KR101829946B1 - 음료 카트리지 - Google Patents

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칼 티. 윙클러
시추-하오 라이
리차드 파스퀴니
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큐리그 그린 마운틴, 인크.
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Abstract

음료를 형성하는 방법, 시스템 및 카트리지는 내부 공간(14)을 한정하는 용기(12), 뚜껑(38), 필터(30), 및 내부 공간 내에 포함된 음료 매체(20)를 갖는 카트리지(10)를 포함한다. 필터는 뚜껑에만 부착될 수 있고 카트리지의 제1 챔버(14a) 및 제2 챔버(14b)를 분리하도록 내부 공간 내로 연장될 수 있다. 필터는 음료 매체를 보유할 수 있고, 뚜껑이 용기로부터 제거되는 경우, 예를 들어 용기로부터 뚜껑을 벗김으로써 필터 및 음료 매체가 뚜껑과 함께 제거되도록 배열될 수 있다.

Description

음료 카트리지{BEVERAGE CARTRIDGE}
본 발명은 1인용 커피 메이커와 같은 음료 형성 시스템과 함께 사용되는 음료 카트리지에 관한 것이다.
음료 형성 기계와 함께 사용하기 위한 카트리지는 공지되어 있고, 분쇄 커피콩, 찻잎 등과 같은 음료 매체는 물론 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 일부 카트리지에서, 필터는 카트리지의 내부 공간의 둘 이상의 부분 사이에, 예를 들어 음료 매체가 위치되는 일 부분과 필터를 통과한 액체가 유입할 수 있는 두 번째 부분 사이에 위치된다. 그러한 카트리지의 일 예는 미국 특허 제7,398,726호에 설명된 것과 같은 음료 제조 기계와 함께 사용될 수 있는 것으로서 미국 특허 제5,840,189 및/또는 미국 특허 제6,607,762호에 개시되어 있다. (미국 특허 제5,840,189호, 제6,607,762호, 및 제7,398,726호는 이들 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.) 사용 중에, 음료 형성 기계는 음료 매체와 상호 작용하도록 카트리지 내로 유체를 도입시킨다. 일부 기계에서는, 기계의 출구 천공용 바늘이 사용되어 카트리지의 표면(예를 들어, 카트리지 용기의 바닥 벽 또는 카트리지 뚜껑)을 천공하여 음료 매체와 상호 작용한 액체가 필터를 통해 유동하여 카트리지를 빠져 나가도록 한다.
본 발명가들은 많은 음료 카트리지가, 예를 들어 재활용 및/또는 퇴비화를 위하여, 사용 후에 음료 카트리지 구성요소들의 용이한 분리를 허용하지 않는다는 것을 인식하였다. 예를 들어, 통상 입수 가능한 음료 카트리지는 금속 구성요소(예를 들어, 포일), 중합체 구성요소(예를 들어, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, EVOH, 폴리에틸렌 등), 페이퍼 구성요소(예를 들어, 다공성 페이퍼 필터), 및/또는 유기 식물 재료 구성요소(예를 들어 커피 그라운즈(coffee grounds) 또는 찻잎)를 포함한다. 금속 및/또는 중합체 구성요소는 전형적으로, 카트리지 내에 포함된 음료 매체의 품질을 보존하기 위하여, 예를 들어 수분, 산화, 또는 양질의 음료수를 만들 수 있는 음료 매체의 능력을 손상시킬 수 있는 다른 환경적 조건으로부터 커피 그라운즈 또는 찻잎을 보호하기 위하여 포함된다. 그 결과, 많은 밀봉된 음료 카트리지는 몇 주 동안 또는 몇 달 동안 커피 그라운즈, 찻잎 또는 다른 성분을 신선하게 유지할 수 있다. 그 반면에, 다공성 또는 침투성 용기, 예를 들어 종래의 티백형 장치 또는 커피 포드는, 전형적인 부엌 캐비닛의 비교적 양호한 조건에 노출되더라도 며칠 이상 동안 또는 일주일 동안 로스트 분쇄 커피를 신선하게 유지할 수 없다. 비록 음료 매체의 신선함을 유지하는 데 효과적일지라도, 불침투성 음료 카트리지의 다양한 구성요소들이 구성되는 방식은 구성요소들의 분리를 종종 어렵고 그리고/또는 성가시게 만들 수 있다. 예를 들어, 일부 커피 카트리지에서, 카트리지의 사용 후 퇴비화를 위하여 커피 그라운즈를 제거하려는 시도는 그라운즈가 제어되지 않는 방식으로 흩어져 버리게 되거나 또는 달리 해제되는 결과를 가져올 수 있다. 이는 구성요소들이 용이하게 분해 가능하거나 또는 재활용 가능하더라도 많은 사용자가 카트리지 구성요소의 재활용 또는 퇴비화를 포기하게 되는 결과를 가져온다.
본 발명가는 적어도 일부 실시예에서, 카트리지의 적어도 일부 구성요소의 분리를 보다 용이하고 더 성가시게 하지 않도록 하는 음료 카트리지를 제조하고 이용하는 방법 및 장치를 개선하였다. 예를 들어, 본 발명의 일 태양에 따르면, 용기 및 용기의 개구를 덮는 포일 뚜껑을 포함하는 카트리지는 용기로부터 뚜껑을 제거할 때 필터 및 이미 사용한 커피 그라운즈 또는 다른 음료 매체를 뚜껑과 함께 또한 제거하도록 뚜껑에 결합된 필터를 가질 수 있다. 따라서, 카트리지를 이용하여 음료를 형성한 후, 사용자는 용기로부터 뚜껑을 뜯어내서 뚜껑뿐만 아니라 필터 및 커피 그라운즈까지 제거할 수 있다. 커피 그라운즈가 필터 내에 포함될 수 있기 때문에, 그라운즈는 더 적절히 포함되어, 분리 공정 동안 있을 수 있는 어떠한 잠재적인 성가심도 줄일 수 있다. 분리된 뚜껑에 의해, 용기는 재활용 또는 퇴비화될 수 있는 데, 예를 들어, 용기는 적절한 재활용을 위하여 포일 뚜껑과 다른 구성요소로부터 분리되어야만 하는 재활용 가능한 그리고/또는 퇴비화 가능한 중합체로 제조될 수 있다. 유사하게, 분리된 커피 그라운즈 또는 다른 음료 매체는 다른 방식으로 퇴비화되거나 재활용될 수 있다.
본 발명의 일부 태양은 또한 단순화된 내부 구조를 가지면서 카트리지의 뚜껑에 입구 및 출구 개구 둘 모두의 천공을 허용하는 음료 카트리지를 제공한다. 미국 특허 제6,607,762호 또는 미국 특허 제7,607,385호에 기술된 것들과 같은 뚜껑의 입구 및 출구 둘 모두의 천공을 허용하는 일부 종래의 카트리지는 비교적 복잡한 내부 구조 및/또는 용기 장치를 갖는다. 예를 들어, 예시적인 일 실시예에서, 본 발명의 태양에 따른 카트리지는 입구 및 출구 개구 둘 모두가 뚜껑에 형성되는 것을 허용하면서 단순한 컵형 용기, 컵형 필터 및 평면형 뚜껑을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 용기이건, 필터이건, 또는 뚜껑이건 복잡한 구조는 불필요하다. 대신, 단순한 필터가 뚜껑에만 부착될 수 있고, 뚜껑은 용기에만 부착될 수 있어서, 사용 후에 이들 구성요소의 비교적 단순한 분리를 가능하게 한다.
예시적인 일 실시예에서, 음료 형성에 사용하기 위한 카트리지는 내부 공간을 갖는 용기, 용기에 부착되고 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림, 및 림에 부착되고 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑을 포함한다. 림으로부터 멀리 위치된 주연부에서 필터가 뚜껑에 부착될 수 있는 데, 필터는 주연부로부터 내부 공간으로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리한다. 필터는, 예를 들어 필터로부터 먼 영역에서, 용기에 부착되지 않을 수 있다. 내부 공간에는 음료 매체가 위치될 수 있고 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 음료 매체는 음료를 형성하도록 매체와 상호 작용하는 액체가 필터를 통과하고 제2 챔버 내로 유동할 수 있도록 제1 챔버 내에 위치될 수 있다. 뚜껑은 음료를 형성하기 위한 내부 공간 내로의 가압된 액체의 유입을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분을 가질 수 있다. 일부 배열에서, 뚜껑은 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부분은 뚜껑의 중심 및 주연부 내측에 위치될 수 있고, 제2 부분은 제1 부분 둘레에 환형 형상을 가질 수 있다. 다른 배열에서, 용기는 음료가 용기의 바닥으로부터 내부 공간을 빠져 나가는 것을 허용하도록 음료 기계에 의해 천공되도록 배열된, 예를 들어 용기의 바닥인, 표면을 가질 수 있다.
카트리지는 제1 챔버 및/또는 제2 챔버 내에 음료 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 제1 챔버 내에 로스트 분쇄 커피를 그리고 제2 챔버 내에 크리머를 포함할 수 있어서, 카트리지가 크림 커피 음료를 형성하게 한다. 예를 들어, 제1 챔버 내에 위치된 음료 매체와 유체 입구의 접촉을 방지하는 것을 돕기 위하여, 음료 매체와 뚜껑의 제1 부분 사이에 유동 분배기가 위치될 수 있다. 이는 음료 매체와 입구의 접촉이 허용되는 경우 야기될 수 있는 액체 입구의 퇴적물 생성을 방지하는 것을 도울 수 있다.
카트리지는 여러 상이한 배열을 가질 수 있는데, 예를 들어, 용기는 측벽 및 바닥을 갖는 절두원추 형상을 가질 수 있고, 필터는 홈붙이(fluted) 또는 원추 형상을 가질 수 있고, 필터는 뚜껑에만 부착될 수 있다. 뚜껑은 림으로부터 손으로 벗길 수 있게 제거 가능할 수 있어서, 필터 및 (만일 필터 내에 있다면) 음료 매체는 림으로부터 뚜껑의 제거 시 뚜껑과 함께 용기로부터 제거 가능하다. 다른 실시예에서, 용기는, 예를 들어 카트리지 내의 음료가 출구를 향하도록 돕고 그리고/또는 사용자가 림으로부터 뚜껑을 벗기는 것을 돕는 주둥이 특징부가 구비된 측벽을 가질 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 음료를 형성하는 방법은 제1 및 제2 챔버를 갖는 내부 공간을 구비하는 용기, 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림, 림에 부착되고 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑, 및 림으로부터 내향으로 멀리 이격된 주연부에서 뚜껑에 부착된 필터를 갖는 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 필터는 주연부로부터 내부 공간 내로 연장될 수 있고 제1 및 제2 챔버를 분리할 수 있어서, 예를 들어 제1 챔버 내의 액체는 필터의 침투성 부분을 통해 유동하여 제2 챔버로 들어가야만 한다. 내부 공간에는 음료 매체가 위치될 수 있고 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용할 수 있다. 뚜껑은 뚜껑의 중심 근처에 그리고 림으로부터 멀리서 제1 개구를 형성하도록 천공되어 제1 챔버에 대해 접근할 수 있고, 액체는 제1 개구를 거쳐서 제1 챔버 내로 도입될 수 있다. 음료는 음료 매체와 액체의 상호 작용에 의해 형성될 수 있고, 뚜껑은 제2 개구를 형성하도록 천공되어 제2 챔버에 대해 접근할 수 있고 카트리지로부터 음료를 제2 개구를 거쳐 제거할 수 있다.
본 방법은 다른 단계, 예를 들어 액체를 제1 챔버에 도입시키기 전에 클램핑 기구와 림을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 이는 음료 기계가 카트리지를 단단히 보유하도록 할 수 있고 음료의 누출을 억제하기 위하여 카트리지와의 밀봉을 형성하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 뚜껑은 내부 공간을 통기시키기 위하여, 예를 들어 카트리지를 액체로 충전시키고 그리고/또는 카트리지로부터 음료를 배수하기 위하여, 제3 개구를 형성하도록 천공될 수 있다. 뚜껑은 대략 평면일 수 있고, 예를 들어 용기가 뚜껑 위에 있고 뚜껑이 수평 평면을 가로지르는 평면 내에 있는 아래를 향하는 배향으로 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 평면은 수평 평면에 대해 약 20도 내지 70도의 각도로 있다. 이러한 카트리지의 역전 배향은 음료 매체를 더 잘 습윤시키도록 도울 수 있고 그리고/또는 카트리지로부터 음료를 배수하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 액체가 카트리지 내로 도입되게 하는 제1 개구는 음료가 카트리지를 나가도록 하는 제2 개구 위에 위치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 음료 제조 기계와 함께 사용하기 위한 카트리지의 제조 방법은 내부 공간을 갖는 용기 및 내부 공간 내로 개구를 한정하는 림을 제공하는 단계와, 필터를 주연부에서 뚜껑에 부착하는 단계와, 필터가 뚜껑에 부착된 후 개구를 폐쇄하도록 뚜껑을 림에 부착하는 단계를 포함한다. 필터는 주연부가 림으로부터 멀리 이격되고 필터가 주연부로부터 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리하도록 뚜껑에 부착될 수 있다. 음료 매체는 내부 공간 내에, 예를 들어 제1 챔버 내에 제공될 수 있고, 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입되는 액체와 상호 작용하도록 배열될 수 있다. 뚜껑은 음료를 형성하기 위한 제1 챔버 내로의 액체의 유입을 수용하고 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하기 위하여 각각 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분 및 제2 부분을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 음료 시스템은 카트리지를 수용하도록 배열된 카트리지 수용기, 카트리지 내의 제1 개구를 거쳐 카트리지 내로 액체를 도입하도록 배열된 유체 입구, 및 카트리지 내의 제2 개구를 거쳐 카트리지로부터 액체를 수용하도록 배열된 유체 출구를 포함하는 음료 기계를 포함할 수 있다. 카트리지는 음료 기계의 카트리지 수용기에 의해 수용되도록 배열될 수 있고, 내부 공간을 갖는 용기 및 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림과, 림에 부착되어 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑과, 림으로부터 멀리 위치된 주연부에서 뚜껑에 부착된 필터를 포함할 수 있다. 필터는 주연부로부터 내부 공간 내로 연장될 수 있고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리할 수 있다. 음료 매체는 내부 공간에 위치될 수 있고, 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입되는 액체와 상호 작용하도록 배열될 수 있다. 뚜껑은 음료를 형성하기 위한 제1 챔버 내로의 유체 입구를 거친 액체의 유입을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분과, 카트리지로부터 유체 출구로의 음료의 유출을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 가질 수 있다. 음료 기계는 카트리지의 림과 결합하는 클램핑 기구 및/또는 뚜껑의 제3 개구를 거쳐 카트리지의 내부 공간을 통기시키기 위한 통기공을 포함할 수 있다. 뚜껑은 대략 평면일 수 있고, 카트리지 수용기는 용기가 뚜껑 위에 있고 뚜껑이 수평 평면을 가로지르는 평면 내에 있는 아래를 향하는 배향으로 뚜껑을 위치시키도록 배열될 수 있어서, 예를 들어, 유체 입구가 유체 출구 위에 위치되도록 한다.
다른 실시예에서, 음료 형성에 사용하기 위한 카트리지는 내부 공간을 갖는 용기, 용기에 부착되고 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림, 림에 부착되고 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑, 및 림으로부터 멀리 위치된 주연부에서 뚜껑에 부착된 유동 분배기를 포함할 수 있다. 유동 분배기는 주연부로부터 내부 공간 내로 연장될 수 있고 유동 분배기 내측의 제1 영역을 내부 공간 내의 제2 영역으로부터 분리할 수 있다. 유동 분배기는 용기에 부착되지 않을 수 있고 제1 영역 내로 도입된 액체의 유동을 바꾸도록 배열될 수 있다. 음료 매체는 내부 공간 내에 (예를 들어, 제2 영역 내에) 포함될 수 있고, 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열될 수 있다. 뚜껑은 제1 영역 내로의 액체의 유입을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분과, 카트리지로부터의 음료의 유출을 수용하기 위하여 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 필터는 필터가 필터 주연부로부터 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리하도록 림으로부터 멀리 위치된 필터 주연부에서 뚜껑에 부착될 수 있다. 유동 분배기는, 예를 들어 음료 매체에 걸친 액체의 유동을 분배하는 것을 돕기 위하여, 제1 챔버 내에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 카트리지는 림으로부터 멀리 위치된 필터 주연부에서 뚜껑에 부착된 필터를 추가로 포함할 수 있다. 필터는 필터 주연부로부터 내부 공간 내로 연장될 수 있고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리할 수 있다. 음료 매체는 제1 챔버(및/또는 제2 챔버) 내에 있을 수 있고, 유동 분배기는, 예를 들어 음료 매체에 대하여 유입 액체를 분배하는 것을 돕도록, 뚜껑의 제1 부분과 음료 매체 사이에 위치될 수 있다. 뚜껑은 림으로부터 손으로 벗길 수 있게 제거 가능할 수 있고, 필터 및 유동 분배기는 림으로부터 뚜껑의 제거 시 필터, 유동 분배기 및 음료 매체가 뚜껑과 함께 용기로부터 제거 가능하도록 뚜껑에 부착될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 태양은 후속하는 설명 및 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 태양은 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 참조하는 다음의 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 태양에 따른 카트리지의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 카트리지의 분해 사시도이다.
도 3은 카트리지의 표면이 천공 요소에 의해 천공된 후인 도 1의 카트리지의 측단면도이다.
도 4는 뚜껑이 용기 아래에 있고 수평 평면을 가로지르는 평면 내에 있는 역전된 배향 상태인 도 1의 카트리지의 측단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 카트리지의 다른 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 태양에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 태양에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 태양에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 태양에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 분해도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 태양에 따라 사용 가능한 음료 기계의 사시도이다.
도 11은 예시적인 실시예에서 음료 기계의 음료 제조 챔버의 구성요소의 개략적인 도면을 도시한다.
도 12는 본 발명의 태양에 따라 사용 가능한 음료 기계의 구성요소의 개략적인 블록도이다.
도 13은 본 발명의 태양에 따른 카트리지 제조 방법의 단계들을 도시한다.
도 14는 본 발명의 태양에 따른 음료 제조 방법의 단계들을 도시한다.
본 발명의 태양이 예시적인 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명되는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 설명된 예시적인 실시예는 본 발명에 따른 모든 실시예를 반듯이 나타내려는 것은 아니고 오히려 몇몇 실시예를 설명하기 위해 이용된다. 따라서, 본 발명의 태양이 예시적인 실시예의 관점에서 좁게 해석되려는 것은 아니다. 더욱이, 본 발명의 태양이 단독으로 또는 본 발명의 다른 태양과의 임의의 적합한 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 하나 이상의 태양을 포함하는 예시적인 카트리지(10)의 측단면도 및 분해 사시도이다. 카트리지(10)는 차, 커피, 다른 우려내는 유형의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성된 음료 등과 같은 임의의 적합한 음료를 형성하기 위하여 음료 기계에 사용될 수 있다. 따라서, 카트리지(10)는 임의의 적합한 음료 매체(20), 예를 들어, 분쇄 커피, 찻잎, 건조 허브 차, 분말형 음료 농축물, 건조 과일 추출물 또는 분말, 분말형 또는 액체 농축 부용 또는 다른 수프, 분말형 또는 액체 약용 재료(예를 들어 분말형 비타민, 약물 또는 다른 조제약, 기능성 식품 등), 및/또는 다른 음료 제조용 재료(예를 들어 분말형 우유 또는 다른 크리머, 감미료, 증점제, 착향료 등)를 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 카트리지(10)는 커피 및/또는 차 음료를 형성하는 기계와 함께 사용하도록 구성된 음료 매체(20)를 포함하지만, 본 발명의 태양은 이러한 점에 있어서 제한되지 않는다.
이러한 예시적인 실시예에서, 카트리지(10)는 필터(30)에 의해 분리된 제1 챔버(14a) 및 제2 챔버(14b)를 갖는 내부 공간(14)을 포함하는 용기(12)를 포함한다. 그러나, 내부 공간에 그리고/또는 제1 및 제2 챔버의 하위 부분 또는 영역에 다른 추가 챔버가 다른 실시예에서 구비될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 카트리지는 2개의 필터에 의해 분리된 3개의 공간(예를 들어, 제1 필터는 제1 챔버의 2개의 부분을 분리하고 제2 필터는 제1 챔버와 제2 챔버를 분리함) 등을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 또는 제2 챔버는 공기를 음료 내로 도입시키는 벤투리관 또는 다른 특징부에 의해 2개의 부분으로 분리될 수 있다. 따라서, 제1 및/또는 제2 챔버는 필터, 벽, 칸막이, 통로, 및 다른 특징부에 의해 둘 이상의 부분 또는 영역으로 나뉘거나 또는 다르게는 분리될 수 있다.
본 실시예에서, 용기(12)는 측벽(17) 및 개구(13)를 갖는 절두원추의 컵 형상을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 용기(12)는 홈붙이 원추 또는 실린더 형상을 가질 수 있고, 정사각형 또는 직사각형 컵, 돔형 컵, 구 또는 부분 구, 또는 다른 적합한 형태일 수 있으며, 홈붙이, 주름, 또는 다른 형상의 측벽 등을 가질 수 있다. 또한, 용기(12)는 몇몇 음료 봉지 및 포드를 갖는 경우인 것과 같이, 한정된 형상을 반드시 가질 필요는 없다. 예를 들어, 비록 본 실시예의 용기(12)가 비교적 강성 및/또는 탄성 구조를 가져서 용기(12)가 그의 형상을 유지하는 경향이 있더라도, 용기(12)는, 예를 들어 변형 가능한 재료의 시트로 제조된 봉지 용기와 같은, 보다 순응성이고 그리고/또는 변형 가능한 배열을 갖도록 제조될 수 있다. 따라서, 용기(12)에 의해 한정된 내부 공간은, 2개의 필터 페이퍼 층(용기 재료)이 카트리지의 포드 또는 다른 형태를 형성하도록 일정 투입량의 커피 그라운즈 둘레에서 서로 결합될 때와 유사하게, 음료 매체, 필터 및/또는 다른 카트리지 구성요소 둘레에 용기 재료가 형성된 이후에만 형성될 수 있다.
용기(12)가 개구(13)를 포함하는 경우, 개구(13)는 뚜껑(38), 예를 들어 용기(12)의 림(19)에 부착되는 포일 및 중합체 라미네이트 재료에 의해 폐쇄될 수 있다. (비록 본 실시예에서 림(19)이 환형 플랜지와 유사한 요소로서 배열되어 있지만, 림(19)은 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 림(19)은 어떠한 플랜지 요소도 없는 측벽(17)의 상부 에지일 수 있다.) 용기(12) 및/또는 뚜껑(38)은 수분 및/또는 가스, 예를 들어 산소에 대한 장벽을 제공할 수 있다. 예를 들어, 용기(12)는, 예를 들어 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌의 층 및 EVOH 및/또는 다른 장벽 재료, 금속 포일의 층을 포함하는 시트로 형성된 중합체 라미네이트로 제조될 수 있다. 그러한 배열은, 예를 들어 수분, 산소 및/또는 다른 재료에 대한 원하지 않는 노출로부터, 음료 매체(20)에 적합한 보호를 제공할 수 있다. 그러나, 용기(12) 및/또는 뚜껑(38)이 생체중합체, 퇴비화 가능 중합체, 페이퍼, 포일 등과 같은, 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 필터(30)는 림(19)으로부터 내향으로 멀리 이격된 주연부(32)에서 뚜껑(38)에 부착될 수 있다. 더욱이, 필터(30)는 주연부(32)로부터 적어도 부분적으로 내부 공간(14) 내로 연장될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 필터(30)는, 내부 공간의 제1 챔버(14a) 내의 (예를 들어, 음료 매체(20)와 상호 작용하는) 액체가 필터(30)를 통과하여 용기(12)를 빠져 나가기 전에 내부 공간(14)의 제2 챔버(14b)를 향하여 유동하도록, 내부 공간(14)의 제1 챔버(14a)와 제2 챔버(14b) 사이에 배열될 수 있다. 필터(30)는 액체로부터 일정한 크기에 걸쳐 있는 물질을 제거하는 기능을 할 수 있는데, 예를 들어 제1 챔버(14a) 내의 액체로부터 커피 그라운즈를 제거할 수 있어서, 커피 음료가 필터(30)를 통과하여 제2 챔버(14b)로 지나가게 할 수 있다. 예를 들어, 필터는 액체 및 일정 크기의 용해 및/또는 현탁 물질 및 액체가 통과하도록 하지만, 비교적 큰 입자가 필터를 통과하여 유동하는 것을 여전히 방지하도록 배열된 한 장의 필터 페이퍼를 포함할 수 있다. 물론, 필터(30)는 다중 스테이지, 예를 들어, 비교적 큰 입자를 여과하는 거친 필터 부분, 이어서 비교적 작은 입자를 여과하는 미세 필터 부분 등을 가질 수 있다. 더욱이, 필터(30)는 불침투성이거나 또는 다르게는 유동을 제한하는 부분뿐만 아니라 필터(30)를 통과하는 액체를 여과하는 기능을 하는 하나 이상의 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 필터(30)는, 만일 원한다면, 둘 이상의 분리된 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터(30)는 주연부(32)에서 뚜껑(38)에 부착된 강성이고 불침투성인 플라스틱 슬리브를 포함할 수 있다. 뚜껑(38)에서 먼 위치에, 다공성 필터 페이퍼가 슬리브에 부착될 수 있다. 따라서, 필터의 모든 부분이 액체에 대해 침투성일 필요는 없다. 필터(30)는 또한, 예를 들어 유동이 필터(30)의 하나 이상의 영역을 향하도록 하는 것을 돕도록, 상이한 침투성을 갖는 영역들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1의 뚜껑(38)에 가까운 필터(30)의 구역들은 뚜껑(38)에서 더 먼 구역들과 비교하여 비교적 낮은 침투성을 가질 수 있다. 이는 음료 매체(20)를 통하여 필터(30)의 낮은 구역을 향하는 유동을 조장하는 것을 도울 수 있어서, 매체(20) 내의 물질의 액체 내로의 용해를 잠재적으로 향상시킬 수 있다.
필터(30)는 또한, 또는 대안적으로, 제2 챔버(14b)로부터 제1 챔버(14a)로 물질의 이동을 방지하는 것을 돕는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 카트리지(10)는 제2 챔버(14b) 내에 음료 매체(20)를 포함할 수 있고 제1 챔버(14a) 내에 음료 매체(20)를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 필터(30)는 물 또는 다른 액체를 카트리지(10) 내로 도입시키도록 뚜껑(38)을 천공하는 바늘 또는 다른 액체 입구와 음료 매체(20)의 접촉을 방지하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 분말형 음료 믹스와 같은 일부 음료 매체(20)는, 바늘과 접촉이 허용되는 경우, 입구 바늘을 막거나 또는 다르게는 그에 퇴적될 수 있다. 필터(30)는 그러한 접촉의 방지를 도울 수 있어서, 적절한 카트리지의 조작 및 음료의 제조를 유지하는 것을 도울 수 있다.
일부 실시예에서, 필터(30)는 (도 1 내지 도 3의 실시예에서와 같이) 제1 및 제2 챔버(14a, 14b)를 분리하는 내부 공간(14) 내의 유일한 요소일 수 있다. 다른 배열에서, 필터(30)에 더하여, 다른 구성요소, 예를 들어 벽, 리브, 또는 다른 구조체가 내부 공간(14)의 둘 이상의 부분을 서로 물리적으로 분리할 수 있다. 그러나, 필터가 배열되는 방식과 관계없이, 필터(30)의 침투성 부분은 내부 공간(14)의 둘 이상의 부분을 유동 방향으로 분리하거나 나누는 유일한 구성요소일 수 있는데, 예를 들어, 액체는 제1 챔버(14a)로부터 제2 챔버(14b)로 지나가도록 필터(30)의 침투성 부분을 통과하여 유동할 필요가 있을 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 필터(30)는, 도시된 바와 같이, 홈붙이 또는 주름 측벽 및 대체로 평탄한 바닥(31)을 갖는 사실상 절두원추 형상을 가질 수 있다. 그러나, 필터(30)는 임의의 적합한 형상, 예를 들어 실린더 형상, 정사각형 컵 형상, 돔 형상, 평탄한 시트 등을 가질 수 있다. 필터(30)는 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 접착제, 열 용접, 초음파 용접, 화학 결합, 클림핑(crimping) 또는 다른 기계적 접합 등에 의해 뚜껑(38)에 부착될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 주연부(32)의 형상은 적어도 필터(30)의 상단부에서의 필터의 형상에 따라 결정될 수 있다. 본 실시예에서, 주연부(32)는 원형 형상을 갖지만, 타원형, 직사각형, 삼각형, 불규칙한, 그리고 다른 형상이 가능하다. 예시적인 본 실시예에서, 필터(30)는 폴리프로필렌 및 셀룰로오스 재료의 조합으로 제조된 침투성 필터 페이퍼를 포함할 수 있고 열 용접에 의해 필터(30)의 상부 부분에서 뚜껑(38)에 부착될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 뚜껑(38)에 부착되는 필터(30)의 상부 부분은 주연부(32)로부터 도시된 바와 같이 방사상 외향으로 (또는 다른 실시예에서는 내향으로) 연장되는 환형, 또는 와셔와 유사 형상을 가질 수 있지만, 그러한 방사상 연장부를 필요로 하지는 않는다. 일부 실시예에서, 뚜껑(38)에 부착된 필터의 부분은 필터(30)의 일부가 뚜껑(38)과 림(19) 사이에 개재되도록 주연부로부터 림(19)까지 그리고 그에 걸쳐 방사상 외향으로 연장될 수 있다.
음료를 형성하기 위하여 카트리지(10)를 사용하는 경우, 뚜껑(38) 및/또는 용기(12)는 카트리지 내로 액체를 도입시키고 카트리지로부터 음료를 수용하도록 천공될 수 있다. (본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "음료"는 액체가 음료 매체와 상호 작용할 때 형성되는 음용하기 위한 액체 물질을 말한다. 따라서, 음료는 마실 준비가 된, 예를 들어 컵에 분배되어 음용 준비가 된 액체뿐만 아니라, 마시기 전에 다른 공정 또는 처리, 예를 들어 필터, 또는 착향료, 크리머, 감미료, 다른 음료 등의 첨가를 거칠 액체를 말한다.) 액체를 카트리지 내로 도입시키기 위하여, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 주연부(32)에 의해 대체로 제한된 뚜껑(38)의 부분은 물 또는 다른 액체가 카트리지(10) 내로 주입될 수 있도록 입구 천공 요소(50)(예를 들어, 바늘)에 의해 천공될 수 있다. 다수의 바늘, 샤워 헤드, 중실 바늘, 원추체, 피라미드, 나이프, 블레이드 등과 같은 다른 입구 천공 장치가 가능하다. 카트리지를 사용하는 음료 기계는 동일한 유형의 또는 상이한 유형의 다수의 천공 요소를 포함할 수 있는데, 이는 본 발명이 이러한 점에 있어서 제한되지 않기 때문이다. 다른 장치에서, 음료 기계는 개구를 형성하는 천공 요소(예를 들어, 스파이크)를 포함할 수 있고, 이어서 제2 입구 요소(예를 들어 튜브)가 형성된 구멍을 통과하여 액체를 용기 내로 도입시킬 수 있다(또는 액체를 용기 외부로 안내할 수 있다). 다른 실시예에서, 뚜껑(38)은 뚜껑(38)의 외부에 압력을 인가함으로써 천공될 수 있거나 또는 다르게는 유동을 위하여 효과적으로 개방될 수 있다. 예를 들어, 물 입구가 뚜껑(38) 외부에 가압 및 밀봉될 수 있고 물 압력이 그 위치에 도입될 수 있다. 물 압력은 뚜껑(38)이 천공되도록 할 수 있거나 또는 다르게는 카트리지(10) 내로의 유동을 허용하도록 개방되도록 할 수 있다. 다른 장치에서, 뚜껑(38)은 적합한 압력에 노출될 때 그리고/또는 물 입구 튜브 또는 다른 구조체와 정합될 때 개방되는 밸브, 도관, 또는 다른 구조체를 포함할 수 있다.
카트리지(10)는 또한 용기(12)의 바닥(16)에서, 또는 주연부(32) 외측의 그리고 입구 개구로부터 먼 뚜껑(38)의 제2 부분에서 출구 천공 요소(52)(예를 들어, 바늘)에 의해 관통될 수 있다. 입구 천공 장치에 의해서와 같이, 출구 천공 장치는 임의의 적합한 방식으로 바뀔 수 있다. 따라서, 출구 천공 요소(52)는 하나 이상의 중공 또는 중실 바늘, 나이프, 블레이드, 튜브 등을 포함할 수 있다. 대안적으로, 카트리지(10)는 액체가 카트리지 내로 도입될 때 음료가 빠져 나가도록 개방되지만 그렇지 않으면 (예를 들어, 산소, 수분 등과 같은 외부 조건으로부터 음료 매체를 보호하기 위하여) 여전히 폐쇄되는 밸브, 격막, 또는 다른 요소를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 출구 개구를 형성하는 천공 요소는, 예를 들어, 밸브 또는 다른 요소가 개방되는 것을 허용하도록 사용될 수 있지만, 반드시 요구되지는 않는다. 또한, 이러한 예시적인 실시예에서, 천공 요소(52)는 음료를 수용하도록 제 위치에 남아 있는데, 이는 음료가 용기(12) 또는 뚜껑(38)에 형성된 개구를 빠져 나가기 때문이다. 그러나, 다른 실시예에서, 천공 요소(52)는 개구를 형성한 후에 후퇴될 수 있어서, 음료가 개구를 빠져 나가는 것을 허용하고 카트리지(10) 내로 연장되는 천공 요소(52) 없이 수용되는 것을 허용할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 카트리지는 카트리지 내로 도입된 액체를 음료 매체에 분배하는 것을 돕고 그리고/또는 유체 입구와 음료 매체의 접촉을 억제하는 것을 돕는 요소를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예시적인 실시예에서, 카트리지는 입구(50)와 음료 매체(20) 사이에 위치된 유동 분배기(33)를 포함한다. 본 실시예에서, 유동 분배기(33)는 입구(50)와 음료 매체의 접촉을 억제하는 것을 도울 뿐만 아니라 유입하는 물 또는 다른 액체가 음료 매체(20)를 보다 고르게 습윤시키는 것을 돕도록 하는 기능을 한다. 물론, 이들 두 기능 모두의 수행이 요구되지는 않는데, 예를 들어, 유동 분배기(33)는 액체의 카트리지 내로의 유동에 영향을 미치지만, 음료 매체와 입구의 접촉을 억제하지는 않을 수 있다. 음료 매체(20)의 보다 고른 습윤 또는 다른 유동 제어는, 예를 들어, 음료 매체(20) 내의 물질의 보다 완전한 용해, 음료 매체(20)로부터 가용성 및 비가용성 물질의 추출의 향상, 필터를 통한 음료의 유동의 향상 등에 의해서 카트리지가 원하는 음료를 생성하도록 도울 수 있다. 음료 매체(20)와 입구(50)의 접촉을 줄임으로써 (입구(50)가 상이한 유형의 음료 매체를 갖는 상이한 카트리지를 천공할 때 제조되는 다음 음료의 맛에 영향을 미칠 수 있는) 입구가 막히고 그리고/또는 입구(50) 상에 음료 매체의 일부가 남을 가능성을 감소시키도록 도울 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 유동 분배기(33)는 주연부(32) 내의 위치에서 뚜껑(38)에 부착되는 필터 페이퍼와 같은 침투성 재료로 형성된다. 따라서, 유동 분배기(33)는 액체가 음료 매체(20)를 통하여 "터널을 형성"하도록 할 수 있는 단일 방향(또는 둘 이상의 특정 방향)으로의 유입 액체의 흐름을 방지하는 것을 도울 수 있다. 그러한 "터널을 형성"하는 것은 액체가 음료 매체(20)와 충분히 상호 작용하지 않는 단락 회로(short circuit)를 야기할 수 있어서, 용납하기 어려운 묽은 제품을 가져올 수 있다. 그러나, 유동 분배기(33)는 음료 매체(20) 상에 놓인 천공된 디스크, 음료 매체(20) 상에 놓인 한 장의 필터 페이퍼 등과 같은 다른 형태를 취할 수 있다. 따라서, 유동 분배기(33)는 뚜껑(38) 또는 필터(30)에 부착될 필요는 없고, 대신 음료 매체(20)를 갖는 제1 챔버에 단순히 놓일 수 있다. 더욱이, 또는 대안적으로, 입구 바늘(50) 또는 다른 유체 입구는, 예를 들어 음료 매체를 가로질러 몇몇 상이한 방향으로 다수의 흐름을 안내하게 하는 것 등에 의해서, 물 또는 다른 액체를 분배하는 것을 돕도록 배열될 수 있다. 유동 분배기(33)는 입구 바늘(50)에 의해 접촉되도록 또는 바늘(50)과의 접촉을 피하도록 배열될 수 있다. 만일 유동 분배기(33)가 바늘(50)과 접촉한다면, 유동 분배기는 입구 바늘(50)에 의한 유동 분배기(33)의 손상을 감소시키기에 충분히 강인하고 그리고/또는 충분히 강성인 재료를 포함할 수 있다. 그러한 재료의 비제한적인 예는 가요성이지만 강인한 재료, 강성이지만 취성인 재료, 신축성 또는 탄성이지만 내인열성인 재료, 강인하고 강성인 재료 등을 포함한다.
본 발명의 다른 태양은 전술된 것과 유사한 그리고/또는 유사한 특징부를 갖는 카트리지를 이용한 음료의 형성에 관한 것이다. 위에서 논의된 바와 같이, 카트리지는 여러 상이한 배열을 취할 수 있지만, 이러한 예시적인 실시예에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 동일한 대체적인 형태를 갖는다. 카트리지는 냉각된, 탄산이 든 그리고/또는 가열된 물을 카트리지 내로 도입시킬 수 있고 형성된 음료를 카트리지로부터 수용할 수 있는 임의의 것과 같은 적합한 음료 기계와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 일 태양에서, 카트리지는 음료를 형성하기 위하여 사용될 수 있는 한편, 카트리지는 도 4에 대체적으로 도시된 바와 같이 뚜껑(38)이 용기(12) 아래에 위치된다. 비록 뚜껑(38)(또는 뚜껑의 일부)이 수평 평면 또는 수직 평면 내에 놓여 있는 카트리지(10)가 사용될 수 있지만, 본 발명의 일 태양은 뚜껑(38)을 수평 평면을 가로지르는 평면 내에, 예를 들어 수평 평면에 대해 약 20도 내지 70도의 각도(θ)에 있는 평면 내에 위치시킨다. 이러한 배향은 음료 매체의 보다 완전한 습윤을 가능하게 하고 그리고/또는 카트리지로부터 음료의 보다 완전한 배수를 가능하게 하는 것을 포함하여 몇몇 장점을 제공할 수 있다. 도 4에 도시된 배향은 우수한 습윤 또는 카트리지 내로 도입된 액체와 음료 매체(20)의 다른 상호 작용을 가능하게 할 수 있는데, 이는 액체가 카트리지(10)의 내부 공간에 "가득 차"게, 예를 들어 음료 매체(20)의 전체 또는 대부분이 액체로 포화되도록 제1 챔버(14a)와, 제2 챔버(14b)의 적어도 일부가 액체로 충전되게 할 수 있기 때문이다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 카트리지(10)에는 카트리지가 액체로 충전됨에 따라 카트리지로부터 가스의 방출을 허용하는 음료 출구와 분리된 통기공이 구비될 수 있다. 통기공은 뚜껑(38) 또는 용기(12)에 부착되고 카트리지(10) 내의 증가된 압력에 응답하여 개방되는 일방향 밸브(예를 들어, 격막, 덕 빌 밸브(duck bill valve) 등)에 의해 제공될 수 있고, 가스 및/또는 액체가 빠져 나가도록 뚜껑(38)(도 4에 도시된 바와 같음) 또는 용기(12)를 천공하는 천공 요소(54) 및 다른 장치에 의해 제공될 수 있다. (비록 요소(54)가 카트리지(10)에 대한 통기공을 제공하는 것으로 설명되어 있으나, 요소(54)는 카트리지를 통기시키는 것에 더하여, 또는 그에 대한 대안으로, 다른 기능들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 요소(54)는 대안적인 액체 유입 및/또는 유출 통로를 제공할 수 있고, 그리고/또는 공기 압력을 카트리지(10) 내로 도입시키도록 사용될 수 있어서, 예를 들어 음료 생성 사이클의 마지막에 카트리지(10)에서 잔존하는 어떤 잔여 음료도 퍼지할 수 있다. 또한, 비록 요소(54)가 단일 천공 바늘로 도시되어 있지만, 요소(54)는 입구 및 출구 요소(50, 52)와 유사하게 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 요소(54)는 하나 이상의 블레이드, 튜브, 나이프, 중실 또는 중공 바늘 등을 포함하여 통기, 액체 입구 또는 출구, 및/또는 퍼지 기능을 제공할 수 있다.)
수평면을 가로지르는 평면 내에 뚜껑(38)을 둠으로써 카트리지(10)로부터 음료의 더 나은 배수를 또한 허용할 수 있다. 즉, 카트리지(10)가 일측이 타측보다 낮게 경사져 있기 때문에, 음료는 카트리지의 더 낮은 측으로 배수되는 경향을 가질 수 있다. 또한, 음료 출구 개구는 카트리지(10) 내의 임의의 액체의 전체 또는 대부분이 제거될 수 있도록 이러한 낮은 측에 또는 그 근처에 형성될 수 있다. 이러한 특징부는 사용자가 음료 기계로부터 카트리지를 제거하는 경우 감소된 액체의 적하 또는 원하지 않는 누출 및/또는 음료 매체의 보다 완전하고 효율적인 사용을 포함하여 둘 이상의 이점을 제공할 수 있는데, 이는 카트리지 내에 음료가 거의 또는 전혀 남아 있지 않을 것이기 때문이다.
비록 전술된 실시예들이 단지 제1 챔버(14a) 내에만 음료 매체(20)를 포함하지만, 이들 실시예는 제2 챔버(14b) 또는 카트리지의 다른 부분 내에 (제1 챔버(14a) 내의 것과 동일하거나 또는 상이한) 음료 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 제1 챔버(14b) 내에 로스트 분쇄 커피를, 그리고 제2 챔버(14b) 내에 크리머 및 감미료를 포함할 수 있어서, 카트리지가 카푸치노 유형의 또는 라떼 유형의 음료를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 챔버(14a)는 커피 그라운즈를 포함할 수 있고 제2 챔버(14b)는 핫 초코 재료를 포함할 수 있어서, 카트리지가 모카 유형의 음료를 형성하게 할 수 있다. 잎 차를 제1 챔버 내에 그리고 건조 과일 재료를 제2 챔버 내에, 건조 과일 재료를 제1 챔버 내에 그리고 크리머/감미료를 제2 챔버 내에, 등과 같은 다른 조합을 당업자는 생각할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 제2 챔버 내의 음료 매체를 유체 출구로부터 분리하도록 다른 필터가 제공될 수 있다. 예를 들어, 출구 바늘이 뚜껑(38)을 천공하는 영역에서 필터가 뚜껑(38)에 부착되어, 이러한 추가의 필터를 통과한 후에만 음료가 카트리지를 빠져 나가도록 할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 태양은 상이한 형상, 크기 및/또는 배열 형태를 갖는 카트리지에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 비교적 가요성 재료(예를 들어, 얇은 중합체 시트 재료)로 제조된 용기(12)에 부착된 비교적 강성 또는 견고성 림(19)(예를 들어, 플라스틱 재료로 제조된 환형 형상의 요소를 포함함)을 포함하는 카트리지(10)의 예시적인 실시예를 도시한다. 림(19)의 상부 표면에는 도 1 내지 도 3의 실시예의 것과 유사하게 배열될 수 있는 뚜껑(38) 및 필터(30)가 부착된다. 즉, 뚜껑(38)은 또한 비교적 가요성 재료(예를 들어 포일 시트)로 제조될 수 있고, 림(19)으로부터 내향 이격된 주연부(32)에서 뚜껑(38)에 부착된 필터 페이퍼로 제조된 필터(30)를 가질 수 있다. 음료 매체(20)(도시되지 않음)는 필터(30) 내측에 (그리고/또는 용기(12) 내의 필터 외측에) 포함될 수 있고, 선택적인 유동 분배기(33)(도시되지 않음)는 원한다면 구비될 수 있다. 본 실시예는 감소된 무게 및 재료 사용과 같은 장점을 제공할 수 있는 데, 예를 들어 이는 용기(12)에 사용된 재료의 양이 작기 때문이다. 또한, 카트리지(10)가 (예를 들어, 입구 및 출구 개구에 적합한 뚜껑(38)의 천공을 가능하게 하도록) 구조적 지지부를 요구하므로, 림(19)은 용기(12)의 도움 없이 필요한 지지부를 제공할 수 있다. 따라서, 도 5의 카트리지는 도 4에 도시된 것과 유사한 배향으로 사용되는 것이 가능할 수 있고, 뚜껑(38) 및 필터(30)는, 만일 원한다면, 림(19) 및 용기(12)로부터 제거될 수 있다.
도 6은 본 발명의 태양을 포함하는 카트리지(10)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 카트리지(10)는 주연부(32)에서 필터(30)에 부착된 (예를 들어, 포일/중합체 라미네이트의 시트를 포함하는 전술된 것과 유사한) 뚜껑(38)을 포함한다. 그러나, 본 실시예에서, 필터(30)는 뚜껑(38)으로부터 연장된 불침투성 실린더 부재(34) 및 실린더 부재(34)의 바닥에 부착된 침투성 필터 페이퍼(35)를 포함한다. 뚜껑(38) 및 필터(30)는 필터(30)가 용기(12)의 내부 공간에 위치하도록, 예를 들어 뚜껑(38)을 림(19)에 접합함으로써, 림(19) 및 용기(12)에 결합된다. 용기(12)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들어, 성형된 플라스틱 재료로 형성된 컵형 부재를 포함할 수 있다. 음료 매체(20)는 액체가 실린더 부재(34) 내로 도입될 때 음료가 필터 페이퍼(35)를 통과할 수 있도록 실린더 부재(34) 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, 음료 매체(20)가 용기(12) 내에 그리고 필터(30) 외측에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 필터(30)는 음료 매체(20)와 액체 입구의 접촉을 방지하는 것을 도울 수 있고, 그리고/또는 음료 매체(20)가 카트리지 내에 특정 배열 형태로 유지되는 것을 도울 수 있는데, 예를 들어 음료 매체(20)를 용기(12)의 측벽 및 바닥에 대해 치밀하게 유지하는 것을 도울 수 있다. 음료 매체(20)가 필터(30) 외측에 위치되는 경우, 물 또는 다른 액체는 필터(30) 외측의 영역으로부터 카트리지 내로 (예를 들어, 주연부(32) 외측의 뚜껑(38)의 일부로부터 제2 챔버(14b) 내로) 도입될 수 있고, 음료는 필터(30) 내측의 영역으로부터 (예를 들어, 주연부(32) 내측의 뚜껑(38) 내의 개구를 거쳐 제1 챔버(14a)로부터) 카트리지를 빠져 나갈 수 있다.
본 실시예는 필터(30)가 둘 이상의 구성요소로 제조될 수 있고 침투성 부분뿐만 아니라 불침투성 부분을 포함할 수 있음을 예시하는 것을 돕는다. 불침투성 부분은, 뚜껑(38) 내의 개구를 거쳐서 도입된 액체가 필터 페이퍼(35)를 통하여 빠져 나가기 전에 실린더 부재(34)의 길이를 따라 이동하여야만 하도록, 예를 들어 도 6의 경우에, 원하는 방식으로 액체가 유동하도록 안내하는 것을 도울 수 있다. 다른 실시예에서, 액체가 실린더 부재(34)만을 통하여 유동하도록, 실린더 부재(34)는 침투성이 되도록 할 수 있고 필터 페이퍼(35)는 불침투성이 되도록 할 수 있다. 다른 실시예에서, 실린더 부재(34)의 하나 이상의 부분은 불침투성(예를 들어, 뚜껑(38) 근처의 실린더 형상의 밴드가 불침투성일 수 있음)이 될 수 있고 하나 이상의 다른 부분은 침투성(예를 들어, 필터 페이퍼(35) 근처의 실린더 형상의 밴드가 침투성일 수 있음)이 될 수 있다. 물론, 이들은 단지 몇몇 예시적인 실시예이고, 다른 배열도 가능하다. 예를 들어, 실린더 부재(34)의 형상, 크기 또는 배열 형태가, 예를 들어 직사각형, 삼각형, 절두원추형, 구형 또는 다른 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 필터 페이퍼(35)는 임의의 형상, 크기 또는 배열 형태를 가질 수 있고, 예를 들어 평탄하고 원형일 필요는 없으며, 천공된 플라스틱 디스크와 같은 다른 침투성 요소로 교체될 수 있다. 요컨대, 필터(30)는 임의의 적합한 방식으로 배열될 수 있다.
도 7은 직사각형 형상을 갖는 카트리지(10)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 용기(12)는 직사각형 상자와 같은 형상이고 직사각형 형상의 림(19)을 갖는다. 뚜껑(38) 및 필터(30)(이는 또한 직사각형 상자 형상을 가짐)는 전술된 것과 유사한 방식으로 림(19)에 부착된다. 본 실시예는 본 발명의 태양이 림(19) 및/또는 다른 카트리지 구성요소에 대하여 둥근 또는 원형 형상으로 한정되지 않는다는 것을 예시한다. 그에 반하여, 카트리지 구성요소에 대하여 임의의 불규칙하거나 또는 다른 적합한 형상이 가능하다. 예를 들어, 도 8은 주둥이와 유사한 특징부를 갖는 컵 형상을 형성하는 림(19) 및 용기(12)를 갖는 카트리지(10)의 실시예를 도시한다. 뚜껑(38)은 대응하는 형상을 가질 수 있고, 림(19) 및 용기(12)의 주둥이 영역 내의 뚜껑(38)에 출구 개구가 형성될 수 있도록 배열될 수 있다. 이는 용기(12)로부터 음료의 배수를 도울 수 있는데, 예를 들어, 이는 카트리지의 적합한 배향에 의해 음료가 주둥이 영역으로 배수되는 경향을 가질 수 있기 때문이다. 주둥이 특징부 또는 다른 불규칙한 형상은 또한 카트리지(10)가 특정한 방식으로 음료 기계와 결합되는 것을 보장하도록 돕는 색인 형성 또는 위치 설정 특징부를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 카트리지는 주둥이 특징부가 출구(52)에 또는 그 근처에 위치되는 도 4에 도시된 것과 유사한 배향으로 사용될 수 있다. 출구(52)에 또는 그 근처에 주둥이가 있도록 카트리지가 위치되는 것을 보장하기 위하여 주둥이가 사용될 수 있기 때문에, 주둥이는 카트리지로부터 출구(52)로 음료를 배수하는 것을 도울 수 있다. 카트리지 배향을 보장하기 위하여 주둥이 또는 다른 색인 형성 특징부를 사용하는 것은 만일 카트리지(10)가 판독 가능 특징부, 예를 들어 바코드, RFID 태그, 또는 다른 기계 판독 가능 코드를 포함하는 경우에 또한 도움이 될 수 있다. 즉, 주둥이는 판독 가능 특징부(들)가 기계에 의해 적절하게 판독될 수 있도록 카트리지가 특정 위치에 회전 가능하게 위치되는 것을 보장하도록 도울 수 있다. 주둥이 특징부(또는 다른 적합한 배열)는 뚜껑(38) 및 필터(30)가, 예를 들어 림(19)에서 뚜껑(38)을 벗김으로써, 림(19)으로부터 제거될 수 있도록 뚜껑(38)을 위해 당김 탭(pull tab)이 위치되는 편리한 장소를 또한 제공할 수 있다.
도 9는 뚜껑(38)이 2개의 구성요소를 포함하는 카트리지(10)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 구체적으로, 뚜껑(38)은 림(19)에 부착되는 외부 부분(38a) 및 (예를 들어, 음료 매체가 필터(30)에 의해 한정된 공간 내로 제공된 후에) 외부 부분(38a)에 부착되는 내부 부분(38b)을 포함한다. 본 실시예는 음료 매체(20)를 카트리지(10) 내에 놓기 전에 뚜껑의 적어도 일부가 림(19) 및 용기(12)에 부착되도록 허용하는 장점을 제공할 수 있다. 즉, 뚜껑(38)의 외부 부분(38a)은, 필터(30)가 외부 부분(38a)에 부착되지만 뚜껑(38)의 내부 부분(38b)은 제 위치에 있지 않은 상태로 림(19)에 부착될 수 있다. 그 이후에, 음료 매체(20)는 외부 부분(38a) 내의 개구를 통하여 제공될 수 있고, 내부 부분(38b)은 개구를 폐쇄하도록 외부 부분(38a)에 부착될 수 있다. 외부 부분(38a) 및 내부 부분(38b)은 상이한 재료로 제조될 수 있는 데, 예를 들어, 외부 부분(38a)은 비교적 두꺼운 견고성 플라스틱 재료로 제조될 수 있고 내부 부분(38b)은 비교적 얇은 가요성 포일 재료로 제조될 수 있다. 이러한 경우에, 외부 부분(38a)은 카트리지(10)를 위한 구조를 제공할 수 있어서, 림(19)이 비교적 가요성인 그리고/또는 얇은 재료로 제조되도록 허용하고, 예를 들어, 림(19)은 용기(12)가 얇은 중합체 시트 재료로 제조되는 외부 부분(38a)에 접합되는 용기(12)의 일부일 수 있다.
본 발명의 태양에 따른 카트리지는 임의의 적합한 음료 기계와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 10은 임의의 적합한 음료, 예를 들어 차, 커피, 다른 우려내는 유형의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성된 음료, 따뜻하거나 차가운 음료수 등을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 음료 형성 장치(100)의 사시도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 장치(100)는 장치(100)의 다양한 특징부를 제어하기 위하여 사용자가 조작할 수 있는 사용자 인터페이스(8)가 구비된 외부 프레임 또는 하우징(6)을 포함한다. 음료 카트리지(10)는 장치(100)에 제공될 수 있고, 만일 있다면, 드립 트레이(9) 또는 다른 지지체 상에 배치된 컵 또는 다른 적합한 용기 내에 놓이는 음료를 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 카트리지(10)는 음료 형성 장치(100)의 제1 및 제2 부분(3, 4)에 의해 한정된 카트리지 수용 부분 내에 수동으로 또는 자동으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 핸들(5)을 들어 올림으로써, 사용자는 카트리지(10)가 배치될 수 있는 적합한 형상의 영역을 노출시키도록 제1 및 제2 부분(3, 4)을 개방 위치로 이동시킬 수 있다. 카트리지(10)의 배치 후에, 핸들(5) 또는 다른 조작기는 제1 및 제2 부분(3, 4)을 (도 10에 도시된) 폐쇄 위치로 이동시키도록 수동으로 또는 자동으로 이동될 수 있어서, 그에 의해 음료 제조 챔버 내에 카트리지(10)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 그러나, 장치(100)가 카트리지(10)를 수용하거나 또는 그렇지 않으면 이를 이용하는 방식은 본 발명의 태양에 크게 중요하지 않기 때문에, 카트리지(10)가 장치(100)에 의해 임의의 적합한 방식으로 수용될 수 있다는 것은 이해하여야 한다.
일단 카트리지(10)가 수용되면, 음료 형성 장치(100)는 음료를 형성하기 위하여 카트리지(10)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 또는 제2 부분(3, 4)과 결합된 하나 이상의 입구 바늘(50)(도 3 또는 도 4 참조)은 가열된 물 또는 다른 액체를 카트리지(10) 내로 주입하도록 카트리지(10)를 천공할 수 있다. 제1 또는 제2 부분(3, 4)은 또한 형성된 음료가 카트리지(10)를 빠져 나가도록 출구 측에서 (필요에 따라) 카트리지(10)를 관통 또는 천공하도록 하나 이상의 출구 바늘 또는 다른 요소(52)를 포함할 수 있다.
도 11은 음료 형성 장치(100)에 사용될 수 있는 음료 제조 챔버 장치의 개략도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제1 부분(3)은 카트리지 수용기(22)에 대해 이동 가능한 클램프(21)를 포함한다. 제2 부분(4)은 카트리지 수용기(22)에 대해 또한 이동 가능하고 입구 및 출구 바늘(50, 52)을 구비한 베이스(51)를 포함한다. 음료 제조 챔버 내에서 카트리지(10)를 둘러싸기 위하여, 카트리지(10)는 먼저 카트리지가 수용기(22)에 의해 고정된 채로 보유되도록 카트리지 수용기(22) 내로 배치된다. 본 실시예에서, 수용기(22)는 카트리지(10)의 림(19)과 결합하는 홈을 포함하지만, 수용기(22)는 다른 방식으로, 예를 들어 용기(12)와 결합함으로써 카트리지를 보유할 수 있다. 이어서, 클램프(21) 및 베이스(51)는 클램프(21)가 카트리지(10)의 림(19)과 결합하고 림(19)을 가압하여 베이스(51)와 접촉하도록 카트리지 수용기(22)를 향하여 이동될 수 있다. 이러한 결합은, 예를 들어 입구 또는 출구 바늘(50, 52)로부터 액체가 누출되는 것을 방지하는 것을 돕도록, 베이스(51)와 림(19)과 뚜껑(38) 사이에 시일을 형성하도록 도울 수 있다. 림(19)/뚜껑(38)을 가압하여 베이스(51)와 접촉시킴으로써 바늘(50, 52)이 입구 및 출구 개구를 형성하도록 뚜껑(38)을 또한 천공할 수 있게 된다. 카트리지가 적절하게 보유된 상태에서, 물 또는 다른 액체가 입구 바늘(50)에 의해 카트리지(10) 내로 도입될 수 있고, 음료는 출구 바늘(52)에 의해 카트리지로부터 수용될 수 있다.
이러한 예시적인 음료 제조 챔버 장치에 대한 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 베이스(51)는 둘 이상의 입구 또는 출구 바늘(50, 52)을 구비할 수 있고, 바늘(50, 52)은 나이프, 블레이드, 원추 구조체, 하나 이상의 튜브, 입구/출구 유동을 위한 베이스(51) 내의 개구, 및/또는 임의의 다른 적합한 입구 및 출구 배열로 교체될 수 있고, 천공 요소(제공되는 경우)는 베이스에 대해 후퇴 가능하게 될 수 있고, 베이스(51)는 고정된 상태로 남아 있게 될 수 있고, 카트리지는 베이스(51)에 대해 이동될 수 있고, 그 외에도 가능하다. 유사하게, 클램프(21)는 도시된 링과 유사한 형상 이외의 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고, 예를 들어, 클램프(21)는 컵과 유사한 형상을 가질 수 있고, 클램프(21)는 고정되어 있을 수 있고, 카트리지(10) 및/또는 베이스(51)가 클램프(21)에 대해 이동될 수 있고, 클램프(21) 및 카트리지 수용기(22)는 함께 일체일 수 있고, 그 외에도 가능하다. 또한, 비록 본 실시예에서 카트리지 수용기(22)가 (도 4의 것과 유사하게) 뚜껑(38)이 용기(12) 아래에 있는 역전된 배향으로 카트리지(10)를 보유하고 있지만, 카트리지는 임의의 적합한 배향으로 음료를 만드는 데 사용될 수 있다.
도 12는 도 10의 실시예와 같은 예시적인 일 실시예에서 음료 형성 장치(100)에 포함된 다양한 구성요소의 개략적인 블록도를 도시한다. 음료 형성 장치(100)가 여러 상이한 방식으로 구성될 수 있음은 당업자에 의해 인식될 것이며, 따라서 본 발명의 태양은 음료 형성 장치의 하나의 유형에만 관련된 것으로서 좁게 해석되어서는 안 된다. 저장 탱크(110)로부터의 물 또는 다른 액체는 공급 도관(111)을 거쳐서, 펌프 도관(115)을 거쳐서 계량 탱크 또는 챔버(118)로 액체를 펌핑하는 펌프(112)(예를 들어, 원심 펌프, 피스톤 펌프, 솔레노이드 펌프 등)로 제공될 수 있다. 본 장치(100)의 물 펌프(112) 및 다른 구성요소의 작동은 제어기(130)에 의해 제어될 수 있는 데, 예를 들어 제어기는 프로그래밍된 프로세서 및/또는 적합한 소프트웨어 또는 다른 작동 명령을 갖는 다른 데이터 처리 장치, 하나 이상의 메모리(소프트웨어 및/또는 다른 작동 명령을 저장할 수 있는 비휘발성 저장 매체를 포함함), 온도 및 액체 레벨 센서, 압력 센서, 입력/출력 인터페이스, 통신 버스 또는 다른 링크, 표시 장치, 스위치, 릴레이, 트라이액, 또는 원하는 입력/출력 또는 다른 기능을 수행하는 데 필요한 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 계량 탱크(118)는, 소정 시간 동안 펌프(112)를 작동시키는 기술, 전도성 프로브 센서 또는 용량성 센서를 이용하여 계량 탱크(118) 내의 물의 레벨을 검출하는 기술, 액체가 탱크에 충전될 때 계량 탱크(118) 내의 압력 상승을 검출하는 기술, 또는 임의의 다른 실행 가능한 기술을 이용하는 기술과 같은, 임의의 적합한 기술에 의해 원하는 양의 액체로 충전될 수 있다. 예를 들어, 제어기(130)는 물이 계량 탱크(118)의 상부에 도달한 것을 나타내는 압력의 증가를 압력 센서가 검출할 때 계량 탱크(118)가 완전히 충전된 것을 검출할 수 있다. 탱크 내의 물은, 원한다면, 온도 센서로부터의 입력 또는 다른 적합한 입력을 이용하여 제어기(130)에 의해 조작이 제어되는 가열 요소(123)에 의해 가열될 수 있다. 계량 탱크(118) 내의 물은 계량 탱크 도관(119)을 거쳐서 음료 제조 챔버(120) 또는 다른 음료 형성 스테이션으로 분배될 수 있다. 음료 제조 챔버(120)는, 예를 들어 카트리지(10) 내에 포함된 임의의 음료 제조 성분, 예를 들어 분쇄 커피, 차, 가미 음료 믹스, 또는 다른 물질을 포함할 수 있다. 액체가 튜브(117) 외부로 그리고 계량 탱크 도관(119) 내로 방출되도록 하는 공기 펌프(121)에 의해 제공된 공기로 계량 탱크를 가압함으로써 계량 탱크(118)로부터 액체가 방출될 수 있다. 계량 탱크(118)로부터의 분배의 완료는 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 계량 탱크(118) 내의 압력 강하의 검출, 계량 탱크(118) 내의 물 레벨의 검출, 유량계의 사용, 또는 임의의 다른 실행 가능한 기술의 사용에 의해 검출될 수 있다. 액체는 대안적으로 추가의 액체를 탱크(118) 내로 가하도록 작동하는 펌프(112)에 의해 계량 탱크(118)로부터 방출될 수 있어서, 탱크(118)가 외부로 그리고 음료 제조 챔버로 물을 변위시킬 수 있다. 유량 센서 또는 다른 적합한 장치가 탱크(118)로 이송된 액체의 양 및 그에 따른 음료 제조 챔버로 이송된 액체의 양을 측정하는 데 이용될 수 있다. 대안적으로, 펌프(12)는 기지 부피의 액체가 펌프(112)로부터 탱크(118)로 이송됨으로써 동일한 기지 부피의 액체가 음료 제조 챔버(120)로 이송되도록 하는 피스톤-유형 또는 계량 펌프일 수 있다. 액체는 임의의 적합한 압력, 예를 들어 6.9 내지 13.8 kPa(1 내지 2 psi) 이상에서 카트리지 내로 도입될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 카트리지의 제조 방법을 포함한다. 그러한 하나의 예시적인 방법의 단계들이 도 13에 도시되어 있다. (도 13 및 도 14의 단계들은 본 방법의 단계들이 도시된 것 이외의 상이한 순서로 수행될 수 있다는 것을 나타내도록 파선으로 연결된 것으로 도시되어 있는데, 이는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같다.) 단계(S10)에서, 내부 공간을 갖는 용기 및 내부 공간 내로의 개구를 한정하는 림이 제공된다. 용기는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 플라스틱, 페이퍼, 금속 및 재료의 조합으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 용기는 카트리지 내에서 생성된 음료가 제어되는 방식으로 제거될 수 있도록 액체에 대해 불침투성이지만, 침투성 부분을 가질 수 있다. 또한, 용기는 절두원추, 구, 실린더, 직사각형 상자 등과 같은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 용기는 한정된 형상을 가질 필요는 없고, 대신 가요성 재료로 제조될 수 있다.
단계(S20)에서, 필터가 주연부에서 뚜껑에 부착된다. 주연부는, 필터가 뚜껑에 부착되고 뚜껑으로부터 (예를 들어, 용기의 내부 공간으로) 멀리 연장되는 폐쇄된 경계선이다. 필터는 임의의 적합한 재료, 예를 들어 필터 페이퍼, 침투성 또는 불침투성 플라스틱 재료, 스펀지와 유사한 재료 등을 포함할 수 있다. 또한, 필터는 불침투성은 물론 침투성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불침투성 플라스틱 요소는 뚜껑에 부착될 수 있고 플라스틱 요소에 부착된 필터 페이퍼 또는 다른 재료에 대한 구조적 지지체를 제공할 수 있다. 필터는 임의의 적합한 형상, 크기 및/또는 침투성을 가질 수 있다. 예를 들어, 필터는 필터의 일부 영역을 통과하는 유동을 방지 또는 제한하면서 보다 더 침투성인 다른 영역을 통과하는 유동을 조장하도록 상이한 침투성을 갖는 영역들을 가질 수 있다. 일반적으로, 필터는, 예를 들어 필터 및 뚜껑이 재활용 및/또는 퇴비화를 목적으로 용기로부터 제거될 수 있도록, 용기에 부착되지 않는다. 그러나, 일부 실시예에서, 필터는 림에 부착될 수 있고, 예를 들어, 필터의 일부는 뚜껑과 림 사이에 개재될 수 있다.
단계(S30)에서, 뚜껑이 (예를 들어, 개구를 적어도 부분적으로 폐쇄하도록) 림에 부착되어 주연부는 림으로부터 멀리 이격되고 필터는 주연부로부터 내부 공간으로 연장된다. 필터는 내부 공간 내에서 제1 챔버와 제2 챔버를 분리하도록 배열될 수 있다. 뚜껑은 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 열 또는 음파 용접, 접착제, 화학적 접합, 기계적 접합 등으로 림에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 림은 림으로부터 뚜껑을 제거하는 것을 돕는 홈 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 뚜껑은 임의의 적합한 재료, 예를 들어 포일, 포일 및 중합체 라미네이트, 중합체 재료 등으로 제조될 수 있고, 침투성 또는 불침투성일 수 있다. 그러나, 뚜껑은 대체로 카트리지 내의 액체의 유동을 제어하는 것을 돕도록 불침투성 재료로 제조될 수 있다.
단계(S40)에서, 음료 매체는 카트리지의 내부 공간에, 예를 들어 필터에 의해 제2 챔버로부터 분리된 제1 챔버 내로 제공된다. 음료 매체는 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열될 수 있고, 로스트 분쇄 커피, 엽차, 인스턴트 커피 또는 차, 핫 쵸코렛 믹스, 분말형 음료 믹스, 건조 과일 재료, 감미료, 크리머, 증점제, 및/또는 음료를 형성하기 위한 임의의 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다.
도 13에 개략화된 본 방법의 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 음료 매체는 필터가 뚜껑에 부착되기 전에 필터에 의해 한정된 공간 내에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 음료 매체는 필터가 뚜껑에 부착된 후에 필터에 의해 한정된 공간 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 뚜껑은 뚜껑에 부착될 수 있고 음료 매체는 필터의 개구를 통하여 필터에 의해 한정된 공간 내로 제공될 수 있다. 그 후에, 필터의 개구는, 예를 들어 개구 둘레의 필터의 에지들을 서로 밀봉함으로써, 폐쇄될 수 있다. 다른 실시예에서, 필터는, 예를 들어 도 9에 도시된 것과 유사하게, 뚜껑에 부착될 수 있고, 음료 매체는 뚜껑이 용기의 림에 부착되기 전에 또는 후에 필터에 의해 한정된 공간 내로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은, 예를 들어 도 14에서 개략화된 바와 같이, 음료 형성 방법을 포함한다. 단계(S50)에서, 내부 공간을 갖는 용기, 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림, 림에 부착되어 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑, 및 림으로부터 내향으로 멀리 이격된 주연부에서 뚜껑에 부착된 필터를 갖는 카트리지가 제공된다. 필터는 주연부로부터 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버와 제2 챔버를 분리한다. 음료 매체는 내부 공간 내에, 예를 들어 제1 및/또는 제2 챔버 내에 위치되고, 음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열된다. 위에서 논의된 바와 같이, 용기, 림, 뚜껑 및 필터는 임의의 적합한 재료로 그리고 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 유사하게, 음료 매체는 음료를 형성하기 위한 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다.
단계(S60)에서, 뚜껑은, 예를 들어 뚜껑의 중심 근처에서 그리고 림으로부터 먼 곳에서 천공되어, 제1 챔버로 접근하도록 제1 개구를 형성한다. 뚜껑의 천공은 바늘, 블레이드, 나이프 또는 뚜껑을 관통하는 다른 적합한 물체를 삽입함으로써, 물 또는 다른 압력을 뚜껑에 도입시켜 뚜껑이 파열되게 하거나 또는 밸브 또는 다른 구조체가 유동을 위해 개방되게 함으로써, 등에 의해 행해질 수 있다. 단계(S70)에서, 액체는, 예를 들어 제1 개구를 형성하도록 뚜껑을 천공한 바늘을 통하여 가열 및 가압된 물을 주입함으로써, 제1 개구를 통하여 제1 챔버 내로 도입된다. 액체를 제1 챔버 내로 도입시키기 위하여 튜브를 제1 개구를 통하여 삽입하는 기술, 플레이트 또는 다른 부재 내의 개구를 제1 개구 근처의 뚜껑에 정합시키는 기술 등과 같은 다른 기술이 사용될 수 있다.
단계(S80)에서, 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 형성된 음료는 필터를 통과하여 제2 챔버로 유동한다. 필터를 통과하는 음료의 유동은 큰 커피 그라운즈, 찻잎 등과 같은 특정 물질을 음료로부터 제거할 수 있다. 단계(S90)에서, 뚜껑은 제2 챔버에 접근하도록 제2 개구를 형성하기 위하여 천공되는데, 제2 개구는 제1 개구보다 림에 더 가까이 위치되고 주연부와 림 사이에 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 천공 요소는 천공 후에 카트리지와 결합된 채로 있을 수 있거나 또는 형성된 개구를 통하여 음료가 빠져 나가도록 후퇴될 수 있다. 결국, 단계(S100)에서, 음료는 제2 개구를 거쳐 카트리지로부터 제거된다.
도 14에서 개략화된 본 방법은 액체를 제1 챔버 내로 도입시키기 전에 림을 클랭핑 기구로 결합시키는 것과 같은 추가의 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는, 음료 제조 중에 뚜껑이 림으로부터 분리되는 가능성을 감소시키고 그리고/또는 누출의 가능성을 감소시키는 배치 상태로 카트리지의 림이 클램핑되도록 도 11과 유사한 음료 제조 챔버 장치에 의해 결합될 수 있다. 뚜껑 및/또는 용기는 또한 내부 공간을 통기시는 제3 개구를 형성하도록 천공될 수 있다. 이는 카트리지의 내부 공간이 액체로 가득 차는 것을 돕는 데 유용할 수 있다. 카트리지는, 예를 들어 도 11에 도시된 것과 유사하게, 용기가 뚜껑 위에 있고 뚜껑이 수평 평면을 가로지르는 평면 내에 있는 아래를 향하는 배향으로 뚜껑이 위치될 수 있다. 뚜껑이 배향되는 평면은 수평 평면에 대해 약 20도 내지 70도의 각도로 있을 수 있는데, 이는 위에서 논의된 바와 같이 음료 형성을 도울 수 있다. 카트리지는, 카트리지 내로 도입되는 액체를 원하는 방식으로 분배하는 것을 돕도록, 예를 들어 뚜껑과 음료 매체 사이에서 뚜껑에 부착된 유동 분배기를 포함할 수 있다. 음료 형성에 이어서, 뚜껑은 단일 유닛으로서 뚜껑, 필터 및 음료 매체를 용기로부터 제거하기 위하여 림으로부터 손으로 벗겨질 수 있다. 예를 들어, 뚜껑은 엄지와 검지로 집어서 카트리지의 림으로부터 뚜껑을 벗기는 데 사용될 수 있는 탭 또는 다른 구조를 가질 수 있다. 필터 및 음료 매체가 뚜껑에 부착될 수 있기 때문에, 음료 형성 후에 음료 매체의 일부 찌꺼기 및 필터는 용기로부터 용이하게 제거될 수 있어서, 예를 들어 용기는 재활용될 수 있고 음료 매체 찌꺼기 및 필터는 퇴비화될 수 있다.
또한, 도 14에서 개략화된 본 방법의 단계들은 도 14에 도시된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계(S60, S90)는 동시에 수행될 수 있거나, 또는 단계(S90)가 단계(S60) 이전에 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 몇몇 태양이 설명되었으나, 다양한 변경, 변형 및 개선이 당업자에 의해 용이하게 이루어 질 수 있음을 인식할 수 있다. 그러한 변경, 변형 및 개선은 본 발명의 일부이기 위한 것이고 본 발명의 사상 및 범주 내에 있도록 하기 위한 것이다. 따라서, 전술된 설명 및 도면은 다만 예시일 뿐이다.

Claims (62)

  1. 음료 형성에 사용하기 위한 카트리지이며,
    내부 공간을 갖는 용기;
    용기에 부착되고 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림;
    림에 부착되고 용기의 개구를 폐쇄하고 가요성 재료의 시트로 이루어진 뚜껑;
    주연부와 림 사이에 갭을 형성하도록 림으로부터 내향으로 멀리 위치된 주연부에서 뚜껑에 부착되고 주연부로부터 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리하고 카트리지의 용기 및 다른 부분에 부착되지 않은 필터; 및
    음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열된 내부 공간의 제1 챔버 내의 음료 매체를 포함하고,
    뚜껑은 음료를 형성하기 위하여 내부 공간의 제1 챔버 내로의 가압된 액체의 유입을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분을 갖는 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 뚜껑은 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 추가로 갖고, 뚜껑 및 용기는 불침투성인 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 용기는 음료가 내부 공간을 빠져 나가는 것을 허용하도록 음료 기계에 의해 천공되도록 배열된 표면을 갖고, 뚜껑 및 용기는 불침투성인 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 뚜껑은 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 추가로 갖고, 제2 부분은 환형 형상을 갖는 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 제1 부분은 뚜껑의 중심에 위치되고 주연부 내측에 있는 카트리지.
  6. 제1항에 있어서, 뚜껑은 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 추가로 갖고, 제2 부분은 제1 부분보다 림에 더 가까운 카트리지.
  7. 제1항에 있어서, 뚜껑은 용기보다 더 작은 힘으로 천공되도록 배열된 카트리지.
  8. 제1항에 있어서, 용기는 측벽 및 바닥을 갖는 절두원추 형상을 갖고, 필터는 홈붙이 또는 원추 형상을 갖는 카트리지.
  9. 제1항에 있어서, 뚜껑의 제1 부분과 음료 매체 사이에 유동 분배기를 추가로 포함하는 카트리지.
  10. 제9항에 있어서, 유동 분배기는 뚜껑에 부착된 카트리지.
  11. 제1항에 있어서, 필터는 침투성 필터 페이퍼를 포함하는 카트리지.
  12. 제1항에 있어서, 뚜껑은 림으로부터 손으로 벗길 수 있게 제거 가능하고, 음료 매체는 제1 챔버 내에 있고, 필터는 필터 및 음료 매체가 림으로부터 뚜껑의 제거 시 뚜껑과 함께 용기로부터 제거 가능하도록 뚜껑에 부착된 카트리지.
  13. 제1항에 있어서, 뚜껑의 제1 부분에 대응하는 위치에서 그리고 뚜껑의 중심 근처의 제1 챔버 내에서 뚜껑에 부착된 유동 분배기를 추가로 포함하고, 유동 분배기는 음료 매체와 뚜껑의 제1 부분 사이에 위치되고,
    용기는 측벽, 측벽의 상단부에서의 환형 림, 및 측벽의 하단부에서의 바닥을 갖는 절두원추 형상을 갖고, 필터는 홈붙이 컵형 또는 원추 형상을 갖고, 필터의 상단부는 주연부에서 뚜껑에만 부착되고, 뚜껑은 제2 챔버로부터의 음료의 유출을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제2 부분을 갖고, 제2 부분은 제1 부분보다 림에 더 가까운 카트리지.
  14. 제1항에 있어서, 용기는 주둥이 특징부를 갖는 측벽을 포함하는 카트리지.
  15. 제1항에 있어서, 제2 챔버 내에 위치된 음료 매체를 추가로 포함하는 카트리지.
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  48. 음료 형성에 사용하기 위한 카트리지이며,
    내부 공간을 갖는 용기;
    용기에 부착되고 내부 공간으로의 개구를 한정하는 림;
    림에 부착되고 용기의 개구를 폐쇄하는 뚜껑;
    림으로부터 내향으로 멀리 위치된 필터 주연부에서 뚜껑에 부착되어 필터 주연부와 림 사이에 갭을 형성하고, 필터 주연부로부터 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간 내에서 제1 챔버를 제2 챔버와 분리하고, 카트리지의 용기 및 다른 부분에 부착되지 않은 필터;
    림으로부터 멀리 그리고 필터 주연부 내측에 위치된 주연부에서 뚜껑에 부착된 유동 분배기 - 유동 분배기는 주연부로부터 내부 공간의 제1 챔버 내로 연장되고 유동 분배기 내측의 제1 영역을 내부 공간 내의 제2 영역으로부터 분리하고, 용기에 부착되지 않고 제1 영역 내로 도입된 액체의 유동을 바꾸도록 배열됨 -; 및
    음료를 형성하기 위하여 용기 내로 도입된 액체와 상호 작용하도록 배열된 내부 공간의 제1 챔버 내의 음료 매체를 포함하고,
    뚜껑은 제1 영역 내로의 가압된 액체의 유입을 수용하도록 음료 기계에 의해 천공 가능한 제1 부분을 갖는 카트리지.
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  55. 제48항에 있어서, 뚜껑은 가요성이고 용기보다 더 작은 힘으로 천공되도록 배열된 카트리지.
  56. 제48항에 있어서, 제2 챔버 내에 음료 매체를 추가로 포함하는 카트리지.
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  59. 제48항에 있어서, 뚜껑은 림으로부터 손으로 벗길 수 있게 제거 가능하고, 필터 및 유동 분배기는 림으로부터 뚜껑의 제거 시 필터, 유동 분배기 및 음료 매체가 뚜껑과 함께 용기로부터 제거 가능하도록 뚜껑에 부착된 카트리지.
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