KR102602908B1 - 캡슐, 이러한 캡슐로부터 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 시스템 및 음료 제조 장치 내의 이러한 캡슐의 이용 - Google Patents

Abstract

음료의 제조를 위한 물질을 함유하는 캡슐은 알루미늄 캡슐 몸체 및 캡슐을 밀폐식으로 폐쇄하는 커버 시트를 갖는다. 캡슐 몸체는 플랜지의 내측 베이스 부분으로부터 연장되어, 인접하는 내벽 부분, 플랜지의 외측 베이스 부분으로부터 연장되어, 인접하는 외벽 부분, 및 내벽 부분 및 외벽 부분을 연결하는 브릿지 부분을 갖는 변형 가능한 밀폐 링 부분을 갖는 플랜지를 갖는다. 브릿지 부분은 플랜지의 베이스 부분으로부터 축 방향으로 이격되어 위치한다. 반경 방향 단면도에서, 플랜지의 베이스 부분으로부터 축선 방향으로 가장 멀리있는 브릿지 부분의 상부는 평평하거나, 또는 브릿지 부분의 상부의 벽 두께의 2 배 보다 더 큰 곡률 반경으로 만곡된 중심 평면을 갖는다.

Description

캡슐, 이러한 캡슐로부터 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 시스템 및 음료 제조 장치 내의 이러한 캡슐의 이용

본 발명은 청구항 제1항의 도입부에 따른 캡슐에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 청구항 제37항의 입문 부분 및 캡슐의 이용에 따른 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 시스템에 관한 것이다.

이러한 캡슐, 시스템 및 이용은 EP-B-1 700 548에 공지되어 있다. 공지된 시스템에서, 캡슐은 단(step)의 형상, 즉 캡슐의 측벽의 직경의 급격한 증가를 갖는 밀폐 구조가 제공되고, 이 공지된 시스템의 외함 부재는 밀폐 구조의 휨(deflection)을 제공하기 위해 밀폐 구조에 작용하는 밀폐 표면을 갖고, 밀폐 구조의 휨이 단의 내향 및 하향 변형이 되도록 밀폐 표면이 경사져있다. 또한, 공지된 시스템에서, 외함 부재는 캡슐 홀더 및 외함 부재와 캡슐 홀더의 상대 변위를 위한 수동 작동 또는 자동기구를 포함한다. 수동 작동 또는 자동기구는 외함 부재가 캡슐 홀더 위에서 닫힐 때 캡슐의 밀폐 구조에 힘을 가한다. 이 힘은 외함 부재 및 캡슐 사이의 유체 기밀(fluid tight seal)을 보장해야 한다. 수동 작동 또는 자동기구가 베이스(base)에 대해 이동하도록 배치되기 때문에, 시스템의 밀폐 능력은 유체 주입 수단에 의해 주입된 유체의 압력에 의존 할 수 있다. 유체의 압력이 증가하면, 캡슐의 밀폐 구조 및 외함 부재의 자유 단부 간의 힘이 또한 증가하고, 캡슐의 밀폐 구조 및 외함 부재의 자유 단부 간의 힘도 증가한다. 이러한 시스템에 대해 나중에 설명된다. 캡슐의 밀폐 구조는 외함 부재에서 최대 유체 압력에 도달할 때 외함 부재 및 캡슐 간의 유체 밀폐 접촉을 여전히 제공하도록 배치되어야 한다. 그러나, 밀폐 구조는 캡슐 외부의 외함 부재 내의 유체의 압력이 비교적 낮을 경우, 추출을 시작하기 전 또는 시작 시에 반드시 배치되어야 하고, 밀폐 구조는 또한 외함 부재 및 캡슐 사이의 유체 밀폐 접촉을 제공한다. 추출이 시작될 때 캡슐과 외함 부재 사이에 유체 밀폐 접촉이 없다면, 누설이 발생한다. 그러나, 누설이 발생하면, 수동 또는 자동기구가 캡슐 홀더를 향해 외함 부재를 움직이는 경우, 외함 부재 및 캡슐 외부 내의 압력이 외함 부재의 자유 단부에 의해 밀폐 구조에 대한 힘을 증가시키기 위해 충분하게 증가하지 않을 가능성이 있다. 충분한 초기 밀폐가 있는 경우에만, 외함 부재 내의 압력이 증가할 것이고, 캡슐의 밀폐 구조에 작용하는 외함 부재의 자유 단부의 힘은 증가된 유체 압력에서도 충분한 유체 밀폐 접촉을 제공하기 위해 증가된다. 더욱이, 캡슐 외부의 이러한 증가된 유체 압력은 캡슐 내부에 증가된 유체 압력을 또한 제공하는데, 이는 캡슐 내의 유체 압력의 영향 하에서 음료 제조 장치의 캡슐 홀더(추출 플레이라고도 함)의 릴리프 부재(relief member) 상에 찢어져서 열리도록 배치된 커버가 캡슐에 제공되는 것이 필수적이다.

상기에서, 밀폐 구조는 설계(design)에 있어서 매우 중요한 부재이다. 비교적 작은 힘만이 외함 부재의 자유 단부에 의해 밀폐 구조에 가해지는 경우, 비교적 작은 유체 압력에서 외함 부재 및 캡슐 사이의 유체 밀폐 접촉을 제공할 수 있어야 하고, 반면에, 외함 부재의 자유 단부에 의해 더 높은 힘이 캡슐의 밀폐 구조에 가해지는 경우, 캡슐 외부의 외함 부재에 더 높은 유체 압력에서 유체 밀폐 접촉을 제공해야 한다. 특히, 외함 부재의 고리 모양 단부 표면에, 외함 부재 및 캡슐 홀더 사이의 힘이 해제되면 공기 입구 통로로서 작용하는 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들이 제공되는 경우, 이용자가 캡슐을 꺼내기가 더 쉽기 때문에, 밀폐 구조는 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들을 '폐쇄'시켜 효과적인 밀폐를 제공할 수 어야 한다.

WO2012/120459로부터, 밀폐 구조가 캡슐 몸체의 외부로 돌출된 플랜지의 변형 가능한 부분을 포함하는 캡슐이 공지되었다. 그러나, 밀폐 링 부분이 외함 부재의 고리 모양 단부 표면에 대해 밀폐 접촉을 제공하기 위해 고리 모양 표면 및 폐쇄 부재 사이에서 변형될 때, 외함 부재의 고리 모양 표면은 고리 모양 표면의 원주 방향으로 연장되는 얕고 둥근 홈의 형태로 변형 수단을 갖는다. 동작 시에, 얕고 둥근 홈은 변형 가능한 부분의 강직한 리브(upstanding rib)가 내측으로 접힐 수 있게 한다. 이에 따라, 이러한 캡슐의 신뢰성 있는 기능은 특정한 음료 제조 장치들에서만 사용하도록 보장된다.

본 발명의 목적은, 캡슐이 음료 제조 장치의 외함 부재 내에 위치하고, 외함 부재가 음료 제조 장치의 추출 플레이트와 같은, 음료 제조 장치의 폐쇄 부재에 의해 폐쇄된 경우, 음료 제조 장치의 외함 부재의 고리 모양 단부 표면에 대해 신뢰성 있게 밀폐하는 캡슐을 제공하기 위한 것이고, 캡슐의 외측으로 연장되는 플랜지의 일 부분 및 캡슐의 밀폐 구조는 외함 부재의 고리 모양 단부 표면 및 음료 제조 장치의 폐쇄 부재 사이에 클램핑(clamped)되고, 캡슐의 고리 모양 단부 표면에는 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들이 제공되고, 이러한 캡슐은 여전히 저비용으로 제조될 수 있으며, 환경 친화적으로, 캡슐이 이용된 후에 쉽게 재활용될 수 있다. 다수의 공지된 캡슐들에서, 밀폐 구조는 사용 후에는 알루미늄 베이스 및 커버로부터 분리되어야 하는 고무 탄성 재료와 같은 탄성 재료, 보다 구체적으로는 실리콘 재료로 제조된다.

이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 캡슐의 제공에 의해 달성된다.

밀폐 구조는 플랜지의 변형 가능한 밀폐 링 부분을 포함하기 때문에, 밀폐 링 부분은 커버의 대향하는 베이스 부분들의 일 측면 상의 플랜지의 베이스 부분들로부터 축 방향으로 돌출하여 캡슐을 저렴한 비용으로 신속하게 제조할 수 있고, 알루미늄 캡슐 몸체를 쉽게 재활용할 수 있다. 제공된 컨텍스트(context)에서, '알루미늄'의 의미는 알루미늄 합금을 포함하는 것으로 이해된다.

플랜지의 베이스 부분들로부터 축선 방향으로 가장 멀리있는 브릿지 부분의 상부는 평평하거나 브릿지 부분의 상부의 벽 두께의 2 배보다 큰 곡률 반경으로 만곡된 중심면(center plane)을 가지기 때문에, 브릿지 부분은 외함 부재의 고리 모양 단부 및 폐쇄 부재 사이에 클램핑될 때, 외함 부재의 고리 모양 단부 표면의 형상을 수용하도록 낮은 클램핑 압력에서 국부적으로 쉽게 변형될 수 있다. 고리 모양 단부 표면에 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들이 제공된 외함 부재의 경우에도, 밀폐 구조는 외함 부재의 고리 모양 단부 표면에 의해 형성된 원주 방향의 돌출부들 및 리세스(recess)들을 수용할 수 있고, 외함 부재 및 폐쇄 부재가 서로에 눌리는 클램핑 압력이 비교적 낮을 때, 외함 부재의 폐쇄의 초기 단계 동안 이미 고리 모양 단부 표면의 리세스된 표면 부분들에 대항한다.

외함 부재의 고리 모양 단부 표면 및 플랜지의 밀폐 링 부분 사이의 밀폐가 캡슐 내의 물질에 대한 압력 강하(pressure drop)가 원하는 음료 제조 공정을 위해 충분하다는 것을 보장하는데 효과적이라는 것을 주목해야 하고, 모든 상황에서 밀폐가 필요하지 않다. 캡슐을 통해 펌핑된 액체 부피의 4 % 이하, 바람직하게는 2.5 %를 넘지 않는 액체 누설 시에, 밀폐는 음료 제조 장치가 물질에 대해 원하는 압력 강하를 발생시키는 데에 여전히 효과적이다. 따라서, 이러한 누설을 허용하는 밀폐가 효과적인 밀폐를 이룬다.

본 발명은 또한 청구항 제37항에 따른 시스템 및 청구항 제47항에 따른 이용에서 구체화될 수 있다. 이러한 시스템의 동작 시 및 그 이용에서, 브릿지 부분은 국부적으로 용이하게 변형되어, 외함 부재의 고리 모양 단부 표면 및 폐쇄 부재 사이에 클램핑될 때, 외함 부재의 고리 모양 단부 표면의 형상에 수용된다. 보다 상세하게는, 외함 부재의 폐쇄의 초기 단계에서 외함 부재 및 폐쇄 부재가 서로에 대해 눌리는 클램핑 압력이 비교적 낮은 경우에, 밀폐 구조는 외함 부재의 고리 모양 단부 표면에 의해 형성된 원주 방향의 돌출부들 및 리세스들의 연쇄(succession)를 수용하고, 밀폐하며, 고리 모양 단부 표면의 리세스된 표면에 대향(against)한다.

브릿지 부분의 상부의 적어도 일 부분이 내벽 부분 및 외벽 부분의 벽 두께 보다 작은 벽 두께를 가지는 경우, 고리 모양 단부 표면의 형상에 대한 양호한 순응성 및 이에 따라 낮은 밀폐 압력에서 특히 효과적이고, 신뢰성이 있는 밀폐가 달성될 수 있다.

캡슐 몸체가 적어도 한 면에 코팅을 갖는 경우, 감소된 벽 두께를 갖는 브릿지 부분의 적어도 일 부분에 코팅을 남기면, 제조 중에 벽 두께가 감소될 때 발생하는 비교적 큰 변형 동안 코팅이 손상되거나, 벗겨질 위험이 감소된다. 또한, 코팅은 제조 중에 벽 두께를 감소시키면서 제거될 수 있는데, 예를 들어, 벽 두께를 감소시키면 벽 재료가 제거된다.

브릿지 부분의 코팅되지 않는 부분이 커버의 반대편의 플랜지의 측면 상에 있고, 텍스쳐링된 표면을 갖는 경우, 더욱 강화된 밀폐 효과가 달성될 수 있다. 밀폐 압력이 여전히 낮은 클램핑의 초기 단계에서, 클램핑 압력이 텍스처의 융기 부분(raised portion)을 통해서만 전달되므로, 완전히 부드러운 접촉 표면에 가해지는 것보다 융기 부분에서 보다 높은 접촉 압력이 가해지기 때문에, 표면의 텍스처는 적합성을 더욱 향상시킬 수 있다.

텍스쳐링된 표면이 플랜지의 원주 방향으로 연장되는 리지(ridge)들 및 밸리(valley)들을 포함하는 경우, 특히 개성된 밀폐 효과가 달성될 수 있는데, 그 이유는 주로 원주 방향으로 연장되는 일반적으로 고리 모양 영역들 및 링 섹터(sector)들에서 고리 모양 단부 표면의 형상으로의 초기 형태가 달성되기 때문이다.

본 발명은 또한, 이러한 캡슐을 제조하기 위한 청구항 제52항에 따른 방법으로 구현될 수 있다. 코팅은 벽 두께가 감소되기 전에 또는 감소하는 동안 벽 두께가 감소되는 플랜지 부분으로부터 효율적으로 제거된다.

벽 두께를 감소시키기 위해 벽 재료를 제거하기 위한 재료 제거 단계 동안 벽 두께가 감소되는 플랜지의 부분으로부터 코팅이 제거되는 경우, 감소된 벽 두께의 특히 효율적인 제조가 달성될 수 있다.

그러나, 캡슐 몸체의 외부 표면이 잔여 부분 상의 것과 동일한 코팅, 또는 캡슐 몸체의 외부 표면이 잔여 부분 상의 코팅과 상이한 코팅 중 어느 하나인 브릿지 부분의 상부 코팅은, 예를 들면, 외함 부재의 고리 모양 단부 표면 및 밀폐 링 부분의 표면 사이의 마찰을 감소시킴으로써 또한 밀폐를 개선할 수 있고, 이는 고리 모양 단부 표면에 대해 고리 모양 단부 표면과 접촉하는 밀폐 링 부분의 수용을 용이하게 한다.

내벽 부분 및 외벽 부분 중 하나가 내벽 부분 및 외벽 부분의 다른 하나 보다 플랜지의 베이스 부분들과 상이한 각도로 배향되는 경우, 밀폐 시에 미리 결정된 형상으로 밀폐 구조를 정확하고 확실하게 변형시킬 수 있다. 특히, 누설의 위험 증가를 수반하는, 상이한 단부 형상들로 변형하는 원주 부분(circumferential portions) 사이의 변화들의 발생은, 이에 의해 상쇄된다.

이러한 효과는, 내벽 부분 및 외벽 부분 중 하나가 플랜지의 인접 연관된 베이스 부분의 평면에 대해, 바람직하게 20 내지 60°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°의 경사각으로 연장되고, 내벽 부분 및 외벽 부분 중 다른 하나가 플랜지의 인접 연관된 플랜지의 베이스 부분으로부터 플랜지의 인접 연관된 베이스 부분의 평면에 대해, 바람직하게 60 내지 160°, 보다 바람직하게는 70 내지 150°의 가파른 또는 반대 각도로 연장되는 경우, 특히 효과적으로 달성될 수 있다.

미리 결정된 형상에 대해 부드럽고 정확하며 신뢰할 수 있는 변형을 위해, 횡단면도에서, 내벽 부분 및 외벽 부분 중 적어도 하나의 일부가 만곡된 중심면을 갖는 것이 유리하고, 특히, 적어도 하나의 내벽 부분 및 외벽 부분의 적어도 하나의 만곡 부분이 브릿지 부분의 상부의 만곡 부분에 인접하고, 횡단면도에서 변형 가능한 부분이 Ω 형상인 경우에 적용될 수 있다. Ω 형상의 또 다른 이점은 플랜지의 커버를 밀착시키기 위한 큰 표면적이 남도록 플랜지의 내측 베이스 부분 및 내측 베이스 부분 사이에 작은 갭만이 남아 있다는 것이다.

밀폐 구조의 변형의 최종 단계에서 높은 역 압력을 얻기 위해, 지지 부재가 내벽 부분 및 외벽 부분 사이에 제공될 수 있다.

밀폐 링 부분이 고리 모양 단부 표면과 호환 가능한 음료수 제조 장치의 폐쇄 부재 사이에 클램핑되는 경우, 고리 모양 단부 표면의 형상에 대한 특히 용이한 조절은, 브릿지 부분의 상부가 고리 모양 단부 표면에 의해 먼저 접촉되도록 위치되는 경우에 달성될 수 있다.

브릿지 부분의 상부는 캡슐의 중심 선 둘레로 원주 방향으로 연장되는 둥근 또는 평평 크레스트(crest)를 형성한다. 고리 모양 단부 표면 및 Lattisima, U, Maestria, Pixie, Inissia 및 Essenza와 같이 상업적으로 입수 가능한 음료 제조 장치의 폐쇄 부재 사이에 밀폐 링 부분이 클램핑되는 경우, 브리지 부분의 상부에 의해 형성된 크레스트의 직경이 29 내지 33 밀리미터(mm), 보다 바람직하게는 30.0 내지 31.4 mm, 가장 바람직하게는 30.3 내지 31.0 mm의 직경을 갖는 브리지 부분의 상부에 의해 형성된 크레스트가 제공됨으로써 고리 모양 단부 표면의 중심 부분에 먼저 접촉하기 위해, 브릿지 부분의 상부는 고리 모양 단부 표면에 대해 상대적으로 중심에 위치한다.

본 발명은, 일 실시예에서, 캡슐이 5 내지 20 그램, 바람직하게는 5 내지 10 그램, 더욱 바람직하게는 5 내지 7 그램의 추출 가능한 제품, 예를 들어 볶은 분쇄 커피로 채워지는 경우에 특히 유리하다.

캡슐의 일 실시예에 따르면, 캡슐의 외측으로 연장되는 플랜지의 외경은 캡슐의 바닥의 직경보다 크다. 바람직하게, 외측으로 연장되는 플랜지의 외경은 약 37.1 밀리미터(mm)이고, 캡슐의 바닥 직경은 23.3 mm이다.

본 발명은 캡슐의 일 실시예에서, 알루미늄 캡슐 몸체의 두께가 20 내지 120 마이크로미터, 바람직하게는 100 마이크로미터일 때 특히 유리하다.

본 발명은 캡슐의 일 실시예에서, 알루미늄 커버의 두께가 15 내지 65 마이크로미터, 바람직하게는 30 내지 45 마이크로미터, 보다 바람직하게는 39 마이크로미터일 때 유리하다.

본 발명에 따른, 캡슐의 일 실시예에서, 알루미늄 커버의 벽 두께는 알루미늄 캡슐 몸체의 벽 두께보다 작다.

본 발명에 따른 캡슐의 다른 실시 예에서, 알루미늄 커버는 캡슐 내의 유체 압력의 영향 하에서 음료 제조 장치의 추출 플레이트와 같은 음료 준비 장치의 폐쇄 부재 상에 찢어져서 열리도록 배치된다.

특히 제조가 용이한 본 발명에 따른 캡슐의 일 실시에에서, 알루미늄 캡슐 몸체의 측벽은 바닥을 마주보는 자유 단부를 가지고, 외측으로 연장되는 플랜지는 측벽의 자유 단부로부터 중앙 캡슐 몸체 축을 적어도 실질적으로 횡단한다. 바람직하게, 외측으로 연장되는 플랜지는 컬링된 외측 엣지를 포함하고, 이는 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들이 제공되는 고리 모양 단부 표면과의 만족스러운 밀폐를 얻는데 유용하다. 외측으로 연장되는 플랜지의 컬링된 외측 엣지의 내부 엣지의 중앙 캡슐 몸체 축에 대한 반경(radius)은 바람직하게는 적어도 32 mm이며, 이에 따라 외함 부재의 고리 모양 단부 표면으로부터의 틈새가 확보된다. 밀폐 구조는 알루미늄 캡슐 몸체의 측벽의 자유 단부 및 외측으로 연장되는 플랜지의 컬링된 외측 엣지의 내부 엣지 사이에 위치되어 더욱 만족스러운 밀폐를 얻는 것이 바람직하다.

컬링된 외측 엣지가 다양하게 상업적으로 이용 가능하고, 미래의 음료 제조 장치의 작동을 방해하지 않도록, 외측으로 연장되는 플랜지는 약 1.2 mm의 가장 큰 반경 단면 치수(radial cross-sectional dimension)를 갖는다.

본 발명은 알루미늄 캡슐 몸체의 측벽의 자유 단부의 내부 직경이 약 29.5 mm 인 경우에 특히 유익하다. 알루미늄 캡슐 몸체의 측벽의 자유 단부 및 외측으로 연장되는 플랜지의 최외측 엣지 사이의 거리는 약 3.8 mm가 될 수 있다. 알루미늄 캡슐 몸체의 바람직한 높이는 약 28.4 mm이다.

이용 후 이용자가 음료 제조 장치로부터 꺼내기가 더 용이한 본 발명에 따른 캡슐의 일 실시예에서, 알루미늄 캡슐 몸체가 절단되고, 바람직하게는 상기 알루미늄 캡슐 몸체의 상기 측벽은 상기 중앙 캡슐 몸체 축을 약 97.5°로 횡단하는 선과 이루는 각을 둘러싼다(wherein preferably the side wall of the aluminum capsule body encloses an angle with a line transverse to the central capsule body axis of about 97.5°),

본 발명에 따른 캡슐의 유리한 실시예에서, 알루미늄 캡슐 몸체의 바닥은 약 23.3 mm의 가장 큰 내부 직경을 갖는다. 알루미늄 캡슐 몸체의 바닥은 약 4.0 mm의 바닥 높이를 가지고, 바닥은 직경이 약 8.3mm인 커버를 마주하는 대체로 평평한 중심 부분을 더 가지는 것이 바람직하다.

실질적으로 모든 경우에, 만족할 만한 밀폐가 본 발명에 따른 캡슐의 실시예에서 얻어질 수 있고, 밀폐 구조의 높이는 적어도 0.1 mm 이고, 보다 바람직하게는 0.2 mm이고, 가장 바람직하게는 최소 0.8 mm 및 최대 3 mm이고, 더욱 바람직하게는 최대 2 mm, 가장 바람직하게는 최대 1.2 mm 이다.

캡슐의 종속 청구항들의 특징과 동일한 특징과 관련된 시스템의 바람직한 실시예들과 관련한 종속 청구항들은 상기한 내용이 참조된다.

본 발명은, 이용 시에 음료수 제조 장치의 외함 부재 내의 최대 유체 압력이 6 내지 10 바(bar)의 범위, 바람직하게 12 내지 18 바(bar) 사이에 있는 경우, 본 발명에 따른 시스템에서 특히 유용한다. 이러한 고압에서도 캡슐 및 음료 제조 장치 사이의 만족스러운 밀폐가 얻어질 수 있다.

바람직하게 시스템이, 이용 시에, 추출 동안 음료 제조 장치의 외함 부재의 자유 단부는 캡슐의 외측으로 연장된 플랜지 및 음료 제조 장치의 외함 부재 간의 밀폐 접촉을 제공하기 위해 캡슐의 밀폐 구조 상에 힘(F2)을 가하고, 음료 제조 장치의 외함 부재 내의 유체 압력(P2)이 6 내지 20 바(bar)의 범위, 바람직하게는 12 내지 18 바의 사이인 경우, 힘(F2)은 500 내지 1000 N의 범위, 바람직하게는 750 내지 1250 N의 범위 내가 되도록 마련된다. 특히 시스템이, 이용 시, 또는 추출 이전 또는 추출 시작 시에, 음료 제조 장치의 외함 부재의 자유 단부는, 캡슐의 외측으로 연장되는 플랜지 및 음료 제조 장치의 외함 부재 간의 밀폐 접촉을 제공하기 위해 캡슐의 밀폐 구조 상에 힘(F1)을 가하고, 캡슐 외부의 음료 제조 장치의 외함 부재 내의 유체 압력(P1)이 0.1 내지 4 바(bar), 바람직하게는 0.1 내지 1 바(bar) 내인 경우, 힘(F1)은 30 내지 150 N의 범위, 바람직하게는 40 내지 150 N 범위, 보다 바람직하게는 50 내지 100 N 범위 내가 되도록 마련된다.

본 발명에 따른 시스템의 일 실시예에서, 복수의 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들은 음료 제조 장치의 고리 모양 요소의 자유 단부의 접선 방향으로 서로에 대해 균일하게 이격되어, 캡슐 및 음료 제조 장치 사이의 만족스러운 밀폐가 여전히 제공될 수 있는 동안 이용자가 캡슐을 꺼내는 것이 용이하다.

본 발명에 따른 시스템의 유리한 실시예에서, 각 홈(상부로부터 상부, 즉, 홈 대 홈 피치와 동일함)의 최장 접선 폭은 0.9 내지 1.1 mm이고, 바람직하게는 0.95 내지 1.05 mm, 더 바람직하게는 0.98 내지 1.02 mm이고, 음료 제조 장치의 외함 부재의 축 방향에서 홈들의 각각의 최대 높이가 0.01 내지 0.09 mm, 바람직하게는 0.03 내지 0.07 mm, 더욱 바람직하게는 0.045 내지 0.055 mm, 가장 바람직하게는 0.05 mm이고, 홈들의 개수는 90 내지 110 개, 바람직하게는 96 개이다. 홈들의 위치에서 고리 모양 단부 표면의 반경 방향 폭은 0.05 내지 0.9 mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.7 mm, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.55 mm이다.

본 발명은 특히, 이용 중에 음료 제조 장치의 폐쇄 부재가 음료 제조 장치의 외함 부재를 폐쇄할 때, 음료 제조 장치의 외함 부재는, 캡슐의 플랜지 및 음료 제조 장치의 외함 부재의 자유 단부 간의 최대 힘을 가하기 위해, 음료 제조 장치의 외함 부재 내의 유체의 압력의 영향 하에 음료 제조 장치의 폐쇄 부재를 향해 음료 제조 장치의 폐쇄 부재에 대해 상대적으로 이동할 수 있는, 본 발명에 따른 시스템의 실시예에 적용될 때 적합하다.

본 발명은 도면을 참조하여 비 제한적인 실시예에 의해 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 음료 제조 장치의 일 실시예를 나타내며, 음료 준비 장치의 외함 부재의 고리 모양 단부 표면은 복수의 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들을 갖는다.
도 3a는 이용 전인 본 발명에 따른 캡슐의 실시예를 단면으로 도시한다.
도 3b는 외측으로 연장되는 플랜지 및 밀폐 부재를 도시하는 도 3a의 확대 상세도이다.
도 3c는 이용 후인 도 3a 및 3b의 캡슐의 외측으로 연장되는 플랜지의 확대 상세도이다.
도 4a 내지 4h는 본 발명에 따른 캡슐의 외측으로 연장되는 플랜지에서의 밀폐 구조의 몇몇 실시예들을 도시한다.

도 1은 캡슐 내로 압력 하에서 공급된 유체를 이용하여 캡슐로부터 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 시스템(1)의 실시예의 단면도를 개략적으로 도시한다. 시스템(10)은 밀폐되도록 밀폐된 캡슐(2) 및 음료 제조 장치(4)를 포함한다. 장치(4)는 캡슐(2)를 유지하기 위한 외함 부재(enclosing member)(6)를 포함한다. 장치(40)는 캡슐(2)를 지지하기 위한 추출 플레이트와 같은 폐쇄 부재(closing member)를 더 포함한다.

도 1에서, 명확성을 위해 캡슐(2), 외함 부재(6) 및 추출 플레이트(8) 사이에 갭이 도시되어있다. 이용 시, 캡슐(2)은 외함 부재(60) 및 추출 플레이트(8)와 접촉하여 위치할 수 있음을 알 수 있다. 일반적으로, 외함 부재(6)는 캡슐(2)의 형상에 상보적인 형상을 갖는다. 장치(4)는 6 내지 20 바(bar)의 범위, 바람직하게는 12 내지 18 바(bar) 내의 압력 하에서 물과 같은 유체의 양을 공급하기 위한 유체 주입 수단(10)을 더 포함한다.

도 1에서 도시된 예에서, 교환 가능한 캡슐(2)은 중앙 캡슐 몸체 축(central capsule body axis)(12A) 및 알루미늄 커버(14)를 갖는 알루미늄 캡슐 몸체(12)를 포함한다. 본 명세서에서, '알루미늄'의 의미는 알루미늄 합금이다. 상기의 예에서, 알루미늄 캡슐 몸체(120)는 측벽(16), 제1 단부에서 측벽(16)을 폐쇄하는 바닥(18), 및 바닥(18)을 마주보는 제2 단부에서 원주 벽(circumferential wall)(16)의 외측으로 연장되는 플랜지(20)를 포함한다. 측벽(16), 바닥(18) 및 커버(14)는 물질을 추출 및/또는 용해시킴으로써 음료 제조용 물질을 포함하는 내부 공간(22)을 둘러싼다. 바람직하게는, 물질은 단일 음료의 제조를 위해 5 내지 20 그램, 바람직하게는 5 내지 10 그램, 더욱 바람직하게는 5 내지 7 그램의 볶은 분쇄 커피와 같은, 추출 가능한 물질이다. 캡슐은 초기에 밀폐, 즉 이용 전에 밀폐된다.

도 1의 시스템(1)은 입구 구멍(entrance opening)(25)을 통해 추출 가능한 제품에 유체를 공급하기 위해 바닥(18)에 적어도 하나의 입구 구멍(25)을 생성하기 위해 캡슐(2)의 바닥(18)을 뚫기 위한 바닥 피어싱 수단(bottom piercing means)(24)을 포함한다.

도 1의 시스템(1)은 캡슐(2)의 커버(14)를 뚫기 위해 폐쇄 부재(8)의 돌출부로서 구체화된 커버 피어싱 수단(cover piercing means)(26)을 더 포함한다. 커버 피어싱 수단(26)은 내부 공간(22) 내의 (유체) 압력이 임계 압력을 초과하면 커버(14)를 찢어 버리고, 충분한 힘으로 커버 피어싱 수단(26)에 대해 커버(14)가 눌리도록 배치될 수 있다. 따라서, 알루미늄 커버(14)는 캡슐 내의 유체 압력의 영향 하에서 음료수 제조 장치의 폐쇄 부재(8) 상에서 찢어 지도록 배치된다.

캡슐(2)는 밀폐 구조(28)를 더 포함하고, 도 1, 3A 및 3B에서는 일반적인 박스로 표시되나, 도 4a 내지 도 4h와 관련하여 보다 상세히 설명된다. 밀폐 구조(28)는, 캡슐(2)가 외함 부재(6) 내에 위치되고, 외함 부재(6)가 추출 플레이트(8)에 의해 폐쇄된 경우, 외측으로 연장되는 플랜지(20)에 배치되어 외함 부재(6)과 유체 밀폐 접촉을 제공하여, 캡슐 (2)의 외측으로 연장되는 플랜지(20) 및 밀폐 구조(28)의 적어도 일 부분은 외함 부재(6) 및 추출 플레이트(8) 사이에 밀폐 식으로 맞물린다.

도 2에 도시된 바와 같이, 음료 제조 장치의 외함 부재(6)는 중심 고리 모양 요소 축(central annular element axis)(41A) 및 고리 모양 단부 표면(free annular end surface)(30)를 갖는 고리 모양 요소(annular element)(41)를 포함한다. 고리 모양 요소(41)의 고리 모양 단부 표면(30)은 방사상(반경 방향)으로 연장(radially extending)하는 복수의 개방 홈들(open grooves)(40)을 구비한다. 복수의 반경 방향으로 연장되는 개구 홈들(40)은 고리 모양 요소(41)의 고리 모양 단부 표면(30)의 접선 방향으로 서로에 대해 균일하게 이격되어 있다. 각 홈(40)의 가장 긴 접선의 폭은 0.9 내지 1.1 밀리미터(mm), 바람직하게는 0.95 내지 1.05 mm, 더 바람직하게는 0.98 내지 1.02 mm이고, 외함 부재(6)의 축 방향에서 각 홈(40)의 최대 높이는 0.01 내지 0.09 mm, 바람직하게는 0.03 내지 0.07 mm, 더욱 바람직하게는 0.045 내지 0.055 mm, 가장 바람직하게는 0.05 mm이다. 홈들(40)의 개수는 90 내지 110개의 범위에 있고, 바람직하게는 96개이다. 일반적으로 홈들의 위치에서 고리 모양 단부 표면의 반경 방향 폭(radial width)은 0.05 내지 0.9 mm, 더욱 구체적으로는 0.2 내지 0.7 mm, 더욱 구체적으로는 0.3 내지 0.55 mm이다.

본 발명에 따른 캡슐의 일 실시예가 3A 및 3B에 보다 상세히 도시되어있다. 도시된 실시예에서, 외측으로 연장되는 플랜지(20)의 외경(ODF)은 캡슐(2)의 바닥 (18)의 직경(DB)보다 크다. 도시된 실시예에서, 외측으로 연장되는 플랜지(20)의 외경(ODF)은 약 37.1mm이고, 바닥(18)의 직경(DB)은 약 23.3mm이다. 일반적으로, 다양한 고려 사항에 따라, 벽 두께는 20 내지 200 마이크로미터가 바람직하다.

도시된 실시예에서, 알루미늄 커버(14)의 벽 두께는 39 마이크로미터이다. 알루미늄 커버(14)의 벽 두께는 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 두께보다 작은 것이 바람직하다.

알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)은 바닥(18)을 마주보는 자유 단부(42)를 갖는다. 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)의 자유 단부(42)의 내경(IDF)은 약 29.5mm이다. 외측으로 연장되는 플랜지(20)는 중앙 캡슐 몸체 축(12A)을 적어도 실질적으로 횡단하는 방향으로 그 자유 단부(42)로부터 연장한다. 외측으로 연장되는 플랜지(20)는 캡슐 및 외함 부재 사이의 밀폐를 얻는데 유익한 컬링된(curled) 외측 엣지(43)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 외측으로 연장되는 플랜지(20)의 컬링된 외측 엣지(43)는 약 1.2 밀리미터의 최대 치수를 갖는다. 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)의 자유 단부(42)와 컬링된 외측 엣지(43)의 내부 엣지(43A) 사이의 거리(DIF)는 약 2.7mm이며, 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)의 자유 단부(42)와 외측으로 연장되는 플랜지(20)의 최외곽 엣지(43B) 사이의 거리(DOF)는 약 3.8 밀리미터이다.

도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 밀폐 구조(28)는 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)의 자유 단부와 외측으로 연장되는 플랜지의 컬링된 외측 엣지(42)의 내측 엣지(43A) 사이에 위치된다. 밀폐 구조(28)는 일반적인 박스로 표시되지만, 이하에서 더 상세하게 설명 될 것이다. 밀폐 구조(28)의 실시예와 관계없이, 밀폐 구조의 높이는 적어도 약 0.1mm, 보다 바람직하게는 적어도 0.2mm, 가장 바람직하게는 적어도 0.2mm이고, 올바른 밀폐를 제공하기 위해 적어도 0.8 mm 및 최대 3 mm, 보다 바람직하게는 최대 2 mm, 가장 바람직하게는 최대 1.2 mm이다.

도 3a에서 보는 바와 같이, 알루미늄 캡슐 몸체(12)는 절단된다. 도시된 실시예에서, 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 측벽(16)은 약 97.5 °의 중앙 캡슐 몸체 축(12A)을 횡단하는 선과 각도(A)를 둘러싸고 있다. 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 바닥 (18)은 약 23.3mm의 최대 내부 직경(DB)을 갖는다. 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 바닥(18)이 또한 절단되고, 도시된 실시예에서는 약 4.0mm의 바닥 높이(BH)를 갖는다. 바닥(18)은 중앙 부분(18A)이 약 8.3mm의 직경 (DEE)을 가지고, 입구 구멍(들)(25)이 만들어 질 수 있는 커버(14)를 마주보는 대체로 평평한 중심 부분(18A)를 갖는다. 입구 구멍들은 또한 중앙 부분(18A)과 측벽(16) 사이의 절단 부분이 생성될 수 있다. 캡슐의 알루미늄 캡슐 몸체(12)의 전체 높이(TH)는 약 28.4mm이다.

도 1에 도시된 시스템(1)은 마실 수 있는 음료 한잔을 제조하기 위해 다음과 같이 작동된다. 본 실시예에서 캡슐 내의 물질인, 커피는 볶아지고, 분쇄된 커피이다.

캡슐(2)이 외함 부재(6)에 위치된다. 추출 플레이트(8)는 캡슐(2)과 접촉하게 된다. 바닥 피어싱 수단(24)은 입구 구멍들(25)을 생성하기 위해 캡슐(2)의 바닥 (18)을 뚫는다. 여기서 압력이 가해진 온수인, 유체는 입구 구멍들(25)을 통해 내부 공간(22) 내의 추출 가능한 제품에 공급된다. 물은 커피 분쇄물을 적시고 원하는 물질을 추출하여 커피 음료를 형성한다.

압력이 가해진 물을 내부 공간(22)에 공급하는 동안, 캡슐(2) 내부의 압력은 상승한다. 압력 상승은 커버(14)가 변형되어 추출 플레이트의 커버 피어싱 수단(26)에 대해 압축된다. 압력이 일정 수준에 도달하면, 커버(14)의 인열 강도(tear strength)가 초과 되고, 커버(14)는 커버 피어싱 수단(26)에 대해 파열되어 출구 구멍들을 생성한다. 제조된 커피는 추출 플레이트(8)의 출구 구멍들 및 배출구(32)(도 1 참조)를 통해 캡슐(2)로부터 배출되어 컵(도시되지 않음)과 같은 용기에 공급 될 수 있다.

시스템이, 추출의 시작 전 또는 추출의 시작시에, 외함 부재(6)의 자유 단부(30)는 캡슐(2) 외측으로 연장된 플랜지(200) 및 음료 제조 장치의 외함 부재(6) 간의 밀폐 접촉을 제공하기 위해 캡슐(2)의 밀폐 구조(28) 상에 힘(F1)을 가하고, 캡슐 외부의 음료 제조 장치의 외함 부재 내의 유체 압력(P1)이 0.1 내지 4 바(bar), 바람직하게는 0.1 내지 1 바(bar) 내인 경우, 힘(F1)은 30 내지 150 N의 범위, 바람직하게는 40 내지 150 N 범위, 보다 바람직하게는 50 내지 100 N가 되도록 마련된다. 추출 동안, 외함 부재(6)의 자유 단부(30)는 캡슐(2)의 외측으로 연장되는 플랜지(20) 및 외함 부재(6) 사이에 밀폐 접촉을 제공하기 위해, 캡슐(2)의 밀폐 구조(28) 상에 힘(F2)를 가하고, 캡슐(2) 외부의 음료 제조 장치의 외함 부재(6) 내의 유체 압력(P2)이 6 내지 20 바(bar)의 범위, 바람직하게는 12 내지 18 바의 사이인 경우, F2는 500 내지 1000 N의 범위, 바람직하게는 750 내지 1250 N의 범위 내가 된다. 도시된 실시예에서, 외함 부재(6)의 부분(6B)은, 외측으로 연장되는 플랜지(20) 및 외함 부재(6)의 자유 단부(30) 간의 최대 힘을 가하기 위해, 외함 부재(6) 내의 유체의 압력의 영향 하에서 추출 플레이트(8)를 향해 추출 플레이트(8) 에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 이러한 이동은 이용 중에, 즉, 특히, 추출 시작 시 및 추출 중에 발생할 수 있다. 외함 부재(6)는 제1 부분(6A) 및 제2 부분 (6B)을 가지며, 제2 부분은 고리 모양 단부 표면(30)을 포함한다. 제2 부분(6B)은 제1 부분(6A)에 대해 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동할 수 있다. 제2 부분(6B)은 외함 부재(6) 내의 유체 압력의 영향 하에서 폐쇄 부재(8)의 방향으로 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동할 수 있다. 전술한 바와 같은, 힘(F1)이 제2 부분(6B)이 유체 압력(P1)을 갖는 제1 위치에 있는 경우에 도달 될 수 있다. 전술한 바와 같은, 힘(F2)이 제2 부분(6B)이 외함 부재(6) 내의 유체 압력(P2)의 영향 하에서 제2 위치를 향해 이동되면 도달 될 수 있다.

적용된 힘의 결과로서, 본 발명에 따른 캡슐의 밀폐 부재(28)는 소성 변형(plastic deformation)을 겪게 되고, 고리 모양 단부 표면(30)의 홈들(40)에 밀접하게 일치하고, 이에 따라, 추출의 시작 동안 비교적 낮은 유체 압력에서 밀폐 부재(6) 및 캡슐(3) 사이에 밀폐 접촉을 제공하고, 또한, 추출 동안 훨씬 높은 유체 압력에서 밀폐 압력을 제공한다. 외함 부재의 홈들(40)에 대한 밀접한 형태는, 이용 후에 본 발명의 캡슐(2), 및 외측으로 연장되는 플랜지(20)가 외함 부재의 홈들(40)에 일치하는 변형부(40')를 포함한다는 것을 나타내는 도 3c에 표시되어 있다.

이제 본 발명에 따른 캡슐(2)의 외측으로 연장되는 플랜지(20)에서의 밀폐 구조(28)의 예시적인 실시예들이 도 4a 내지 도 4h를 참조하여 상세하게 설명된다

도 4a에서, 밀폐 구조(28)의 변형 이전에 외함 부재(6)의 고리 모양 단부 표면과 접촉하는 밀폐 구조(28)를 갖는 플랜지의 제1 실시예가 도시된다. 밀폐 구조는 플랜지(20)의 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)의 형태이다. 커버(14)는 플랜지(20)의 베이스 부분들(44, 45)에 부착되고, 베이스 부분들(44, 45)은 캡슐 몸체 축에 수직인 플랜지(20)의 평평한 베이스 레벨 평면을 정의한다. 밀폐 링 부분(29)은 베이스 부분들(44, 45)의 반대측(즉, 고리 모양 단부 표면(30)을 향하는 측면)에서 플랜지(20)의 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 돌출한다.

변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은 플랜지(20)의 내측 베이스 부분(44)으로부터 연장되어 그 내측 베이스 부분(44)과 연속하고 있는 내벽 부분(46) 및, 플랜지(20)의 외측 베이스 부분(45)으로부터 연장되어 그 외측 베이스 부분(45)과 연속하고 있는 외벽 부분(47)을 갖는다. 외벽 부분(47)은 내벽 부분(46)의 외측에 이격되어 위치한다. 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은 내벽 부분(46) 및 외벽 부분(47)을 연결하는 브릿지 부분(48)을 더 포함한다. 브릿지 부분(48)은 플랜지(20)의 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 이격되어 위치한다.

도시된 바와 같이, 횡단면도에서, 플랜지의 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 가장 멀리 있는 브릿지 부분의 상부(49)는 브릿지 부분(48)의 상부(49)의 벽 두께의 2 배 보다 큰 곡률 반경으로 만곡된 중심 면을 갖는다. 곡률 반경이 비교적 크기 때문에, 고리 모양 단부 표면(30)이 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)에 대해 눌려서 변형되도록 하여 고리 모양 단부 표면(30)의 형상에 수용하도록 비교적 용이하게 변형될 수 있다. 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은 캡슐 몸체의 일체형 부분이므로, 캡슐 몸체의 나머지 부분과 동일한 재료로 효율적으로 제조될 수 있고, 캡슐의 이용 및 폐기 후에 나머지 캡슐 몸체와 함께 재활용될 수 있다.

내벽 부분(46)은 외벽 부분(47) 보다 플랜지의 베이스 부분들(44, 45)에 대해 상이한 각도로 배향된다. 이는 밀폐 동안 밀폐 구조(28)를 미리 결정된 형상으로 정확하고 신뢰성 있게 변형시킨다. 특히, 상이한 단부 형상들로 변형하는 원주 섹션들 사이의 전이(transition)들이 변형 중에 형성되는 것을 피한다. 이러한 전이들은 누출 위험을 증가시킨다.

본 실시예에서, 이러한 효과는, 외벽 부분이 플랜지의 인접 연관된 베이스의 평면에 대해 경사각으로 연장되고, 내벽 부분이 외벽 부분(47)과 평행하도록 플랜지의 인접 연관된 베이스로부터 반대 각도로 연장되기 때문에, 특히 효과적으로 달성될 수 있다. 경사각은 플랜지의 인접 연관된 베이스 부분들(44, 45) 각각의 평면에 대해, 바람직하게 20 내지 60°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°이고, 반대 각도는, 바람직하게 120 내지 160°, 보다 바람직하게는 110 내지 150°이다.

도 4b에 도시된 실시예에서, 외벽 부분(147)은 외벽 부분(147)과 인접하는 플랜지의 베이스 부분에 대략 직각을 이룬다. 상부(149)를 포함하는 만곡 부분 이외에, 브릿지 부분(148)은 또한 비스듬한 대체로 평평한 부분(150)을 갖는다. 미리 결정된 형상에 대한 부드럽고, 정확하고, 신뢰할 수 있는 변형을 위해, 내벽 부분(146)은 브릿지 부분의 상부의 만곡 부분에 인접한 만곡된 중심 면을 갖는다. 만곡된 내벽 부분(146)의 상대적으로 쉬운 압축성은 외벽 부분(147)과의 연결부 주위에서 브릿지 부분의 평탄 부분(150)의 일반적으로 흰지 굴절(hinging deflection)에 의해 수용된다. 이에 따라, 내벽 부분(146) 및 브릿지 부분(148)의 인접 부분이 일 측면에 대해 평평하게 접히고, 이들 부분에 의해 형성된 만곡된 섹션들이 변형 중에 자체적으로 접히도록 보장함으로써, 변형 시에 상대적으로 일정한 반발력이 가해진다.

도 4c에서, 브릿지 부분(248)의 상부(249)가 평평한(즉, 무한히 큰 곡률 반경을 갖는) 예가 도시된다. 또한, 이러한 평평한 벽 부분은 고리 모양 단부 표면(30)의 형상에 대한 매끄러운 수용을 위해 비교적 용이하게 변형 가능하다. 내벽 부분(246) 및 외벽 부분(247)은 플랜지의 인접한 베이스 부분들(244, 245)에 수직하게 배향되어, 브릿지 부분(248)의 특히 견고한 지지가 얻어진다. 이는, 고리 모양 단부 표면(30)에 의해 가해지는 압력의 결과로서 브릿지 부분이 전체적으로 변위되는 것을 방지하여, 적어도 초기에는 브릿지 부분(248) 자체에 변형이 집중된다. 결국, 이것은 밀폐 링 부분(228)의 형상을 고리 모양 단부 표면(30)의 형상에 수용하기에 유리하다. 브릿지 부분(248)의 상부(249)의 적어도 일부가 내벽 부분(246) 및 외벽 부분(247)의 벽 두께보다 작은 감소 된 벽 두께를 갖는다면 낮은 밀폐 압력에서 이미 효과적이고 신뢰성 있는 밀폐가 달성 될 수 있다(감소된 벽 두께는 도 4c에 도시되지 않음). 이 실시예 및 다른 실시예에서, 브릿지 부분의 적어도 상부의 감소된 두께는, 예를 들어, 10 내지 95 마이크로미터이고, 보다 바람직하게는 30 내지 70 마이크로미터이고, 가장 바람직하게는 40 내지 50 마이크로미터일 수 있다.

도 4d에 도시된 실시예에서, 변형 가능한 밀폐 링 부분은 Ω 형상이고, 내벽 부분(346), 상부(349)를 갖는 브릿지 부분(348) 및 외벽 부분(347)은 필수적으로 일정한 곡률 반경을 갖는다. 이러한 형상은, 미리 결정된 형상으로 부드럽고 정확하며 신뢰할 수 있는 변형을 위해 특히 유리하다. 이러한 형상의 또 다른 이점은, 플랜지의 내측 베이스 부분(344) 및 외측 베이스 부분(345) 사이에 작은 갭만을 남기기 때문에 플린지에 대한 커버(13)의 부착을 위한 넓은 표면적이 남게 된다는 것이다

또한, 도 4d에 도시된 실시예에서, 변형 가능한 밀폐 링 부분(428)은 Ω 형상이지만, Ω 형상 부분의 폭이 적어도 고리 모양 단부 표면(30)의 폭만큼 넓도록 더 큰 곡률 반경을 갖는다. 이는 고리 모양 단부 표면이 변형 동안 폭이 증가하는 (본래) Ω 형상 부분 내로 가압되게 하여, 특히 효과적인 이중 밀폐가 고리 모양 단부 표면(30)의 외부 경계 및 내부 경계에서 달성된다.

도 4f에 도시된 실시예에서, 밀폐 구조의 변형의 최종 단계에서, 상대적으로 탄성적인 재료의 지지 부재(551)가 높은 반대 압력을 얻기 위해, 내벽 부분(546) 및 외벽 부분(547) 사이 및 브릿지 부분(548)의 아래에 제공된다. 이러한 지지 부재는 본 예시에서와 같이 변형 가능한 밀폐 링 부분(528)이 비교적 평평한 형상을 갖는 경우에 특히 유리하다.

도 4g에 도시된 실시예에서와 같이, 브릿지 부분(648)의 상부(649)의 적어도 일 부분이 내벽 부분(646) 및 외벽 부분(647)의 벽 두께보다 작은 감소된 벽 두께를 갖는 경우, 고리 모양 단부 표면(30)의 형상에 대한 양호한 순응성 및 그에 따라 낮은 밀폐 압력에서의 특히 효과적이고 신뢰성 있는 밀폐가 달성될 수 있다.

캡슐 몸체 재료의 나머지는 동일한 면 또는 양면에 코팅될 수 있는 반면, 브릿지 부분(649)은 벽 두께의 감소 동안 또는 벽 두께를 감소시키면서 코팅을 제거함으로써 코팅의 손상을 피하기 위해, 고리 모양 단부 표면(30)과 마주하는 비 코팅 표면을 가질 수 있다. 코팅이 제거되는 동안, 코팅이 제거되는 표면에 텍스쳐가 적용될 수 있다. 클램핑 힘은 텍스쳐의 융기 부분들만을 통해 전달되고, 융기 부분들에서 완전히 매끄러운 접촉 표면에 가해지는 것보다 높은 접촉 압력이 가해기지 때문에, 바람직하게 플랜지의 원주 방향(circumferential sense)에 있는 리지들 및 밸리들을 포함하는 이러한 텍스쳐는 밀폐 압력이 여전히 낮은 경우에 클램핑의 초기 단계 동안 순응성을 더 향상시킬 수 있다.

도 4h에 도시된 실시예에서, 벽 부분들(746, 747) 중 하나(이 경우에는 외벽 부분(747))가 플랜지의 베이스 부분들(744, 745)에 상대적으로, 벽 부분들(746, 747) 중 다른 하나(이 경우에는 내벽 부분(747)) 보다 가파른 방향으로 배향된다. 벽 부분들(746, 747) 중 다른 하나(이 경우에는 내벽 부분(747)는 플랜지의 베이스 부분들(744, 745)에 대해 비스듬하게 배향된다. 또한, 이 예에서, 브릿지 부분(748) 및 가파른 벽 부분(747)의 변형을 따라 피봇(pivot)하는 경사 벽 부분(746)은 가장 크게 변형된 가파른 벽 부분(747)이 접히는 것을 방지한다. 외함 부재로서의 고리 모양 단부 표면(30)의 외부가 브릿지 부분의 상부(749)에 대하여 밀릴 때, 가파른 외벽 부분(747)가 편향(deflect)되도록 위치된다. 가파른 외벽 부분(747)의 상단의 벽 재료는 브릿지 부분(748)을 따라 가면서 롤 오프(roll off) 방식으로 변형되고, 도 4h에 도시된 변형 가능한 밀폐 부분(738)의 변형된 상태들(728', 728'')과 같이 내벽 부분(746)을 선회(pivot)함으로써 반경 방향으로 유지된다. 따라서, 고리 모양 단부 표면(30)이 브릿지 부분(748)의 상부(749)에 대해 눌릴 때, 초기에 고리 모양 단부 표면(30)의 형상에 수용되는 국부적인 변형이 달성된다. 결과적으로, 롤 오프 방식의 변형은 큰 궤적에 대해 부드러운 축 방향 변형을 허용한다.

도 4a 내지 도 4h에 도시된 각각의 실시예에서, 브릿지 부분의 상부는, 밀폐 링 부분이 고리 모양 단부 표면과 호환 가능한 음료 제조 장치의 폐쇄 부재 사이에 클램핑된 경우, 고리 모양 단부 표면에 의해 먼저 접촉되도록 위치된다. 또한, 브릿지 부분의 상부의 직경은, 밀폐 링 부분이 고리 모양 단부 표면과 호환 가능한 음료 제조 장치의 폐쇄 부재 사이에 클램핑된 경우, 브릿지 부분의 상부가 고리 모양 단부 표면(30)에 대해 중앙에 위치하여, 그 고리 모양 단부 표면(30)의 중심 부분에 먼저 접촉하도록 된다.

전술한 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 실시예의 특정한 예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구 범위 내에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다.

Claims (53)

1. 캡슐(capsule)(2)에 있어서,
   상기 캡슐은 상기 캡슐 내로 압력 하에서 유체를 공급하는 수단에 의해 물질을 추출 및/또는 용해시킴으로써 마실 수 있는 음료(potable beverage)를 제조(preparation)하기 위한 상기 물질을 담고 있고, 상기 캡슐은,
   중앙 캡슐 몸체 축(central capsule body axis)(12A)을 갖고, 바닥(bottom)(18), 측벽(side wall)(16), 외측으로 연장되는 플랜지(outwardly extending flange)(20) 및 상기 플랜지(20)에 밀폐 구조(sealing structure)를 포함하는, 알루미늄 캡슐 몸체(12); 및
   상기 플랜지(20)에 부착되어 상기 캡슐(2)을 밀폐식으로(hermetically) 폐쇄하는 커버 시트(cover sheet)(14)
   를 포함하고,
   상기 캡슐이 외함 부재(enclosing member)(6)에 위치되고 상기 외함 부재(6)가 상기 음료 제조 장치의 추출 플레이트(extraction plate)와 같은 상기 음료 제조 장치의 폐쇄 부재(closing member)(8)에 의해 폐쇄되는 경우, 상기 밀폐 구조가 상기 음료 제조 장치의 상기 외함 부재(6)의 고리 모양 단부 표면(annular end surface)(30)과의 유체 밀폐 접촉(fluid sealing contact)을 제공하도록 변형 가능(deformable)하고, 상기 플랜지(20) 및 상기 밀폐 구조의 적어도 부분들(at least portions)은 상기 고리 모양 단부 표면(30) 및 상기 폐쇄 부재(8) 사이에 클램핑(clamped)되며, 상기 고리 모양 단부 표면(30)에는 선택적으로 복수의 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들(plurality of radially extending open grooves)(40)이 구비되고,
   상기 밀폐 구조는 상기 플랜지(20)의 변형 가능한 밀폐 링 부분(sealing ring portion)(28)을 포함하고, 상기 밀폐 링 부분(28)은 상기 커버 시트(14)의 대향하는 베이스 부분들(44, 45)의 일 측면에 상기 커버 시트(14)가 부착되는 상기 플랜지(20)의 상기 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 돌출하고,
   상기 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은:
   상기 플랜지(20)의 내측 베이스 부분(44)으로부터 연장되고 상기 내측 베이스 부분(44)에 인접(contiguous)하는 내벽 부분(inner wall portion)(46);
   상기 플랜지(20)의 외측 베이스 부분(45)으로부터 연장되고 상기 외측 베이스 부분(45)에 인접하는 외벽 부분(outer wall portion)(47) - 상기 외벽 부분(47)은 상기 내벽 부분(46)으로부터 반경 방향 외측으로 이격되도록 위치됨 -; 및
   상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47)을 서로 연결하는 브릿지 부분(bridge portion)(48) - 상기 브릿지 부분(48)은 상기 플랜지(20)의 상기 베이스 부분들(44, 45)로부터 축선 방향으로 이격되어 배치됨 -,
   을 포함하고,
   반경 방향 단면 시각(radial cross-sectional view)에서, 상기 플랜지(20)의 상기 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 가장 멀리 있는 상기 브릿지 부분(48)의 상부(top)는, 상기 브릿지 부분(48)의 상부의 벽 두께의 2 배보다 큰 곡률 반경으로 만곡되고,
   상기 외벽 부분(47)은 상기 플랜지(20)의 인접한(adjacent) 상기 베이스 부분(45)의 평면에 대해 비스듬한 각도(oblique angle)에서 연장되고, 상기 내벽 부분(46)은 상기 플랜지(20)의 인접한 상기 베이스 부분(44)의 평면에 대해 더 가파른 또는 반대 각도로 상기 플랜지(20)의 인접한 상기 베이스 부분(44)으로부터 연장되고,
   단면 시각(cross-sectional view)에서, 상기 내벽 부분(46)의 적어도 일부는 만곡되고, 상기 내벽 부분(46)의 만곡된 부분은 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부의 만곡된 부분(curvature)에 인접하는 것을 특징으로 하는,
   캡슐.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부의 적어도 하나의 부분은, 상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47)의 벽 두께 보다 작은 감소된(reduced) 벽 두께를 갖는,
   캡슐.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 캡슐 몸체(12)의 적어도 하나의 면에 코팅을 더 포함하고,
   감소된 벽 두께를 갖는 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부의 적어도 일부의 비코팅(uncoated) 부분에는 상기 코팅이 존재하지 않는,
   캡슐.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 브릿지 부분(48)의 상기 비코팅 부분은 상기 커버 시트(14)를 마주하는 상기 플랜지(20)의 측면 상에 있고, 텍스쳐링된 표면(textured surface)을 갖는,
   캡슐.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 텍스쳐링된 표면은 상기 플랜지(20)의 원주 방향으로 연장(extending in circumferential sense)하는 리지(ridge)들 및 밸리(valley)들을 포함하는,
   캡슐.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외벽 부분(47)은, 상기 플랜지(20)의 인접한 베이스 부분(45)의 평면(plane of the associated contiguous base portion)에 대해, 20 내지 60°의 경사각(oblique angle)으로 연장되고,
   상기 내벽 부분(46)은, 상기 플랜지(20)의 상기 인접한 베이스 부분(44)으로부터 상기 플랜지(20)의 상기 인접한 베이스 부분의 상기 평면에 대해, 60 내지 160°의 각도로 연장되는,
   캡슐.
   
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   단면 시각에서, 상기 외벽 부분(47)의 적어도 하나의 일부는 만곡된 중심 면을 갖는,
   캡슐.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47)의 상기 적어도 하나의 상기 만곡된 중심 면은, 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부의 상기 만곡된 부분에 인접하는,
   캡슐.
   
9. 제8항에 있어서,
   단면 시각에서, 상기 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은 Ω 형상인,
   캡슐.
   
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡슐은, 상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47) 사이에 지지 부재(supporting member)를 더 포함하는,
    캡슐.
    
11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀폐 링 부분(28)이 상기 고리 모양 단부 표면(30) 및 호환 가능한 음료 제조 장치의 상기 폐쇄 부재(8) 사이에 클램핑된 경우, 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부는 상기 고리 모양 단부 표면(30)에 의해 먼저 접촉되도록 위치되는,
    캡슐.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부는, 상기 캡슐(2)의 중심 선에 대하여 연장되는 크레스트(crest extending circumferentially about the center line of the capsule)를 형성하고, 상기 크레스트의 직경은 29 내지 33 밀리미터(mm)인,
    캡슐.
    
13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀폐 링 부분(28) 및 상기 캡슐 몸체(12)의 나머지는 동일한 판재로 생성되는,
    캡슐.
    
14. 캡슐(2) 내로 압력 하에서 공급된 유체를 이용하여 상기 캡슐(2)로부터 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 시스템에 있어서,
    음료 제조 장치를 포함하고, 상기 음료 제조 장치는 상기 캡슐(2)을 수용하기 위한 외함 부재(6)를 포함하고, 상기 외함 부재(6)는, 상기 캡슐(2) 내로 압력 하에서 유체를 공급하기 위한 유체 주입 수단을 포함하고, 상기 음료 제조 장치는 상기 음료 제조 장치의 상기 외함 부재(6)를 폐쇄하기 위한 추출 플레이트와 같은 폐쇄 부재(8)를 더 포함하고, 상기 음료 제조 장치의 상기 외함 부재(6)는 고리 모양 단부 표면(30)을 갖는 고리 모양 단부를 포함하고, 상기 고리 모양 단부 표면(30)은 선택적으로 복수의 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들(plurality of radially extending open grooves)(40)을 구비하고,
    캡슐(2)을 포함하고, 상기 캡슐(2)은, 상기 캡슐(2) 내로 압력 하에서 유체를 공급하는 수단에 의해 물질을 추출 및/또는 용해시킴으로써 마실 수 있는 음료를 제조하기 위한 상기 물질을 담고 있고,
    상기 캡슐(2)은:
    중앙 캡슐 몸체 축(central capsule body axis)(12A)을 갖고, 바닥(bottom)(18), 측벽(side wall)(16), 외측으로 연장되는 플랜지(outwardly extending flange)(20) 및 상기 플랜지(20)에 밀폐 구조(sealing structure)를 포함하는, 알루미늄 캡슐 몸체(12); 및
    상기 플랜지(20)에 부착되어 상기 캡슐(2)을 밀폐식으로(hermetically) 폐쇄하는 커버 시트(cover sheet)(14)
    를 포함하고,
    상기 캡슐(2)이 외함 부재(enclosing member)(6)에 위치되고 상기 외함 부재(6)가 상기 폐쇄 부재(8)에 의해 폐쇄되는 경우, 상기 밀폐 구조가 변형 가능(deformable)하고, 상기 고리 모양 단부 표면(30)과 유체 밀폐 접촉하고, 상기 플랜지(20) 및 상기 밀폐 구조의 적어도 부분들(at least portions)은 상기 고리 모양 단부 표면(30) 및 상기 폐쇄 부재(8) 사이에 클램핑(clamped)되며,
    상기 밀폐 구조는, 상기 플랜지(20)의 변형 가능한 밀폐 링 부분(sealing ring portion)(28)을 포함하고, 상기 밀폐 링 부분(28)은, 상기 캡슐(2)이 상기 외함 부재(6) 내에 위치하는 경우, 상기 커버 시트(14)가 부착되는 상기 플랜지(20)의 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 상기 베이스 부분들(44, 45)의 상기 외함 부재(6)를 향하는 방향으로 돌출하고,
    상기 변형 가능한 밀폐 링 부분(28)은,
    상기 플랜지(20)의 내측 베이스 부분(44)으로부터 연장되어 상기 플랜지(20)의 상기 내측 베이스 부분(44)에 인접(contiguous)하는 내벽 부분(inner wall portion)(46);
    상기 플랜지(20)의 외측 베이스 부분(45)으로부터 연장되어 상기 플랜지(20)의 상기 외측 베이스 부분(45)에 인접하는 외벽 부분(outer wall portion)(47) - 상기 외벽 부분(47)은 상기 내벽 부분(46)으로부터 반경 방향 외측으로 이격되도록 위치됨 -; 및
    상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47)을 서로 연결하는 브릿지 부분(bridge portion)(28) - 상기 브릿지 부분(48)은 상기 플랜지(20)의 상기 베이스 부분들(44, 45)로부터 축선 방향으로 이격되어 배치됨 -,
    을 포함하고,
    반경 방향 단면 시각(radial cross-sectional view)에서, 상기 플랜지(20)의 상기 베이스 부분들(44, 45)로부터 축 방향으로 가장 멀리 떨어져 있는 상기 브릿지 부분(48)의 상부(top)는, 평평하거나 또는 상기 브릿지 부분(48)의 상부의 벽 두께의 2 배보다 큰 곡률 반경으로 만곡된 중심 면(center plane)을 갖고,
    상기 외벽 부분(47)은 상기 플랜지(20)의 인접한 상기 베이스 부분(45)의 평면에 대해 비스듬한 각도로 연장되고, 상기 내벽 부분(46)은 상기 플랜지(20)의 인접한 상기 베이스 부분의 평면에 대해 더 가파른 또는 반대 각도로 상기 플랜지(20)의 인접한 상기 베이스 부분(44)으로부터 연장되고,
    단면도(in cross-sectional view)에서, 상기 내벽 부분(46)의 적어도 일부는 만곡된 중심 면을 갖는 것을 특징으로 하는,
    시스템.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 고리 모양 단부 표면(30)은, 상기 고리 모양 단부 표면(30) 및 상기 폐쇄 부재(8) 사이에서 상기 밀폐 링 부분(28)이 클램핑되는 경우, 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부와 먼저 접촉되도록 위치되는,
    시스템.
    
16. 제15항에 있어서,
    단면도에서, 상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부는, 상기 고리 모양 단부 표면(30) 및 상기 폐쇄 부재(8) 사이에서 상기 밀폐 링 부분(28)이 클램핑되는 경우, 상기 고리 모양 단부 표면(30)의 중심 부분과 먼저 접촉되도록 상기 고리 모양 단부 표면(30)에 대해 중심에 위치되는,
    시스템.
    
17. 제14항에 있어서,
    상기 캡슐(2)은 청구항 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 캡슐인,
    시스템.
    
18. 음료 제조 장치 내의 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 캡슐(2)의 이용 방법에 있어서,
    상기 음료 제조 장치를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 음료 제조 장치는, 상기 캡슐(2)을 수용하기 위한 외함 부재(6)를 포함하고, 상기 외함 부재(6)는 압력 하에서 유체를 상기 캡슐(2) 내로 공급하기 위한 유체 주입 수단을 포함하고,
    상기 음료 제조 장치는, 상기 음료 제조 장치의 상기 외함 부재(6)를 폐쇄하기 위한 추출 플레이트와 같은 폐쇄 부재(8)를 더 포함하고, 상기 외함 부재(6)는 고리 모양 단부 표면(30)을 갖는 고리 모양 단부(30)를 포함하고, 상기 고리 모양 단부 표면(30)은 선택적으로 복수의 반경 방향으로 연장되는 개방 홈들(40)을 구비하고, 상기 캡슐(2)은 상기 음료 제조 장치의 상기 외함 부재(6) 내에 위치되고, 상기 외함 부재(6)는 상기 음료 제조 장치의 폐쇄 부재(8)에 의해 폐쇄되고, 상기 밀폐 구조의 적어도 일 부분은, 상기 밀폐 구조 및 상기 음료 제조 장치의 상기 폐쇄 부재(8) 사이에 클램핑되고, 밀폐 구조가 상기 고리 모양 단부 표면(30)과 밀폐 접촉하게 되는,
    캡슐의 이용 방법.
    
19. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 캡슐(2)의 캡슐 몸체(12)를 제조하는 방법에 있어서,
    반 완성된 딥 드로운 컵 부재(semi finished deep drawn cup member)로부터 시작하고, 상기 방법은,
    상기 브릿지 부분(48)의 상기 상부를 형성하기 위해, 상기 플랜지(20)의 부분의 벽 두께를 상기 내벽 부분(46) 및 상기 외벽 부분(47)의 벽 두께 보다 작은 감소된 벽 두께로 감소시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 코팅은 상기 벽 두께가 감소되기 전에 또는 감소되는 동안 상기 벽 두께가 감소되는 상기 플랜지의 상기 부분으로부터 제거되는,
    캡슐 몸체 제조 방법.
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