KR102576582B1

KR102576582B1 - 음료 제조용 캡슐

Info

Publication number: KR102576582B1
Application number: KR1020180144404A
Authority: KR
Inventors: 김인한
Original assignee: 김인한
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2023-09-07
Also published as: KR20200059543A

Abstract

본 발명은 사용시 액체 추출물을 배출하기 위한 통과구멍을 형성하는 구성을 하나의 부품으로 단순화하여 부품수를 감소시킴과 동시에, 캡슐몸체 내부 구조 및 조립구조를 간단하게 하고, 추출 유체의 주입 압력 변화 또는 식품물질 베드의 입자 크기에 따른 압력 변화에 대응하여 액체 추출물을 배출하는 통과구멍의 개방 정도가 자동 조절되도록 하여 캡슐몸체의 내부 압력이 급상승할 경우, 취약한 부분이 터져버리는 것을 방지할 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공한다. 본 발명의 음료 제조용 캡슐은, 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체와, 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개와, 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막 및 상부막과, 캡슐몸체 내의 하부막 저면에 접하여 설치되고 액체 추출물이 통과하는 관통구멍이 형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 돌출되는 눌림판과, 캡슐몸체의 배출구를 밀봉하는 마개와, 눌림판의 중심과 마개의 중심을 일체적으로 연결하는 중앙축으로 이루어진 작동체를 포함하며, 작동체는 캡슐몸체의 내부 압력 변화에 대응한 눌림판의 변형에 의해 중앙축으로 연결된 마개가 축방향으로 이동하여 상기 캡슐몸체의 배출구를 개방하도록 된 것이다.

Description

음료 제조용 캡슐{CAPSULE FOR PREPARATION OF BEVERAGE}

본 발명은 음료 제조용 캡슐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력하의 유체(대부분 온수)를 캡슐 내에 도입함으로써 음료(차, 커피, 허브차, 우유, 초콜릿 등)의 즉석 제조를 위하여 미리 결정된 일회용의 분량으로 농축된 식품물질 베드(예를 들어, 분말, 과립 또는 잎(leaves)의 형태)로부터 음료를 제조하기 위한 캡슐에 관한 것이다.

커피 또는 다른 우려낸 액체를 위한 캡슐 또는 포드(pod)의 분야에서, 우려내거나 또는 용해되어야 하는 식품물질 베드를 포함하는 캡슐을 통하여 압력하의 온수를 통과시켜서 우려낸 즙을 제조하기에 적절한 디스펜서 그룹(dispenser group)이 설치된 자동 또는 반자동 장치가 공지되어 있다. 그러한 공지된 캡슐들의 예는 미국 특허공개공보 제2010-260896호, 국제 공개특허공보 제2015/008309호 및 미국 등록특허 제5,221,028호에 설명되어 있다.

이러한 장치들의 공통적인 작동 원리는 캡슐을 폐쇄하는 덮개의 천공을 제공하여 인퓨저(infuser) 그룹에 의한 압력하에 온수 유동을 도입할 수 있게 하는 것이다. 캡슐 안에 포함된 식품물질 베드의 우려냄을 얻은 이후에, 우려낸 음료는 캡슐 밖으로 유동하고 장치에 의하여 컵 또는 최종 컨테이너로 배출된다.

이러한 음료 제조용 캡슐의 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2013-0140038호의 '음료의 제조용 캡슐'이 알려져 있다.

상기 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 캡슐(1)을 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 상기 기계는 니들(2)을 포함하고, 상기 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(화살표로 도시됨) 하에 펌핑되고, 캡슐(1) 내에 주입된다.

캡슐(1)은 캡슐몸체(3)와 상부 덮개(4)를 포함하고, 상기 덮개(4)는 캡슐몸체(3) 상단을 밀봉하도록 고정된다. 덮개(4)는 액체 및 기체에 대해 불투과성이고, 니들(2)에 의해 천공 가능한 재질로 되어 있다.

캡슐(1)은 추출될 적어도 하나의 식품물질 베드(6)를 포함하는 챔버(5)를 추가적으로 포함한다. 챔버(5)는 식품물질 베드(6)를 유지하기 위한 하부막(12)과 상부막(13)을 포함한다. 하부막(12)과 상부막(13)에는 식품물질 베드(6)가 통과할 수 없는 작은 구멍이 형성된 필터 페이퍼 또는 부직포로 제조된다.

또한 챔버(5) 하부에는 캡슐(1)의 하부에서 가장자리(8)에 부착되어 덮개(4)와 함께 챔버(5)를 외부와 차단하는 천공가능한 알루미늄재질의 멤브레인(7)과, 멤브레인(7) 하부에 위치하여 추출 유체 주입시 멤브레인(7)에 통과구멍을 형성함으로써 캡슐(1) 내부에서 생성된 액체 추출물이 상기 통과구멍을 통해 배출되도록 하는 플레이트(10)가 설치되고, 플레이트(10) 상면에는 피라미드 형태의 핀(9)이 돌출되어 있다.

따라서 캡슐(1) 내에 추출 유체 주입시 내부 압력 증가에 의해 멤브레인(7)이 플레이트(10)에 밀착되면서 밀착력에 의해 핀(9)이 멤브레인(7)에 통과구멍을 형성하고, 멤브레인(7)에 형성된 통과구멍을 통과한 액체 추출물은 플레이트(10)의 바깥둘레면에 형성한 통로(도면에 도시하지 않음)로 흘러 캡슐몸체(3) 하부의 배출구(11)를 통해 제조된 액체 음료가 흐를 수 있게 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 구성의 종래기술은, 사용 전에는 캡슐몸체(3)를 외부와 차단하고 사용시에는 액체 추출물을 배출하기 위한 통과구멍을 형성하기 위하여 천공가능한 알루미늄재질의 멤브레인(7)과, 핀(9)이 형성된 플레이트(10)를 구비함에 따라, 부품수의 증가로 캡슐몸체(3) 내부 구조 및 조립구성이 복잡하고, 특히 천공을 위한 플레이트(10)의 핀(9)과 액체 추출물의 흐름을 위한 통로 형상부의 구현과 사출성형을 위한 몰드와 관련하여 제조비용이 상당히 비싸다는 단점이 있다.

또한, 플레이트(10)의 핀(9)에 의해 형성되는 멤브레인(7)의 통과구멍은, 추출 유체 주입시 증가되는 캡슐몸체(3)의 내부 압력에 영향을 받는 것이므로, 추출 유체 주입시 압력 변화 또는 식품물질 베드(6)의 입자 크기 차이에 따른 내부 압력 변화에 따라 통과구멍의 개방 정도가 다르거나 통과구멍이 정확하게 천공되지 않을 경우, 액체 추출물이 통과구멍으로 원활하게 배출되지 않게 되고, 이로써 캡슐몸체(3)의 내부 압력이 급상승하게 되면, 캡슐몸체(3) 내에서 식품물질 베드(6)를 유지하고 있는 하부막(12)과 상부막(13) 또는 덮개(4) 중에서 취약한 부분이 터져버리거나 심하게는 캡슐몸체(3) 자체가 터져 버리는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 사용 전에는 캡슐몸체 내부를 외부와 차단하고 사용시에는 액체 추출물을 배출하기 위한 통과구멍을 형성하는 구성을 하나의 부품으로 단순화하여 부품수를 감소시킴과 동시에, 캡슐몸체 내부 구조 및 조립구조를 간단하게 하고, 특히 통과구멍 형성을 위한 부품의 형상을 단순화하여 사출성형을 위한 몰드와 관련하여 제조비용을 절감할 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 추출 유체의 주입 압력 변화 또는 식품물질 베드의 입자 크기에 따른 압력 변화에 대응하여 액체 추출물을 배출하는 통과구멍의 개방 정도가 자동 조절되도록 하여 캡슐몸체의 내부 압력이 급상승할 경우, 식품물질 베드 및 캡슐몸체의 내부 압력을 유지하는 구성중 취약한 부분이 터져버리는 문제를 해결할 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 캡슐몸체 내의 하부막 저면에 접하여 설치되고 액체 추출물이 통과하는 관통구멍이 형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판; 상기 캡슐몸체의 배출구를 밀봉하는 마개; 및 상기 눌림판의 중심과 마개의 중심을 일체적으로 연결하는 중앙축으로 이루어진 작동체를 포함하며, 상기 작동체는 캡슐몸체의 내부 압력 변화에 대응한 눌림판의 변형에 의해 중앙축으로 연결된 마개가 축방향으로 이동하여 상기 캡슐몸체의 배출구를 개방하도록 된 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 본 발명은 상기 배출구와 마개의 밀봉구조는, 상기 배출구의 안둘레면과 마개의 바깥둘레면 사이를 접착제로 부착하여 이루어진 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 본 발명은 배출구의 안둘레면에 지지되어 상기 작동체의 직선이동을 가이드하여 유동이 방지되도록 하는 유동방지부를 상기 중앙축의 원주방향으로 복수개 형성한 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 본 발명은 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 하부막 저면에 접하여 설치된 알루미늄 재질의 밀봉막; 및 상기 밀봉막 하부에 설치된 작동체를 포함하고, 상기 작동체는 액체 추출물이 통과하는 관통구멍을 형성한 천공돌기가 상기 밀봉막쪽으로 돌출형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판과, 상기 캡슐몸체의 배출구를 개폐하는 마개와, 상기 눌림판의 중심과 마개의 중심을 일체적으로 연결하는 중앙축으로 이루어지며, 상기 밀봉막은 캡슐몸체의 내부 압력 상승에 의해 작동체의 눌림판에 밀착되어 천공돌기에 의해 천공되고, 상기 작동체는 캡슐몸체의 내부 압력 변화에 대응한 눌림판의 변형에 의해 중앙축으로 연결된 마개가 축방향으로 이동하여 상기 캡슐몸체의 배출구를 개방하도록 된 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 본 발명은, 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 하부막 저면에 접하여 설치된 알루미늄 재질의 밀봉막; 및 상기 밀봉막 하부에 설치된 작동체를 포함하고, 상기 작동체는 액체 추출물이 통과하는 관통구멍을 형성한 천공돌기가 상기 밀봉막쪽으로 돌출형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판과, 상기 눌림판의 하부 중심에 일체적으로 연결된 중앙축과, 상기 배출구의 안둘레면에 지지되어 상기 작동체의 직선이동을 가이드하여 유동이 방지되도록 상기 중앙축에 원주방향으로 복수개 형성한 유동방지부로 이루어진 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 본 발명은 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 하부막의 하부에 설치된 작동체; 및 상기 캡슐몸체의 배출구를 밀봉하는 알루미늄 재질의 밀봉막을 포함하며, 상기 작동체는 캡슐몸체 내의 하부막 저면에 접하여 설치되고 액체 추출물이 통과하는 관통구멍이 형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판과, 상기 눌림판의 하부 중심에 일체적으로 연결되어 끝단에 상기 밀봉막을 천공하기 위한 뾰족날부가 형성된 중앙축으로 이루어진 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 음료 제조용 캡슐에 의하면, 캡슐몸체의 배출구를 외부와 차단하고 있다가 사용시에는 액체 추출물의 통과구멍을 형성하는 구성이, 눌림판, 중앙축 및 마개로 이루어지는 단일 부품의 작동체로 구성됨에 따라 부품수의 감소로 캡슐몸체 내부 구조 및 조립구성이 단순화되고, 특히 통과구멍을 형성하기 위한 구성으로서 핀이 형성된 플레이트를 제조하기 위한 종래의 몰드구조에 비하여 본 발명의 작동체를 제조하기 위한 몰드구조가 더욱 단순화되어 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배출구와 마개의 밀봉구조가 접착제에 의해 이루어짐에 따라, 접착제의 접착력을 추출 유체 주입시 설정된 캡슐몸체의 내부 압력보다 약하게 설정함으로써 추출 유체 주입시 배출구를 확실하게 개방할 수 있어 액체 추출물의 배출을 원활하게 할 수 있고, 또한 추출 유체 주입시 캡슐몸체 내의 압력이 급상승할 경우, 작동체의 눌림판이 더욱 변형하여 마개를 더욱 하강시키게 되고, 이로써 배출구의 개방 정도가 더욱 커져 압력상승을 완화시키게 되므로, 캡슐몸체 내의 압력 급상승으로 식품물질 베드를 유지하고 있는 수단이 손상되거나 심하게는 캡슐몸체가 터지는 것을 방지하는 안전기능을 수행할 수 있다.

도 1은 종래의 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 단면도 및 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 단면도 및 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 단면도 및 작동 상태를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 음료 제조용 캡슐(100)은 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 원통형의 배출구(111)가 형성된 합성수지재의 캡슐몸체(110)를 구비한다. 캡슐몸체(110)의 몸통부분은 상부보다 하부가 좁게 형성되도록 경사져 있다.

캡슐(100)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 상기 기계는 니들(2)을 포함하고(도 4 참조), 상기 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 4에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되고, 캡슐몸체(110) 내에 주입된다.

캡슐(100)은 캡슐몸체(110)의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개(120)를 포함하고, 상기 덮개(120)는 액체 및 기체에 대해 불투과성이고, 니들(2)에 의해 천공 가능한 재질로 되어 있다.

캡슐(100)은 추출될 적어도 하나의 식품물질 베드(130)를 포함하는 챔버(140)를 캡슐몸체(110) 내부에 구비한다.

식품물질 베드(130)는 음료(차, 커피, 허브차, 우유, 초콜릿 등)의 즉석 제조를 위하여 미리 결정된 일회용의 분량으로 농축된 것으로, 예를 들어, 분말, 과립 또는 잎(leaves)의 형태로 되어 있다.

챔버(140)는 식품물질 베드(130)를 캡슐몸체(110) 내부에서 유지하기 위한 것으로 하부막(150)과 상부막(160)을 포함한다. 하부막(150)과 상부막(160)은 식품물질 베드(130)가 통과할 수 없는 작은 구멍이 형성된 필터 페이퍼 또는 부직포로 제조된다.

상기 캡슐몸체(110) 내의 하부막(150) 하부에는 합성수지재로 제작되는 작동체(170)가 구비된다. 작동체(170)는 눌림판(171), 마개(172) 및 중앙축(173)으로 이루어지고, 하나의 몰드를 사용하여 일체로 사출성형하는 것이 바람직하다.

작동체(170)의 눌림판(171)은 변형이 가능하도록 얇은 판상으로 형성하고, 챔버(140)의 하부막(150) 저면에 접하여 설치하여 캡슐몸체(110)의 내부 압력이 상승할 때, 하부로 볼록하게 변형하도록 되어 있고, 내부 압력이 하강할 때 복원력에 의해 다시 복원 가능하게 되어 있다. 또한 눌림판(171)은 액체 추출물이 통과하는 복수개의 관통구멍(171a)이 형성되며, 가장자리부는 캡슐몸체(110)에 형성한 단턱(112)에 지지되어 설치위치를 유지하도록 되어 있다.

작동체(170)의 마개(172)는 캡슐몸체(110)의 배출구(111)를 밀봉하도록 설치되는 것으로, 배출구(111)와 마개(172)의 밀봉구조는 배출구(111)의 안둘레면과 마개(172)의 바깥둘레면 사이를 접착제(180)로 부착하여 이루어진다.

작동체(170)의 중앙축(173)은 눌림판(171)의 중심과 마개(172)의 중심을 일체적으로 연결하기 위한 것으로, 캡슐몸체(110)의 내부 압력 상승에 의해 눌림판(171)이 하방으로 볼록하게 변형할 때 마개(172)를 축방향의 하방으로 이동시켜 배출구(111)를 개방하는 기능을 한다.

이때, 배출구(111)와 마개(172) 사이를 밀봉하는 접착제(180)의 접착력은, 추출 유체 주입시 설정된 캡슐몸체(110)의 내부 압력보다 약하게 설정함으로써 추출 유체 주입시 접착제(180)가 어느 한쪽에서 떨어져 나가 배출구(111)를 확실하게 개방할 수 있도록 해야 한다.

또한 작동체(170)에는 배출구(111)의 안둘레면에 지지되는 유동방지부(174)를 구비한다. 유동방지부(174)는 중앙축(173)의 원주방향으로 복수개 형성되어 작동체(170)의 직선이동을 가이드하는 것으로, 작동체(170)의 동작시 유동을 방지하여 보다 안정되고 원활한 동작이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다. 복수개의 유동방지부(174) 사이 공간으로는 액체 추출물이 통과할 수 있도록 되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2에서와 같이 사용 전 캡슐(100)은, 작동체(170)의 눌림판(171)이 수평상태를 유지하며, 캡슐몸체(110)의 상단은 덮개(120)로 밀봉되고 배출구(111)는 작동체(170)의 마개(172)와 접착제(180)에 의해 밀봉되어 캡슐몸체(110)는 외부와 차단된 상태이다.

이러한 상태에서 캡슐(100)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 기계의 니들(2)이 덮개(120)를 관통하여 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 4에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되어 캡슐몸체(110) 내에 주입된다.

캡슐몸체(110) 내부로 주입된 추출 유체는 상부막(160)을 통해 챔버(140) 내부로 유입되어 식품물질 베드(130)로부터 액체 추출물을 생성하고 액체 추출물은 하부막(150)을 통해 챔버(140)로부터 배출된다.

이때, 추출 유체의 주입에 의해 캡슐몸체(110)의 내부 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의해 챔버(140)의 하부막(150)과 상부막(160)이 하방으로 볼록하게 변형된다. 이로 인해 챔버(140)의 하부막(150)에 접하고 있는 작동체(170)의 눌림판(171)도 하방으로 볼록하게 변형하게 되고, 이로 인해 중앙축(173)으로 연결된 마개(172)가 축방향의 하방으로 이동하게 되므로, 배출구(111)와 마개(172) 사이에 접착되어 밀봉되어 있던 접착제(180)는 배출구(111)로부터 떨어져 나가면서 배출구(111)가 개방되고, 액체 추출물은 개방된 배출구(111)를 통해 배출된다.

또한 작동체(170)의 눌림판(171)은 추출 유체의 주입에 의한 캡슐몸체(110)의 내부 압력 변화에 따라 하방으로 볼록하게 변형하거나 다시 복원하게 되므로, 캡슐몸체(110)의 내부 압력 변화에 대응하여 중앙축(173)을 통해 마개(172)의 축방향으로 이동거리가 설정되므로, 배출구(111)의 개방 정도('a')를 캡슐몸체(110)의 내부 압력에 맞게 자동 조절할 수 있다.

특히, 추출 유체를 과도한 압력으로 주입하거나 또는 식품물질 베드(130)의 종류에 따라 입자 크기가 다르게 되고, 입자 크기가 작을수록 캡슐몸체(110)의 내부 압력이 설정치보다 높게 상승할 염려가 있다. 이 경우 눌림판(171)은 더욱 하방으로 변형하여 중앙축(173)을 통해 마개(172)를 더욱 하방으로 이동시키게 되므로 배출구(111)의 개방 정도('a')가 더욱 커져 캡슐몸체(110)의 내부 압력을 완화시킬 수 있고, 이로써 캡슐몸체(110)의 내부압력이 급상승하거나 설정 압력 이상으로 높아져 챔버(140)가 터지거나 심하게는 캡슐몸체(110) 자체가 터지는 것을 방지할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 캡슐(200)은 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구(211)가 형성된 캡슐몸체(210)와, 상기 캡슐몸체(210)의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개(220)과, 상기 캡슐몸체(210) 내부에 설치되어 식품물질 베드(230)를 유지하기 위한 챔버(240)을 구성하는 하부막(250)과 상부막(250)을 포함하며, 상기한 구성들은 전술한 제1 실시예의 구성과 동일하므로 구체적인 구성설명은 생략한다.

제2 실시예에 있어서는, 상기의 구성에 더하여 상기 하부막(250) 저면에 접하여 설치된 알루미늄 재질의 밀봉막(280)과, 상기 밀봉막(280) 하부에 설치된 작동체(270)를 포함한다.

밀봉막(280)은, 캡슐몸체(210) 내부에 가장자리가 부착되어 덮개(220)와 함께 챔버(240)를 외부와 차단하는 천공가능한 알루미늄재질로 이루어진다.

작동체(270)는 상기 밀봉막(280) 하부에 위치하는 눌림판(271)과, 상기 눌림판(271)과 중앙축(273)으로 연결되어 캡슐몸체(210)의 배출구(211)를 개폐하는 마개(272)를 일체로 제작하여 이루어진다.

상기 눌림판(271)의 상면에는 액체 추출물이 통과하는 관통구멍(275)을 형성한 천공돌기(274)가 상기 밀봉막(280)쪽으로 다수개 돌출형성되고, 눌림판(271)의 두께는 캡슐몸체(210)의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 돌출되도록 변형하고 일정 이하의 내부 압력 범위에서 복원될 수 있는 두께로 설정되며, 가장자리부는 캡슐몸체(210)에 형성한 단턱(212)에 지지되어 설치 위치를 유지하도록 되어 있다.

이러한 구성의 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐에 의하면, 도 5a에서와 같이 사용 전 캡슐(200)은, 작동체(270)의 눌림판(271)과 밀봉막(280)이 수평상태를 유지하며, 챔버(240)의 상부는 캡슐몸체(210)의 상단을 밀봉하는 덮개(220)에 의해 외부와 차단되고, 챔버(240)의 하부는 밀봉막(280)에 의해 외부와 차단된 상태이다.

이러한 상태에서 캡슐(200)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 도 5b에 도시된 바와 같이 기계의 니들(2)이 덮개(220)를 관통하여 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 5b에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되어 캡슐몸체(210) 내에 주입된다.

캡슐몸체(210) 내부로 주입된 추출 유체는 상부막(160)을 통해 챔버(240) 내부로 유입되어 식품물질 베드(230)로부터 액체 추출물을 생성하고 액체 추출물은 하부막(250)을 통해 챔버(240)로부터 배출된다.

이때, 추출 유체의 주입에 의해 캡슐몸체(210)의 내부 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의해 챔버(240)의 하부막(250)과 상부막(260)이 하방으로 볼록하게 변형된다. 이로 인해 챔버(240)의 하부막(250)에 접하고 있는 밀봉막(280)은 작동체의 눌림판(271) 상면과 밀착하면서 천공돌기(274)에 의해 천공되므로, 챔버(240)로부터 배출된 액체 추출물이 눌림판(271)의 관통구멍(275)를 통해 배출구(211)쪽으로 흐르게 된다.

이와 동시에, 작동체(270)의 눌림판(271)도 하방으로 볼록하게 변형하게 되고, 이로 인해 중앙축(273)으로 연결된 마개(272)가 축방향의 하방으로 이동하게 되므로, 배출구(211)가 개방되고, 액체 추출물은 개방된 배출구(211)를 통해 배출된다.

또한 작동체(270)의 눌림판(271)은 추출 유체의 주입에 의한 캡슐몸체(210)의 내부 압력 변화에 따라 하방으로 볼록하게 변형하거나 다시 복원하게 되므로, 캡슐몸체(210)의 내부 압력 변화에 대응하여 중앙축(273)을 통해 마개(272)의 축방향으로 이동거리가 설정되므로, 배출구(211)의 개방 정도('a')를 캡슐몸체(210)의 내부 압력에 맞게 자동 조절할 수 있다.

특히, 추출 유체를 과도한 압력으로 주입하거나 또는 식품물질 베드(230)의 종류에 따라 입자 크기가 다르게 되고, 입자 크기가 작을수록 캡슐몸체(210)의 내부 압력이 설정치보다 높게 상승할 염려가 있다. 이 경우 눌림판(271)은 더욱 하방으로 변형하여 중앙축(273)을 통해 마개(272)를 더욱 하방으로 이동시키게 되므로 배출구(211)의 개방 정도('a')가 더욱 커져 캡슐몸체(210)의 내부 압력을 완화시킬 수 있고, 이로써 캡슐몸체(210)의 내부압력이 급상승하거나 설정 압력 이상으로 높아져 챔버(240)가 터지거나 심하게는 캡슐몸체(210) 자체가 터지는 것을 방지할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 전술한 제2 실시예의 구성에서 작동체(270)의 마개(272)를 제거하고, 작동체(270)에 유동방지부(273a)를 구비한 것이다.

그 외의 구성은 모두 전술한 제2 실시예의 구성과 동일하므로 동일한 구성에 대해서는 구체적인 구성 및 작용설명을 생략한다.

제3 실시예에서 유동방지부(273a)는, 캡슐몸체(210)의 배출구(211) 안둘레면에 지지되고, 상기 작동체(270)의 직선이동을 가이드하여 유동이 방지되도록 상기 중앙축(273)에 원주방향으로 복수개 형성한 것이다.

유동방지부(273a)는 제1 실시예에서 설명된 유동방지부(174)와 동일한 기능을 수행하는 것으로, 작동체(270)의 동작시 유동을 방지하여 보다 안정되고 원활한 동작이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다. 복수개의 유동방지부(273a) 사이 공간으로는 액체 추출물이 통과할 수 있도록 되어 있다(도 3의 부호 174 참조).

이러한 구성의 제3 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐에 의하면, 제2 실시예에서의 작용에 더하여, 유동방지부(273a)에 의해 작동체(270)의 동작을 더욱 안정되고 원활하게 하여 성능을 향상시킬 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 전술한 제1 실시예의 구성에서 작동체(170)의 마개(172)와 접착제(180)를 제거하고, 상기 캡슐몸체(110)의 배출구(111)를 밀봉하는 밀봉막(190)을 구비한 것이다. 밀봉막(190)은, 캡슐몸체(110)의 배출구(111) 내부에 가장자리가 부착되어 덮개(120)와 함께 챔버(140)를 외부와 차단하는 천공가능한 알루미늄재질로 이루어진다.

또한, 작동체(170)의 중앙축(173) 끝단에는 상기 밀봉막을 천공하기 위한 뾰족날부(173a)를 형성한 것이다.

그 외의 구성은 모두 전술한 제1 실시예의 구성과 동일하므로 동일한 구성에 대해서는 구체적인 구성 및 작용설명을 생략한다.

이러한 구성의 제4 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐에 의하면, 도 7a에서와 같이 사용 전 캡슐(100)은, 작동체(170)의 눌림판(171)이 수평상태를 유지하며, 캡슐몸체(110)의 상단은 덮개(120)로 밀봉되고 배출구(111)는 밀봉막(190)에 의해 밀봉되어 캡슐몸체(110)는 외부와 차단된 상태이다.

이러한 상태에서 캡슐(100)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 도 7b에 도시된 바와 같이 기계의 니들(2)이 덮개(120)를 관통하여 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(화살표로 도시됨) 하에 펌핑되어 캡슐몸체(110) 내에 주입된다.

이때, 추출 유체의 주입에 의해 캡슐몸체(110)의 내부 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의해 챔버(140)의 하부막(150)과 상부막(160)이 하방으로 볼록하게 변형된다. 이로 인해 챔버(140)의 하부막(150)에 접하고 있는 작동체(170)의 눌림판(171)도 하방으로 볼록하게 변형하게 되고, 이로 인해 작동체(170) 하부 중앙에 연결된 중앙축(173)이 축방향의 하방으로 이동하게 되므로, 끝단의 뾰족날부(173a)가 알루미늄 재질의 밀봉막(190)을 천공하여 배출구(111)가 개방되고, 액체 추출물은 개방된 배출구(111)를 통해 배출된다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

100,200 : 캡슐 110,210 : 캡슐몸체
111,211 : 배출구 120,220 : 덮개
130,230 : 식품물질 베드 140,240 : 챔버
150,250 : 하부막 160,260 : 상부막
170,270 : 작동체 171,271 : 눌림판
172,272 : 마개 173,273 : 중앙축
174,273a : 유동방지부 180 : 접착제
274 : 천공돌기 275 : 관통구멍
190,280 : 밀봉막

Claims

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상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체;
상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및
상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서,
상기 하부막 저면에 접하여 설치된 알루미늄 재질의 밀봉막; 및
상기 밀봉막 하부에 설치된 작동체를 포함하고,
상기 작동체는 액체 추출물이 통과하는 관통구멍을 형성한 천공돌기가 상기 밀봉막 쪽으로 돌출형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판과, 상기 캡슐몸체의 배출구를 개폐하는 마개와, 상기 눌림판의 중심과 마개의 중심을 일체적으로 연결하는 중앙축으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
제 5 항에 있어서, 상기 밀봉막은 캡슐몸체의 내부 압력 상승에 의해 작동체의 눌림판에 밀착되어 천공돌기에 의해 천공되고, 상기 작동체는 캡슐몸체의 내부 압력 변화에 대응한 눌림판의 변형에 의해 중앙축으로 연결된 마개가 축방향으로 이동하여 상기 캡슐몸체의 배출구를 개방하도록 된 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체;
상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 및
상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 하부막과 상부막을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서,
상기 하부막 저면에 접하여 설치된 알루미늄 재질의 밀봉막; 및
상기 밀봉막 하부에 설치된 작동체를 포함하고,
상기 작동체는 액체 추출물이 통과하는 관통구멍을 형성한 천공돌기가 상기 밀봉막 쪽으로 돌출형성되며 캡슐몸체의 내부 압력에 따라 중앙부분이 하방으로 볼록하게 변형하는 눌림판과, 상기 눌림판의 하부 중심에 일체적으로 연결된 중앙축과, 상기 배출구의 안둘레면에 지지되고 상기 작동체의 직선이동을 가이드하여 유동이 방지되도록 상기 중앙축에 원주방향으로 복수개 형성한 유동방지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
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