KR20120121290A - 음료 추출용 캡슐 - Google Patents

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KR20120121290A
KR20120121290A KR1020110039186A KR20110039186A KR20120121290A KR 20120121290 A KR20120121290 A KR 20120121290A KR 1020110039186 A KR1020110039186 A KR 1020110039186A KR 20110039186 A KR20110039186 A KR 20110039186A KR 20120121290 A KR20120121290 A KR 20120121290A
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김병국
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(주)낙원
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Abstract

구조가 간단하고 보다 용이하게 추출 구멍을 형성할 수 있으며, 자체적으로 추출 구멍 형성이 가능하여 커피머신의 복잡한 천공시스템없이 사용이 가능하도록, 내부에 저장공간을 형성하여 음료 성분이 담기는 용기 형태의 하우징과, 상기 하우징의 개방된 상단에 설치되어 하우징을 밀봉하는 덮개, 상기 하우징의 바닥면에 감소된 살두께를 갖도록 형성되어 외부 압력에 의해 파열되는 절개라인, 상기 절개라인에 인접하여 형성되고 하우징의 하단보다 외측으로 돌출되어 외부 압력을 절개라인에 전달하는 압력부를 포함하는 음료 추출용 캡슐을 제공한다.

Description

음료 추출용 캡슐{CAPSULE}
본 발명은 음료 채취 장치에 사용되는 음료 추출용 캡슐에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 음료 배출 구조를 개선한 음료 추출용 캡슐에 관한 것이다.
최근들어 커피분말 또는 다른 음용물을 단위 용기에 포장하여 간편하게 사용할 수 있는 캡슐과 이러한 캡슐로부터 커피 등의 음료를 간단하게 추출하는 음료 제조장치가 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 에스프레소 커피를 추출하기 위한 커피머신에 사용되는 캡슐은 내부에 분쇄된 커피분말이 채워진다. 상기 캡슐은 커피머신과 함께 사용되어 고압의 뜨거운 물이 내부에 유입되고, 캡슐 내부에서 고온의 물과 상호 반응된 커피액이 캡슐 외부로 추출되는 구조로 되어 있다.
종래의 캡슐은 통상 커피분말 등의 원료 물질이 채워지는 케이싱과, 케이싱을 밀봉하는 덮개로 구성되며, 커피머신에 구비된 천공시스템에 의해 물이 유입되는 유입구멍이 형성되는 면과 커피액이 배출되는 추출구멍이 형성되는 면을 구비한다.
이에 커피머신은 밀봉되어 있는 캡슐의 일측면을 개공하여 내부로 고온 고압의 물을 주입하고 캡슐에 추출구멍을 형성하여 추출구멍으로부터 커피액을 추출하게 된다. 이러한 추출 공정을 만족하기 위해 다양한 구조의 캡슐이 개발되고 있다.
이에, 구조가 간단하고 보다 용이하게 추출 구멍을 형성할 수 있도록 된 음료 추출용 캡슐을 제공한다.
또한, 자체적으로 추출 구멍 형성이 가능하여 커피머신의 복잡한 천공시스템없이 사용이 가능한 음료 추출용 캡슐을 제공한다.
이를 위해 본 캡슐은 내부에 저장공간을 형성하여 음료 성분이 담기는 용기 형태의 하우징과, 상기 하우징의 개방된 상단에 설치되어 하우징을 밀봉하는 덮개, 상기 하우징의 바닥면에 감소된 살두께를 갖도록 형성되어 외부 압력에 의해 파열되는 절개라인, 상기 절개라인에 인접하여 형성되고 하우징의 하단보다 외측으로 돌출되어 외부 압력을 절개라인에 전달하는 압력부를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 바닥면에 외측으로 돌출되어 음료가 배출되는 중심코어가 형성되고, 상기 절개라인과 압력부는 상기 중심코어 내에 형성되며, 상기 압력부는 상기 중심코어의 선단보다 외측으로 돌출된 구조일 수 있다.
상기 절개라인은 중심코어 내에 형성되고, 중심코어 외측의 바닥면과 단차를 이루도록 높이차를 두고 형성될 수 있다.
상기 절개라인은 일측 지점을 향해 폭이 좁아져 압력이 집중되는 지점인 압력부위를 갖는 구조일 수 있다.
상기 압력부는 상기 절개라인의 압력부위에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 압력부는 상기 절개라인을 따라 형성되며, 상기 압력부위로 갈수록 점차적으로 돌출높이가 커지는 구조일 수 있다.
상기 절개라인은 폐곡선을 이룰 수 있다.
상기 압력부는 절개라인의 내측에 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 단지 캡슐 내부에 고온의 물을 주입하기 위하여 캡슐을 가압하는 것으로 간단하게 캡슐에 음료 추출구멍을 형성할 수 있게 된다.
또한, 캡슐에 대한 음료 추출 구멍 형성 부분을 커피머신에서 캡슐로 이전시켜 캡슐 자체에 구비함으로써, 커피머신의 복잡한 천공 시스템을 구비할 필요가 없게 된다. 이에 본 실시예에의 캡슐이 사용되는 커피머신의 구조를 획기적으로 단순화시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐의 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 본 캡슐은 내부에 커피가루가 채워져 커피액을 추출하기 위한 커피머신용 캡슐을 예로서 설명하나, 이에 한정되지 않으며, 차나 스프 등 고압 고온의 물과 상호작용을 통해 음료를 추출하는 모든 음료 성분에 대해 적용가능하다.
도 1 내지 도 4는 본 실시예에 따른 캡슐의 외형을 도시하고 있으며, 도 5는 본 실시예에 따른 캡슐의 단면을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 캡슐(10)은 측벽과 바닥면으로 구성되는 용기형태의 하우징(12)과, 하우징(12)의 개방된 상단을 덮어 하우징(12) 내부 공간을 밀봉시키는 덮개(14)를 포함한다. 캡슐(10)의 내부에는 커피가루가 채워진다.
상기 하우징(12)의 내측 저부에는 커피가루로부터 커피액을 추출하는 과정에서 커피가루를 거르기 위해 표면에 다수개의 미세구멍이 형성된 필터판(20)이 더 구비될 수 있다. 본 캡슐(10)이 내부에 필터판(20)을 구비하는 경우, 상기 하우징(12)의 내측에는 바닥면에 돌출 형성되어 상기 필터판(20)과 바닥면 사이의 간격을 유지하고 필터판(20)을 통과한 커피액의 흐름을 유도하기 위한 유도리브(22)가 더 형성될 수 있다. 상기 유도리브(22)는 하우징(12) 바닥면에 형성될 추출구멍을 중심으로 방사방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 추출구멍이 하우징(12)의 바닥면 중앙에 형성되는 경우 유도리브(22)는 바닥면의 중앙에서 방사방향으로 형성된다.
또한, 상기 캡슐(10) 내부에 걸리는 압력에 의해 바닥면이 변형되는 것을 방지하기 위해 상기 하우징(12) 외측 바닥면에는 복수개의 보강리브(24)가 돌출 형성된다. 상기 유도리브(22)나 보강리브(24)의 형성 구조나 개수는 다양하게 변경가능하며 특별히 한정되지 않는다.
상기 캡슐(10)은 하우징(12)과 덮개(14)에 의해 전면이 밀폐되어 내부에 채워진 커피가루를 외부와 차단하게 된다.
본 실시예에서 상기 하우징(12)은 원통형태의 단면구조로 이루어진다. 상기 하우징(12)은 원통형태 외에 예컨대, 사각형태나 원뿔형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(12)의 개방된 상단은 외주면을 따라 외측으로 돌출되어 플랜지(16)를 이룬다. 상기 하우징(12)은 식품용기로 이용가능한 철 또는 알루미늄 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 제조될 수 있다.
상기 덮개(14)는 대략 상기 하우징(12) 상단의 플랜지(16)를 덮는 정도의 크기로 이루어지며, 플랜지(16)와 단단히 접착된다. 본 실시예에서 상기 덮개(14)는 커피머신에 구비된 천공시스템에 의해 천공되어 물이 유입되는 유입구멍이 형성되는 면으로서 작용한다. 상기 덮개(14)는 캡슐(10)의 내부를 위생적인 상태로 유지하기 위해 불투과성의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 덮개(14)는 예를 들어, 하우징(12)과 동일한 재질로 이루어지거나, 천공의 용이성을 확보할 수 있도록 알루미늄으로 결합된 다층 필름구조로 이루어질 수 있다.
상기 캡슐(10)은 유입구멍이 형성되는 면인 덮개(14)에 대해 그 반대쪽인 하우징(12)의 바닥면(18)이 커피액 배출을 위한 추출구멍이 형성되는 면을 이룬다.
본 캡슐(10)은 추출구멍 형성을 위해 상기 하우징(12)의 바닥면(18)에 감소된 살두께를 갖도록 형성되어 외부 압력에 의해 파열되는 절개라인(30)과, 상기 절개라인(30)에 인접하여 형성되고 하우징(12)의 하단보다 외측으로 돌출되어 외부 압력을 절개라인(30)에 전달하는 압력부(32)를 포함한다.
이에 압력부(32)가 눌려지게 되면 압력부(32)가 하우징(12) 바닥면(18)에 대해 절개라인(30)을 밀게 된다. 이에 절개라인(30)이 하우징(12) 바닥면(18)에 대해 파열되어 바닥면(18)에 추출구멍을 형성하게 된다.
본 실시예에서 상기 하우징(12)의 바닥면(18)에는 외측으로 돌출되어 음료가 배출되는 관 형태의 중심코어(34)가 더 형성되며, 상기 절개라인(30)과 압력부(32)는 상기 중심코어(34) 내에 형성된다. 그리고 상기 압력부(32)는 상기 중심코어(34)의 선단보다 외측으로 돌출된 구조로 되어 있다.
상기 하우징(12) 바닥면(18)에 형성되는 절개라인(30)과 압력부(32)는 중심코어(34)에 의해 감싸여져 외부의 간섭으로부터 보호된다.
여기서 상기 절개라인(30)과 압력부(32) 및 상기 중심코어(34)는 바닥면(18)에 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌으로 하우징(12)을 열성형하는 과정에서 상기 절개라인(30)과 압력부(32) 및 중심코어(34)가 하우징(12)의 바닥면(18)에 같이 성형될 수 있다.
상기 중심코어(34)는 하우징(12) 바닥면(18)의 중앙부에 형성되며, 원형으로 이루어진다. 본 실시예에서 상기 절개라인(30)은 중심코어(34) 내에 형성된다. 상기 절개라인(30)은 중심코어(34) 안쪽에서 중심코어(34) 내벽과 바로 연결된다. 상기 중심코어(34) 안쪽에서 형성되는 절개라인(30)은 중심코어(34) 외측의 바닥면(18)에 대해 상이한 평면상에 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 상기 중심코어(34) 안쪽의 절개라인(30) 형성 면은 중심코어(34) 외측의 바닥면(18)보다 소정 높이차를 두고 형성된다.
이에 하우징(12)의 바닥면(18)과 중심코어(34) 안쪽의 절개라인(30) 형성 면은 단차를 이루어, 중심코어(34) 내부에서 바닥면(18)과 절개라인(30)이 형성된 면 사이에 높이차에 의한 소정의 공간이 마련된다.
상기 공간은 상기 절개라인(30)이 파열되면서 하우징(12) 안쪽으로 이동될 때, 하우징(12) 내부에서 필터판(20) 등에 간섭되지 않고 머무를 수 있는 영역을 형성한다.
본 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절개라인(30)은 폐곡선을 이룬다. 그리고 상기 압력부(32)는 폐곡선을 이루는 절개라인(30)의 내측에 형성될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 절개라인(30)에 의해 둘러싸여 절개라인(30) 파열시 하우징(12) 안쪽으로 이동되는 부분을 특별히 이동바닥면(19)이라 한다.
상기 절개라인(30)은 압력부(32)에 의해 집중적으로 압력을 받는 압력부(32)위를 구비한다. 상기 압력부(32)위는 압력이 집중되어 절개라인(30)이 최초로 파열되는 부분이다. 보다 더 압력이 집중될 수 있도록 상기 절개라인(30)은 상기 압력부(32)위를 향해 폭이 점차적으로 좁아지는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 절개라인(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 원형이 아니라 압력부(32)위를 향해 뾰족한 원뿔형태의 폐곡선을 이룬다.
그리고 상기 압력부(32)는 상기 압력부(32)위에 근접하여 형성된다. 이에 압력부(32)는 절개라인(30)의 압력부(32)위에 보다 집중적으로 압력을 가할 수 있게 된다.
상기 압력부(32)는 상기 이동바닥면(18)에 형성된다. 본 실시예에서 상기 압력부(32)는 상기 절개라인(30)을 따라 형성된다. 상기 압력부(32)는 절개라인(30)과 같이 폐곡선을 이루어 강성을 충분히 확보할 수 있도록 되어 있다. 이에 압력 전달과정에서 압력부(32)가 찌그러지거나 휘어지는 등의 변형을 최소화하고 절개라인(30)에 압력을 충실하게 전달할 수 있게 된다.
또한, 상기 압력부(32)는 압력이 절개라인(30)의 압력부(32)위에 집중될 수 있도록, 상기 압력부(32)위로 갈수록 점차적으로 돌출 높이가 커지는 구조로 되어 있다. 여기서 상기 높이라 함은 하우징(12) 바닥면(18)에서 수직으로 돌출된 높이를 의미한다. 최종적으로 상기 압력부(32)는 상기 압력부(32)위와 대응되는 위치에서 가장 높게 돌출되어 첨부(33)를 이룬다. 이에 상기 위치에서 압력부(32)의 첨부(33)의 높이는 상기 중심코어(34)의 선단 높이보다 커서, 압력부(32)의 첨부(33)는 중심코어(34) 선단에서 외측으로 돌출된다.
상기 중심코어(34) 선단에 대해 상기 압력부(32)의 첨부(33)가 돌출된 정도는 절개라인(30)의 두께나 재질 등에 의한 인장강도에 따라 달라질 수 있으며, 상기 압력부(32)의 첨부(33)가 가압되어 중심코어(34) 선단까지 눌려졌을 때, 상기 절개라인(30)을 파열시킬 수 있을 정도면 충분하다.
이하 도 6을 참조하여 본 캡슐의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 캡슐(10)이 사용되는 커피머신은 캡슐(10)의 상부를 덮고 있는 덮개(14)에 구멍을 형성하여 고온의 물을 주입하기 위한 천공시스템(100)을 구비하고 있다. 상기 커피머신 및 천공시스템은 캡슐(10)을 사용하는 기계의 기술 분야에 공지되어 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 캡슐(10)은 커피머신의 홀더(110)에 놓여지며 캡슐(10)의 상부로는 천공시스템(100)이 위치하고 캡슐(10)의 하부는 단지 평면 요소를 갖는 홀더(110)의 저면에 놓여질 뿐이다. 즉, 본 실시예의 캡슐(10)을 사용하는 커피머신의 경우 캡슐(10)에 고온의 물을 주입하기 위한 천공시스템(100) 외에 캡슐(10)에 추출구멍을 형성하기 위한 별도의 천공 시스템은 구비될 필요가 없다. 단지 홀더(110)에 캡슐(10)을 놓는 것으로 추출구멍 천공을 위한 준비가 완료된다.
본 캡슐(10)이 커피머신의 홀더(110)에 놓여지면, 캡슐(10)의 바닥면(18)은 홀더(110) 저부에 위치하고, 바닥면(18)의 중심코어(34) 외측으로 돌출된 압력부(32)의 첨부(33)가 홀더(110) 저부에 접하게 된다.
이 상태에서 캡슐(10) 상부에서 천공시스템(100)이 하강되면 캡슐(10)이 눌려지면서 홀더(110) 상단에 캡슐(10)의 플랜지(16)가 접할때까지 하강하게된다. 캡슐(10)이 완전히 눌려져 하강되면 캡슐(10)의 상단 플랜지(16)가 홀더(110) 상단과 천공시스템(100) 사이에서 밀착된다. 그리고 천공시스템(100)의 커터가 캡슐(10)의 덮개(14)를 천공하여 고온의 물 주입을 위한 구멍을 형성한다.
이와 같이 캡슐(10)이 천공시스템(100)의 가압력에 의해 홀더(110) 내에서 하강되면, 캡슐(10) 바닥면(18)에 형성된 압력부(32)가 홀더(110) 저면에 접한 상태에서 캡슐(10) 바닥면(18)이 눌려져 하강된다.
이에 캡슐(10)을 누르는 천공시스템(100)의 가압력은 홀더(110)에 접하고 있는 압력부(32)를 통해 절개라인(30)으로 전달된다. 즉, 캡슐(10) 바닥면(18)이 하강함에 따라 캡슐(10) 바닥면(18)에서 돌출된 압력부(32)가 절개라인(30)을 가압하게 되는 것이다.
캡슐(10)이 계속 하강함에 따라 가압부에 의한 절개라인(30)의 가압력은 계속 커지게 되고, 절개라인(30)의 압력부(32)위가 심한 압력을 받게 된다.
캡슐(10)의 바닥면(18)에 형성된 중심코어(34)의 선단이 홀더(110) 저면에 접할 때까지 하강되어 마침내 절개라인(30)의 인장강도 이상의 힘이 절개라인(30)의 압력부(32)위에 가해지면 절개라인(30)의 압력부(32)위가 찢어져 파열된다.
이에 가압부가 형성된 이동바닥면(18)이 캡슐(10)의 하우징(12) 안쪽으로 밀려 올라가고, 절개라인(30)은 파열되어 하우징(12) 내부와 외부가 연통된다. 따라서 천공시스템(100)을 통해 캡슐(10) 내부로 주입된 고온의 물은 캡슐(10) 내부의 커피가루와 상호 작용되어 커피액으로 제조되고, 제조된 커피액은 상기와 같이 파열된 절개라인(30)을 통해 외부로 배출된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 캡슐 12 : 하우징
14 : 덮개 16 : 플랜지
18 : 바닥면 19 : 이동바닥면
20 : 필터판 22 : 유도리브
24 : 보강리브 30 : 절개라인
32 : 압력부 33 : 첨부
34 : 중심코어

Claims (8)

  1. 내부에 저장공간을 형성하여 음료 성분이 담기는 용기 형태의 하우징과,
    상기 하우징의 개방된 상단에 설치되어 하우징을 밀봉하는 덮개,
    상기 하우징의 바닥면에 감소된 살두께를 갖도록 형성되어 외부 압력에 의해 파열되는 절개라인,
    상기 절개라인에 인접하여 형성되고 하우징의 하단보다 외측으로 돌출되어 외부 압력을 절개라인에 전달하는 압력부
    를 포함하는 음료 추출용 캡슐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 바닥면에 외측으로 돌출되어 음료가 배출되는 중심코어가 형성되고, 상기 절개라인과 압력부는 상기 중심코어 내에 형성되며, 상기 압력부는 상기 중심코어의 선단보다 외측으로 돌출된 구조의 음료 추출용 캡슐.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 절개라인은 중심코어 내에 형성되고, 중심코어 외측의 바닥면과 단차를 이루도록 높이차를 두고 형성되는 음료 추출용 캡슐.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절개라인은 일측 지점을 향해 폭이 좁아져 압력이 집중되는 지점인 압력부위를 갖는 구조의 음료 추출용 캡슐.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력부는 상기 절개라인의 압력부위에 인접하여 형성된 음료 추출용 캡슐.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력부는 상기 절개라인을 따라 형성되며, 상기 압력부위로 갈수록 점차적으로 돌출높이가 커지는 구조의 음료 추출용 캡슐.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절개라인은 폐곡선을 이루는 음료 추출용 캡슐.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압력부는 절개라인의 내측에 형성된 음료 추출용 캡슐.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103859914A (zh) * 2012-12-15 2014-06-18 苏州工业园区咖乐美电器有限公司 一种咖啡胶囊装置
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