KR102633793B1 - 복수 종류의 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치 - Google Patents

Abstract

음료용 원재료가 수용된 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치가 개시된다. 음료 추출 장치는, 홀더 장착부를 포함하는 프레임; 일면이 천공되어 형성되는 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제1 캡슐을 수납하는 제1 캡슐 홀더; 일면에 미리 형성된 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제2 캡슐을 수납하는 제2 캡슐 홀더; 및 프레임의 홀더 장착부에 장착되는 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 접근 또는 이격 가능하게 장착되며, 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 제1 또는 제2 캡슐에 음료 추출용 유체를 공급하기 위한 유체공급 유닛을 포함하고, 유체공급 유닛은, 제1 또는 제2 캡슐의 일면을 향해 돌출된 천공수단을 구비하고, 제1 및 제2 캡슐 홀더는 선택적으로 홀더 장착부에 착탈가능하게 장착되며, 제1 캡슐 홀더는, 유체공급 유닛이 제1 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 제1 캡슐의 일면이 천공수단에 의해 천공되도록 구성되고, 제2 캡슐 홀더는, 유체공급 유닛이 제2 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 제2 캡슐의 일면과 천공수단이 이격되어 제2 캡슐의 일면이 천공수단에 의해 천공되지 않도록 구성된다.

Description

복수 종류의 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치{Apparatus for extracting beverage from plurality of types of capsule}

본 발명은 음료용 원재료가 수용되어 있는 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치에 관한 것으로, 특히 서로 다른 복수 종류의 캡슐로부터 음료를 추출할 수 있는 장치에 관한 것이다.

근래, 커피나 차 등의 음료용 원재료를 내부에 수용한 캡슐로부터 음료를 추출하여 마시는 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 캡슐은 대략 원통형 또는 원반형의 용기 내부에 분말 또는 플레이크 형태의 음료용 원재료를 담은 형태로 제공되며, 추출 장치는 용기의 일면(유입측 표면)에서 용기 내부로 유체(전형적으로 고온 고압의 온수)를 도입하여 원재료로부터 음료를 추출하여 용기의 타면(유출측 표면)으로 배출함으로써 음료를 제공한다.

이러한 캡슐은 용기의 형태와 구조, 특히 음료 추출 장치가 캡슐의 유입측 표면을 천공하여 캡슐 내부로 추출용 유체를 공급하는지 여부에 따라 다음과 같이 크게 나누어 볼 수 있다.

첫째는, 이른바 네스프레소(등록상표) 캡슐이나 돌체구스토(등록상표) 캡슐과 같이, 캡슐의 유입측 표면을 칼날이나 니들(바늘) 등의 유입측 천공수단으로 천공하여 형성된 유입홀로 유체를 공급하는 타입의 캡슐이다. 이러한 타입의 캡슐은 적어도 유입측 표면이 천공수단에 의해 용이하게 천공되도록 알루미늄 등의 금속박이나 얇은 합성수지 필름으로 이루어진다.

둘째는, 이른바 라바짜(등록상표) 캡슐과 같이, 캡슐의 유입측 표면에 (다수의 미세한) 유입홀이 미리 형성되어 있어, 이 유입홀로 유체를 공급하는 타입의 캡슐이다. 이러한 타입의 캡슐은 상대적으로 두껍고 딱딱한 플라스틱으로 이루어지는 것이 일반적이다.

한편, 위와 유사하게, 캡슐은 캡슐 내부에서 추출되는 음료의 배출을 위해 유출측 표면을 천공하는지 여부에 따라 나누어 볼 수 있다.

첫째는, 위의 네스프레소(등록상표) 캡슐과 같이 유출측 표면을 유출측 천공수단에 의해 천공하여 형성된 유출홀을 통해 음료를 배출하는 타입의 캡슐로서, 이러한 타입의 캡슐은 적어도 유출측 표면이 천공수단에 의해 용이하게 천공되도록 알루미늄 등의 금속박이나 얇은 합성수지 필름으로 이루어진다.

둘째는, 위의 라바짜(등록상표) 캡슐이나 돌체구스토(등록상표) 캡슐과 같이, 캡슐의 유출측 표면에 유출홀이 미리 형성되어 있어, 이 유출홀로 음료를 배출하는 타입의 캡슐이다. 이러한 타입의 캡슐은 적어도 유출홀이 형성된 유출측 표면이 상대적으로 두껍고 딱딱한 플라스틱으로 이루어지는 것이 일반적이다.

이와 같이 캡슐의 형태와 구조에 따라 음료 추출 메커니즘이 다르게 되므로, 캡슐로부터 음료를 추출하기 위한 장치도 캡슐의 종류에 따라 전용의 장치를 사용하여야 하는 제약이 있다.

이에 이러한 제약을 넘어 복수 종류의 캡슐에 대응할 수 있는 범용의 추출장치가 제안되었다. 예를 들어 특허문헌 1(등록특허 제10-1350069호 공보)에는, 음료 추출용 유체를 공급하는 유체공급 유닛이 마련되는 장치 본체와, 캡슐을 수용하며 장치 본체에 착탈가능한 캡슐 홀더를 포함하는 음료 준비 장치가 개시되어 있다. 여기서, 특허문헌 1의 캡슐 홀더(4)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 특정 종류의 캡슐(6)에 적합한 구조와 유체 주입 시스템(7, 7c)을 가진다. 따라서, 서로 다른 종류의 캡슐을 위한 서로 다른 구조의 캡슐 홀더를 복수개 마련하여, 공용의 장치 본체에 장착하여 사용함으로써 복수 종류의 캡슐에 대응할 수 있다.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 장치는 다음과 같은 문제가 있다.

먼저, 각 캡슐 홀더에 마련된 유체 주입 시스템(7, 7c)의 주입기(70, 70c)는, 캡슐 홀더가 장치 본체에 장착되었을 때 유체공급 유닛의 유체 출구와 연통됨으로써 유체공급 유닛에 의해 공급되는 유체가 캡슐 내부로 공급되게 된다. 그런데, 캡슐 홀더가 장치 본체에 불완전하게 장착되거나 주입 시스템(7, 7c)이 마모나 손상된 경우, 고온 고압의 유체가 누출되어 사용자에 화상을 입히거나 고장을 일으킬 수 있다.

또한, 캡슐 홀더(4)에 힌지축(72)을 개재하여 마련된 유체 주입 시스템(7)의 주입기(70)는 전술한 유입측 천공수단을 구성한다. 그런데, 이와 같이 날카로운 칼날이나 니들이 장치 외부에 노출되어 있으면, 사용자에게 상해를 입힐 수 있다.

그밖에, 유체 공급시 주입기(70, 70c)와 캡슐(6) 간의 밀봉(실링) 등 특허문헌 1의 장치에는 개선해야 할 점이 존재한다.

등록특허 제10-1350069호 공보

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 더욱 효율적이고 안전한 구조를 갖는, 복수 종류의 캡슐에 대응할 수 있는 음료 추출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 음료 추출 장치는, 음료용 원재료가 수용된 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치로서, 홀더 장착부를 포함하는 프레임; 유입측 표면이 천공되어 형성되는 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제1 캡슐을 수납하는 제1 캡슐 홀더; 유입측 표면에 미리 형성된 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제2 캡슐을 수납하는 제2 캡슐 홀더; 및 상기 제1 또는 제2 캡슐을 수납하여 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 접근 또는 이격 가능하게 상기 프레임에 장착되며, 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐에 음료 추출용 유체를 공급하기 위한 유체공급 유닛을 포함하고, 상기 유체공급 유닛은, 일단부에서 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐의 상기 유입측 표면을 향해 돌출된 유입측 천공수단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 캡슐 홀더는 선택적으로 상기 프레임의 홀더 장착부에 착탈가능하게 장착되며, 상기 제1 캡슐 홀더는, 상기 제1 캡슐이 상기 제1 캡슐 홀더에 수납되어 상기 프레임에 장착되고 상기 유체공급 유닛이 상기 제1 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 상기 제1 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 의해 천공되도록 구성되고, 상기 제2 캡슐 홀더는, 상기 제2 캡슐이 상기 제2 캡슐 홀더에 수납되어 상기 프레임에 장착되고 상기 유체공급 유닛이 상기 제2 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 상기 제2 캡슐의 유입측 표면과 상기 유입측 천공수단이 이격되어 상기 제2 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 의해 천공되지 않도록 구성된다.

여기서, 상기 유입측 천공수단은 내부에 상기 유체가 흐를 수 있는 관 형태로 이루어지고 선단부가 날카로운 니들로 이루어질 수 있다.

이 경우, 상기 니들은 상기 제1 또는 제2 캡슐의 상기 유입측 표면에서 바라봤을 때 복수 개가 원주상에 등각도로 배치될 수 있다.

또한, 유입측 천공수단이 니들로 이루어진 경우, 상기 유체공급 유닛은, 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 접근 또는 이격 가능하게 상기 프레임의 내부에 장착되고, 일측에 상기 유체를 공급하는 유체 공급관이 결합되는 유체 도입구가 형성된 이동 블록; 상기 이동 블록의 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 대향하는 단부와의 사이에 상기 유체 도입구로 도입된 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성되도록 상기 이동 블록에 일면이 결합되는 유로 플레이트; 및 상기 니들을 포함하고, 상기 니들은, 상기 유로 플레이트를 관통하여 선단부가 상기 유로 플레이트의 타면으로 돌출되도록 상기 유로 플레이트에 결합될 수 있다.

이 경우, 상기 유체공급 유닛은, 탄성을 가지는 재료로 이루어지고, 일면이 상기 유로 플레이트의 타면에 결합되고, 타면이 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되어 대향하는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더, 및/또는, 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐에 밀착하도록 이루어진 탄성부재를 더 포함하고, 상기 니들은, 상기 유로 플레이트 및 상기 탄성부재를 관통하여 선단부가 상기 탄성부재의 타면으로 돌출되도록 상기 유로 플레이트 및 상기 탄성부재에 결합될 수 있다.

또한, 상기 유로 플레이트의 타면에는, 상기 유로 플레이트를 관통하는 상기 니들의 둘레를 따라 환상으로 돌출되는 환상 돌기가 형성되어 있고, 상기 탄성부재의 일면에는 상기 유로 플레이트의 타면에 형성된 상기 환상 돌기에 대응하는 환상 홈이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 유체 공급관은 상기 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브를 개재하여 상기 이동 블록의 유체 도입구에 결합될 수 있다.

한편, 상기 프레임의 홀더 장착부에는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더가 완전히 삽입되어 장착되었는지 여부를 감지하는 센서가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 캡슐 홀더에서 상기 프레임의 홀더 장착부에 삽입되는 쪽의 선단부에는 제1 자석이 마련되어 있고, 상기 프레임의 홀더 장착부에서 상기 제1 및 제2 캡슐 홀더의 선단부에 대응되는 부분에는 상기 제1 자석과 인력이 작용하는 제2 자석이 마련될 수 있다.

한편, 상기 제1 캡슐은, 상기 유입측 표면, 상기 유입측 표면과 대향하는 유출측 표면, 및 상기 유입측 표면과 유출측 표면을 연결하는 측면을 포함하는 원통형으로 이루어지고, 상기 제1 캡슐 홀더는, 상기 제1 캡슐을 수납하는 수납공간이 형성되고, 상기 제1 캡슐의 유출측 표면과 대향하는 면에 상기 제1 캡슐의 유출측 표면으로부터 유출되는 음료가 배출되는 배출구가 형성된 홀더 하우징; 및 상기 제1 캡슐의 유출측 표면과 상기 홀더 하우징의 배출구 사이에 배치되어, 상기 제1 캡슐의 유출측 표면을 천공하는 유출측 천공수단을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 캡슐 홀더는, 상기 제1 캡슐이 상기 홀더 하우징에 수납되어 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되었을 때 상기 제1 캡슐의 유입측 표면의 적어도 상기 유입측 천공수단에 대향하는 부분이 노출되도록 상기 제1 캡슐의 측면을 감싸고, 상기 홀더 하우징에서 상기 제1 캡슐의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버를 더 포함할 수 있다.

또한, 이 경우, 상기 제1 캡슐은, 상기 유출측 표면이 상기 측면을 넘어 연장된 플랜지부를 포함하고, 상기 캡슐 커버에는 상기 제1 캡슐의 측면을 감싸는 부분에서 두께방향으로, 상기 유체공급 유닛에 의해 공급되어 상기 제1 캡슐의 내부로 유입되지 못하고 상기 제1 캡슐의 측면과 상기 캡슐 커버의 내면 사이의 틈새로 흐르는 유체가 유입가능한 유로가 형성되고, 상기 유로의 개방된 단부는 상기 제1 캡슐의 플랜지부와 대향하도록 형성되며, 상기 유로의 개방된 단부에는 오링이 삽입되어 밀폐되고, 상기 유로로 유입된 유체의 압력에 의해 상기 오링을 상기 제1 캡슐의 플랜지부에 밀착시키도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 제2 캡슐은, 상기 유입측 표면, 상기 유입측 표면과 대향하는 유출측 표면, 및 상기 유입측 표면과 유출측 표면을 연결하는 측면을 포함하는 원통형으로 이루어지고, 상기 제2 캡슐 홀더는, 상기 제2 캡슐을 수납하는 수납공간이 형성되고, 상기 제2 캡슐의 유출측 표면과 대향하는 면에 상기 제2 캡슐의 유출측 표면으로부터 유출되는 음료가 배출되는 배출구가 형성된 홀더 하우징; 및 상기 제2 캡슐이 상기 홀더 하우징에 수납되어 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되었을 때 상기 제2 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 접촉하지 않도록 상기 제2 캡슐의 유입측 표면을 상기 유입측 천공수단과 이격시켜 덮고, 상기 홀더 하우징에서 상기 제2 캡슐의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버를 포함하고, 상기 캡슐 커버에는 상기 유체공급 유닛의 일단부에서 상기 제2 캡슐의 유입측 표면을 향해 돌출된 상기 유입측 천공수단을 수용하도록 두께방향으로 관통된 통공이 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 하나의 장치를 이용하여 안전하고 효율적으로 서로 다른 종류의 캡슐로부터 음료를 추출할 수 있다.

특히 본 발명에 의하면, 날카로운 칼날이나 니들로 이루어지는 유입측 천공수단이 사용자의 손이 접근하기 어려운 장치 본체 내에, 유체공급 유닛과 유체 연통되면서 실링된 상태로 마련되므로, 유체의 누출 가능성이 현저하게 감소하고 사용자의 안전도 도모된다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래의 음료 추출 장치에서 특정 종류의 캡슐을 수용하는 캡슐 홀더를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 음료 추출 장치에서 도 1과는 다른 종류의 캡슐을 수용하는 캡슐 홀더를 도시한 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 음료 추출 장치의 전체 하우징을 생략하고 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 음료 추출 장치의 본체와 캡슐 홀더를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 각각 도 4에 도시된 서로 다른 종류의 캡슐 및 캡슐 홀더를 장치 본체에 장착하여 음료를 추출하는 상태를 도시한 종단면도들이다.
도 8은 도 4에 도시된 음료 추출 장치의 본체만을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 유로 플레이트의 상방사시도(a) 및 하방사시도(b)이다.
도 10은 도 8에 도시된 탄성부재의 일부 절개 사시도이다.
도 11은 도 8에 도시된 이동 블록, 유로 플레이트, 탄성부재 및 유체 공급관을 결합한 상태를 도시한 하방사시도(a)와, 일부 확대 단면도(b)이다.
도 12는 도 3에 도시된 음료 추출 장치의 내부 구조를 도시한 일부 투시사시도이다.
도 13은 도 4에 도시된 캡슐 홀더 중 하나의 분해 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 캡슐 홀더의 캡슐 커버만을 도시한 단면 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 캡슐 홀더에 캡슐을 수납한 상태를 도시한 일부 확대 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음료용 원재료 수용 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치(이하, '음료 추출 장치'　또는 간단히 '장치'라고도 함)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

본 명세서에서 사용되는 '결합', '장착', '고정' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합, 장착, 고정 또는 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 중간 부재를 개재하여 다른 부재에 간접적으로 결합, 장착, 고정 또는 연결되는 경우도 포함한다.

또한, 본 명세서에서는 도면에 도시된 상태의 음료 추출 장치를 기준으로 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

한편, 본 발명에 따른 음료 추출 장치에서는, 전형적으로 볶은 커피 분말이 수용되어 있는 캡슐에 가압된 유체를 분사하여 커피 추출액을 얻지만, 캡슐의 내부에는 커피 분말 외에도 찻잎이나, 건조 식물, 곡물, 우유, 농축 원액 등, 가압된 유체로 우려내거나 희석하여 추출하기에 적합한 다른 재료가 충전될 수 있다. 따라서, 커피 이외의 재료가 충전된 캡슐로부터 추출액을 얻기 위한 목적으로도 본 발명에 따른 장치가 사용될 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 장치의 전체 하우징을 생략하고 도시한 사시도이고, 도 4는 장치의 본체와 캡슐 홀더를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 음료 추출 장치는 장치 본체(100)와 장치 본체에 착탈가능하게 장착되는 캡슐 홀더(200)를 포함한다. 즉, 본 실시형태에 따른 장치는 캡슐(300)을 캡슐 홀더(200)에 수납한 후 캡슐 홀더(200)를 장치 본체(100)의 홀더 장착부(102)에 장착하여 음료를 추출할 수 있게 구성된다. 특히, 본 실시형태에 따른 장치는, 하나의 장치를 이용하여 서로 다른 복수 종류의 캡슐(300)로부터 음료를 추출할 수 있도록 구성되는데, 각각의 캡슐(300)을 수납하기에 적합한 구조를 가지는 캡슐 홀더(200)를 선택적으로 장치 본체(100)의 홀더 장착부(102)에 장착함으로써 구현된다.

본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 3가지 종류의 캡슐(300A, 300B, 300C) 및 그에 각각 대응되는 3가지 종류의 캡슐 홀더(200A, 200B, 200C)를 포함하는 것으로 설명되지만, 본 발명은 도시된 3가지 종류의 캡슐 및 캡슐 홀더를 사용하는 경우로 한정되는 것은 아니며, 캡슐 및 캡슐 홀더는 각각 2가지 이상이면 된다.

도 4에 도시된 3가지 종류의 캡슐(300A, 300B, 300C)은, 구체적인 형상은 조금씩 다르지만, 공통적으로 대략 원통형으로 이루어진다. 즉, 각 캡슐(300A, 300B, 300C)은 음료 추출용 유체가 유입되는 유입측 표면(도면에서 상면), 유입측 표면과 대향하는 유출측 표면(도면에서 하면) 및 유입측 표면과 유출측 표면을 연결하는 측면을 포함하는 원통형으로 이루어진다.

한편, 캡슐(300A, 300B, 300C)은 장치 본체(100)에 장착되었을 때 유체가 도입되는 유입측 표면이 천공되는지 여부에 따라 크게 2가지 타입으로 나누어 볼 수 있다.

먼저, 첫번째 타입의 제1 캡슐은, 장치 본체(100)에 장착되었을 때 후술하는 유입측 천공수단(145; 도 5 참조)에 의해 유입측 표면이 천공되어 유입홀이 형성되고, 이 유입홀을 통해 유체가 캡슐 내부로 도입되는 타입의 캡슐로서, 도 4에 도시된 이른바 돌체구스토 캡슐(300A)과 네스프레소 캡슐(300B)이 이에 해당한다. 제1 캡슐(300A, 300B)은 다시 캡슐 내부에서 추출된 음료가 배출되는 유출측 표면이 별도의 유출측 천공수단에 의해 천공되는지 여부에 따라, 캡슐의 유출측 표면에 유출홀(320A; 도 5 참조)이 미리 형성되어 있어 별도의 천공이 필요없는 캡슐(300A)과 유출측 표면이 유출측 천공수단(240B; 도 6 참조)에 의해 천공되는 캡슐(300B)로 나누어볼 수 있다.

두번째 타입의 제2 캡슐은, 도 4에 도시된 이른바 라바짜 캡슐(300C)로서, 이 캡슐(300C)의 유입측 표면에는 유입홀인 다수의 미세홀(310C)이 형성되어 있어 장치 본체(100)에 장착되었을 때 유입측 천공수단(145)에 의해 유입측 표면이 천공되지 않고, 미세홀(310C)을 통해 유체가 캡슐 내부로 도입되는 타입의 캡슐이다. 한편, 제2 캡슐에 대해서도 제1 캡슐과 마찬가지로 유출측 표면의 천공여부에 따라 나누어볼 수 있는데, 본 실시예에서 제2 캡슐인 라바짜 캡슐(300C)은 유출측 표면에도 유입측 표면과 유사하게 유출홀인 다수의 미세홀이 미리 형성되어 있어 별도의 천공을 필요로 하지 않는다.

이렇게 추출 메커니즘과 구조가 다른 제1 캡슐(300A, 300B)과 제2 캡슐(300C)에 맞추어, 캡슐 홀더(200)도 각각의 캡슐(300A, 300B, 300C)을 수납할 수 있는 제1 캡슐 홀더(200A, 200B)와 제2 캡슐 홀더(200C)가 제공된다.

각각의 캡슐 홀더(200A, 200B, 200C)는 공통적으로, 각각의 캡슐(300A, 300B, 300C)을 수납하는 수납공간(201A, 201B, 201C)이 형성되고, 캡슐(300A, 300B, 300C)의 유출측 표면으로부터 유출되는 음료가 배출되는 배출구(202A, 202B, 202C; 각각 도 5 내지 도 7 참조)가 형성된 홀더 하우징(210A, 210B, 210C)을 포함한다. 또한, 각 홀더 하우징(210A, 210B, 210C)의 일측에는 사용자가 파지하여 캡슐 홀더(200A, 200B, 200C)를 장치 본체(100)의 홀더 장착부(102)에 삽입/인출할 수 있도록 손잡이(220A, 220B, 220C)가 결합될 수 있다.

또한, 캡슐 홀더(200B)는 홀더 하우징(210B)에서 캡슐(300B)의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버(230B)를 더 포함할 수 있다. 캡슐 커버(230B)에는, 수납공간(201B)에 캡슐(300B)을 수납하고 캡슐 커버(230B)를 회동시켜 캡슐(300B)을 덮은 후 캡슐 홀더(200B)를 장치 본체(100)에 장착하였을 때(도 6 참조), 캡슐(300B)의 유입측 표면에서 유입측 천공수단(145)에 대향하는 부분을 노출시키는 개구(231B)가 형성된다. 캡슐 커버(230B)는 이 개구(231B)를 제외하고 대략 원통형으로 이루어져 하광상협의 자세로 수납공간(201B)에 수납되는 캡슐(300B)의 측면을 감싸 캡슐(300B)이 움직이지 않도록 고정한다. 캡슐 홀더(200B)의 나머지 상세 구조에 대해서는 후술한다.

또한, 제2 캡슐 홀더(200C)도 캡슐 홀더(200B)와 유사하게, 홀더 하우징(210C)에서 제2 캡슐(300C)의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버(230C)를 더 포함할 수 있다. 캡슐 커버(230C)는, 수납공간(201C)에 제2 캡슐(300C)을 수납하고 캡슐 커버(230C)를 회동시켜 캡슐(300C)을 덮은 후 캡슐 홀더(200C)를 장치 본체(100)에 장착하였을 때(도 7 참조), 캡슐(300C)의 유입측 표면이 유입측 천공수단(145)에 접촉하지 않도록 제2 캡슐(300C)의 유입측 표면을 유입측 천공수단(145)과 이격시키는 스페이서로서 기능한다. 또한, 캡슐 커버(230C)에는 제2 캡슐(300B)의 유입측 표면을 향해 돌출된 유입측 천공수단(145)을 수용하도록 두께방향으로 관통된 통공(231C)이 형성되어 있다. 이 통공(231C)은 유체공급 유닛(160)을 구성하는 유입측 천공수단(145)을 통해 제2 캡슐(300C)로 추출용 유체를 공급하는 통로로서 기능한다.

한편, 캡슐 홀더(200B)는, 캡슐(300B) 내부에서 추출된 음료를 배출하기 위해 캡슐(300B)의 유출측 표면을 천공하는 유출측 천공수단(240B; 도 6 참조)을 더 포함할 수 있다. 유출측 천공수단(240B)은 캡슐(300B)의 유출측 표면과 홀더 하우징(210B)의 배출구(202B) 사이에 배치되고, 캡슐(300B)의 유출측 표면과 대향하여 돌출된 돌기(241)들과, 돌기(241)들 사이에 유출측 천공수단(240B)의 두께방향으로 관통된 관통홀(242)들을 포함할 수 있다. 여기서, 유출측 천공수단(240B)의 돌기(241)는 유체 압력에 의해 유출측 표면을 파열시키면 되므로, 날카로운 칼날이나 니들로 형성되는 유입측 천공수단(145)과 달리 비교적 뭉툭하게 형성함으로써 사용자 안전을 도모할 수 있다.

이어서, 도 5 내지 도 7을 참조하여 도 4에 도시된 캡슐(300A, 300B, 300C) 및 캡슐 홀더(200A, 200B, 200C)를 각각 장치 본체(100)에 장착하여 음료를 추출하는 동작에 대해 설명한다.

음료를 추출하고자 하는 캡슐이 제1 캡슐로서 이른바 돌체구스토 캡슐(300A)인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 캡슐(300A)을 캡슐 홀더(200A)에 수납하고 캡슐 홀더(200A)를 장치 본체(100)에 장착한 후, 유체공급 유닛(160)을 캡슐(300A)에 접근시키면, 유입측 천공수단(145)이 캡슐(300A)의 유입측 표면을 뚫게 된다. 이 상태에서 유체공급 유닛(160)을 통해 음료 추출용 유체를 공급하면, 캡슐(300A) 내부의 음료용 원재료로부터 음료가 추출되고, 추출된 음료는 캡슐(300A)의 유출측 표면에 미리 형성된 유출홀(320A)과 캡슐 홀더(200A)의 홀더 하우징(210A) 저면에 형성된 배출구(202A)를 통해 배출된다.

이때, 캡슐(300A)의 내부에는 수용된 음료용 원재료가 유출홀(320A)을 통해 새어나오지 않도록 막는 얇은 막(도시 생략)이 배치되어 있고, 이 막과 유출홀(320A)의 사이에 천공수단(도시 생략)이 마련되어 있을 수 있다. 따라서, 캡슐(300A) 내부로 공급된 유체의 압력에 의해 팽창하는 상기 막이 천공수단에 의해 천공됨으로써 추출된 음료가 유출홀(320A)을 통해 배출될 수 있다. 즉, 캡슐(300A)은 유출측 천공수단을 내장하는 캡슐일 수 있다.

음료를 추출하고자 하는 캡슐이 제1 캡슐로서 이른바 네스프레소 캡슐(300B)인 경우에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 캡슐(300B)을 캡슐 홀더(200B)에 수납하고 캡슐 홀더(200B)를 장치 본체(100)에 장착한 후, 유체공급 유닛(160)을 캡슐(300B)에 접근시키면, 유입측 천공수단(145)이 캡슐(300B)의 유입측 표면을 뚫게 된다. 이 상태에서 유체공급 유닛(160)을 통해 음료 추출용 유체를 공급하면, 캡슐(300B) 내부의 음료용 원재료로부터 음료가 추출된다.

이때, 캡슐(300B)의 유출측 표면은 캡슐(300B) 내부로 공급된 유체의 압력에 의해 팽창하게 되고, 유출측 표면에 대향하여 캡슐 홀더(200B) 바닥에 배치된 유출측 천공수단(240B)의 돌기(241)에 의해 천공된다. 이렇게 천공되어 형성된 유출홀을 통해 음료가 배출되어 유출측 천공수단(240B)의 통공(242)과 캡슐 홀더(200B)의 홀더 하우징(210B) 저면에 형성된 배출구(202B)를 통해 배출된다.

음료를 추출하고자 하는 캡슐이 제2 캡슐인 이른바 라바짜 캡슐(300C)인 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 캡슐(300C)을 캡슐 홀더(200C)에 수납하고 캡슐 홀더(200C)를 장치 본체(100)에 장착한 후, 유체공급 유닛(160)을 캡슐(300C)에 접근시키면, 유입측 천공수단(145)은 캡슐 홀더(200C)의 캡슐 커버(230C)에 형성된 통공(231C)에 수용되어, 유입측 천공수단(145)은 캡슐(300C)의 유입측 표면에 접촉하지 않게 된다.

이 상태에서 유체공급 유닛(160)을 통해 음료 추출용 유체를 공급하면, 캡슐(300C)의 유입측 표면에 미리 형성된 유입홀(310C; 도 4 참조)을 통해 캡슐(300C) 내부로 유체가 공급되고, 내부의 음료용 원재료로부터 음료가 추출된다. 추출된 음료는 캡슐(300C)의 유출측 표면에 미리 형성된 유출홀과, 캡슐 홀더(200C)의 홀더 하우징(210C) 저면에 형성된 배출구(202C)를 통해 배출된다.

이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 서로 다른 종류의 캡슐로부터 음료를 추출할 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 유입측 천공수단이 캡슐 홀더에 마련되는 종래기술과 달리, 유입측 천공수단(145)이 장치 본체(100)에 마련되므로, 유체의 누출 가능성이 현저하게 감소하고 사용자의 안전도 도모된다.

이어서, 캡슐(300) 및 캡슐 홀더(200)의 종류와 무관하게 공통적인 구성을 가지는 장치 본체(100)에 대해, 장치 본체(100)의 분해 사시도인 도 8과, 일부 구성요소를 독립적으로 또는 몇몇 구성요소들만을 결합한 상태로 도시한 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

장치 본체(100)는, 프레임(110)과 유체공급 유닛(160)을 포함하며, 구동부(180)를 더 포함할 수 있다.

프레임(110)은 유체공급 유닛(160) 등 장치 본체(100)를 구성하는 요소들과 캡슐 홀더(200)가 장착되는 구성요소로서, 프레임(110)에는 유체공급 유닛(160)이 상하로 승강가능하게 장착되는 내부공간(101)과, 캡슐 홀더(200)가 착탈가능하게 장착되는 홀더 장착부(102)가 형성되어 있다.

유체공급 유닛(160)은 이동 블록(120)과, 이 이동 블록(120)에 결합되는 유체 공급관(130), 유로 플레이트(140), 유입측 천공수단(145) 및 탄성 부재(150)를 포함할 수 있다.

이동 블록(120)은 후술하는 구동부(180)에 의해 상하 승강하는 구성요소이다. 이동 블록(120)의 일면(도면에서 상면)에는 구동부(180)가 결합되고, 이동 블록(120)과 이 이동 블록(120)에 결합되는 유체 공급관(130), 유로 플레이트(140), 유입측 천공수단(145) 및 탄성 부재(150)는 일체적으로 구동부(180)에 의해 이동됨으로써, 홀더 장착부(102)에 장착되는 캡슐 홀더(200)에 수납된 캡슐(300)을 향해 접근/이격 가능하다. 이동 블록(120)의 일측에는 유체 공급관(130)이 결합되는 유체 도입구(121)가 형성되어 있다.

유체 공급관(130)은 히터(도시 생략) 및/또는 펌프(도시 생략)에 의해 공급되는 음료 추출용 유체를 공급하는 배관으로서, 피팅(131)을 개재하여 이동 블록(120)의 유체 도입구(121)에 결합될 수 있다. 여기서 피팅(131)은 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브(132)를 개재하여 유체 도입구(121)에 결합될 수 있다.

체크 밸브(132)는, 도 5에 도시된 바와 같이 유체 도입구(121)의 내면과 접하는 외주면에 유체가 통과할 수 있는 절결부(132a)가 형성되어 있고, 스프링(133)에 의해 피팅(131) 쪽으로 탄성 바이어스되어 있다. 따라서, 유체 공급관(130)에 의해 유체가 공급될 때는 유체의 압력에 의해 체크 밸브(132)가 스프링(133)의 탄성력을 이겨 피팅(131)과 이격되어 유체가 유체 공급관(130)에서 유체 도입구(121)로 흐를 수 있고, 유체 공급관(130)에 의해 유체가 공급되지 않을 때에는 체크 밸브(132)가 스프링(133)의 탄성력에 의해 피팅(131)에 접하여 유체 도입구(121)에서 유체 공급관(130)으로 유체가 역류하지 않게 된다.

유로 플레이트(140)는 일면(도면에서 상면)이 이동 블록(120)의 타면(도면에서 하면)에 결합되어 이동 블록(120)의 타면과의 사이에 유체 도입구(121)로 도입된 유체가 흐를 수 있는 유로를 형성한다. 또한, 유로 플레이트(140)에는, 유입측 천공수단(145)인 니들이 유로 플레이트(140)를 관통하여 선단부가 타면으로 돌출되도록 결합된다.

구체적으로, 유로 플레이트(140)의 상방사시도(a) 및 하방사시도(b)를 도시한 도 9를 참조하면, 유로 플레이트(140)는 대략 원반형으로 이루어지고, 이동 블록(120)의 타면(하면)과의 사이에 틈새를 형성하며 결합하여(도 5 참조), 이 틈새가 이동 블록(120)의 유체 도입구(121)와 연통되어 유체가 흐르는 유로를 형성하게 된다.

도 9의 (a)를 참조하면, 유로 플레이트(140)의 일면(상면)에는 볼록부(141a)와 오목부(141b)가 교대로 형성된 환상의 요철부(141)가 형성될 수 있다. 요철부(141)에서 볼록부(141a)의 상면은 이동 블록(120)의 타면(하면)과 접하고, 오목부(141b)는 이동 블록(120)의 타면(하면)과의 사이에 틈새를 형성함으로써 이 틈새로 유체 도입구(121)로 도입되는 유체가 유로 플레이트(140)의 중심방향으로 흘러들게 된다. 따라서, 환상의 요철부(141)는 유체에 포함된 입자상의 불순물을 걸러내는 필터의 역할을 할 수 있다.

환상의 요철부(141) 안쪽에는 유로 플레이트(140)의 두께방향으로 관통된 통공이 형성되고 이 통공에는 유입측 천공수단(145)이 결합된다. 도 9의 (b)를 참조하면, 유입측 천공수단(145)은 내부에 유체가 흐를 수 있는 관 형태로 이루어지고 선단부가 날카로운 니들로 이루어져, 캡슐(300A, 300B)의 유입측 표면을 천공함과 함께 캡슐(300) 내부로 유체를 공급할 수 있다. 유입측 천공수단(145)인 니들은 캡슐(300)의 유입측 표면에서 바라봤을 때 복수 개(본 실시예에서는 3개)가 원주상에 등각도로 배치될 수 있다. 따라서, 캡슐(300) 내부로 고르게 유체를 공급할 수 있다.

각각의 니들(145)은 기단부(도면에서 상단부)가 상광하협의 테이퍼진 형상을 하여(도 11의 (b) 참조) 유로 플레이트(140)의 일면(상면)에서 타면(하면)을 향해 관통하여 타면으로 돌출되도록 결합된다. 따라서, 공급되는 유체의 압력에 의해 니들(145)이 유로 플레이트(140)의 타면으로 빠지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 니들(145) 선단부의 절단면은 유로 플레이트(140)의 하면에서 봤을 때 반경방향 바깥쪽을 향하도록 형성될 수 있다. 이는, 도 6에 도시된 바와 같이, 캡슐(300B)의 유입측 표면과의 접촉각을 크게 하여, 확실하게 천공할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 만약 니들(145) 선단부의 절단면이 유로 플레이트(140)의 하면에서 봤을 때 반경방향 안쪽을 향하도록 하면, 캡슐(300B)의 유입측 표면을 천공할 때 니들(145)이 캡슐(300B)의 유입측 표면에 미끄러지면서 캡슐(300B)이 찌그러질 뿐 뚫리지 않을 수 있다.

유체공급 유닛(160)은 탄성부재(150)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(150)는 탄성을 가지는 재료로 이루어지고, 일면(상면)이 유로 플레이트(140)의 타면(하면)에 결합되고, 타면(하면)이 프레임(110)의 홀더 장착부(102)에 장착되어 대향하는 캡슐 홀더(200B, 200C)의 캡슐 커버(230B, 230C)에, 및/또는, 캡슐 홀더(200A, 200B)에 수납된 캡슐(300A, 300B)에 밀착하도록 이루어질 수 있다(도 5 내지 도 7 참조). 이러한 탄성부재(150)에 의하면, 유체공급 유닛(160)에 의해 공급되는 유체가 캡슐 커버(230B, 230C) 및/또는 캡슐(300A, 300B)의 상면으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 탄성부재(150)의 일부 절개 사시도인 도 10에 도시된 바와 같이, 탄성부재(150)는 대략 원반형으로 이루어지고, 일면(상면)에서 타면(하면)으로 관통하는 통공이 형성되고, 이 통공에 오링(151)을 개재하여 유입측 천공수단(145)인 니들이 관통된다.

이와 같이, 본 실시형태에서 유체공급 유닛(160)을 구성하는 이동 블록(120), 유체 공급관(130), 유로 플레이트(140), 유입측 천공수단(145) 및 탄성부재(150)는, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 일체로 결합되어 함께 이동(승강)가능하다.

한편, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 유로 플레이트(140)의 타면(하면)에는 니들(145)의 둘레를 따라 환상으로 돌출되는 환상 돌기(142)가 형성되어 있고, 도 10에 도시된 바와 같이, 탄성부재(150)의 일면(상면)에는 유로 플레이트(140)의 타면에 형성된 환상 돌기(142)에 대응하는 환상 홈(152)이 형성될 수 있다. 여기서, 환상 돌기(142)와 환상 홈(152)의 형상은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 니들(145)을 중심으로 아래로 갈수록 니들과 멀어지는 테이퍼 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 다음과 같은 이유에서이다.

즉, 특히 유입측 표면이 캡슐(300B)의 중심부에서 높고 반경방향 바깥쪽으로 갈수록 낮아지는 하광상협의 형상으로 이루어진 캡슐(300B)의 경우, 니들(145)에 의해 천공되어 형성된 유입홀을 통해 고온 고압의 유체는 캡슐(300B) 내부로 공급되지만, 이 유체는 그 압력에 의해 유입홀과 니들(145) 사이의 틈새로 새어나와 캡슐 커버(230B)와 캡슐(300B) 사이의 공간 및 틈새로 퍼지면서 탄성부재(150)를 경사 상방으로 밀어올리게 된다(도 11의 (b)의 화살표 A 참조). 이러한 압력이 반복되면, 실리콘 수지나 고무와 같은 탄성재질로 이루어지는 탄성부재(150)는 니들(145) 주위에서 경사 상방으로 변형되어 밀봉능력이 떨어지게 된다. 환상 돌기(142)와 환상 홈(152)의 형상을 위와 같은 테이퍼 형상으로 함으로써 이러한 변형 압력을 대략 수직하게 지탱할 수 있게 하여 탄성부재(150)의 변형을 방지할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 본 실시형태에 따른 장치는 구동부(180)를 더 포함할 수 있다. 구동부(180)는 캡슐 홀더(200)에 수납된 캡슐(300)을 향해 유체공급 유닛(160)을 접근/이격시키는 구성요소로서, 정역회전 가능한 모터(181), 외주면에 수나사가 형성되며 모터의 회전력을 받아 정역회전 가능한 스크류(184), 및 모터(181)의 회전축과 스크류(184)의 회전축(183) 사이에서 회전 토크를 조절하여 회전력을 전달하는 감속 기어(182)를 포함할 수 있다.

구동부(180)는 프레임(110)의 내부공간(101)을 덮는 프레임 커버(105)를 개재하여 프레임(110)에 장착되며, 스크류(184)가 이동 블록(120)의 일면(상면) 중앙에 암나사의 형태로 형성된 스크류 삽입홈(122)에 스크류 결합한다. 따라서, 스크류(184)의 회전에 따라 이동 블록(120) 및 이에 결합된 유체공급 유닛(160)의 전체가 일체로 이동(승강)하게 된다.

한편, 도 8 및 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임(110)의 일측에는, 이동 블록(120)이 정해진 최고 상승위치까지 상승했음을 감지하는 승강위치 센서로서 예컨대 마이크로 스위치(111)가 마련될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 이동 블록(120)이 정해진 최저 하강위치까지 하강했음을 감지하는 승강위치 센서가 마련될 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임(110)의 홀더 장착부(102) 안쪽에는 캡슐 홀더(200)가 완전히 삽입되어 장착되었는지 여부를 감지하는 센서로서 예컨대 마이크로 스위치(112)가 마련될 수 있다.

나아가, 캡슐 홀더(200)에서 프레임(110)의 홀더 장착부(102)에 삽입되는 쪽의 선단부에는 제1 자석(213)이 마련되고, 프레임의 홀더 장착부(102)에서 캡슐 홀더(200)의 제1 자석(213)에 대응하는 곳에는 제1 자석(213)과 인력이 작용하는 제2 자석(113)이 마련될 수 있다.

이러한 마이크로 스위치(112)와 제1 및 제2 자석(213, 113)에 의하면, 캡슐 홀더(200)가 홀더 장착부(102)에 확실하게 장착되도록 할 수 있고, 불완전하게 장착된 상태로 장치가 동작함으로써 발생할 수 있는 캡슐 홀더(200)나 유입측 천공수단(145)의 파손이나 유체의 누출을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 캡슐(300B)이 하광상협의 자세로 수납공간(201B)에 수납되는 경우, 홀더 하우징(210B)만으로는 수납된 캡슐(300B)을 움직이지 않도록 고정할 수 없다. 또한, 도 11의 (b)를 참조하여 전술한 바와 같이, 캡슐(300B)의 유입측 표면에 천공 형성된 유입홀과 니들(145) 사이의 틈새로 유체가 새어나와 누출될 수 있다.

따라서, 캡슐(300B)을 수납하는 캡슐 홀더(200B)는 캡슐(300B)의 측면 형상에 대응되는 구조를 가지는 캡슐 커버(230B)를 더 포함하여, 캡슐(300B)의 측면을 감싸 캡슐(300B)이 움직이지 않도록 고정하고, 유입홀과 니들(145) 사이의 틈새로 새어나온 유체가 캡슐 홀더(200B)나 장치 외부로 누출되지 않도록 밀봉하는 것이 바람직하다.

이하, 도 13 내지 도 15를 참조하여, 캡슐 홀더(200B)의 상세 구조에 대해 유체의 누출을 방지하기 위한 구성을 중심으로 설명한다.

도 13은 캡슐 홀더(200B)의 분해 사시도이고, 도 14는 그 캡슐 커버(230B)만을 도시한 단면 사시도이며, 도 15는 이 캡슐 홀더(200B)에 캡슐(300B)을 수납한 상태를 도시한 일부 확대 단면도이다.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 캡슐 커버(230B)는 홀더 하우징(210B)의 일측 상단에 회동가능하게 결합된다. 구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 캡슐 커버(230B)의 상단에는 외팔보 형태로 연장된 단부에 힌지축(232)이 한 쌍으로 마련될 수 있다. 이 힌지축(232)은 홀더 하우징(210B)의 일측 상단에 형성된 힌지축 삽입홈(212)에 삽입됨으로써, 캡슐 커버(230B)는 홀더 하우징(210B)의 일측 상단에 회동가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 힌지축 삽입홈(212)은 상하방향 길이가 힌지축(232)보다 크게 형성되어, 힌지축(232)은 힌지축 삽입홈(212) 내에서 회동가능할 뿐만 아니라, 상하방향으로 어느 정도 이동할 수 있다. 따라서, 캡슐 커버(230B)는 힌지축(232)을 중심으로 한 회전운동뿐만 아니라 상하 직선운동도 가능하게 된다. 이와 같이 캡슐 커버(230B)가 회전운동뿐만 아니라 상하 직선운동도 가능하게 하면 다음과 같은 장점이 있다.

즉, 캡슐 커버(230B)를 위로 젖혀 열고 캡슐(300B)을 수납공간(201B)에 수납한 후, 캡슐 커버(230B)를 다시 아래로 회동시켜 닫고, 캡슐 홀더(200B)를 홀더 장착부(102)에 삽입하여 장착하면, 유체공급 유닛(160)이 하강하여 탄성부재(150)가 개구(231B)를 통해 노출된 캡슐(300B)과 캡슐 커버(230B)의 상면을 압착하면서 니들(145)이 개구(231B)를 통해 노출된 캡슐(300B) 상면을 천공하게 된다(도 6 참조). 이때, 캡슐 커버(230B)가 회전운동만 가능하다면, 캡슐(300B)과 캡슐 커버(230B)의 개소마다 힌지축(232)과의 거리에 따라 가해지는 가압력이 다르게 된다. 또한, 제조공차 등에 의해 캡슐(300B)의 상하 높이가 다르거나, 캡슐(300B)의 상면 또는 하면이 볼록한 정도에 편차가 있는 경우, 캡슐(300B)은 그 중심축이 정확히 수직을 이루지 못하고 기울어진 상태(즉, 캡슐 커버(230B)가 정확이 수평을 이루지 못하고 기울어진 상태)로 압착될 수 있다. 이러한 경우, 밀봉력의 편차에 따른 밀봉 불량(유체 누출), 천공된 유입홀이 과도하게 커지거나 천공이 되지 않는 등의 천공 불량, 나아가 힌지의 파손 등의 문제가 발생할 수 있다.

이에 대해 본 실시형태의 캡슐 홀더(200B)와 같이 캡슐 커버(230B)가 상하방향의 직선운동도 가능하면, 유체공급 유닛(160)의 하강은 오롯이 캡슐(300B)과 캡슐 커버(230B)에 대한 상하방향의 압착으로 이어져, 상술한 문제가 모두 해소된다.

한편, 상술한 회전운동과 상하 직선운동이 모두 가능한 캡슐 커버(230B)의 힌지 구조는 제2 캡슐 홀더(200C)의 캡슐 커버(230C)에도 그대로 적용가능하다.

본 실시형태에 따른 캡슐 홀더(200B)의 캡슐 커버(230B)는, 전술한 유입홀과 니들(145) 사이의 틈새로 새어나와 캡슐(300B)의 측면(302B)과 캡슐 커버(230B) 사이의 틈새를 통해 누출되는 유체를 밀봉하여 막는 수단을 구비할 수 있다.

구체적으로, 먼저, 캡슐(300B)은 유출측 표면(303B)이 측면(302B)과 만나는 부분을 넘어 연장된 플랜지부(305B)를 가진다. 이 플랜지부(305B)는 통상적으로 단면이 원형이고 상대적으로 딱딱한 링 형태로 이루어진다.

또한, 캡슐 커버(230B)에는 캡슐(300B)의 측면(302B)을 감싸는 부분에서 두께방향으로 유체가 유입가능한 유로(357)가 형성된다. 이 유로(357)에는 캡슐(300B)의 측면(302B)과 캡슐 커버(230B) 내면 사이의 틈새로 흐르는 유체가 유입될 수 있다. 또한, 유로(237)는 그 개방된 단부가 캡슐(300B)의 플랜지부(305B)와 대향하도록, 도 15에 도시된 바와 같이 대략 ㄱ자형으로 절곡되어 형성된다. 유로(237)의 개방된 단부는 삽입되는 오링(235)에 의해 밀폐되고, 오링(235)은 유로(237)로 유입된 유체의 압력에 의해 아래쪽으로 밀려 캡슐(300B)의 플랜지부(305B)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 이러한 캡슐(300B)의 플랜지부(305B)와 유로(237) 및 오링(235)의 밀봉 구조에 의해, 캡슐(300B)의 측면(302B)과 캡슐 커버(230B) 내면 사이의 틈새를 통해 흐르는 유체의 누출을 막고, 캡슐(300B) 내부의 적정한 유체 압력을 유지함으로써 추출된 음료의 맛과 향을 유지할 수 있다.

나아가, ㄱ자형 유로(237)와 오링(235)에 의한 밀봉 구조는 캡슐 커버(230B)의 하단부 외주면에 오링(234)을 개재하여 체결되는 커버 링(233)에 의해 구현될 수 있다. 이 경우 복잡한 가공 없이 ㄱ자형 유로(237)와 오링(235)에 의한 밀봉 구조를 구현할 수 있고, 필요시 커버 링(233)을 분해하여 ㄱ자형 유로(237)와 오링(235)의 청소나 교체 등을 쉽게 행할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 장치 본체
102: 홀더 장착부
110: 프레임
120: 이동 블록
130: 유체 공급관
140: 유로 플레이트
145: 유입측 천공수단(니들)
150: 탄성부재
160: 유체공급 유닛
180: 구동부
200(200A, 200B, 200C): 캡슐 홀더
201A, 201B, 201C: 수납공간
210A, 210B, 210C: 홀더 하우징
220A, 220B, 220C: 손잡이
230B, 230C: 캡슐 커버
240B: 유출측 천공수단
300(300A, 300B, 300C): 캡슐

Claims (13)

1. 음료용 원재료가 수용된 캡슐로부터 음료를 추출하는 장치로서,
   홀더 장착부를 포함하는 프레임;
   유입측 표면이 천공되어 형성되는 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제1 캡슐을 수납하는 제1 캡슐 홀더;
   유입측 표면에 미리 형성된 유입홀을 통해 유체가 도입되어 음료가 추출되는 타입의 제2 캡슐을 수납하는 제2 캡슐 홀더; 및
   상기 제1 또는 제2 캡슐을 수납하여 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 접근 또는 이격 가능하게 상기 프레임에 장착되며, 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐에 음료 추출용 유체를 공급하기 위한 유체공급 유닛을 포함하고,
   상기 유체공급 유닛은, 일단부에서 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐의 상기 유입측 표면을 향해 돌출된 유입측 천공수단을 구비하고,
   상기 제1 및 제2 캡슐 홀더는 선택적으로 상기 프레임의 홀더 장착부에 착탈가능하게 장착되며,
   상기 제1 캡슐 홀더는, 상기 제1 캡슐이 상기 제1 캡슐 홀더에 수납되어 상기 프레임에 장착되고 상기 유체공급 유닛이 상기 제1 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 상기 제1 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 의해 천공되도록 구성되고,
   상기 제2 캡슐 홀더는, 상기 제2 캡슐이 상기 제2 캡슐 홀더에 수납되어 상기 프레임에 장착되고 상기 유체공급 유닛이 상기 제2 캡슐 홀더에 접근하였을 때, 상기 제2 캡슐의 유입측 표면과 상기 유입측 천공수단이 이격되어 상기 제2 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 의해 천공되지 않도록 구성된, 음료 추출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유입측 천공수단은 내부에 상기 유체가 흐를 수 있는 관 형태로 이루어지고 선단부가 날카로운 니들인, 음료 추출 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 니들은 상기 제1 또는 제2 캡슐의 상기 유입측 표면에서 바라봤을 때 복수 개가 원주상에 등각도로 배치된, 음료 추출 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 유체공급 유닛은,
   상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 접근 또는 이격 가능하게 상기 프레임의 내부에 장착되고, 일측에 상기 유체를 공급하는 유체 공급관이 결합되는 유체 도입구가 형성된 이동 블록;
   상기 이동 블록의 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 대향하는 단부와의 사이에 상기 유체 도입구로 도입된 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성되도록 상기 이동 블록에 일면이 결합되는 유로 플레이트; 및
   상기 니들을 포함하고,
   상기 니들은, 상기 유로 플레이트를 관통하여 선단부가 상기 유로 플레이트의 타면으로 돌출되도록 상기 유로 플레이트에 결합된, 음료 추출 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유체공급 유닛은,
   탄성을 가지는 재료로 이루어지고, 일면이 상기 유로 플레이트의 타면에 결합되고, 타면이 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되어 대향하는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더, 및/또는, 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더에 수납된 상기 제1 또는 제2 캡슐에 밀착하도록 이루어진 탄성부재를 더 포함하고,
   상기 니들은, 상기 유로 플레이트 및 상기 탄성부재를 관통하여 선단부가 상기 탄성부재의 타면으로 돌출되도록 상기 유로 플레이트 및 상기 탄성부재에 결합된, 음료 추출 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유로 플레이트의 타면에는, 상기 유로 플레이트를 관통하는 상기 니들의 둘레를 따라 환상으로 돌출되는 환상 돌기가 형성되어 있고,
   상기 탄성부재의 일면에는 상기 유로 플레이트의 타면에 형성된 상기 환상 돌기에 대응하는 환상 홈이 형성되어 있는, 음료 추출 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 유체 공급관은 상기 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브를 개재하여 상기 이동 블록의 유체 도입구에 결합되는, 음료 추출 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레임의 홀더 장착부에는 상기 제1 또는 제2 캡슐 홀더가 완전히 삽입되어 장착되었는지 여부를 감지하는 센서가 마련되어 있는, 음료 추출 장치.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 캡슐 홀더에서 상기 프레임의 홀더 장착부에 삽입되는 쪽의 선단부에는 제1 자석이 마련되어 있고,
   상기 프레임의 홀더 장착부에서 상기 제1 및 제2 캡슐 홀더의 선단부에 대응되는 부분에는 상기 제1 자석과 인력이 작용하는 제2 자석이 마련되어 있는, 음료 추출 장치.
10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 캡슐은, 상기 유입측 표면, 상기 유입측 표면과 대향하는 유출측 표면, 및 상기 유입측 표면과 유출측 표면을 연결하는 측면을 포함하는 원통형으로 이루어지고,
    상기 제1 캡슐 홀더는,
    상기 제1 캡슐을 수납하는 수납공간이 형성되고, 상기 제1 캡슐의 유출측 표면과 대향하는 면에 상기 제1 캡슐의 유출측 표면으로부터 유출되는 음료가 배출되는 배출구가 형성된 홀더 하우징; 및
    상기 제1 캡슐의 유출측 표면과 상기 홀더 하우징의 배출구 사이에 배치되어, 상기 제1 캡슐의 유출측 표면을 천공하는 유출측 천공수단을 포함하는, 음료 추출 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 캡슐 홀더는, 상기 제1 캡슐이 상기 홀더 하우징에 수납되어 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되었을 때 상기 제1 캡슐의 유입측 표면의 적어도 상기 유입측 천공수단에 대향하는 부분이 노출되도록 상기 제1 캡슐의 측면을 감싸고, 상기 홀더 하우징에서 상기 제1 캡슐의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버를 더 포함하는, 음료 추출 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 캡슐은, 상기 유출측 표면이 상기 측면을 넘어 연장된 플랜지부를 포함하고,
    상기 캡슐 커버에는 상기 제1 캡슐의 측면을 감싸는 부분에서 두께방향으로, 상기 유체공급 유닛에 의해 공급되어 상기 제1 캡슐의 내부로 유입되지 못하고 상기 제1 캡슐의 측면과 상기 캡슐 커버의 내면 사이의 틈새로 흐르는 유체가 유입가능한 유로가 형성되고,
    상기 유로의 개방된 단부는 상기 제1 캡슐의 플랜지부와 대향하도록 형성되며,
    상기 유로의 개방된 단부에는 오링이 삽입되어 밀폐되고,
    상기 유로로 유입된 유체의 압력에 의해 상기 오링을 상기 제1 캡슐의 플랜지부에 밀착시키도록 구성된, 음료 추출 장치.
13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 캡슐은, 상기 유입측 표면, 상기 유입측 표면과 대향하는 유출측 표면, 및 상기 유입측 표면과 유출측 표면을 연결하는 측면을 포함하는 원통형으로 이루어지고,
    상기 제2 캡슐 홀더는,
    상기 제2 캡슐을 수납하는 수납공간이 형성되고, 상기 제2 캡슐의 유출측 표면과 대향하는 면에 상기 제2 캡슐의 유출측 표면으로부터 유출되는 음료가 배출되는 배출구가 형성된 홀더 하우징; 및
    상기 제2 캡슐이 상기 홀더 하우징에 수납되어 상기 프레임의 홀더 장착부에 장착되었을 때 상기 제2 캡슐의 유입측 표면이 상기 유입측 천공수단에 접촉하지 않도록 상기 제2 캡슐의 유입측 표면을 상기 유입측 천공수단과 이격시켜 덮고, 상기 홀더 하우징에서 상기 제2 캡슐의 유입측 표면 쪽에 회동가능하게 결합된 캡슐 커버를 포함하고,
    상기 캡슐 커버에는 상기 유체공급 유닛의 일단부에서 상기 제2 캡슐의 유입측 표면을 향해 돌출된 상기 유입측 천공수단을 수용하도록 두께방향으로 관통된 통공이 형성된, 음료 추출 장치.

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