KR20140039044A - 진동 에너지를 이용하는 음료 형성 장치 및 방법 - Google Patents

진동 에너지를 이용하는 음료 형성 장치 및 방법 Download PDF

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KR1020147000691A
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피터 피터슨
로스 피터 존스
마일스 윌리엄 노엘 헴버
하비에르 곤잘레스-주가스티
Original Assignee
그린 마운틴 커피 로스터스, 인크.
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Abstract

음료 카트리지(10) 및 음파 에너지를 이용하여 음료를 형성하는 장치 및 방법이 개시된다. 카트리지(10)가 음파 수용부(11), 예를 들어 카트리지(10)의 내부 공간(14) 내로 연장하고 상기 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입하는 음파 방출기를 수용하도록 배열된 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 음파 수용부(11)가 음파 에너지에 의해서 여기될 수 있고, 그러한 여기는 음파 수용부(11) 자체가 음파 에너지를 카트리지(10) 내로 도입하도록 유도한다.

Description

진동 에너지를 이용하는 음료 형성 장치 및 방법{BEVERAGE FORMATION APPARATUS AND METHOD USING VIBRATORY ENERGY}
본원은 2009년 12월 18일자로 출원한 미국 가출원 제 61/284,477 호 및 2009년 12월 31일자로 출원한 미국 가출원 제 61/335,083 호의 이익향유를 주장하는, 2010년 12월 17일자로 출원된 미국 출원 제 12/971,535 호의 부분 계속 출원이며, 상기 출원 전부는 그 전체가 본원에서 참조에 의해서 포함된다. 본원은 2011년 6월 15일자로 출원된 미국 출원 제 61/497,287 호 및 2011년 6월 23일자로 출원한 미국 출원 제 61/500,241 호의 이익향유를 주장하고, 상기 출원은 그 전체가 본원에서 참조로서 포함된다.
드립-브루잉 깔때기(drip-brewing funnel)의 외부에 및/또는 깔때기의 내부에서 커피 분쇄물 및 물에 직접적으로 초음파 에너지를 인가하는 것을 기재하고 있는 미국 특허 제 4,779,520 호, 미국 특허 제 4,983,412 호 및 미국 특허 공개 제 20080032030호를 포함하는 다양한 특허가 커피를 브루잉할 때의 음파 에너지의 사용을 기재하고 있다.
그러나, 브루잉 깔때기의 외부에 초음파 에너지를 인가하는 것이 반드시 브루잉 깔때기의 내부에서의 음파 에너지의 적절한 제어를 가능케 하지는 않을 것이고, 예를 들어 일부의 영역이 다른 영역과 상이한 강도 및/또는 주파수의 에너지를 수용하는 결과를 초래한다. 또한, 브루잉 깔때기의 내부에 음파 에너지를 인가하는 것은 일부의 경우에 금속 외부를 갖는 초음파 프로브의 부식을 유발할 수 있고, 부식된 물질이 커피 분쇄물 또는 다른 음료 매체 내에 적층될 가능성을 초래한다.
본 발명의 양태는 음료 카트리지 내부 내로 도입되는 음료 매체 그리고 액체를 수용하는 음료 카트리지의 내부에 진동 또는 다른 음파 에너지를 가하는 것에 관한 것이다. 카트리지는 카트리지의 내부 공간 내로의 도입을 위해 음파 에너지를 수용하는 음파 수용부를 갖도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 음파 수용부는 카트리지 내부로 음파 에너지를 자체적으로 전달하도록 음파 에너지에 따라 진동 또는 운동되는 카트리지의 음향 순응 부분(acoustically compliant portion)을 포함할 수 있다. 다른 배열에서, 음파 수용부가, 음파 방출기 또는 다른 발진(oscillating) 구동 시스템에 의해서 유발되는 운동 생성 구조물의 진동 운동에 응답하여 카트리지 내의 음료 매체 및/또는 액체가 운동하게끔 유도하도록 배열된 운동 생성 구조물을 포함할 수 있을 것이다. 일부 다른 실시예에서, 음파 수용부는 음향 투과 부분, 음향 커플링 매체(acoustic coupling medium), 음파 방출기와 상호 작용하는 오목부 또는 다른 특징부, 또는 음파 방출기가 카트리지 내로 직접적으로 음파 에너지를 전달하게 하는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 음파 수용부는 카트리지의 내부 공간의 특정 영역으로 음파 에너지를 유도하도록, 음파 에너지를 포커스, 분산 또는 달리 변형시켜 내부 공간의 적어도 일부 내에서 음파 에너지의 세기를 더 균일하게 하도록 및/또는 음파 에너지에 대해 다른 영향을 미치도록 배열될 수 있다. 이것은, 음파 에너지의 효과로 음료 매체 내에 통로가 형성되어 액체가 음료 매체와 충분히 접촉되지 않은 상태에서 음파 에너지가 카트리지를 통과하게 하거나 카트리지를 "단락상태(short circuit)"가 되게할 수 있는 터널링(tunneling)과 같은 하나 이상의 지역들에서 음파 에너지가 집중되는 것과 관련된 문제를 회피하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 터널링은 음료 매체와 액체의 불충분한 접촉으로 인해서 음료가 묽어지게 되는 결과를 초래할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에서, 음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 내부 공간내에 위치되는 음료 매체를 포함할 수 있다. 음료 매체는 내부공간 내로 도입되는 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 음료를 형성하는 데 사용될 수 있고, 예를 들어 로스트(roast) 및 분쇄 커피, 감미료, 크리머(creamer), 인스턴트 드링크 믹스(instant drink mix) 그리고 용해성 및/또는 불용성 재료를 포함할 수 있다. 운동 생성 구조물이 또한 용기의 폐쇄된 내부 공간 내에 포함될 수 있고 그리고 폐쇄된 내부 공간의 외부에 위치된 그리고 음료 카트리지로부터 분리된 구동 시스템의 발진 운동에 응답하여 용기에 대한 카트리지 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 배열된다. 예를 들어, 운동 생성 구조물이 내부 공간에 위치되는 제 1 부분 및 내부 공간의 외부로 연장하는 제 2 부분을 포함하는 교반기를 포함할 수 있을 것이다. 교반기의 제 2 부분이 구동 시스템과 기계적으로 커플링되도록 배열될 수 있을 것이고, 그에 따라 구동 시스템의 운동이 카트리지 내의 교반기의 제 1 부분으로 전달될 수 있을 것이다. 교반기는, 예를 들어, 진동 운동, 교반, 공동화(cavitation), 또는 음료 매체 및/또는 액체의 다른 혼합 운동을 유발하기 위한, 다양한 상이한 배열을 가질 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 교반기가 용기에 부착될 수 있고 그리고 내부 공간 내로 연장될 수 있고, 예를 들어, 하나 이상의 패들, 핑거, 핀(fin), 탭, 또는 블레이드가 용기 측벽에 부착될 수 있고 그리고 음료 매체, 액체, 필터 또는 내부 공간 내의 다른 구성요소와의 상호작용을 위해서 내부 공간 내로 연장할 수 있을 것이다.
다른 예시적인 실시예에서, 운동 생성 구조물이, 구동 시스템과 기계적으로 커플링되도록 배열된 용기 내의 요홈부(indentation)를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 요홈부는, 예를 들어, 구동 시스템으로 하여금 카트리지를 전체로서 이동시킬 수 있도록 허용하기 위한, 용기의 구동 시스템에 대한 기계적인 커플링을 제공할 수 있고, 또는 용기 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발시키는 기능을 할 수 있으며, 예를 들어, 요홈부가 용기의 운동에 응답하여 음료 매체 및/또는 액체의 운동을 유발할 수 있는 핀, 블레이드 또는 다른 구조물로서 작용할 수 있을 것이다.
다른 예시적인 실시예에서, 운동 생성 구조물은, 용기의 내부 공간 내에서 독립적으로 운동할 수 있는 하나 이상의 혼합 볼을 포함할 수 있을 것이다. 상기 혼합 볼은 구동 시스템에 의한 용기의 운동에 응답하여 용기 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유도하도록 배열될 수 있을 것이며, 예를 들어, 볼이 내부 공간 내의 용기에 대해서 회전되도록 유도하는 발진 방식으로 용기가 회전될 수 있을 것이다. 그 대신에, 혼합 볼이 무작위적 방식, 수직 또는 다른 선형 방식으로 운동하도록 유도될 수 있을 것이고, 또는 달리 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 유도될 수 있을 것이다.
다른 실시예에서, 운동 생성 구조물이, 용기의 발진 회전에 응답하여 음료 매체 또는 액체의 순수 회전 운동을 유발하도록 배열된 내부 공간 내의 하나 이상의 벽 요소를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 벽 요소가 지그-재그, "램프 및 정지부(ramp and stop)" 또는 용기의 발진 회전에 응답하여 음료 매체 및/또는 액체의 회전을 유발할 수 있는 다른 배열체(arrangement)를 가질 수 있을 것이다.
카트리지는 하나 이상의 필터, 액체 분배기, 카트리지의 하나 이상의 상이한 격실 내의 하나 이상의 상이한 타입의 음료 매체, 액체 또는 가스 입구 또는 출구 밸브 또는 다른 도관 또는 포트, 등과 같이, 음료 카트리지에서 발견되는 임의의 적합한 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지 용기는 상단부 개구부를 가지는 컵 및 상기 컵에 부착되어 상단 개구부를 폐쇄하는 덮개를 포함할 수 있을 것이다. 컵은 원통형 형상, 정육면체 형상, 원뿔 또는 절두 원뿔 형상, 부분 구형 형상, 사면체 형상 등을 가질 수 있다. 컵은 단일의 부품 예를 들어 단일 열성형 플라스틱으로서 제조될 수 있거나, 서로 접합되는 다중 부품으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 컵은 원통형 벽의 일단부에 부착되는 편평한 판 또는 호일 부재를 갖는 원통형 벽 부재를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 덮개는 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있고, 예를 들어 적층된 호일의 층의 단일의 부품, 서로 접합되는 다중 부품, 등을 포함할 수 있다. 또한, 카트리지는 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 형성되는 음료의 적어도 일부를 여과하도록 배열되는 필터 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터 요소는 음료 매체와 상호 작용하는 액체가 카트리지로부터 배출되기 전에 필터를 통과하도록 배열되는 필터 종이를 포함할 수 있다. 그러한 필터는 용기의 덮개, 용기 측벽, 또는 다른 카트리지 구성요소(들)에 부착될 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 음료 형성 시스템은 음료 카트리지를 보유하도록 배열되는 카트리지 수용부, 음료 카트리지 내로 액체를 도입시키도록 배열되는 액체 입구(예를 들어, 카트리지를 천공시키는 바늘) 그리고 음료 카트리지에 진동 또는 음파 에너지를 제공하도록 배열되는 구동 시스템을 포함한다. 음료 카트리지는 카트리지 수용부에 의해 유지될 수 있고, 그리고 예를 들어 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기, 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체, 및 용기의 폐쇄된 내부 공간 내의 운동 생성 구조물을 포함하는, 전술한 것과 유사한 배열체를 가진다. 운동 생성 구조물은, 예를 들어 전술한 바와 같이, 구동 시스템의 발진 운동에 응답하여 용기에 대한 카트리지 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 배열될 수 있을 것이다. 시스템은 음료가 통과하여 용기를 빠져나가는 개구부를 형성하기 위해서 카트리지 용기를 천공하도록 배열될 수 있고, 예를 들어 음료가 용기를 빠져나가도록 허용하기 위해서 바늘이 용기를 천공할 수 있을 것이다.
일부 실시예에서, 음료 매체 또는 액체의 운동 유발이 없는 경우에 필터를 통과하지 못할 재료가 카트리지 내의 필터를 통과하도록 유도하기 위해서 구동 시스템 및 운동 생성 구조물이 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 커피 음료를 생성하기 위해서 시스템을 이용할 때, 구동 시스템 및 운동 생성 구조물은, 운동 생성 구조물 및 구동 시스템에 의한 음료 매체 또는 액체의 운동이 없는 상태에서 존재할 수 있는 것 보다 높은 탁도(turbidity) 및/또는 전체 고체 용해 레벨로 커피 음료가 형성될 수 있게 할 수 있을 것이다.
발명의 다른 양태에서, 음료 카트리지를 이용한 음료 형성 방법은 폐쇄된 내부 공간을 가지는 용기, 상기 내부 공간 내에 위치된 음료 매체, 및 상기 음료 매체의 운동을 유발하도록 배열된 용기의 폐쇄된 내부 공간 내의 운동 생성 구조물을 포함하는 음료 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 음료 카트리지는, 예를 들어, 음료 형성 기계의 카트리지 수용부 내에 카트리지를 배치함으로써, 음료 형성 기계의 브루잉 챔버와 연관된다. 폐쇄된 내부 공간 내의 음료 매체의 운동을 유발하도록 카트리지가 브루잉 챔버와 연관되는 동안, 운동 생성 구조물의 운동이 유발된다. 그러한 운동은, 음료 매체가 음료를 형성할 때 카트리지 내로 도입되는 액체(예를 들어, 물)와 보다 잘 상호작용하게 할 수 있을 것이다. 개선된 상호작용은 보다 완전하거나 보다 신속한 추출, 보다 완전한 또는 보다 신속한 혼합, 필터를 통한 액체 및/또는 다른 재료의 개선된 통과, 및/또는 다른 특징을 초래할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 운동을 유발하는 단계가 카트리지의 내부 공간 내에 위치된 적어도 일부를 가지는 교반기와 결합하고 그리고 교반기의 발진 운동을 유발하는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 교반기가 상기 내부 공간 내에 위치된 제 1 부분을 포함할 수 있을 것이고 그리고 제 2 부분(구동 시스템과의 결합을 위해서 카트리지의 외부로 연장한다)의 발진 운동은 제 1 부분의 운동을 유발한다. 전술한 바와 같이, 운동 생성 구조물은 다양한 여러 방식으로 배열될 수 있고, 그리고 운동 생성 구조물의 운동이 운동 생성 구조물과의 기계적인 결합 및 운동 생성 구조물의 운동, 카트리지 용기의 운동, 및/또는 카트리지 내부로 도입된 구동 시스템 구성요소의 운동에 의해서 유발될 수 있을 것이다.
음파 또는 진동 에너지를 제공하는 음파 방출기 또는 다른 구동 시스템이, 카트리지의 부분에 인접하여 배치되는 프로브(probe), 모터 또는 구동 링키지, 등과 같은, 다양한 형태 중 임의의 하나의 형태를 취할 수 있을 것이다. 여기에서 사용된 바와 같이, "음파 에너지" 또는 "진동 에너지"는 인간의 귀로 청취할 수 있는 에너지뿐만 아니라 인간의 귀의 가청 범위를 벗어나는 에너지를 포함한다. 예를 들어, "음파 에너지" 또는 "음향 에너지" 또는 "진동 에너지"가 약 10 Hz 내지 약 200 Hz 또는 그 초과의 주파수를 가지는 진동 에너지를 포함할 수 있다.
발명의 이러한 그리고 다른 양태가 이하의 설명 및 특허청구범위로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 양태가, 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 나타내는 이하의 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 카트리지의 분해 사시도이다.
도 3은 카트리지의 표면이 천공 요소에 의해 천공된 후의 도 1의 카트리지의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 좌측면도이다.
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도 15 및 도 16은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 정면도 및 평면도이다.
도 17, 도 18 및 도 19는 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 음파 방출기가 있는 정면도, 음파 방출기가 없는 정면도 그리고 저면도이다.
도 20은 변형된 음파 방출기를 갖는 도 17의 실시예의 사시도이다.
도 21, 도 22 및 도 23은 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시적인 실시예의 음파 방출기가 있는 정면도, 음파 방출기가 없는 정면도 그리고 저면도이다.
도 24 및 25 각각은 용기 내의 요홈부 형태의 운동 생성 구조물을 포함하는 카트리지 용기의 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도 26 및 27 각각은 지그-재그 벽 요소 형태의 운동 생성 구조물을 포함하는 카트리지 용기의 상부 사시도 및 측면도이다.
도 28 및 29는 삽입체 형태의 운동 생성 구조물을 가지는 카트리지의 상부 사시도, 및 수직 패들을 가지는 삽입체의 측면도이다.
도 30 및 31은 삽입체 형태의 운동 생성 구조물을 가지는 카트리지의 상부 사시도, 및 스크레이퍼(scraper) 요소를 가지는 삽입체의 측면도이다.
도 32 및 33은 확장(dilatational) 운동의 하나의 형태가 진행되는 카트리지의 상부 사시도이다.
도 34 및 35는 가요성 비임 형태의 운동 생성 구조물을 포함하는 카트리지의 상부 사시도이다.
도 36 및 37은 구동 비임 및 패들 형태의 운동 생성 구조물을 포함하는 카트리지의 상부 사시도이다.
도 38 내지 43은 카트리지의 내부 공간 내에 위치된 제 1 부분 및 내부 공간 외부로 연장하는 제 2 부분을 포함하는 상이한 운동 생성 구조물의 사시도이다.
도 44 및 45는 "V" 형상의 측부 및 편평한 하단 부분을 가지는 운동 생성 구조물을 포함하는 카트리지의 사시도이다.
도 46은 발명의 양태에서 이용하기 위한 음료 형성 장치의 사시도이다.
도 47은 발명의 양태에 따라서 이용가능한 음료 형성 장치의 구성요소의 개략적인 블록도이다.
도 48은 발명의 양태에 따라 음료를 준비하는 방법의 단계를 도시한 도면이다.
본 발명의 양태는 예시적인 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조하여 여기에서 설명된다는 것이 이해되어야 한다. 여기에서 설명된 예시적인 실시예가 반드시 본 발명에 따른 모든 실시예를 보여주도록 의도된 것이 아니고, 오히려 소수의 예시적인 실시예를 설명하는데 사용된 것이다. 이와 같이, 본 발명의 양태는 예시적인 실시예의 관점에서 좁게 해석되도록 의도되지 않는다. 추가로, 본 발명의 양태는 단독으로 또는 본 발명의 다른 양태와 임의의 적절한 조합으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 1개 이상의 양태를 실시하는 예시적인 카트리지(10)의 측단면도 및 분해 사시도이다. 카트리지(10)는 차, 커피, 다른 주입(infusion)-방식의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성되는 음료, 탄산 음료 등의 임의의 적절한 음료를 형성하기 위해서 음료 기계에서 사용될 수 있다. 그에 따라, 카트리지(10)는 임의의 적합한 음료 매체(20), 예를 들어 분쇄 커피, 찻잎, 건조된 허브차, 분말형 음료 농축물, 건조된 과일 추출물 또는 분말, 분말형 또는 액체 농축형 부용(bouillon) 또는 다른 수프, 분말형 유아용 포뮬라(formula), (분말형 비타민, 약 또는 의약, 영양제, 등과 같은) 분말형 또는 액체 의료용 재료 및/또는 (분유 또는 다른 크리머, 감미료, 농축제, 향료 등과 같은) 다른 음료-제조 재료를 수용할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 카트리지(10)는 커피 및/또는 차 음료를 형성하는 기계와 사용되도록 구성되는 음료 매체(20)를 수용하지만, 본 발명의 양태는 이러한 관점으로 제한되지 않는다.
카트리지의 예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있지만, 여기에서 사용된 것과 같이, "카트리지"는 포드(pod)(예를 들어, 음료 매체를 캡슐화하는 필터 종이의 대향 층들), 캡슐, 사셰(sachet) 또는 임의의 다른 배열과 같은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 카트리지는 공기 및/또는 액체에 불투과성일 수 있거나, 물 및/또는 공기가 카트리지 내로 통과하게 할 수 있다. 카트리지는 음료 매체의 일부의 부분이 커피 드링크, 차, 핫초콜릿 등과 같은, 형성된 음료를 보유하는 것을 방지하는 것을 돕는 필터 또는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 여기에서 사용된 것과 같이 음료를 "브루잉"하는 것은 주입, 혼합, 용해, 침지(steeping), 또는 음료 매체와 물 또는 다른 음료 전구체(예를 들어, 조미료 첨가 또는 처리된 물, 또는 가열되는 것과 무관한 다른 액체)를 사용하여 음용 가능한 물질을 형성하는 것을 포함한다. 또한, 여기에서의 "물"에 대한 언급은 임의의 적절한 물 포뮬레이션(water formulation), 예를 들어 여과, 탈이온, 연화(softened), 탄산 첨가 등이 된 물 포뮬레이션 뿐만 아니라 감미료 첨가 또는 조미료 첨가된 물, 우유 등과 같이 음료를 형성하는 데 사용되는 임의의 다른 적절한 전구체 액체를 지칭한다.
이러한 예시적인 실시예에서, 카트리지(10)는 필터(30)에 의해 분리되는 제 1 챔버(14a) 및 제 2 챔버(14b)를 갖는 내부 공간(14)을 포함하는 용기(12)를 포함한다. 그러나, 내부 공간 내의 다른 추가의 챔버 및/또는 제 1 및 제 2 챔버의 하위(sub)-부분 또는 영역이 다른 실시예에서 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 이러한 실시예는 음료 매체(20)를 가로질러 진입 액체를 분배하는 것을 도울 수 있는 유동 분배기(33)를 또한 포함하고, 그에 따라 유동 분배기(33)는 유동 분배기(33)와 덮개(38) 사이의 지역을 형성할 수 있을 것이다. 또한, 카트리지가 2개의 필터, 등에 의해 분리되는(예를 들어, 제 1 필터가 제 1 챔버의 2개의 부분을 분리하고, 제 2 필터가 제 1 및 제 2 챔버를 분리하는) 3개의 공간을 갖는 것이 가능하다. 또 다른 실시예에서, 제 1 또는 제 2 챔버는 음료 내로 공기 또는 액체를 도입시키는 벤추리(venturi) 또는 다른 특징부에 의해 2개의 부분으로 분리될 수 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 챔버는 필터, 벽, 분할부, 통로 그리고 다른 특징부에 의해 2개 이상의 부분 또는 영역으로 분할 또는 분리될 수 있다. 또한, 카트리지(10)가 반드시 필터(30)를 포함할 필요는 없고, 그 대신에 필터가 없을 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
용기(12)가 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 개구부(13)를 포함하면, 개구부(13)는 덮개(38), 예를 들어 용기(12)의 테두리(19)에 부착되는 호일 및 중합체 적층 재료에 의해 폐쇄될 수 있다. (비록 이러한 실시예에서 테두리(19)가 환형 플랜지형 요소로서 배열되었지만, 테두리(19)가 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 테두리(19)는 어떠한 플랜지 요소도 없는 측벽(17)의 상부 엣지일 수 있다.) 용기(12) 및/또는 덮개(38)는 습기 및/또는 산소 등의 가스에 대한 장벽을 제공할 수 있다. 예를 들어, 용기(12)는 예를 들어 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌의 층 그리고 EVOH의 층 및/또는 금속 호일 등의 다른 장벽 재료를 포함하는 시트로부터 형성되는 중합체 적층물로부터 제조될 수 있다. 이러한 배열은 예를 들어 습기, 산소 및/또는 다른 물질에 대한 원하지 않는 노출로부터 음료 매체(20)에 대한 적절한 보호를 제공할 수 있다. 그러나, 용기(12) 및/또는 덮개(38)는 생체 고분자(biopolymer), 분해 가능 중합체(compostable polymer), 종이, 호일 등의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 양태에 따르면, 카트리지(10)는 음향 순응 부분이 진동 또는 운동되게 하는 음파 방출기로부터의 음파 에너지를 수용하는 음향 순응 부분과 같은 음파 수용부(11)(도 2)를 포함할 수 있을 것이다. 음향 순응 부분의 이러한 운동은 내부 공간(14) 내에서 음료 매체(20), (존재하는 경우에) 필터(30) 및/또는 액체와 상호 작용하도록 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입시킬 수 있다. 음향 순응 부분은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있으며, 이러한 형태는 음향 순응 부분을 여기시키기 위해서 사용되는 음파 방출기의 배열에 의존할 수 있다. 예를 들어, 이러한 예시적인 실시예에서의 음향 순응 부분은 음향 에너지에 따라 진동되도록 배열되는 측벽(17)의 일부를 포함하지만, 음향 순응 부분 또는 다른 음파 수용부(11)가 용기(12)의 하단부(16) 및/또는 덮개(38)에 배열될 수 있다. 이와 같이, 음향 순응 부분을 형성하기 위해서 사용되는 재료, 음향 순응 부분의 물리적 형상, 두께 또는 다른 특성은 음향 에너지에 의해 여기되어 내부 공간(14) 내로 요구된 음파 에너지를 제공하도록 주의 깊게 배열될 수 있다. 예를 들어, 측벽(17)의 일부가 음파 방출기에 의해 진동되게 될 수 있고, 이것은 결국 측벽(17)의 일부가 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 생성 또는 도입시키게 한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 음파 수용부(11)가 음향 순응 섹션을 포함할 필요는 없고, 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 도입시키는 음파 방출기를 수용하거나 그와 커플링 또는 상호 작용하도록 배열될 수 있다.
또한, 비록 이러한 실시예에서, 음파 수용부(11)가 카트리지(10)의 외측에 위치되는 음파 방출기와 협력하도록 배열되지만, 음파 수용부(11)는 카트리지(10)의 내측에 위치되는 음파 방출기와 협력하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 내부 공간(14) 내로 삽입되는 음파 프로브가 용기의 음향 순응 부분을 여기시키는 음파 에너지를 방출할 수 있다. 결국, 음향 순응 부분의 여기는 선택적으로 프로브에 의해 방출된 음파 에너지와 동일 또는 상이한 주파수 및/또는 세기로 내부 공간 내로 음파 에너지를 자체 도입시킬 수 있다. 이러한 특징부는 요구되는 주파수 또는 진폭과 무관하게 내부 공간 내에 요구되는 음파 에너지를 제공하는 것을 돕는데 이용될 수 있을 것이다. 또한, 음파 수용부(들)(11)는 음파 에너지가 내부 공간 내에서 더 균일하게 분포되게 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 단일의 음파 프로브가 일부의 경우에 좁은 지역 내에서의 음파 에너지의 집중 때문에 음료 매체 내에 터널 또는 채널을 형성할 수 있지만, 음파 수용부(들)(11)는 내부 공간(14) 내에서 음파 에너지를 더 균일하게 분포시키는 것을 도울 수 있고, 그에 의해 1개 이상의 지역 내에서의 임의의 터널링 또는 음파 에너지의 원하지 않는 집중을 피하는 것을 돕는다. 물론, 음파 수용부(들)(11)는 내부 공간 내의 음파 에너지를 더 균일하게 하고 내부 공간(14)의 외측에 위치되는 음파 방출기와 상호 작용함으로써 다른 요구 특성을 가지도록 돕기 위해서 사용될 수 있다.
비록 이러한 예시적인 실시예에서 용기(12)가 편평한 덮개를 갖는 대체로 절두 원뿔형 형상을 갖지만, 용기(12)는 플루트형(fluted), 원뿔형 또는 원통형 형상을 가질 수 있거나, 정사각형 또는 직사각형 컵, 돔형 컵, 구형 또는 부분 구형의 형태 또는 다른 적절한 형태를 취할 수 있거나, 플루트형, 주름형 또는 다른 형상의 측벽을 가질 수 있을 것이다. 또한, 용기(12)가 반드시 일부의 음료 사셰 또는 포드의 경우와 같이 한정된 형상을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 이러한 실시예에서의 용기(12)는 용기(12)가 그 형상을 유지하는 경향을 갖도록 비교적 강성 및/또는 탄성 구성을 갖지만, 용기(12)는 예를 들어 변형 가능한 재료의 시트로부터 제조되는 사셰 용기와 같이 더 유연한 및/또는 변형 가능한 배열을 갖도록 제조될 수 있다. 이와 같이, 2개의 필터 종이 층(용기 재료)이 카트리지의 포드 또는 다른 형태를 형성하기 위해서 커피 분쇄물의 대략적인 충진량과 함께 조합될 때와 유사하게, 용기 재료가 음료 매체, 필터 및/또는 다른 카트리지 구성요소 주위에 형성된 후에만, 용기(12)에 의해 한정되는 내부 공간이 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 카트리지 용기(12)의 크기 및/또는 형상은 카트리지(10)가 보유되는 브루잉 챔버에 의해 한정될 수 있다.
필터가 제공되는 경우에, 필터(30)는 테두리(19)로부터 내측으로 그리고 멀리 이격되는 주연부(32)에서 덮개(38)에 부착될 수 있다. 추가적으로, 필터(30)는 주연부(32)로부터 내부 공간(14) 내로 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 필터(30)는 액체로부터 특정 크기에 걸친 물질을 제거하도록 기능할 수 있고, 예를 들어 제 1 챔버(14a) 내의 액체로부터 커피 분쇄물을 제거할 수 있고, 그에 의해 커피 음료가 제 2 챔버(14b)로 필터(30)를 통과하게 한다. 예를 들어, 필터는 액체 그리고 특정 크기의 용해 및/또는 현탁 물질이 통과하게 하고 또한 비교적 큰 입자가 필터를 통해 유동되는 것을 방지하도록 배열되는 필터 종이를 포함할 수 있다. 물론, 필터(30)는 다중 단계 예를 들어 비교적 큰 입자를 여과하는 거친 필터 부분 그리고 비교적 더 작은 입자를 여과하는 미세한 여과 부분 등을 가질 수 있을 것이다. 또한, 필터(30)는 필터(30)를 통과하는 액체를 여과하도록 기능하는 1개 이상의 부분 뿐만 아니라 불투과성이거나 유동을 제한하는 부분을 포함할 수 있을 것이다. 따라서, 희망하는 경우에, 필터(30)가 2개 이상의 별개의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터(30)는 주연부(32)에서 덮개(38)에 부착되는 강성의 불투과성 플라스틱 슬리브를 포함할 수 있다. 덮개(38)로부터 멀리 떨어진 위치에서, 다공성 필터 종이가 슬리브에 부착될 수 있다. 따라서, 필터의 모든 부분이 액체에 투과성일 필요는 없다. 필터(30)는 예를 들어 필터(30)의 1개 이상의 영역을 향해 유동을 유도하는 것을 돕도록 상이한 투과성을 갖는 영역을 또한 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 1의 덮개(38) 근처의 필터(30)의 영역이 덮개(38)로부터 훨씬 멀리 떨어진 영역에 비해 비교적 더 낮은 투과성을 가질 수 있을 것이다. 이것은 음료 매체(20)를 통한 필터(30)의 더 낮은 영역을 향한 유동을 촉진하는 것을 도울 수 있고, 잠재적으로 액체로의 매체(20) 내의 물질의 용해를 개선시킨다.
이하에서 더 구체적으로 설명되는 것과 같이, 필터의 동작은 내부 공간 내의 음파 에너지에 의해 영향을 받을 수 있고, 예를 들어 필터를 통과하지 못하는 물질이 음파 에너지에 의해 통과될 수 있다. 예를 들어, 덮개(38)에 필터(30)를 부착하는 것은 덮개(38)의 일부가 음향 순응 부분으로서 기능하는 일부의 실시예에서 유용할 수 있다. 즉, 음파 방출기가 덮개(38)의 일부를 여기시킬 수 있고, 덮개(38)는 필터(30)에 연결될 수 있으므로, 필터 및 덮개(38)의 양쪽 모두가 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입시키도록 여기될 수 있다. 필터(30)의 음파 여기는 음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 임의의 물질이 필터(30)를 통과하는 것을 도울 수 있다. 물론, 필터(30)는 다른 방식으로 예를 들어 카트리지 측벽(17)을 통해 음향 에너지를 전달함으로써 음파 여기 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 필터(30)는 추가적으로 또는 대안적으로 제 2 챔버(14b)로부터 제 1 챔버(14a)로의 재료의 이동을 방지하는 것을 돕도록 및/또는 음파 처리를 위해 내부 공간(14) 내에 어떤 음료 물질을 위치시키는 것을 돕도록 기능할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지(10)는 제 2 챔버(14b) 내에 음료 매체(20)를 포함할 수 있고, 제 1 챔버(14a) 내에 음료 매체(20)를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 필터(30)는 하단부(16) 및/또는 측벽(17) 근처에 음료 매체(20)를 유지하는 것을 도울 수 있다. 음료 매체(20)의 이러한 위치 설정은 예를 들어 에너지가 측벽(17) 및/또는 하단부(16)로부터 도입되면 요구된 음향 에너지에 음료 매체를 노출시키는 것을 도울 수 있을 것이다. 예를 들어, 분말형 드링크 믹스 등의 일부의 음료 매체(20)가 뭉쳐지는 경향을 가질 수 있고, 적절하게 용해되지 않으면 음료 출구를 폐쇄하거나 오염시킬 수 있을 것이다. 카트리지(10)의 하단부(16) 또는 측벽(17) 근처에서 음향 에너지에 드링크 믹스를 적절하게 노출시킴으로써, 드링크 믹스는 음향 에너지의 부재 시에 일어나는 것보다 빠르게 또는 효과적으로 용해될 수 있다. 예를 들어, 카트리지(10)의 내부 공간(14) 내로 음향 에너지를 도입시키는 것은 이러한 에너지의 부재 시에 일어나지 않는 음료 매체(20) 및 액체의 유동을 유발할 수 있다는 것이 확인되었다. 일부의 경우에, 와류 또는 다른 유동이 음료 매체를 용해시키거나 액체와 매체의 접촉을 개선시키는 것을 도울 수 있다.
음료를 형성하기 위해서 카트리지(10)를 사용할 때에, 덮개(38) 및/또는 용기(12)가 카트리지 내로 액체를 도입하기 위해서 그리고 카트리지로부터 음료를 수용하도록 천공될 수 있다. (여기에서 사용된 것과 같이, "음료"는 액체가 음료 매체와 상호 작용할 때에 형성되는 음용을 위해 의도되는 액체 물질을 말한다. 따라서, 음료는 소비를 위해 준비된 예를 들어 컵 내로 분배되어 음용을 위해 준비된 액체 그리고 또한 소비되기 전에 여과 또는 향료, 크리머, 감미료, 또 다른 음료의 첨가 등의 다른 과정 또는 처리를 거치는 액체를 말한다.) 카트리지 내로 액체를 도입하기 위해, 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이, (존재하는 경우에) 필터(30)가 덮개(38)에 부착되는 주연부(32)에 의해서 대체로 외접되는 덮개(38)의 일부는 물 또는 다른 액체가 카트리지(10) 내로 주입될 수 있도록 입구 천공 요소(50)(예를 들어, 바늘)에 의해 천공될 수 있다. 물론, 예를 들어 필터(30)가 용기 측벽(17) 에 부착되는 곳에서, 다른 천공 접근방식이 사용될 수 있을 것이다. 다중 바늘, 샤워 헤드, 비-중공 바늘, 원뿔형 물체, 피라미드형 물체, 나이프, 블레이드 와 같은 다른 입구 천공 배열이 가능하다. 카트리지를 사용하는 음료 기계는 본 발명이 이러한 관점에서 제한되지 않으므로 동일한 형태의 또는 상이한 형태의 다중 천공 요소를 포함할 수 있다. 또 다른 배열에서, 음료 기계는 개구부를 형성하는 (스파이크와 같은) 천공 요소를 포함할 수 있고, 그 후에 (튜브와 같은) 제 2 입구 요소가 용기에 대해 액체를 도입시키도록 (또는 그 외부로 액체를 안내하도록) 형성된 구멍을 통과할 수 있을 것이다. 카트리지가 천공되는 이러한 배열의 경우에, 음파 방출기가 내부 공간(14) 내로 도입될 수 있을 것이다. 예를 들어, 천공 요소(50)(예를 들어, 바늘)가 카트리지를 천공시키도록, 카트리지 내로 물을 도입시키도록 그리고 내부 공간(14) 내에서 음파 에너지를 방출하도록 기능할 수 있다. 따라서, 천공 입구 바늘은 음파 방출기로서 기능할 수 있고 또한 용기 내로 액체를 제공할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 덮개(38)는 천공되거나 덮개(38)의 외부에서 압력을 도입시킴으로써 유동을 위해 효과적으로 개방될 수 있다. 예를 들어, 물 입구가 덮개(38) 외부에 가압 및 밀봉될 수 있고, 수압이 그 위치에서 도입될 수 있을 것이다. 수압은 덮개(38)가 카트리지(10) 내로의 유동을 가능케 하도록 천공 또는 개방되게 할 수 있다. 또 다른 배열에서, 덮개(38)는 적절한 압력에 노출될 때에 및/또는 물 입구 튜브 또는 다른 구조물과 커플링될 때에 개방되는 밸브, 도관 또는 다른 구조물을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 물(또는 다른 액체) 입구는 음파 방출기로서 여전히 기능할 수 있지만, 액체 입구는 내부 공간(14) 내로 연장되지 않을 수 있다. 일부 배열에서, 액체가 카트리지 내로 도입될 수 있고, 그에 따라 카트리지 내의 공기 또는 다른 가스의 전부 또는 상당한 부분이 환기되거나 달리 제거될 수 있을 것이다. 이는, 카트리지 내부(음료 매체, 필터, 액체, 등)의 구성요소를 음파 발생기와 커플링시키는 것을 도울 수 있을 것이다.
카트리지(10)는 또한 용기(12)의 하단부(16)에서, 주연부(32)의 외측에 있고 입구 개구부로부터 멀리 떨어진 덮개(38)의 제 2 부분에서 또는 측벽(17)과 같은 카트리지(10)의 또 다른 부분에서 출구 천공 요소(52)(예를 들어, 바늘)에 의해 천공될 수 있다. (액체 입구는 카트리지(10) 상의 임의의 적절한 위치 또는 위치들에 유사하게 위치될 수 있을 것이다.) 입구 천공 배열과 같이, 출구 천공 배열이 임의의 적절한 방식으로 변화될 수 있다. 이와 같이, 출구 천공 요소(52)는 1개 이상의 중공 또는 중실 바늘, 나이프, 블레이드, 튜브 등을 포함할 수 있다. 이러한 천공 요소(52)는 음파 방출기로서 또한 기능할 수 있거나, 음파 방출기가 내부 공간 내로 진입되거나 카트리지(10)와 연통될 수 있는 경로를 개방시킬 수 있다. 대안적으로, 카트리지(10)는, 액체가 카트리지 내로 도입될 때에 음료가 배출될 수 있게 허용하기 위해서 개방되지만, 그렇지 않은 경우에는 (예를 들어, 산소, 습기 등의 외부 조건으로부터 음료 매체를 보호하기 위해서) 폐쇄된 상태로 유지되는 밸브, 격막 또는 다른 요소를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 출구 개구부를 형성하는 천공 요소가 반드시 요구되지는 않지만, 예를 들어 밸브 또는 다른 요소가 개방될 수 있게 하기 위해서 이용될 수도 있을 것이다. 또한, 이러한 예시적인 실시예에서, 천공 요소(52)는 용기(12) 또는 덮개(38) 내에 형성된 개구부로부터 배출될 때 음료를 수용하도록 소정 위치에 남아 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 천공 요소(52)는 개구부를 형성한 후에 인출될 수 있고, 그에 의해 천공 요소(52)가 카트리지(10) 내로 연장되지 않은 상태로 음료가 개구부로부터 배출 되게 하고 수용되게 한다.
비록 전술한 실시예가 단지 제 1 챔버(14a) 내에 또는 단지 제 2 챔버(14b) 내에 음료 매체(20)를 포함하지만, 카트리지(10)가 양쪽 모두의 챔버 내에 또는 카트리지의 다른 부분 내에 (동일 또는 상이한 중 어느 한쪽의) 음료 매체를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지는 제 1 챔버(14a) 내에 볶음 커피 및 분쇄 커피를 그리고 제 2 챔버(14b) 내에 크리머 및 감미료를 포함할 수 있고, 그에 의해 카트리지가 카푸치노-또는 라떼-같은 음료를 형성할 수 있게 한다. 또 다른 실시예에서, 제 1 챔버(14a)는 커피 분쇄물을 포함할 수 있고, 제 2 챔버(14b)는 핫 초콜릿 재료를 포함할 수 있고, 그에 의해 카트리지가 모카-타입 음료를 형성할 수 있게 한다. 제 1 챔버 내의 엽차 그리고 제 2 챔버 내의 건조된 과일 재료, 제 1 챔버 내의 건조된 과일 재료 그리고 제 2 챔버 내의 크리머/감미료 등의 다른 조합도 당업자는 안출할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 또 다른 필터가 예를 들어 유체 출구로부터 제 2 챔버 내의 음료 매체를 분리하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 음료가 카트리지로부터, 그러나 부가적인 필터를 통과한 후에만 배출될 수 있도록 허용하기 위해서, 출구 바늘이 관통하는 지역에서, 필터가 덮개(38)에 부착될 수 있을 것이다. 어느 음료 매체가 카트리지(10)의 어느 지역에 위치될 지의 선택은 음료 매체에 제공될 필요 음향 처리를 기초로 하여 수행된다. 예를 들어, 어떤 용해되기-어려운 음료 매체가 비교적 더 높은 음향 에너지 세기를 경험하도록 위치될 수 있고, 반면에 다른 음료 매체는 더 낮은 세기의 영역 내에 위치될 수 있을 것이다. 따라서, 카트리지 내부 공간(14)은 상이한 음향 에너지 특성을 갖는 영역을 가질 수 있고, 이들 음향 에너지 특성은 특정한 음료 매체 또는 음료 매체에 대한 다른 영향에 대해 조정 또는 제어될 수 있을 것이다.
도 4는 이러한 경우에 용기(12)의 측벽(17)에 위치되는 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 용기(12) 내에 노치(notch), 리세스 또는 다른 오목부로서 배열될 수 있는 음파 수용부(11)는 이러한 경우에 초음파 프로브의 형태를 갖는 음파 방출기(53)를 수용한다. 오목부(11)는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있고, 예를 들어 음파 방출기(53)의 테이퍼형 단부와 정확하게 끼워지도록 테이퍼형일 수 있거나, 음파 방출기(53)에 의해 방출되는 음파 에너지에 따라 진동되는 음향 순응 부분을 포함할 수 있거나, 에너지에 대해 최소 감쇠를 갖도록 방출기(53)에 의해 방출되는 음파 에너지에 실질적으로 투과적일 수 있거나, 방출기(53)와 내부 공간 사이의 음향 커플링을 제공할 수 있고(예를 들어, 음파 수용부(11)가 음향 커플링 매체로서 기능하는 적절한 음향 젤, 물 또는 다른 물질을 포함할 수 있을 것이고), 기타 등등이 가능할 수 있을 것이다. 오목부(11)가 방출기(53)로부터의 음파 에너지에 응답하여 진동하도록 구성되는 배열에서, 오목부(11) 또는 다른 특징부가, 음료 매체 및/또는 액체가 용기(12)에 대해서 운동하게 하는, 내부 공간 내의 운동 생성 구조물로서 기능할 수 있을 것이다. 물론, 오목부의 형상 및 크기가 변화될 수 있고, 예를 들어, 오목부가 둥근형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등의 단면 형상을 가질 수 있거나, 요구된 방식으로 음파 방출기(53)와 상호 작용하는 크기로 형성될 수 있거나, 용기(12)의 다른 부분과 상이한 재료로 형성될 수 있고(예를 들어, 측벽(17) 내로 성형되는 요구된 음향 특성을 갖는 요소를 포함할 수 있고), 기타 등등이 가능할 것이다. 이러한 경우에, 음파 수용부(11)는 필터(30) 아래에(예를 들어, 필터(30)의 하류에) 위치될 수 있지만, 음료 매체(20), 필터(30) 또는 카트리지(10)의 다른 구성요소에 인접하거나 직접 접촉되도록 배열될 수 있을 것이다. (이러한 실시예에서, 필터(30)가 용기(12) 측벽(17)에 부착되나, 그러한 필터(30)는 카트리지(10) 내에 임의의 방식으로 배열될 수 있고, 예를 들어, 음료가 빠져나가는 용기 하단부 또는 측벽의 일부로서 배열될 수 있다는 것을 주지하여야 한다.) 음파 방출기(53)에 의해 및/또는 카트리지(10)의 음향 순응 부분에 의해 방출되는 음파 에너지는 임의의 적절한 세기를 갖는 약 10 Hz내지 200 kHz 범위 내에 있을 수 있지만, 다른 주파수 범위 및/또는 세기도 가능하다.
음파 방출기가 용기(12) 내의 오목부 내로 연장되게 함으로써, 음파 방출기(53)는 실제로 내부 공간(14)의 외측에 남아 있으면서 카트리지 내측에 실질적으로 위치될 수 있다. 즉, 오목부는 카트리지(10)의 내부 공간(14) 내로 연장될 수 있기 때문에, 음파 방출기(53)는 내부 공간의 외측으로부터 음파 에너지를 효과적으로 도입시키는 것보다는 오히려 내부 공간(14) 내로부터 음파 에너지를 효과적으로 도입시키도록 위치될 수 있다. 이러한 배열은 음파 방출기(53)가 내부 공간에 균일한 음파 에너지를 제공하게 할 수 있거나, 음파 에너지가 내부 공간의 어떤 영역 내에 집중되게 할 수 있다. 따라서, 도 4에서와 유사한 배열체 내의 음파 방출기(53)는, 카트리지를 천공하고 내부 공간 내로 연장되는 음파 방출기와 유사한 방식으로, 그러나 음료의 오염 가능성, 방출기 천공 지점으로부터의 누출, 음료 매체 및/또는 액체와의 접촉에 의한 음파 방출기에 대한 손상 등과 같은, 천공 프로브의 잠재적인 단점이 없이, 기능할 수 있을 것이다. 또한, 음파 수용부(11)는 음파 에너지가 내부 공간 내로 도입되는 방식을 포커스, 확산, 재유도 또는 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 음파 수용부(11)는 음파 에너지를 확산시키도록 수용할 수 있고, 내부 공간(14) 내의 적절한 영역 내로 그 에너지를 포커스시키도록 수용할 수 있다.
도 5 내지 도 16은 상이한 음파 수용부 배열을 갖는 카트리지(10)의 다양한 추가적인 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 이들 예시적인 실시예는 음파 수용부가 본 발명의 양태에 따라 배열될 수 있는 모든 가능한 방식의 배타적인 개관을 제동하도록 의도된 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 도 5 및 도 6은 각각 용기(12)의 하부 우측에서 노치 또는 스텝의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도 7 및 도 8은 각각 용기(12)의 하부 전방 우측에 위치되는 노치의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도 9 및 도 10은 각각 용기(12)의 하부 정면 중심에서 노치의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도 11 및 도 12는 각각 용기(12)의 측벽(17) 내에 원통형으로 성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 좌측면도이다. 이러한 실시예에서, 오목부가 용기(12) 내의 필터(30)와 접촉되도록 연장되지만, 오목부가 필터(30)와 반드시 접촉될 필요는 없다. 도 11 및 도 12의 실시예에서, 다른 실시예와 같이, 음파 수용부(11)는 단지 상기 오목부 외에 더 많은 것을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 음향 커플링 젤 또는 다른 물질이 오목부 내에 위치되어 카트리지 내부와 음파 방출기(53)를 음향 커플링시키는 데 사용될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 음파 수용부(11)는 단지 예를 들어 카트리지의 외부에 가해지는 음향 커플링 젤 또는 물 등의 임의의 다른 적절한 음향 커플링 물질을 포함할 수 있을 것이다. 도 13 및 도 14는 각각 용기(12)의 하단부(16)로부터 상향으로 연장되는 원통형으로-성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 이러한 실시예에서, 오목부는 필터(30)까지 연장되지 않지만, 오목부가 선택적으로 필터(30)까지 또는 필터(30)를 넘어서 그리고 필터(30) 위의 공간 내로 연장될 수 있을 것이다. 도 15 및 도 16은 각각 덮개(38)로부터 용기(12)의 내부 공간 내로 하향으로 연장되는 원통형으로-성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 평면도이다. 이러한 실시예에서의 음파 수용부(11)는 덮개(38) 내의 구멍에 부착되는 원통형으로-성형된 컵을 포함할 수 있거나, 덮개 재료로 성형 또는 형성될 수 있을 것이다.
물론, 음파 수용부(11)가 다른 크기, 형상 또는 위에서 논의된 것과 다른 구성 세부 사항을 갖도록 배열될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 2개 이상의 음파 수용부(11)가 제공될 수 있고, 음파 수용부(11)는 용기 상에서의 상이한 위치, 상이한 크기, 형상 등을 가질 수 있을 것이다. 음파 수용부(11)는 요구에 따라 음향 순응 부분을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 음향 순응 부분의 부재 시에, 음파 수용부(11)는 음파 방출기(53)가 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 도입시킬 수 있도록 음파 방출기(53)를 수용하거나 그와 커플링될 수 있을 것이다.
다른 예시적인 실시예에서, 음파 수용부(11)는 음파 방출기(53)를 수용하기보다는 음파 방출기(53)에 의해 수용되도록 배열될 수 있다. 도 17-도 19는 각각 또 다른 예시적인 실시예에서의 카트리지(10)가 음파 방출기(53)와 커플링된 상태의 정면도, 카트리지(10) 단독의 정면도 그리고 카트리지(10)의 저면도이다. 도 5-도 16에 도시된 실시예와 대조적으로, 도 17-도 19의 실시예는 음파 방출기(53)에 의해 적어도 부분적으로 포위되도록 배열되는 음파 수용부(11)를 갖는다. 즉, 용기(12)의 하부 부분은 음파 방출기(53)의 공동 내로 삽입되는 음파 수용부(11)를 형성하도록 배열된다. 음파 방출기(53)의 일부가 1개 이상의 음료 출구(52)를 포함하지만, 음료가 카트리지(10)의 덮개(38) 또는 측벽(17)으로부터 배출되는 것과 같은 다른 배열이 가능하다. 음파 수용부(11)가 음파 방출기(53)에 의해 적어도 부분적으로 포위된 상태에서, 방출기(53)는 용기(12)의 하단부(16)를 포함하는 음파 수용부(11)의 외부 주위의 1개 이상의 영역으로부터 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 전달할 수 있을 것이다. 도 20에 도시된 것과 같은 다른 배열에서, 용기(12)의 하단부는 음파 방출기(53)로부터 연장될 수 있고, 그에 의해 예를 들어 음파 방출기(53)를 통과하지 않으면서 음료가 용기(12)로부터 배출되게 한다. 도 17-도 20에서의 실시예는 원통형 형상을 갖도록 배열된 음파 수용부(11)를 도시하고 있지만, 도 21-도 23에 도시된 것과 같은 테이퍼형의 원뿔형 형상 등의 다른 형상도 가능하다. 도 21-도 23은 각각 카트리지(10)가 음파 방출기(53)와 커플링된 상태의 정면도, 카트리지(10) 단독의 정면도 그리고 카트리지(10)의 저면도이다. 이러한 실시예에서의 음파 수용부(11)의 테이퍼형 형상은 음파 방출기(11)가 음파 방출기(53)에 대해 정확하게 끼워지게 할 수 있고, 이것은 음파 방출기(53)와 카트리지 내부 사이의 음향 커플링을 향상시킬 수 있다. 음파 방출기(53)와 카트리지의 커플링은, 예를 들어, (방출기(53)와 계면을 형성하는 음파 수용부(11)의 일부로서의 실리콘 또는 고무 재료와 같은) 순응 커플링 매체를 사용함으로써, (물과 같은) 액체 커플링 매체를 사용함으로써, 또는 수용부(11) 내에 또는 그 주위에 고정되도록 크기가 증가 또는 감소되는 부분을 갖는 음파 방출기(53)를 사용함으로써, 에너지 전달을 향상시키기 위해서 카트리지 용기와 음파 방출기(53) 내에 상호 록킹되는 주름부를 제공하거나 카트리지와 방출기 사이의 접촉 면적을 달리 증가시킴으로써, 카트리지를 방출기(53)와의 접촉으로 가압하는 것을 돕기 위해서 카트리지의 상단(또는 다른 카트리지 부분)을 아래로 프레싱함으로써, 기타 등등으로써, 이러한 또는 다른 실시예에서 다른 방식으로 향상될 수 있을 것이다.
전술한 실시예에서, 용기(12)가 비교적 정지 상태로 유지되는 경향을 가지는 한편, 다른 배열체는, 카트리지 내에서 음료 매체, 액체 및/또는 다른 구성요소의 운동을 유발하기 위해서 다소 큰 범위까지 용기를 이동시키는 음파 방출기 또는 다른 진동 구동 시스템을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 24 및 25는 용기(12)의 측벽 내로 형성된 요홈부(11) 형태의 복수의 음파 수신기 특징부를 포함하는 카트리지(10)의 용기(12)의 상부 사시도 및 하부 사시도를 도시한다. 이러한 요홈부(11)는 구동 시스템과 기계적으로 커플링하도록 기능할 수 있을 것이고, 그에 따라 구동 시스템이 발진 방식으로 용기(12)를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 시스템은, 용기(12)의 상응하는 요홈부(11)와 결합하고 그리고 구동 시스템으로 하여금 용기(12)의 하단부(16)에 대체적으로 수직인 축을 중심으로 하는 발진 방식으로 용기를 회전시킬 수 있게 하는 핀 또는 탭을 포함할 수 있을 것이다. 용기가, 예를 들어, 10 내지 15도, 또는 그 초과(예를 들어, 30도 까지)의 임의의 적합한 진폭으로 발진될 수 있을 것이다. 용기(12)의 발진 회전은, 요홈부(11)가 용기(12) 내에서 운동 생성 구조물로서, 예를 들어, 용기(12) 내의 음료 매체, 액체 또는 다른 구성요소의 운동을 유발시키는 역할을 하는 교반기로서 동작하도록 유도할 수 있을 것이다. 예를 들어, 요홈부가 액체 내에서 소용돌이를 생성할 수 있을 것이고, 또는 달리 액체가 용기(12)에 대해서 유동하거나 이동하게 할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 구동 시스템이 용기(12)를 요홈부(11)의 공진 주파수로 발진할 수 있을 것이며, 그에 따라 용기(12)의 다른 부분에 대한 요홈부(11)의 운동이 증폭될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 요홈부(11)가 상대적으로 강성일 수 있고, 그에 따라 요홈부(11)에 의해서 형성된 핀 또는 패들이 용기(12)의 다른 부분에 대해서 상당히 이동하지 않는다. 일부 배열에서, 구동 시스템이 카트리지를 다른 방식으로, 예를 들어, 하단부(16)의 평면에 수직한 축을 따른 선형 상하 운동으로, 하단부(16)의 평면에 평행한 축을 중심으로 하는 회전 및/또는 선형 방식으로, 무작위 방식으로, 기타 등등으로 발진할 수 있을 것이다. 카트리지의 발진은, 액체가 카트리지 내로 제공되기 전에, 도중에, 또는 그 후에 실시될 수 있을 것이고, 예를 들어, 카트리지의 "건식" 쉐이킹(shaking)이 매체가 추후에 도입되는 액체에 의해서 보다 용이하게 습윤될 수 있도록 음료 매체를 느슨하게 하거나 언팩킹(unpack)하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 물론, 도 24 및 25의 요홈부(11)의 형상, 배열, 상대적인 크기 및 다른 특징부가 임의 적합한 방식으로 변경될 수 있을 것이고, 예를 들어 요홈부(11)를 가지는 것이 수평으로, 나선형 방식으로, 또는 달리 배열될 수 있을 것이다. 또한, 교반기 배열과 같은 운동 생성 구조물이 용기(12) 내의 요홈부에 의해서 반드시 형성될 필요가 없다. 그 대신에, 교반기가, 용기(12), 필터(30) 또는 다른 구성요소(예를 들어, 용기(12) 내로 배치되는 삽입체)에 부착되고 그리고 내부 공간 내로 연장하는 하나 이상의 패들, 핑거, 핀, 탭, 또는 블레이드를 포함할 수 있을 것이다. 용기(12) 또는 다른 카트리지 요소의 진동 운동은, 교반기가 음료 매체 및/또는 액체와 상호 작용하여 용기에 대해서 상대적인 운동을 유발하도록 할 수 있을 것이다.
도 26 및 27은, 폐쇄된 내부 공간 외부에 위치되고 음료 카트리지로부터 분리된 구동 시스템의 발진 운동에 응답하여, 카트리지 내의 음료 매체 및/또는 액체의 용기에 대한 운동을 유발하는 운동 생성 구조물을 포함하는 다른 예시적인 실시예의 상부 사시도 및 측면도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 운동 생성 구조물은, 용기(12)의 주연부에 인접하여 배열되고 그리고 용기(12)의 발진 회전에 응답하여 음료 매체 또는 액체의 순수 회전 운동을 유발하도록 구성되는 복수의 벽 요소(61)를 포함한다. 즉, 벽 요소(61)는 적절한 지그-재그, "랫칫(ratchet)", 또는 "램프 및 정지부" 배열로 배열되고, 그에 따라 용기(12)가 (도 26의 사시도로 부터) 하단부(16)에 수직인 축 주위로 시계방향으로 회전될 때, 음료 매체 및/또는 다른 재료가 비교적 얕은 각도 벽 요소(61a)를 따라서 슬라이딩될 수 있을 것이다. 그러나, 용기(12)가 하단부(16)에 수직인 축 주위로 반시계 방향으로 회전될 때, 음료 매체 및 다른 재료가 가파른 각도 벽 요소(61b)에 의해서 반시계 방향으로 푸싱된다. 그에 따라, 용기(12)의 발진 회전이, 용기(12) 내의 음료 매체 및/또는 다른 재료의 순수 회전을 유발할 수 있을 것이다. 벽 요소(61)가 용기 측벽(17)의 특징부로서, 필터(30)의 특징부로서, 또는 다른 요소의 일부로서 제공될 수 있을 것이다.
다른 대안적인 실시예에서, 운동 생성 구조물이, 용기와 무관하게 카트리지의 내부 공간 내에서 이동가능한 하나 이상의 혼합 볼을 포함할 수 있을 것이다. 상기 혼합 볼의 운동은, 구동 시스템에 의한 용기의 운동에 응답하여 용기 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발할 수 있을 것이다. 예를 들어, 몇 개의 구형 볼이 도 1의 실시예의 제 1 및/또는 제 2 챔버(14a, 14b) 내에 배치될 수 있을 것이다. (예를 들어, 발진 방식으로 운동하는 홀더 내에서 용기(12)를 클램핑하는) 구동 시스템에 의한 용기(12)의 운동은, 볼이 용기(12) 내에서, 예를 들어, 회전, 선형 상하 또는 옆으로(side-to-side), 무작위로, 또는 다른 운동으로 운동하게 하여 용기 내에서의 음료 매체 및/또는 액체의 운동을 유발할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 볼이 자기적일 수 있고, 그리고 구동 시스템이 볼을 적절한 방식으로 운동시키기 위해서 자기적 커플링에 의해서 동작될 수 있을 것이다. 따라서, 용기(12) 자체의 운동을 필요로 하지 않고, 볼이 용기(12) 내에서 운동될 수 있을 것이다. 볼의 운동은 (회전 및/또는 선형적인지의 여부와 관계 없이) 본질적으로 진동적일 수 있고 그리고, 운동 생성 구조물의 다른 실시예의 경우와 같이, 10 Hz 내지 200 kHz와 같은 임의의 적합한 주파수가 될 수 있을 것이다. 이러한 실시예와 관련하여 "볼"이라는 용어가 사용되었지만, "볼"이 반드시 구형일 필요가 없고, 그 대신에 입방체, 4면체, 원통형, 불규칙형 또는 다른 적합한 형상을 가질 수 있을 것이다.
혼합 볼의 이용과 관련한 하나의 경험이 이루어졌고, 그러한 경험에서 도 24의 카트리지와 유사한 카트리지가 용기의 하단부에 대해서 직각인 수직 축 주위로 카트리지를 회전시키는 구동 시스템에 커플링되었다. 용기가 약 10 Hz의 주파수로 그리고 약 30도의 진폭으로 진동하였다. 용기가 용기의 측벽 내에 배열된 약 4 mm 깊이의 3개의 요홈부를 가지도록 배열되었다. 용기의 진동 운동을 관찰하여, 용기 내에 위치된 물의 표면의 실질적인 운동을 확인하였다. 2개의 볼 베어링이 용기로 부가되었고, 그리고 볼이 용기의 직경을 가로질러 초당 1회로 바운스되는 것이 관찰되었다. 이어서, 2개의 볼 베어링이 제거되었고 그리고 직경이 약 4 mm인 2개의 플라스틱 펠릿으로 교체되었다. 또한, 용기의 진동 운동이 용기 내의 물의 교반 운동뿐만 아니라 용기의 직경에 걸친 플라스틱 펠릿의 바운스를 나타냈다.
카트리지 용기의 내부 공간으로 부가될 수 있는 다른 요소의 구성이 가능하다. 예를 들어, 도 28 및 29가 도 24의 용기와 유사한 용기(12), 및 주연부 밴드 요소에 의해서 함께 연결된 복수의 수직 패들을 포함하는 연관된 교반기(11a)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 예를 들어, 용기(12)의 회전 또는 다른 운동이 교반기(11a)로 전달될 수 있도록, 패들이 용기(12)의 요홈부(11) 위로 피팅되도록 배열될 수 있으나, 다른 배열도 가능하다. 예를 들어, 도 29와 유사한 교반기(11a)가 용기(12)의 내부의, 필터(30)(예를 들어, 도 1의 필터(30)와 같음)의 내부의, 및/또는 다른 방식의 형상결합 피팅을 구비할 수 있을 것이다. 용기(12)에 대한 삽입체로서 운동 생성 구조물을 배열하는 것이 운동 생성 구조물의 제조를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 음료 매체의 상이한 타입에 대한 운동 생성 구조물의 맞춤을 용이하게 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료 혼합물과 같은 일부 음료 매체가 희망하는 결과를 달성하기 위해서 보다 큰 진폭 또는 다른 보다 강력한 운동을 필요로 할 수 있을 것인 반면, 다른 찻잎과 같은 음료 매체가 희망 결과를 달성하기 위해서 극히 적은 운동을 필요로 하거나 운동을 필요로 하지 않을 수 있을 것이다. 따라서, 음료 혼합을 가지는 용기의 경우에, 하나의 타입의 운동 생성 삽입체가 용기 내에 배치될 수 있을 것인 반면, 상이한 타입의 음료 매체를 가지는 용기의 경우에, 다른 타입의 운동 생성 삽입체가 용기 내에 배치될 수 있을 것이다(또는 삽입체를 가지지 않을 수 있을 것이다).
도 30 및 31은 도 24와 유사하게 교반기(11a)가 용기(12) 내로 수용되는 다른 예시적인 배열을 도시한다. 이러한 실시예에서, 교반기(11a)는 요홈부 결합 부분들(112) 사이의 스크레이퍼 부분(111)을 포함한다. 도 30에 도시된 바와 같이, 요홈부 결합 부분(112)이 용기(12)의 요홈부(11) 위에 피팅되고 결합된다. 결과적으로, 용기(12)의 운동이 교반기(11a)로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 스크레이퍼 부분(111)이 요홈부 결합 부분(112)과 적어도 약간 독립적으로 이동할 수 있고, 그에 따라 스크레이퍼 부분(111)의 가장 하단 부분이 용기(12)의 하단부(16) 근처의 재료를 스크레이프, 접촉 또는 달리 교반할 수 있을 것이다. 이러한 배열은, 예를 들어, 용기(12)의 하단부 근처의 음료 매체가 완전히 용해되도록 또는 용기(12) 내의 물 또는 다른 액체와 달리 적절하게 상호작용하도록 보장하는데 도움을 주고자 할 때, 유용할 수 있을 것이다. 일부 경우에서, 교반기(11a)가 스크레이퍼 부분(111)의 공진 주파수로 여기될 수 있고, 그에 따라 스크레이퍼 부분(111)이 용기(12) 및/또는 요홈부 결합 부분(112)과 같은 교반기(11a)의 다른 부분에 대해서 증강된 진폭으로 이동할 수 있을 것이다.
상기 몇몇 실시예가 하단부(16)에 대체로 수직인 축 주위의 카트리지 용기(12)의 운동과 관련하여 설명되었지만, 운동 생성 구조물이 음료 매체의 적합한 운동을 유발할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 도 32 및 33은, 예를 들어, 도 24와 유사한 카트리지 용기(12)가 확장 방식으로 이동될 수 있는 방식을 도시하고, 그에 따라 용기 측벽(17)의 대향 부분들의 하나의 쌍이 서로를 향해서 이동하고, 측벽(17)의 대향 부분들의 다른 쌍이 서로로부터 멀리 이동하고, 그리고 그 반대가 될 수 있다. 그에 따라, 일부 실시예에서 약간이 될 수 있지만, 용기(12)의 형상을 변화시키기 위해서, 용기 측벽(17)이 발진할 수 있을 것이다. 그러한 운동은, 일부 교반기 또는 다른 운동 생성 구조물 배열이 용기(12) 내의 재료의 운동을 유발하게 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 32 및 33에 도시된 것과 유사한 확장 운동에 응답하여 용기 하단부(16)에 대해서 스크레이퍼 부분(111)이 운동하도록, 도 30 및 31의 교반기(11a)가 배열될 수 있을 것이다. 물론, 다른 운동 생성 구조물이 도 32 및 33에 도시된 것과 유사한 확장 진동과 함께, 또는 도 32 및 33과 유사한 수평 치수에 반대로, 또는 그에 부가하여, 도 24와 유사한 용기(12)가 수직 치수적으로 발진하는 것과 같은 다른 확장 진동과 함께 이용될 수 있을 것이다. 도 34 및 35는, 카트리지 용기(12) 내의 운동 생성 구조물이 용기(12)의 일 측부로부터 다른 측부로 연장하는 가요성 비임(11)을 포함하는 다른 배열의 개략도를 도시한다. 용기(12)가 수평 치수적으로 확장 운동됨에 따라, 비임(11)이 대체적으로 직선인 배열 또는 다른 시작 배열과 휘어진 또는 달리 변위된 배열 사이에서 교번적이 될 수 있을 것이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 비임(11)의 운동이 동작되어 용기(12) 내의 재료를 혼합하거나 달리 운동을 유발할 수 있을 것이다.
도 36 및 37은 도 34 및 35에 도시된 것과 다소 유사한 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 교반기는 구동 비임(11a) 및 패들(11b)을 포함한다. 구동 비임(11a)은 용기(12)를 교차하여 연장하나, 도 34의 배열과 달리, 구동 비임(11a)이 "Z" 형상을 가지며, 그에 따라 2개의 길고 대체로 직선형인 레그(leg)가 용기(12)의 중심 근처에서 서로로부터 오프셋되고 그리고 짧은 레그에 의해서 함께 접합된다. 패들(11b)이 짧은 레그에 연결되고, 그에 따라 2개의 레그가 서로를 향해서 그리고 서로로부터 멀리 운동되고, 짧은 레그 및 부착된 패들(11b)이 대체적으로 수직인 축 주위로 회전한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 확장 진동의 진폭, 짧은 레그의 길이, 패들 및/또는 다른 특징부의 크기가 용기(12) 내의 희망 운동을 유발하도록 적절히 배열될 수 있을 것이다.
전술한 많은 실시예에서, 운동 생성 구조물이 용기(12) 내에 전체적으로 수용될 수 있지만, 발명의 하나의 양태에서, 운동 생성 구조물이 용기의 내부 공간 내의 제 1 부분 및 내부 공간 외측의 제 2 부분을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 배열은 구동 시스템이 운동 생성 구조물의 제 2 부분과 직접적으로 접촉하는 것을 허용하며, 구동 시스템의 운동이 제 1 부분으로 전달되는 것을 허용할 것이다. 그러한 배열은, 구동 시스템으로부터 카트리지 내의 운동 생성 구조물로의 운동이 보다 효율적으로 전달될 수 있게 할 수 있을 것이다. 도 38은, 운동 생성 구조물, 예를 들어 교반기가 용기(12) 내의 제 1 부분(11a) 및 용기(12) 외측의 제 2 부분(11b)을 포함하는, 일 실시예의 사시도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 교반기의 제 1 부분(11a)은, 제 2 부분(11b)을 운동시키는 구동 시스템에 의해서 상하로(화살표들로 도시된 바와 같음), 옆으로, 또는 다른 방식으로 운동될 수 있는 "스푼" 타입의 형상을 포함한다. 이러한 배열에서, 제 1 부분(11a)이 필터(30)에 의해서 형성된 공간 내에 위치되나, 필터(30)를 포함하지 않는 것과 같은 다른 배열도 가능하다. 도 39의 다른 실시예에서, 제 1 부분(11a)은, 필터(30)의 주연부 주위로 연장하는 링 또는 후프 형상을 포함한다. 그에 따라, 제 2 부분(11b)이 운동될 때, 제 1 부분(11a)이 필터(30)와 결합되어 필터(30)를 운동시킬 수 있고, 예를 들어 필터 내부의 음료 매체를 운동시킬 수 있다. 도 40의 다른 예시적인 실시예에서, 운동 생성 구조물의 제 1 부분(11a)이, 또한, 예를 들어, 복수의 적절한 크기의, 형상의 그리고 배열의 홀을 컵 내에 포함하는 필터(30)로서 기능할 수 있을 것이다. 그 대신에, 제 1 부분(11a)이, 예를 들어, 카트리지 내의 액체 및/또는 다른 재료의 유동을 서행시키고, 확산시키고 또는 달리 변경하는, 유동 전환부로서 기능할 수 있을 것이다. 도 41에 도시된 다른 실시예에서, 교반기의 제 1 부분(11a)이, 예를 들어, 용기 내의 음료 매체 또는 다른 구성요소의 에멀전화 또는 다른 처리를 돕기 위해서, 복수의 링 또는 다른 오리피스를 포함할 수 있을 것이다. 도 42는 또한, 혼합을 위해서, 음료 매체의 습윤 및/또는 다른 기능을 돕기 위해서 이용될 수 있는 3개(또는 그 초과)의 "핑거" 또는 다른 요소를 포함하는 또 다른 실시예를 도시한다. 도 43은, 제 1 부분이 내측으로 연장하는 핀을 가지는 링을 포함하는 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 제 1 부분(11a)의 발진 운동은 (화살표로 도시된 바와 같이) 핀을 전후로 진동시킬 것이다. 임의 실시예에서와 같이, 운동 생성 구조물이 구동되어, 구조물의 하나 이상의 부분이 공진 주파수의 진동을 유발하게 할 수 있고, 그러한 진동은 운동 생성 구조물의 효과를 증폭 또는 달리 증강시킬 수 있을 것이다.
도 44는 카트리지 내부 공간 내의 제 1 부분(11a), 및 내부 공간 외측으로 연장하는 부분(11b)의 쌍을 포함하는 운동 생성 구조물의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 배열은, 구동 시스템이 운동 생성 구조물의 양 부분(11b)과 결합할 수 있게 허용할 수 있고, 이는 구동 시스템이 제 1 부분(11a), 예를 들어, 운동 생성 구조물의 가장 낮은 하단 부분의 운동을 보다 효과적으로 또는 달리 효과적으로 유발하도록 허용할 수 있을 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 부분(11a)의 "V" 형상의 측부가 주름가공되어 운동 생성 구조물의 이러한 부분에 대한 부가적인 경직성(stiffness)을 제공한다. 예를 들어, 도 45는, "V"의 의존(depending) 측부가 주름가공되지 않은 점이 상이한, 운동 생성 구조물에 대한 유사한 배열을 도시한다. 테스팅으로부터, 도 44 실시예의 "V" 측부들 사이의 가장 하부의 편평한 부분이 운동이 도 45 실시예의 상응하는 편평한 부분 보다 3배까지 운동한다는 것을 발견하였다. 주름으로 인한 도 45 실시예의 "V" 측부의 높은 경직성이 이러한 결과를 제공하는 것으로 믿어진다. 예를 들어, "V" 측부들 사이의 영역에서, 내부 공간 내의 "V" 측부에 의해서 생성된 음향 에너지를 포커스하도록, 제 1 부분(11a)이 배열될 수 있을 것이다. 이는, 액체의 공동화를 충분히 유발할 수 있는, 비교적 큰 에너지의 포커스 구역을 생성하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 도 45의 실시예에서, 내부 공간 내의 음향 에너지를 높이는데 도움을 주기 위해서 및/또는 에너지의 포커스 구역을 생성 또는 유지하는데 도움을 주기 위해서, 반사부(11c)가 제공될 수 있을 것이다.
본 발명의 양태에 따른 카트리지는 임의의 적절한 음료 기계와 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 46은 차, 커피, 다른 주입-방식의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성되는 음료, 핫 또는 콜드 드링크 등의 임의의 적절한 음료를 형성하는 데 사용될 수 있는 음료 형성 장치(100)의 사시도이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 이 장치(100)는 사용자가 이 장치(100)의 다양한 특징부를 제어하도록 동작될 수 있는 사용자 인터페이스(8)를 갖는 외부 프레임 또는 하우징(6)을 포함한다. 음료 카트리지(10)가 이러한 장치(100)에 제공되어 존재한다면 드립 트레이(9) 또는 다른 지지부 상에 위치되는 컵 또는 다른 적절한 리셉터클 내로 축적되는 음료를 형성하는 데 사용될 수 있다. 카트리지(10)는 음료 형성 장치(100)의 제 1 및 제 2 부분(3, 4)에 의해 한정되는 카트리지 수용 부분 내에 수동으로 또는 자동으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 핸들(5)을 들어올림으로써, 사용자는 카트리지(10)가 위치될 수 있는 적절하게 성형된 영역을 노출시키도록 개방 위치로 제 1 및 제 2 부분(3, 4)을 이동시킬 수 있다. 카트리지(10)를 위치시킨 후에, 핸들(5) 또는 다른 작동기가 (도 46에 도시된) 폐쇄 위치로 제 1 및 제 2 부분(3, 4)을 이동시키도록 수동 또는 자동 방식으로 이동될 수 있고, 그에 의해 브루잉 챔버 내에 카트리지(10)를 적어도 부분적으로 포위한다. 그러나, 이 장치(100)가 카트리지(10)를 수용 또는 사용하는 방식은 본 발명의 양태에 중요하지 않으므로, 카트리지(10)가 이러한 장치(100)에 의해 임의의 적절한 방식으로 수용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
카트리지(10)가 일단 수용되면, 음료 형성 장치(100)는 음료를 형성하는 데 있어서 카트리지(10)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 또는 제 2 부분(3, 4)과 커플링되는 1개 이상의 입구 바늘(50)(도 3 또는 도 4)이 카트리지(10) 내로 가열된 물 또는 다른 액체를 주입하도록 카트리지(10)를 천공할 수 있다. 발명의 하나의 양태에서, 카트리지 내의 음료 매체, 액체 또는 다른 구성요소의 음파 여기가 카트리지 내로의 액체의 맥동적인(pulsatile) 도입과 함께 이용될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 음파-유도형 운동과 함께, 카트리지 내로의 액체의 펄스형 유동이 분말형 재료와 같은 음료 매체의 용해에 도움을 주는데 매우 효과적이라는 것을 발견하였다. 펄스형 유동은, 각각의 간헐적인 액체 도입에 대해서 전체 음료의 1% 또는 그 초과의 부피로 매초마다 카트리지 내로 액체를 한차례 이상 도입하는 것(예를 들어, 약 3-5 ml의 부피를 가지는 물의 슬러그(slug)가 매초 마다 도입되어 300 ml 음료를 형성할 수 있을 것이다)과 같이, 임의의 적합한 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 음료 매체의 운동을 유발하는 것을 돕기 위해서, 액체의 개별적인 슬러그가 제트로 또는 다른 상대적인 고속 방식으로 도입될 수 있을 것이다. 제 1 또는 제 2 부분(3, 4)은 형성된 음료가 카트리지(10)로부터 배출되게 하도록 출구측에서 (필요에 따라) 카트리지(10)를 관통 또는 천공시키는 1 개 이상의 출구 바늘 또는 다른 요소(52)를 또한 포함할 수 있을 것이다. 입구 및 출구가 도 3에 도시된 덮개(38) 등의 카트리지(10)의 동일한 측면에 제공된다면, 카트리지(10)는 덮개(38)가 하단부(16) 아래에 있도록(예를 들어, 덮개(38)가 대체적으로 하향 대면하는 상태) 음료 형성 중에 배향될 수 있거나, 음료가 카트리지(10)로부터 적절하게 제거될 수 있도록 달리 배향될 수 있을 것이다.
도 47은 도 46에서의 것과 같은 하나의 예시적인 실시예에서의 음료 형성 장치(100) 내에 포함되는 다양한 구성요소의 개략적인 블록도이다. 음료 형성 장치(100)는 다양하게 상이한 방식으로 구성될 수 있고, 그에 따라 본 발명의 양태는 단지 하나의 종류의 음료 형성 장치와 관련되는 것으로서 좁게 해석되지 않아야 한다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 저장 탱크(110)로부터의 물 또는 다른 액체가 계량 탱크 또는 챔버(118)로 펌프 도관(115)을 거쳐 액체를 펌핑하는 (원심 펌프, 피스톤 펌프, 솔레노이드 펌프와 같은) 펌프(112)로 공급 도관(111)을 거쳐 제공될 수 있다. 물 펌프(112) 그리고 이 장치(100)의 다른 구성요소의 동작은 예를 들어 적절한 소프트웨어 또는 다른 조작 명령, (소프트웨어 및/또는 다른 조작 명령을 저장할 수 있는 비-순간 저장 매체를 포함하는) 1개 이상의 메모리, 온도 및 액체 준위 센서, 압력 센서, 입력/출력 인터페이스, 통신 버스 또는 다른 링크, 디스플레이, 스위치, 릴레이, 트라이액(triac), 또는 요구된 입력/출력 또는 다른 기능을 수행하는 데 필요한 다른 구성요소와 함께 다른 프로그래밍된 프로세서 및/또는 다른 데이터 처리 장치를 포함하는 제어기(130)에 의해 제어될 수 있다. 계량 탱크(118)는 소정 시간 동안 펌프(112)를 가동하는 것, 전도성 프로브 센서 또는 용량성 센서를 사용하여 계량 탱크(118) 내의 수위를 감지하는 것, 액체가 탱크를 충진할 때에 계량 탱크(118) 내의 압력 상승을 검출하는 것 또는 임의의 다른 가능한 기술을 사용하는 것 등의 임의의 적절한 기술에 의해 요구량의 액체로써 충진될 수 있다. 예를 들어, 제어기(130)는 압력 센서가 물이 계량 탱크(118)의 상부에 도달된 것을 나타내는 압력 상승을 검출할 때에 계량 탱크(118)가 완전히 충진된 것을 검출할 수 있다. 탱크 내의 물은 그 동작이 온도 센서로부터의 입력 또는 다른 적절한 입력을 사용하여 제어기(130)에 의해 제어되는 요구에 따라 가열 요소(123)에 의해서 가열될 수 있다. 계량 탱크(118) 내의 물은 브루잉 챔버(120) 또는 다른 음료 형성 스테이션으로 계량 탱크 도관(119)을 거쳐 분배될 수 있다. 브루잉 챔버(120)는 예를 들어 카트리지(10) 내에 수용되는 분쇄커피, 차, 향료 첨가 드링크 믹스 또는 다른 물질 등의 임의의 음료 제조 구성요소를 포함할 수 있다. 액체는, 그러한 액체가 튜브(117) 외부로 그리고 계량 탱크 도관(119) 내로 배출되게 하는 공기 펌프(121)에 의해 제공되는 공기로써 계량 탱크를 가압함으로써 계량 탱크(118)로부터 배출될 수 있다. 계량 탱크(118)로부터의 분배의 완료는 계량 탱크(118) 내의 압력 강하를 검출하는 것, 계량 탱크(118) 내의 물 준위 변화를 검출하는 것, 유량계의 사용 또는 임의의 다른 가능한 기술을 사용하는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 검출될 수 있다. 대안적으로, 액체는, 펌프(112)가 탱크(118) 내로 추가의 액체를 강제 주입시키도록 동작시킴으로써 계량 탱크(118)로부터 배출될 수 있고, 그에 의해 탱크(118) 외부로 그리고 브루잉 챔버로 물을 이동시킨다. 유동 센서 또는 다른 적절한 장치가 탱크(118)로 전달된 액체의 양을, 그에 따라 브루잉 챔버로 전달된 액체의 양을 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 대안적으로, 펌프(12)는 알려진 체적의 액체가 펌프(112)로부터 탱크(118)로 전달되게 할 수 있고 그에 의해 동일하게 알려진 체적이 브루잉 챔버(120)로 전달되게 할 수 있는 피스톤-형태 또는 계량 펌프일 수 있을 것이다. 액체는 임의의 적절한 압력 예를 들어 1-2 psi 이상으로 카트리지(10) 내로 도입될 수 있을 것이다.
음료 형성 장치(100)는 음료 형성 중에 카트리지(10)와 상호 작용하는 1개 이상의 음파 방출기(53)를 또한 포함할 수 있을 것이다. 음파 방출기(53)는 브루잉 챔버(120) 내의 카트리지(10)와 접촉되거나 그에 대한 적절한 위치로 이동되도록 이동 가능할 수 있거나, 카트리지(10)가 방출기(53)에 대한 적절한 위치로 이동된 상태로 정지적일 수 있을 것이다. 음파 방출기(53)는 초음파 변환기로서 기능하는 1개 이상의 압전 요소, 초음파 에너지를 생성하는 (스피커 구동기와 같은) 전자기 장치, (10 HZ 내지 100 kHz 또는 그 초과의 적절한 주파수로 진동되게 하는 모터 구동식 로드 또는 다른 구성요소와 같은) 음파 에너지를 생성하는 기계 장치 등의 임의의 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 음파 방출기(53)는 고무 개스킷, 수조 또는 카트리지(10)에 음향 에너지 또는 다른 진동 에너지를 커플링시키는 것을 돕는 다른 요소와 같은 1개 이상의 음향 결합 구성요소를 또한 포함할 수 있을 것이다. 제어기(130)는 음파 방출기(53)가 음파 에너지를 방출하게 하는 적절한 제어 또는 구동기 회로를 또한 포함할 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 음파 방출기(53)는 Qsonica, LLC 로부터 제조 및 구매되는 P-1 마이크로프로브를 갖는 CML-4 의 프로브 재원을 갖는 모델 XL-2000 과 같은 초음파 진동 변환기를 포함할 수 있다. 이러한 초음파 변환기는 약 22㎑의 주파수로 동작된다.
음료 형성 장치(예를 들어, 제어기(130))가 RFID 태그, 또는 카트리지나 카트리지의 타입을 식별하고 그리고 카트리지나 카트리지의 타입을 기초로 장치 동작(예를 들어, 음파 방출기(53), 물 온도, 물 부피, 등의 동작)을 제어하기에 적합한 다른 배열을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지가 RFID 태그, 바코드, 알파뉴메릭(alphanumeric) 문자, 색채 코드, 또는 제어기(130)가 판독하거나 달리 식별할 수 있는 다른 기계 판독가능 표지를 포함할 수 있을 것이다. 표지(일련 버노, 알파뉴메릭 문자 스트링, 카트리지 내의 음료 매체의 명칭 또는 타입, 카트리지를 이용하여 형성하고자 하는 음료의 타입 등을 포함할 수 있을 것이다)를 기초로, 제어기(130)가 장치 동작을 변경하여 생산되는 음료의 타입을 조정할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 그러한 표지는, 음파 방출기 또는 다른 구동 시스템이 카트리지로 음파 에너지를 도입하기 위해서 동작되어야 하는지의 여부, 및 그 정도를 결정하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 일부 음료 타입이 음료 형성을 위한 음파-에너지 유도형 운동을 많이 또는 적게 필요로 할 수 있을 것이고(또는 필요로 하지 않을 수 있을 것이고), 그리고 제어기(130)는 그에 따라 음파 방출기(53)를 동작시킬 수 있을 것이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 상이한 크기의, 형상의, 또는 달리 구성된 운동 생성 구조물을 상이한 타입의 카트리지에 대해서 제공함으로써, 카트리지가 음료 매체 등의 상이한 음파 여기를 수용하도록 제조될 수 있을 것이다. 그에 따라, 일부 실시예에서, 음파 방출기(53)가 항상 동일한 방식으로 동작할 수 있을 것이나, 음파-유도된 운동이 카트리지 내부로 제공되는지에 여부에 대한 제어는 카트리지와 연관된 운동 생성 구조물의 존재, 부재 또는 다른 특성에 의해서 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지 내부에서 진동 운동이 요구되지 않는 경우의 실시예에서, 운동 생성 구조물이 제공되지 않는다. 진동 운동이 요구되는 다른 실시예에서, 음파 에너지를 내부 공간으로 전달하기 위해서 음파 방출기와 커플링되는 운동 생성 구조물이 제공될 수 있을 것이다. 그러나, 양자의 경우에, 양 타입의 카트리지를 이용할 때, 음파 방출기가 동일한 방식으로 동작될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 양태에서, 카트리지 및 음파 에너지를 사용하여 음료를 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 관점에서, 일부의 실시예는 이하의 장점 즉 (1) 음료를 형성하는 속도를 증가시키는 것, (2) 음료의 세기를 증가시키는 것, (3) 상이한 품질의 음료를 생성하는 것, (4) 브루잉 중에 음료 재료의 브루잉 정도를 증가시키는 것, 및/또는 (5) 주어진 용도에서 이용 불가능할 수도 있었던 음료 매체의 이용을 가능하게 하는 것(예를 들어, 음파-유도된 운동의 부재시에, 카트리지 내로 도입된 액체 내로 완전히 용해되지 않을 것으로 예측되는 미세 분말형 재료의 이용을 허용한다) 중 하나 이상을 제공할 수 있을 것이다. 도 48에 도시된 하나의 실시예에서, 음료를 형성하는 방법은 단계(S10)에서 음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체를 포함할 수 있다. 위에서 논의된 것과 같이, 카트리지는 임의의 다양한 형태를 취할 수 있고, 예를 들어 투과성 또는 불투과성일 수 있거나, 사셰, 포드 또는 다른 형태를 취할 수 있거나, 비교적 강성의 및/또는 가요성의 요소를 포함할 수 있거나, 특정한 형상을 유지하거나 형상이 없도록 배열될 수 있거나, 필터를 포함하거나 포함하지 않을 수 있거나, 필터가 포함되는 경우에, 필터는 (많은 음료 포드에서의 것과 같이) 카트리지의 내부 공간 내에 및/또는 카트리지 외부에 위치될 수 있고, 기타 등등을 취할 수 있을 것이다.
일부의 실시예에서, 카트리지는 용기에 부착되거나 달리 연관되고 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외측에 위치되는 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 진동 또는 음파 에너지를 전달하도록 배열되는 음파 수용부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 음향 순응 부분이 카트리지의 내부 공간 내로 요구되는 주파수 및/또는 세기를 갖는 음파 에너지를 도입시키도록 음파 에너지에 대한 노출에 따라 진동되도록 배열되는 음향 순응 부분을 포함할 수 있다. 음향 순응 부분은 음향 순응 부분이 요구에 따라 동작되게 하는 물리적 구조, 재료 조성 또는 배열, 또는 다른 특징부를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 카트리지의 음파 수용부는 카트리지의 측벽, 하단부, 덮개 또는 다른 부분 등의 용기의 일부 내의 노치, 홈, 리세스 또는 다른 오목부를 포함할 수 있다. (카트리지가 하단부, 측벽 및/또는 덮개를 포함할 필요는 없다는 것이 이해되어야 한다. 구형으로 성형된 용기 등의 일부의 실시예는 예를 들어 한정된 하단부 또는 덮개를 갖지 않을 수 있다.) 카트리지의 적어도 일부를 구동 시스템과 커플링시키기 위해서, 노치, 홈, 등이 음파 방출기 또는 다른 진동 구동 시스템과 결합할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 음파 수용부는 음파 방출기에 의해 수용되는 돌출부 또는 다른 부분을 포함할 수 있고, 예를 들어 용기의 일부가 음파 방출기의 홀, 리세스 또는 다른 오목부 내로 수용될 수 있다. 음파 수용부는 음파 방출기에 의해 방출되는 음향 에너지에 투과적이거나 또는 실질적으로 투과적일 수 있고, 그에 의해 음파 방출기가 카트리지 내로 직접적으로 음파 에너지를 도입하도록 허용한다. 다른 배열에서, 음파 수용부가 음파 에너지를 카트리지의 내부 공간 내로 전달할 수 있을 것이다.
단계(S20)에서, 액체가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 물, 여과되고 탄산 첨가된 또는 달리 처리된 물, 우유, 주스, 커피 추출물 등의 임의의 적절한 액체가 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 액체의 도입은 예를 들어 바늘로써 용기를 천공시키고 폐쇄된 내부 공간 내로 액체를 주입하는 방식과 같은 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 가압된 액체가 하나 이상의 개구부가 형성되게 하여 액체를 수용하도록 카트리지 용기의 외부에 가해질 수 있다. 다른 실시예에서, 액체는 예를 들어 카트리지의 덮개가 물이 카트리지 내로 부어지게 하도록 제거된 곳에서 카트리지 내로 단순하게 부어질 수 있다. 액체는 소정 압력 예를 들어 1-2 psi 이상으로 도입될 수 있고, 임의의 적절한 유동 속도로 그리고 액체 내에 수반되는 공기 기포, 액체 내에 현탁되는 고체 물질 등의 임의의 다른 적절한 물질과 함께 도입될 수 있다.
단계(S30)에서, 폐쇄된 내부 공간 내로 도입된 액체가 카트리지 내에 존재하는 동안에, 음파 에너지가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 음파 에너지는 카트리지 내로 초음파 방출 프로브를 삽입하는 방식, 카트리지의 음파 수용부와 접촉되거나 그 근처에 적절하게 음파 방출기를 위치시키는 방식 등을 포함하는 위에서 설명된 방식들 중 임의의 방식으로 도입될 수 있다. 음파 에너지는 용기를 통해 직접적으로 전달될 수 있거나, 또는 음파 에너지에 대한 노출에 응답하여 진동하고 그리고 진동에 의해서 음파 에너지를 내부 공간 내로 도입하는 카트리지의 음향 순응 부분에 의해서 도입될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 음파 방출기는, 카트리지 내의 운동 생성 구조물의 운동이 폐쇄된 내부 공간 내의 음료 매체의 운동을 유발하게 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 진동 구동 시스템이 카트리지의 일부를 운동시키고, 이는 운동 생성 구조물이 카트리지의 내부 공간 내에서 운동하도록 유도하고, 그에 의해서 음료 매체, 내부 공간 내의 액체, 카트리지 내의 필터, 등의 운동을 유도한다.
단계(S40)에서, 음료가 음료 매체와 액체 및 음파 에너지의 동시 상호 작용에 의해 형성될 수 있다. 이러한 단계는 음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 재료가 카트리지 내의 필터를 통과하게 하는 특징과 같은 다양한 여러 가지 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 음료는 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 수준의 용해 및/또는 현탁 재료로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 음료는 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 총 용해 고체의 수준 및/또는 탁도를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 음료를 형성하는 단계는 음파 에너지에 내부 공간을 노출시킴으로써 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 공간 내로 액체를 도입시키는 단계는 전형적으로 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발할 것이지만, 카트리지 내로 도입된 음파 에너지는 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 추가의 유동 또는 다른 운동을 유발할 수 있을 것이다. 이러한 추가의 운동은 음료 매체 내에 재료를 용해시키는 것을 도울 수 있고 및/또는 음료 매체로부터의 재료의 더 빠르거나 더 효율적인 브루잉을 유발하는데 도움이 될 수 있을 것이다.
발명자는 이하의 실험을 실시하였다. 이러한 실험은 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니고, 오히려 여기에서 설명되고 청구된 발명의 양태의 일부에 대한 뒷받침을 제공한다.
예 1:
카페인을 제거한 아라비카 매체 로스트 및 분쇄 커피의 18 K-컵 브랜드 카트리지가 상표명 "Breakfast Blend Decaf" 하에서 Green Mountain Coffee Roasters, Inc.(GMCR)에 의해 판매되는 표준형 판매-제품으로부터 획득되었다. 카트리지 중 9개가 GMCR에 의해 또한 판매되는 "Platinum" 싱글 컵 커피 브루어에서 8 온스 설정으로 192℉ 물 온도에서 브루잉되었다. 이러한 9개의 브루잉된 샘플이 "대조군(control)"이다.
다음의 9개의 샘플이 또한 Platinum 브루잉기에서 브루잉되었지만, 외부적으로-인가된 음파 에너지가 적용되었다. 브루잉 중에 에너지를 인가하기 위해, 브루잉기는 카트리지의 측벽이 노출되도록 카트리지 브루잉 챔버를 포위하는 플라스틱 하우징을 제거함으로써 변형되었다. Philips에 의해 제조되는 "Sonicare Toothbrush"가 소매점의 표준형 판매-제품으로부터 획득되었다. 칫솔은 브러시 헤드가 제 위치에 있는 상태로 조립되었다. 브루잉 중에, (브리슬이 아닌) 브러시의 헤드의 후방부가 카트리지의 노출된 벽에 가압되었고, 전원이 "온"으로 전환되었다. 이러한 경우에, 카트리지 내에는 노치 또는 다른 오목부가 없었다. 음파진동 헤드는 전체의 브루잉 사이클 중에 카트리지에 대해 가압된 상태로 유지되었다. 카트리지의 벽은 단순하게 손가락으로써 만져 진동을 감지함으로써 확인되는 것과 같이 브러시 헤드의 음파 진동의 작용으로 인해 진동되었다. 9개의 음파-브루잉 샘플은 "실험군(test)"이다.
대조군 및 시험군의 브루잉된 커피 샘플의 양쪽 모두가 "NTU" 단위로 탁도 측정에 대해 분석되었다. "NTU" 단위는 Nephelometric Turbidity Unit이다. 이들은 Hach Company로부터 이용 가능한 HACH 모델 2100N 탁도계를 사용하여 측정되었다. NTU 수치는 커피를 브루잉하고 약 5분 후에 커피에 대해 측정되었다.
NTU 측정의 결과는 다음과 같다:
대조군: 37.7, 32.8, 34.4, 39.4, 31.2, 33.8, 34.0, 47.0, 31.3
실험군: 63.9, 62.1, 49.5, 46.9, 41.8, 59.8, 57.3, 66.7, 54.7
대조군 중간값(mean): 35.7
실험군 중간값: 55.9
커피는 음파 출력이 외부적으로 가해짐에 따라 더 탁해진다는 것이 커피 기술 분야의 당업자에 의해 인지될 것이다. 증가된 탁도는 증가된 커피 강도의 지표이고, 현탁된 고체, 오일 그리고 다른 "콜로이드" 물질에 의해서 유발될 수 있다는 것이 커피 기술 분야의 당업자에 의해 인식될 것이다. 놀랍게도, 음파 에너지의 인가가, 콜로이드 물질이 종이 커피 필터 등의 커피 필터를 통과할 수 있는 능력을 향상시킨 것처럼 보인다. 발명자는, 콜로이드 물질을 방출하고 필터를 통과시키기 위해서, 음파 에너지가 콜로이드 물질을 변형시키고(modify) 및/또는 음료 재료를 교반하였다는 것을 가정할 수 있다.
예 2:
약 12 g의 다크 로스트 및 분쇄 커피를 포함하는 6 K-컵 브랜드 카트리지의 각각이 Green Mountain Coffee Roasters, Inc. (GMCR)에 의해 판매되는 표준형 판매-제품으로부터 획득되었고, Keurig, Incorporated에 의해 판매되는 "B80" 커피 브루어에서 8 온스 설정으로 192℉ 물 온도에서 브루잉되었다. 브루잉 중에, Qsonica, LLC 로부터 제조 및 획득되는 P-1 마이크로프로브를 갖는 CML-4의 프로브 재원을 갖는 "초음파 발생 장치" Model XL-2000 모델의 형태로 된 음파 방출기가 각각의 카트리지의 덮개를 통해 그리고 약 0.25 인치만큼 내부 공간 내로 삽입되었다. 모든 전력 레벨에 대한 총 브루잉 시간은 약 35초였다. 음파 에너지는 물 유동이 개시되고 약 5초 후에 시작하여 인가되었고, 그 다음에 35초 기간의 종료 시에 즉시 정지되었다. 각각의 카트리지는 초음파 발생 장치로 상이한 출력 레벨 즉 0, 5, 7, 11, 15 및 40 W가 인가되는 동안 브루잉되었다. 그 결과로서 생긴 커피 용액의 탁도 측정("NTU" 단위)은 커피를 브루잉 후 약 5분에 Hach Company 로부터 이용 가능한 HACH 모델 2100N 탁도계를 사용하여 측정되었다. "총 용해 고체(Total Dissolved Solid; TDS)" 측정이 또한 동일한 브루잉 커피 샘플에 대해 수행되었다. 이들 측정은 또한 Myron L Company로부터 이용 가능한 모델 Ultrameter II 6PII CE를 사용하여 커피를 브루잉하고 약 5분 후에 수행되었다. 6개의 카트리지에 대한 NTU 및 TDS 측정의 결과는 다음과 같다:
NTU: 70, 140, 210, 290, 350, 410
TDS: 1.130, 1.110, 1.125, 1.112, 1.122, 1.190
와트: 0, 5, 7, 11. 15, 40
커피 기술 당업자는, 음파 출력이 증가됨에 따라 커피가 더 탁해진다는 것을 인지할 것이다. 커피 기술 당업자는, 증가된 탁도는 증가된 커피 강도의 지표이고, 현탁된 고체, 오일 그리고 다른 "콜로이드" 물질에 의해 유발될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 음파 에너지가 인가된 상태로 브루잉된 커피는 음파 출력이 인가되지 않은 커피에 비해 강한 맛이 나고, 이러한 음파 에너지가 인가될 때에 더 강한 맛이 난다는 것이 밝혀졌다. 놀랍게도, 음파 에너지의 인가는 콜로이드 물질이 종이 커피 필터 등의 커피 필터를 통과할 수 있는 능력을 향상시킨 것처럼 보인다. 커피 기술 당업자는, 종이-여과 커피는 이러한 콜로이드 또는 탁도-유발 물질의 부족으로 인해 약한 맛을 경험할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 발명자는, 음파 에너지가 콜로이드 물질을 방출하여 필터를 통과시키도록 콜로이드 물질을 변경하고 및/또는 음료 재료를 교반하였을 수 있다는 것으로 생각한다.
TDS에 대해, 40 내지 45 W의 최고 전력 설정에서, 전력이 인가되지 않을 때의 1.130% 용해 고체에 대비하여 용해된 고체의 극적인 증가(1.190% 용해된 고체)가 성취되었다. 놀랍게도, 더 낮은 수준의 용해된 고체가 20 W 이하의 출력 설정에서 성취되었다. (카트리지로부터 덮개를 벗겨냄으로써) 음파 브루잉 후의 커피 분쇄물의 베드(bed)의 시각적 검사로부터, 채널 또는 터널이 베드를 통해 형성되고 프로브의 팁으로부터 방출되는 음파 에너지에 의해 유발될 가능성이 높다는 것을 확인하였다. 발명자는, 개방된 채널 또는 터널은, 물의 일부가 커피의 베드를 더 빠르게 통과하도록 하고 그에 따라 용해된 고체의 전체적인 추출 효율을 저하시키는 것으로 생각한다. 그러나, 용해된 고체의 추출 효율의 저하가 관찰되었지만, 탁도에 영향을 미치는 물질의 추출/현탁은 관찰되지 않았고, 이것은 전적으로 예측되지 않는 결과이다.
예 3
Keurig, Incorporated에 의해서 판매되는 "Platinum" 단일 컵 커피 브루어를 이용하여, 몇 가지 상이한 타입의 음료 매체를 이용하여 음료를 브루잉하였다. 각각의 카트리지가 절두 원뿔형 컵 용기, 호일 라미네이트 덮개, 및 일부 음료 타입의 경우에, 카트리지의 상단부 테두리 근처에 부착된 필터와 함께 배열되었다. 브루어를 변경하여, 단순한 링키지에 의한 라우드스피커(즉 보이스 코일 액추에이터)의 원뿔체에 대한 부착을 위한 브루어 외측의 카트리지 수용부/브루잉 챔버를 이동시켰다. 라우드스피커가 증폭기를 통해서 단일 발생기에 의해서 구동되었고, 그에 따라 카트리지 및 수용부가 주파수 및 진폭 범위로 진동되게 하였다. 라우드스피커 및 링키지의 상이한 구성으로, 카트리지 및 수용부가 수평 축 상에서, 수직 축 상에서, 또는 수직 축 주위의 회전 방식으로 진동될 수 있을 것이다.
대략적으로 일정한 압력의 유동을 제공하도록 브루어가 디자인된다. 대부분의 음료 타입의 경우에 8 온스의 물의 부피가 약 35초 내에 카트리지를 통해서 전달된다. 일부 실험에서, 카트리지를 진동시키는 것이 카트리지 내의 유동에 대한 저항 증가를 초래할 수 있다는 것을 발견하였고, 이는 미세 입자로 카트리지 필터가 충진되는 것에 기인할 수 있을 것이다. 이는, 브루어가 감소된 유량으로 물을 전달하는 결과를 초래할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 일정한 유량을 보장하기 위해서, 연동(peristaltic) 펌프가 브루어로부터 카트리지 수용부의 입구까지 튜빙에 인가되었다. 따라서, 이하의 설명 부분에서 설명된 결과가 본질적으로 일정한 유량 조건 하에서 달성되었다.
관찰된 효과가 단지 진동에 기인하도록 보장하기 위해서, 많은 수의 다른 조건이 제어되었다.
· 최소 진동을 체크하기 위해서, 브루잉된 음료의 온도를, 그러한 음료가 전달되자 마자 측정하였다.
· 일정 농도의 염(salt)을 첨가함으로써 증류수로부터 준비된 "연성(soft) 물"을 이용하여 브루어를 충진하였다.
· 일정한 충진 중량을 보장하기 위해서, K-컵을 음료 매체의 중량측정된 양으로 수작업으로 충진하였다.
생산된 음료에 대해서 여러 가지 측정을 실시하였다.
· HM Digital로부터의 COM- 100 전도도 계량기를 이용하여 TDS(20 ℃ 에서의 ppm KC1)를 측정하였다. 20 ℃에서의 균등한 TDS를 제공하기 위해서 전달된 브루잉의(또는 COM-100에 의해서 측정된) 온도에 대해서 판독값이 교정되었다.
· Hach로부터의 2100N 탁도계를 이용하여 탁도를 측정하였다.
· Bellingham & Stanley Ltd. 로부터의 DR-100L 굴절계를 이용하여 Brix (TDS의 굴절 측정)를 측정하였다.
커피 테스팅
Green Mountain Coffee Roasters, Inc. (GMCR) "Dark Magic" 로스팅된 커피 분쇄물을 포함하는 카트리지를 이용하였다. 5개의 카트리지가 진동 없이 작업되었고, 이때 생산된 음료의 부피가 약 8 온스였다. 결과는 이하와 같다:
Figure pct00001
다른 5개의 카트리지가 20 Hz 주파수 및 3.5 mm 진폭의 수평 진동으로 작업되었고, 결과는 다음과 같다:
진동은 브루잉된 커피의 탁도를 분명하게 증가시켰고, (TDS 또는 Brix에 의해서 측정된 바와 같이) 용해된 고체는 약간만 감소되었다.
코코아 분말 테스팅
코코아 분말을 포함하는 카트리지를 이용하였다. 음료 카트리지 내에서 코코아 분말을 이용하여 음료를 형성하는데 있어서의 하나의 어려움은, 분말의 적절한 용해를 달성하는 것이고, 그러한 어려움은 브루잉의 종료시에 카트리지 내에 남아 있는 건성 또는 부분적으로 용해된 잔류 코코아 분말을 초래할 수 있다.
코코아 분말을 포함하는 총 15개의 카트리지를 이용하여 음료를 형성하였고, 이때 생산된 음료의 부피는 약 8 온스였다. 진동 에너지를 카트리지로 인가하지 않고 5개의 카트리지가 사용되었다. 5개의 카트리지는 20 Hz 및 0.8 mm의 진폭의 진동 에너지를 인가하면서 사용하였고, 나머지 5개의 카트리지는 20 Hz 및 3.5 mm의 진폭의 진동 에너지를 인가하면서 사용하였다. 진동 에너지 없이 사용된 카트리지 중 2개가 비교적 많은 양의 잔류물을 포함하는 한편, 다른 3개의 카트리지는 대체적으로 잔류물을 포함하지 않았다. 0.8 mm 진폭으로 진동이 인가된 5개의 카트리지는 임의 고체 잔류물을 나타내지 않았고, 그리고 2개는 잔류하는 용해된 코코아의 약간의 오염을 가지는 잔류수를 나타냈다. 3.5 mm 진폭으로 진동이 인가된 5개의 카트리지는 임의 고체 잔류물을 나타내지 않았고, 그리고 1개는 약간의 용해된 코코아를 가지는 잔류수를 나타냈고 그리고 1개는 용해된 코코아의 약간의 오염을 가지는 잔류수를 나타냈다.
다른 실험에서, 코코아 분말 및 2개의 스틸 볼 베어링(약 4 mm)을 포함하는 카트리지가 약 20 Hz의 주파수 및 약 0.6 mm의 진폭으로 수평으로 진동되어 약 8 온스 음료를 생산하였다. 사용 후에 카트리지 내에 코코아 분말 잔류가 관찰되지 않거나 거의 관찰되지 않았다.
탈지( skimmed ) 우유 분말 테스팅
천연 우유 분말은 전형적으로 카트리지 내에서 이용되지 않으며: 그러한 분말은 고온의 물의 인가시에 덩어리를 형성하는 경향이 있고 그리고 이러한 덩어리는 필터를 통과하지 못한다. 결과적으로, 합성 크리머가 그 대신에 종종 이용된다. 그러나, 양호한 맛을 제공하고 필터를 통과시키기 위해서 포뮬레이팅하는 것이 어렵고 그리고 많은 시간이 소비될 수 있다.
천연 우유 분말을 함유하는 5개의 카트리지를 이하의 4가지 조건들의 각각에서 테스팅하였다: 진동 없는 조건, 작은 진폭에서의 100 Hz의 진동 조건, 작고 큰 진폭에서의 20 Hz의 진동 조건. 이하의 표는 중간 브루잉 시간 및 카트리지를 건조시킨 후에 카트리지 내의 잔류물의 중간 질량, 전달된 음료의 중간 TDS(ppm KCl) 및 전달된 음료의 중간 Brix를 보여준다. 이러한 측정의 각각의 경우에, 양방 t-테스트(검증)(two-tailed t-test)을 이용하여, 3개의 진동 조건에 대한 결과를 "비 진동" 조건에 대해서 비교하였다. "t-테스트" 열(column)은 p-값 즉, 진동 결과와 비-진동 결과가 동일한 중간값을 공유할 가능성을 나타낸다. 확인할 수 있는 바와 같이, 3개의 진동 조건 모두가 브루잉 시간 유지를 나타냈고, 카트리지 내의 잔류 분말의 감소를 나타냈고, 그리고 전달된 브루잉 내의 증가된 용해 고체를 나타낸다. 특히 20 Hz 및 3.5 mm의 진폭은 (결과로서) 카트리지 내의 실질적인 잔류물 없음 그리고 전달된 브루잉 내의 용해 고체의 가장 높은 준위를 초래하였다.
Figure pct00003

차 테스팅
얼음 위에서 브루잉하기 위한 차를 포함하는 카트리지가 또한 존재하였다. 5개의 카트리지가 각각 이하의 5개의 조건의 하에서 테스트되었다: 진동 없는 조건, 작고 큰 진폭에서의 100 Hz의 진동 조건, 작고 큰 진폭에서의 20 Hz의 진동 조건. 이하의 표는 5개의 조건 각각에 대한 중간 충진 중량, 중간 브루잉 시간 및 중간 탁도를 보여준다. 브루잉 시간 및 탁도의 경우에, 양방 t-테스트를 이용하여, 4개의 진동 조건에 대한 결과를 "비 진동" 조건에 대해서 비교하였다. "t-테스트" 열은 p-값 즉, 진동 결과와 비-진동 결과가 동일한 중간값을 공유할 가능성을 나타낸다. 확인할 수 있는 바와 같이, 4개의 진동 조건 중 어느 것도 브루잉 시간을 크게 변화시키지 않았으나, 적어도 3개(100Hz, 0.077mm 진폭; 20Hz, 0.8mm 진폭; 20Hz, 3.5mm 진폭)는 탁도의 상당한 증가를 초래하였다.
Figure pct00004

본 발명의 적어도 하나의 실시예의 여러 개의 양태가 이처럼 설명되었지만, 당업자가 다양한 변경, 변형 및 개선을 안출할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 변경, 변형 및 개선은 본 발명의 일부가 되도록 의도된 것이고, 그리고 본 발명의 사상 및 범위 내에 있도록 의도된 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 도면은 단지 예이다.

Claims (57)

  1. 음료를 제조하기 위한 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지이며:
    폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기;
    내부 공간내에 위치되는 음료 매체로서, 상기 음료 매체는 상기 내부공간 내로 도입되는 액체와 상기 음료 매체의 상호 작용에 의해 음료를 형성하기 위해서 사용되는, 음료 매체; 및
    상기 폐쇄된 내부 공간의 외부에 위치되고 그리고 음료 카트리지로부터 분리될 수 있는 구동 시스템의 발진 운동에 응답하여 상기 용기에 대한 상기 카트리지 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 배열되는, 상기 용기의 폐쇄된 내부 공간 내의 운동 생성 구조물을 포함하는, 음료 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이 상기 내부 공간에 위치되는 제 1 부분 및 상기 내부 공간의 외측으로 연장하는 제 2 부분을 포함하는 교반기를 포함하는, 음료 카트리지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 교반기의 제 2 부분이 상기 구동 시스템과 기계적으로 커플링되도록 배열되어, 상기 구동 시스템의 운동을 상기 교반기의 제 1 부분으로 전달하는, 음료 카트리지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물은 상기 용기에 부착되어 상기 내부 공간 내로 연장하는 교반기를 포함하는, 음료 카트리지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 교반기는 상기 용기에 부착되고 그리고 상기 용기로부터 멀리 그리고 상기 내부 공간 내로 연장되는, 음료 카트리지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교반기가 하나 이상의 패들, 핑거, 핀, 탭 또는 블레이드를 포함하는, 음료 카트리지.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 용기 내의 요홈부로서 형성된 하나 이상의 패들을 포함하는, 음료 카트리지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 용기 내의 요홈부가 상기 구동 요소와 기계적으로 커플링되도록 배열되는, 음료 카트리지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이 상기 용기의 내부 공간 내에서 독립적으로 운동할 수 있는 하나 이상의 혼합 볼을 포함하고, 그리고 상기 혼합 볼은 상기 구동 시스템에 의한 용기의 운동에 응답하여 상기 용기 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 생성하도록 배열되는, 음료 카트리지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물은, 상기 용기의 발진 회전에 응답하여 상기 음료 매체 또는 액체의 순수 회전 운동을 유발하도록 배열된 상기 내부 공간 내의 하나 이상의 벽 요소를 포함하는, 음료 카트리지.
  11. 제 11 항에 있어서,
    상기 벽 요소가 지그-재그 배열로 상기 용기의 주연부 주위로 배열되는, 음료 카트리지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이, 상기 구동 시스템의 운동에 응답하여 상기 내부 공간 내의 액체 내에 소용돌이를 생성하도록 배열되는, 음료 카트리지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기가 덮개를 포함하고, 상기 카트리지가 상기 음료 매체와 액체의 상호작용에 의해서 형성되는 음료의 적어도 일부를 여과하도록 배열된 상기 용기 내의 필터를 더 포함하는, 음료 카트리지.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필터가 상기 덮개에 부착되는, 음료 카트리지.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 음료 매체가, 상기 운동 생성 구조물에 의해서 유발된 운동의 부재시에, 주어진 부피의 음료를 형성하기 위해서 상기 카트리지 내로 도입되는 액체 내로 완전히 용해되지 않을 수 있는 분말 재료를 포함하는, 음료 카트리지.
  16. 음료 형성 기계에서 사용하도록 배열된 음료 카트리지를 이용한 음료 형성 방법이며,
    폐쇄된 내부 공간을 가지는 용기, 상기 내부 공간 내에 위치된 음료 매체, 및 상기 음료 매체의 운동을 유발하도록 배열된 상기 용기의 폐쇄된 내부 공간 내의 운동 생성 구조물을 포함하는 음료 카트리지를 제공하는 단계;
    상기 음료 카트리지를 상기 음료 형성 기계의 브루잉 챔버와 연관시키는 단계; 및
    상기 폐쇄된 내부 공간 내의 음료 매체의 운동을 유발하도록 상기 카트리지가 상기 브루잉 챔버와 연관되는 동안, 운동 생성 구조물의 운동을 유발하는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계가 상기 카트리지의 내부 공간의 외측으로 연장하는 상기 운동 생성 구조물의 교반기의 제 2 부분과 결합하고 제 2 부분의 발진 운동을 유발하는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 내부 공간 내에 위치된 제 1 부분을 포함하고 그리고 상기 제 2 부분의 발진 운동이 상기 제 1 부분의 운동을 유발하는, 음료 형성 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이 상기 용기에 부착되고 상기 내부 공간 내에 위치되는 교반기를 포함하는, 음료 형성 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 용기에 부착되고 그리고 상기 용기로부터 멀리 그리고 상기 내부 공간 내로 연장하는, 음료 형성 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 교반기가 하나 이상의 패들, 핑거, 핀, 탭 또는 블레이드를 포함하는, 음료 형성 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 용기 내에 요홈부로서 형성된 하나 이상의 패들을 포함하는, 음료 형성 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계가 상기 용기 내의 요홈부를 상기 음료 형성 기계의 구동 시스템과 기계적으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계가, 상기 운동 생성 구조물의 하나 이상의 혼합 볼이 상기 용기 내의 음료 매체의 운동을 생성하도록, 상기 용기를 운동시키는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계가 상기 용기의 발진 회전을 유발하는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 용기의 발진 회전은, 배열된 상기 내부 공간 내의 하나 이상의 벽 요소가 상기 용기에 대한 상기 내부 공간 내의 음료 매체의 순수 회전 운동을 유발하게 하는, 음료 형성 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 벽 요소가 지그-재그 배열로 상기 용기의 주연부 주위로 배열되는, 음료 형성 방법.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계는, 상기 운동 생성 구조물이 상기 내부 공간 내의 액체 내에 소용돌이를 형성하도록 유도하는, 음료 형성 방법.
  29. 제 16 항에 있어서,
    음료를 만들기 위해서 상기 음료 매체와 접촉하도록 액체를 상기 내부 공간 내로 도입하는 단계를 더 포함하는, 음료 형성 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 도입하는 단계가 상기 운동 유발 단계 이전에 또는 동시에 발생되는, 음료 형성 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 액체를 도입하는 단계가 상기 카트리지 용기를 천공하여 개구부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 개구부를 통해서 액체가 도입되는, 음료 형성 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    음료가 통과하여 용기를 빠져나가는 개구부를 형성하기 위해서 상기 카트리지 용기를 천공하는 단계를 더 포함하는, 음료 형성 방법.
  33. 제 16 항에 있어서,
    상기 운동을 유발하는 단계가, 상기 운동 생성 구조물이 상기 내부 공간 내로 음파 에너지를 방출하도록 유도하는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 카트리지가 상기 내부 공간 내의 필터를 포함하고,
    상기 방법이:
    상기 음료 매체의 운동을 유발하는 단계가 존재하지 않을 때 필터를 통과하지 못할 수 있는 재료가 상기 카트리지 내의 필터를 통과하도록 유도하는 단계를 더 포함하는, 음료 형성 방법.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물에 의한 음료 매체의 운동의 부재시에 존재할 수 있는 것 보다 높은 레벨의 용해된 및/또는 현탁된 재료를 가지는 음료를 형성하는 단계를 더 포함하는, 음료 형성 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 음료가 커피 음료이고 그리고 상기 방법이:
    상기 운동 생성 구조물에 의한 음료 매체의 운동의 부재시에 존재할 수 있는 것 보다 높은 탁도 및/또는 전체 용해 고체의 레벨을 가지는 커피 음료를 형성하는 단계를 포함하는, 음료 형성 방법.
  37. 음료 형성 시스템이며,
    음료 카트리지를 보유하도록 배열되는 카트리지 수용부;
    상기 음료 카트리지 내로 액체를 도입시키도록 배열되는 액체 입구;
    상기 음료 카트리지로 진동 에너지를 제공하도록 배열되는 구동 시스템; 및
    음료 카트리지를 포함하고,
    상기 음료 카트리지는:
    폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기;
    상기 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체로서, 상기 음료 매체는 상기 내부공간 내로 도입되는 액체와 상기 음료 매체의 상호 작용에 의해 음료를 형성하기 위해서 사용되는, 음료 매체; 및
    상기 폐쇄된 내부 공간의 외부에 위치되고 음료 카트리지로부터 분리될 수 있는 구동 시스템의 발진 운동에 응답하여 상기 용기에 대한 상기 카트리지 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 배열되는, 상기 용기의 폐쇄된 내부 공간 내의 운동 생성 구조물을 포함하는, 음료 형성 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 용기가 상단부 개구부를 가지는 컵 및 상기 컵에 부착되어 상기 상단부 개구부를 폐쇄하는 덮개를 포함하는, 음료 형성 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 음료 매체와 액체의 상호작용에 의해서 형성된 음료의 적어도 일부를 여과하도록 배열된 상기 용기 내의 필터를 더 포함하는, 음료 형성 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 필터가 상기 덮개에 부착되는, 음료 형성 시스템.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 액체 입구가 액체를 상기 카트리지 내로 도입하기 위해서 상기 카트리지를 천공하도록 배열되는, 음료 형성 시스템.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이 상기 카트리지 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 배열된 상기 카트리지의 내부 공간 내의 교반기를 포함하는, 음료 형성 시스템.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 내부 공간 내에 위치된 제 1 부분 및 상기 내부 공간의 외측으로 연장하는 제 2 부분을 포함하고, 상기 구동 시스템에 의한 상기 제 2 부분의 발진 운동이 상기 제 1 부분의 운동을 유발하는, 음료 형성 시스템.
  44. 제 37 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이 상기 용기에 부착되고 상기 내부 공간 내에 위치되는 교반기를 포함하는, 음료 형성 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 용기에 부착되고 그리고 상기 용기로부터 멀리 그리고 상기 내부 공간 내로 연장하는, 음료 형성 시스템.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 교반기가 하나 이상의 패들, 핑거, 핀, 탭 또는 블레이드를 포함하는, 음료 형성 시스템.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 교반기가 상기 용기 내에 요홈부로서 형성된 하나 이상의 패들을 포함하는, 음료 형성 시스템.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 요홈부가 상기 구동 시스템과 기계적으로 커플링하도록 배열되는, 음료 형성 시스템.
  49. 제 37 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물이, 상기 구동 시스템에 의한 용기의 운동에 응답하여 상기 용기 내의 음료 매체 또는 액체의 운동을 생성하도록 배열되는 하나 이상의 혼합 볼을 포함하는, 음료 형성 시스템.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 구동 시스템이 상기 용기의 발진 회전을 유발하도록 배열되는, 음료 형성 시스템.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 운동 생성 구조물은, 상기 구동 시스템에 의해서 유발된 상기 용기의 발진 회전에 응답하여 상기 내부 공간 내의 음료 매체의 상기 용기에 대한 순수 회전 운동을 유발하도록 배열된 상기 내부 공간 내의 하나 이상의 벽 요소를 포함하는, 음료 형성 시스템.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 벽 요소가 지그-재그 배열로 상기 용기의 주연부 주위로 배열되는, 음료 형성 시스템.
  53. 제 37 항에 있어서,
    상기 액체 입구에 의한 상기 카트리지 내로의 액체의 도입 이전에 또는 동시에 상기 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하도록 상기 구동 시스템이 배열되는, 음료 형성 시스템.
  54. 제 37 항에 있어서,
    상기 액체 입구가 상기 카트리지 용기를 천공하여 개구부를 형성하도록 배열되고, 상기 개구부를 통해서 액체가 도입되는, 음료 형성 시스템.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 시스템은, 음료가 통과하여 용기를 빠져나가는 개구부를 형성하기 위해서 상기 카트리지 용기를 천공하도록 배열되는, 음료 형성 시스템.
  56. 제 37 항에 있어서,
    상기 음료 매체 또는 액체의 운동을 유발하는 것이 존재하지 않을 때 필터를 통과하지 못할 수 있는 재료가 상기 카트리지 내의 필터를 통과하게끔 유도하도록, 상기 구동 시스템 및 상기 운동 생성 구조물이 배열되는, 음료 형성 시스템.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 음료가 커피이고, 그리고 상기 운동 생성 구조물 및 구동 시스템에 의한 음료 매체의 운동의 부재시에 존재할 수 있는 것 보다 높은 탁도 및/또는 전체 용해 고체의 레벨을 가지는 커피 음료가 형성되게끔 유도하도록 상기 구동 시스템 및 운동 생성 구조물이 배열되는, 음료 형성 시스템.
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