 구성되거나 ,

더 바람직하기로는 협(狹)-광(廣)-협(狹)-광(廣)-협(狹)를 갖는 제1 내지 제5 소통부(63a,63b,63c,63d,63e)로 구성되어 있어, 특유의 오리피스 구조로 거품 또는 크레마(Crema) 발생량을 더욱 증가시킬 수 있다.

또 실리콘, 기타 엘라스토머 소재나, 그 외 다양한 가요성 소재로 제2거품발생수단(60B)을 제조하는 경우, 1mm 보다 작은 크기를 갖는 소통공(63)이 막힐 수 있는데, 추출액의 압력에 의하여 소통공이 변형(하부로 쳐지는 형태로 변형됨)되는 경우 ,

소통공의 광(廣)폭 부위인 제2 및 제4 소통부(63b)(63d)로 인하여 협(狹)폭 부위인 제1, 제3, 제5 소통부(63a)(63c)(63e)가 확장될 수 있어, 그만큼 소통공(63)이 막히지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

또 제2거품발생수단(60B)의 소통공(63)은 도 11 [B] 및 [B]의 하부 우측 일점 쇄선 원내 단독 확대 사시도에서 확인할 수 있는 바와 같이,

제1소통부 보다 큰 제2소통부, 제2소통부 보다 작은 제3소통부, 제3소통부 보다 큰 제4소통부, 제4소통부 보다 작은 제5소통부가 상부에서 차례로 형성되어 있으며,

상세한 크기(각 소통부의 평단면도를 관찰했을 때, 각 단면적의 크기)는

제2소통부 ≒ 제4소통부 〉 제5소통부 〉제1소통부 〉제3소통부

의 크기를 갖는다.

그러나 제1소통부 ≒ 제3소통부 ≒ 제5소통부의 크기여도 무방하며, 가능한 제1 내지 3 또는 제1 내지 5의 소통부 크기라 서로 다른 것이 바람직하다. 이에 따라 각 소통부에서의 압력차이로 거품 또는 크레마의 양이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

필요에 따라 상기 소통공에서 지름이 가변되어 협(狹)폭과 광(廣)폭이 반복되는 소통부의 수는 더 증가될 수 있으며, 이때 박판 형태의 연결체(63A)에 형성된 소통부(63c)의 구조는 상호 이격된 형태로 복수 개 구비될 수 있다.

나아가 패널부재(F) 또는 천공디스크(55)와, 제1거품발생수단(60A), 제2거품발생수단(60B)은 각각 가장자리에 중첩부 또는 테두리(55c)(61c)(65a)를 갖고, 이 부분에서 추출액 누설 방지를 위한 밀폐성 및 고정력을 얻으며,

제1거품발생수단(60A) 및 제2거품발생수단(60B)은 상부의 패널부재(F) 또는 천공디스크(55)와 하부의 리셉터클(30) 본체(31)의 저면부(37) 사이에 개재되는 형태로 장착된다.

나아가 제2거품발생수단(60B)은 사발 형태와 유사하여, 제1거품발생수단(60A) 하부에 공간부(65)를 형성하게 되어 추출액의 체류 공간을 확보하고, 제1거품발생수단(60A)의 가요성 차폐부(61a)가 진동할 수 있는 공간을 보장하게 된다.

이상의 설명에서 마이컴에 의한 음료 메이커의 제어방법, 보일러, 펌프, 사용모드 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 음료 메이커 및 회전체와 리셉터클을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

M: 음료메이커 CR: 카트리지
R: 회전수단
10: 하우징 10A: 음료수용부
11: 장착부 13: 노즐
15: 물탱크 17: 조작부
19: 잔액트레이 19a: 그릴
20: 회전체 21: 결합부
21A: 트임부 21a: 스토퍼
23: 진퇴수단 23A: 파지부
23B: 장착패널 25: 정지수단
30: 리셉터클 31: 본체
31A: 끼움부 31B: 안내홈
31a: 멈춤부 33: 피안내부
40: 락킹부재 41,43,45: 다축링크
L: 레버 47: 장착드럼
50A,50B: 파괴수단 51: 승강드럼
53: 캡 53a: 천공핀
55: 천공디스크 55a: 천공돌기
57: 메쉬디스크 59: 거품디스크
60A,60B: 거품발생수단 61a: 차폐부
61b: 배출부 61c: 중첩부
63: 소통공 63a,63b,63c,63d,63e: 소통부
63A: 연결체 65: 공간부

Claims (5)

1. 추출대상체가 내장된 카트리지(CR)를 수용하는 끼움부(31A)를 갖고, 추출액 소통로(37a)가 형성된 본체(31)를 구비한 리셉터클(30); 및
   상기 리셉터클(30) 본체(31)의 소통로(37a)와 연결되는 추출액 배출부(61b)와, 상기 배출부 둘레에 구비된 가요성 차폐부(61a)를 갖는 제1거품발생수단(60A);을 포함하여 이루어지되,
   상기 리셉터클(30)에 수용되고, 상기 제1거품발생수단(60A) 하부에 배열되며,
   추출액 통과를 위하여 상호 연통된 제1소통부(63a), 제1소통부(63a) 보다 큰 제2소통부(63b), 제2소통부(63b) 보다 작은 제3소통부(63c)가 상부에서 하부로 배열되어 이루어진 소통공(63)이 형성되어 있는 제2거품발생수단(60B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지 추출용 음료 메이커.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 리셉터클(30) 본체(31) 저면에 배열되고, 상기 리셉터클(30) 본체(31)의 소통로(37a)와 연결되는 추출액 통과부(55b)를 갖는 패널부재(F)를 더 포함하고,
   제1거품발생수단(60A)은 상기 패널부재(F) 하부에 배열되고, 상기 가요성 차폐부(61a)는 상기 통과부를 부분적으로 가리는 것을 특징으로 하는 카트리지 추출용 음료 메이커.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 패널부재(F)는 천공디스크(55)인 것을 특징으로 하는 카트리지 추출용 음료 메이커.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 천공디스크(55) 하부에는 거품디스크(59)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지 추출용 음료 메이커.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2거품발생수단(60B)의 소통공(63)은 상기 제3소통부(63c) 하부에 배열되고 제3소통부(63c) 보다 큰 제4소통부(63d), 상기 제4소통부(63d) 하부에 배열되고 제4소통부(63d)보다 작은 제5소통부(63e)가 상부에서 하부로 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지 추출용 음료 메이커.

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