KR101914802B1 - 음료 생산 장치에서 음료를 제조하기 위한 캡슐 - Google Patents

Abstract

특히 캡슐 내에 액체를 공급하고 상기 캡슐을 중심 축 (I) 을 따라서 회전시켜 상기 캡슐을 가로지르는 액체 상에 원심력들을 생성하여 이러한 원심력들에 의해서 음료를 상기 캡슐 밖으로 가압함으로써 원심분리식 브루잉 장치에서 음료를 제조하기 위해 구성된 캡슐 (1A, 1B, 1C) 로서,
- 중심 축 (I) 의 주 공동 (4) 을 형성하는 격납 벽들 (3) 을 포함하는 몸체 (2),
- 상기 몸체에 연결된 또는 연결가능하고 상기 공동을 덮도록 구성된 뚜껑 (5, 5A, 5B, 5C),
- 둘레방향으로 경계 짓고 상기 공동 (4) 을 넘어서 외측으로 돌출된 환형 플랜지 (6) 를 포함하고, 상기 플랜지는, 상기 캡슐이 상기 중심 축 둘레로 회전될 때 작용되는 원심력들의 결과로서 상기 플랜지를 통해서 또는 상기 플랜지의 위로 상기 공동으로부터 복수의 방사방향으로 원심력을 받은 음료의 유동을 제공하기 위한 하나의 통로 또는 복수의 통로들 (9, 46, 49) 을 확보하도록 구성된다.

Description

음료 생산 장치에서 음료를 제조하기 위한 캡슐{CAPSULE FOR THE PREPARATION OF A BEVERAGE IN BEVERAGE PRODUCTION DEVICE}

본 발명은 음료 브뤼잉 장치 (brewing device) 에서 음료를 제조하기 위해서 캡슐을 이용하는 분배된 음료의 분야에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 특히 음료를 제조하기 위한 향상된 캡슐 및 방법에 관한 것이다.

음료 재료들을 담고 있는 캡슐에 의한 음료의 제조는 공지되어 있다. 일반적으로, 캡슐이 음료 제조 장치, 예를 들어 커피 기계 내에 삽입되고, 액체가 캡슐 내에 공급되고, 액체가 음료 재료들과 상호작용하고 음료가 압력하에서 또는 중력에 의해서 캡슐로부터 추출된다.

원심분리를 이용하여 음료를 제조하는 것이 공지되어 있다. 원리는 주로 캡슐의 컨테이너 내에 음료 재료들을 제공하고, 액체를 리셉터클 내에 공급하고 상기 리셉터클을 증가된 속도로 회전시켜 상기 리셉터클 내 액체의 압력 구배를 생성하면서 액체와 재료들의 상호작용을 확실히 하며, 이러한 압력은 상기 리셉터클의 중앙으로부터 둘레를 향하여 점진적으로 증가된다. 액체가 재료들, 예를 들어 분쇄된 커피를 통과함에 따라, 음료 혼합물의 추출이 발생하고 리셉터클의 둘레에서 밖으로 유동하는 액체 추출물이 얻어진다.

용어 "캡슐" 은 일반적으로 음료 재료들을 담는 임의의 가요성, 강성 또는 반강성 패키징 컨테이너를 가리킨다. 캡슐의 다른 동의어는 "포드 (pod)", "패드 (pad)", "카트리지 (cartridge)" 또는 "사셰 (sachet)" 이다. 캡슐을 일회용으로 구성될 수 있다. 또한, 컨테이너는 이용 직전에 이용자에 의해서 재료들로 채워져서 캡슐을 형성할 수 있다.

용어 "재료들" 은 임의의 적절한 음료 물질, 예를 들어 분쇄된 커피, 용해가능한 커피, 잎 차, 용해가능한 차, 허브 차, 유제 분말, 조미 분말, 아기 음식, 다른 음료 영양 재료들 및 이들의 어떠한 조합들을 의미한다.

원심분리력을 이용하여 캡슐로부터 음료를 제조하기 위한 캡슐 시스템 및 방법은 다음 문헌들에 설명되어 있다: EP2210539, WO2008/148604, WO2008/148650, WO2008/148646, WO2008/148656 및 WO2010/026045.

원심분리를 이용하는 음료 브루잉 장치 내에서 캡슐을 이용하는 것이 공지되어 있고 여기서 캡슐의 폐쇄 벽은 액체 주입 수단 및/또는 음료 추출 수단의 삽입을 가능하게 하기 위해서 제거되거나 천공된다.

특히, 국제 특허 출원 WO2008/148646 에서, 원심분리 장치 내에서 이용되도록 의도된 캡슐이 설명되며 이 캡슐은 공동을 구비한 몸체, 상기 공동과 플랜지를 폐쇄하는 리드를 갖고 이러한 플랜지는 음료 생산 장치의 밸브 수단에 의해서 접촉된다. 뚜껑은 원심력을 받은 음료가 공동을 떠나도록 하기 위해서 그 둘레부에 개구들 또는 미세구멍들을 갖는다. 그 후에 통로가 밸브 수단과 캡슐의 플랜지 사이의 상대적 이동에 의해 생성될 때 유동이 플랜지의 상부 표면 상에서 그리고 밸브 수단 사이로 통과한다. 국제 특허 출원 WO2010/066705 에서, 또한 캡슐은 원심분리 장치에서 이용되도록 의도된다. 캡슐은 환형의 융기부를 갖는 플랜지를 포함하며 상기 융기부가 음료 생산 장치의 가압 표면에 의해서 접촉될 때 상기 융기부는 원심력을 받은 액체 유동 통로를 위한 한정부를 형성한다.

따라서, 캡슐 내에 생성된 유동 및 압력은 밸브 수단의 특성 및 플랜지의 형상 및 치수들에 크게 의존된다.

본 발명의 목적은 원심분리 장치 내에서 이용되기 위해 의도된 캡슐을 제안하는 것이며 여기서 캡슐 내의 액체 유동이, 특히 캡슐 내에 담겨있는 음료 재료들과 액체의 양호한 상호작용을 제공하기 위해서 바람직하게 제어된다.

본 발명의 다른 목적은 유동 제한 밸브를 포함하는 장치에서 그리고 이러한 유동 제한 밸브가 없는 다른 장치들에서와 같이 상이한 음료 제조 장치들에서 이용될 수 있는 캡슐을 제안하는 것이다. 결과적으로, 캡슐은 다양한 음료 제조 장치들에서 이용되기 위해서 더욱 다용도이다.

이를 위해서, 본 발명은, 특히 캡슐 내에 액체를 공급하고 중심 축 (I) 을 따라서 캡슐을 회전시켜 캡슐을 통과하는 액체에 원심력들을 생성하고 따라서 이러한 원심력들에 의해서 음료를 캡슐 밖으로 가압함으로써 원심분리식 브루잉 장치 에서 음료를 제조하기 위해 구성된 캡슐에 관한 것이고, 여기서 상기 캡슐은:

- 중심 축 (I) 의 주 공동을 형성하는 격납 벽들을 포함하는 몸체,

- 상기 몸체에 연결되거나 연결가능하고 상기 공동을 덮도록 구성된 뚜껑,

- 상기 공동을 넘어서 밖으로 돌출되고 둘레방향으로 경계 짓는 환형의 플랜지를 포함하고,

플랜지는 캡슐이 상기 중심 축을 따라서 회전될 때 가해지는 원심력들의 결과로 플랜지를 통해서 또는 플랜지 위로 그리고 공동으로부터 다중 방사 방향들로 원심력을 받는 음료의 유동을 제공하기 위한 하나의 통로 또는 복수의 통로들을 확보하도록 구성된다.

일 모드 (mode) 에서, 환형 플랜지 상에 원주방향으로 분포되어 복수의 통로들을 형성하는 돌출부들 및/또는 채널들이 제공된다. 바람직하게는, 다수의 돌출부들이 방사방향으로 연장된 플랜지에 분포되어 그 사이에 다수의 유동 채널들을 정한다. 이러한 돌출부들은 음료 생산 장치의 표면과 접촉되어 유동 채널들에서 미리 정의된 개구 표면 영역의 다수의 관통-구멍들을 정할 수도 있다. 그러므로 전체 개구 표면 영역은 음료 유동을 위한 통로 표면을 형성하고, 원심분리 동안 캡슐의 회전 속도의 함수로서, 유동 조건들 (예를 들어, 유동량 및 압력 구배) 을 조절할 수 있다.

이 모드에서, 캡슐의 뚜껑은 원심분리에 의한 음료 추출 동안 음료가 뚜껑의 상부 표면을 통과하고 뚜껑의 상부 표면 위로 그리고 플랜지의 상부 표면 위로 이동할 수 있게 하는 관통-개구들을 구비하는 횡방향 벽을 가질 수도 있다. 이 경우에, 돌출부들 및/또는 채널들은 플랜지의 상부 표면 상에 존재한다. 바람직하게는, 뚜껑은 관통-개구들과 중심 축 사이 뚜껑의 영역에 실질적으로 개구를 포함하지 않고, 이러한 영역은 플랜지로부터 개구들을 분리하는 방사방향 거리보다 더 긴 방사방향 거리를 갖는다.

대안적인 모드에서, 뚜껑은 둘레부의 인접부에 관통-구멍들을 구비하지 않는 횡방향 벽을 가져 음료가 상기 플랜지 위로 통과하는 것을 방지한다. 이 경우에, 상기 플랜지는 원심력을 받은 음료의 유동을 위해서 뚜껑과 몸체 사이에 정해진 적어도 하나의 통로를 남겨놓도록 구성된다. 이 모드에서, 뚜껑은 몸체의 플랜지의 하부 부분에 인접한 플랜지의 상부 부분을 포함하고; 상기 플랜지의 상부 부분 및/또는 하부 부분은 원심분리 동안 액체의 상대적 압력이 작용될 때 가요성이어서 플랜지를 통한 적어도 하나의 음료 유동 통로를 남겨놓는다.

또한, 상기 뚜껑은 플랜지의 경계 영역에서 몸체의 플랜지 하부 부분에 인접하게 배치된 플랜지의 상부 부분을 포함하고, 상기 플랜지의 상부 부분 및/또는 하부 부분은 상기 경계 영역에 돌출부 및/또는 채널들을 포함한다. 결과적으로, 음료 유동은 상기 경계 영역에 제공된 돌출부들 사이에서 만들어진 빈 공간 또는 채널들을 통해서 플랜지를 가로질러 지나갈 수 있다. 유동 특성들의 제어가 따라서 또한 가능하다.

모든 가능한 모드들에 대해서, 필터는 상기 통로 또는 통로들의 상류 및 하류에 제공될 수도 있다. 바람직하게는, 필터가 뚜껑과 공동 사이 또는 대안적으로 뚜껑 위에 제공된다. 필터는 플랜지에서 그리고/또는 뚜껑에 시일링될 수 있다.

필터는 커피 입자들과 같은 재료 입자들의 상당한 누출이 없도록 구성된다. 필터는 더욱 구체적으로 공동에서 100 마이크론 보다 큰 사이즈의 입자들을 유지할 수 있도록 구성된다. 필터는 종이, 천연 및/또는 인조 직물 (직조, 비 직조) 및/또는 다공성의 중합체들 그리고 이들의 조합들로 만들어질 수도 있다. 좀더 구체적으로, 필터를 위한 재료는 PU, PP, PA, PE, PET, PLA, 전분, 셀룰로스 및 이들의 조합들일 수 있다.

뚜껑은 플랜지에 대해서 내측으로 그리고 낮게 공동을 지향하는 홈부를 포함할 수 있다. 홈부는 뚜껑이 장치 내에 존재하는 추출 수단 또는 배출구 천공 수단에 의해서 천공되는 것을 방지하도록 제공될 수 있다. 이런한 천공 또는 추출 수단은 만약 캡슐이 이러한 시일링 포일을 가졌다면, 상이한 캡슐 상에 또는 본 발명의 캡슐 상에 제공된 시일링 포일을 천공하기 위해서 필요할 수도 있다. 좀더 바람직하게는, 홈부는 공동 위의 환형 영역을 따라서 연장되고 중심 축 (I) 보다는 플랜지에 더 근접하다. 이러한 위치는 장치의 천공 수단의 가능한 존재에 대응한다. 예를 들어, 환형 홈부는 뚜껑의 횡방향 단면에서 보았을 때 U-형상일 수 있다.

또한 뚜껑은 중심 축 (I) 에 위치된 개구 또는 감소된 두께의 영역을 포함할 수도 있다. 이러한 영역은 액체 인젝터의 도입 또는 (예를 들어 액체 공급 시스템으로부터의) 공동 내에 액체의 공급을 허용한다. 예를 들어, 감소된 두께의 영역은 뚜껑의 용이한 천공을 가능하게 하여 예를 들어 강성의 세장형 인젝터에 의해서 개구를 생성한다.

캡슐은 특히 분쇄된 커피, 용해가능한 커피, 잎 차, 허브 차, 용해가능한 차, 우유 분말, 코코아 분말, 유아 분유, 조미 분말 및 이들의 조합들 중 선택된 음료 재료들을 포함할 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 따라서 치수 지어진 공동의 체적에 의존하여 캡슐은 4 내지 20 그램의 분쇄된 커피 분말을 담는다. 분쇄된 커피의 양은 바람직한 음료 체적으로 그리고/또는 바람직한 커피 음료의 농도로 조정된다.

뚜껑은 몸체에 고정적으로 또는 제거가능하게 부착될 수도 있다. 제거가능하게 부착된 뚜껑은 추출 후 고형 잔존물, 예를 들어 이용된 커피 분말을 제거할 가능성을 제공할 수도 있다.

뚜껑은 몸체로부터 분리된 부분일 수도 있거나 또는 가요성 링키지에 의해서 몸체에 연결된 부분이어서 이용자가 공동을 음료 재료들로 채운 직 후에 몸체에 뚜껑을 연결할 수 있다. 이용자는 캡슐을 채우고 몸체 상에 뚜껑을 폐쇄하는 소비자일 수도 있다.

본 발명은, 원심분리식 음료 제조 장치에서, 상기된 캡슐들을 이용하여 음료를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은,

- 캡슐의 공동 내에 액체를 공급하는 것과,

- 캡슐의 중심 축 (I) 을 따라서 캡슐을 회전시켜 캡슐을 가로지르는 액체 상에 원심력들을 생성하여 이러한 원심력들에 의해서 음료를 캡슐 밖으로 가압하는 것을 포함하며, 음료를 공동으로부터 플랜지를 통해서 또는 플랜지 위로 통로 또는 복수의 통로들을 통해서 이송하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징들이 도면들의 상세한 설명에서 보여질 것이다.

도 1 은 음료 제조 장치 내에 삽입된 본 발명의 캡슐을 포함하는 음료 제조 시스템의 단면도를 도시하고,
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 본 발명의 캡슐의 사시도를 도시하고,
도 3 은 도 2 의 캡슐의 평면도를 도시하고,
도 4 는 도 1 의 장치에서 음료 추출 동안 도 3 의 캡슐의 D-D 를 따른 상세 단면도를 도시하고,
도 5 는 도 2 및 도 3 의 캡슐의 변형예의 평면도를 도시하고,
도 6 은 제 2 실시형태에 따른 캡슐의 평면도를 도시하고,
도 7 은 제 3 실시형태에 따른 캡슐의 평면도를 도시하고,
도 8 은 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 또는 도 6 의 캡슐의 저면도를 도시하고,
도 9 는 뚜껑의 몸체 상의 조립 전에 도 6 의 캡슐의 상세 단면도를 도시하고,
도 10 은 도 6 의 캡슐의 평면 E-E 에 따른 상세 단면도를 도시하고,
도 11 은 도 7 의 캡슐의 상세 단면도를 도시하고,
도 12 는 음료 추출 동안의 도 11 의 캡슐의 상세 단면도를 도시한다.

본 발명의 캡슐의 제 1 실시형태가 도 2, 도 3 및 도 8 에 도시된다. 캡슐을 원심분리로 구동하도록 구성된 음료 제조 장치의 이 실시형태에 따른 캡슐이 또한 도 1 에 도시되고 또한 도 4 에서 확대된 상세도로 도시된다. 이 도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 8 은 이 제 1 실시형태의 설명을 위한 것이다.

이 제 1 모드에 따른 캡슐 (1A) 은 내측 개구 공동 (4) 을 정하는 격납 벽들 (3) 을 갖는 몸체 (2) 를 포함한다. 몸체는 전체적으로 컵-형상일 수 있다. 몸체는 원뿔의 몸통 또는 볼록 양푼이 (convex basin) 등과 같은 다양한 형상들을 가질 수 있다. 공동 (4) 은 그 중앙을 통과하는 축방향 (I) 으로 그리고 몸체의 개구 단부로부터 몸체의 바닥 단부까지 연장된다. 몸체의 격납 벽들은 축 (I) 둘레로 회전 대칭을 형성하여, 그렇지 않은 경우에 회전 동안 진동들 및/또는 소음들을 유발하는 질량 분포의 불균형을 방지한다. 그러나, 캡슐의 이러한 대칭 형상은 본 발명을 위한 필수적인 것은 아니다.

캡슐은 몸체의 공동을 덮도록 구성된 뚜껑 (5) 을 더 포함한다. 따라서, 공동은 분쇄된 커피 분말과 같은 음료 재료들로 채워진다. 뚜껑과 몸체는 격납 벽들을 넘어서 둘레방향으로 연장되는 플랜지 (6) 에서 연결된다. 본 발명의 일 관점에 따르면, 플랜지 (6) 는 원심력을 받은 음료의 유동을 위한 통로들을 제공하도록 구성되고, 이러한 통로들은 플랜지 (6) 를 거쳐서 그리고 상부에 방사방향으로 연장된다. 이를 위해서, 뚜껑은 뚜껑의 플랜지의 환형 부분 (8) 을 따라서 방사방향으로 그리고 원주방향으로 분포된 직사각형 리지들 (ridges) 의 형태인 일련의 상부 돌출부들 (7) 을 포함한다. 두 개의 이웃하는 돌출부들 (7) 은, 따라서 또한 플랜지의 환형 부분 (8) 의 상부에서 방사방향으로 연장되는 그루브 (groove) 또는 채널 (9) 을 정한다. 상부 돌출부들 및 상부 채널들은, 플랜지의 환형 부분의 하부 표면이 또한 상부 돌출부들의 바로 아래에 하부 채널들로 그리고 상부 채널들의 바로 아래에 하부 돌출부들로 구성되도록 플랜지의 환형 부분 상에 엠보싱 (embossing) 을 형성할 수 있다. 돌출부들 및 채널들이 반드시 직사각형이어야 하는 것은 아니며 타원형, 미로 또는 지그재그 형상과 같이 다양한 형상을 가질 수도 있다는 점이 인식되어야 한다. 예를 들어서, 돌출부들은 플랜지의 원주를 따라서 제공된 일련의 널들 (knurls) 또는 리지들에 의해서 형성될 수도 있고, 이러한 널들 및 리지들은 방사방향으로 배향된다. 돌출부들은 또한 플랜지로부터 돌출되나 플랜지의 방사방향 폭의 단지 일부분만을 점유하는 일련의 작은 스터드들 (studs) 로서 형성될 수도 있다. 그러나, 유동을 위한 통로들은 플랜지의 방사방향 폭을 통과해서 제공되고, 즉 통로들이 플랜지의 최상 표면의 내측 가장자리 (10) 로부터 외측 가장자리 (11) 까지 가로지르는 점이 확보되어야 한다. 도 4 에서 도시된 바와 같이, 플랜지의 상부 부분 (8) 이 몸체에 속하고 격납 벽들 (3) 의 일체형 부분으로서 연장되는 플랜지의 일 부분 (12) 에 연결된다. 이 플랜지의 하부 부분 (12) 은 뚜껑의 플랜지의 상부 부분 (8) 을 넘어서 연장될 수도 있고, 가능하게는 말린 (curled) 또는 확대된 단부에 의해서 종료될 수도 있다. 플랜지의 두 부분들 (8, 12) 사이의 연결은 접착제에 의해서 얻어지고 예를 들어 열 용접 또는 초음파 시일링에 의해서 처리될 수도 있다.

바람직하게는 캡슐 (1A) 의 뚜껑은 플랜지에 이웃하는 또는 예를 들어 0 과 5 mm 사이에 포함되는 거리만큼 플랜지로부터 떨어진 홈부 (14) 를 포함한다. 홈부는 플랜지, 특히 플랜지의 상부 부분 (8) 에 비하여 낮다. 홈부는 환형이어서 홈부 보다 위로 융기된 뚜껑의 중앙 부분 (15) 을 정한다. 홈부는 바람직하게는 1 과 10 mm, 좀더 바람직하게는 3-8 mm 에 포함되는 깊이이다. 더 긴 깊이가 고려될 수 있으나 재료들이 뚜껑과 몸체의 격납 벽들 사이에 걸릴 수도 있는 영역을 생성할 수도 있다. 또한, 이것은 캡슐 내에서 재료들을 위한 가용한 체적을 상당히 감소시키기 시작할 수도 있다.

중앙 부분은 관통-개구들을 포함하여 뚜껑이 축 (I) 둘레로 회전될 때 원심력들의 효과하에서 음료 또는 액체 추출물이 공동으로부터 뚜껑 (5) 의 외측 표면으로 뚜껑을 가로질러 가는 것을 허용한다. 개구들의 수는 변할 수도 있으나 뚜껑 상에 원주방향으로 분포된 충분한 수의 개구들을 고려하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 5 와 50 사이의 개구들이 제공될 수 있다. 관통-개구들 (16) 이 바람직하게는 중심 축 (I) 으로부터 특정 거리 (d), 좀더 바람직하게는 거리 (d) 보다 더 작은 플랜지 (6) 의 최내측 가장자리 (10) 로부터 거리 (d1) 에 제공된다. 중심 축 (I) 과 이러한 개구들 사이에서, 뚜껑은 바람직하게는 개구들이 없어 액체에 대해서 더 나은 안내를 확보하고 캡슐 외부로 액체의 바이패스를 억제한다. 이러한 거리는, 예를 들어 0 과 20 mm 사이, 바람직하게는 1 과 10 mm 사이에 포함될 수 있다. 또한 개구들 (16) 은 홈부 (14) 자체에 제공될 수도 있다. 만약 개구들이 중심 축 (I) 에 아주 근접하게 배치되면, 액체는 아주 조기에 캡슐을 떠나고 재료들의 일부를 바이패스하여 이 재료들이 불충분하게 액체에 젖게 되는 경향이 있다. 따라서, 이론적으로 개구들이 플랜지 (6) 에 가까우면 가까울 수록 액체와 재료들 사이의 상호작용이 더 양호하다.

중앙 부분은 중앙 개구 (17) 를 더 포함하여 음료 제조 장치의 인젝터의 통과를 가능하게 한다. 이러한 중앙 개구는 깨어짐이 가능한 재료 영역, 예를 들어 미리 약하게 된 영역, 예를 들어 개구 영역을 정하는 스코링들 (scorings) 또는 선-스코링들에 의해서 대체될 수도 있다.

캡슐 (1A) 은 뚜껑과 몸체의 공동 사이에 배치된 도 8 에 도시된 바와 같은 필터 (18) 를 더 포함할 수 있다. 예를 들어서, 필터는 뚜껑의 내측 표면 (18) 상에 시일링된다. 필터는 개구 (16) 를 덮기에 충분히 크게 치수화될 수도 있다. 필터는 예를 들어 원형이고 뚜껑의 내측 표면 상에서 원주방향으로 이격된 두 개의 시일링 가장자리들 (20, 21) 에 의해서 시일링될 수도 있다. 필터는 뚜껑과 일체로 만들어질 수도 있다는 점이 인식되어야 한다. 특히, 개구들 (16) 은 원심분리 동안 공동 내의 비용해성 또는 더 큰 입자들의 유지를 확실하게 하기에 충분히 작도록 만들어질 수도 있다. 필터는 뚜껑의 상부 표면 (15) 상에 위치될 수 있다는 점이 또한 인식되어야 한다.

도 5 는 뚜껑 (5A) 이, 재료들의 입자 사이즈보다 훨씬 더 크게 만들어진, 예를 들어 뚜껑을 통해서 호 (arc) 의 일부 부분들을 따라서 연장된 일련의 절개부와 같은 배출 개구들 (22) 을 포함하는 캡슐 (1A) 의 간단한 변형예를 도시한다. 또한, 개구들은 필터에 의해서 내측으로 또는 외측으로 덮여있다.

원심분리식 브루잉 장치 내 캡슐 (1A) 의 작동이 이제 도 1 및 도 4 와 관련하여 설명된다. 캡슐이 장치 (30), 특히 캡슐 (1A) 의 몸체 (2) 를 적절하게 참조하도록 형성되고 치수 지워진 회전식으로 장착된 캡슐 홀더 (31) 내에 삽입된다. 액체 경계 부재 (32) 가 캡슐의 액체 주입 개소에서 충분한 액체 시일링 접촉을 확실하게 하는 방식으로 캡슐의 뚜껑 (5) 에 상대적으로 접촉된다. 액체 경계 부재 (32) 및 캡슐 홀더 (31) 는 임의의 적절한 작동 수단 (도시 안됨) 에 의해 서로에 대해서 상대적으로 이동된다. 특히, 액체 경계 부재의 둘레방향 핀칭 (pinching) 부 (36) 는 캡슐의 플랜지 (6) 와 고정되게 (또는 대안적으로 스프링 바이어싱 방식으로) 접촉된다. 캡슐 (6) 의 플랜지 (6) 는 이러한 핀칭 부 (36) 와 캡슐 홀더의 지지부 (37) 사이에서 핀칭된다. 돌출부들 및/또는 채널들 (7, 9) 이 플랜지에 존재하기 때문에, 방사방향 통로들이 유지되어 원심력을 받은 음료가 핀칭된 플랜지에서, 특히 뚜껑의 플랜지의 상부 부분 (8) 의 위로 방출되는 것을 가능하게 할 수 있다.

중앙 인젝터 (33) 가 제공되어 중앙 개구를 가로질러, 균일하게 결과적으로 개구 영역 내 뚜껑의 미리 약하게 된 영역을 파괴한다. 인젝터 (33) 는 레저보 (34), 펌프 (35) 및 히터 (53) 로부터 오는 액체, 예를 들어 가열된 물을 공급받는다.

음료 추출을 실행하기 위해서, 캡슐이 회전식 모터 (38) 에 의해서 고속 회전 (예를 들어 500 - 10000 rpm) 으로 구동될 수 있고 액체가 인젝터 (33) 를 통해서 캡슐 내에 공급된다. 캡슐 홀더 (31) 및 접촉 플레이트 (32) 에 의해서 핀칭된 상태로 캡슐이 회전될 때, 음료 재료들의 덩어리가 격납 벽들과 뚜껑의 내측 둘레부 상에 압축되고 액체가 결과적으로 컴팩트된 덩어리를 가로질러 재료들과 상호작용하여 음료 또는 액체 추출물을 형성한다 (도 4). 이러한 음료는 천공 벽에 제공된 구멍들 (18) 을 통해서 길을 찾아 가고 채널들을 통해서 장치의 충돌 벽 (39) 에 대해서 원심분리식 유동 (F) 으로 분출된다. 음료를 위한 특정한 환형 간극이 개구들 (16) 과 접촉 플레이트 (32) 의 대향 표면 사이에 제공될 수 있다. 또한, 홈부 (14) 는 홈부에 대해 상대적인 개구들의 위치에 의존해서 (예를 들어, 만약 이러한 개구들이 홈부 내에 제공된다면) 이러한 간극의 형성에 참여할 수 있다. 접촉 플레이트는 또한 뚜껑 위에 홈부 또는 오목 영역 (29) 이 형성되어 이러한 간극을 남겨놓을 수도 있다. 뚜껑의 더 중앙 부분에서, 접촉 플레이트 및/또는 인젝터는 뚜껑과 충분하게 시일되어 중앙 개구로부터 그리고 뚜껑과 접촉 플레이트 사이에서 액체의 바이패스를 방지한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 그 이후에 음료는 수집기 (40) 내에 수집되고 음료 덕트 (41) 를 통해서 배수된다. 추출 사이클을 제어하기 위한 상이한 파라미터들, 특히 모터 (38) 에 의해서 부여된 회전 속도 및 펌프 (35) 의 유동량이 제어 유닛 (42) 에 의해서 조절될 수 있다. 가장 단순한 모드에서, 상이한 추출 사이클들은 유닛 내에 프로그램될 수 있고 관련된 프로그램들이 이용자 인터페이스 (43) 에 의해서 시작될 수 있다.

제 2 실시형태의 캡슐 (1B) 이 도 6, 도 9 및 도 10 과 관련하여 도시된다. 다른 모든 형태들이 동일하거나 균등할 수 있다는 점을 고려하여 단지 캡슐 (1A) 과 비교된 변화들이 논의된다. 캡슐 (1B) 에 있어서, 뚜껑 (5B) 은 둘레부의 관통-개구들이 없다. 필터 (44) 가 공동 (4) 과 뚜껑 사이에 배치된다. 좀더 구체적으로, 필터가 플랜지의 부분 (12) 상에서 시일링되어 전체 공동이 필터로 덮힌다. 필터는 부분 (12) 과, 예를 들어 알루미늄 또는 플라스틱 환형 밴드에 의해서 형성된 시일링 인서트 (45) 사이에서 시일링될 수도 있다. 접착 층들이 제공되어 필터를 플랜지의 상부 부분 상에 적절하게 고정한다. 뚜껑은 플랜지 부분에 플랜지 상부 부분 (8) 에 의해서 예를 들어 접착 층에 의해서 연결될 수도 있다. 그러나, 연결이 의무적이지는 않다. 뚜껑은 또한 특별한 연결 수단 없이 단순히 몸체 상에 끼워져, 뚜껑과 몸체를 갖는 캡슐을, 장치 내의 삽입 전에 이용자에 의해서 음료 재료들로 채워지기 위한 '킷 (kit)' 의 형태와 같이 별개의 구성요소들 (또는 단지 가요성 조인트에 의해서 연결됨) 로서 만든다.

뚜껑의 플랜지의 상부 부분 (8) 은 엠보싱되어 돌출부들 (7) 과 채널들 (9) 을 그 상부 표면에 제공하고 채널들 (46) 과 돌출부들의 대향하는 패턴이 하부 표면 상에 제공된다 (도 10). 당연히, 뚜껑의 하부 표면 상에 채널들과 돌출부들의 패턴만을 갖는 것이 가능할 수 있다 (즉, 이러한 경우에 상부 표면은 편평하다). 플랜지의 상부 부분 (8) 은 플랜지의 하부 부분 상에 끼워질 때, 경계 영역 (12) 에서, 채널들이 이들의 방사방향으로 개방된 채로 남아 있고 축 방향으로 폐쇄되기 때문에 관통-통로들이 제공된다.

도 10 은 이러한 캡슐 (1B) 에서 추출의 원리를 도시한다. 액체가 캡슐의 중앙 개구를 통해서 주입되고, 원심력들 때문에 재료들의 덩어리를 가로질러 간다. 격납 벽들의 넓어지는 형상 및 작용되는 힘들의 결과로 유동의 방향은 필수적으로 외향 및 상향으로 둘레부를 향한다. 액체는 따라서 플랜지 (6) 에 인접한 주변 영역에서 필터 (44) 를 통해서 유동할 수 있고, 뚜껑의 플랜지의 상부 부분 (8) 과 몸체의 플랜지의 부분 (12) 사이의 플랜지의 경계 영역 (47) 에 제공된 다수의 채널들 (46) 을 통해서 캡슐을 떠난다.

도 7, 도 11 및 도 12 는 본 발명의 다른 가능한 실시형태의 캡슐 (1C) 을 도시한다. 다시, 다른 모든 형태들은 동일 또는 균등할 수 있는 점을 고려하여 캡슐 (1A) 과 비교된 변화들이 논의된다. 캡슐 (1C) 에서, 뚜껑 (5C) 은 상당한 돌출부들 또는 채널들이 실질적으로 없는 플랜지의 상부 부분 (8) 을 갖는다. 또한, 뚜껑은 원심력의 결과로서 액체가 뚜껑을 가로지르는 둘레의 관통-개구들이 없다. 캡슐은, 캡슐 (1B) 에 유사하게, 예를 들어 시일링 인서트 (45) 와 부분 (12) 사이의 몸체의 플랜지의 부분 (12) 상에 시일링된 필터 (44) 를 포함한다. 뚜껑 (5C) 은 예를 들어 접착제에 의해서 중앙 영역 (48) 에서 필터 (44) 상에 시일링된다. 그러나, 뚜껑의 플랜지의 상부 부분 (8) 은 몸체의 필터 또는 플랜지의 부분들 (12, 45) 과 결합 또는 연결되지 않고 남아있다 (도 11).

도 12 에 도시된 바와 같이, 캡슐 (1C) 이 음료 제조 장치 내에서 원심분리로 구동될 때, 플랜지의 자유 부분 (8) 이 위로 가압되어 원심력을 받은 액체 유동의 압력하에서 굽혀진다. 결과적으로, 원주방향 통로 (49) 가 플랜지 (6) 에서 몸체와 뚜껑 사이에 형성된다. 플랜지의 상부 부분 (8) 을 굽히기 위해서, 접촉 플레이트는 환형의 이동 부분 (50) 을 포함한다. 부분 (50) 은 따라서 유체 압력 하에서 플랜지의 상부 부분 (8) 에 의해서 푸싱된다. 부분 (50) 은 스프링 바이어싱 조립체 (51, 52) 에 의해서 음료의 추출 후에 그 초기 위치로 복귀한다. 플랜지의 상부 부분 (8) 휨의 크기가 명확화를 위해서 도면상에서 과장될 수도 있다는 점이 인식되어야 한다. 원심분리에 의해서 캡슐 외부로 음료의 분출을 가능하게 하기 위한 간극 또는 통로 (49) 의 전체 개구 표면은 0.5-10 mm² 의 크기일 수도 있다. 당연히, 이러한 간극은 회전 속도의 함수로서 변할 수도 있다.

Claims (17)

1. 캡슐 내에 액체를 공급하고 상기 캡슐을 중심 축 (I) 을 따라서 회전시켜 상기 캡슐을 가로지르는 액체 상에 원심력들을 생성하여 이러한 원심력들에 의해서 음료를 상기 캡슐 밖으로 가압함으로써 원심분리식 브루잉 장치에서 음료를 제조하기 위해 구성된 캡슐 (1A, 1B, 1C) 로서,
   - 중심 축 (I) 의 주 공동 (4) 을 형성하는 격납 벽들 (3) 을 포함하는 몸체 (2),
   - 상기 몸체에 연결된 또는 연결가능하고 상기 공동을 덮도록 구성된 뚜껑 (5, 5A, 5B, 5C),
   - 둘레방향으로 경계 짓고 상기 공동 (4) 을 넘어서 외측으로 돌출된 환형 플랜지 (6) 를 포함하고,
   상기 플랜지는, 상기 캡슐이 상기 중심 축 둘레로 회전될 때 작용되는 원심력들의 결과로서 상기 플랜지를 통해서 또는 상기 플랜지의 위로 상기 공동으로부터 복수의 방사방향으로 원심력을 받은 음료의 유동을 제공하기 위한 하나의 통로 또는 복수의 통로들 (9, 46, 49) 을 확보하도록 구성되고,
   상기 환형 플랜지에 돌출부들 (17) 및 채널들 (9, 46) 중 하나 이상이 제공되고 방사방향으로 분포되어 복수의 통로들을 형성하며,
   상기 뚜껑은 원심분리에 의한 음료 추출 동안에 음료가 상기 뚜껑 (5, 5A) 의 상부 표면을 통해서 그리고 상기 뚜껑 (5, 5A) 의 상부 표면 위로 그리고 상기 플랜지 (6) 의 상부 표면 위로 이동하는 것을 가능하게 하기 위한 둘레의 관통-개구들 (16, 22) 을 구비하는 횡방향 벽을 갖고, 상기 돌출부들 (17) 및 상기 채널들 (9) 중 하나 이상은 상기 플랜지의 상부 표면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는, 캡슐.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 뚜껑은 상기 관통-개구들과 상기 중심 축 사이 상기 뚜껑의 영역에 개구를 포함하지 않고, 이러한 영역은 상기 플랜지로부터 개구들을 분리하는 방사방향 거리보다 더 긴 방사방향 거리로 되어 있는, 캡슐.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   필터 (18, 44) 는 상기 통로 또는 통로들의 상류에 제공되는, 캡슐.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 필터 (44) 는 상기 플랜지에서 시일링되는, 캡슐.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 필터 (18) 는 상기 뚜껑에 시일링되는, 캡슐.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 뚜껑은 상기 플랜지에 대해서 내측으로 그리고 낮게 상기 공동을 지향하는 홈부 (14) 를 포함하는, 캡슐.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 홈부 (14) 는 상기 중심 축 (I) 보다 상기 플랜지에 더 근접한 상기 공동 위의 환형 영역을 따라서 연장된, 캡슐.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 홈부 (14) 는 상기 뚜껑의 횡방향 단면에서 보았을 때 U 형상인, 캡슐.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 뚜껑은 상기 중심 축 (I) 에 위치된 개구 (17) 또는 감소된 두께의 영역을 포함하는, 캡슐.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    분쇄된 커피, 용해가능한 커피, 입 차, 허브 차, 용해가능한 차, 우유 분말, 코코아 분말, 유아 분유, 조미 분말 및 이들의 조합들 중 선택된 음료 재료들을 포함하는, 캡슐.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 뚜껑은 상기 몸체에 제거가능하게 부착된, 캡슐.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 캡슐을 이용하여 음료를 제조하는 방법으로서,
    - 상기 캡슐의 상기 공동 내에 액체를 공급하는 것과,
    - 상기 캡슐의 중심 축 (I) 을 따라서 상기 캡슐을 회전시켜 상기 캡슐을 가로지르는 액체 상에 원심력들을 생성하여 이러한 원심력들에 의해서 음료를 상기 캡슐 밖으로 가압하는 것을 포함하며, 상기 음료를 상기 공동으로부터 상기 플랜지를 통해서 또는 상기 플랜지 위로 상기 통로 또는 복수의 통로들을 통해서 이송하는 것을 포함하는, 방법.
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