KR20140126752A - 음료를 얻기 위한 카트리지 및 어셈블리 - Google Patents

Abstract

가압 유체를 카트리지(1) 안으로 주입하여 음료를 얻기 위한 카트리지(1)는, 가압 유체의 상기 주입에 의해 음료를 추출할 수 있는 물질(302)을 수용하는 박스형 체(2, 3)를 포함하며, 이 박스형체는 그의 내부에서 인서트(5)를 더 포함하고, 이 인서트는 박스형체의 바닥 벽(4)으로부터 상기 물질(302)을 분리시키며, 내부 공간(521)을 형성한다. 인서트(5)는 음료가 내부 공간(521) 쪽으로 갈 수 있게 해주는 오리피스(505)를 포함하며, 바닥 벽(4)은 음료의 유출을 위한 개구(410)를 얻기 위해 천공될 수 있는 영역(401)을 포함한다. 오리피스(505)로부터 직접 수용되는 음료를 모으고 또한 그 음료를 오버플로잉으로 개구(410) 밖으로 유출시키기 위해, 내부 공간(521)에는, 천공가능한 영역(401)에 대해 옆에 배치되는 베이슨(520; basin)이 있다.

Description

음료를 얻기 위한 카트리지 및 어셈블리{CARTRIDGE AND ASSEMBLY FOR OBTAINING A BEVERAGE}

본 발명은 가압 유체를 카트리지 안으로 주입하여 음료를 얻기 위한 카트리지, 특히 카트리지에 들어 있는 볶은 분쇄 커피로부터 에스프레소 커피를 얻기 위한 카트리지에 관한 것이다.

음료를 만들기 위한 현재의 사전 할당받는 시스템, 예컨대 일회용 카트리지로부터 에스프레소 커피를 추출하기 위한 시스템에서, 음료가 추출될 물질은 주로 사출 성형된 또는 열성형된 플라스틱 재료 또는 알루미늄과 같은 금속 재료로 만들어진 기밀 카트리지 안에 포함된다.

음료가 추출될 때 이 음료가 외부로 유출될 수 있도록 카트리지는 바닥에서 천공되어야 하는 것이 알려져 있는데, 일반적으로 이 천공 과정을 수행하기 위한 방안은 다양하다. 기계에 배치되는 외부 천공 요소가 예컨대 유럽 특허 출원 EP1674007에 알려져 있고, 또는 음료를 위한 유출 경로를 만들기 위해 카트리지의 내부 수압을 이용하는 방안이 예컨대 유럽 특허 출원 EP1555218 및 EP2177460 또는 PCT 출원 WO02/081337 에 알려져 있다

대신에 사용시에 카트리지를 개방하기 위한 다른 방안은 제공되어 있지 않은데, 하지만 카트리지에는 추출된 음료를 외부로 보내기 위한 통로가 이미 처음에 제공된다. 후자의 방안은 단점이 있는데, 그 중에 주목해야 할 사실로, 일반적으로 사출 성형으로 얻어지는 이들 공지된 카트리지는 이 카트리지 내에 들어 있는 물질이 제품의 유동 및 소비 사이클에 적합한 기간 동안 보존될 수 있도록 그 물질에 대한 보호를 보장해 주지는 못한다. 그러므로, 물질의 장기간 보존을 보장하기 위해, 예컨대 습기 또는 산소와 같은 외부 요인에 대한 장벽 특성을 갖는 다른 외부 포장물이 필요하게 된다.

더욱이, 이들 카트리지의 제조에서는 과도한 양의 플라스틱을 사용해야 하고 이에 따라서 환경에 큰 영향을 주게 된다. 더욱이, 카트리지의 특별한 강성으로 인해, 폐기물의 분류 처리를 위해 플라스틱과 그 내부의 물질을 분리하는 것이 어렵게 된다.

유럽 특허 EP1580144B1 에는, 열성형된 구성 요소를 시일링하여 기밀 폐쇄 카트리지가 얻어지고 이 카트리지의 내부에는 고정된 천공 요소가 들어 있는 방안이 알려져 있는데, 그 천공 요소는 카트리지가 분배 시스템에 실릴 때 추출 챔버와의 기계적 간섭으로 작동되며, 내부 천공 요소에 의해 생성된 개구와 추출 챔버 및 컵 사이에는 장애물이 없기 때문에 음료가 컵 안으로 직접 전달되게 된다.

이 공지된 카트리지는 큰 환경적 영향과 같은 배경 기술의 단점들 중의 일부를 해결해 주지만, 어떤 경우에는 음료의 전달이 덜 최적으로 일어나게 하며, 특히 얻어질 음료가 에스프레소 커피인 경우에는 풍부하고 시간이 지나도 지속되는 크림 층을 얻지 못한다.

본 발명의 목표는, 가압 유체를 카트리지에 주입하여 음료를 얻기 위한 것으로 이 음료를 직접 컵 안으로 깔끔하게 전달 수 있는 카트리지를 고안하여 전술한 단점을 해결하는 것이다.

이 목표 내에서 본 발명의 일 목적은, 풍부하고 시간이 지나도 지속되는 크림 층을 갖는 음료를 제공하는, 특히 에스프레소 커피를 얻기 위한 카트리지를 제공하고, 동시에 크림을 얻기 위한 수단이 제공되어 있는 공지된 종류의 유사한 카트리지와 비교하여 축방향 크기가 감소된 카트리지를 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 완전히 기밀하고 예컨대 습기 및 산소와 같은 외부 요인에 대한 장벽 특성을 갖는 부차적인 포장물을 필요로 하지 않는 카트리지를 제공하는 것이다.

더욱이, 본 발명의 일 목적은, 기밀성이 변함이 없이 플라스틱의 양이 줄어든 카트리지를 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 신뢰성이 높고 제공하기가 비교적 쉽고 가격 경쟁력을 갖는 카트리지를 제공하는 것이다.

이하 더욱 명확하게 될 상기 목표와 이들 및 다른 목적은, 가압 유체를 카트리지 안으로 주입하여 음료를 얻기 위한 카트리지로 달성되는데, 본 카트리지는 가압 유체의 상기 주입에 의해 음료를 추출할 수 있는 물질을 수용하는 박스형체를 포함하며, 이 박스형체는 그의 내부에서 인서트를 더 포함하고, 이 인서트는 상기 박스형체의 바닥 벽으로부터 상기 물질을 분리시키며, 상기 인서트와 바닥 벽 사이에는 내부 공간이 형성되고, 상기 인서트는 음료가 상기 내부 공간 쪽으로 갈 수 있게 해주는 오리피스를 포함하며, 상기 바닥 벽은 음료의 유출을 위한 개구를 얻기 위해 천공될 수 있는 영역을 포함하고, 상기 카트리지는 상기 천공가능한 영역에 대해 옆에 배치되는 베이슨(basin)을 상기 내부 공간에서 포함하고, 그 베이슨은 상기 오리피스로부터 직접 수용되는 음료를 모으며 또한 그 음료를 오버플로잉으로 상기 개구 밖으로 유출시키도록 되어 있다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 비제한적인 예로 도시되어 있는 본 발명에 따른 바람직하되 비배타적인 실시 형태에 대한 설명으로 더욱 명확히 알 수 있을 것이다.

도 1 은 카트리지의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 카트리지의 축방향 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 카트리지의 분해도이다.
도 4 는 도 3 의 분해도의 축방향 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 카트리지에 사용되는 인서트의 사시도이다.
도 6 은 도 5 의 인서트의 저면 사시도이다.
도 7 은 도 5 의 인서트의 측면도이다.
도 8 은 도 7 의 인서트를 Ⅶ - Ⅶ 면을 따라 취한 단면도이다.
도 9 은 도 1 의 카트리지의 축방향 단면도로, 바닥 벽이 변형된 상태에 있다.
도 10 은 도 9 의 단면의 사시도이다.

첨부 도면을 참조하면, 전체적으로 참조 번호 "1"로 표시되어 있는 본 발명에 따른 카트리지는 예컨대 회전 대칭형인 박스형체를 포함하며, 이 박스형체는 뚜껑(2)으로 기밀하게 폐쇄되는 컵(3)으로 구성된다.

상기 컵(3)과 뚜껑(2)은 바람직하게는, 선택적으로는 다층 요소로서 제공되는 열가소성 재료로 만들어진 각각의 필름 및/또는 시트 및/또는 패널을 열성형하여 얻어진다. 이들 필름 및/또는 시트 및/또는 패널은 예컨대 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 생분해성 폴리에스테르, 생분해성 전분계 재료, 바이오계 열가소성 재료, 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 만들어 질 수 있다.

열성형 및 위에서 열거한 가능한 재료로, 예컨대 습기 및 산소와 같은 외부 요인에 대해 장벽 특성을 갖는 보조 포장물의 도움 없이도 카트리지(1) 내에 들어 있는 물질을 보호할 수 있으며, 동시에 보조 포장물을 제공하는데 사용되는 플라스틱의 양을 줄일 수 있다.

뚜껑(2)은 입구 주둥이(201)를 갖도록 성형될 수 있고, 이 입구 주둥이는 바람직하게는 뚜껑(2)과 동일한 재료로 폐쇄되며, 음료를 얻는데 적합한 가압 유체(예컨대, 온수)의 주입을 위해 천공될 수 있다. 이러한 종류의 주둥이를 천공하고 가압 유체를 주입하는데 적합한 바늘 그 자체는 예컨대 유럽 특허 출원 EP1580144 에 알려져 있고, 이의 내용은 본원에 참조로 관련되어 있다.

뚜껑(2)은 컵(3)의 입구부를 형성하는 대응 플랜지형 가장자리(304) 상에 고정되는데 적합한 가장자리(202)를 더 포함한다. 플랜지형 가장자리(304) 상에의 가장자리(202)의 고정(에컨대 초음파 용접과 같은 공지된 종류의 기술로 이루어질 수 있음)은 기밀하고 그래서 박스형체의 내부 공간을 기밀하게 폐쇄한다.

마지막으로, 주둥이(201) 안으로 주입되는 가압 유체가 컵(3) 안에 수용되어 있는 물질(302)(상기 유체에 의해 그 물질에서 음료를 추출할 수 있음)의 전체 상부 표면에 분포될 수 있도록, 뚜껑(2)은 이 뚜껑(2)과 선택적인 밑의 필터(301) 사이에 공동부(204)를 규정하는데 적합한 적어도 하나의 오목부(203)를 포함한다. 상기 물질(302)은 바람직하게는 일반적으로 에스프레소 커피를 만드는 기계에서 사용되는 볶은 분쇄 커피이다.

가압 유체의 주입 방향으로 상기 필터(301)와 물질(302)의 하류에는, 물질(302)의 고형 잔류물을 유지시키는데 적합한 다른 필터(303)가 있다. 이 필터(303)(예컨대, 강성 플라스틱 재료로 만들어짐)는 이의 중앙면에 대해 대칭적인 형상을 가질 수 있고, 또한 유럽 특허 출원 EP1982933 (이의 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에 알려져 있는 필터와 같이, 예컨대 직원추대형의 마찬가지로 대칭형인 구멍(304)을 가질 수 있다.

또한, 상기 컵(3)은 바람직하게는 서로 겹친 두개의 원추대형으로 된 바닥 벽(4)을 갖는다. 특히, 바닥벽(4)의 하단부는 실질적으로 평평한 천공가능한 영역(401)을 갖는데, 이 영역은 실질적으로 원추형인 제 1 표면(402)에 의해 환형 단차부(403)에 연결되며, 그리고 이 단차부는 실질적으로 원추형인 제 2 표면(404)에 의해 안착 링(405)에 연결되며, 컵(3)의 실질적으로 원통형인 또는 절두 원추형인 측벽이 상기 안착 링으로부터 연장되어 있고 가장자리(304)에서 끝난다.

주입되는 유체의 방향에 대해 물질(302)과 필터(303)의 하류에서 컵(3)의 바닥에는 인서트(5)가 있는데, 이 인서트는 예컨대 폴리프로필렌과 같은 사출 성형 플라스틱으로 만들어질 수 있고 바람직하게는 카트리지 내부의 표면에 고정되는데, 예컨대 인서트는 그의 테두리부를 따라, 컵(3) 내부에 있는 안착 링(405)의 면에 시일링된다.

바람직하게는 원형 테두리를 갖는 인서트(5)는, 인서트(5)와 바닥 벽(4) 사이에 내부 공간(521)이 형성되도록, 바람직하게는 원형 테두리를 갖는 인서트(5)는 바닥 벽(4)으로부터 물질(302)을 분리시킨다. 이 바닥 벽(4)은, 도 2 에 나타나 있는 것과 같은 비작용 상태로부터 도 9 에 나타나 있는 것과 같은 변형 상태로 인서트(5) 쪽으로 기계적으로 변형가능하다. 이 변형은 바람직하게는 수동형인 역압력 요소(600)에 의해 얻어질 수 있다. 이 역압력 요소(600)는 카트리지(1)가 수용되는 추출 챔버의 기부에 배치되며, 릴리프 윤곽(601) 및 카트리지(1) 밖으로 유출하는 음료를 위한 통로(602)를 가지며, 그래서 음료는 상기 통로(602)를 따라 역압력 요소(600)의 벽과 접촉하지 못한다. 이리하여 음료의 연속적인 조제물 사이의 오염을 피할 수 있는데, 이 오염은 그 조제물의 질적 악화를 초래하게 된다.

인서트(5)의 상면에는 복수의 융기부(501)가 있는데, 추출된 음료를 인서트(5)와 바닥 벽(4) 사이의 내부 공간 쪽으로 보내기 위해, 상기 융기부는 필터(303)과 함께 밀하게 패킹된 채널(502) 세트를 규정하는데 적합하다.

인서트(5)는 그의 하면에서 바람직하게는 중심 위치에서 펀치(508)를 가질 수 있는데, 이 펀치는 축선(A)을 따라 바닥 벽(4) 쪽으로 연장되어 있고, 예컨대 역압력 요소(600)로 얻어지는 바닥 벽(4)의 변형으로 인해 그 바닥 벽을 천공하여, 천공 가능한 영역(401)에서 음료를 유출시키기 위한 개구(410)를 바닥 벽(4)에 형성하게 된다.

펀치(508)는 원추형 선단 및 그의 측면을 따라 있는 복수의 축방향 홈(509)를 가질 수 있고, 그들 축방향 홈은 물질(302)에서 추출된 음료를 카트리지(1)의 외부로 전달하도록 되어 있다. 홈(509)은 실질적으로 원통형인 표면을 가질 수 있고, 그의 축선은 펀치(508)의 축선(A)에 실질적으로 평행하다.

또한, 인서트(5)는 음료가 인서트(5)를 통과하여 내부 공간(521) 쪽으로 갈 수 있도록 해주는 오리피스(505)를 포함한다. 이 오리피스(505)는, 펀치(508)의 축선(A)에 실질적으로 평행하지만 그 축선에 대해 축 편위되어 있는 축선(B)을 따라 연장되어 있다.

유리하게는, 단지 하나의 오리피스(505)가 있어, 추출된 음료는 채널(502)을 통해 단일 점으로 가며 상기 오리피스(505)는 바람직하게는 팽창가능한 오리피스로서 제공된다. 예컨대, 오리피스(505)는, 관통공을 제공하거나 또는 탄성 재료, 바람직하게는 스티렌 블럭 코폴리머(SEBS 또는 SBS)와 같은 열가소성 탄성중합체(TPE)로 만들어진 격막(504) 상에 있는 소정의 파단점을 갖는 약화된 영역을 제공하여 얻어질 수 있다. 이렇게 해서, 오리피스(505)는 정상적으로는 폐쇄되고, 카트리지(1) 내부의 수압이 어떤 문턱값을 초과하면 열리게 된다.

이렇게 형성된 상기 격막(504)은 예컨대 공동 몰딩 기술에 의해 인서트(5)에 형성되어 있는 각각의 개방 자리부(503)에 고정된다.

인서트(5)의 하측 표면에서 예컨대 펀치(508)의 주위에는, 바닥 벽(4) 쪽으로 돌출하는 돌출부(515)가 있을 수 있는데, 이 돌출부는 바닥 벽(4)이 변형된 상태에 있을 때 상기 천공가능한 영역(401)의 찢어진 플랩(411)에 대한 접촉부를 제공한다. 이렇게 해서, 상기 플랩(411)과 인서트(5)의 하측 표면(516) 사이에 개구가 유지되어, 추출된 음료가 카트리지(1)의 외부로 갈 수 있게 된다.

도시된 실시 형태에서, 인서트(5)는 핀(fin) 세트(510)로 된 스페이서를 포함하고, 이 스페이서는 인서트(5)의 하측 표면으로부터 내부 공간(521) 안으로 돌출해 있고 또한 카트리지(1)의 바닥 벽(4)이 변형된 상태인 경우에도 상기 내부 공간을 규정하여 유지시키도록 되어 있다.

상기 핀 세트(510)의 핀은 펀치(508)에 대해 반경 방향으로 연장되어 있을 수 있고, 바닥 벽(4)의 형상에 실질적으로 상보적인 자유 가장자리를 가질 수 있으며, 따라서 실질적으로 원추형인 제 2 표면(404) 및 환형 단차부(403)가 상기 가장자리에 접촉할 수 있다.

상기 펀치(508) 주위에는 또한 실질적으로 원통형인 벽(513)이 있을 수 있는데, 이 벽은 펀치(508)과 동축이고, 도 9 및 10 에 나타나 있는 바와 같이, 바닥 벽(4)은 적어도 변형된 상태에 있을 때 상기 벽의 자유 가장자리에 접촉할 수 있다. 도시된 실시예에서, 핀 세트(510)의 핀은 실질적으로 원통형인 상기 벽(513)의 외측 옆 표면으로부터 반경 방향으로 돌출되어 있고, 핀과 벽(513)의 축방향 연장은 동일하며, 그래서 카트리지(1)의 바닥 벽(4)의 환형 단차부(403)는 핀과 벽(513)의 자유 가장자리에 고르게 접촉할 수 있다. 대신에 펀치(508)는 실질적으로 원통형인 벽(513) 및/또는 핀 보다 큰 축방향 연장을 가질 수 있다.

바닥 벽(4)이 변형된 상태에서, 인서트(5)는 그 바닥 벽(4)과 함께 베이슨(520; basin)을 형성하게 되는데, 이 베이슨은 음료의 유출을 위한 개구(410)에 대해 옆으로 벗어나 있으며 오리피스(505)로부터 직접 받은 음료를 모으고 또한 베이슨(520)으로부터 음료의 유출을 일으키는 강제 유출에 의해 그 음료가 개구(410)로부터 유출되게 된다.

베이슨(520)은 오리피스(505)로부터 고속으로 유출하는 음료를 위한 잔잔한 베이슨을 구성하며, 흐름을 상당히 감속시키는데 유용하고, 음료가 분배 중에 모이게 되는 외부 컵 또는 유리 잔 내의 음료의 질에 유해한 비통제된 방식으로 음료가 카트리지(1) 밖으로 분사되는 것을 회피시킨다. 더욱이, 오리피스(505)로부터 고속으로 유출하는 음료의 가속된 흐름과 카트리지(1)의 바닥 벽(4) 사이의 계면 효과로 인해, 음료 중에 있는 지질(lipid) 분의 에멀젼이 개선된다. 베이슨(520)은 유리하게는 오리피스(505)와 대향하는, 내부 공간(521)의 한정된 영역으로 형성되는데, 이 영역은 바닥에서는 환형 단차부(403)의 일 부분에 의해 그리고 측방에서는 핀(510) 세트의 두 핀(511, 512)에 의해, 그리고 상기 핀(511, 512) 사이에 있는 실질적으로 원추형인 제 2 표면(404)의 일 부분에 의해 또한 오버플로우 장벽(412)에 의해 범위가 정해지며, 천공가능한 영역(401)이 펀치(508)에 의해 뚫린 후에 찢어진 플랩(411)의 일 부분으로 규정된다.

이렇게 해서, 핀 세트(510)의 핀은 실질적으로 밀폐되는 챔버를 쌍으로 규정하고, 추출된 챔버는 그 챔버를 통과하지 못하며, 오리피스(505)가 사이에 있는 핀(511, 512)은, 다른 핀에 의해 규정되는 챔버 쪽으로 실질적으로 누출됨이 없이 음료가 모이게 되는 베이슨(520)을 규정한다.

편리하게는, 실질적으로 원통형인 벽(513)은 베이슨(520) 쪽으로 향해 있는 리세스(514)를 포함하고, 베이슨(520)에 모인 음료가 오버플로우로 그 리세스를 통해 유출하게 된다. 리세스(514)가 벽의 상측부에만 제공되어 있는 경우(이 경우는 도면에서 나타나 있지 않음) 오버플로우 레벨은 벽(513)의 하측부로 규정될 수 있다.

도 9 및 10 에 나타나 있는 바와 같이, 일 대안으로서, 리세스(514)는 실질적으로 원통형인 벽(513)의 전체 높이를 따라 연장되어 있고, 따라서 그 리세스는 베이슨(520) 쪽으로 완전히 열려 있고, 두 핀(511, 512)은 리세스(514)에 대하여 양 측에서 실질적으로 원통형인 상기 벽(513)에 연결되어 있다. 이 경우, 오리피스(505)로부터 유출하는 모인 음료에 의해 베이슨(520)이 포화되면, 음료는 오버플로우 벽(412)을 넘어 개구(410) 쪽으로 가게 된다.

본 발명의 일 변형예(미도시)에서, 잔잔한 베이슨은 몰딩 기술에 의해, 오리피스(505)와 동축인 컵으로서 인서트(5) 상에서 직접 또한 완전히 얻어질 수 있다. 그러나 이러한 변형예에서는, 적어도 베이슨의 바닥 및 오버플로우 장벽을 얻기 위해 더 많은 플라스틱 재료가 사용된다.

본 발명에 따른 카트리지(1)는 예컨대 에스프레소 커피를 만들기 위한 기계의 적절한 추출 어셈블리와 함께 사용될 수 있다. 이 추출 어셈블리(도면에는 미도시)는 추출 챔버 및 이 챔버에 연결되는 유체 주입기를 포함하며, 이 둘 그 자체는 공지되어 있다.

추출 챔버는 음료를 만드는 기계 안에 완전히 형성될 수 있고, 또는 적어도 부분적으로 카트리지(1)의 제거가능한 지지부 상에 형성될 수 있어, 가압 유체 주입기를 포함하는 음료 추출 기계, 예컨대 에스프레소 커피를 추출하기 위한 기계에 부착된다. 이 제거가능한 지지부는 유럽 특허 출원 EP1580144에 공지되어 있는 것과 유사한 필터 홀더일 수 있다.

추출 챔버의 기부에는 추출된 음료를 위한 통로(602)가 있는데, 이는 음료가 분배될 컵 또는 유리 잔과 직접 대향하게 되며, 또한 역압력 요소(600)가 있는데, 이 역압력 요소는 카트리지(1)가 추출 챔버 안에 배치된 후에 그 카트리지의 바닥 벽(4)을 변형시키는데 적합하게 되어 있다. 이 역압력 요소는 바람직하게는 카트리지(1)의 인서트(5)의 하측부와 실질적으로 상보적인 형상으로 되어 있다. 특히, 역압력 요소(600)는 경사 처리되거나 예리하지 않을 수 있는 가장자리를 갖는 릴리프 윤곽(601)을 가질 수 있으며, 이 릴리프 윤곽은 카트리지(1)의 펀치(508) 및 유출 통로(602)와 동축이다. 역압력 요소(600)의 릴리프 윤곽(601)은 바람직하게는, 핀 세트(510), 즉 천공가능한 영역(401) 및 실질적으로 원추형인 제 1 표면(402)에 의해 규정되는 절두 원추형 부분에 의해 자유롭게 남아 있는 카트리지(1)의 바닥 벽(4)의 일 부분만 변형시키기 위해 카트리지(1)를 역압력 요소(600)에 누르거나 그 반대로 눌러 얻어지는 기계적 인터페이스를 따라 실질적으로 원통형인 벽(513)과 인서트(5)의 펀치(508) 사이로 뚫고 들어가는데 적합한 직경 연장을 갖고 있다.

본 발명의 작용은 바람직한 실시 형태와 관련하여 전술한 바로부터 명백히 알 수 있을 것이다. 특히, 음료의 유출을 위한 개구(410)를 얻기 위해, 추출 챔버의 역압력 요소(600)는 예컨대 제거가능한 지지부 상에 카트리지를 안착시켜 그 카트리지의 바닥 벽(4)과 접촉하게 되며, 상기 지지부는 그의 바닥에서 상기 역압력 요소(600)를 가지며, 축 요소를 가지며 예컨대 전통적인 베이요넷식 결합으로 얻어질 수 있는 접근 운동으로 음료를 만들기 위한 대응 기계에 부착될 수 있다.

일 대안으로, 카트리지(1)는, 음료를 만들기 위한 기계에 통합되어 있고 내부에 역압력 요소(600)가 제공되어 있는 추출 챔버 안으로 삽입될 수 있다. 이 경우, 역압력 요소(600) 또는 카트리지(1)에 대해 그의 반대쪽에 있는 추출 챔버의 표면은 상기한 바닥 벽(4)의 기계적 변형을 수행하기 위해 카트리지(1) 쪽으로 움직일 수 있다.

그러므로 역압력 요소(600)와 카트리지(1) 사이에 상호 힘을 전달하면, 바닥벽(4)에서의 장력 및 펀치(508)의 원추형 팁과의 간섭이 모두 커지게 되며, 이에 따라, 도 9 에 나타나 있는 바와 같이, 상기 천공가능한 영역(401)이 찢어지고 또한 음료의 유출을 위한 개구(410)가 생기게 된다.

천공에 의해 생긴 바닥 벽(4)의 찢어진 플랩(411)은 바람직하게는 릴리프 윤곽(601)에 의해 돌출부(515)에 밀리게 되고, 그래서 음료를 위한 일종의 잔잔한 베이슨을 형성하는 베이슨(520)을 폐쇄하는 오버플로우 장벽(412)을 형성하게 된다.

동시에, 역압력 요소에 의해 바닥 벽(4)이 변형되면, 뚜껑(2)의 주둥이(201)는 가압 유체의 주입기에 의해 관통된다. 분명, 주둥이(201)의 천공은, 바닥 벽(4)이 역압력 요소(600)에 의해 변형되기 전에 또는 후에 일어날 수 있다.

물질(502)로부터 음료의 추출이 시작되면, 카트리지(1) 안에서 가압 유체의 주입이 활성화된다.

음료가 에스프레소 커피이고 물질(302)이 볶은 분쇄 커피이면, 입력 유체는 예컨대 90℃ 내지 99℃의 온수가 된다. 이 경우 온수의 주입은 처음에는 낮은 압력, 예컨대 2 bar (탄성 격막(504)의 오리피스(505)를 열기에는 충분하지 않음) 에서 수행될 수 있고, 볶은 분쇄된 커피가 어떤 시간 동안, 예컨대 대략 1 초 동안 흡수 팽윤되도록 상기 주입은 중단될 수 있다. 이러한 사전 우려내기 및 흡수 팽윤 단계 후에만, 온수의 주입이 예컨대 9 bar 와 같은 고압에서 다시 활성화될 수 있다.

카트리지 내부의 압력이 증가함에 따라 그리고 일단 어떤 문턱값이 초과되면, 오리피스(505)(정상적으로는 폐쇄됨)가 열리게 되어, 추출된 음료가 고속으로 유출하여 베이슨(520)에 모이게 된다.

베이슨(520) 내의 음료의 레벨이 오버플로우 장벽(412)의 오버플로우 점을 초과하면, 그 음료는 펀치(508) 쪽으로 넘쳐 흘러 오리피스로부터 계속 유출하는 음료의 추력을 받으면서 개구(410)로부터 유출하기 시작하고, 그래서 질서있게 외부 컵이나 유리 잔 안으로 직접 들어가게 된다. 유리하게는, 축방향 홈(509)의 덕분으로, 음료는 펀치(508)의 원추형 팁 쪽으로 가게 되며, 따라서 그 원추형 팁은 음료를 질서 있게 안내하게 된다. 더욱이, 역시 상기 축방향 홈(509)의 덕분에, 카트리지의 바닥 벽(4)의 찢어진 플랩(411)은 펀치 주위에서 외부로 가는 음료의 유출을 차단하지 않는다.

카트리지 내에서 가압 유체의 주입이 멈추면, 베이슨(520)은 충만된 상태로 유지되고, 음료는 오버플로우 한계를 넘더라도 카트리지(1)로부터 유출하지 않는다.

실제로, 본 발명에 따른 카트리지는 매우 제한된 수의 구성 요소를 가지고도 음료를 직접 컵 안으로 질서 있게 전달할 수 있으므로 의도하는 목표를 완전히 달성하는 것으로 나타났다.

카트리지로부터 음료가 유출하는 영역으로부터 상기 잔잔한 베이슨의 이격은 음료의 유출하는 유체의 동적 상태에 긍정적인 영향을 준다.

잔잔한 베이슨은 추가적인 구성 요소가 필요 없이 카트리지 자체의 바닥에서 직접 얻어진다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 잔잔한 베이슨 및 카트리지로부터 나가는 음료의 출구점이 나란히 배치됨으로써 카트리지의 수직 방향 크기를 줄일 수 있다.

더욱이, 음료의 잔잔한 베이슨이 장애물 없이 탄성 격막에서 얻어지는 팽창가능한 오리피스의 바로 아래에 배치되므로, 격막은 음료의 수압의 영향 하에서 자유롭게 팽창할 수 있고 또한 격막의 오리피스가 최적으로 중심맞춤되어 있지 않은 경우에도 음료가 그 오리피스로부터 유출할 수 있다.

더욱이, 선택적으로는 다층 장벽으로서 제공되며 열가소성 재료로 만들어진 필름 및/또는 시트 및/또는 패널을 열성형하여 적어도 카트리지의 박스형체를 얻을 수 있으므로, 카트리지를 제공하는데 필요한 플라스틱 재료의 양을 줄일 수 있고 동시에 최적의 기밀성이 보장된다.

유리하게는, 전달되는 흐름에 적합한 액체의 관류 단면을 얻을 수 있게 해주는 원추형 팁을 갖는 펀치의 외부 표면에 제공되는 축방향 홈은, 천공 단계에서 팁의 기계적 강도를 저하시키지 않으며 또한 음료를 질서 있게 컵 쪽으로 안내하는 천공 요소의 최종 원추형 표면 쪽으로 유출 흐름을 상기 홈으로부터 전달한다.

더욱이, 상기 홈의 거의 폐쇄된 C 형 단면은 천공에 의해 생기는 카트리지 바닥의 찢어진 플랩의 작용으로 인한 상기 홈의 부분적인 방해를 방지하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 카트리지는 특히 볶은 분쇄 커피로부터 에스프레소 커피를 만들기 위해 고안된 것이지만, 보다 일반적으로는, 미립자 또는 잎 또는 액체 농축물의 형태로 된 먹을 수 있는 물질로부터 뜨겁거나 차가운 음료를 만드는데도 사용될 수 있다.

이와 같이 고안된 카트리지는 다양한 수정 및 변경을 받을 수 있는데, 이들 모두도 첨부된 청구 범위에 포함되는 것이며, 또한 모든 상세점들은 기술적으로 등가인 다른 요소들로 대체될 수 있다.

실제로, 사용되는 재료 및 치수는 필요 및 기술 상황에 따라 어떤 것이라도 될 수 있다.

본 출원이 우선권 주장을 하는 이탈리아 특허 출원 제 MI2012A000247에 개시된 내용들은 본원에 참조로 관련되어 있다.

청구 범위에서 언급되는 기술적 요소 다음에 참조 부호가 병기된 경우에, 그 참조 부호는 청구 범위에 대한 이해를 높히기 위한 목적으로만 포함된 것이며, 따라서 그러한 참조 부호는 이 참조 부호가 붙은 각 요소의 해석에 어떠한 한정적인 영향도 주는 것이 아니다.

Claims (13)

1. 가압 유체를 카트리지(1) 안으로 주입하여 음료를 얻기 위한 카트리지(1)로서, 가압 유체의 상기 주입에 의해 음료를 추출할 수 있는 물질(302)을 수용하는 박스형 체(2, 3)를 포함하며, 이 박스형체는 그의 내부에서 인서트(5)를 더 포함하고, 이 인서트는 상기 박스형체의 바닥 벽(4)으로부터 상기 물질(302)을 분리시키며, 그래서 상기 인서트(5)와 바닥 벽(4) 사이에는 내부 공간(521)이 형성되고, 상기 인서트(5)는 음료가 상기 내부 공간(521) 쪽으로 갈 수 있게 해주는 오리피스(505)를 포함하며, 상기 바닥 벽(4)은 음료의 유출을 위한 개구(410)를 얻기 위해 천공될 수 있는 영역(401)을 포함하고,
   상기 카트리지는 상기 천공가능한 영역(401)에 대해 옆에 배치되는 베이슨(520; basin)을 상기 내부 공간(521)에서 포함하고, 그 베이슨(520)은 상기 오리피스(505)로부터 직접 수용되는 음료를 모으며 또한 그 음료를 오버플로잉으로 상기 개구(410) 밖으로 유출시키도록 되어 있는 카트리지.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바닥 벽(4)은 비작용 상태로부터 변형 상태로 상기 인서트(5) 쪽으로 기계적으로 변형가능하고, 상기 인서트는 상기 바닥 벽 쪽으로 향하는 적어도 하나의 펀치(508)를 포함하고, 이 펀치는 상기 변형으로 인해 바닥 벽을 천공하여, 상기 천공가능한 영역(401)에서 음료의 유출을 위한 상기 개구(410)를 생성하게 되며, 상기 오리피스(505)는 상기 펀치(508)에 대해 축 편위되어 있는 카트리지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 인서트(5)는 변형 상태의 상기 바닥 벽(4)과 함께 상기 내부 공간의 측방 제한된 영역에서 상기 베이슨(520)을 형성하게 되며, 상기 오리피스(505)는 상기 영역과 대향하는 카트리지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
   상기 인서트(5)는 상기 내부 공간 안으로 돌출하는 핀(fin) 세트(510)를 포함하고, 상기 오리피스(5)의 축선(B)이 사이를 지나는 상기 핀 세트의 적어도 두 핀(511, 512)은 변형 상태에 있는 상기 바닥 벽의 일 부분(403, 404, 412)과 함께 상기 베이슨(520)을 형성하는 카트리지.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 인서트(5)로부터 돌출하는 상기 적어도 2개의 핀(511, 512)은 상기 펀치(508)에 대해 실질적으로 반경 방향으로 향해 있는 카트리지.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
   상기 인서트(5)는 상기 펀치(508)를 둘러싸는 실질적으로 원통형인 벽(513)을 포함하고, 상기 바닥 벽(4)은 적어도 변형 상태에서 상기 벽의 자유 가장자리에 접촉하고, 실질적으로 원통형인 상기 벽(513)은 상기 베이슨(520) 쪽으로 향하는 리세스(514)를 포함하고, 상기 베이슨(520)에 모여 있던 음료는 상기 오버플로우로 인해 상기 리세스를 통해 유출하게 되는 카트리지.
7. 제 4 항 또는 제 5 항 및 제 6 항에 있어서,
   실질적으로 원통형인 상기 벽(513)은 상기 베이슨 쪽으로 완전히 개방되어 있고, 상기 적어도 2개의 핀(511, 512)은 상기 리세스(514)에 대하여 양 측에서 실질적으로 원통형인 상기 벽(513)에 연결되어 있는 카트리지.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
   음료의 유출을 위한 상기 개구(410)는 상기 베이슨(520)의 바닥(403) 보다 높게 있는 카트리지.
9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
   상기 펀치(508)는 바람직하게는 C 형 단면을 갖는 축방향 홈(509)들을 포함하고, 이들 홈은 상기 음료를 상기 유출 개구(410)를 통해 카트리지(1) 밖으로 전달하도록 되어 있는 카트리지.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    상기 오리피스(505)는 음료의 압력으로 인해 팽창할 수 있는 카트리지.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    상기 박스형체(2, 3)는 열가소성 재료, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 생분해성 폴리에스테르, 생분해성 전분계 재료, 바이오계 열가소성 재료, 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 만들어 지고 또한 열성형으로 얻어지는 카트리지.
12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    상기 베이슨(520)은 오버플로우 장벽(412)을 포함하고 또한 상기 바닥 벽(4)의 변형 상태에서 상기 천공가능한 영역(401)의 일 부분으로 형성되는 카트리지.
13. 카트리지(1) 안에 가압 유체를 주입하여 그 카트리지 내의 물질로부터 음료를 추출하기 위한 어셈블리로서,
    상기 어셈블리는 추출 챔버, 이 추출 챔버에 연결되는 상기 유체의 주입기, 및 상기 음료를 위한 통로(602)를 포함하고,
    상기 추출 챔버는 제 1 항 내지 제 12 항 중 하나 이상의 항에 따른 카트리지(1)를 수용하도록 되어 있고, 상기 추출 챔버는 역압력 요소(600)를 포함하고, 상기 카트리지(1)의 바닥 벽(4)이 상기 추출 챔버 안에 배치되어 있는 동안에 상기 역압력 요소는 그 바닥 벽을 변형시키도록 되어 있고, 따라서 상기 카트리지 내부의 펀치(508)가 그 카트리지의 상기 바닥 벽을 천공하게 되는, 카트리지 내의 물질로부터 음료를 추출하기 위한 어셈블리.

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