KR101581482B1 - 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치에 관한 것으로서, 이 장치는,
캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림 (9) 에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재 (6, 7) 의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐 (8) 을 수용하는 우려내기 유닛 (1) 을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 캡슐의 플랜지형 림에 밀봉 압력을 가하는 실질적으로 환형의 가압부 (14) 를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 존재하지 않을 때 캐비티에 주입된 액체가 누출되도록 닙에서 상대적으로 폐쇄되게 구성되며,
상기 제 1 또는 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 그의 환형 가압부에서 유동 지시 수단을 포함하고, 이 유동 지시 수단은 제 1 및 제 2 맞물림 부재가 닙에서 폐쇄될 때, 제한된 각진 반경 방향 내에서만 닙에서 액체 누출을 제어하기 위해 배치된 적어도 하나의 통로 (37) 를 포함한다.

Description

일회용 캡슐로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치{BEVERAGE PRODUCTION DEVICE FOR PRODUCING A BEVERAGE FROM A SINGLE-USE CAPSULE}

본 발명은 음료수를 포함하는 일회용 캡슐을 수용하도록 되어 있는 장치로부터의 음료 제조에 관한 것이다.

본 발명의 배경 분야는 음료 또는 다른 먹을 수 있는 (예컨대, 수프) 내용물을 포함하는 캡슐을 사용하는 음료 제조 시스템 분야이다. 액체와 이들 내용물과의 상호작용에 의해, 커피 또는 차 (tea) 와 같은 음료가 제조될 수 있다. 이러한 상호작용은 예컨대, 우려내기 (즉, 추출) 또는 용해 공정일 수 있다. 이러한 캡슐은, 특히 온수를 캡슐에 넣고 압력 하에 캡슐로부터 커피 음료를 배출시킴으로써 커피 음료를 제조하도록 분쇄 커피를 포함한다.

캡슐에 포함된 물질로부터 음료를 얻는 시스템과 방법은 예컨대, EP-A-512470 에 공지되어 있다.

특허 출원 EP 1 654 966 는 추출 특성, 특히 개방 및 추출 압력을 양호하게 제어하기 위해서 추출 시스템의 밀폐 상에 양호한 밀봉을 제공하는 개선을 제안한다. 이를 위해, 캡슐에는 부착 시일 또는 각각 새로 우려내기된 캡슐이 추출 시스템 내에 완벽하게 밀봉되도록 카트리지의 일체형 부품을 형성하는 시일이 설치되며, 이에 의해 카트리지 닙을 통해 외부로 우회하거나 물이 샐 어떠한 우려도 회피한다. 이 발명의 이점은, 캡슐이 사용되는 각각의 시간마다 새것으로 된 시일을 제공한다는 것이다. 다른 이점은 흡입 또는 진공의 효과를 통해 캡슐 케이지에서 캡슐의 "끼임 (sticking)" 을 방지함으로써 캡슐이 더 용이하게 해제될 수 있다는 것이다. 이를 위해, 이 발명은 캡슐 케이지의 가압 에지 상의 홈과 같은 공기 통로를 제공할 수도 있다.

그러나, 이 장치의 하나의 문제점은, 물이 우려내기 유닛에서 분사될 때, 그리고 캡슐이 존재하지 않을 때, 우려 내기 유닛이 액체 불침투성 방식으로 폐쇄될 수 없기 때문에, 이 유닛은 닙을 통해 제어되지 않은 방식으로 샐 수 있다는 것이다.

본 발명의 목적은 다른 가능한 추가의 이점과 함께 이러한 문제의 해결책을 제안하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치로서, 이 장치는,

캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐을 수용하는 우려내기 유닛을 포함하며,

캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐을 수용하는 우려내기 유닛을 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 캡슐의 플랜지형 림에 밀봉 압력을 가하는 실질적으로 환형의 가압부를 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 존재하지 않을 때 캐비티에 주입된 액체가 누출되도록 닙에서 상대적으로 폐쇄되게 구성되며,

상기 제 1 또는 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 그의 환형 가압부에서 유동 지시 수단을 포함하고, 이 유동 지시 수단은 제 1 및 제 2 맞물림 부재가 닙에서 폐쇄될 때, 제한된 각진 반경 방향 내에서만 닙에서 액체 누출을 제어하기 위해 배치된 적어도 하나의 통로를 포함한다.

따라서, 이 장치는 캡슐이 유닛 내에 존재하지 않거나 유닛이 폐쇄되는 경우에 우려내기 유닛으로부터 나오는 물 또는 액체의 누출 방향을 제어하기 위해 맞물림 부재의 닙에 구성되어 있다.

특히, 제 1 맞물림 부재는 환형 부분의 제한된 각진 경로 내에 위치된 적어도 하나의 누출 통로로 구성된 적어도 하나의 환형 가압 에지를 갖는 가압부를 포함하는 반면, 상기 각진 경로의 외측은 임의의 누출 통로가 없다.

특별한 모드에서, 제 1 맞물림 부재는 에지의 제한된 각진 경로 내에만 배치된 적어도 하나의 통로, 바람직하게는 일련의 통로를 포함하는 적어도 하나의 최외부 환형 가압 에지를 포함하는 가압부를 갖는다. 이에 따라, 액체 또는 물이 제한된 각진 유동 경로에서 우려내기 유닛 외부로 강제로 흐르게 되며 더이상 우려내기 유닛의 360°방향으로 흐르지 않는다. 그 결과, 액체가 예컨대, 장치의 음료 출구 및/또는 수집 트레이에서 더욱 용이하게 수집 및 방출될 수 있다.

바람직하게는, 일련이 누출 통로는 90°미만, 더 바람직하게는 약 1 ~ 50°로 에지의 각진 경로 상에 존재한다.

바람직하게는, 제 1 최외부 환형 가압 에지는 그 사이에서 통로를 한정하는 둘레에 분포된 일련의 톱니모양부와 상기 제한된 각진 경로 외측에 에지의 실질적으로 평탄한 부분을 포함한다.

바람직한 모드에서, 제 1 맞물림 부재는 제 2 에지, 즉 최내부 가압 에지를 포함하고, 이 최내부 가압 에지는, 예컨대 제 1 및 제 2 가압 에지 사이를 신장하는 환형의 액체 수집 리세스와 각각 인접한 톱니모양부 간의 액체 누출 반경 방향 리세스를 형성하는 일련의 톱니모양부를 포함한다. 캡슐이 우려내기 유닛에 존재하지 않는 경우, 물의 수집은 최내부 및 최외부 환형 가압 에지 사이에 배치되는 수집 리세스에 의해 개선된다. 이는, 물의 유동이 우려내기 유닛의 출구에서 특별히 허가된 방향으로 안내되는 것을 보장할 수 있다.

특히, 최내부 가압 에지에서의 톱니모양부는 에지의 전체 둘레를 따라 실질적으로 분포될 수 있다. 이는 공기가 가능한 모든 방향에서 캐비티에 진입할 수 있기 때문에 우려내기 유닛에서 캡슐의 우려내기 이후에 정확한 흡입 해제를 보장한다는 이점을 갖는다.

따라서, 한편으로는, 캡슐의 제거가 용이해질 수 있다. 다른 한편으로, 물의 수집은 여전히 중간 환형 리세스에 의해 이루어지며, 맞물림 부재의 최외부 가압 에지를 통해 제한된 각진 경로로 재배향된다.

바람직하게는, 제 1 맞물림 부재는 캡슐의 본체를 수용하는 내부 캐비티의 범위를 한정하기 위해 내방으로 신장하는 내부 리세스 표면을 포함한다. 즉, 제 1 맞물림 부재는 "캡슐 에지" 를 형성하는데, 이 캡슐 에지는 캡슐 본체의 최상부 및 측벽을 덮으며, 캡슐의 플랜지형 림에 가압력을 가하기 위해서 가압부에 종료된다. 제 1 맞물림 부재는, 동시 계류중인 국제 특허 출원 PCT/EP07/059930 에 개시된 바와 같이 증폭된 폐쇄 압력을 제공하는 수압 피스톤 조립체를 형성하는 하나의 단일 부품 또는 수개의 부품으로 형성될 수 있다.

특별한 모드에서, 내부 립 (rib) 이 주 캐비티의 표면에 제공될 수 있다. 수개의 내부 립은, 캡슐의 밀봉 부재가 봉입 부재의 강압부 사이에 정교하게 배치되는 것을 보장하기 위해서 캐비티에서 캡슐의 중심잡기를 실행하도록 바람직하게는 캐비티의 표면에 균일하게 위치된다. 예컨대, 120°의 각도 간격으로 위치된 3 개의 립이 캐비티에 배치되거나, 90°의 각도 간격으로 위치된 4 개의 립이 캐비티에 배치된다.

캐비티의 표면에서 리세스 가공된 추가의 수개의 홈이 캐비티에 제공될 수 있다. 홈은 캐비티 길이의 적어도 20 % 를 따라서, 그리고 캐비티의 길이 방향으로 신장한다. 홈은 캡슐과 캡슐 케이지 간의 흡입 효과를 감소시킬 수 있고, 이에 의해 장치가 재개방될 때, 즉 맞물림 부재가 서로 비교적 멀어질 경우 우려내기 공정 후에 사용된 캡슐의 회수를 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 캡슐은 캡슐에서 물이 주입될 수 있게 하는 주입 수단에 의한 천공을 필요로 하는 기밀 방식 캡슐일 수도 있다. 이를 위해, 물 입구와 적어도 하나의 천공 부재가 캡슐에서의 물 주입을 위해 캐비티의 바닥부에 제공될 수 있다. 맞물림 부재가 캡슐에 대해 폐쇄될 때, 캡슐은 찌름 부재 (들) 에 의한 폐쇄의 결과로서 자동으로 찌름된다. 찌름 부재 (들) 는 블레이드 (들), 니들 (들) 또는 임의의 다른 적합한 날카로운 찌름 요소 (들) 일 수 있다. 캐비티의 물 주입 입구는 찌름 부재로부터 분리될 수 있으며 또는 찌름 부재와 연관될 수 있다. 예컨대, 찌름 부재는 중앙의 물 주입 입구에 대해 배치된 일련의 블레이드일 수 있다.

그 자체로 공지된 바와 같이, 개방 원리는, 캡슐의 전달면, 즉 찌름 가능한 막 또는 파열 막이 제 2 맞물림 부재의 찌름 요소 (들) 에 대해 파열되거나 천공되는, 우려내기 공정중 캡슐에서 증가하는 액체의 압력에 기초한다.

따라서, 또한 캡슐이 지지되는 제 2 맞물림 부재에는 캡슐의 전달면을 찌르기에 적합한 일련의 찌름 요소를 형성하는 횡단 표면이 제공될 수 있다.

또한, 통상, 제 2 맞물림 부재는, 음료가 장치에 의해 제조될 때 컵 또는 유리잔이 배치되는 서비스 트레이에 음료를 안내하도록 설계된 음료 출구를 포함한다.

본 발명의 양태에 따르면, 우려내기 유닛은 바람직하게는, 유동 지시 수단이가 액체 흐름을 하방을 향하게 배향시킨 상태로, 맞물림 부재의 폐쇄시 배향된다. 따라서, 액체 또는 물이 수집될 수 있고, 예컨대, 장치에서 수집 리저보어 (reservoir) 로 방출될 수 있다. 특히, 폐쇄 모드에서 맞물림 부재는 수평 축을 따라 배향될 수 있다. 또한, 이는 맞물림 부재 사이의 캡슐의 삽입과, 중력의 효과에 의한 부재의 개방 후의 캡슐의 제거를 용이하게 하는 이점을 제공한다.

또한, 본 발명은, 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하기 위한 음료 제조 시스템으로서, 이 시스템은,

음료 내용물과 밀봉 플랜지형 림을 포함하는 일회용 캡슐, 및

캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐을 수용하는 우려내기 유닛을 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 캡슐의 밀봉 플랜지형 림에 밀봉 압력을 가하는 실질적으로 환형의 가압부를 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 존재하지 않을 때 캐비티에 주입된 액체가 누출되도록 닙에서 상대적으로 폐쇄되게 구성되며,

상기 제 1 또는 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 그의 환형 가압부에서 유동 지시 수단을 포함하고, 이 유동 지시 수단은 제 1 및 제 2 맞물림 부재가 닙에서 폐쇄될 때, 장치에서 캡슐의 부재시 제한된 각진 반경 방향 내에서만 액체 누출을 제어하기 위해 배치된 적어도 하나의 통로를 포함한다.

캡슐은 그의 플랜지형 림에서 재료의 변형가능한 밀봉 두께를 포함한다. 밀봉 두께는 플랜지형 림에 추가되거나 림에 일체형인 밀봉 부재일 수 있다. 밀봉 부재는 예컨대, 고무 탄성 또는 플라스틱 재료일 수 있다. 예컨대, 밀봉 부재는 플랜지형 림에 연결되는 작은 실리콘 고무 링이다.

장치에 삽입될 때, 우려내기 유닛과 캡슐 간의 관계를 고려하면, 제 1 맞물림 부재의 가압부, 예컨대 캡슐 케이지는 우려내기중 액밀 배열을 제공하기 위해서 캡슐의 밀봉 두께를 확실히 가압할 수 있다. 특히, 밀봉 재료의 두께와 그의 경도는, 장치가 캡슐에 대해 폐쇄될 때 최내부 가압 에지의 톱니모양부 사이의 틈을 채우기 위해 결정될 수 있다. 예컨대, 밀봉 부재의 두께는 최내부 가압 에지의 면적에서 실질적으로 최대이다. 최대 두께는 약 0.1 ~ 2.0 mm, 가장 바람직하게는 0.2 ~ 1.0 mm 일 수 있다. 또한, 밀봉 부재의 경도는 유리하게는 61 쇼어 A 미만일 수 있다.

본 발명의 캡슐은 분쇄된 커피 분말과 같은 물질의 1 회분을 포함하는 기밀 방식의 밀봉 캡슐일 수 있다. 이 캡슐은 본체와 본체의 림 상에 결합되는 파열 막을 포함하는 단순 구조일 수도 있다. 파열 막은 통상 수 마이크로미터의 알루미늄 및/또는 플라스틱으로 제조된다. 알루미늄에 대해서는, 파열 막의 두께는 바람직하게는 약 10 ~ 100 마이크론으로 포함된다. 캡슐에서의 신선함을 유지하기 위해서, 캡슐에서는 산소가 실질적으로 제거되며, 질소 또는 임의의 다른 적절한 불활성 가스와 같은 보호 가스가 캡슐에 포함될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 모드에 따른 음료 제조 장치의 폐쇄 상태의 부분 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 음료 제조 장치의 횡단면과 캡슐이 삽입되기 이전의 개방 모드의 부분 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 음료 제조 장치의 횡단면과 캡슐이 삽입되지 않은 폐쇄 모드의 부분 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 제 1 의 가능 모드에 따른 캡슐 케이지의 사시도이다.
도 5 는 도 4 의 캡슐 케이지의 상세도이다.
도 6 은 본 발명의 제 2 의 가능 모드에 따른 캡슐 케이지의 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 캡슐 케이지의 상세도이다.
도 8 은 닙에서 우려내기 유닛의 캡슐의 기밀방식 밀봉 배치의 상세도이다.

도 1 및 도 2 는 음료 제조 장치의 부분도를 도시한다. 단순화를 위해서, 완전한 장치중 우려내기 유닛 (1) 만이 도시되어 있다. 그러나, 이러한 유닛은 더 복잡한 장치, 예컨대 커피 머신에 일체식이거나 커피 머신에 결합되며, 이 커피 머신은 특히 물 공급장치, 펌프와 같은 물 전달 수단, 히터, 전자 제어 보드, 드립 트레이, 캡슐 트레이 등과 같은 추가 부품을 포함한다.

본 명세서에서, 용어 "음료 제조 시스템" 은 음료 제조 장치와 이 장치에서 우려내기를 위해 사용되는 캡슐의 조합을 규정하도록 사용된다.

일반적인 방식에서, 우려내기 유닛 (1) 은 프레임 (2) 과 음료를 위한 유동 지시기를 형성하는 음료 출구 조립체 (3) 를 포함한다. 유동 출구 조립체는 하방으로 향하는 출구 (5) 에서 끝이나는 커버 (4) 를 포함한다.

우려내기 유닛은 우려내어지는 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐 (8) 을 수용하도록 배치된다. 용어 "캡슐" 은 임의의 가요적이며 반 강성 및/또는 강성이 있는 용기를 포함한다. 바람직하게는, 캡슐은, 그 안에 물을 수용하기 위해서, 유닛의 적절한 개방 수단에 의해 개방되는 알루미늄 및/또는 플라스틱제 기밀 용기이다. 따라서, 우려내기 유닛 (1) 은 캡슐 (8) 에 대해 서로 상대적으로 폐쇄되어 캡슐 둘레에 우려내기 봉입물을 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재 (6, 7) 를 포함한다. 맞물림 부재는 비교적 서로에 대해 고정되거나 이동가능한 수개의 요소로 만들어질 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 캡슐 (8) 은 EP 1646305B1 또는 EP 1757212B1 에 개시된 바와 같은 적절한 안내/리테이닝 시스템에 의해 최상부 개구 (50) 에서 그리고 우려내기 유닛의 안내 측 채널 (51) 을 따라 중력에 의해 삽입될 수 있고, 이후 맞물림 부재 (6, 7) 의 폐쇄 이전에 중간 위치에 유지될 수 있다.

바람직한 음료 제조 시스템의 캡슐 (8) 은 통상 우려내기 유닛의 안내 채널 (51) 을 따라 미끄러지는 플랜지형 림 (9) 을 포함하고, 이 림은 캡슐에 대해 맞물림 부재의 폐쇄 위치에서 맞물림 부재의 폐쇄 압력이 적용되도록 되어 있다. 캡슐은 절두 본체 (10) 와, 림 (9) 에서 밀봉되는 파열 막 (11) 을 포함한다. 밀봉 부재 (13) 는, 밀봉 부재가 맞물림 부재에 의해 닙에서 압축될 때, 플랜지형 림에서의 수밀식 밀봉을 보장하기 위해서 추가로 캡슐의 일부일 수 있다.

밀봉 부재 (13) 는 고무 탄성 또는 연질 플라스틱, 발포체, 종이 또는 섬유 또는 효과적인 밀봉 효과를 제공할 수 있는 다른 임의의 적절한 압축 가능한 밀봉 수단으로 만들어진 추가 부재일 수 있다. 또한, 캡슐의 본체 자체가 플라스틱제인 경우, 밀봉 부재는 플랜지형 림 자체, 예컨대 비교적 연질 플라스틱의 빌트인 부품일 수도 있다.

도 2 및 도 3 에 도시된 바람직한 모드에서, 제 1 맞물림 부재 (6) 는 캡슐의 플랜지형 림 (9) 에 폐쇄 압력을 가하는 특별하게 설계된 환형 가압부 (14) 를 포함한다. 이 환형 가압부 (14) 는 폐쇄시 캡슐 본체를 수용하도록 이루어진 대형 캐비티 (16) 를 포함하는 캡슐 케이지 (15) 의 일부일 수 있다. 제 1 맞물림 부재 (6) 는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 그리고 이와 반대의 위치로, 즉 캡슐 및/또는 제 2 맞물림 부재 (7) 에 대향하여 이동, 예컨대 병진 이동으로 안내되게 프레임에서 구성된다. 이를 위해, 캡슐 케이지는 프레임의 측상에 제공된 길이 방향 안내 레일 또는 슬롯 (18) 에서 맞물림되는 직경 방향으로 대향된 측방향 돌기 (17)(도 4) 를 포함한다. 개방 및 폐쇄 위치에서의 맞물림 부재 (6) 의 이동은 수동 또는 모터 구동 방식의 구동 조립체 (19) 에 의해 제어된다. 도시된 모드에서, 구동 조립체는 니 조인트 (knee-joint) 기구 및 수동 레버 (21) 를 포함하는 힘 디멀티플리케이션 (demultiplication) 수단 (20) 을 포함한다. 이러한 구동 수단을 포함하는 음료 제조 모듈의 간략한 설명이 EP 1859713A1 에 개시되어 있다. 캠 형 시스템 또는 수압식 폐쇄 시스템과 같은 다른 가능한 기구가 또한 폐쇄시 서로에 대해 맞물림 부재 (들) 를 작동시키기 위해서 사용될 수 있다. 예컨대, 또한, 폐쇄 시스템은 다른 바람직한 모드로 동시 계류중인 유럽 특허 출원 EP 07117853.7 에 개시되어 있다.

제 2 맞물림 부재 (7) 는 프레임에 대해 고정될 수 있다. 바람직한 모드에서, 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 가압되는 횡단 표면을 포함하는 캡슐 홀더 (22) 를 포함한다. 더 상세하게는, 그 표면은 캡슐의 플랜지형 림이 가압될 수 있는 실질적으로 평탄하거나 약간 오목한 환형 가압면 (23) 을 포함한다. 캡슐 홀더가 유닛의 전방 프레임 워크 (26) 에 고정식으로 삽입될 수 있다. 캡슐 홀더의 중심에 캡슐의 파열 막 (11) 을 찌르는데 적합한 일련의 찌름 요소 (24) 가 배치된다. 찌름 요소는, 액체의 충분한 압력이 캡슐에 도달되는 경우에 캡슐의 파열 막을 개방하도록 기능한다. 찌름 요소는 중간에서 채널 (25) 의 한계를 정하도록 이격되는 피라미드 또는 원뿔과 같은 작은 돌기의 네트워크를 형성할 수 있다. 채널 (25) 은 관통 구멍 (도시 생략) 을 경유하여 캡슐 홀더를 통해 액체가 출구 조립체 (3) 로 수집되고 배출될 수 있게 한다. 예컨대, 출구 조립체 (3) 는 임의의 적절한 연결 수단에 의해 전방의 프레임워크 (26) 에 고정된다. 주 캐비티 (27) 는 출구 (5) 에 음료를 수집하고 안내하기 위해서 음료 출구 조립체를 향해 아래로 좁아진다. 캡슐 홀더의 특별한 구조의 예는 EP 512470B1 에 개시되어 있다. 물론, 파열 막의 다른 가능한 찌름 구조로는 니들, 환형 또는 반경 방향 립 또는 블레이드 등이 상정될 수 있다. 또한, 단일 찌름 요소, 예컨대, 중앙이 뾰족한 것 (central point) 이 사용될 수 있다.

제 1 맞물림 부재는 캡슐의 제 1 의 물 도입측에서 개구를 천공하기 위해 천공 요소 (28) 를 더 포함할 수 있다. 천공 요소는 바람직하게는 캡슐 케이지의 캐비티 (16) 내에 위치된다. 바람직하게는, 수개의 천공 요소, 예컨대 2 ~ 8 개의 블레이드 또는 니들이 캐비티 내에 위치된다. 예시로서, EP 1299022 B1 은 케이지에서 천공 요소의 바람직한 배열을 포함하는 캡슐 케이지를 제공한다. 또한, 이 캐비티는 제 1 맞물림 부재를 통해 배치된 물 공급 라인 (29) 과 물을 연결한다. 물 공급 라인 (29) 은 물 입구 (30) 에 의해 캐비티에서 끝이나며, 물 입구 (30) 는 물 펌프가 중단되고, 펌프의 자체 주입 (priming) 을 용이하게 하기 위해 물 공급 라인에서 물을 유지할 때, 물 공급 라인에 있는 잔류의 물이 캐비티로 떨어지는 것을 방지하는 스프링 바이어스드 밸브 (31) 에 의해 선택적으로 폐쇄될 수도 있다. 물 공급 라인은 캐비티 (도시된 바와 같음) 에서 중심을 벗어난 (off centerd) 구조, 또는 대안으로, EP 1299022 B1 에 개시된 바와 같은 천공 요소 (28) 에 의해 규정된 패턴 내에 캐비티의 길이 방향 축선의 배열에 배치될 수도 있다.

게다가, 제 1 맞물림 부재 (6) 는 동시 계류중인 국제 특허 출원 (PCT/EP07/059930) 에 개시된 바와 같이, 수압 증폭식 폐쇄 시스템을 형성하는 피스톤 부품 (32) 을 포함하는 수개의 부품과 함께 캡슐 케이지로 형성될 수 있다. 이를 위해, 캡슐 케이지는 피스톤 부품 (32) 과 후방 지지체 (33) 를 포함하고, 이 부품과 후방 지지체는 중간 시일 (34) 과 함께 장착되어 케이지에서 분사되는 압력수의 효과에 의해 캡슐 및/또는 캡슐 홀더 상에 피스톤 부품의 가압부 (14) 를 민다. 캡슐 케이지에서 흡입력 (vacuum force) 에 의해 캡슐이 끼이는 것을 방지하기 위해서 캐비티에 실질적으로 길이방향으로 신장하는 수개의 내부 홈 (12) 을 캡슐 케이지의 캐비티 (16) 의 내부면에 포함한다. 바람직하게는, 홈은 피스톤 부품 (32) 의 전체 길이에 걸쳐 신장한다.

본 발명의 원리에 따르면, 특히 적절한 캡슐 (8) 이 장치에 삽입되지 않을 때, 맞물림 부재의 폐쇄 상태에서 액체의 누출을 제어하기 위해 환형 가압부 (14) 에 유동 지시 수단이 제공된다.

도 3 은, 맞물림 부재 (6, 7) 가 폐쇄되며 캡슐이 존재하지 않는 모드를 도시한다. 이에 의해 맞물림 부재 (6, 7) 는 닙 (50) 에서 서로에 대해 가압된다.

도 4 는 특별한 구조의 가압부 (14) 를 갖는 제 1 맞물림 부재의 피스톤 부품 (32) 의 가능한 구조를 도시한다. 이 실시예에서, 가압부 (14) 는 제 1 의 외부 환형 가압 에지 (36) 를 포함하고, 이 환형 가압 에지는 환형 가압 에지 (36) 의 제한된 각진 경로 (35) 를 따라 제공되는 일련의 액체 유동 통로 (37) 를 포함한다. 바람직하게는, 이 통로는 130° 미만, 더 바람직하게는 90° 미만의 각도 경로 내에 제공된다. 바람직하게는, 이 경로는, 이러한 케이지가 우려내기 유닛에서 실질적으로 수직한 위치에 설치될 때 케이지의 중간의 수평면 (P) 아래를 향한다. 예컨대, 1 ~ 20 개의 별개의 통로가 제공될 수 있다. 이 통로는 가압 에지의 각진 경로 내에 분포되는 수개의 톱니모양부 (38) 에 의해 바람직하게 제한된다. 가압 에지는 통로를 포함하는 각진 경로의 외부에 실질적으로 평탄한 에지 (39) 를 포함한다. 평탄한 에지는 환형 가압 면 (23) 에 직접 가압되어, 2 개의 맞물림 부재가 그 안에 케이스화된 캡슐 없이 폐쇄되는 경우, 밀봉 방식 닙 배열체를 형성한다 (도 3). 따라서, 평탄한 에지가 에지의 환형상 둘레부의 일부분에만 걸쳐 신장하기 때문에, 에지에서의 통로 (37) 는, 맞물림 부재들이 폐쇄되고, 장치에서의 적절한 캡슐이 없는 경우에, 액체의 제어된 누출을 제공한다. 더 자세하게는, 통로는 제한된 각진 유동 경로 또는 통로 면적 (35) 에서 흐름을 지시한다. 바람직하게는, 이에 의해, 캐비티를 떠나는 액체의 흐름이 닙 (50) 에서 하방으로 안내된다.

가압부 (14) 는 도 5 에서 더 상세히 볼 수 있는 내부 환형 가압 에지 (40) 를 추가로 포함한다. 내부 에지 (40) 는 또한 그 사이에서 유동 통로 (42) 를 한정하는 일련의 톱니모양부 (41) 를 포함한다. 바람직하게는, 중앙 환형 리세스 (43) 가 외부 에지 (36) 와 내부 에지 (40) 사이에 형성된다. 중앙 환형 리세스 (43) 는, 액체가 외부 에지를 통해 가로지르기 이전에 내부 에지를 통해 가로지르는 액체의 수집을 허용한다. 이 예시에서, 내부 에지 상의 톱니모양부는 에지의 제한된 각진 경로를 따라서만 제공된다. 예컨대, 톱니모양부는 동일한 각진 영역에서 실질적으로 제공되지만, 동일한 각진 경로를 따라 이들 톱니모양부가 분포해야만 하는 것은 아니다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 유동 편향 부품 (44) 은 가압부 (14) 의 둘레에서 중심을 벗어난 위치에 제공될 수 있다. 더욱 자세하게는, 유동 편향 부품 (44) 은 액체 흐름을 수용하고 맞물림 부재의 폐쇄 위치에서 출구 조립체 (3) 로 액체 흐름을 안내하도록 외부 가압 에지의 흐름 통로 (37) 아래에 위치된다. 예컨대, 도 3 에서는, 유동 편향 부품 (44) 이 출구 조립체 커버의 후방 개구 (45) 에 맞물리는 것을 알 수 있다. 유동 편향 부품 (44) 은 출구 조립체의 캐비티 (46) 그리고 이후 음료 출구 (5) 에 액체 유동을 직접 안내하는데 사용된다. 캐비티 (46) 는 분리 벽 (47) 에 의해 주 캐비티 (27) 와 구별될 수 있으며, 또는 대안으로 캐비티 (27) 와 같은 캐비티일 수 있다. 액체는 닙 아래에 직접 배치되는 방출 리저보어에서와 같은 상이한 위치에서 방출될 수 있다. 이 경우에, 유동 편향 부품은 필수가 아닐 수 있다. 유동 편향 부품 (44) 은 펀넬 (funnel) 및/또는 튜브 부분을 갖거나 이들 부분이 없는 경사면과 같은 상이한 형태를 취할 수 있다.

도 6 및 도 7 은 가압부의 유동 지시 수단의 상이한 실시형태를 도시한다. 여기서, 가압부 (14) 는 환형 리세스 (43) 에 의해 분리되는 외부 에지 (36) 와 내부 에지 (40) 를 포함한다. 외부 에지는 에지의 제한된 각진 경로 또는 통로 면적 (35) 에 집중된 중간 액체 누출 통로 (37) 를 형성하는 일련의 톱니모양부 (38) 를 갖는다. 통로 면적의 외부측에서, 이후, 에지는 연속한 가압 에지 면 또는 에지 라인 (39) 을 제공하기 위해서 평탄한데, 즉 둘레 방향으로 주름지지 않는다. 이후, 내부 에지 (40) 가 그의 전체 둘레 길이를 따라 실질적으로 분포된 톱니모양부 (48) 를 갖는다. 이러한 원리에 따르면, 누출 면적은 톱니모양부 (48) 사이에 형성된 작은 리세스 (49) 에 의해 내부 에지의 전체 둘레를 통해 만들어진다. 이후, 액체는 외부 에지의 집중된 통로 면적 (35) 으로 액체 유동을 안내하는 환형 리세스 (43) 에서 수집된다. 이 톱니모양부 (48) 는 정점에 의해 각각 하나의 단부에서와 같은 형상을 가질 수 있고, 각각의 통로 (49) 는 캡슐의 플랜지형 림 상의 양호한 밀봉을 촉진시키기 위해서 오목한 곡선을 형성한다.

가압부가 외부 및 내부 에지로 형성될 수 있고, 이들 에지는 동일 요소에 일체식임에 유념해야 한다. 그러나, 대안으로, 외부 에지는 상이한 요소로 형성될 수 있다. 예컨대, 외부 에지는 경질 플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있는 내부 에지보다 더 탄성이 있는 재료, 예컨대 열가소성 탄성체 (TPE) 로 형성될 수 있다.

캡슐 케이지의 캐비티 (16) 의 내부 면에는 흡입력에 의해 캡슐 케이지에 캡슐이 끼이는 것을 방지하기 위해서 실질적으로 길이 방향으로 신장하는 내부 홈 (12) 이 추가로 제공될 수 있다.

게다가, 수개의 립 (52) 이 캡슐 케이지에서 캡슐을 위한 중심 잡기 수단을 제공하기 위해서 캡슐 케이지에 규칙적인 간격으로 배치될 수 있다. 캡슐 케이지에서의 캡슐의 중심 잡기는, 캡슐의 플랜지형 림이 맞물림 부재의 가압부들 사이에서 닙에 정교하게 배치되는 것을 보장한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 캡슐이 장치에 삽입되지 않을 때 (또는, 소정의 가능한 환경하에서, 액체 밀봉식 맞물림을 제공하기에 적합하지 않은 원치않는 캡슐이 삽입될 때), 제어된 액체의 누출이 실행된다. 이러한 누출은 설명한 바와 같이, 유동 지시 수단, 특히 맞물림 부재 (들) 의 가압부에서 구별되어 배치된 통로에 의해 이루어진다. 특히, 캐비티에 주입된 물이 통로를 통해 배출구, 예컨대 유동 편향기, 이후 음료 출구의 캐비티로 하방으로 흐를 수 있도록, 유동 지시 수단이 구성된다. 이러한 배치는, 캡슐이 장치에 존재하지 않을 때 (예컨대, 캡슐 케이지의 세정중), 모든 물을 수집할 수 있게 한다.

도 8 은 우려내기 유닛에서 케이스화된 캡슐을 도시하는데, 이 캡슐의 밀봉 부재 (13) 가 닙 (35) 에서 가압되고 있다. 캡슐은 기밀 방식 배치를 제공하기 위해서 최내부 가압 에지 (40) 에 의해 압축되는 밀봉 부재를 포함한다. 특히, 밀봉 부재 재료, 예컨대 실리콘 고무가 톱니모양부 (41) 에 의해 압축되는 반면, 이 밀봉 부재 재료는 톱니모양부 사이에 배치된 통로 또는 리세스를 채운다. 그 결과, 효과적인 액체 장벽이 최내부 가압 에지 (40) 에서 얻어지고, 닙에서의 액체의 우회는, 물이 캡슐에서 주입될 때 캡슐에서의 고압 발생을 방지하며, 이에 따라, 캡슐에서의 압력 증가의 결과로서 찌름 요소 (24) 에 대항하여 파열 막 (11) 이 파열되는 것이 방지된다. 또한, 최외부 가압 에지 (36) 는 밀봉 부재에 있거나 그 근처에서 캡슐의 플랜지형 림 (9) 을 가압할 수도 있다. 최외부 가압 에지 (36) 및 환형 리세스 (43) 는 액체에 대한 제 2 의 물리적인 액체 장애물을 형성함으로써 가압부 (14) 의 액체 밀봉의 유효성을 강화시킬 수 있다.

또한, 시일의 유효성은 밀봉 부재 재료의 치수, 기하학 및 등급 (경도) 에 따르며, 이에 따라 가압부에서의 통로, 특히 최내부 가압 에지 (40) 에서의 통로 (42, 49) 에 남겨진 틈을 보충하도록 적용되어야 한다. 특히, 최내부 가압 에지의 영역에서의 밀봉 부재의 두께는 통로 (42) 의 높이보다 높다. 밀봉 재료의 경도는 충분히 압축할 수 있게 유지되도록 바람직하게는, 60 쇼어 A 이하이며, 가장 바람직하게는 약 30 +/- 5 쇼어 A 이다. 단지 예시로서, 밀봉 부재의 최대 두께는 0.4 ~ 1 mm 일 수 있다. 통로 (42) 는 0.2 ~ 0.7 mm 로 구성될 수도 있다. 물론, 이들 수치 파라미터는 본 발명을 제한하고자 하는게 아니라 단지 작업 예시의 예시적 목적으로 부여된다.

또한, 밀봉 부재는 본체 (10) 에 일체식일 수도 있고, 밀봉 부재의 재료는 비교적 연질 플라스틱과 같은 캡슐의 본체 재료와 같을 수 있다. 이러한 경우, 밀봉 부재는 예컨대, 가압부 (14) 의 면적에서 플랜지형 림의 증가된 두께에 의해 형성될 수 있다.

본 발명은 다양한 가능한 변형예를 포함할 수도 있다. 예컨대, 우려내기 유닛은 폐쇄시 양자가 이동가능한 2 개의 맞물림 부재를 포함할 수도 있다. 다른 가능한 실시형태에서, 가압부는 제한된 각도 경로에서 누출 통로 (들) 를 갖는 단일의 가압 에지로만 이루어질 수도 있다. 다른 가능한 실시형태에서, 시스템은 EP 0602203 B1 에 개시된 캡슐과 같은 대칭 형상의 캡슐을 수용하도록 설계된다. 이는, 맞물림 부재가 캡슐을 수용하고 가요성의 플랜지형 림을 가압하기 위해서 실질적으로 동일한 형상의 수용 캐비티를 포함하는 것을 의미한다.

Claims (16)

1. 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하는 음료 제조 장치로서, 이 장치는,
   캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐을 수용하는 우려내기 유닛을 포함하며,
   상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 캡슐의 플랜지형 림에 밀봉 압력을 가하는 환형의 가압부를 포함하며,
   상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 존재하지 않을 때 캐비티에 주입된 액체가 누출되도록 닙에서 상대적으로 폐쇄되게 구성되며,
   상기 제 1 또는 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 그의 환형 가압부에서 유동 지시 수단을 포함하고, 이 유동 지시 수단은 제 1 및 제 2 맞물림 부재가 닙에서 폐쇄될 때, 제한된 각진 반경 방향 내에서만 닙에서 액체 누출을 제어하기 위해 배치된 적어도 하나의 통로를 포함하는, 음료 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   제 1 맞물림 부재는 환형 부분의 제한된 각진 경로 내에 위치된 적어도 하나의 누출 통로로 구성된 적어도 하나의 환형 가압 에지를 갖는 가압부를 포함하는 반면, 상기 각진 경로의 에지 외측은 임의의 누출 통로가 없는, 음료 제조 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 환형 가압 에지는 가압부의 최외부 환형 가압 에지인, 음료 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 최외부 환형 가압 에지는 그 사이에서 통로를 한정하기 위해 둘레에 분포된 일련의 톱니모양부와 상기 제한된 각진 경로 외측에 에지의 평탄한 부분을 포함하는, 음료 제조 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 맞물림 부재는 최내부 가압 에지를 포함하고, 이 최내부 가압 에지는 최내부와 최외부 가압 에지 사이를 신장하는 환형의 액체 수집 리세스와 각각 인접한 톱니모양부 간의 액체 누출 통로를 형성하는 일련의 톱니모양부를 갖는, 음료 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 최내부 가압 에지에서의 톱니모양부는 최내부 가압 에지의 전체 둘레를 따라 분포되는, 음료 제조 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 맞물림 부재는 캡슐의 적어도 일부를 수용하는 내부 캐비티를 한정하기 위해 내방으로 신장하는 내부 리세스 표면을 포함하는, 음료 제조 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   캐비티의 표면에 내부 홈이 제공되는, 음료 제조 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   캡슐에서의 물 주입을 위해 캐비티의 바닥부에 물 입구와 적어도 하나의 천공 부재가 제공되는, 음료 제조 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 맞물림 부재는 캡슐의 전달면을 찌르는 일련의 찌름 요소를 형성하는 횡단 표면을 갖는, 음료 제조 장치.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 우려내기 유닛은, 상기 유동 지시 수단이 액체 흐름을 하방을 향하게 배향시킨 상태로, 맞물림 부재의 폐쇄시 배향되는, 음료 제조 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    폐쇄 모드에서 상기 맞물림 부재는 수평 축을 따라 배향되는, 음료 제조 장치.
13. 음료 내용물을 포함하는 일회용 캡슐로부터 음료를 제조하기 위한 음료 제조 시스템으로서, 이 시스템은,
    음료 내용물과 밀봉 플랜지형 림을 포함하는 일회용 캡슐, 및
    캡슐을 둘러싸며 플랜지형 림에서 액밀 방식으로 캡슐을 가압하는 캐비티를 형성하는 제 1 및 제 2 맞물림 부재의 상대적 폐쇄시에 그 안에 캡슐을 수용하는 우려내기 유닛을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 캡슐의 밀봉 플랜지형 림에 밀봉 압력을 가하는 환형의 가압부를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 맞물림 부재는 캡슐이 존재하지 않을 때 캐비티에 주입된 액체가 누출되도록 닙에서 상대적으로 폐쇄되게 구성되며,
    상기 제 1 또는 제 2 맞물림 부재중 적어도 하나는 그의 환형 가압부에서 유동 지시 수단을 포함하고, 이 유동 지시 수단은 제 1 및 제 2 맞물림 부재가 닙에서 폐쇄될 때, 장치에서 캡슐의 부재시 제한된 각진 반경 방향 내에서만 액체 누출을 제어하기 위해 배치된 적어도 하나의 통로를 포함하는, 음료 제조 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 캡슐은 그의 플랜지형 림에서 재료의 변형가능한 밀봉 두께를 포함하는, 음료 제조 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 캡슐은 그의 플랜지형 림에서 추가의 밀봉 부재를 포함하는, 음료 제조 시스템.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재는 고무 탄성 또는 플라스틱 재료인, 음료 제조 시스템.

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