KR20170053729A - 카트리지­기반의 음료 탄산화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

음료를 형성하기 위해서 물과 같은 전구체 액체를 탄산화하거나 달리 가스를 용해시키기 위한 시스템, 방법 및 카트리지가 제공된다. 전구체 액체에 용해되는 가스를 발생시키기 위해서 사용되는 가스 공급원이 카트리지 내에 제공될 수 있다. 분말형 드링크 믹스 또는 액체 시럽과 같은 음료 매체가 상기 가스 공급원과 동일한 또는 별도의 카트리지 내에 제공될 수 있고 그리고 전구체 액체와 혼합되어 음료를 형성할 수 있다. 가스 공급원 및/또는 음료 매체를 위해서 하나 이상의 카트리지를 이용하는 것은, 예를 들어, 소비자의 가정에서, 스파클링 음료를 제조하기 위한 시스템을 용이하게 그리고 문제없이 사용할 수 있게 한다.

Description

카트리지­기반의 음료 탄산화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CARTRIDGE­BASED CARBONATION OF BEVERAGES}

본원은 2011년 8월 3일자로 출원되고 여기에서 그 전체가 참조로서 포함되는 미국 가출원 제61/514,676호의 이익향유를 주장한다. 본원은, 2010년 2월 1일자로 출원된 미국 가출원 제61/337,184호의 이익향유를 주장하는, 2011년 1월 31일자로 출원된 미국 출원 제13/017,459호의 부분-계속 출원이다.

여기에서 개시된 발명은 음료 제조에서 사용하기 위한 액체 내의 가스 용해, 예를 들어 탄산화(carbonation)에 관한 것이다. 음료를 형성하기 위해 액체를 탄산화하기 위한 및/또는 액체를 음료 매체와 액체를 혼합하기 위한 시스템이, 미국 특허 제4,025,655호; 제4,040,342호; 제4,636,337호; 제6,712,342호; 및 제5,182,084호; 그리고 PCT 공개 제WO 2008/124851호를 포함하는, 매우 다양한 공보에 개시되어 있다.

본 발명의 양태는 음료를 형성하기 위해서 물과 같은 전구체(precursor) 액체를 탄산화하거나 그 액체 내부에 가스를 달리 용해시키는 것에 관한 것이다. 몇몇 실시예에서, 상기 전구체 액체 내로 용해되는 이산화탄소 또는 다른 가스를 발생시키기 위해서 사용되는 이산화탄소 또는 다른 가스 공급원이 카트리지 내에 제공될 수 있다. 분말화된 드링크 믹스 또는 액체 시럽과 같은 음료 매체가 상기 가스 공급원과 동일한 카트리지에 또는 별도의 카트리지 내에 제공될 수 있을 것이고 그리고 음료를 형성하기 위해 (탄산화 전에 또는 후에) 상기 전구체 액체와 혼합된다. 가스 공급원 및/또는 음료 매체를 위한 하나 이상의 카트리지의 사용은, 예를 들어 소비자의 가정에서, 탄산화된 또는 다른 스파클링 음료를 제조하기 위한 시스템을 용이하게 사용할 수 있게 하고 그리고 문제 없이(mess-free) 사용하게 할 수 있을 것이다. ("탄산화" 또는 "탄산화된"이라는 용어는, 여기에서, 용해된 가스를 가지는 음료를 전반적으로 지칭하기 위해서 사용되고, 그에 따라 용해된 가스가 이산화탄소, 질소, 산소, 공기 또는 다른 가스이든지 간에 스파클링 음료를 지칭한다. 그에 따라, 발명의 양태는 용해된 이산화탄소 내용물을 가지는 음료를 형성하기 위한 것으로 제한되지 않고, 임의의 용해된 가스를 포함할 수 있을 것이다.)

발명의 하나의 양태에서, 음료 제조 시스템은 전구체 액체를 제공하도록 배열된 음료 전구체 액체 공급부를 포함한다. 전구체 액체 공급부는 저장용기, 펌프, 하나 이상의 도관, 하나 이상의 밸브, 하나 이상의 센서(예를 들어, 저장용기 내의 물의 레벨을 검출하기 위한 것), 및/또는 음료를 형성하기에 적합한 방식으로 물 또는 다른 전구체 액체를 제공하기 위한 다른 적합한 구성요소를 포함할 수 있을 것이다. 시스템은 또한 제 1 및/또는 제 2 카트리지 부분을 가지는 단일 카트리지를 포함할 수 있을 것이다. 제 1 카트리지 부분이, 예를 들어, 전구체 액체를 탄산화하기 위해서, 전구체 액체 내로의 용해에서 이용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 포함할 수 있을 것이고, 그리고 제 2 카트리지 부분은 음료를 형성하기 위해서 액체 전구체와 혼합되도록 배열되는 음료 매체를 포함할 수 있을 것이다. 시스템은, 카트리지를 수용하고 그리고 적어도 부분적으로 둘러싸는(enclose) 챔버와 같은 카트리지 인터페이스, 상기 카트리지와 유체적으로 커플링되도록 배열되는 연결 포트, 또는 다른 배열체(arrangement)를 포함할 수 있을 것이다. 가스 용해 장치는, 제 1 카트리지 부분으로부터 전구체 액체 내로 방출되는 가스를 용해하도록 배열될 수 있을 것이고, 그리고, 예를 들어, 멤브레인 콘택터(contactor), 액체 내에서 가스를 용해시키는 것을 돕기 위해서 압력 하에서 액체를 유지하기에 적합한 챔버, 스파저(sparger), 가압된 가스 분위기로 물을 도입하도록 배열된 스프링클러, 또는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 상기 시스템은, 가스가 액체 내에 용해되기 전에 또는 그 후에, 전구체 액체와 음료 매체를 혼합시켜 음료를 형성하도록 배열될 수 있을 것이다. 카트리지로부터의 음료 매체가 전구체 액체와 함께 도입되는 혼합 챔버와 같은 시스템의 다른 부분, 사용자의 컵 또는 임의 개소 내에서, 음료 매체가 카트리지 내의 액체와 혼합될 수 있을 것이다.

발명의 하나의 양태에서, 음료 제조 시스템은 전구체 액체를 제공하도록 배열된 음료 전구체 액체 공급부, 그리고 제 1 및/또는 제 2 카트리지 부분들을 유지하도록 배열된 카트리지 챔버를 포함한다. 상기 카트리지 챔버는 하나 이상의 카트리지를 수용하기 위한 단일의 카트리지 수용기를 가질 수 있고, 또는 예를 들어, 2개 이상의 카트리지를 수용하기 위해, 서로로부터 분리된 복수의 카트리지 수용기를 포함할 수 있을 것이다. 다수의 수용 부분이 제공되면, 이들은 서로에 대해서 동시에 독립적으로 개방 및 폐쇄될 수 있을 것이다. 제 1 카트리지 부분이 카트리지 챔버 내에 제공될 수 있으며, 상기 제 1 카트리지 부분은 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 수용한다. 몇몇 실시예에서, 상기 가스 공급원은, 고체 형태(예를 들어, 펠릿)이고 그리고 이산화탄소 또는 다른 가스를 흡수한 제올라이트와 같이, 물의 존재하에서 가스를 방출하는 장입된 분자체(charged molecular sieve)를 포함할 수 있다. 제 2 카트리지 부분이 카트리지 챔버에 제공될 수 있으며, 상기 제 2 카트리지 부분은 음료를 형성하기 위해 액체 전구체와 혼합되도록 배열된 음료 매체를 수용한다. 상기 시스템은 상기 제 1 카트리지 부분에 의해 방출된 가스를 이용하여 전구체 액체를 탄산화하고, 상기 전구체 액체와 상기 제 2 카트리지 부분의 음료 매체를 혼합하도록 배열될 수 있다. 상기 전구체 액체는 상기 제 1 카트리지 부분에서 또는 가스가 전달되는 (저장용기 또는 멤브레인 카보네이터와 같은) 하나 이상의 다른 영역에서 탄산화될 수 있을 것이다. 음료 매체와 전구체 액체의 혼합은 탄산화 전에 또는 그 후에 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 카트리지 부분에서 또는 상기 제 2 카트리지 부분으로부터 분리된 혼합 챔버와 같은 다른 위치에서 이루어질 수 있을 것이다.

상기 시스템은 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해 상기 가스 공급원과의 접촉을 위한 유체를 상기 카트리지 챔버에 제공하도록 배열된 가스 활성화 유체 공급부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가스 활성화 유체 공급부는 상기 가스 공급원에 의해 생산되는 가스의 양을 제어하기 위해 상기 카트리지 챔버로 제공되는 (액체 또는 증기 형태의 물과 같은) 유체의 양을 제어하도록 배열될 수 있다. 이로 인해, 시스템은 전구체 액체를 탄산화하기 위해 사용되는 가스 압력을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 카트리지 챔버는 주변 압력(ambient pressure)보다 더 높은 압력하에서 해당 카트리지 챔버 내에서 적어도 상기 제 1 카트리지 부분을 유지하도록 배열될 수 있다. 그 대신에, 지지 구조물 또는 다른 외장이 없이, 가스 공급원에 의해서 방출되는 가스에 의해서 유발되는 압력을 견딜 수 있도록 제 1 카트리지 부분이 배열될 수 있을 것이다. 상기 전구체 액체를 탄산화하기 위해 음료 전구체 액체로, 주변 압력보다 더 높은 압력하의, 상기 가스 공급원에 의해 방출된 가스를 전도하도록 가스 공급부가 배열될 수 있을 것이다. 상기 가스는 탄산화 탱크, 멤브레인 콘택터 또는 탄산화를 위한 다른 적절한 배열체로 전도될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 시스템은 카보네이터를 포함할 수 있으며, 상기 카보네이터는 그 카보네이터의 가스 측부(side)로부터 액체 측부를 분리시키는 멤브레인을 포함하고, 상기 가스는 상기 가스 측부로 제공되며, 상기 음료 전구체 액체 공급부는 상기 액체 측부로 전구체 액체를 제공하며, 그에 따라 가스 측부 상의 가스가 상기 액체 측부 상의 전구체 액체 내에 용해된다. 펌프는 저장용기로부터 카보네이터를 통해 전구체 액체를 이동시켜 음료로서 후속하여 배출되게 할 수 있으며, 또는 상기 전구체 액체가 상기 카보네이터를 1회 이상 추가적으로 통과하도록 상기 저장용기로 다시 순환될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 음료가 가스 공급원과 접촉하지 않도록, 상기 시스템이 전구체 액체와 음료 매체를 혼합하여 음료를 형성할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 전구체 액체가 가스 공급원과 접촉할 수 있으며, 예를 들어, 상기 액체는 탄산화되기 위해 상기 제 1 카트리지 부분을 통과하게 된다. 상기 제 1 및 제2 카트리지 부분은 각각 서로로부터 분리된 각각의 제 1 및 제 2 카트리지의 파트일 수 있으며, 또는 상기 카트리지 부분이 단일 카트리지의 파트일 수 있다. 단일 카트리지의 파트인 경우에, 상기 제 1 및 제 2 카트리지 부분은, 예를 들어, 필터와 같은 투과성 요소에 의해서, 또는 제 1 및 제 2 카트리지 부분들이 서로 소통할 수 있도록 취약한, (적당한 압력에 의한 것과 같이) 파괴되기 쉬운, 천공될 수 있는, 또는 달리 무너지거나(breached) 무너지지 않는 카트리지의 벽과 같은 비투과성 요소에 의해서, 서로로부터 분리될 수 있을 것이다. 제 1 및 제 2 카트리지 부분에 대한 접근을 허용하기 위해서, 제 1 및 제 2 카트리지 부분과 연관된 카트리지는 상기 카트리지 챔버 내에 있는 동안 천공될 수 있다. 예를 들어, 상기 카트리지 부분이 별도의 카트리지에 있는 경우에, 상기 2개의 카트리지들은 상기 제 1 카트리지 부분에 유체가 제공되도록 및/또는 그로부터 가스가 빠져나올 수 있도록 하기 위해서 그리고 혼합된 전구체 액체와 함께 또는 단독으로 상기 제 2 카트리지 부분으로부터 음료 매체가 빠져나올 수 있도록 하기 위해, 상기 카트리지 챔버를 폐쇄하는 것에 의해 천공될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 카트리지 부분은 각각 그러한 카트리지 부분들을 사용하여 형성되는 탄산 음료의 체적보다 더 작은 체적을 가질 수 있다. 이는 사용자가 상대적으로 작은 체적의 카트리지 또는 카트리지들을 사용하여 상대적으로 큰 체적의 음료를 형성할 수 있도록 함으로써 상당한 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 시스템은 100 - 1000 ml의 체적과 약 1 내지 5 체적의 탄산화 레벨을 갖는 탄산화된 액체를 형성하기 위해 약 120초 미만의 시간 주기에 걸쳐 상기 제 1 및 제 2 카트리지 부분들을 사용하도록 배열될 수 있을 것이다. 탄산화는 20 - 50 psi, 또는 그 초과의 압력에서 발생될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서의 카트리지 부분은 약 50 ml 이하의 체적을 가질 수 있으며, 그에 의해서 폐기물의 양을 줄이고 및/또는 시스템의 편의성을 부가한다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 방법은, 제 1 및 제 2 카트리지 부분을 음료 제조 기계로 제공하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 카트리지 부분은 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 포함하고, 상기 제 2 카트리지 부분은 음료를 형성하기 위해 액체 전구체와 혼합되도록 배열된 음료 매체를 수용한다. 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해서, 액체 형태 또는 증기 형태의 물과 같은 유체가 상기 카트리지 챔버로 제공될 수 있을 것이고, 그리고 상기 가스 공급원으로부터 방출된 가스의 적어도 일부를 전구체 액체 내에 용해시킴으로써 상기 전구체 액체가 탄산화될 수 있을 것이다. 상기 전구체 액체는 탄산화 전에 또는 그 후에 음료를 생산하기 위해 음료 매체와 혼합될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 가스 공급원은, 예를 들어, 장입된 제올라이트(charged zeolite)를 포함하여, 제 1 카트리지 부분 내에서 고체 형태로 존재할 수 있을 것이다. 상기 제 1 카트리지 부분으로 제공되는 유체의 양은, 예를 들어, 주변 압력보다 높은 소정 범위 이내로 상기 가스 공급원에 의해 생산되는 가스의 압력을 유지하기 위해, 상기 가스 공급원에 의한 가스 생산을 제어함으로써, 제어될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 가스 공급원은 장입된 제올라이트를 포함하며, 상기 카트리지 챔버로 제공되는 유체의 양은 장입된 제올라이트가 적어도 30 초 이상의 기간에 걸쳐 가스를 방출하도록 제어된다.

상기 전구체 액체의 탄산화는 전구체 액체를 수용하는 저장용기로 가스를 제공하는 단계, 가스 측부의 가스가 멤브레인의 액체 측부의 전구체 액체 내에서 용해되도록, 멤브레인의 가스 측부로 가스를 제공하는 단계, 가스 충전된 공간 내로 전구체 액체를 분무하는 단계, 전구체 액체를 상기 제 1 카트리지 부분을 통해서 압력하에서 통과시키는 단계 등을 포함할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 카트리지 부분 각각은 서로로부터 분리된 각각의 제 1 및 제 2 카트리지의 파트일 수 있으며, 또는 상기 카트리지 부분이 단일 카트리지의 파트일 수 있을 것이다. 단일 카트리지의 파트인 경우에, 상기 제 1 및 제 2 카트리지 부분은, 예를 들어, 카트리지 벽에 의해 서로로부터 분리될 수 있을 것이다. 상기 전구체 액체의 혼합은 탄소화 전에 또는 그 후에 이루어질 수 있으며, 또는 상기 제 2 카트리지 부분 내에서, 또는, 상기 제 2 카트리지 부분으로 분리된 혼합 챔버와 같은 다른 위치에서 이루어질 수 있을 것이다.

다른 실시예에서, 유체를 제공하는 단계와 탄산화 단계는 100 - 1000 ml의 체적(예를 들어, 약 500 ml)과 약 2 내지 4 체적(또는, 그 이하 또는 초과, 예를 들어, 1 내지 5 체적)의 탄산화 레벨을 갖는 탄산화된 액체를 형성하기 위해 20 - 50 psi의 가스 압력을 사용하여 약 120초 미만(예를 들어, 약 60초)의 시간 주기에 걸쳐 실시될 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 양태에 따른 시스템 및 방법은 고압을 필요로 하지 않고 상대적으로 짧은 시간 주기 이내에 비교적 다량으로 탄산화된 음료를 생산할 수 있을 것이다.

발명의 또 다른 양태에서, 음료 제조 시스템은 전구체 액체를 제공하기 위한 음료 전구체 액체 공급부, 카트리지를 유지하도록 배열된 카트리지 챔버, 및 가스 공급원을 수용하는 내부 공간을 포함하는 카트리지를 포함한다. 상기 가스 공급원은, 예를 들어, 물 또는 다른 활성화 작용제(activating agent)와 같은 유체와의 접촉에 응답하여, 상기 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열될 수 있다. 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해 상기 가스 공급원과 접촉하도록 유체를 상기 카트리지 챔버로 제공하도록 가스 활성화 유체 공급부가 배열될 수 있으며, 상기 활성화 유체 공급부는, 예를 들어, 상기 카트리지 챔버 또는 다른 영역 내의 압력을 제어하기 위해서, 상기 가스 공급원에 의해 방출되는 가스의 양을 제어하기 위해 상기 카트리지 챔버로 제공되는 유체의 양을 제어하도록 배열될 수 있을 것이다. 상기 전구체 액체를 탄산화하기 위해서 음료 전구체 액체 공급부를 통해서 제공되는 전구체 액체로 주변 압력보다 더 높은 압력하에서 상기 가스 공급원에 의해 방출된 가스를 전달하도록 가스 공급부가 배열될 수 있을 것이다. 상기 카트리지 챔버로의 유체 흐름을 제어하는 비교적 간단한 방식으로, 가스의 생산과 그에 따른 압력을 제어할 수 있는 능력은 간단한 제어와 시스템 작동이라는 장점을 제공할 수 있을 것이다.

상기 음료 전구체 액체 공급부는 전구체 액체를 수용하는 저장용기, 카보네이터의 가스 측부로부터 액체 측부를 분리시키는 멤브레인을 포함하는 카보네이터, 상기 저장용기로부터 상기 카보네이터 또는 시스템의 다른 부분을 통해 전구체 액체를 이동시키는 펌프, 하나 이상의 필터 또는 다른 액체 처리 장치 등을 포함할 수 있을 것이다. 상기 카트리지 챔버는 주변 압력보다 더 높은 압력하에서, 예를 들어, 상기 전구체 액체를 탄산화하기에 적합한 압력 범위 이내에서, 상기 챔버 내에서 상기 카트리지를 유지하도록 배열될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 탄산화를 위해 사용되는 가스 압력은, 더 높은(그리고 더 낮은) 압력도 가능하지만, 약 20 내지 50 psi일 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 방법은 내부 공간 내에서 가스 공급원을 둘러싸도록 밀봉되는 내부 공간을 갖는 카트리지를 제공하는 단계, 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해서 상기 카트리지로 유체를 제공하는 단계, 소정 시간 주기 동안 상기 가스 공급원에 의해 방출되는 가스의 양을 제어하기 위해서 상기 시간 주기에 걸쳐서 상기 카트리지로 제공되는 유체의 양을 제어하는 단계, 및 상기 가스 공급원으로부터 방출된 가스의 적어도 일부를 전구체 액체 내에 용해시킴으로써 상기 전구체 액체를 탄산화하는 단계를 포함한다. 상기 전구체 액체는, 탄산화 전에 또는 그 후에, 카트리지 또는 다른 영역에서 음료를 생산하기 위해 음료 매체와 혼합될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 상기 카트리지는 그 카트리지로 액체를 제공하기 위해서 음료 제조 기계를 사용하여 천공될 수 있는 한편, 다른 실시예에서 액체가 규정된 포트 또는 다른 배열체를 통해서 카트리지로 제공될 수 있을 것이다. 전술한 실시예와 같이, 상기 액체는 카트리지 내에서 또는 카보네이터나 저장용기와 같은 다른 영역 내에서 탄산화될 수 있을 것이며, 상기 카트리지는 상기 음료 매체를 포함하는 제 2 부분 등을 포함할 수 있을 것이다. (또는 제 2 카트리지가 음료 매체와 함께 사용될 수 있을 것이다).

발명의 다른 양태에서, 탄산 음료를 형성하기 위한 방법은 내부 공간에 고체 형태의 가스 공급원을 둘러싸도록 밀봉된 내부 공간을 갖는 카트리지를 제공하는 단계, (예를 들어 천공에 의해) 상기 카트리지를 개방하고 그리고 상기 가스 공급원이 가스를 방출하게 유도하는 단계, 및 상기 가스 공급원으로부터 방출된 가스의 적어도 일부를 액체 내에 용해시킴으로써 상기 액체를 탄산화하는 단계를 포함한다. 상기 액체는 음료를 생산하기 위한 음료 매체를 수용하고 있는 카트리지 챔버를 통해서 상기 액체를 통과시킴으로써, 상기 음료 매체와 혼합될 수 있을 것이다. 상기 액체를 카트리지 내에서 음료 매체와 혼합함으로써, 별도의 혼합 챔버가 필요하지 않을 수 있으며, (상기 카트리지가 혼합 챔버로서의 역할을 하고 그리고 단 1회만 사용되기 때문에) 연속적으로 제조되는 음료들 사이의 풍미(flavor) 혼합이 감소될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 상기 가스 공급원을 둘러싸고 있는 상기 카트리지는 음료 매체를 수용하고 있는 상기 카트리지 챔버를 또한 포함한다. 예를 들어, 탄산화를 위한 가스 공급원이 위치되는 카트리지의 제 1 부분으로 액체가 도입될 수 있고, 그리고 상기 액체는 제 1 부분으로부터 음료 매체가 위치되는 제 2 부분으로 통과될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 액체가 음료 매체와 혼합될 수 있는 카트리지 챔버가, 상기 가스 공급원을 둘러싸는 카트리지로부터 분리된 제 2 카트리지의 파트일 수 있을 것이다.

상기 카트리지로부터의 가스는 상기 가스가 상기 액체 내에서 용해되는 영역으로, 예를 들어, 멤브레인 콘택터, 액체의 상당 부분을 유지하는 저장용기, 또는 다른 배열체로 루팅될(routed) 수 있을 것이다. 가스의 압력은 카트리지로 제공되는 유체의 양을 제어함으로써 제어될 수 있을 것이다. 발명의 다른 양태들과 같이, 여기에서 개시된 다양한 실시예와 선택적인 특징이 발명의 이러한 양태와 함께 사용될 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 키트는, 밀봉되고 그리고 가스 공급원을 내부에 포함하는 내부 공간을 구비하는 제 1 카트리지를 포함한다. 상기 가스 공급원은 고체 형태일 수 있고, 또는 100 psi 미만의 압력에서 상기 내부 공간 내에 저장될 수 있으며, 그리고 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열될 수 있을 것이다. 상기 제 1 카트리지는 상기 가스 공급원을 활성화시키기 위한 유체가 통과하여 제공되는 유입구와, 가스가 통과하여 제 1 카트리지를 빠져나가는 배출구를 갖도록 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 제 1 카트리지는 상기 유입구와 배출구를 형성하기 위해 천공될 수 있고, 또는 상기 제 1 카트리지는 규정된 유입구/배출구를 가질 수 있을 것이다. 상기 키트의 제 2 카트리지는 밀봉된 내부 공간을 포함하고, 상기 내부 공간은 음료를 형성하기 위해서 상기 전구체 액체와의 혼합에 사용하기 위한 음료 매체를 수용한다. 상기 제 2 카트리지는 상기 제 2 카트리지에서 상기 음료 매체와 전구체 액체를 혼합하도록 배열될 수 있으며, 따라서, 액체의 유입과 혼합된 액체/음료 매체의 유출을 허용하도록 천공되거나 또는 달리 배열될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 카트리지는 그러한 제 1 및 제 2 카트리지를 사용하여 형성되는 음료의 체적보다 더 작은 체적을 각각 가질 수 있으며, 예를 들어, 상기 카트리지는 약 50 ml의 체적을 가질 수 있고, 약 500 ml의 체적을 갖는 음료를 제조하기 위해 사용될 수 있을 것이다. 상기 제 1 및 제 2 카트리지들은, 공구를 사용하지 않고는, 그리고 제 1 및 제 2 카트리지의 적어도 일부를 손상시키지 않고는, 카트리지를 서로로부터 분리할 수 없도록, 함께 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 카트리지는 용접 조인트(welded joint) 또는 기계적 체결구의 상호 록킹(interlocking)에 의해 결합될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 카트리지는 밀봉되고 그리고 가스 공급원을 내부에 수용하는 내부 공간을 가지는 컨테이너를 포함한다. 상기 가스 공급원은 (장입된 제올라이트 또는 다른 분자체와 같은) 고체 형태일 수 있으며, 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된다. 하나의 배열체에서, 가스 또는 다른 가스 공급원이, 밀봉 공간이 개방되기에 앞서서, 약 100 psi 미만의 압력에서 긴 기간 동안 카트리지 내의 밀봉된 공간 내에서 저장될 수 있을 것이다. 따라서, 카트리지는 가스 공급원을 저장하기 위해 반드시 고압을 견딜 수 있어야할 필요는 없다. 상기 컨테이너는 상기 가스 공급원을 활성화하기 위한 유체가 통과하여 제공되는 유입구와, 상기 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스가 통과하여 상기 컨테이너를 빠져나가는 배출구를 갖도록 배열될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 상기 컨테이너는, 예를 들어, 상기 카트리지의 상단부, 하단부, 측부 및/또는 다른 위치에 상기 유입구를 형성하기 위해서 그리고 상기 배출구를 형성하기 위해서 음료 제조 기계에 의해 천공될 수 있을 것이다. 하나의 배열체에서, 상기 컨테이너는 상기 유입구와 배출구를 모두 형성하기 위해 음료 기계에 의해 천공될 수 있는 덮개를 포함할 수 있다. 상기 컨테이너는, 예를 들어, 물리적 지지 없이 카트리지 내부의 약 80 psi 이상의 압력을 견디기에 적합하지 않은, 반-강성(semi-rigid)인 또는 가요성인 적어도 일부분을 가질 수 있을 것이다. 상기 컨테이너는 음료를 형성하기 위해 전구체 액체에 풍미를 가하는데 사용하기 위한 음료 매체를 수용하는 제 2 챔버를 포함할 수 있으며, 상기 제 2 챔버는 상기 가스 공급원이 내부에 수용되는 제 1 챔버로부터 격리될 수 있을 것이다. 상기 컨테이너는 상기 카트리지를 사용하여 형성되는 탄산 음료의 체적보다 더 작은 체적을 가질 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 양태에서, 음료 제조 시스템은 주변 압력보다 더 높은 압력하에서 카트리지를 유지하도록 배열된 카트리지 챔버와, 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 수용하는 내부 공간을 포함하는 카트리지를 포함한다. 상기 카트리지는 그러한 카트리지를 사용하여 생성되는 음료의 체적보다 더 작은 체적을 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 2 내지 4 체적의 탄산화 레벨로 약 100 - 1000 ml의 액체의 체적을 탄산화하는데 사용하기 위해서 예를 들어, 50 ml 또는 그 미만의 체적을 가질 수 있을 것이다. 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하고, 상기 가스의 적어도 일부가 내부 공간에 있는 동안 전구체 액체에 용해되도록 하기 위해서, 음료 전구체 액체 공급부가 상기 카트리지의 내부 공간에 전구체 액체를 제공할 수 있을 것이다. 카트리지 챔버 내에서의 액체의 탄산화는, 예를 들어, 탄산화 탱크 또는 다른 카보네이터가 필요 없게 함으로써, 시스템의 작동을 단순화할 수 있다. 대신에, 상기 카트리지는 적어도 부분적으로는 카보네이터로서 기능할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 상기 카트리지는 음료를 형성하기 위해 전구체 액체와 혼합하는데 사용하기 위한 음료 매체를 수용하는 제 2 챔버를 포함한다. 상기 제 2 챔버는 상기 가스 공급원이 수용되는 제 1 챔버로부터 격리될 수 있을 것이고, 또는 상기 제 1 및 제 2 챔버가 소통할 수 있고, 예를 들어 액체가 탄산화되기 위해서 상기 제 1 챔버 내로 유도될 수 있고 그리고 상기 제 1 챔버로부터 상기 음료 매체가 위치되는 제 2 챔버로 통과될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 방법은 내부 공간 내에서 가스 공급원을 둘러싸도록 밀봉되는 내부 공간을 가지는 카트리지를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 카트리지는 그러한 카트리지를 사용하여 생성되는 음료의 체적보다 더 작은 체적을 갖는다. 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해서 액체가 상기 카트리지로 제공될 수 있을 것이고, 상기 액체가 상기 카트리지 내에 있는 동안, 상기 가스 공급원으로부터 방출된 가스의 적어도 일부를 상기 액체 내에 용해시킴으로써 상기 액체가 탄산화될 수 있을 것이다. 상기 액체는 상기 카트리지에서의 탄산화 전에 또는 그 후에 음료를 생산하기 위해 음료 매체와 혼합될 수 있을 것이다. 사실상, 상기 카트리지는 음료를 형성하기 위해서 전구체 액체와 혼합하는데 사용하기 위한 음료 매체를 수용하는 제 2 챔버를 포함할 수 있으며, 상기 카트리지는 그러한 카트리지를 사용하여 제조되는 음료의 체적보다 더 작은 체적을 가질 수 있을 것이다. 상기 카트리지는 유입구 및 배출구를 형성하기 위해 음료 제조 기계를 사용하여 천공될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 음료 제조 시스템은 음료 전구체 액체 공급부, 챔버에서 카트리지를 유지하도록 배열된 카트리지 챔버 또는 다른 인터페이스, 그리고 고체 형태이고 그리고 전구체 액체를 탄산화하는데 사용하기 위한 가스를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 수용하는 내부 공간을 포함하는 카트리지를 포함한다. 상기 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해서 상기 가스 공급원과 접촉하는 유체를 가스 활성화 유체 공급부가 상기 카트리지 챔버로 제공할 수 있을 것이다. 상기 시스템은 카보네이터를 더 포함할 수 있으며, 상기 카보네이터는 가스 측부로부터 액체 측부를 분리시키는 멤브레인을 가지고, 상기 카트리지에 의해 방출되는 가스가 상기 가스 측부로 제공되며, 상기 음료 전구체 액체 공급부는 상기 액체 측부로 전구체 액체를 제공함으로써, 상기 가스 측부의 가스가 상기 액체 측부의 전구체 액체 내로 용해된다. 상기 카트리지 챔버는 주변 압력보다 더 높은 압력하에서, 예를 들어, 상기 카보네이터에서 상기 액체를 탄산화하기 위해 사용되는 압력 범위 이내에서, 상기 챔버 내에서 상기 카트리지를 유지하도록 배열될 수 있을 것이다. 상기 카트리지 챔버로부터 상기 카보네이터의 가스 측부로 주변 압력보다 더 높은 압력하에서 상기 가스 공급원에 의해 방출된 가스를 전달하도록 가스 공급부가 배열될 수 있을 것이다. 상기 카보네이터의 멤브레인은 복수의 중공 섬유를 포함할 수 있고, 상기 중공 섬유의 내부는 상기 액체 측부의 파트이고, 상기 중공 섬유의 외부는 상기 가스 측부의 파트이다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위한 방법은 고체 형태이며 가스를 방출하도록 배열되는 내부 공간 내의 가스 공급원을 둘러싸도록 밀봉된 내부 공간을 가지는 카트리지를 제공하는 단계, 상기 카트리지를 개방하거나 달리 접근되게 하고 그리고 (예를 들어 천공에 의해서) 상기 카트리지가 가스를 방출하게 하는 단계, 그리고 가스 공급원으로부터 방출된 가스의 적어도 일부를 액체 내에 용해시킴으로써 상기 액체를 탄산화하는 단계를 포함한다. 상기 가스는 멤브레인의 가스 측부에 위치될 수 있고, 상기 액체는 상기 멤브레인의 액체 측부에 위치될 수 있을 것이다. 상기 멤브레인은 복수의 중공 섬유에 의해 형성될 수 있으며, 상기 섬유의 내부에 액체 측부가 위치되고, 상기 섬유의 외부에 상기 가스 측부가 위치된다. 상기 가스 측부에서의 가스 압력은 상기 카트리지에 제공되는 액체량의 제어에 기초하여 제어될 수 있다.

다른 실시예에서, 음료 형성에 있어서 음료 제조 기계가 이용하기 위한 카트리지가, 함께 부착되고 그리고 불투과성 배리어, 예를 들어 덮개(lid) 또는 제 1 및/또는 제 2 부분의 다른 컨테이너 파트에 의해서 분리되는 제 1 및 제 2 부분을 포함한다. 상기 제 1 부분은 음료 전구체 액체 내에 용해하고자 하는 가스를 방출하기 위한 가스 공급원을 포함할 수 있고, 그리고 상기 제 2 부분은 음료를 형성하기 위해서 전구체 액체와 혼합하기 위한 음료 매체를 포함할 수 있을 것이다. 상기 카트리지가 평면을 가지도록 상기 제 1 및 제 2 부분이 서로에 대해서 배열될 수 있을 것이며, 상기 제 1 부분은 상기 평면 아래에 위치되고 그리고 상기 제 2 부분은 상기 평면 위에 위치된다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 부분의 덮개들이 서로 인접하여 위치되는 상태로, 예를 들어, 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분의 상단부 상에 적층될 수 있을 것이다.

하나의 예시적인 실시예에서, 음료 형성에 있어서 음료 제조 기계가 이용하기 위한 카트리지가, 함께 부착되고 그리고 제 1 및/또는 제 2 부분의 컨테이너 파트를 폐쇄하기 위해서 사용되는 불투과성 배리어, 예를 들어 호일 덮개에 의해서 분리되는 제 1 및 제 2 부분을 가지는 컨테이너를 포함한다. 상기 제 1 부분은 음료 전구체 액체 내에 용해하고자 하는 가스를 방출하기 위한 가스 공급원을 포함할 수 있고, 그리고 상기 제 2 부분은 음료를 형성하기 위해서 전구체 액체와 혼합하기 위한 음료 매체를 포함할 수 있을 것이다. 상기 제 2 부분이 덮개와 같은 벽, 컨테이너 파트와 같은 측벽, 컨테이너 파트의 하단부, 백(bag)의 벽, 등을 포함할 수 있을 것이고, 상기 벽은 전구체 액체와의 혼합을 위해서 음료 매체가 제 2 부분을 빠져나가도록 강제하기 위해서 이동될 수 있다. 상기 벽은 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 공기 또는 다른 가스 압력, 플런저, 피스톤 또는 상기 벽과 접촉하고 상기 벽을 이동시키는 다른 아이템 등에 의해서 이동될 수 있을 것이다.

상기 실시예에서, 제 1 부분이 유입구 및 배출구를 가질 수 있을 것이고, 상기 유입구를 통해서 유체가 가스 공급원을 활성화시키도록 제공되고(예를 들어, 제 1 부분의 덮개 또는 다른 파트가 천공되어 유입구 개구부를 형성할 수 있을 것이다) 그리고 전구체 액체 내에서의 용해를 위해서 가스가 상기 배출구를 통해서 상기 제 1 부분을 빠져나온다(예를 들어, 제 1 부분의 덮개 또는 다른 파트가 천공되어 배출구 개구부를 형성할 수 있을 것이다). 상기 유입구 및 배출구가 상기 제 1 부분의 동일한 측부에, 예를 들어 제 1 부분의 상단부에 위치될 수 있을 것이다. 하나의 배열체에서, 제 1 부분은 상기 가스 공급원을 활성화시키기 위해서 유체가 통과되는 유입구를 형성하기 위한 천공을 수용하도록 배열된 표면을 포함할 수 있을 것이고, 그리고 상기 제 1 부분이 상기 제 2 부분에 부착될 수 있고, 그에 따라 상기 표면이 노출되지 않는다. 예를 들어, 상기 제 1 부분의 천공 가능 파트가 상기 제 2 부분에 의해서 커버되도록, 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분에 부착될 수 있을 것이다. 이러한 배열체는 표면이 너무 빨리 천공될 가능성, 예를 들어, 카트리지가 음료 제조 기계와 연관되기 전에 우발적으로 천공될 가능성을 감소시키는데 도움이 될 수 있을 것이다. 제 2 부분이 배출구를 포함할 수 있을 것이고, 상기 배출구를 통해서 음료 매체가 전구체 액체와의 혼합을 위해서 컨테이너를 빠져나가고, 예를 들어 상기 제 2 부분의 하나의 파트가 천공되어 음료 매체의 탈출을 위한 개구부를 형성할 수 있을 것이고, 상기 제 2 부분은 음료 매체 등을 방출하기 위해서 개방되는 취약한 밀봉부 또는 다른 요소를 가질 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 가동형 벽은, 적어도 부분적으로, 카트리지의 제 1 부분을 형성한다. 예를 들어, 제 1 부분이 제 1 챔버 벽에 의해서 적어도 부분적으로 형성될 수 있고, 그리고 제 2 부분이 제 2 공간을 형성하는 제 2 챔버 벽에 의해서 적어도 부분적으로 형성될 수 있을 것이다. 상기 제 1 챔버 벽이, 예를 들어, 플런저와 같이, 상기 제 2 공간 내로 수용될 수 있을 것이고, 그리고 상기 제 2 챔버 벽에 대해서 이동되어 음료 매체를 카트리지의 제 2 부분으로부터 추방할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 상기 벽이, 금속 호일, 금속 호일/폴리머 라미네이트, 플라스틱 재료의 층, 등과 같은 배리어 재료의 층을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 제 2 부분이 시트 알루미늄과 같은 금속 호일 재료의 층에 의해서 형성된 캡슐에 의해서 규정될 수 있을 것이다. 배리어 재료의 층이 (예를 들어, 파열 또는 천공에 의해서) 개방되도록 그리고, 힘이 배리어 재료로 인가될 때, 음료 매체가 제 2 부분을 빠져나갈 수 있게 허용하도록, 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지가, 힘이 배리어 재료로 인가될 때, 상기 제 2 부분을 개방하는 천공 요소를 포함할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 벽이 주름부 및 취약한 배출구를 포함하고, 상기 취약한 배출구는 상기 제 2 부분 내부의 압력을 기반으로 개방될 수 있다. 상기 주름부가, 예를 들어, 단계적인 또는 순차적인 방식으로 붕괴되어 상기 배출구를 통해서 음료 매체를 강제하도록 상기 벽이 프레스될 수 있고, 상기 배출구는 벽의 (예를 들어, 스코어링 가공(scoring), 부분적인 천공 등에 의해서) 약해진 부분에 의해서 형성되는 파열성 밀봉부를 포함할 수 있을 것이다. 상기 제 2 부분과 유사하게, 상기 제 1 부분이 배리어 재료의 층에 의해서 형성된 캡슐에 의해서 규정될 수 있을 것이고, 그리고 상기 제 1 및 제 2 부분이, 예를 들어, 배리어 재료의 림들 또는 엣지들을 함께 클림핑함으로써, 함께 부착될 수 있을 것이다.

상기 제 1 및 제 2 부분이 외부 분위기로부터 밀봉될 수 있을 것이고, 그리고 상기 제 1 부분은, 음료를 형성하기 위한 음료 전구체 액체와의 혼합에서 이용하기 위한 이산화탄소 가스를 방출하도록 배열된 (장입된 제올라이트와 같은) 고체 형태의 이산화탄소 공급원을 포함할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 상기 가스 공급원을 노출시키기 위한 상기 제 1 부분의 밀봉부의 파괴 이전에 상기 제 1 부분 내의 압력이 비교적 낮을 수 있고, 예를 들어 100 psi 미만일 수 있을 것이다. 그러나, 가스 공급원이 100-1000 ml의 체적 및 약 1 내지 5의 탄산화 레벨을 가지는 탄산화된 음료를 형성하기에 적합한 가스를 방출하도록 배열될 수 있을 것이다.

발명의 이러한 그리고 다른 양태가 이하의 설명 및 청구범위로부터 자명해질 것이다.

발명의 양태가, 유사한 번호가 유사한 요소를 나타내는 이하의 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 제거가능한 저장용기를 갖는 음료 제조 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 전구체 액체를 순환시키도록 배열된 콘택터를 갖는 음료 제조 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3은 카보네이터를 1회 통과하여 액체가 탄산화되는 음료 제조 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 4는 가스 카트리지가 탄산화 저장용기 내에 위치되는 음료 제조 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 카트리지 챔버의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 6은 함께 결합된 가스 및 음료 매체 카트리지의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 7 및 8은 가스 및 음료 매체 카트리지의 사시도와 평면도를 각각 도시한다.
도 9는 카트리지 내에서 액체를 탄산화하도록 배열된 카트리지의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 10은 카트리지 내에서 액체를 탄산화하도록 배열된 카트리지의 예시적인 실시예를 다른 배향으로 도시한다.
도 11은 가스 공급원과 음료 매체를 수용하는 격리된 챔버들을 갖는 카트리지의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 12는 음료를 형성하는데 이용하기 위한 카트리지를 구성하기 위한 가동형 파트를 가지는 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 13은 가동형 파트의 이동 후에 도 12의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 14는 도 12의 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 15는 제 2 부분 위에 위치된 제 1 부분을 가지는 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 16은 도 15의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 17은 평면형 지지부를 가지는 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 18은 도 17의 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 19는 도 17의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 20은 음료 매체가 카트리지의 제 2 부분으로부터 방출된 상태에서의 도 17의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 21은 제 2 부분 아래의 도 17의 카트리지의 지지부의 파트의 평면도를 도시한다.
도 22는 전구체 액체 및 음료 매체가 동축적인 유동을 가지는 배열체의 개략도를 도시한다.
도 23은 제 2 부분이 제 1 부분 위에 배치되는 도 17의 카트리지의 수정예를 도시한다.
도 24는 혼합 챔버 부분을 가지는 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 25는 도 24의 카트리지의 조립된 사시도를 도시한다.
도 26은 도 24의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 27은 음료 매체가 제 2 부분으로부터 방출된, 도 24의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 28은 나란한(side-by-side) 가스 공급원 부분 및 음료 매체 부분을 포함하는 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 29는 도 28의 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 30은 도 28의 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 31은 전구체 액체의 중력 및/또는 압력 피드(feed)를 채용하는 음료 제조 시스템의 개략도를 도시한다.
도 32는 얼음 분배 기능을 가지는 음료 제조 시스템의 개략도를 도시한다.
도 33은 가스 공급원의 가열 또는 다른 활성화를 채용하는 음료 제조 시스템의 개략도를 도시한다.
도 34는 전구체 액체를 공급하기 위해서 플런저를 채용한 음료 제조 시스템의 개략도를 도시한다.
도 35는 가스 용해 장치를 통해서 전구체 액체를 순환시키도록 배열된 음료 제조 시스템의 개략도를 도시한다.
도 36은 활성화 유체 유동 제어기를 가지는 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 37 및 38은 음료 제조 기계와 상호작용하는 활성화 유체 유동 제어기를 가지는 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 39 및 40은 카트리지 내의 압력이 카트리지를 이동시켜 활성화 유체 유동을 제어하는 배열체를 도시한다.
도 41 및 42는 도 39 및 40의 실시예에서 이용하기 위한 카트리지의 활성화 유체 공급 바늘 및 활성화제 유입구의 확대도를 도시한다.
도 43 및 44는 카트리지 내의 압력이 음료 제조 기계에 의해서 검출되는 예시적인 실시예를 도시한다.
도 45는 도 28-30에 도시된 것과 유사하게 배열되고 그리고 카트리지 내의 유체 유동의 핀치(pinch) 제어를 허용하도록 배열된 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 46은 카트리지 내의 압력이 음료 제조 기계에 의해서 검출되는 다른 실시예를 도시한다.
도 47 및 48은 카트리지 내의 압력이 음료 제조 기계에 의해서 검출되고 그리고 활성화 유체 유동이 기계의 밸브 액추에이터에 의해서 제어되는 실시예를 도시한다.
도 49 및 50은 자동화된 가스 압력 제어를 위한 카트리지에 대한 유동 제어기 배열체의 개략도를 도시한다.
도 51은 필터를 가지는 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 52는 필터를 가지는 카트리지의 다른 실시예의 분해도를 도시한다.
도 53 및 54는 도 52의 실시예의 제 2 부분 및 제 1 부분의 각각의 횡단면도를 도시한다.
도 55는 도 52의 카트리지의 삽입 단부의 절개 사시도를 도시한다.
도 56은 사용자가 카트리지와의 상호 작용에 의해서 음료 특성을 규정할 수 있게 허용하도록 배열된 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 57은 도 56의 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 58은 덮개 부분들이 서로 인접하도록 조합된 제 1 및 제 2 부분들을 가지는 카트리지의 조립된 도면을 도시한다.
도 59는 제 1 부분 및 제 2 부분이 탈착된 도 58의 실시예의 측면도를 도시한다.
도 60은 도 59의 배열체의 평면도를 도시한다.
도 61은 덮개 섹션에 의해서 함께 조합되고 그리고 접혀진 구성 상태인 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지는 카트리지를 도시한다.
도 62는 접혀지지 않은 구성의 도 61의 실시예를 도시한다.
도 63은 내부 천공 요소와 함께 예시적인 카트리지의 횡단면도를 도시한다.
도 64는 거싯형(gusseted) 백으로서 형성된 부분 및 거싯 공동 내로 수용되는 다른 부분을 가지는 카트리지의 분해도를 도시한다.
도 65는 음료 매체 및 상기 음료 매체를 배출하기 위해서 사용되는 가압 가스를 포함하는 제 2 부분과 함께 카트리지를 도시한다.

발명의 양태가 예시적인 실시예를 도시한 도면들을 참고하여 여기에서 개시되어 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 여기에서 설명된 예시적인 실시예는 본질적으로 발명에 따른 모든 실시예를 나타내고자 하는 의도가 아니라, 단지 몇몇의 예시적인 실시예를 설명하기 위해서 사용된 것이다. 따라서, 발명의 양태는 예시적인 실시예에 비추어 볼 때 협의적인 것으로 해석되도록 의도된 것이 아니다. 또한, 발명의 양태는 단독으로 사용되거나, 발명의 다른 양태와 함께 임의의 적절한 조합으로 사용될 수 있을 것이다.

발명의 일 양태에 따라, 액체를 탄산화하기 위해서 또는 액체 내에 달리 용해시키기 위해서 사용되는 가스를 가스 공급원이 방출하도록 하기 위해서 카트리지 내의 이산화탄소 또는 다른 가스의 공급원에 (물, 수증기, 등과 같은) 유체가 제공될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 음료 제조 기계는, 가스 공급원이 가스를 방출하도록 하기 위해 상기 가스 공급원과 접촉하는 유체를 카트리지 챔버로 제공하도록 배열된 가스 활성화 유체 공급부를 포함할 수 있을 것이다. 다른 배열체에서, 가열, 공급원의 마이크로파 또는 다른 전자기적 복사선에 대한 노출 등과 같은 다른 방식으로 가스 공급원이 가스를 방출하도록 유도할 수 있을 것이다. 기계의 가스 공급부는 전구체 액체를 탄산화하기 위해 상기 전구체 액체로 주변 압력보다 더 높은 압력하에서 상기 가스 공급원에 의해 방출된 가스를 전달하도록 배열될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 상기 가스 공급원은, 이산화 탄소 또는 다른 가스로 장입된 제올라이트, 활성화된 탄소 또는 다른 분자체와 같이, 고체 형태일 수 있으며, 카트리지의 이용은 상기 가스 공급원을 (장입된 제올라이트인 경우에 수증기와 같은) 활성제로부터 격리할 수 있을 뿐만 아니라, 잠재적으로 사용자가 이산화탄소 공급원과 터치하거나 달리 직접적으로 핸들링할 필요가 없도록 할 수 있을 것이다.

가스 활성화 유체 공급부를 구비하는 것은 발명의 다른 양태의 이용을 가능하게 할 수 있을 것이고, 즉, 상기 가스 공급원에 의해 생산되는 가스의 양 또는 레이트(rate)를 제어하기 위해서 상기 카트리지로 제공되는 유체의 체적 또는 다른 양이 제어될 수 있을 것이다. 이러한 특징은, 가스 저장 또는 고압 구성요소를 필요로 하지 않고도, 장입된 제올라이트 재료와 같은 일부 가스 공급원의 이용을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 가스로 장입된 제올라이트는 가스를 매우 빠르고 상대적으로 다량 방출하는 경향이 있다(예를 들어, 질량이 30g인 장입된 제올라이트는 30 내지 50 ml 미만의 물의 존재에서 수 초 내에 대기압에서 1 - 2 리터의 가스를 쉽게 생산할 수 있다). 일부 상황에서, 이러한 급속한 방출은 2 이상의 체적 레벨로 탄산화되는 탄산수와 같이 상대적으로 다량으로 탄산화된 액체를 생산하는데 있어서 제올라이트의 사용을 비현실적으로 만들 수 있다. (탄산화 "체적"은 액체의 주어진 체적량 내에 용해되는 가스의 체적량의 수를 의미한다. 예를 들어, "2 체적" 탄산수의 1리터의 양은 2리터의 이산화탄소가 그 내부에 용해된 1 리터 체적의 물을 포함한다. 유사하게, "4 체적" 탄산수 1 리터는 4 리터의 이산화탄소가 그 내부에 용해된 1리터 체적의 물을 포함한다. 상기 가스 체적량은 주변의 압력 또는 대기압과 상온에서 탄산화된 액체로부터 방출될 수 있는 가스의 체적이다.) 다시 말해서, 액체 내에서의 이산화탄소 또는 다른 가스의 용해는 통상적으로 소정 양의 시간이 소요되고, 대략적으로 상온의 ±40 내지 50℃ 의 온도와 대기의 약 150 psi 이내의 압력과 같이 극한 이하의 조건에서 제한된 양만큼만 용해 레이트가 증가될 수 있다. 이산화탄소(또는 다른 가스) 공급원의 이산화탄소(또는 다른 가스)의 생산 레이트를 제어함으로써, 상기 이산화탄소(또는 다른 가스) 공급원이 이산화탄소(또는 다른 가스)를 방출하는 전체 시간이 연장될 수 있으며, 그에 따라 비교적 고압을 필요로 하지 않고도 가스가 용해될 수 있는 시간을 허용할 수 있다.

예를 들어, 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 하나의 예시적인 실시예를 채용하였을 때, 발명자는 약 40 psi 미만의 압력 및 약 0℃의 온도에서, 60초 미만에 적어도 최대 약 3.5 체적의 탄산화 레벨을 갖는 액체들을 생산하였다. 이러한 능력은 탄산 음료 기계가 비교적 가혹하지 않은 온도와 압력에서 동작할 수 있게 하고, 그에 따라, 잠재적으로, 비교적 고가의 고압 탱크, 도관 및 다른 부품들뿐만 아니라, 대규모의 압력 방출, 격납 구조 및, 특히, 소비자의 가정에서 사용되는 기계에서 필요할 수도 있는 다른 안전 특징부에 대한 필요성을 배제한다. 물론, 상기에서 그리고 본원 명세서의 임의 개소에서 설명한 바와 같이, 발명의 양태가 이산화탄소를 이용하는 것으로 제한되지 않고, 그 대신에 임의의 적합한 가스가 본원 개시 내용의 모든 양태에 따라서 액체 내에 용해될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 음료를 형성하기 위해서 사용되는 전구체 액체의 일부가 가스 공급원을 활성화하기 위해서 사용될 수 있을 것이다. 이러한 특징은, 예를 들어, 특별한 활성화 재료를 필요 없게 함으로써, 음료 제조 기계의 동작을 단순화하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 결과적으로, 음료 제조 기계 또는 스파클링 음료를 형성하기 위한 방법은 저렴하고 및/또는 특별한 목적의 구성요소 없이도 만들어질 수 있다. 예를 들어, 탄산수 제조 기계의 경우, 음료를 형성하기 위해 사용되는 물의 일부만으로 이산화탄소 공급원을 충분히 활성화할 수 있을 것이다. 그러나, 발명의 다른 양태는 이산화탄소 공급원을 활성화하기 위해 전구체 액체의 일부를 사용할 필요가 없고, 그 대신 탄산수소염 재료로 부가되는 수성 형태의 구연산과 같은 임의의 적당한 활성제, 열, 마이크로파 또는 제올라이트 공급원을 활성화시키기 위해서 이용되는 다른 전자기적 복사선, 등을 이용할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 이산화탄소 공급원을 포함하는 카트리지가, 이산화탄소 공급원의 다른 구성요소에 대한 첨가가 이산화탄소 생산을 제어하기 위해 제어되는 활성제를 (상기 공급원의 파트로서) 포함할 수 있을 것이다.

도 1은 가스 공급원을 활성화하기 위해 카트리지 및/또는 카트리지 챔버로 유체를 제공하는 것뿐만 아니라, 가스 생산을 제어하기 위해 유체의 흐름을 제어하는 것, 그리고 가스 공급원을 활성화하기 위해서 음료 전구체 액체의 일부가 사용되는 것의 양태를 적어도 포함하는 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1의 음료 제조 시스템(1)은 저장용기(11)에 수용된 음료 전구체 액체(2)를 포함한다. 상기 음료 전구체 액체(2)는 물(예를 들어, 가당된(sweetened), 여과된, 탈이온된, 연화된, 탄산화된 등과 같이 풍미가 가해지거나 또는 달리 처리된 물) 또는 (상온에 비해 가열되거나 냉각된 또는 그렇지 않은) 우유, 주스, 커피, 차 등과 같은 음료를 형성하기 위해 사용되는 임의의 적당한 액체일 수 있다. 상기 저장용기(11)는 음료 전구체 공급부(10)의 파트이며, 이는 또한 상기 저장용기(11)와 결합하여 밀봉된 외장을 형성하는 덮개(12), 전구체 액체(2)를 순환시키기 위한 펌프(13), 및 상기 저장용기(11)의 상부공간에 전구체 액체(2)를 분산시키는 역할을 하는 노즐, 샤워헤드 또는 다른 구성요소(14)를 포함한다. 물론, 상기 전구체 공급부(10)는, 예를 들어, 추가적인 또는 다른 구성요소를 포함하도록 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 저장용기(11)와 덮개(12)가 적당한 유입구/배출구 포트를 갖는 폐쇄형 탱크로 대체될 수 있으며, 상기 펌프(13) 및/또는 노즐(14)이 생략될 수 있으며 그리고/또는 달리 변경될 수 있을 것이다.

이러한 실시예에서, 상기 저장용기(11)에는, 예를 들어, 수도꼭지 또는 다른 공급원으로부터의 액체(2)를 저장용기(11)로 제공하는 사용자에 의해서, 초기에 전구체 액체(2)가 제공된다. 최종적으로 만들어진 음료를 냉각시키기 위해서, 사용자가 얼음 또는 다른 냉각 매체를 필요에 따라 저장용기(11)로 또한 제공할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 상기 시스템(1)은, 탄산화 전에, 그 도중에 및/또는 그 후에, 액체(2)를 냉각시키기 위해서 (냉장고, 공조기, 열전 냉각 유닛 또는 재료로부터 열을 제거하기 위해 사용되는 다른 장치에 있는 것과 같은) 냉동 시스템 또는 다른 냉각 시스템을 포함할 수 있을 것이다. 일부 배열체에서, 전구체 액체(2)의 냉각은, 저온의 액체들이 이산화탄소 또는 다른 가스들을 더 신속하게 용해시키는 경향이 있고 및/또는 다량의 가스를 용해할 수 있기 때문에, 탄산화 프로세스를 도울 수 있을 것이다. 그러나, 발명의 일 양태에서, 탄산화 프로세스가 완료된 후, 예를 들어, 냉각기(chiller)를 통한 유동을 이용하여, 방출 직전에, 탄산화된 액체가 냉각될 수 있을 것이다. 이러한 특징은 시스템(1)이 저장용기(11), 카보네이터, 펌프 등과 같은 시스템의 다른 부분이 아닌, 음료만을 냉각할 수 있게 하고, 이에 따라 시스템(1)에 의한 열 배출을 줄인다. 초기에 사용자가 저장용기(11)로 음료 전구체 액체(2)를 제공하지만, 전구체 공급부(10)가, 배관된 물 라인(plumbed water line), 제어가능한 밸브 및 소정의 레벨로 저장용기(11)를 자동으로 충진하기 위한 액체 레벨 센서와 같은, 상기 저장용기(11)로 액체(2)를 제공하기 위한 다른 부품들, 상기 저장용기(11)에 유체적으로 연결된 제 2 물 저장용기 또는 다른 탱크(예를 들어, 제거가능한 탱크로부터 저장용기(11)로 물을 루팅하기 위한 펌프 및 도관을 구비하는, 몇몇 커피 제조 기계에서 볼 수 있는 제거가능한 물 탱크), 및 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다.

상기 음료 제조 시스템(1)은 이산화탄소 가스를 방출하도록 상기 이산화탄소 공급원(41)을 활성화하기 위해서 상기 카트리지(4)로 유체를 제공하는 이산화탄소 활성화 유체 공급부(20)를 또한 포함한다. 이러한 실시예에서, 가스 공급원(41)은 카트리지(4)의 일부 내에 위치되고, 장입된 흡착제 또는 분자체, 예를 들어, 증기 또는 액체 형태이든지 간에, 물이 존재하는 경우에 방출되는 이산화탄소 가스의 일부 양을 흡수한 제올라이트 재료를 포함한다. 물론, 차콜(charcoal) 또는 다른 분자체 재료, 탄소 나노튜브, 금속 유기 프레임워크, 공유 결합 유기 프레임워크, 다공성 폴리머, 또는 (중탄산염 및 산이 초기에 건조된 형태인 경우라면 물을 첨가한) 중탄산염 나트륨 및 구연산 등과 같은 화학적 수단에 의해 이산화탄소를 발생시키는 공급원 재료와 같은 다른 이산화탄소 공급원 재료가 사용될 수 있을 것이다. 또한, 발명의 양태는 이산화탄소 가스와 함께 사용되는 것으로 반드시 한정되지 않고, 약간의 맥주 또는 다른 음료, 산소, 공기 등의 내부에 용해된 질소와 같은 임의의 적절한 가스와 함께 사용될 수 있을 것이다. 그에 따라, "탄산화", "이산화탄소 공급원", "이산화탄소 활성화 유체 공급원" 등에 대한 언급은 발명의 양태를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하고 및/또는 임의 실시예가 이산화탄소 만을 이용하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이다. 그 대신, 본 발명의 양태는 임의의 적절한 가스와 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 장입된 흡착제는 방비석, 캐버자이트(chabazite), 클리노프틸로라이트(clinoptilolite), 휘비석(heulandite), 소다비석(natrolite), 회십자 비석(phillipsite), 또는 속비석(stilbite)과 같은 제올라이트이다. 상기 제올라이트는 천연적으로 발생되거나 합성될 수 있고, 중량%로 최대 약 20% 이상의 이산화탄소를 유지할 수 있을 것이다. 상기 제올라이트 재료는 (예를 들어, 디스크 형태의) 고체 블록, 구형 입자, 입방체형 입자, 비정형 입자 또는 다른 적절한 형상의 입자 등과 같은 임의의 적절한 형태로 배열될 수 있을 것이다. 제올라이트가 유동하게 하는 또는 유동할 수 있게 하는 배열체, 예를 들어, 구형 입자가 각각의 카트리지 내에 제올라이트를 패키지화하는데 있어서 유용할 수 있을 것이다. 그러한 배열체는 제올라이트가 호퍼(hopper)로부터 카트리지 컨테이너로 유동할 수 있게 하여, 예를 들어, 제조 프로세스를 단순화할 수 있을 것이다. 상기 제올라이트 입자의 표면적은 제올라이트가 이산화탄소 가스를 방출하는 레이트를 제어하는데 도움이 되도록 배열될 수도 있는데, 이는 큰 표면적이 전형적으로 가스 생산 레이트를 증대시키기 때문이다. 일반적으로, 제올라이트 재료들은 액체 또는 증기 형태의 물이 있을 때 흡수된 가스를 방출할 것이며, 제올라이트에 대한 액체 물의 첨가에 의해서 이산화탄소 가스를 방출하도록 제올라이트가 활성화될 수 있을 것이다.

이러한 실시예에서 가스 활성화 유체 공급부(20)는 펌프(13)로 유체적으로 커플링된 도관과, 카트리지(4)로의 전구체 액체(2)의 흐름을 제어하거나 개방/폐쇄하도록 제어될 수 있는 밸브(21)를 포함한다. 확인할 수 있는 바와 같이, 펌프(13)에 의한 액체(2)의 순환은, 예를 들어, 밸브(21) 개방에 의해서 이산화탄소 가스의 생성을 유발하도록, 활성화 유체 공급부(20)가 전구체 액체(2)의 일부(예를 들어, 제 1 부분)를 카트리지 챔버(3)로 전환시킬 수 있게 한다. 펌프(13) 배출구로부터 카트리지(4)까지 연장하는 도관 내의 적절한 크기의 오리피스, 상기 도관 내의 감압 요소, 상기 도관 내의 유동 제한기, 카트리지(4)로의 액체의 양 및/또는 유량(flow rate)을 표시하는 유량계 등과 같은, 이산화탄소 활성화 유체 공급부(20)를 위한 다른 배열체 또는 부가물이 가능하다. 또한, 액체 공급원(20)은 가스 공급원(41)을 활성화하기 위해서 전구체 액체(2)를 이용할 필요가 없으나, 그 대신, 전용 활성화 유체 공급원을 이용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 이산화탄소 활성화 유체 공급부(20)는 주사기, 피스톤 펌프 또는 상기 카트리지(4)로 전달되는 액체(예를 들어, 물, 구연산 또는 다른 재료)의 소정 양을 계측할 수 있는 다른 포지티브(positive) 변위 장치를 포함할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 활성화 유체 공급부(20)는, 예를 들어, 병원 환자들에게 액체를 제공하기 위한 정맥내 라인과 함께 사용되는 드립-타입 액체 공급 시스템과 같이 제어가능한 전달 레이트를 갖는 중력 공급식 액체 공급부를 포함할 수 있거나, 카트리지(4)에 수증기 또는 다른 가스상 활성화 유체를 제공하기 위해 원자화된(atomized) 물 또는 다른 액체를 분무할 수 있을 것이다. 또한, 도 1은 활성화 유체 공급부(20)가 카트리지(4)의 상부로 액체를 제공하는 것을 제시하고 있지만, 상기 액체 공급원(20)은, 예를 들어, 카트리지의 하부 또는 다른 적절한 위치를 범람시키도록 카트리지(4)의 하부로 유체를 제공할 수 있다. 또한, 상기 활성화 액체가 이산화탄소 공급원(42)을 구비한 카트리지로, 예를 들어, 상기 공급원(42)과 액체가 접촉할 수 있도록 천공된 챔버로 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

일 실시예에 따르면, (하나 이상의 부분을 갖는) 상기 카트리지(4)는 가스 이산화탄소 생산시에 카트리지 챔버(3) 내에 위치될 수 있을 것이다. 결과적으로, 카트리지(4)는 비교적 가요성의 재료로 제조될 수 있거나 또는 상기 카트리지(4)가 그러한 카트리지(4)의 내부와 외부 사이의 비교적 큰 압력 구배를 견딜 수 없도록 구성될 수 있다. 즉, 카트리지 챔버(3)는 이산화탄소 공급원(41)에 의해 발생되는 임의의 압력을 수용할 수 있고 그리고 필요에 따라 카트리지(4)를 지지한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 카트리지(4)는 그러한 카트리지(4)의 전부 또는 대부분을 둘러싸는 공간 또는 갭을 가지는, 폐쇄되고 밀봉된 챔버(3) 내에 수용된다. 이산화탄소 공급원(41)에 의해 방출되는 가스의 일부가 카트리지(4) 주위의 공간으로 "누설"될 수 있도록 허용함으로써, 카트리지(4)의 내부 공간과 카트리지(4)의 외부 사이의 압력이 균등해질 수 있으며, 이에 따라, 카트리지(4)가 비교적 준강성, 가요성 또는 약한 재료로 제조된 경우에도, 그러한 카트리지(4)는 파열되거나 붕괴되지 않을 것이다. 대안적인 배열체에서, 상기 카트리지(4)는, 카트리지(4) 내부에 압력이 축적될 때 챔버(3)가 카트리지(4)를 지지하도록, 상기 카트리지 챔버(3)의 수용 공간에 맞춰 제조될 수 있을 것이다. 이러한 지지는 카트리지(4)가 파열되는 것을 방지하거나, 또는 필요에 따라 카트리지(4)가 기능하는 것을 달리 방지하기에 적합할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 카트리지(4)는 카트리지 내부 공간의 비교적 높은 압력(예를 들어, 1atm 이상)을 견디기 위해 (전체적으로 또는 부분적으로) 적합하게 견고하게(robust) 제조될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 카트리지 챔버(3)는 카트리지(4)를 제 위치에서 유지하기 위한 물리적 지지보다 훨씬 더 많은 기능을 할 필요가 없거나, 또는 카트리지(4)에 의한 가스 출력 및/또는 카트리지(4)에 대한 액체 공급을 위해서 카트리지에 대한 연결을 달리 구축한다. 예를 들어, 그러한 배열체 내의 카트리지 챔버(3)가, 카트리지(4)를 시스템(1)에 대해서 유체적으로 그리고 물리적으로 커플링하는 역할을 하는 연결 포트를 단순히 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 일부 실시예에서, 카트리지는, 예를 들어, 통상적인 탄산화된 청량 음료 캔과 같이, 최대 90 psig의 압력을 충분히 견딜 수 있을 정도로 기계적으로 견고할 수 있을 것이고, 그리고 시스템(1)에 유체적으로 커플링될 수 있을 것이나, 이때 카트리지(4)가 사용 중에 파열되는 것을 방지하기 위해서 시스템(1)으로부터 물리적 지지를 받지 않는다(예를 들어 카트리지가 노출될 수 있고 그리고 챔버의 벽에 의해서 둘러싸이지 않을 수 있을 것이다).

이산화탄소를 카트리지 챔버(3)로부터, 액체(2)를 탄산화하기 위해서 액체가 사용되는 영역으로 제공하도록 이산화탄소 공급부(30)가 배열될 수 있을 것이다. 이산화탄소 공급부(30)는 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있으며, 이러한 예시적인 실시예에서, 카트리지 챔버(3)와 저장용기(11) 사이에 유체적으로 연결된 도관(31), 및 이산화탄소 공급원(41)으로부터의 입자와 같이 전구체 액체(2)를 오염시킬 수 있는 재료를 제거하는데 도움이 되는 필터(32)를 포함한다. 가스 공급부(30)가, 압력 조절기, 안전 밸브, 제어 밸브, (예를 들어, 가스의 압력을 높이기 위한) 압축기 또는 펌프, (예를 들어, 비교적 일정한 가스 압력을 유지하고 및/또는 가스를 저장하는 것을 돕기 위한) 축적기 등과 같은 다른 구성요소를 포함할 수 있을 것이다. (축적기 또는 유사한 가스 저장 장치의 이용은 카트리지에 의한 가스 출력의 레이트를 제어할 필요성을 배제할 수 있을 것이다. 그 대신에, 가스 공급원이 제어되지 않은 방식으로 가스를 방출하도록 허용될 수 있을 것이고, 그러한 방출된 가스가 추후의 전달을 위해서 축적기 내에 저장되고 그리고 스파클링 음료의 생산에서 이용된다. 축적기로부터 방출되는 가스가 제어된 방식으로, 예를 들어, 제어된 압력 및/또는 유량으로 방출될 수 있다.) 이러한 실시예에서, 이산화탄소가 용해를 위해서 액체(2) 내로 분사되도록, 도관(31)이 저장용기(11) 내의 전구체 액체(2)의 표면 아래로 연장한다. 도관(31)은, 예를 들어, 용해 레이트를 높이기 위해서 액체(2) 내에 비교적 작은 기포를 생성함으로써, 용해를 돕기 위한 분무 노즐 또는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 도관(31)은 액체(2)의 표면 아래가 아닌 저장용기(11) 내의 상부공간(존재하는 경우)으로 가스를 전달할 수 있을 것이다.

전구체 액체(2)의 탄산화는 하나 이상의 메커니즘 또는 프로세스를 통해 이루어질 수 있을 것이고, 따라서, 하나의 특정 프로세스로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도관(31)에 의해서 저장용기(11)로 전달되는 이산화탄소가 액체(2) 내에 이산화탄소를 용해시키는 것을 돕는 기능을 할 수 있으나, 다른 시스템 구성요소가 탄산화 프로세스를 추가적으로 도울 수 있을 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 전구체 공급부(10)는 펌프(13) 및 노즐(14)을 통해 액체를 순환시킴으로써 액체 탄산화를 도울 수 있을 것이다. 즉, 액체(2)가 딥 튜브(dip tube)(15)를 통해서 저장용기(13)로부터 인출되어 노즐(14)에 의해 이산화탄소-충진된 저장용기(11)의 상부공간으로 분무될 수 있을 것이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 이러한 프로세스는, 예를 들어, 가스에 노출되는 액체(2)의 표면적을 증대시킴으로써, 액체(2)가 이산화탄소를 용해시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서는 딥 튜브(15)가 저장용기(11)와 별개이고 그리고 전구체 액체(2)의 표면 아래로 연장하고 있으나, 딥 튜브(15)가 저장용기(11)의 벽과 일체로 제조되는 것과 같은 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 딥 튜브(15)가 저장용기(11)와 일체로 제조되는 경우에, 저장용기(11)와 덮개(12)의 연결은 딥 튜브(15)와 펌프(13) 사이의 유체 연결을 형성할 수 있을 것이다. 저장용기(11)와 딥 튜브(15)를 일체로 형성하는 것은, 시스템(1)이 서로 다른 크기(그에 따라 서로 다른 체적)의 저장용기(11)를 수용할 수 있게 한다. 또한, 이러한 배열체는, 적절하게 구성된 저장용기(11)(예를 들어, 시스템 압력을 견디도록 배열된 컨테이너) 만이 사용되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있을 것이다. 대안적으로, 딥 튜브(15)가 가요성으로 제조될 수 있거나, 그렇지 않고, 서로 다른 높이를 갖는 저장용기(11)를 수용할 수 있을 것이다. 저장용기(11)와 일체화되든지 또는 그렇지 않든지 간에, 딥 튜브(15)는 얼음 조각과 같은 작은 입자가 펌프(13) 속으로 인입되는 것을 방지하는 것을 돕는 필터, 스트레이너(strainer) 또는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 저장용기(11)는 시스템(1) 내의 저장용기(11)일 뿐만 아니라 음용 컵으로서도 기능할 수 있을 것이다. 즉, 사용자는 시스템(1)으로 (예를 들어, 소정 양의 물, 얼음 및/또는 음료 매체를 포함한) 저장용기/음용 컵(11)을 제공할 수 있으며, 탄산화가 완료된 후, 음료를 마시기 위해서 저장용기/음용 컵(11)을 사용할 수 있을 것이다. 저장용기(11)는, 예를 들어, 음료를 차게 유지하는 것을 돕기 위해서, 절연될 수 있을 뿐만 아니라, 시스템(1)과 함께 사용되면서 받게 되는 적절한 압력을 견디도록 제조될 수 있을 것이다.

시스템(1)의 다양한 구성요소가 제어기(5)에 의해 제어될 수 있으며, 그러한 제어기는 적절한 소프트웨어 또는 다른 조작 지시어를 갖는 프로그램된 범용 컴퓨터 및/또는 다른 데이터 프로세싱 장치, (소프트웨어 및/또는 다른 동작 지시어를 저장할 수 있는 비-일시적 저장 매체를 포함하는) 하나 이상의 메모리, 제어기(5) 및/또는 다른 시스템 구성요소를 위한 전원 공급장치, 온도 및 액체 레벨 센서, 압력 센서, RFID 인식(interrogation) 장치, (예를 들어, 사용자에게 정보를 디스플레이하고 및/또는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한) 입력/출력 인터페이스, 통신 버스 또는 다른 링크, 디스플레이, 스위치, 릴레이, 트라이액(triac), 모터, 기계적 링크 및/또는 액추에이터, 또는 소정의 입력/출력 또는 다른 기능을 실시하기 위해 필요한 다른 구성요소를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제어기(5)는 전구체 액체 공급부(10)의 펌프(13) 뿐만 아니라, 활성화 유체 공급부(20)의 밸브(21)의 작동을 제어한다. 또한, 제어기(5)에 의해 이용되는 하나 이상의 센서를 대표할 수 있는 센서(51)가 도 1에 도시되어 있다. 예를 들어, 센서(51)가, 저장용기(11) 내의 전구체 액체의 온도를 검출하는 온도 센서를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 정보는 시스템의 작동을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 예를 들어, 따뜻한 전구체 액체 온도는 제어기(5)로 하여금 가스가 전구체 액체(2)에서 용해되도록 허용되는 시간의 양을 늘리도록 할 수 있을 것이다. 다른 배열체에서, 전구체 액체(2)의 온도는 시스템(1)이 액체(2)를 탄산화하기 위해 작동할 것인지 아닌지의 여부를 결정하기 위해서 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 배열체들에서, 시스템(1)이 작동하기 전에, 적당히 차가운 액체(2)(및/또는 얼음)를 저장용기(11)에 부가하도록 사용자에게 요청할 수 있을 것이다. (전술한 바와 같이, 일부 조건에서, 비교적 따뜻한 전구체 액체(2)의 온도는 액체를 불충분하게 탄산화시킬 수 있을 것이다) 다른 실시예에서, 센서(51)는 저장용기(11) 내의 압력을 검출하기 위해 사용되는 압력 센서를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 정보는 저장용기(11)가 덮개(12)에 대해서 부적절하게 밀봉되었는지 또는 다른 압력 누설이 존재하는지를 결정하기 위해서, 및/또는 카트리지(4)에 의해 충분한 가스가 생산되고 있는지를 결정하기 위해서 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 낮게 검출된 압력은, 제어기(5)로 하여금 활성화 유체 공급부(20)에 의해서 카트리지(4)로 더 많은 유체가 전달되게 할 수 있으며, 저장용기(11)가 덮개(12)와 적절하게 결합되었는지를 점검하도록 사용자에게 안내하게 할 수 있다. 유사하게, 높은 압력은 활성화 유체 공급부(20)로부터의 액체의 흐름이 저속화되거나 중지되도록 할 수 있을 것이다. 따라서, 제어기(5)는 카트리지(4) 및/또는 카트리지 챔버(3)로 전달되는 액체의 양을 제어함으로써 저장용기(11) 및/또는 시스템(1)의 다른 영역에서의 가스 압력을 제어할 수 있을 것이다. 센서(51)는, 대안적으로 또는 부가적으로, 저장용기(11)가 제 위치에 있는지 및/또는 저장용기(11)가 덮개(12)와 적절하게 결합되었는지의 여부를 검출할 수 있을 것이다. 예를 들어, 저장용기(11)가 덮개(12)의 밀봉부 상에 적절하게 안착되었을 때 스위치가 폐쇄될 수 있으며, 이는 적절한 결합을 나타낸다. 다른 실시예에서, 저장용기(11)는 RFID 태그 또는 상기 제어기(5)에 대해 저장용기(11)의 신원(identity) 또는 다른 특성을 통신할 수 있는 다른 전자 장치를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 정보는 특정 작동 조건(예를 들어, 작동 압력이 사용되는 저장용기의 유형에 따라 제한될 수 있으며, 전구체 액체는 저장용기(11)에 대응하는 레벨로 탄산화될 수 있다. 등)을 제어하기 위해서 및/또는 다른 용도를 위해서, 저장용기(11)가 시스템(1)과 함께 사용되기에 적합한지를 확인하기 위해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 센서(51)는, 예를 들어, RFID 태그, 광학적 인지, 물리적 감지 등을 통해서, 챔버(3) 내의 카트리지(4)의 존재를 검출할 수 있을 것이다. 카트리지(4)가 검출되지 않거나 제어기(5)에 의해 카트리지(4)가 소비되었다는 것이 검출되면, 제어기(5)는 새로운 또는 다른 카트리지(4)를 삽입할 것을 사용자에게 안내할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 다수의 전구체 액체(2)의 체적을 탄산화하기 위해 단일 카트리지(4)가 사용될 수 있을 것이다. 제어기(5)는 카트리지(4)가 사용된 횟수를 추적할 수 있으며, 한계(예를 들어, 10회의 음료)에 도달하면, 카트리지를 교환하도록 사용자에게 안내할 수 있을 것이다. (탄산화 프로세스를 제어하기 위해서 이용될 수 있는) 전구체 액체(2)의 탄산화 레벨, (예를 들어, 음료가 넘치는 것을 방지하기 위해) 시스템(1)으로부터 방출되는 음료를 수용하기에 적합한 용기의 존재, 저장용기(11) 또는 전구체 공급부(10) 내의 임의 개소에서의 물 또는 다른 전구체 액체(2)의 존재, 펌프(13) 또는 관련 도관에서의 액체의 유량, 저장용기(11) 내의 상부공간의 존재(예를 들어, 상부공간이 필요하지 않은 경우에, 상부공간 가스를 방출하도록 밸브가 활성화될 수 있고, 또는 이산화탄소만이 상부공간에서 요구되는 경우에, 상부공간의 공기를 방출하고 공기를 이산화탄소로 대체하기 위해서 조절(snifting) 밸브가 활성화될 수 있을 것이다) 등과 같은 다른 매트릭스가 센서(51)에 의해 검출될 수 있을 것이다.

제어기(5)는 또한, 사용자가 탄산화의 레벨(즉, 이산화탄소 또는 다른 것이든지 간에, 음료 내의 용해된 가스의 양)을 규정할 수 있게 허용하도록 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제어기(5)는, 사용자가 1, 2, 3, 4, 또는 5의 탄산화 체적 레벨을 선택할 수 있게 함으로써, 또는 낮은, 중간의, 높은 탄산화 레벨을 선택할 수 있게 함으로써, 희망하는 탄산화 레벨을 사용자가 규정할 수 있게 허용하는, 터치 스크린 디스플레이 또는 다른 사용자 인덱스를 포함할 수 있을 것이다. 시스템(1)에 의해서 사용되는 모든 카트리지가 가장 높은 레벨의 탄산화를 선택할 수 있게 하기에 충분한 가스 공급원 재료를 가질 수 있으나, 제어기(5)는, 선택된 레벨에 맞는 가스의 양을 음료 내에 용해시키도록 시스템을 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어, 모든 카트리지가 "높은" 탄산화 음료를 생성하는데 있어서 이용하기 위해서 배열될 수 있고, 제어기(5)는 음료를 탄산화하는데 있어서 적은 가용 가스를 이용하도록(또는 가스 공급원이 가능한 것 보다 적게 가스를 방출하게 유도하도록) 시스템(1)을 동작시킬 수 있을 것이다. 탄산화 레벨은 센서(51)에 의해서 검출된 탄산화 레벨, 저장 용기 또는 임의 개소 내의 검출된 압력, 카트리지(4)에 의해서 출력된 가스의 양, 또는 다른 특징을 기초로 제어될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 카트리지(4)가 제어기에 의해서 판독가능한 표지, 예를 들어, 음료에 대해서 이용되는 탄산화의 레벨을 나타내는 RFID 태그, 바코드, 영숫자 스트링 등을 포함할 수 있을 것이다. 카트리지(4)로부터 탄산화 레벨을 결정한 후에, 제어기(5)가 그에 따라 시스템(1)을 제어할 수 있을 것이다. 그에 따라, 사용자는 시스템(1)과의 상호작용에 의해서 탄산화 레벨을 선택할 필요가 없고, 그 대신에 탄산화 레벨이 선택된 음료를 기초로 자동적으로 조정될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 사용자가 요구하는 탄산화 레벨에 매칭되는 가스 공급원 카트리지(4)를 사용자가 선택할 수 있을 것이다. (카트리지(4) 내의 가스 공급원을 상이한 양으로 가지는 것에 의해서, 상이한 탄산화 레벨이 상이한 카트리지 내에서 제공될 수 있을 것이다.) 예를 들어, 낮은, 중간의, 그리고 높은 탄산화 레벨을 제공하는 카트리지가 사용자에 의한 선택을 위해서 제공될 수 있을 것이고, 그리고 사용자가 희망하는 탄산화 레벨에 매칭되는 카트리지를 집어들고, 그리고 선택된 카트리지를 시스템(1)으로 제공할 수 있을 것이다. 따라서, "낮은"이라는 레이블로 표시된 가스 공급원 카트리지가 선택될 수 있고 그리고 시스템과 함께 이용되어 낮은 레벨 탄산화 음료를 생성할 수 있을 것이다.

그 대신에, 소정 방식으로 시스템(1)에 의해서 사용되고자 하는 카트리지(4)와의 상호작용에 의해서, 제조하고자 하는 음료의 특성을 사용자가 규정할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지의 탭, 노치, 또는 다른 물리적 특징이 사용자에 의해서 변경되거나 또는 형성되어, 희망하는 음료 특성을 알릴 수 있을 것이다. 예를 들어, 사용자에 의해서 생성되는 파괴된 탭, 슬라이더 표시부, 카트리지의 일부 상의 커버된 또는 커버되지 않은 돌출부, 등이 희망하는 탄산화 레벨, 음료를 형성하는데 있어서 이용하기 위한 음료 매체의 양(시스템(1)이 음료를 형성하기 위해서 카트리지 내의 음료 매체의 전부 보다 적게 이용하도록 제어가능한 경우), 등을 표시할 수 있을 것이다. 카트리지의 특징, 형성하고자 하는 음료, 또는 시스템(1)의 다른 구성요소를 검출하기 위해서, 카트리지(4) 내의 특징부가 또한 제어기(5)에 의해서 채용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지(4) 내의 광 안내부는, 제어기(5)가 카트리지(4) 내의 음료 매체의 레벨, 카트리지(4) 내의 전구체 액체의 유동, 카트리지 내의 압력(예를 들어, 카트리지 부분의 편향이 검출될 수 있고 압력을 나타낼 수 있는 경우), 피스톤의 위치, 밸브 또는 다른 카트리지 구성요소, (음료 형성의 완료를 알리기 위한) 카트리지 내의 음료 매체의 부재, 등을 광학적으로 검출할 수 있도록 허용하기 위한 광학적 경로를 제공할 수 있을 것이다. (예를 들어, 탄산화 레벨 또는 전구체 액체의 다른 성질을 나타내는 전도적인 측정치를 제공하기 위한) 전기적 센서 콘택, (가스 방출, 유체 유동, 또는 카트리지의 다른 특성을 검출하기 위한) 음향 센서, 등과 같은, 다른 센서 특징부가 카트리지 내로 통합될 수 있을 것이다.

상기 음료 제조 시스템(1)이 탄산 음료를 생성하도록 하기 위해서, 먼저, 사용자는 선택적인 얼음 및/또는 음료 매체와 함께 희망하는 양의 전구체 액체(2)를 저장용기(11)로 제공할 수 있을 것이다. 대안적으로, 자동 또는 수동 수단에 의해서 탄산화가 완료된 후 탄산화된 액체에 풍미가 가해질 수 있을 것이다. 이어서, 덮개(12)와 저장용기(11) 상의 나사산을 결합하거나, 클램프 메커니즘을 작동시킴으로써, 상기 저장용기(11)가 덮개(12)와 결합된다. (예를 들어, 장입된 제올라이트와 같은 고체 형태의) 이산화탄소 공급원(41)을 수용하는 카트리지(4)가 카트리지 챔버(3) 내에 위치될 수 있고 그리고 챔버(3)가 폐쇄된다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 카트리지(4)의 나사산형 부분과 시스템의 상응하는 포트를 결합시키는 것에 의해서, 카트리지(4)가 시스템(1)에 대해서 달리 유체적으로 커플링될 수 있을 것이다. 카트리지 챔버(3)는, 예를 들어, 많은 카트리지 기반의 커피 또는 다른 음료 기계들에서 볼 수 있는 것과 같이, 임의의 적절한 방식으로 동작할 수 있을 것이다. 예를 들어, 챔버(3)의 덮개를 상승시키도록 수동 레버가 동작될 수 있고, 그에 따라 챔버(3)의 카트리지 수용기 부분이 노출될 수 있을 것이다. 챔버(3) 내에 카트리지(4)가 위치되면, 덮개를 폐쇄하기 위해 상기 레버가 다시 활성화될 수 있고, 그에 따라 챔버(3)가 폐쇄되어 밀봉된다. 카트리지(4)가 시스템(1)과 연관된 상태에서, 이어서, 예를 들어, 제어기(5)가 시스템(1)을 활성화시켜서, 이산화탄소가 발생 유도되어 액체를 챔버(3)로 전달할 수 있을 것이다. 제어기(5)는, 예를 들어, 챔버(3) 내의 카트리지(4)의 존재, 저장용기(11) 내의 액체(2)의 존재 및 챔버(3)의 폐쇄의 검출에 기초하여, 자동화된 방식으로 동작을 시작할 수 있을 것이다. 대안적으로, 제어기(5)는 시작 버튼을 누르거나 달리 음료 제조를 시작하기 위한 (예를 들어, 음성적 활성화에 의해서) 입력을 제공하는 사용자에 응답하여 시스템 동작을 시작할 수 있을 것이다. 제어기(5)는 펌프(13)의 동작을 시작할 수 있으며, 그에 따라, 딥 튜브(15)로부터 용액을 인출하여 액체(2)를 노즐(14)에서 방출한다. 전구체 액체(2)의 적절한 부분을 챔버(3)로 전달하기 위해서 밸브(21)가 개방될 수 있으며, 생성된 가스가 가스 공급부(30)에 의해 저장용기(11)로 제공될 수 있을 것이다. 동작이 미리 설정된 양의 시간 동안 계속되거나, 또는 검출된 탄산화 레벨, 카트리지(4)에 의한 가스 생산 저하 또는 다른 매개변수와 같은 다른 조건에 기초하여, 계속될 수 있을 것이다. 동작 중에, 카트리지(4)에 의한 가스 출력을 제어하기 위해서 챔버(3)로 제공되는 액체의 양이 제어될 수 있을 것이다. 카트리지(4)로 제공되는 액체의 제어는 타이밍 시퀀스에 기초하여(예를 들어, 밸브(21)가 소정 시간 주기 동안 개방될 수 있고, 이어서 소정 기간 동안 밸브가 폐쇄되는 등), 검출된 압력에 기초하여(예를 들어, 챔버(3) 및/또는 저장용기(11) 내의 압력이 문턱값을 초과하면 액체 공급이 중단되고, 압력이 문턱값 또는 다른 값 아래로 떨어지면 재개될 수 있을 것이다), 챔버(3)에 전달되는 활성화 액체의 체적에 기초하여(예를 들어, 특정된 체적의 액체가 카트리지(4)로 전달될 수 있을 것이다), 또는 다른 배열체에 기초하여 이루어질 수 있을 것이다. 완료되었을 때, 사용자가 음료와 저장용기(11)를 덮개(12)로부터 제거할 수 있을 것이다.

도 1은 음료 제조 시스템(1)의 단지 하나의 예시적인 실시예를 도시하고 있고, 발명의 다른 양태를 포함하는 시스템을 포함하는 다른 배열체들도 가능하다. 예를 들어, 발명의 일 양태에서, 스파클링 음료의 풍미화는 자동화된 방식으로 이루어질 수 있으며, 카트리지에서 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 특징은 사용자를 위해서 음료 형성 프로세스를 더 용이하고 편리하게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 음료들 간의 교차 오염 가능성 및/또는 혼합 챔버를 헹굴 필요성을 줄이는데 도움이 될 수 있을 것이다. 즉, (일회용일 수 있는) 카트리지 내에서 전구체 용액과 음료 매체를 혼합함으로써, 시스템(1)에 의해 제조되는 각각의 음료가 그 자신의 혼합 챔버를 사용하여 효과적으로 제조될 수 있을 것이다. 예를 들어, 시스템(1)을 이용하여 탄산화된 체리 음료와 그에 후속하여 레몬 음료가 제조되면, 혼합 챔버에 남은 체리 풍미가 후속하는 레몬 음료로 전달될 가능성이 있다. 혼합 챔버의 헹굼 또는 다른 세척이 그러한 풍미의 교차를 제거하거나 줄이는데 도움을 줄 수 있으나, 하나의 카트리지에서 각각의 음료를 혼합함으로써 혼합 챔버 또는 다른 시스템 부품들을 헹굴 필요성을 완전히 배제할 수 있을 것이다. 음료 매체를 전구체 액체와 혼합하는 것이 카트리지(들)의 전용 혼합 챔버 내에서, 음료 매체를 유지하는 카트리지 부분 내에서, 및/또는 가스 공급원을 유지하는 카트리지 부분 내에서 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 음료 매체를 카트리지로부터 사용자의 컵이나 다른 컨테이너 내로, 또는 음료 제조 기계의 혼합 챔버 내로 직접적으로 방출하는 것과 같이, 다른 방식으로 음료 매체가 전구체 액체와 혼합될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 따라서, 음료 매체가 사용자의 컵 내의 스파클링 물 또는 다른 액체와 직접적으로 혼합될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 전구체 액체는 가스 측부와 액체 측부를 갖는 (예를 들어, 적어도 가스에 대해 다공성인) 다공성 멤브레인을 포함한 콘택터(카보네이터 또는 가스 용해 장치의 하나의 타입)를 사용하여 탄산화될 수 있을 것이다. 카보네이터의 액체 측부의 전구체 액체가 멤브레인의 가스 측부의 가스에 노출될 수 있고, 그리고 멤브레인이 가스에 노출되는 액체의 표면적을 증대시키도록 배열될 수 있기 때문에, 전구체 액체 내로의 이산화탄소 또는 다른 가스의 용해가 다른 기술을 이용하는 것보다 더 신속하게 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 폴리프로필렌과 같은 소수성 재료로 제조된 중공 섬유들이 전구체 액체를 이송하는 중공 섬유 배열체를 구비한 콘택터를 카보네이터가 포함할 수 있을 것이다. 섬유들은 다공성이며, 재료의 소수성과 조합되어 액체와 섬유 외부의 가스의 접촉을 허용하면서도 액체가 섬유 내부로부터 빠져나가지 않도록 하는 홀들을 가진다. 그러한 용도에 적합한 멤브레인 콘택터가 미국 노스 캐롤라이나 샬로트에 소재하는 Membrana 의해서 제조되고 있다. 물론, 배리어를 가로지르는 액체의 벌크 유동을 방지하면서도, 액체 내에서의 용해를 위해서 가스가 배리어를 통과할 수 있게 허용하는 배열체와 같은, 다른 "멤브레인" 배열체가 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 편평한, 나선형으로 감긴 및/또는 편평한, 상호 맞물린(interdigitated) 배열체를 가지는 멤브레인이 중공 섬유 배열체 대신에 이용될 수 있을 것이다. 또한, 일부 배열체에서, 예를 들어 열교환에 도움이 되도록, 콘택터를 통한 가스의 유동이 일반적으로 콘택터를 통한 액체의 유동과 반대가 될 수 있을 것이다. 그러나, 다른 유동 배열체도 가능하다.

발명의 또 다른 양태에서, 음료 제조 시스템의 카트리지 챔버가 제 1 및 제 2 카트리지 부분을 유지하도록 배열될 수 있고, 상기 제 1 카트리지 부분은 전구체 액체를 탄산화하는 용도를 위한 이산화탄소를 방출하도록 배열된 가스 공급원을 수용하고, 상기 제 2 카트리지 부분은 음료를 형성하기 위해서 액체 전구체와 혼합되도록 배열된 음료 매체를 수용한다. 카트리지 챔버는 양 카트리지 부분을 수용하기 위한 단일의 카트리지 수용 부분을 가질 수 있고, 또는, 예를 들어, 제 1 또는 제 2 카트리지 부분과 각각 연관된 2개 이상의 카트리지를 수용하기 위해서, 서로로부터 분리된 복수의 카트리지 수용 부분을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 배열체는 시스템의 사용을 단순화하는데 도움을 줄 수 있고, 카트리지 부분이 단지 1회의 이용을 위해서 배열되고, 예를 들어, 단일 음료를 형성한 다음 폐기된다. 예를 들어, 시스템이 적절하게 동작하기 위해서 필요한 압력-타이트(tight), 누설-방지(proof) 또는 다른 연결부를 구축할 필요가 없이, 사용자가 카트리지 챔버의 수용 부분 내에 제 1 및 제 2 카트리지 부분을 포함하는 하나 또는 2개의 카트리지를 위치시킬 수 있을 것이다. 그 대신, 카트리지 부분이 수용기에 단순히 위치될 수 있고, 그리고 카트리지 챔버가 폐쇄되어, 시스템이 음료 생산을 위해서 준비되게 할 수 있을 것이다.

도 2는 카트리지-제공된 가스로 전구체 액체를 탄산화하기 위해서 멤브레인 콘택터를 사용하고, 카트리지 내에서 액체와 음료 매체를 혼합하며, 그리고 가스 공급원과 음료 매체를 각각 수용하는 제 1 및 제 2 카트리지 부분을 수용하는 카트리지 챔버를 사용하는 양태를 포함하는 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 도 1의 실시예와 많은 방식에서 유사하며, 도 1의 구성요소와 유사한 하나 이상의 구성요소를 갖도록 수정될 수 있다. 그러나, 음료 제조 시스템(1)이 발명의 양태에 따라서 수정될 수 있는 다른 몇 가지 방식을 설명하기 위해서, 특정의 대안적인 배열체를 도 2에 도시하였다. 이러한 실시예에서, 저장용기(11)는 제거가능한 덮개가 없는 폐쇄형 탱크이다. 전구체 액체(2)가 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 배관된 물 연결(미도시)에 의해서, 액체를 별개의 저장 탱크(미도시)로부터 저장용기(11) 내로 펌핑하는 펌프(13)(또는 다른 펌프)에 의해서, 별개의 저장 탱크로부터 제어가능한 밸브(미도시)를 통한 액체의 중력 피드에 의해서, 기타 등등에 의해서, 저장용기(11)로 제공될 수 있을 것이다. 저장용기(11)는 임의의 적당한 체적을 가질 수 있고 그리고 전구체 액체(2)를 콘택터(6)를 통과해서 그리고 다시 노즐(14)을 경유하여 저장용기(11)로 순환시킬 수 있는 펌프(13)에 유체적으로 커플링된다. (그러한 순환 특징은 전구체 액체(2) 내의 가스 용해에 도움이 될 수 있을 것이고 그리고 여기에서 설명된 또는 이러한 개시 내용의 범위 내에서 고려되는 임의의 음료 제조 시스템(1) 내에서 이용될 수 있을 것이다.) 전술한 바와 같이, 전구체 액체(2)는 섬유 주변의 이산화탄소 또는 다른 가스를 픽업하기 위해서 콘택터(6) 내의 중공 섬유를 통과할 수 있으나, 이러한 배열은 섬유 내부로 가스가 흐르게 하고 섬유들 외부에 전구체 액체(2)가 위치되도록 함으로써 반대가 될 수 있을 것이다. 섬유 또는 섬유 내의 기공을 막거나, 또는 콘택터(6)의 동작을 달리 방해할 수 있는 전구체 액체(2) 내의 재료를 제거하기 위해서, 필터(16)가 제공될 수 있을 것이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 필터(16)는, 예를 들어, 액체(2)의 pH를 상승시키는 경향이 있는 알칼린 또는 다른 요소를 제거하거나, 연질화함으로써, 또는 양호한 맛의 음료의 형성을 방해할 수 있는 요소를 제거함으로써, 액체(2)를 컨디셔닝할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 필터(16)는 일반적으로 사용되는 물 필터들에서 발견되는 활성화된 차콜 및/또는 다른 구성요소를 포함할 수 있을 것이다. 섬유의 내부 통로가 콘택터(6)의 유체 유입구를 유체 배출구에 연결하도록, 폐쇄된 튜브 또는 다른 챔버 내부에서 연장하는 복수의 중공 섬유를 가지도록 콘택터(6)가 배열될 수 있을 것이다. 섬유 주위의 가스 공간이, 콘택터(6)의 가스 측부의 하나 이상의 포트를 통해서, 가스 공급부(30)와 소통할 수 있을 것이다. 그러나, 콘택터(6)의 액체 측부와 가스 측부를 규정하기 위해서 튜브형 이외의 편평한 시트의 형태 또는 다른 형태의 하나 이상의 멤브레인을 갖는 것과 같이, 콘택터(6)가 다른 방식으로 배열될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.

활성화 유체 공급부(20)가 도 1의 공급부와 유사하게 배열되며, 제어가능한 밸브(21)가 펌프(13)의 배출구에 유체적으로 커플링된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 활성화 유체 공급부(20)가 카트리지(4)와 카트리지 챔버(3)의 하단부 근처로 액체를 도입한다. 이러한 배열체는 활성화 유체 공급부(20)가 가스 공급원(41)으로부터의 가스 방출을 더 잘 제어할 수 있도록 하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상단부로부터 이산화탄소 공급원(41) 상으로 낙하하는 물은, 그러한 물이 넓은 지역에 걸쳐 확산될 수 있게 하여, 넓은 지역에 확산되어 있는 장입된 제올라이트 또는 다른 공급원 재료가 가스를 방출하게 한다. 하부로부터 액체를 제공함으로써, 활성화 유체 공급부(20)가 카트리지(4) 및/또는 챔버(3)를 범람시킬 수 있으며, 그에 의해서 물이 아래로부터 시작하여 공급원 재료(41)에 접촉할 수 있게 한다. 이는 가스를 방출하기 위해 활성화되는 공급원 재료(41)의 체적을 보다 근접하여 제어할 수 있게 한다. 이산화탄소 공급원(41)이 (예를 들어, 모세관 작용에 의해) 심지작용(wick)을 하거나 달리 물을 상향 이동시킬 수 있는 경우에, 공급원(41)의 부분들이 비-심지작용재(non-wicking agents)에 의해서 서로로부터 분리될 수 있을 것이다. 예를 들어, 공급원(41)이 금속 또는 고체 플라스틱 분리기와 같은 비-심지 재료에 의해 분리된 제올라이트 재료로 이루어진 일련의 적층된 디스크를 포함할 수 있을 것이다. 이는, 유체 공급부(20)가 각각의 디스크들을 순차적으로 활성화하기 위해서 소정 시간 주기에 걸쳐 카트리지(4) 내의 유체 레벨을 단계적으로 상승시킬 수 있게 허용할 수 있을 것이다.

카트리지(4)에 의해 생산된 가스가 가스 공급부(30)에 의해서 콘택터(6)의 가스 측부로 (선택적인 필터(32) 및 도관(31)을 통해서) 루팅된다. 도관(31)은, 물-부표 체크 밸브, 또는 상기 콘택터(6)로의 가스의 이동은 허용하지만 카트리지 챔버(3)로부터 액체가 빠져나오는 것을 방지하는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지 챔버(3) 내의 부유 볼은 일반적으로 가스가 자유롭게 유동하도록 도관(31)의 개구부를 유지하지만, 예를 들어, 활성화 유체 공급부(20)가 과다한 활성화 유체를 제공하는 경우에, 상기 개구부를 폐쇄하기 위해서 카트리지(4) 내의 액체 표면에서 상향으로 상승할 수 있을 것이다. 제어기(5)는, 활성화 유체 공급부(20) 및 가스 생산을 제어하기 위해서, 챔버(3) 내의, 도관(31) 내의, 및/또는 콘택터(6)의 가스 측부 내의 가스 압력을 모니터링할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 활성화 유체 공급부(20)는 콘택터(6)의 가스 측부에 대략 35 내지 45 psi의 가스 압력을 제공하도록 제어될 수 있을 것이다. 이러한 압력은, 후술되는 예에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 중공 섬유 콘택터를 사용하여 약 30 - 60초 내에 약 0℃의 온도에서 약 400 - 500 ml의 물을 탄산화하는데 있어서 적어도 적절하게 작용하는 것으로 밝혀졌다. 콘택터 내의 이산화탄소가 전구체 용액(2) 내로 용해됨에 따라, 가스 측부의 압력이 강하될 것이고, 그에 따라 제어기(5)는 카트리지(4a)로 부가적인 액체(2)를 제공하여 추가적인 가스가 생성되도록 유도한다. 도 1의 시스템과 유사하게, 이러한 프로세스는, 이산화탄소 가스의 압력이 주변 압력보다 높은 희망하는 범위 내에서 유지될 수 있도록, 특정 양의 시간의 경과, 특정 레벨의 액체(2) 탄산화 검출, 이산화탄소 공급원(41)의 고갈, 카트리지(4a)로 전달되는 액체의 체적 등과 같은 임의의 기준에 기초하여 실시될 수 있을 것이다.

전구체 액체(2)의 탄산화가 완료되면, 제어기(5)는 액체(2)를 카트리지 챔버(3) 내의 음료 매체 카트리지(4b)로 전송할 수 있을 것이다. 전구체 액체(2)가 저장용기(11)로부터 (중력, 펌프 등에 의한 것과 같은) 임의의 적절한 방식으로 유동하도록 유도될 수 있지만, 이러한 실시예에서, 전구체 액체(2)가 도관을 통해서 카트리지 챔버(3) 및 음료 매체 카트리지(4b)로 유동하게 강제되도록, 제어기(5)가 저장용기(11)를 가압하는 공기 펌프(7)를 활성화시킨다. 다른 실시예에서, 저장용기(11)를 가압하고 전구체 액체의 유동을 음료 매체 카트리지(4b)로 유도하기 위해서, 이산화탄소 공급원(41)에 의해 생성되는 가스 압력이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 탄산화가 완료되었을 때, 카트리지(4a)로부터의 가스가 저장용기(11)를 가압하기 위해서 콘택터(6) 대신에 저장용기(11)로 직접 루팅될 수 있을 것이다. 저장용기(11)와 카트리지(4b)를 유체적으로 커플링하는 도관 내에 밸브가 도시되어 있지 않지만, 필요에 따라 유동을 제어하기 위해서 제어가능 밸브, 펌프 또는 다른 적당한 구성요소가 부가될 수 있을 것이다. 카트리지(4b)를 통해 액체(2)를 이동시키기 위해서(또는 카트리지(4b)로부터 음료 매체를 방출하기 위해서) 공기 또는 다른 가스를 이용하는 것에 의해서, 시스템(1)이 음료 프로세스의 종료에서 또는 그 부근에서 카트리지(4b)를 "블로우 다운(blow down)"하게 할 수 있으며, 예를 들어, 카트리지(4b)로부터 임의의 잔류 재료를 제거할 수 있게 할 수 있다. 이는, (예를 들어, 챔버(3)로부터 제거될 때 카트리지(4b)가 드립(drip)할 가능성을 줄임으로써) 카트리지(4b)의 취급을 덜 복잡하게 만드는데 있어서 유용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 공급원(41)에 의해 생산되는 가스 또는 공기 펌프를 이용하여, 카트리지(4a)를 블로우 다운하기 위한 유사한 프로세스가 사용될 수 있을 것이다.

음료 매체 카트리지(4b)를 통한 전구체 액체(2)의 유동은, 예를 들어, 대기중인 컵(8) 또는 다른 컨테이너로 방출되기 전에 액체(2)가 음료 매체(42)와 혼합되도록 유도할 수 있을 것이다. 음료 매체 카트리지(4b)는 농축된 시럽, 분쇄된 커피 또는 액체 커피 추출물, 찻잎, 건조된 허브차, 분말형 음료 농축물, 건조된 과일 추출물 또는 분말, 천연 및/또는 인공 풍미제 또는 채색제, 산, 아로마, 점성 개질제(modifier), 혼탁제(clouding agent), 항산화제, 분말형 또는 액체 농축형 부이용(bouillon) 또는 다른 스프, (분말형 비타민, 미네랄, 생리활성 함유물, 의약 또는 다른 의약품, 기능성 식품(nutriceutical) 등과 같은) 분말형 또는 액체 의약 재료, 분말형 또는 액체 우유 또는 다른 크림, 감미료, 증점제 등과 같은 임의의 적절한 음료 제조 재료(음료 매체)를 포함할 수 있을 것이다. (여기에서 사용된 바와 같이, 음료 매체와 액체의 "혼합"은, 액체 내에서의 음료 매체의 물질의 용해, 음료 매체로부터의 물질의 추출, 및/또는 액체에 의한 음료 매체로부터의 일부 재료의 다른 수용과 같은 다양한 메커니즘을 포함할 수 있을 것이다.) 액체(2)가 임의의 적절한 방식으로 카트리지(4b)로 도입될 수 있을 것이고, 및/또는 카트리지(4b)가 음료 매체(42)와 액체(2)의 혼합을 돕기 위해서 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 나선형 또는 다른 유동 패턴을 유도하도록 전구체 액체(2)가 카트리지(4b) 내로 도입될 수 있고, 카트리지(4b)는 미로 또는 혼합을 돕기 위해 유동 내에 난류를 유발하는 다른 구불구불한 유동 경로 등을 포함할 수 있을 것이다. 음료 매체 카트리지(4b) 내에 전구체 유체(2)를 혼합하는 것의 하나의 잠재적인 장점은, 시스템(1)에 의해 제조되는 모든 음료에 대해서 액체(2)와 음료 매체를 혼합하기 위해 사용되는 혼합 챔버의 이용으로 인해서 발생될 수 있는 음료 매체의 교차 오염을 피할 수 있다는 것이다. 그러나, 재사용되는 혼합 챔버, 예를 들어, 상용 드링크 기계에 의해 청량 음료가 형성되는 것과 상당히 동일한 방식으로 카트리지(4b)로부터 제공되는 음료 매체(42)와 전구체 액체(2)가 함께 혼합되는 공간을 채용하도록 시스템(1)이 수정될 수 있을 것이다. 예를 들어, (예를 들어, 카트리지(4a)에 의해 생성되는 이산화탄소 압력과 같은 공기 압력에 의해서, 중력에 의해서, 어덕터(adductor) 펌프에 의해서, 벤투리 또는 다른 배열체 등에 의해서 생성되는 흡인력에 의해서) 음료 매체(42)가, 카트리지(4b)로부터, 전구체 액체(2)가 또한 도입되는 혼합 챔버 또는 사용자의 컵 내로 구동될 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료들 간의 교차 오염을 방지하기 위해서, 혼합 챔버를 헹구는 것이 필요하거나 필요하지 않을 수 있을 것이다. 일부 배열체에서, 음료 매체(42)의 전체 체적이 혼합 챔버로 배출될 수 있고, 이는 혼합 챔버를 빠져나가는 풍미가 가해진 전구체 액체(2)의 초기 양이 높은 음료 매체 농도를 가지도록 유도한다. 그러나, 음료 매체(42)가 전구체 액체(2)에 의해서 혼합 챔버로부터 스위핑됨(swept)에 따라, 전구체 액체 자체가 혼합 챔버를 효과적으로 헹굴 수 있을 것이다. 음료 매체(42)가 분말과 같은 건성 재료인 배열체에서, 일부 전구체 액체가 카트리지로 도입되어 매체(42)를 미리-습윤화(pre-wet)할 수 있고 또는 매체(42)가 전구체 액체(2)와 혼합될 수 있는 능력을 달리 개선할 수 있을 것이다. 습윤된 매체(42)가 카트리지 내에서 부가적인 전구체 액체(2)와 혼합될 수 있거나, 또는 습윤된 매체(42)가, 예를 들어, 압력, 플런저 등에 의해서 카트리지로부터 전구체 액체(2)와의 부가적인 혼합을 위한 혼합 챔버 또는 다른 위치로 방출될 수 있을 것이다. 예를 들어, 용해된 가스의 손실을 감소시키도록 낮은 유동 속도를 이용하여 혼합 레이트를 향상시키기 위해서, 액체(2)가 복수의 스트림을 이용하여 혼합 챔버 내로 도입될 수 있을 것이다.

콘택터(6)를 빠져나가는 전구체 액체(2)의 유동이 음료 매체 카트리지(4b)로, 또는 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 유사하게, 음료 매체(42)가 탄산화된 전구체 액체(2)와 혼합되는 다른 혼합 챔버로 직접적으로 루팅되도록, 도 2의 실시예가 수정될 수 있을 것이다. 즉, 이 예시적인 실시예에서, 탄산화된 전구체 액체(2)가 저장용기(11)로부터 콘택터(6)를 통해서 다시 저장용기(11)로 순환하지 않는 대신에, 상기 전구체 액체(2)는 콘택터(6)를 1회 통과하고 이어서 혼합 챔버(9)에서 음료 매체(42)와 혼합되도록 진행되고 그리고 컵(8)으로 배출된다. 그러나, 도 3의 배열체는 또한, 액체(2)가 저장용기(11)로부터 또는 다른 탱크로부터, 콘택터(6)를 통해서, 다시 저장용기(11) 또는 다른 탱크로 복귀될 수 있게 하는 순환 회로를 포함할 수 있다. 혼합 챔버(9)는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있으며, 예를 들어, 혼합을 향상시키기 위해 전구체 액체(2)와 음료 매체(42)가 나선형, 소용돌이형 또는 다른 형태로 이동하도록 유도할 수 있을 것이고, 하나 이상의 모터 구동형 블레이드, 임펠러 또는 상기 챔버(9) 내의 내용물들을 혼합하기 위한 다른 요소 등을 가질 수 있을 것이다. 상기 혼합 챔버(9)가 카트리지(4)로부터 분리될 수 있지만, 희망하는 경우에, 혼합 챔버(9)가 카트리지(4) 내로 통합될 수 있을 것이다. 혼합 챔버(9)는 또한, 컵(8)으로 제공되는 음료를 냉각시키는 것을 돕기 위해서, 예를 들어, 냉동 시스템에 의해서, 냉각될 수 있을 것이다. 대안적으로, 전구체 액체(2)가 저장용기(11) 및/또는 시스템(1)의 임의의 다른 위치에서 냉각될 수 있을 것이다. 탄산화된 액체(2)에 풍미가 가해지지 않거나 액체(2)가 카보네이터(6)를 통과하기 전에 음료 매체(42)와 혼합되는 경우에, 혼합 챔버(9)가 배제되거나 콘택터(6)의 상류에서 전구체 액체(2)와 음료 매체(42)를 혼합하도록 배열될 수 있을 것이다. 대안적으로, 액체(2)를 콘택터(6)로 루팅하기에 앞서서 카트리지(4b)에서 음료 매체(42)와 전구체 액체(2)를 혼합하도록, 전구체 액체 공급부(10)가 배열될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 음료 매체(42)가 임의의 적합한 수단들, 예를 들어 공기 또는 다른 가스 압력에 의해서(예를 들어, 공기 펌프, 가스 공급원(41) 등에 의해서 공급되는 바와 같다), 중력 피드에 의해서(예를 들어, 밸브 또는 도어의 개방에 의해서), 음료를 만들기 위해서 이용되는 전구체 액체(2)의 전부 또는 파트를 제 2 카트리지(4b) 내로 도입하는 것에 의해서, 혼합 챔버(9)로 유동하도록 매체(42)를 강제하기 위해서 카트리지(4b)를 압축하는 것에 의해서, 기타 등등에 의해서, 혼합 챔버(9)로 전달될 수 있을 것이다. 제어기(5)는, 예를 들어, 콘택터(6) 내에서 적절한 가스 압력을 유지하기 위해서, 콘택터(6)의 가스 측부의 가스 압력을 검출하고 그에 따라 카트리지(4a)에 대한 유체 공급을 제어할 수 있을 것이다. 저장용기(11)는, 이러한 실시예에서 가압되지 않는 물 저장 탱크일 수 있고, 그리고 예를 들어, 사용자에 의한 충진을 용이하게 하기 위해서, 시스템(1)으로부터 제거할 수 있을 것이다. 희망하는 경우에, 사용자는 저장용기(11)에서 전구체 액체(2)로 얼음 및/또는 음료 매체를 첨가할 수 있을 것이다. 대안적으로, 저장용기(11)와 펌프(13)가 가압수 공급부 및 선택적 제어 밸브 및/또는 감압기에 배관된 연결부에 의해 대체될 수 있을 것이다. 물론, 다른 실시예와 같이, 시스템(1)이 가시적인 디스플레이, 사용자 입력 버튼, 손잡이 또는 터치 스크린을 갖는 하우징, 카트리지 챔버를 개폐하기 위한 사용자 작동 장치, 및 음료 제조 기계에 존재하는 다른 특징부에 내에서 적절하게 둘러싸일 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 음료 형성 시스템(1)의 다른 배열체가 가능하다. 이러한 예시적인 실시예에서, 가스 공급원(41)을 갖는 카트리지(4a)가 저장용기(11) 내에 위치되도록, 카트리지 챔버(3)가 저장용기(11)와 조합된다. 저장용기(11)로부터 덮개(12)를 제거함으로써, 카트리지(4a)가 저장용기(11)/카트리지 챔버(3) 내에 위치될 수 있을 것이다. 도 1의 것과 유사한 배열체와 같은 임의의 적절한 활성화 유체 공급부(20), 계량된 양의 액체를 카트리지(4a)로 전달하는 주사기 또는 피스톤 펌프 등에 의해서, 카트리지(4a)로 액체가 제공될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 저장용기의 일부가 가스를 전구체 액체(2)에 전달하는 역할을 하도록, 가스 공급부(30)가 저장용기(11)와 조합된다. 펌프(13)는, 액체(2)를 순환시킴으로써 그리고 액체(2)를 저장용기(11) 내의 이산화탄소-충진된 상부공간 내로 분무함으로써, 탄산화 프로세스를 도울 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 액체(2)가 덮개(12)로부터 하향으로 연장하는 중공 섬유를 통해서 유동하도록 하는 한편 섬유를 통과하는 액체에 의해서 상부공간 내의 이산화탄소가 흡수되도록, 콘택터(6)가 저장용기(11) 내에 (예를 들어, 노즐(14)의 위치에서) 제공될 수 있을 것이다. 또 다른 배열체에서, 콘택터(6)의 멤브레인 부분이 전구체 액체(2) 내로 적어도 부분적으로 침잠될 수 있고, 공급원(41)으로부터의 가스가 콘택터(6)의 중공 섬유를 통과할 수 있을 것이다. 결과적으로, 섬유 외부의 액체(2)가 섬유를 통과하는 가스로부터 이산화탄소를 픽업할 수 있을 것이다. 그러한 배열체에서, 콘택터(6)의 섬유가 도시된 바와 같이 저장용기(11) 또는 다른 탱크 내에 위치될 수 있을 것이고, 또는 사용자의 컵(8) 내에 위치될 수 있을 것이다. 이러한 예에서, 액체(2)가 탄산화될 수 있고 또는 컵(8) 내에 있는 동안 용해된 가스를 달리 가질 수 있을 것이다.

카트리지 챔버(3)가 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있으나, 도 5는 가스 공급원 카트리지(4a)와 음료 매체 카트리지(4b) 모두가 동일한 카트리지 챔버(3)에 의해 수용될 수 있는 하나의 예시적인 배열체를 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, (가스 공급원(41)과 음료 매체(42)를 수용하는 부분을 각각 가지는) 카트리지(4a, 4b)가 분리된 카트리지 수용기(33)에 수용되며, 각각의 카트리지 수용기(33)는 그러한 카트리지 수용기(33)의 하단부에서 천공 요소(34)를 포함할 수 있을 것이다. 중공 바늘, 스파이크, 블레이드, 나이프 또는 다른 배열체를 포함할 수 있는 천공 요소(34)가 각각의 카트리지(4) 내에 개구부를 형성할 수 있을 것이다. 대안적으로, 카트리지(4)가 규정된 개구부, 예를 들어, 카트리지(4)에 대한 유출 및/또는 유입을 허용하는 격막 또는 다른 밸브 형태의 요소를 포함하는 하나 이상의 포트를 가질 수 있을 것이다. 유사하게, 예를 들어, 덮개(12)가 폐쇄될 때, 각각의 카트리지(4)의 상부에 개구부를 형성하는 천공 요소(35)를 덮개(12)가 포함할 수 있을 것이다. 폐쇄될 때, 덮개(12)는, 카트리지(4a, 4b)가 내부에 위치되고 그리고 서로로부터 격리되는 밀봉된 챔버를 형성할 수 있을 것이다. 카트리지(4a, 4b)에 형성되는 개구부는, 도 5에 개략적으로 도시한 바와 같이, 카트리지(4a, 4b)의 내부 공간과의 소통을 허용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지(4a)의 상단부에서 개구부는 이산화탄소 또는 다른 가스가 카트리지 챔버(3)를 빠져나갈 수 있게 허용할 수 있는 한편, 카트리지(4a)의 하단부에 있는 개구부는 물 또는 다른 활성화 유체가 카트리지(4a)로 유입될 수 있게 허용할 수 있을 것이다. 물론, 유체의 입력이 카트리지의 상단부 또는 측부에서 발생되게 하는 개구부와 같이, 개구부들이 다른 위치에 형성될 수 있을 것이다. 유사하게, 하단부, 측부 또는 달리 위치된 개구부를 통해서 가스가 카트리지를 빠져나갈 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 예를 들어, 카트리지(4a)의 개구부, 천공 요소(35)의 홀 또는 다른 개구부 등을 통해서 카트리지(4a)로부터 카트리지(4a) 주위의 카트리지 챔버(3) 내의 공간으로 가스가 누설되도록 허용될 수 있을 것이다. 이는, 카트리지 주변의 압력이 가스 생산 과정 중에 카트리지 내부의 압력과 균등해질 수 있도록 함으로써, 카트리지(4a)의 파열을 방지하는데 도움이 된다. 대안적으로, 카트리지 챔버(3)가 (필요한 경우에) 카트리지(4a)를 지지할 수 있도록, 카트리지(4a)가 카트리지 수용기(33)에 긴밀하게 피팅(fit)될 수 있을 것이다. 음료 매체 카트리지(4b)의 상단부의 개구부는, 전구체 액체(2)가 (예를 들어, 음료 매체와의 혼합을 위해서) 카트리지(4b)로 도입될 수 있도록 하거나, (예를 들어, 카트리지(4b)로부터의 그리고 혼합 챔버 또는 컵으로 음료 매체(42)를 강제하기 위해서) 가압 공기 또는 다른 가스가 카트리지 내로 도입될 수 있도록 허용할 수 있을 것이다. 카트리지(4b)의 하단부의 개구부는, 음료가 대기중인 컵 또는 다른 컨테이너로 방출될 수 있도록 허용하거나, 또는 음료 매체가 혼합 챔버 또는 컵으로 이동하도록 허용할 수 있을 것이다. 카트리지(4a)와 같이, 음료 매체 카트리지(42) 내의 개구부가 임의의 적절한 위치 또는 위치들에 배열될 수 있을 것이다.

카트리지(4)가 챔버(3) 내에 위치되고 및/또는 챔버로부터 제거될 수 있도록 임의의 적합한 방식으로 카트리지 챔버(3)가 개폐될 수 있을 것이다. 도 5의 실시예에서, 덮개(12)가 챔버(3)의 수용부에 대해서 피봇 가능하게 장착되며, 카트리지 수용기(33)를 폐쇄하기 위해서 핸들 및 링크 배열체에 의한 것과 같이 수동으로 또는 모터 드라이브에 의한 것과 같이 자동으로 개폐될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 덮개(12)가 각각의 카트리지 수용기(33)와 각각 연관된 2개 이상의 섹션을 가질 수 있다. 따라서, 카트리지 수용기(33)를 개방/폐쇄하기 위해서 덮개 섹션들이 서로로부터 독립적으로 이동될 수 있다. 물론, 예를 들어, (스크류 캡과 같은) 나사산형 연결부에 의해서 수용기(33)와 결합되는 것에 의해서, 덮개(12) 정지 상태로 유지되는 동안 덮개(12)로부터 멀리 그리고 덮개(12)를 향해서 이동하는 수용기(33)에 의해서, 덮개 및 수용기 모두가 이동하는 것에 의해서, 기타 등등에 의해서, 덮개(12)가 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 또한, 카트리지 챔버(3)가 도 5에 도시된 것과 유사한 덮개와 수용기 배열체를 필수적으로 가질 필요는 없으나, 그 대신에 카트리지를 개폐 및 지지하기 위해 상호작용하는 적절한 부재 또는 부재들을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 한 쌍의 크램쉘(clamshell) 부재가 카트리지의 수용과 카트리지의 물리적 지지를 위해서 서로에 대해 상대적으로 이동가능할 수 있을 것이다. 일부 다른 예시적인 카트리지 챔버 배열체가, 예를 들어, 미국특허 제6,142,063호; 제6,606,938호; 제6,644,173호; 및 제7,165,488호에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 카트리지 챔버(3)는, 카트리지와 시스템(1)의 다른 부분 사이의 압력-타이트, 누설-방지 또는 다른 특별한 연결부들을 구축하기 위해서 사용자가 특별한 단계들을 취할 필요없이, 사용자가 챔버(3) 내에 하나 이상의 카트리지를 배치할 수 있게 허용한다. 그 대신에, 일부 실시예에서, 사용자는 수용 공간 내에 카트리지를 단순히 배치하고, 그리고 카트리지 챔버를 폐쇄할 수 있을 것이다.

여러 실시예에서 사용되는 카트리지(4)가, 컨테이너의 상단부에 부착된 덮개를 갖는 비교적 간단한 절두원추형 컵-형상의 컨테이너와 같이, 예를 들어, 미국특허 제5,840,189호에 도시되어 있으며 Reading, Mass에 소재하는 Keurig, Incorporated 의해서 판매되는 일부 음료 카트리지에서와 같이, 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 절두원추형 컵 형상의 컨테이너와 덮개를 갖는 카트리지가 약 30 - 50㎜의 직경, 약 30 - 50㎜의 높이, 약 30 - 60 ml의 내부 체적, 및 약 80 psi의 파열 저항(즉, 카트리지에 대한 어떠한 물리적 지지도 없는 상태에서 카트리지의 내부로부터 외부로 약 80 psi의 압력 구배가 있을 때 카트리지 파열에 대한 저항)을 가질 수 있을 것이다. 그러나, 여기에서 사용된 바와 같이, "카트리지"는 포드(pod)(예를 들어, 재료를 캡슐화하는 필터 종이의 대향하는 층들), 캡슐, 봉지(sachet), 패키지, 또는 임의의 다른 배열체와 같은, 임의의 적절한 형태를 취할 수 있을 것이다. 카트리지는 규정된 형상을 가질 수 있으며, 또는 (전체적으로 가요성 재료로 제조된 일부 봉지 또는 다른 패키지의 경우에서와 같이) 규정된 형상을 갖지 않을 수 있을 것이다. 카트리지는 공기 및/또는 액체에 대해서 불침투성일 수 있고, 또는 물 및/또는 공기가 그러한 카트리지를 통과하도록 허용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료 매체의 일부 부분으로 형성된 음료가 제공되는 것을 방지하기 위해서 음료 매체 카트리지(4b) 내에서, 및/또는 이산화탄소 공급원 재료가 상기 음료 또는 다른 시스템 구성요소 내로 도입되는 것을 방지하는 것을 돕기 위해서 가스 카트리지(4a) 내에서, 필터 또는 다른 배열체를 카트리지가 포함할 수 있을 것이다.

발명의 일 양태에서, 음료 제조 시스템을 이용하여 음료를 형성하기 위해서 사용되는 카트리지 또는 카트리지들은 그러한 카트리지(들)를 사용하여 제조되는 음료보다 작은, 그리고 일부 경우에서 실질적으로 더 작은 체적을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 이산화탄소 및 음료 매체 카트리지(4)가 사용된다면, 그 카트리지가 약 50 ml 이하의 체적을 각각 가질 수 있으며, 약 200 - 500 ml 이상의 체적을 가지는 음료를 형성하기 위해 사용될 수 있을 것이다. (이하의 예 중의 일부에 보여지는 바와 같이) 발명자는, 약 3.5 체적까지의 탄산화 레벨을 가지는 약 400 - 500 ml의 탄산수를 생산하기 위해 약 30g(30 ml 미만의 체적을 갖는다)의 장입된 이산화탄소 흡착제(예를 들어, 장입된 제올라이트)의 양이 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 약 400 - 500 ml의 체적을 갖는 적절하게 풍미가 가해진 음료를 제조하기 위해서, 약 50 ml 미만의, 또는 약 100 ml 미만의 체적을 갖는 음료-제조 시럽 또는 분말이 사용될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 따라서, 50 psi의 가스 압력을 사용하여 120초 미만, 예를 들어, 약 60초 이내에 약 100 내지 1000 ml 의 체적과 적어도 약 1.5 내지 4 체적의 탄산화 레벨을 갖는 탄산화된 음료를 형성하기 위해서 약 100 ml 내지 약 250 ml 또는 그 미만의 체적을 갖는 비교적 작은 체적의 카트리지(또는 일부 배열체들에서 단일 카트리지)가 사용될 수 있을 것이다.

가스 및 음료 매체 카트리지(4)가 별도로 제공될 수 있으나, 일 실시예에서, 카트리지(4)가 도 6에 도시된 바와 같이 함께 결합될 수 있을 것이다. 카트리지(4a, 4b)는 각각의 카트리지(4a, 4b)로부터 연장하는 탭(43)과 같은 임의의 적절한 배열체에 의해서 함께 연결될 수 있으며, 예를 들어, 열 용접, 접착제, 스냅 또는 클립과 같이 상호 록킹하는 기계적 체결구 등에 의해 함께 부착된다. 이러한 배열체는 카트리지(4a, 4b)가 제조 셋팅에서 별도로 제조될 수 있게 허용할 수 있는데, 이는, 예를 들어, 카트리지들이 매우 상이한 제조 프로세스들을 필요로 하기 때문이다. 예를 들어, 음료 매체 카트리지(4b)가 고도의 무균화 환경을 필요로 할 수 있는 반면, 가스 카트리지(4a)는 그러한 환경에서 제조될 필요가 없을 수 있을 것이다. 대조적으로, 가스 카트리지(4a)가 수증기가 없는 환경에서 제조되어야 할 필요가 있는 반면, 음료 매체 카트리지(4b)는 그러한 요건에 영향을 필요로 하지 않을 수 있을 것이다. 카트리지(4a, 4b)의 제조 후에, (가위 같은) 공구를 사용하지 않고는 및/또는 카트리지 중 하나 또는 양자 모두를 손상시키지 않고는 그들을 분리할 수 없도록 하는 방식으로, 카트리지가 함께 부착될 수 있을 것이다. 카트리지 챔버(3)는 부착된 카트리지들을 수용하도록 배열될 수 있으며, 이는 사용자로 하여금 음료 형성을 위해서 단일 아이템을 챔버(3) 내에 위치시킬 수 있게 한다. 또한, 카트리지(4) 및/또는 카트리지가 부착되는 방식은, 카트리지 챔버(3)의 배열체와 함께, 가스 카트리지(4a)와 음료 매체 카트리지(4b)가 적절한 카트리지 수용기(33) 내에 위치되도록 보장하는 것을 도울 수 있을 것이다. 조합된 카트리지(4)들이 잘못된 배향으로 챔버(3) 내에 위치될 수 없도록, 예를 들어, 카트리지(4)가 상이한 크기, 형상 또는 다른 구성을 가질 수 있을 것이다. 대안적으로, 상기 제어기(5)는 (예를 들어, 카트리지들 중 하나 또는 양자 모두의 RFID 태그와 통신함으로써, 광학적으로 또는 달리 카트리지를 식별함으로써, 등) 카트리지가 부적절하게 배치된 것을 검출할 수 있고, 그리고 필요한 경우에 변경을 하도록 사용자에게 안내할 수 있을 것이다.

도 7 및 도 8은 챔버 내에서의 카트리지의 부적절한 배치를 방지하는데 도움이 되고 및/또는 카트리지가 다른 배향들에서도 작동할 수 있도록 하는 방식으로 한 쌍의 카트리지가 함께 결합된 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 카트리지(4a, 4b)가 연결부(43)에 의해서 부착되고, 그에 따라 카트리지(4a)는 그러한 컨테이너의 하단부(44)가 하향 대면하고 그리고 컨테이너의 상단부를 덮는 덮개(45)가 상향 대면하는 직립 배향으로 배열되고, 그리고 카트리지(4b)는 상기 카트리지(4b)의 덮개(45)가 측부를 대면하는 상태로 상기 카트리지(4a)의 측부 상에 위치된다. 도 8은, 카트리지(4a)의 덮개(45)가 관찰자를 향해서 대면하고 있고 그리고 카트리지(4b)의 덮개(45)가 하향 대면하는 상태의 실시예의 평면도를 도시한다. 이러한 배열체는, 카트리지(4)가 덮개 지역에서만 천공되는, 예를 들어, 컨테이너의 하단부(44) 또는 다른 부분에서 천공이 되지 않는 실시예에서 유용할 수 있을 것이다. 즉, 액체가 카트리지(4a)로 도입될 수 있도록 그리고 가스가 배출될 수 있도록 허용하기 위해서, 가스 카트리지(4a)가 덮개(45)에서 천공될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 활성화 유체(액체 및/또는 가스)의 도입을 위한 유입구가 가스 공급원에 의해서 방출되는 가스를 위한 배출구와 동일한 개구부일 수 있을 것이다. 예를 들어, 단일 홀이 덮개(45) 내에 천공될 수 있고, 그러한 단일 홀을 통해서 물이 도입되고 그리고 그러한 단일 홀을 통해서 가스 공급원에 의해서 방출된 가스가 빠져 나간다. 유사하게, 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 액체가 카트리지(4b)로 도입될 수 있도록 그리고 풍미가 가해진 음료가 카트리지(4b)를 빠져나갈 수 있도록, 카트리지(4b)의 덮개(45)가 천공될 수 있을 것이다. 컨테이너의 천공을 피하는 것은, (예를 들어, 카트리지(4)의 작동 압력을 견디기 위해서) 컨테이너가 비교적 두껍고 및/또는 강성인 재료로 제조되는 배열체에서 유용할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 탄산화 가스뿐만 아니라 음료 매체를 제공하기 위해서 단일 카트리지가 사용될 수 있을 것이다. 사실상, 일부 실시예에서, 동일한 카트리지에서 전구체 액체에 대한 탄산화 및 풍미화가 모두 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 9는 가스 공급원(41)(예를 들어, 제올라이트 가스 공급원)과 음료 매체(42) 모두를 포함하고 있는 카트리지(4)의 단면도를 도시한다. 일 실시예에서, 카트리지(4)가 가스 공급원(41) 및 음료 매체(42)를 각각 수용하는 제 1 및 제 2 챔버(46, 47)(또는 부분)를 포함한다. 제 1 및 제 2 챔버(46, 47)(또는 부분)는 필터와 같은 투과성 요소 또는 카트리지 컨테이너와 함께 성형된 벽과 같은 비투과성 요소에 의해서 서로로부터 분리될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 챔버(46, 47)(또는 부분)가 덮개(45)에 부착된 필터(48)에 의해 분리되지만, 다른 방식으로 배열될 수 있다. 천공 요소(35) 또는 카트리지(4)의 파트로서 형성된 포트와 같은 다른 배열체에 의해서 전구체 액체 및/또는 활성화 액체가 제 1 챔버(46)로 도입될 수 있을 것이다. 공급원(41)에 의해 방출되는 이산화탄소 가스의 용해가 저압에서 이루어지는 것보다 더 신속하게 이루어지도록, 카트리지(4)의 내부 공간이, 예를 들어, 주변 압력보다 30 - 150 psi 이상인 압력 압력하에 유지될 수 있을 것이다. 또한, 그러한 카트리지를 사용하도록 배열된 시스템(1)이, 예를 들어, 탄산화를 돕기 위한 것으로서, 카트리지(4) 내에서 적절한 압력을 유지하는 것을 돕는 배압 밸브 또는 다른 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 카트리지(4)를 유지하는 카트리지 챔버(3)가, 카트리지를 지지하고 카트리지의 파열을 방지하기 위한 필요에 따라서, 카트리지(4)를 긴밀하게 피팅하도록 배열될 수 있을 것이다. 대안적으로, 카트리지의 내부와 외부의 압력을 균등하게 하기 위해서, 카트리지(4) 내의 압력이 카트리지(4) 주위의 공간으로 누설되도록 허용될 수 있을 것이고, 또는 카트리지가 물리적 또는 다른 지지 없이 동작 압력을 견딜 수 있게 만들어질 수 있을 것이다. 탄산화된 전구체 액체(2) 및/또는 액체/가스 버블 혼합물이, 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서, 필터(48)를 통해서 제 2 챔버(47)로 통과될 수 있을 것이다. 그 후에, 전구체 액체(2) 및 음료 매체(42) 혼합물이, 예를 들어, 컨테이너 하단부(44)의 천공 요소(34)를 통해서 카트리지(4)를 빠져나갈 수 있을 것이다. 전구체 액체(2)로의 이산화탄소의 용해뿐만 아니라 액체(2)와 음료 매체(42)의 혼합은, 재료가 카트리지(4)를 빠져나간 후에도 계속될 수 있을 것이다. 예를 들어, 필요한 경우에, 액체와 음료 매체를 보다 완전히 혼합하는 것을 돕기 위해서, 카트리지(4)의 하류에 혼합 챔버가 위치될 수 있을 것이다. 또한, 카트리지 하류의 도관은, 예를 들어, 액체 내의 압력을 유지하는 것에 의해서, 가스의 지속적인 용해를 도울 수 있을 것이다.

가스 공급원(41) 및 음료 매체(42)가 필터(48)에 의해서 분리된 배열체를 도 9 및 10이 도시하고 있지만, 다른 실시예에서, 예를 들어, 전구체 액체(2)가, 동시에, 음료 매체(42)와 혼합되고 그리고 가스 공급원(41)으로부터의 가스에 노출되도록, 가스 공급원(41) 및 음료 매체(42)가 함께 혼합될 수 있을 것이다. 일부 경우에, 액체(2) 내로 용해되지 않은 가스가, 예를 들어 용해된 가스의 레벨을 높이기 위해서, 상류 또는 하류 위치에서 액체(2)에 대해서 노출되고 그리고 액체(2) 내로 용해되도록, 콘택터(6)와 같은 다른 위치로 루팅될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 가스 공급원 재료(41)의 입자가 음료 매체(42)로 코팅될 수 있을 것이다.

전술한 실시예에서, 카트리지가 직립형 구성으로 동작하는 상태에서, 카트리지(4)가 규정된 상단부 및 하단부를 가지는 것으로 설명되었다. 그러나, 도 7 및 도 8과 관련하여 제시된 바와 같이, 카트리지가 임의의 적절한 배향에서 동작될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 10은, 도 9에서 사용된 것과 유사하게 구성된 카트리지가 사용되는 한편 카트리지(4)가 그 측부 상에서 놓여진 실시예를 도시한다. (도 7 및 도 8의 카트리지(4b)가 도 10에 도시된 것과 유사한 방식으로 사용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.) 전구체 액체가 (예를 들어, 천공 요소(35)를 통해서) 제 1 챔버(또는 부분)(46) 내로 도입될 수 있고, 그에 따라 가스 공급원(41)가 가스를 방출하게 되고 그리고 카트리지(4) 내부 공간을 적어도 부분적으로 범람시킨다. 도 9의 실시예와 같이, 예를 들어, 천공 요소(34)를 통해, 카트리지를 빠져나가기 전에, 액체가 탄산화되고 그리고 음료 매체(42)와 혼합될 수 있을 것이다.

또한, 전술한 바와 같이, 서로로부터 격리된 또는 분리된 제 1 및 제 2 챔버(46, 47)(또는 부분)를 갖도록 단일 카트리지(4)가 배열될 수 있을 것이다. 도 11은 제 1 및 제 2 챔버(46, 47)(또는 부분)가 벽(49)에 의해 분리된 하나의 그러한 실시예를 도시한다. 카트리지 챔버(3)가 단일 카트리지(4)를 수용하도록 변형될 필요가 있을 수 있으나, 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 유사한 시스템(1)에서, 도 11에 도시된 것과 유사한 카트리지가 사용될 수 있을 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제 1 챔버(또는 부분)(46)의 상단부의 천공 요소(35)를 통해서 활성화 액체가 제공될 수 있고, 그리고 동일한 또는 다른 개구부를 통해서 가스가 배출될 수 있을 것이다. 대안적으로, 제 1 챔버(또는 부분)(46)의 하단부의 천공 요소(34)를 통해서 활성화 액체가 제공될 수 있고, 그리고 상단부의 천공 요소(35)를 통해서 가스가 배출될 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 전구체 액체가 상단부 천공 요소(35)에서 도입될 수 있고 그리고 탄산화된 액체가 하단부 천공 요소(34)를 통해서 배출될 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 공급원(41)이 챔버(또는 부분)(46)를 빠져나가는 것을 방지하는 것을 돕기 위해서, 제 1 챔버(또는 부분)(46)가 필터 또는 다른 적절한 부품을 포함할 수 있을 것이다. 제 2 챔버(또는 부분)(47)와 관련하여, 공기 또는 다른 가스가 제 2 챔버(또는 부분)(47)의 상단부에서 천공 요소(35)를 통해서 도입될 수 있고, 그에 따라 음료 매체(42)가 제 2 챔버(또는 부분)(47)의 하단부에서 천공 요소(34)로부터 외부로, 예를 들어, 혼합 챔버 또는 사용자의 컵으로 이동되도록 한다. 대안적으로, 전구체 액체가 제 2 챔버(47)의 상단부에서 천공 요소(35)를 통해서 도입되고, 음료 매체(42)와 혼합될 수 있고 그리고 천공 요소(34)의 외부로 카트리지(4)를 빠져나갈 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예의 천공 요소(34, 35) 배열체가 어떠한 방식으로도 발명의 양태를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 할 것이다. 즉, 천공 요소가 사용될 필요가 없고, 그 대신에, 카트리지(4)의 유입/유출 유동이 카트리지(4) 내의 규정된 포트 또는 다른 개구부를 통해 이루어질 수 있을 것이다. 또한, 카트리지 내의 유동 포트 또는 다른 개구부가 상단부, 하단부 또는 다른 특정 위치에 반드시 위치될 필요는 없다.

카트리지(들)가 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있고, 그리고 여기에서 도시된 컨테이너 및 덮개 구조로 제한되지 않을 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지(들)가 산소, 수증기 등과 같은 수분 및/또는 가스에 대한 배리어를 제공하는 재료로 제조되거나 달리 포함할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 카트리지(들)가 폴리머 라미네이트로 제조될 수 있고, 예를 들어, 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌의 층 및 EVOH 및/또는 금속 호일과 같은 다른 배리어의 층을 포함하는 시트로부터 형성될 수 있을 것이다. 또한, 카트리지(들) 재료 및/또는 구조는, 그러한 카트리지 내에 수용되는 재료들에 따라 달라질 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 카트리지(4a)가 견고한 수분 배리어를 필요로 할 수 있는 반면, 음료 매체 카트리지(4b)는 그러한 높은 수분 저항이 필요하지 않을 수 있을 것이다. 따라서, 카트리지가 상이한 재료 및/또는 상이한 방식으로 제조될 수 있을 것이다. 또한, 카트리지 내부가 희망하는 기능에 따라서 달리 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료 매체 카트리지(4b)는, 혼합을 향상시키기 위해서 액체/음료 매체가 구불구불한 경로를 따르도록 유도하는 배플 또는 다른 구조물을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 활성화 액체에 의한 공급원(41)의 습윤을 제어하는 것을 돕기 위해서, 가스 카트리지(4a)가 가스 공급원(41)을 특정 위치에서 또는 내부 공간의 다른 배열에서 유지하도록 배열될 수 있을 것이다.

음료 형성에서 이용하기 위한 카트리지의 피트성(fitness)과 관련하여 가시적인 또는 다른 검출가능한 표시를 제공하도록 카트리지가 또한 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지가 가스 공급원이 적어도 부분적으로 활성화되었다는 것을 보여주기 위한 팝-업 표시부, 색채 표시부 또는 다른 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 표시를 관찰할 때, 사용자는, 카트리지가 음료 제조 기계에서의 사용을 위해서 피팅되지 않았는지를 결정할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, RFID 태그가 센서와 연관될 수 있고, 그러한 센서는, 음료 제조 기계의 판독기로 전송될 수 있는, (예를 들어, 압력 증가를 통한) 가스 공급원 활성화, (예를 들어, 온도 증가를 통한) 음료 매체 손상, 또는 카트리지의 다른 특성을 검출한다. 기계가 그러한 조건을 사용자에게 디스플레이할 수 있을 것이고 및/또는 음료 형성을 위해서 카트리지를 이용하기 위한 기계의 활성화를 방지할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지가 서로로부터 분리된 가스 공급원 부분, 음료 매체 부분 및 혼합 챔버 부분(또한, 제 1, 제 2 및 제 3 부분으로 각각 지칭된다)을 포함할 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 바와 같이, 카트리지가, 카트리지의 사용에 앞서서 음료 매체를 유지하기 위해서 이용되는 부분으로부터 분리된 혼합 챔버를 포함할 수 있을 것이다. 제 1 부분이 음료 전구체 액체 내에서 용해되는 가스를 방출하기 위한 가스 공급원을 수용할 수 있고, 제 2 부분이 음료를 형성하기 위해서 음료 전구체 액체와의 혼합에서 이용하기 위한 음료 매체를 수용할 수 있으며, 그리고 제 3 부분이 상기 제 2 부분으로부터 음료 매체를 수용하도록 그리고 전구체 액체를 음료 매체와 혼합하기 위해서 전구체 액체를 수용하도록 배열될 수 있을 것이다. 전구체 액체가 음료 매체와 함께 제 3 부분 내로 진입할 수 있고 및/또는 분리된 유동 경로를 통해서 제 3 부분으로 진입할 수 있을 것이다. 따라서, 카트리지가 (예를 들어, 탄산화되든지 또는 그렇지 않든지 간에) 음료 매체와 전구체 액체를 혼합할 수 있을 것이고 그리고 (예를 들어, 추후의 탄산화를 위해서) 혼합된 음료를 출력할 수 있을 것이다. 이는, 혼합 챔버를 세척할 필요성을 회피하는데 도움이 될 수 있는데, 이는, 예를 들어, 카트리지가 일회용으로 제조될 수 있기 때문이고 그에 따라 각각의 음료가 그 자체의 혼합 챔버를 이용하여 제조되기 때문이다. 도 12, 13 및 14는, 각각, 음료를 제조하기 위해서 준비된 구성에 앞서서 제 1, 제 2 및 제 3 부분을 가지는 카트리지(4)의 횡단면도, 음료를 제조하도록 구성된 후의 카트리지(4)의 횡단면도, 및 카트리지의 분해 사시도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지(4)는, 제 2 부분(47) 및 제 3 부분(62)을 부분적으로 둘러싸는 제 1 부분(46)을 포함하고, 예를 들어서, 제 1 부분(46)이 적어도 하나의 평면 내에서 제 2 부분(47) 및 제 3 부분(62) 주위에 배치된 파트를 가진다. 또한, 제 3 부분(62)이 제 2 부분(47)을 부분적으로 둘러싼다. 그러나, 제 1, 제 2 및 제 3 부분(46, 47, 62)의 이러한 구체적인 배열이 요구되는 것은 아닌데, 이는 이러한 부분이 서로에 대해서 임의의 적합한 방식으로 배열될 수 있기 때문이다. 제 1, 제 2 및 제 3 부분(46, 47, 62)의 상단 단부가 덮개(45)에 의해서, 예를 들어 카트리지 컨테이너의 파트인 호일 라미네이트에 의해서 폐쇄 밀봉된다. (일 실시예에서, 덮개(45)가 둘 이상의 분리된 부분, 예를 들어 음료 매체가 배치된 후에 제 2 부분(47)을 커버하는 제 1 파트, 및 가스 공급원(41)이 배치된 후에 제 1 부분(46)(그리고 또한 가능하게는 제 2 부분(47))을 커버하는 제 2 파트를 포함할 수 있을 것이다. 이는, 제조 중에 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 보다 용이하게 충진할 수 있게 할 수 있을 것이다.) 결과적으로, 예를 들어, 가스 공급원(41)이 수분 또는 다른 재료와 접촉하는 것에 대해서 저항하는 것을 돕기 위해서, 제 1 부분(46)이 외부 분위기로부터 격리될 수 있을 것이다. 제 2 부분의 음료 매체 배출구(47b)에서의 폐쇄로 인해서, 예를 들어, 파열가능한 또는 파괴가능한 멤브레인, 격막(septum), 등으로 인해서, 제 2 부분(47)이 유사하게 외부 분위기로부터 격리될 수 있을 것이고, 그에 따라, 필요한 경우에, 음료 매체(42)의 손상을 방지하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 제 3 부분(62)의 상단부 영역이 덮개(45)에 의해서 폐쇄되는 한편, 제 3 부분(62)의 하단부 영역이 개방되어 유지될 수 있고, 또는 제 2 덮개 또는 다른 커버와 같은 다른 요소에 의해서 커버될 수 있을 것이다.

이러한 실시예는 발명의 다른 양태를 포함하고, 즉 카트리지가 음료 제조를 위해서 이용될 수 있도록 구성하기 위해서 이동되게 배열되는 가동형 파트를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가동형 파트가 카트리지 컨테이너에 대해서 이동되어, 예를 들어 도 13에 도시된 바와 같이, 가스 공급원 부분 및/또는 음료 매체 부분을 개방할 수 있을 것이다. 도 12의 예시적인 실시예에서, 가동형 파트(61)가, 덮개(45) 내에 하나 이상의 개구부를 형성하도록 배열된 복수의 천공 요소(34, 35)를 포함하나, 다른 배열체도 가능하다. 예를 들어, 밸브를 개방하여 카트리지(4)의 유입구 또는 배출구를 개방하도록, 탭 또는 다른 취약한 요소를 파괴하여 유입구 또는 배출구를 개방하도록, 도관의 쌍을 함께 커플링하도록, 기타 등등을 위해서, 가동형 파트(61)가 이동될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 예를 들어, 가스 공급원(41)을 활성화시키기 위한 유체(액체 물 또는 수증기)의 도입을 허용하기 위해서, 가동형 파트(61)가 제 1 부분(46) 내로 활성화제 유입구(46a)를 형성하기 위한 천공 요소(35)를 포함한다. 가동형 파트(61)가 또한 제 1 부분(46) 내로 가스 배출구(46b)를 형성하기 위한 천공 요소(34)를 포함하며, 그에 따라 가스 공급원(41)에 의해서 방출된 가스가, 예를 들어, 전구체 액체 내로의 용해를 위해서 그리고 음료의 형성을 위해서, 카트리지(4)를 빠져나갈 수 있게 허용한다. 또한, 예를 들어, 덮개(45) 내의 동일한 홀이 활성화 유체의 유입 및 가스 방출을 위한 역할을 하는 경우에, 단일 천공 요소(34/35)가 유입구(46a) 및 배출구(46b)를 형성하기 위한 기능을 할 수 있을 것이다. 음료 매체(42)와의 혼합을 위한 그리고 제 2 부분(47)으로부터 제 3 부분(62) 내로의 음료 매체(42)의 이동을 돕기 위한 전구체 액체(용해된 가스의 상당 량을 가지거나 가지지 않을 수 있다)의 도입을 허용하기 위해서 전구체 액체 유입구(47a)를 제 2 부분(47) 내에 형성하도록, 천공 요소(35)가 또한 포함된다. 전구체 액체가 또한 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 하나 이상의 천공 요소(35)에 의해서 제 3 부분(62) 내로 도입될 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 양태에 따라서, 음료를 만들기 위해서 이용되는 전구체 액체의 일부를 음료 매체 부분을 통해서 지향시키도록, 그리고 전구체 액체의 나머지 부분을 카트리지의 혼합 챔버 부분으로 우회시키도록 또는 달리 지향시키도록, 카트리지(4)가 배향될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 음료를 형성하기 위해서 이용되는 전구체 액체의 약 10-40%가 제 2 부분(47) 내로 도입될 수 있고 그리고 전구체 액체의 약 60-90%가 제 3 부분(62) 내로 도입될 수 있을 것이다. 물론, 다른 상대적인 양이 적절하게 이용될 수 있을 것이다. 전구체 액체가 제 3 부분(62) 내로 도입되어, 전구체 액체와 음료 매체의 혼합을 돕기 위한 소용돌이 작용, 난류 또는 다른 운동을 생성할 수 있을 것이다. 제 2 부분(47) 내로 도입되는 전구체 액체의 부분이, 예를 들어, 음료 매체(42)가 분말형 재료인 경우에, 음료 매체(42)를 습윤시키는 것을 도울 수 있을 것이고, 이는 혼합을 도울 수 있을 것이다.

발명의 양태에 따라서, 카트리지(4)가, 가동형 파트의 이동을 방지하는 록(lock) 요소를 포함할 수 있을 것이고, 상기 가동형 파트는 음료를 형성하기에 적합한 카트리지를 구성하도록 이동될 수 있고, 그리고 상기 록 요소는 사용자에 의해서 해제될 수 있을 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 카트리지 컨테이너 또는 가동형 파트(61)는, 예를 들어 덮개(45)를 천공하기 위해서, 상기 가동형 파트(61)가 컨테이너에 대해서 이동하는 것을 방지하는 록 링(71)을 포함할 수 있을 것이다. 록 링(71)은, 예를 들어, 탭을 잡아 당겨서 록 링(71)이 천공부 또는 다른 약한 라인에서 컨테이너로부터 분리되도록 유도함으로써, 사용자에 의해서 제거될 수 있거나 달리 해제될 수 있을 것이다. 록 요소는, 하나 이상의 파괴형-핀(fin) 또는 탭, 제거가능한 플러그, 또는 다른 구조물과 같은 다른 배열을 취할 수 있을 것이다. 다른 배열에서, 예를 들어, 카트리지(4)가 기계 및 폐쇄된 도어와 연관된 후에, 록 요소가 음료 제조 기계에 의해서 제거될 수 있고 또는 달리 해제될 수 있을 것이다.

도 12의 카트리지 내로 통합된 발명의 다른 양태는, 가스 공급원 부분이 음료 매체 부분 및/또는 혼합 챔버 부분을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이러한 특징은, 예를 들어 작은 체적 챔버 내에 존재할 수 있는 큰 압력 변화를 경험하지 않고도, 가스 공급원에 의해서 방출된 가스를 가스 공급원 부분이 저장하는데 도움을 주기 위해서, 카트리지를 불필요하게 확대하지 않고 가스 공급원 부분의 체적을 확대하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 즉, 다소 더 큰 가스 공급원 챔버 체적이, 압력 변동을 평활화하면서 가스 공급원에 의해서 방출되는 가스를 저장할 수 있는 능력을 가스 공급원 챔버로 제공할 수 있을 것이다. 따라서, 가스 공급원 부분이, 가스 공급원에 의해서 방출되는 가스를 저장하는 일종의 축적기로서 기능하도록 배열될 수 있을 것이다.

이러한 실시예에서, 카트리지(4)가 천공 요소를 가지는 가동형 파트(61)를 포함하고, 상기 카트리지(4)는 음료 형성을 위해서 카트리지를 구성하기 위해서 이동하는 가동형 파트(61)를 포함할 필요가 없다. 그 대신에, 카트리지(4)가 가동형 파트(61) 없이 배열될 수 있을 것이고, 그리고 카트리지를 이용하는 음료 기계가 적합한 세트의 천공 요소 또는, 적합한 경우에, 카트리지의 유입구 및/또는 배출구와 소통하기 위해서 카트리지와 상호작용하도록 배열되는 다른 구성요소를 포함할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지는, 가스 공급원 부분의 하단부로 활성화 유체를 지향시키는 활성화 유체 유입구를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 배열체는 가스 방출의 개선된 제어를 허용할 수 있는데, 이는, 예를 들어, 가스 공급원이 하단부로부터 상단부까지 활성화 유체에 노출될 수 있기 때문이다. 따라서, 만약 활성화 유체가 물이라면, 가스 공급원 부분의 낮은 파트가 물로 범람될 수 있을 것이고, 이는 가스 공급원의 하부 층이 활성화되도록 유도할 수 있을 것이다. 그러나, 가스 공급원의 높은 층이 비활성화되어 유지될 수 있는데, 이는 활성화 물이 가스 공급원의 하부 부분 위에 도달하지 못하기 때문이다. 가스 공급원의 상부 층을 활성화시키기 위해서, 보다 많은 물이 가스 공급원 부분으로 제공될 수 있을 것이고, 그에 따라 가스 공급원 부분 내의 활성화 유체의 레벨의 상단부를 상승시킬 수 있을 것이다. 가스 공급원 부분의 범람은 제어된 레이트로 계속될 수 있을 것이고, 그에 따라 가스 공급원의 가스 방출을 제어할 수 있을 것이다. 이러한 배열체는, 제올라이트 재료의 장입물의 상단부 표면 상에서 물을 스파클링하는 것에 한 것과 같이, 공급원의 상단부 표면으로부터 가스 공급원이 습윤되는 것을 피하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 이러한 스파클링은 공급원의 제어되지 습윤을, 그에 따라 공급원의 제어되지 않은 활성화를 유발할 수 있고, 따라서 가스 공급원이 덜 제어되는 방식으로 가스를 방출하도록 유도할 수 있을 것이다.

도 15 및 16은, 가스 공급원 부분의 하단부로 활성화 유체를 제공하는 활성화 유체 유입구를 포함하는 카트리지(4)의 예시적인 실시예의 분해도 및 횡단면도를 각각 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 부분(46)은, 제 1 부분(46)의 상단부 부근으로부터 제 1 부분(46)의 하단부 부근으로 연장하는 도관과 함께, 가스 공급원(41) 및 활성화 유입구(46a)를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 음료 제조 기계가, 제 1 부분(46) 및 활성화 유입구(46a)를 폐쇄되게 밀봉하는 덮개(45)를 천공하고, 활성화 유입구(46a)로 물을 도입할 수 있을 것이다. 물이 유입구(46a)의 도관 아래로 그리고 제 1 부분(46)의 하단부 내로 유동하여, 가스 공급원의 하부 층을 습윤시키고 그리고 가스 공급원이 가스를 방출하도록 유도할 수 있을 것이다. 물론, 구연산, 수증기 등과 같은, 다른 활성화 유체가 이용될 수 있을 것이다. 또한, 이러한 실시예에서, 활성화 유입구(46a)가 컨테이너 본체의 측벽 내로 몰딩된 도관을 포함하는 한편, 제 1 부분(46)의 하단부 벽으로부터 연장하는 도관, 천공 요소로부터 하향 연장하는 도관, 등에 의한 것과 같이, 활성화 유입구(46a)가 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 방출된 가스가 (몰딩된 포트 또는 천공된 개구부와 같은) 제 1 부분(46) 내의 다른 개구부를 통해서 빠져나갈 수 있을 것이고, 또는 (예를 들어, 가스가 액체 물의 통과를 허용하나 그를 저지(resist)할 수 있게 하는 상단부 부근의 유입구(46a) 내의 작은 홀을 통해서, 또는 액체 물 유동에 대해서 저항을 부여하는 "S" 형상의 도관과 같은 트랩(trap)을 통해서) 활성화제 유입구(46a)를 통해서 빠져나갈 수 있을 것이다.

내부 가스 공급원을 활성화 유체에 노출시키기 위해서 파열, 분해 또는 달리 저하되는(degrade) 구조물 내의 가스 공급원 재료(41)를 캡슐화하는 것과 같은, 가스 방출을 제어하는 다른 방식이 카트리지 내에서 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 공급원(41)을 포함하는 캡슐들이 상이한 레이트들로 용해되도록 배열될 수 있고, 그에 의해서 활성화를 위한 가스 공급원 재료를 시간-해제 방식으로 해제한다. 가스 공급원(41)이 상부에 위치되는 복수의 단차부 또는 플랫폼을 가지는 제 1 부분(46)과 같은, 다른 배열이 또한 가능하다. 제 1 부분(46)이 물 또는 다른 활성화제로 범람됨에 따라, 각 단차부에서의 가스 공급원(46)이 서로 차례를 두고 노출될 수 있고, 그에 따라서 단계적인 가스 방출을 유도할 수 있을 것이다.

도 15 및 16의 실시예로 통합된 발명의 다른 양태는, 음료 매체를 유지하고 그리고 나선-형상의 채널 내에서 유동하는 전구체 액체 음료 매체와 혼합되는 것을 돕는, 나선-형상, 소용돌이형, 지그재그형 또는 다른 구불구불한 유동 경로 채널이다. 예를 들어, 카트리지(4)는, 전구체 액체를 나선-형상의 채널의 외측 영역 내로 지향시키는(이러한 경우에, 제 1 부분(46)의 상단부로부터 제 2 부분(47)까지 연장하는 하향 연장 도관을 통해서 지향시키는) 전구체 액체 유입구(47a)를 포함한다. 음료 매체(42)가 나선-형상의 채널 내에 배열되어 채널의 깊이를 부분적으로 충진하고, 그에 따라 전구체 액체가 음료 매체 위에서 및/또는 음료 매체 내에서 유동할 수 있을 것이다. 전구체 액체가 나선-형상의 채널을 통해서 유동함에 따라, 음료 매체가 액체와 혼합되어, 음료를 형성할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전구체 액체 내의 탄산의 손실 또는, 다른 용해된 가스가 존재하는 경우에, 그러한 다른 용해된 가스의 손실을 감소시키는데 도움을 주기 위해서, 나선-형상의 채널이 층류 유동을 제공하도록 배열될 수 있을 것이다. 대안적으로, 나선형 형상 또는 다른 구불구불한 채널이 난류 유동을 제공하도록 배열되어, 잠재적으로 액체와 음료 매체의 혼합을 도울 수 있을 것이다. 나선 형상의 채널의 중심 부근에서 카트리지를 빠져나가는 혼합된 음료 매체 및 전구체 액체가 사용자의 컵 내로 직접적으로 전달될 수 있고 또는 혼합 챔버(음료 제조 기계 또는 카트리지의 파트인지의 여부와 관계없다)로 진입할 수 있을 것이다. 나선형 이외의 유동 채널 형상, 예를 들어, 소용돌이형, 지그재그형, 사문형(serpentine) 경로가 층류 유동 특성 또는 다른 유동 특성을 제공하도록 배열될 수 있을 것이다. 따라서, 음료 매체를 수용하는 카트리지 제 2 부분이, 전구체 액체와 음료 매체의 혼합을 돕기 위한 임의의 적합한 유동 배열체를 포함할 수 있을 것이다.

도 15 및 16의 실시예는 또한, 사용자에 의해서 및/또는 음료 제조 기계에 의해서 제 2 부분(47)의 배출구가 파괴되도록, 천공되도록, 제거되도록, 또는 달리 개방되도록 배열된 외장(예를 들어, 캡)을 포함할 수 있다는 특징을 포함한다. 따라서, 배출구가 제 2 부분(47) 내의 압력의 존재에 의해서 반드시 개방될 필요가 없다. 또한, 이러한 실시예의 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이 독립된 파트로 제조될 수 있고, 그러한 파트들은 상기 부분(46, 47)을 랩핑하는 슬리브(75)에 의해서 함께 유지된다. 슬리브(75)가 또한 전구체 유입구(47a) 및/또는 활성화제 유입구(46a)의 측부를 밀봉하는 기능을 할 수 있을 것이다. 그러나, 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이 단일의, 일체형 피스로서 제조되고 그리고 슬리브(75)에 대한 어떠한 필요성도 배제할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.

발명의 다른 양태에 따라서, 카트리지의 음료 매체 부분이 음료 매체 부분으로부터 음료 매체를 방출하기 위해서 이동될 수 있는 벽을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료 매체 부분이, 음료 매체를 둘러싸도록 배열된 배리어 층(예를 들어, 호일 라미네이트)에 의해서 형성될 수 있을 것이다. 배리어 층이 가요성을 가질 수 있고, 그에 따라 카트리지의 제 2 부분이 압착될 수 있고, 프레스될 수 있고, 또는 그와 달리 음료 매체를 제 2 부분으로부터 강제하기 위해서 제 2 부분의 체적을 감소시키도록 인가되는 힘을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 배리어 층이 음료 매체를 수용하는 파우치를 형성할 수 있을 것이고, 그리고 예를 들어, 사용자의 컵, 카트리지의 혼합 챔버, 또는 음료 매체가 액체 전구체와 혼합되는 다른 위치 내로 음료 매체를 강제하기 위해서 파우치가 압착될 수 있을 것이다. 다른 예시적인 배열체에서, 제 2 부분이 주사기-타입 배열체를 포함할 수 있을 것이고, 여기에서 플런저가 제 2 부분 내에서 이동되어 제 2 부분으로부터 음료 매체를 강제한다. 이하에서 추가적으로 설명하는 바와 같이, 다른 배열체가 가능하다.

도 17-20은, 카트리지로부터 음료 매체를 방출하기 위한 가동형 요소를 가지는 예시적인 실시예의, 가스 출력 중의 사시도, 분해도, 횡단면도 그리고 음료 매체 혼합 중의 횡단면도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지 컨테이너는, 지지부(72) 아래에 위치된 제 1 부분(46) 및 지지부(72) 위에 위치된 제 2 부분(47)을 지지하는 평면형 지지부(72)를 포함한다. 제 1 부분(46)은 지지부(72)와 일체로 형성되고, 예를 들어, 지지부(72)와 일체인 파트로서 몰딩되나, 지지부(72)에 부착되는 분리된 파트에 의한 것과 같이, 다른 방식으로 형성될 수 있을 것이다. 제 1 부분(46)은, 제 1 부분(46)의 하단부 근방의 활성제 유입구(46a) 및 평면형 지지부(72)의 상단부 측부 상의 가스 배출구(46b)를 가지는 반구형 형상을 가진다. (여기에서 설명된 모든 실시예에서와 같이, "상단부", "하단부" 등과 같은 상대적인 용어는 용이한 설명 및 이해를 위해서 사용된 것이고, 그리고 카트리지 배열, 사용 중의 그 배향, 또는 카트리지의 다른 특징을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다.) 따라서, 예를 들어, 지지부(72) 상의 포트를 통해서 빠져 나오는 가스 공급원(41)에 의해서 방출된 가스로, 제 1 부분(46)을 제어가능하게 범람시키기 위해서, 물 또는 다른 활성화 유체가 제 1 부분(46)의 하단부 근처에서 도입될 수 있을 것이다. 활성제 유입구(46a) 및 가스 배출구(46b)가 천공 요소, 파괴 탭을 제거하기 위한 물리적 작용, 박리 호일의 제거, 등에 의해서 개방될 수 있을 것이다.

이러한 실시예의 제 2 부분(47)이, 호일 라미네이트와 같은, 배리어 재료의 층에 의해서 형성된 블리스터(blister) 파우치를 포함한다. 제 2 부분(47)이 임의 형상 또는 크기를 가질 수 있을 것이나, 이러한 실시예에서, 돔-유사 상부 표면을 가지는 전반적으로 디스크-유사 형상을 가진다. 예를 들어, 제 1 부분(46)을 폐쇄 밀봉하기 위해서 뿐만 아니라 제 2 부분(47)의 하단부를 형성하기 위해서, 블리스터 파우치의 하부 부분이 지지부(72)의 상단부 표면의 실질적인 파트를 커버하는 배리어 재료의 층을 포함하나, 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 블리스터 파우치가 스파이크(73)를 지지부(72) 상에 배치하고, 그에 따라 만약 블리스터 파우치가 지지부(72)를 향해서 가압된다면, 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 스파이크(73)가 제 2 부분(47)을 천공할 수 있을 것이고, 이는 음료 매체를 방출할 수 있을 것이다. 따라서, 제 2 부분(47)의 벽(예를 들어, 블리스터 파우치의 상부 부분)의 이동은, 음료 매체가 제 2 부분(47)을 빠져나오도록 유도할 수 있을 것이다. (도 20에 도시된 바와 같이) 제 2 부분(47)을 하향 프레스하는 음료 제조 기계의 플런저에 의해서 또는 다른 방식으로 벽의 이동이 유발될 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 공급원(41)에 의해서 발생되는 가스 압력이 (제 2 부분(47), 공압식 블래더(bladder) 내와 같은, 또는 음료 제조 기계의 플런저에 대한 것과 같은) 적합한 위치로 루팅되어, 음료 매체를 제 2 부분(47)으로부터 강제할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에 따라서, 제 2 부분(47)을 빠져나가는 음료 매체가, 예를 들어, 탄산화된 물이 카트리지 내로 도입되는, 전구체 액체 유입구(47a)로 지향될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 카트리지가 4개의 전구체 유입구 포트를 포함하나, 다른 수의 포트가 이용될 수도 있을 것이다. 또한, 스파이크(73) 주위의 지지부(72)의 상부 표면이 음료 매체를 위한 유동 경로를 제공하도록 배열되며, 그에 따라 음료 매체를 전구체 액체 유입구(47a) 부근의 지역으로 지향시킨다. 예를 들어, 도 21은 제 2 부분(47) 아래에 놓이는 지지부(72)의 부분의 평면도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 스파이크(73) 부근으로부터 전구체 액체 유입구(47a)의 각각으로의 이동을 위한 음료 매체(42)용의 4개의 유동 경로를 지지부(72)가 형성한다. 결과적으로, 제 2 부분(47)이 스파이크(73)에 의해서 천공되고 그리고 음료 매체가 배출될 때, 음료 매체가 유입구(47a)까지 외측으로 유동할 수 있을 것이다. (음료 매체(42)의 유동이 액체 및 고체(예를 들어, 분말형) 모두의 음료 매체로 이루어질 수 있을 것이다.) 따라서, 음료 매체가 보다 신속하게 및/또는 완전하게 용해되도록 촉진될 수 있을 것인데, 이는, 예를 들어, 음료 매체가 비교적 작은 부분으로 분할되어 그 표면적 및 전구체 액체와의 접촉을 증가시킬 수 있기 때문이다. 음료 매체 이동을 전구체 액체 유입구(47a)로 루팅하기 위해서 다른 배열이 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 4개의 스파이크(73)가 지지부(72) 상에 제공될 수 있고, 하나의 스파이크(73)가 각각의 유입구(47a) 부근에 위치된다. 따라서, 제 2 부분(47)이 각각의 유입구(47a)에 인접한 위치에서 천공될 수 있고, 그에 따라 음료 매체가 제 2 부분(47)으로부터 유입구(47a) 내로 직접적으로 배출되도록 유도한다. 다른 실시예에서, 스파이크(73)가 유동 채널을 각각 포함할 수 있을 것이고(예를 들어, 중공형 천공 바늘을 포함한다), 그에 따라 음료 매체(42)가 스파이크(73)를 통해서 유입구(47a)에 인접한 희망 위치로 유동되도록 유도될 수 있을 것이다. 다른 구성이 당업자에게 자명할 것이다.

도 21에 도시된 배열체의 하나의 특징은, 음료 매체가 전구체 액체의 유동에 대해서 횡단하는 방향으로 전구체 액체로 도입될 수 있다는 것이고, 이는 음료 매체의 유동을 보다 작은 입자로 파괴하는데 있어서 그리고 용해 레이트를 높이는데 있어서 도움이 될 수 있을 것이다. 예를 들어, 각각의 유입구(47a)에서 도입된 음료 매체(42)가 유입구(47a) 내로의 전구체 액체의 유동에 대해서 전반적으로 수직으로 유동될 수 있을 것이다. 그 대신에, 음료 매체가 동축적인 방식으로 전구체 액체의 유동 내로 지향될 수 있을 것이고, 예를 들어 음료 매체의 중앙 유동이 전구체 액체의 동축적인 유동에 의해서 둘러싸일 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 22는, 예를 들어 지지부(72) 상의 복수의 스파이크(73)에 의해서, 음료 매체(42)가 제 2 부분(27)으로부터 배출되는 복수의 위치로 전구체 액체(2)를 지향시키기 위한 유동 채널을 지지부(72)가 포함하는 예시적인 실시예를 도시한다. 액체(2)가, 예를 들어 동축적인 유동으로, 음료 매체(42)를 전반적으로 둘러싸도록, 전구체 액체(2) 및 음료 매체(42)가 만나는 영역이 구성될 수 있을 것이다. 혼합을 향상시키는데 도움이 되도록 또는, 포옴 생성, 공기 혼입, 등과 같은 음료 생산의 다른 특성을 향상시키는데 도움이 되도록, 각각의 유동의 유량이 조정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 빨리 유동하는 전구체 액체(2)가 음료 매체(42)를 끌어 들이고(draw) 그리고 음료 매체(42)를 얇게(thin)하는데 도움이 될 수 있을 것이고, 그에 의해서 액체에 대해서 노출되는 음료 매체의 표면적을 증가시키는데 도움이 될 수 있을 것이다. 예를 들어, 점진적으로 세장형이 되는(elongated) 유동을 제공함으로써, 혼합 챔버가 이러한 효과를 향상시키는데 도움이 되도록 배열될 수 있을 것이다. 잠재적으로 혼합을 보조하는 것에 더하여, 전구체 액체 및 음료 매체의 동축적인 유동을 제공하는 것은 또한 음료 매체(비교적 더 큰 점성을 가질 수 있을 것이다)가 혼합 챔버의 벽 또는 다른 도관과 접촉하는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있고, 그에 의해서 음료 매체가 벽에 고착될 수 있는 기회를 감소시키는데 도움이 될 수 있을 것이다. 사실상, 덜 점성적인 재료(전구체 액체)가 혼합 챔버의 벽 또는 다른 도관에 대해서 지향될 수 있고, 보다 더 점성인 재료(음료 매체)가 벽으로부터 멀리 위치될 수 있을 것이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 음료 매체가 챔버 벽에 고착하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위해서, 음료 매체의 도입에 앞서서, 덜 점성적인 재료가 혼합 챔버 내로 도입되어 혼합 챔버의 벽을 습윤시킬 수 있을 것이다.

도 17-20의 실시예는 또한 지지부(72) 및 제 2 부분(47) 아래에 위치된 제 3 부분(62)을 포함한다. 전구체 액체 유입구(47a)를 통해서 도입된 전구체 액체 및 제 2 부분(47)으로부터 강제된 음료 매체(42)가, 예를 들어, 완전한 혼합, 포옴 생성, 또는 음료를 생성하기 위한 다른 프로세싱을 위해서, 제 3 부분(62) 내로 진입될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 예를 들어, 전구체 액체 및 음료 매체의 소용돌이 이동을 유도하여 혼합을 돕기 위해서, 제 3 부분(62)이 깔때기 형상을 포함하나, 다른 방식으로 배열될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 제 3 부분(62)이 (예를 들어, 공기, 액체 또는 다른 재료를 음료 내로 혼입시키기 위한) 이덕터(eductor), (예를 들어, 음료 매체 유동의 속도 및/또는 주위 공기와의 접촉을 증대시키기 위한) 제트, (예를 들어, 예측가능한 그리고 희망하는 방식으로 카트리지로부터 음료를 출력시키는데 도움을 주기 위한) 유동 직선화기(straightener), 등을 포함할 수 있을 것이다. 제 1 부분(46)과 유사하게, 제 3 부분(62)이 지지부(72)와 일체로 형성될 수 있고 또는 분리된 구성요소로 제조되어 지지부(72)로 결합될 수 있을 것이다. 물론, 예를 들어 카트리지(4)를 이용하는 음료 제조 기계가 혼합 챔버 또는 다른 특징부를 포함하는 경우에, 제 3 부분(62)이 카트리지를 필요로 하지 않는다.

도 17-20이 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이 서로로부터 오프셋된 배열체를 도시하고 있지만, 다른 구성도 가능하다. 예를 들어, 도 23은 도 17-20과 유사하나, 제 1 챔버(46)가 제 2 부분(47) 바로 아래에 위치되는, 카트리지의 횡단면도를 도시한다. 또한, 예를 들어, 카트리지가 보다 콤팩트하게 되도록 돕기 위해서, 제 1 부분(46)이 제 3 챔버(62)의 일부 주위로 배열될 수 있을 것이다. 따라서, 도 23의 카트리지가, 평면 위의 제 2 부분(47) 및 평면 아래의 제 1 부분(46)을 가지는 것뿐만 아니라, 제 3 부분(62)의 파트 주위로 제 1 부분(46)을 가지는 것과 관련한 발명의 양태를 통합할 수 있을 것이다. 도 17-20의 카트리지에서와 같이, 예를 들어, 카트리지(4)를 사용자가 보다 용이하게 취급하도록 하기 위해서, 카트리지(4)의 부분을 손상으로부터 보호하는 것을 돕기 위해서, 및/또는 음료 제조 기계와 연관될 때 카트리지(4)를 적절하게 배향하는 것을 돕기 위해서, 도 23의 카트리지가 그러한 카트리지(4)의 둘레 주위로 연장하는 측벽을 포함할 수 있을 것이다. 도 17-23의 배열체가, 음료 제조 기계와 연관될 때, 카트리지(4)의 적절한 배향 및 배치를 보장하는 것을 돕는 특징부와 같은 다른 물리적 특징부를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 17-23의 카트리지가 지지부(72) 주위로 연장하여, 예를 들어, 다른 카트리지(4) 부분 주위의 벽을 형성하는 수직 측벽을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 구성은 카트리지 구성요소를 손상(예를 들어, 제 2 부분(47)의 우발적인 천공)으로부터 보호하는데 도움을 줄 수 있고, 카트리지의 취급을 보다 용이하게 하는데(예를 들어, 카트리지가 롤링 없이 테이블 상으로 배치될 수 있게 하는데) 도움을 줄 수 있고, 및/또는 음료 기계에 대해서 카트리지를 적절하게 배치하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지의 제 2 부분이, 음료 매체(42)의 상응하는 체적을 각각 유지하는 둘 이상의 하위-부분을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상이한 양의 음료 매체가 음료 제조에 이용될 수 있게 허용하기 위해서, 상이한 음료 매체의 단계적인 배출을 제공하기 위해서(예를 들어, 결과적인 음료가 음료의 상단부 상에 제공된 포옴을 가지도록, 풍미가 부여된 음료 매체가 포밍 매체에 앞서서 배출될 수 있을 것이다), 양립불가능한(incompatible) 구성요소들(예를 들어, 서로 잘 혼합되지 않는 구성요소 또는 음료 형성에 앞서서 바람직하지 않은 방식으로 함께 반응하는 구성요소)의 분리를 수용하기 위해서, 기타 등등을 위해서, 하위-부분의 제어가능한 수가 그에 상응하는 음료 매체의 장입을 전달하게 유도되도록, 카트리지가 동작할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 23의 실시예의 제 2 부분(47)이, 예를 들어, 취약한 불침투성 멤브레인에 의해서 서로로부터 분리된, 제 2 챔버(47)의 내부에 형성된 둘 이상의 파우치를 포함할 수 있을 것이다. 따라서, 적합한 수의 하위-부분의 전달을 유도하기 위한 상응하는 양으로, 음료 제조 기계의 플런저가 제 2 부분(47)을 디프레스할(depress) 수 있을 것이다. 예를 들어, 하위-부분이 적층되고 그리고 케이크의 층과 같이 각각의 멤브레인에 의해서 분리될 수 있을 것이다. 제 2 부분(47)의 초기 디프레스로 인해서 가장 낮은 하위 부분이 개방 유도되고 그리고 그 내용물을 전달하게 될 수 있을 것이다. 플런저에 의한 추가적인 디프레스는 다음 하위 부분이 개방되게 유도하고 그리고 그 내용물이 전달되도록 유도할 수 있고, 기타 등등이 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 방식으로, 기계 자체의 사용자에 의해서 선택적으로 셋팅된 바에 따라서, 임의의 희망하는 수의 하위-부분이 전개될(deployed) 수 있거나, 전개되지 않을 수 있을 것이다. 분리된 하위-부분을 가지는 것에 의해서, 카트리지 내의 모든 음료 매체 보다 적은 것이 음료의 형성을 위해서 사용될 수 있는 한편, 카트리지가 음료 제조 기계로부터 제거될 때, 사용되지 않은 음료 매체의 누설을 최소화할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지의 제 1 부분이 제 2 부분에 대해서 이동되어, 음료 매체를 제 2 부분으로부터 배출시키도록 강제할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 24-27 각각은 제 2 부분 내의 음료 매체와 함께 분해도, 사시도, 및 횡단면도, 그리고 음료 매체가 카트리지의 제 2 부분으로부터 배출된 상태의 횡단면도를 도시하고, 상기 배출된 상태에서 제 1 부분이 카트리지의 제 2 부분으로부터 음료 매체를 구동하기 위한 플런저로서 작용할 수 있을 것이다. 제 1 부분(46)은 제 1 챔버 벽, 예를 들어 제 2 부분(47) 내로 수용된 컵-형상의 요소에 의해서 적어도 부분적으로 형성될 수 있을 것이다. 제 2 부분은, 예를 들어 음료 매체가 위치되는, 제 2 공간을 형성하는 제 2 챔버 벽에 의해서 적어도 부분적으로 형성될 수 있을 것이다. 음료 매체를 카트리지의 제 2 부분으로부터 방출하기 위해서, 제 1 부분(46)의 제 1 챔버 벽이 제 2 공간 내로 수용될 수 있을 것이고 그리고 제 2 챔버 벽에 대해서 이동될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 26 및 27은, 어떻게 제 1 부분(46)이 제 2 부분(47)에 대해서 하향 이동하여, 제 1 부분이 제 2 부분 내로 추가적으로 수용되어 제 2 부분으로부터 음료 매체를 강제하는지를 보여준다. 본질적으로, 제 1 부분(46)이 제 2 부분(47)의 제 2 공간 내에서 플런저로 기능하여, 음료 매체(42)를 제 2 부분의 배출구로 강제할 수 있을 것이다. 제 2 부분(47)에 대한 제 1 부분(46)의 이동이, 임의의 방식으로, 예를 들어 제 1 부분(46)을 이동시키는 모터 구동부를 포함하는 음료 제조 기계에 의해서, (예를 들어, 가스 공급원(41)에 의해서 생성된) 가스 압력을 팽창되어 제 1 부분(46)의 이동을 유발하는 블래더 내로 도입하는 것에 의해서, 제 2 부분(47)을 제 1 부분(46)(기계에 대해서 정지적으로 유지될 수 있을 것이다)에 대해서 상향 이동시키는 것에 의해서, 기타 등등에 의해서, 유도될 수 있을 것이다. 또한, 카트리지(4)는, 사용자 및/또는 음료 제조 기계에 의해서 방출될 때까지 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)의 상대적인 운동을 방지하는 록 요소를 포함할 수 있을 것이다. 제 2 부분(47)은, 제 2 부분(47) 내의 증가된 압력에 응답하여, 천공에 응답하여, 기계적인 파단 등에 응답하여 개방되는 음료 매체 배출구(47b)에서 배출구 폐쇄부를 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 제 2 부분(47)의 배출구(47b)가 임의의 적합한 방식으로 개방되어, 음료 매체(42)가 제 2 부분(47)을 빠져나가도록 허용할 수 있을 것이다.

이러한 실시예에 통합되는 발명의 다른 양태는, 카트리지의 혼합 챔버 부분(제 3 부분)이 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다는 것이다. 그러한 배열체는 카트리지(4)가 보다 콤팩트하게 제조되도록 도울 뿐만 아니라, 혼합을 돕기 위해서 전구체 액체 및 음료 매체가 내부에서 이동될 수 있는 보다 큰 공간을 제공하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 또한, 제 1 부분이 제 2 부분 내에 수용되는 배열체와 커플링될 때, 특히 카트리지의 사용 후에, 카트리지의 전체 크기가 감소될 수 있을 것이다. 또한, 제 3 부분을 재사용 가능하게 할 수 있을 것이고, 예를 들어, 필요한 경우에, 사용자가 제 3 부분을 제거 및 세척할 수 있고, 그리고 제조하고자 하는 각각의 새로운 음료를 위해서 제 1 및 제 2 부분을 교체할 수 있을 것이다. 이러한 특징은, 폐기물의 감소를 도우면서도, 또한 필요에 따라, 사용자가 카트리지와 함께 사용된 제 3 부분만을 교체할 수 있게 하는 가능성을 제공한다. 이러한 실시예에서, 예를 들어 혼합을 돕기 위해서, 전구체 액체 및 음료 매체의 이동을 유도하는 것을 돕기 위한 베인(vane), 핀 또는 다른 특징부와 함께 제 3 부분(62)이 배열된다. 그러나, 다른 배열체도 가능하다. (여기에서 설명된 임의의 특징에서와 같이, 혼합을 유도하도록 돕기 위한 베인, 핀 또는 다른 특징부가 임의의 적합한 카트리지 구성과 함께 이용될 수 있을 것이다.) 또한, 제 3 부분(62)에 대한 상이한 배열체가 상이한 음료를 위해서 제공될 수 있을 것이다. 예를 들어, 액체의 난류 유동으로 인한 탄산의 손실을 감소시키는데 도움을 주기 위해서, 예를 들어, 용이하게 용해될 수 있는 음료 매체로 제조된 다량으로 탄산화된 음료가 적은 이동을 유도하도록 배열된 제 3 부분을 구비할 수 있을 것이다. 그러나, 뜨거운 초콜릿과 같은 다른 음료에서, 혼합을 돕기 위해서 그리고 탄산의 손실에 대한 우려 없이(음료가 탄산화되지 않기 때문이다), 보다 더 난류적인 운동이 제 3 챔버 내에서 유도될 수 있을 것이다. 그에 따라, 적어도 부분적으로, 상이한 카트리지 배열체를 제공하는 것에 의해서, 음료 제조 기계가 여전히 매우 다양한 뜨거운, 차가운, 탄산화된 그리고 다른 음료를 제조하도록 구성될 수 있을 것이다.

카트리지(4) 내에서 가스 공급원(41)과 음료 매체(42)의 근접성은, 가스 공급원(41)에 의해서 발생된 열을 제어 또는 이용할 수 있는 가능성을 카트리지(4)로 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 방출 중에 제올라이트 가스 공급원 재료에 의해서 발생되는 열이 음료 매체(42)에 의해서 흡수될 수 있을 것이다. 음료 매체(42)가 저온에서 비교적 점성적인 액체인 경우에, 가스 공급원(41)에 의한 음료 매체(42)의 가열은 음료 매체의 점성을 낮출 수 있을 것이고 그리고 전구체 액체 내로의 용해를 향상시킬 수 있을 것이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가스 공급원(41)으로부터의 열의 음료 매체(42) 또는 카트리지(4)의 다른 부분에 의한 수용은 과다한 열이 카트리지(4) 내에 축적되는 것을 방지하거나 달리 저지하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 이는, 카트리지에 대한 열 손상 위함을 감소시키는데 도움이 될 수 있을 것이고 및/또는, 예를 들어, 높은 열 레벨이 가스 방출을 방해하는 경우에, 가스 공급원(41)이 보다 효율적으로 가스를 방출하도록 도움을 줄 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지가 카트리지 컨테이너의 동일한 측부 상에서 가스 배출구 및 음료 매체 배출구를 가지도록 배열될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 카트리지가 활성제 유입구 및/또는 전구체 액체 유입구를 더 포함할 수 있을 것이고, 그러한 활성제 유입구를 통해서 유체가 제공되어 가스 공급원을 활성화시키고, 그리고 전구체 액체 유입구를 통해서 전구체 액체가 컨테이너 내로 도입되어, 가스 배출구 및 음료 매체 배출구와 동일한 컨테이너의 측부 상에서 음료 매체와 혼합된다. 그러한 배열체는 카트리지가 편리하게 취급 및 이용될 수 있게 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 유입구(들) 및 배출구(들)를 카트리지의 동일한 측부 상에 제공함으로써, 음료 제조 기계와 카트리지 사이의 인터페이스가 단순화될 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 경우에서, 카트리지가, 카트리지의 단일 측부 상의 하나의 국소적인 지역에서 이루어진 필요 연결과 함께 단순한 방식으로, 음료 제조 기계 내로 단순하게 플러깅될 수 있거나 음료 제조 기계와 달리 연관될 수 있을 것이다.

도 28-30은, 모두가 컨테이너의 동일한 측부 상에 위치되는, 가스 배출구, 음료 매체 배출구, 활성제 유입구 및 전구체 액체 유입구를 포함하는 카트리지의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 특징을 가지는 카트리지가 다른 방식으로 배열될 수도 있지만, 이러한 실시예에서, 카트리지 컨테이너의 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이, 함께 조합되어 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 위한 파우치의 쌍을 형성하는 배리어 재료(79)의 층의 쌍, 예를 들어 호일 라미네이트의 쌍에 의해서 형성된다. 물론, 컨테이너가 달리 배열될 수 있고, 예를 들어, 도 28에 도시된 것과 유사한 형상을 가지는 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 형성하는 몰딩된 플라스틱 본체에 의해서 배열될 수 있을 것이다. 배리어 재료(79)의 층이 함께 본딩되어 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 형성하고, 그리고 적어도 부분적으로, 가스 배출구(46b), 활성제 유입구(46a), 전구체 액체 유입구(47a) 및 음료 매체 배출구(47b)를 형성하는 삽입체(74)로 조합된다. 이러한 실시예에서, 삽입체(74)가 유입구/배출구를 형성할 뿐만 아니라 삽입체(74)에 대한 배리어 층의 본딩을 향상시키도록 배열된 몰딩된 플라스틱 파트의 쌍을 포함한다. 예를 들어, 삽입체(74)의 내부 파트가 배리어 재료(79)에 본딩되어, 카트리지(4)가 가스 공급원(41) 및 음료 매체(42)를 구비할 수 있게 하고, 이어서 삽입체(47)의 외측 파트(음료 제조 장치에 대한 유입구/배출구 인터페이스를 형성할 수 있을 것이다)가 결합될 수 있게 하여, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 폐쇄할 수 있을 것이다. 그러나, 삽입체(74)가 배제되고 그리고 필요에 따라 배리어 재료(79)의 층이 천공되어 유입구/배출구가 형성되는 것과 같은, 또는 단일 피스 삽입체(74)와 같은, 다른 배열체가 가능할 것이다. 이러한 실시예에서, 삽입체(74)가 예를 들어 호일 덮개로 유입구/배출구를 폐쇄하도록 배열되고, 그리고 유입구/배출구를 개방하기 위해서 유입구/배출구의 각각의 천공을 필요로 한다. 대안적으로, 유입구/배출구 중 하나 이상이 폐쇄부를 포함할 수 있고, 그러한 폐쇄부는 탭의 파괴, 유입구/배출구로부터의 호일 커버 박리, 폐쇄부가 파열되거나 달리 개방되게 하기 위한 적합한 압력 문턱값에 유입구/배출구를 노출시키는 것, 등에 의해서 개방될 수 있다.

도 28-30에 도시된 것과 유사하게 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 나란한 배열체로 형성함으로써, 제 1 및 제 2 부분(46, 47) 사이의 표면적이 감소될 수 있고 및/또는 수분 투과도가 감소되어 제 2 부분(47) 내의 음료 매체(42)로부터 제 1 부분(46) 내로의 수분의 이동이 감소될 수 있을 것이다. 즉, 만약 음료 매체가 수분(일부 농축된 시럽에서와 같다)을 가진다면, 물이 음료 매체(42)로부터 제 1 부분(46) 내로 이동할 수 있을 것이고, 이는 (가스 공급원(41)이 물에 의해서 활성화될 수 있는 경우에) 가스 공급원(41)의 부분적인 활성화를 유도할 수 있을 것이다. 이는, 음료 매체(42)를 가스 공급원(41)으로부터 분리하는 벽 또는 다른 요소가 비교적 투과적일 때 문제를 유발할 수 있을 것이다. 그러나, 도 28-30에 도시된 것과 같은 나란한 배열체는 부분들(46, 47) 사이의 배리어 층 밀봉부의 폭의 조정을 허용할 수 있고, 그에 의해서 조인트의 투과도의 제어를 허용할 수 있을 것이다. 재료의 선택, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)의 상대적인 위치(예를 들어, 도 12 및 17의 실시예에서 수분이 음료 매체(42)로부터 가스 공급원으로 가장 이동하기 쉽지 않은데, 이는, 예를 들어, 그러한 부분들의 물리적 분리 때문이다), 등을 통한 것과 같은, 다른 배열체들이 제 1 및 제 2 부분들(46, 47)(또는 다른 카트리지 부분들) 사이의 수분 이동을 감소시키기 위해서 이용될 수 있을 것이다.

이러한 실시예로 통합되는 발명의 다른 양태는, 가스 배출구(46b)가 가스 배출구로부터, (가스 공급원(41)이 위치되는) 제 1 부분의 가스 공급원 파트를 통해서, 필터(46c)를 통해서, 그리고 제 1 부분의 가스 배출구 파트 내로 연장하는 도관(46d)을 포함하는 것이다. 이러한 실시예에서 도관(46d)이 튜브에 의해서 형성되어 있지만, 도관(46d)이, 배리어 층 자체에 의해서, 예를 들어, 도관(46d)을 형성하기 위한 방식으로 배리어 층을 결합시킴으로써 형성될 수 있을 것이다. 발명의 다른 양태에 따라서 그리고 도 28-30에서 확인할 수 있는 바와 같이, 가스 공급원 재료(41)를 제 1 부분의 가스 공급원 파트 내에서 유지하는데 도움을 주고 그리고 일차적인 가스가 필터(46c)를 통해서 제 1 부분의 가스 배출구 파트로 통과할 수 있게 허용하는 필터(46c)를 형성하기 위한 패턴으로 배리어 층이 함께 결합되고, 상기 제 1 부분의 가스 배출구 파트에서는 가스가 도관(46d) 내로 진입하고 그리고 가스 배출구(46b)를 통과할 수 있다. 배리어 층(79)이 함께 결합되어 필터(46c)를 형성할 수 있는 패턴이 달라질 수 있지만, 이러한 실시예에서, 적합한 거리에 의해서 서로로부터 분리되는 원형(또는 다른 적합한) 형상 및 가스 공급원 재료(41)가 결합된 지역들 사이를 통과하는 것을 방지하는데 도움을 주는 구성을 가지는 위치에서, 배리어 층들이 결합된다. 그러나, 필터 종이의 피스, 가스 통과를 허용하나 액체 통과를 저지하는 소수성 부직(non-woven) 재료, 또는 가스가 도관(46d)을 향해서 이동하도록 허용하나 가스 공급원 재료 및/또는 액체의 이동을 저지하는 다른 요소와 같은, 다른 배열체도 필터(46c)에 대해서 이용될 수 있다. 필터(46c)에 대해서 부가적으로 또는 대안적으로, 가스 공급원 재료(41)가 가스 배출구(46b)로부터 이동하는 것을 추가적으로 저지하는데 도움을 주기 위해서, 도관(46d) 내의 필터 플러그와 같은 필터 요소를 도관(46d)이 포함할 수 있을 것이다. 발명의 다른 양태에 따라서, 필터(46c)의 존재 없이, 가스 배출구(46b)의 도관이 제 1 부분(46)의 하단부로부터 제 1 부분(46)의 상단부까지 연장할 수 있을 것이다. 그 대신에, 가스 공급원 재료(41)가 제 1 부분(46)의 상단부를 향해서 이동하고 도관(46d) 내로 진입하지 않도록 유지하기 위해서, 중력에 의존할 수 있을 것이다. 대안적으로, 도관(46d) 내의 필터(전술한 바와 같은 플러그)가, 가스 공급원 재료가 도관(46d) 내로 진입하는 것을 저지하는 기능을 할 수 있을 것이다. 따라서, 제 1 부분(46)의 상부 단부에서 도관의 원위(distal) 단부가 방출된 가스를 수용할 수 있고 그리고 가스를 가스 배출구(46b)로 전도할 수 있을 것이다.

배리어 층(79)이 함께 조합되어 예를 들어 필터(46c)를 포함하는 제 1 챔버(46)를 형성하는 방식이 가스 공급원 재료(41)를 고정된 베드(bed) 배열체 내에서 유지하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 즉, 가스 공급원(41)이 제 1 부분(46) 내에서 자유롭게 이동하지 않도록, 가스 공급원(41)이 비교적 확실하게 유지될 수 있을 것이다. 이는, 가스 공급원(41)의 제어된 습윤을 도울 수 있을 것인데, 이는 제 1 부분(46) 내의 가스 공급원의 분배를 인지할 수 있을 것이기 때문이고, 그리고 활성화 유체의 가스 공급원과의 상호작용을 예측할 수 있고 반복할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 극도로 조밀하게 팩킹되는 것을 방지하도록 가스 공급원 재료의 입자의 크기를 결정하고 및 성형함으로써, 재료의 고정된 베드를 통한 가스의 자유로운 이동을 허용하도록 가스 공급원(41)이 배열될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 재료의 고정된 베드를 형성하기 위해서 가스 공급원(41) 상으로 힘을 가하도록 카트리지를 배열하는 대신에, 외부 힘이 제 1 부분(46) 상으로 가해져서 재료의 고정된 베드를 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술한 공기 브래더 배열체를 이용하여 제 1 부분(46) 내에서 가스 공급원(41)을 압착할 수 있을 것이고, 그에 의해서 제 1 부분(46) 내에서 가스 공급원(41)이 유동하는 것을 방지할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같은, 다른 카트리지 실시예에서, 제 1 부분(46)이, 가스 공급원(41)을 고정된 베드 배열체 내에서 유지하도록 돕기 위해서 가스 공급원(41)의 상단부에 배치되고 그리고 제 1 부분(46)의 벽에 부착되는 탄성적인 스펀지 재료 또는 투과성 멤브레인과 같은 구성요소를 포함할 수 있을 것이다.

이러한 실시예로 통합되는 발명의 다른 양태는, 도관을 따라서 복수의 위치에서 전구체 액체를 제 2 부분 내로 도입하도록 배열되는, 제 2 부분(47) 내로 연장하는 도관을 전구체 액체 유입구(47a)가 포함할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 도 30에서 확인할 수 있는 그러한 배열체는 제 2 부분 내에서의 액체의 보다 양호한 분배에 도움을 줄 수 있을 것이고 그리고 음료 매체 배출구(47b)를 통해서 제 2 부분(47)을 빠져나가는 음료 매체와 전구체 액체의 혼합을 도울 수 있을 것이다. 예를 들어, 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 보다 균일하고 예측가능하게 유동하도록 보장하는 것을 돕기 위해서, 음료 매체(42)가 도관 및 그 천공부 또는 다른 개구부 내로 진입하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위한 특징부가 제공될 수 있을 것이다. 예를 들어, 사용전에 도관을 음료 매체(42)로부터 분리시키나, 파괴, 용해 또는 달리 개방되어 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 진입하는 것을 허용하는, 취약한 커버 내에서 천공형 도관이 외장 처리될(sheathed) 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 음료 매체가 도관 및/또는 그 천공부 내로 진입하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위해서, 도관이 플러그, 필터 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있을 것이다. 가스 배출구 도관에서와 같이, 예를 들어, 제 2 부분(47)의 길이를 따라서 연장하는 유동 경로를 형성하도록 그리고 그 길이를 따라서 복수의 배출구를 가짐으로써 제 2 부분(47) 내로의 유체 분배에 도움을 주도록 결합될 수 있는, 배리어 층에 의해서 전구체 액체 유입구 도관이 형성될 수 있을 것이다. 그러한 배출구는 카트리지 사용에 앞서서 폐쇄되도록, 그러나 제 2 부분(47) 내로의 전구체 액체의 도입으로 파열 또는 달리 개방될 수 있도록 형성될 수 있을 것이다. 이러한 배열체는 또한 음료 매체를 방출하기 위해서 제 2 부분(47)이 압착될 수 있게 허용하는 부가적인 특징부를 제공할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 전구체 유입구(47a)가, 카트리지의 사용에 앞서서 제 2 부분 내에서 접혀지거나 롤링될 수 있는 트라우저(trouser) 밸브, 예를 들어, 편평하고 비교적 가요적인 튜브를 포함할 수 있을 것이다. 유입구(47a) 내로의 전구체 액체의 도입으로, 트라우저 밸브가 언롤링되고/펼쳐질(unfold) 수 있을 것이고, 그에 따라 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 진입하도록 허용할 수 있을 것이다. 그러나, 전개 이전의 밸브의 롤링된/접혀진 구성은 음료 매체가 전구체 액체 유입구(47a) 내로 진입하는 것을 방지할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태는, 음료 매체가 음료 매체 배출구(47b)로부터 방출되도록 유도하기 위해서 제 2 부분(47)이 외부 힘에 의해서 압착되거나 달리 조작될 수 있게 허용하는 배열체에 관한 것이다. 이러한 특징은, 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 도입되거나 도입되지 않든지 간에 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지가 전구체 액체 유입구(47a)를 배제하도록 수정될 수 있을 것이고, 그 대신에, 제 2 부분(47)이 압착되어, 예를 들어 카트리지(4) 외부에서의 전구체 액체와의 혼합을 위해서, 음료 매체(42)가 음료 매체 배출구(47b)를 통해서 빠져나가도록 강제할 수 있을 것이다. 대안적으로, 예를 들어, 제 2 부분으로부터의 액체 제거를 돕기 위해서 그리고 음료 제조 기계로부터 제거될 때 카트리지의 드립핑을 감소시키는 것을 돕기 위해서, 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 도입된 후에, 제 2 부분(47)이 압착될 수 있을 것이다. 또 다른 배열체에서, 음료 제조 기계의 카트리지 홀더가 카트리지로 힘을 인가할 수 있고, 이는 제 2 부분(47)을 압착하고 음료 매체(42)를 방출하는 경향이 있으나, 제 2 부분(47) 내로 도입되는 전구체 액체의 압력 보다 작은 힘 또는 압력을 가진다. 따라서, 제 2 부분(47)이 전구체 액체(2)를 수용하도록 팽창될 수 있으나, 압력 액체(2)가 정지될 때, 카트리지 홀더가 제 2 부분(47)을 압착하여 그 내용물을 실질적으로 비울 수 있을 것이다. 카트리지 홀더가 임의의 다양한 방식으로, 예를 들어 카트리지 홀더 내의 카트리지를 압착하기 위해서 적합한 공기 압력이 인가되는 공기 블래더를 채용하는 것을 이용하여, 압착력을 인가할 수 있을 것이다. 예를 들어, 음료 매체의 혼합 및/또는 음료 매체의 제 2 부분(47)으로부터의 방출을 돕기 위해서, 공기 블래더 또는 다른 구성요소의 힘이 변화될 수 있을 것이다. 예를 들어, 블래더로 인가되는 압력은, 음료 제조의 초기 부분 중에 음료 매체를 제 2 부분(47)으로부터 방출하고 제 2 부분(47)의 부피를 감소시키기 위해서 비교적 높을 수 있을 것이다. 그 후에, 블래더의 압력이 방출되거나 달리 감소되어, 전구체 액체가 제 2 부분(47) 내로 도입되도록 허용할 수 있고, 그 부피를 확대시킬 수 있을 것이다. 다시, 블래더의 압력이 증가되어 혼합된 액체 및 음료 매체를 제 2 부분(47)으로부터 방출할 수 있을 것이고, 그리고 제 2 부분(47)의 체적을 감소시킨다. 블래더 압력의 이러한 순환이 반복되어, 제 2 부분(47) 내의 보다 혼합 및/또는 음료 매체(42)의 완전한 방출을 달성할 수 있을 것이다. 다시, 모터 구동형 벽, 플런저, 롤러 등과 같은 다른 배열체들이 이용될 수 있음에 따라, 공기 블래더가 이러한 기능을 수행할 필요가 없다. 짧게 설명하면, 음료 매체의 혼합, 방출 및/또는 사용 후의 카트리지의 드립핑 감소에 도움을 주기 위해서, 전구체 액체의 도입 이전에, 도중에 또는 이후에, 외부 힘에 의해서 카트리지가 조작될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 도 1-4에 도시된 시스템 개략도는 음료 제조 시스템(1)과 관련한 단지 소수의 가능한 배열체이다. 예를 들어, 도 31은, 여기에서 설명된 카트리지 배열체 또는 대안적인 카트리지 배열체 중 임의의 것을 이용할 수 있는 음료 제조 시스템(1)의 다른 개략도이다. 이러한 실시예에서, 중력 피드 및/또는 가스 압력에 의해서 전구체 액체(2)를 콘택터(6)로 제공하도록 저장용기(11)가 배열된다. 물론, 예를 들어 펌프를 이용하는 것과 같은 다른 배열체가 저장용기(11)로부터 콘택터(6)로 액체를 이동시킬 수 있을 것이다. 또한, 비록 콘택터(6)가 이러한 예시적인 실시예 및 이하에서 설명되는 다른 실시예에서 제시되어 있지만, 탄산화 탱크와 같은, 다른 탄산화 또는 가스 용해 장치가 그 대신에 사용될 수 있을 것이다. 도 31의 시스템(1)은 이하와 같이 동작할 수 있을 것이다: 밸브(V1 및 V2)가 개방되어, 콘택터(6)를 통한 중력 피드에 의한 카트리지(4)의 제 1 부분(46)으로의 액체(2)의 전달을 허용할 수 있을 것이다. 액체(2)가 가스 공급원(41)을 활성화시킬 수 있고, 그러한 가스 공급원은 콘택터(6)로 지향되는 가스를 방출한다. 콘택터(6)로 도입되는 가스의 일부가 콘택터(6) 내에서 액체(2) 내로 용해될 수 있는 한편, 가스의 다른 부분이 저장용기(11)로 지향될 수 있을 것이다. 저장용기(11)로 제공된 가스가 저장용기(11) 내의 압력을 높일 수 있고, 그에 따라 콘택터(6)를 향해서 유동하도록 액체(2)를 강제할 수 있을 것이다. 저장용기(11) 내의 압력은, 예를 들어 저장용기(11)가 탄산화 탱크로서 작용함에 따라 물을 미리-탄산화하는 것에 의해서, 전구체 액체의 전체적인 탄산화 레벨을 높이는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 저장용기(11) 내의 액체(2)의 증가된 산도(acidity)가 또한 저장용기 내에서의 스케일(scale) 축적 및/또는 박테리아 성장의 감소를 도울 수 있을 것이다. 저장용기(11) 내로 유입되는 가스의 양을 제어하기 위해서 밸브(V3)를 제어하는 것에 의해서, 저장용기(11) 내의 압력이 제어될 수 있을 것이다. 또한, 밸브(V2)를 제어하여 제 1 부분(46) 내로 진입하는 액체(2)의 양을 제어할 수 있을 것이고, 그에 의해서 가스 공급원(41)의 활성화를 제어할 수 있을 것이다. 밸브(V2)가 동작되어, 적절한 양의 용해된 가스를 가지는 액체(2)(예를 들어, 탄산화된 액체(2))가 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 카트리지(4)의 제 2 부분(47)으로 통과되게 할 수 있을 것이다. 필요한 경우에, 이러한 그리고 다른 실시예에서 가스 용해 장치(예를 들어, 콘택터(6))로부터 가스를 환기시키기 위해서 다른 밸브가 제공될 수 있을 것이다. 선택적인 밸브(V4)가 개방되어, 형성된 음료가 대기중인 컵 또는 다른 홀더(8)로 유동하도록 허용할 수 있을 것이고, 그리고 선택적인 밸브가 개방되어 콘택터(6)의 가스 측부로부터 가스 압력을 환기시킬 수 있을 것이다. 가스 공급원(41)에 의해서 방출된 가스를 저장용기(11)로 피딩함으로써, 예를 들어 액체를 저장용기(11), 콘택터(6) 및 카트리지(4)의 제 2 부분(47)의 외부로 밀어내는 가스에 의해서, 시스템이 액체 플러싱될(flushed) 수 있을 것이다. 이는, 카트리지가 시스템(1)으로부터 제거될 때 카트리지(4)의 드립핑을 방지하는데 도움이 될 수 있을 것이고 및/또는 사용들 사이에서 액체가 시스템(1) 내에서 정체되는 것(stagnating)을 방지하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 사용자에 의해서, 예를 들어 희망하는 양의 액체를 저장용기(11)로 제공하는 것에 의해서, 또는 시스템(1) 자체에 의해서, 예를 들어 저장용기(11)를 적절한 레벨로 충진하기 위해서 동작하는 충진 레벨 센서에 의해서, 제 2 부분(47)으로 전달되는 물의 체적을 검출하는 유동 계량기에 의해서, 기타 등등에 의해서, 음료를 형성하기 위해서 사용되는 액체의 부피가 제어될 수 있을 것이다.

도 32는 다른 음료 제조 시스템(1)의 개략도를 도시하고, 그러한 음료 제조 시스템(1)은 다시 임의의 적합한 카트리지 배열과 함께 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 저장용기(11)는 밸브(V4)의 제어 하에서 콘택터(6)로 전구체 액체(2)를 제공한다. 비록 이러한 실시예에서 중력이 채용되었지만, 액체(2)가 중력, 펌프, 가스 압력 등에 의해서 콘택터(6) 내로 유동할 수 있을 것이다. 가스 공급원(41)을 활성화시키기 위해서 가스 공급원(41)으로 제공되는 액체가 밸브(V1)에 의해서 제어되며, 상기 밸브(V1)는 경과 시간, 감지된 가스 압력, 카트리지(4) 내의 검출된 체적, 등과 같은 임의의 적합한 특성을 기초로 유동을 제어할 수 있을 것이다. 적절한 가스가 가스 공급원(41)에 의해서 방출되고 콘택터(6)로 루팅되는 상태에서, 밸브(V4)가 개방되어 이제 탄산화된 액체 또는 용해된 가스를 가지는 다른 액체가 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 카트리지(4)의 제 2 부분(47) 내로 유동할 수 있게 허용할 수 있을 것이다. 다시, 액체가 제 2 부분(47)으로 루팅될 필요가 없으나, 그 대신에 음료 매체가 액체(2)와 혼합되는 카트리지의 혼합 챔버 부분 또는 다른 지역으로 루팅될 수 있을 것이다. 그 대신에, 액체가 음료 매체와 혼합되는 컵(8)으로 액체(2)가 직접적으로 전달될 수 있을 것이다. 밸브(V3)가 개방되어, 음료가 카트리지(4)로부터 컵(8)으로 유동하도록 허용할 수 있을 것이다. 적절한 타이밍에, 예를 들어 음료 형성 이전에, 도중에 또는 이후에, 밸브(V5)가 개방되어, 얼음(2a)이 컵(8)으로 전달되도록 허용할 수 있을 것이다. 얼음(2a)은, 컵(8)으로 전달되기에 앞서서 저장용기(11) 내의 전구체 액체(2)를 냉각시키는데 도움을 주기 위한 부가적인 역할을 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 얼음(2a)을 이용하여 전구체 액체(2)의 박테리아 오염을 감소시키는데 도움을 주기 위해서, 필터 또는 다른 분리기가 얼음과 전구체 액체(2) 사이에서 저장용기(11) 내에 채용될 수 있을 것이다. 즉, 예를 들어, 투과성 또는 불투과성 배리어에 의해서 액체(2)로부터 분리된 격실 내의 저장용기(11) 내에서 얼음(2a)이 저장될 수 있을 것이고, 그리고 밸브(V5)의 개방시에 컵(8)으로 전달될 수 있을 것이다. 또한, 음료 형성 이전에, 도중에 또는 이후에, 콘택터(6) 내의 임의의 가스 압력이 밸브 또는 다른 적합한 배열체에 의해서 환기될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다.

도 33은, 다른 것과 유사하게, 다른 특징부 또는 발명의 양태의 임의의 적합한 수 및/또는 조합과 함께 이용될 수 있는 음료 형성 시스템(1)의 다른 개략도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 저장용기(11)가 몇몇 음료와 동일한 전구체 액체(2)의 체적을 유지할 수 있을 것이다. 따라서, 시스템(1)은, 저장용기(11)로 액체를 부가할 필요가 없이, 복수의 음료를 제조할 수 있을 것이다. 펌프(13) 및 밸브(V1)가 콘택터(6)를 통한 그리고 카트리지(4)의 제 2 부분(47)으로의 액체의 유동을 제어한다. 가스 공급원(41)이 임의의 적합한 방식으로 활성화되어, 밸브(V2)의 제어하에서 콘택터(6)의 가스 측부로 루팅되는 가스를 방출할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 공급원(41)이 마이크로파, 열적 가열 에너지, 다른 전자기적 복사선, 액체 물 또는 수증기 등에 대한 노출에 응답하여 가스를 방출할 수 있을 것이다. 가스 공급원(41)에 의해서 방출되는 가스가 콘택터(6) 내의 액체(2) 내로 용해될 수 있을 것이고, 이어서 상기 액체가 카트리지(4) 내에서 또는 임의 개소에서 음료 매체(42)와 혼합될 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지 내로 통합될 수 있고 그리고 액체와 음료 매체의 추가적인 혼합을 도울 수 있고, 음료를 컵(8) 내로 지향시키는 것을 도울 수 있고, 음료 내의 포옴 형성 또는 기체공급(aerate)을 도울 수 있는, 기타 등등을 도울 수 있는 노즐을 통해서, 밸브(V3)가 시스템(1)으로부터의 음료의 유동을 제어할 수 있을 것이다.

비록 카트리지(4)를 통해서 음료를 형성하기 위해서 이용되는 전구체 액체(2)의 전부 또는 실질적으로 전부의 방향과 관련하여 도 31-33이 설명되었지만, 다른 배열체도 가능하다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 예를 들어 음료 매체(42)를 카트리지(4)로부터 컵(8)(또는 다른 혼합 챔버)으로 방출하기 위해서, 액체(2)의 일부 만이 카트리지(4)를 통해서 루팅될 수 있는 한편, 액체(2)의 나머지 부분이 컵(8)(또는 다른 혼합 챔버)으로 직접적으로 루팅될 수 있을 것이다. 또한, 예를 들어 열전기적 장치, 냉동 장치, 사용자-공급된 얼음을 이용하는 열 교환기, 또는 다른 배열체를 포함하는 냉각기 회로가 시스템(1) 내에 포함되어, 가스 용해 이전에, 도중에 및/또는 이후에, 및/또는 음료 매체와 전구체 액체의 혼합 이전에, 도중에 및/또는 이후에, 전구체 액체(2)를 냉각시킬 수 있을 것이다.

도 34는 음료 제조 시스템(1)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 저장용기(11)가 3개의 부분 즉, 메인 저장용기 부분(11a), 가스 공급원 활성화 부분(11b) 및 예비-혼합(pre-mix) 부분(11c)을 포함한다. 초기에, 메인 저장용기 부분(11a)이 희망하는 레벨로 충진될 수 있고, 그리고 가스 공급원 활성화 부분(11b) 및 예비-혼합 부분(11c)이 비워질 수 있을 것이다. 음료 형성 사이클의 시작에서, 플런저(11d)가 메인 저장용기 부분(11a) 내로 하강될 수 있을 것이고, 이는 제어된 양의 전구체 액체(2)가 가스 공급원 활성화 부분(11b) 및 예비-혼합 부분(11c) 내로 유출되거나 달리 지향되도록 유도한다. 그 후에, 플런저(11d)가 메인 저장용기 부분(11a) 내로 추가적으로 삽입됨에 따라, 플런저(11d)가 메인 저장용기 부분(11a)과 밀봉을 형성할 수 있을 것이고, 그에 따라 임의의 추가적인 양의 액체(2)가 가스 공급원 활성화 부분(11b) 및 예비-혼합 부분(11c) 내로 전달되는 것을 방지한다. 플런저(11d)를 추가적으로 하강시키는 것(그리고 밸브(V1)를 개방하는 것)에 의해서, 액체(2)가 메인 저장용기 부분(11a)으로부터 콘택터(6)를 통해서 전달되도록 유도될 수 있을 것이다. 또한, 가스 공급원 활성화 부분(11b) 내의 액체(2)가 (개방된) 밸브 (V2)를 통해서 그리고 카트리지의 제 1 부분(46) 내로 강제되어 가스 공급원(41)을 활성화시킬 수 있을 것이다. 예를 들어, 방출되는 가스의 양 및/또는 압력을 제어하기 위해서 밸브(V2)가 제 1 부분(46)으로 전달되는 액체의 양을 제어할 수 있을 것이며, 밸브(V2)가 폐쇄된다면, 플런저(11d)의 이동을 저지하지 않도록 플런저(11d)가 이동될 때 부분(11b) 내의 액체가 빠져나가도록 허용된다. 콘택터(6)로 전달되는 가스 공급원에 의해서 방출된 가스의 압력이 부가적으로 또는 대안적으로 압력 조절 밸브(V4)에 의해서 제어된다. 따라서, 희망하는 가스 압력이 콘택터(6)의 가스 측부 내에서 유지될 수 있을 것이다. 예비-혼합 부분(11c) 내의 액체(2)가 또한 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 카트리지(4)의 제 2 부분(47) 내로 유동되도록 강제될 수 있을 것이다. (예를 들어, 롤러 또는 다른 요소에 의한) 제 2 부분(47)의 니딩(kneading), 교반, 쉐이킹, 등에 의한 것과 같이, 제 2 부분(47) 내의 재료의 물리적인 교란에 의한, 액체와 매체의 혼합이 고려될 수 있을 것이다. 이는, 음료 매체(42)를 예비-혼합 하는 것을 도울 수 있고, 그리고 부가적인 전구체 액체(2)와의 추후의 혼합을 보다 효과적으로 만들 수 있을 것이다. 밸브(V3)가 개방된 상태에서, 예비-혼합된 음료 매체(42)가 혼합 노즐 또는 다른 챔버(예를 들어, 카트리지(4)의 제 3 부분(62)의 파트일 수 있거나 또는 음료 제조 기계의 파트일 수 있다) 내로 전달될 수 있는 한편, 콘택터(6)로부터의 용해 가스를 가지는 액체(2)가 또한 혼합 노즐 내로 도입될 수 있을 것이다. (이러한 그리고 다른 실시예의 밸브(V3)가, 버스트(burst) 밸브, 덕빌 밸브, 분할 격막, 또는 다른 것과 같은, 카트리지(4) 내로 통합되는 밸브를 포함할 수 있을 것이다. 이어서, 혼합된 전구체 액체(2) 및 음료 매체(42)가 대기중인 컵(8) 또는 다른 컨테이너로 루팅될 수 있을 것이다.

도 35는, 전술한 실시예와 유사하게, 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 음료 제조 시스템(1)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예는 주사기 펌프(13a, 13b)의 쌍을 포함하고, 상기 펌프는 하나의 펌프(13)로부터, 콘택터(6)를 통해서 그리고 다른 펌프(13) 내로, 그리고 그 반대로, 전구체 액체(2)를 유동시키도록 배열된다. 이러한 방식에서, 희망에 따라서, 예를 들어 전구체 액체(2) 내의 용해 가스의 양을 증가시키기 위해서, 시스템(1)은 전구체 액체(2)를 콘택터(6)를 통해서 한 차례 이상 통과시킬 수 있다. 물론, 저장용기(11)로부터, 콘택터(6)를 통해서 그리고 저장용기(11)로 다시 유동되도록 액체를 지향시키는 단일 펌프에 의한 것과 같이, 시스템(1)이 다른 방식으로 콘택터 또는 다른 가스 용해 장치를 통해서 복수 통과시키는 것을 달성할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 실시예에서, 주사기 펌프(12a)가 전구체 액체(2)를 컵(8) 또는 다른 컨테이너로부터 밸브(V1)를 통해서 끌어들이도록 배열된다. 따라서, 사용자는 시스템(1)과 관련하여 희망하는 양 또는 타입의 전구체 액체(2)를 포함하는 컵(8)을 배치할 수 있을 것이고, 그리고 시스템(1)이 컵(8) 내의 전구체 액체(2)를 이용하여 음료를 형성할 수 있을 것이다. 밸브(V1) 또는 임의 개소의 필터가 시스템(1)으로 유입되는 박테리아 또는 다른 유기체의 수를 감소시키는데 도움이 될 수 있을 것이고, 그에 따라 잠재적인 시스템 오염을 감소시키는데 도움이 될 수 있을 것이다. 또한, 주사기 피스톤의 행정 길이를 제어하는 것에 의해서, 유동 계량기로 유동을 검출하는 것에 의해서, 펌프 또는 다른 저장 용기 내의 액체 레벨을 검출하는 것에 의해서, 기타 등등에 의해서, 주사기 펌프(13) 또는 다른 펌프 배열체가 컵(8)으로부터 적절한 체적의 액체(2)를 흡입하도록 구성될 수 있을 것이다.

전구체 액체(2)가 제 1 주사기 펌프(13a) 내로 흡입된 상태에서, 밸브(V1)가 폐쇄될 수 있고, 그리고 펌프(13a)가 액체(2)를 콘택터(6) 내로 강제할 수 있도록 밸브(V2)가 개방될 수 있을 것이다. (펌프(13a) 내에 액체(2)뿐만 아니라 가스가 존재할 수 있다는 것을 도 35가 도시하고 있지만, 펌프(13a) 내에 가스가 존재하지 않는 경우가 있을 수 있을 것이다.) 한편으로, 밸브(V2)(또는 다른 밸브)는, 일부 액체(2)가 카트리지(4)의 제 1 부분(46) 내로 유동하여 가스 공급원(41)을 활성화시키도록 허용할 수 있을 것이다. 따라서, 액체(2)가 콘택터(6)를 통과함에 따라, 액체가 가스 공급원(41)에 의해서 방출된 가스를 용해시킬 수 있을 것이다. 콘택터(6)로부터 유동하는 액체(2)가 일시적인 저장을 위해서 제 2 주사기 펌프(13b)로 진입할 수 있게 허용하도록, 밸브(V3)가 배열될 수 있을 것이다. 콘택터(6)를 통해서 제 1 주사기 펌프(13a)로부터 제 2 주사기 펌프(13b)로 희망하는 양의 액체가 전달되면, 제 2 주사기 펌프(13b)에 의해서 유동이 반전될 수 있을 것이고, 그에 따라 콘택터(6)를 통한 그리고 제 1 주사기 펌프(13a)로의 유동이 유발될 수 있을 것이다. 예를 들어, 액체(2)의 희망하는 레벨의 탄산화를 달성하기 위해서, 탄산화 검출기의 출력을 기초로, 이러한 순환이 희망하는 횟수로 반복될 수 있을 것이다. 탄산화 또는 다른 가스 용해가 완료되면, 예를 들어 음료 매체(42)와의 혼합을 위해서 액체(2)를 카트리지의 제 2 부분(47)으로 전달하도록 그리고 (밸브(V4) 개방을 통해서) 음료를 컵(8)으로 전달하도록, 밸브(V3)가 배열될 수 있을 것이다. 도 33에 도시된 것과 같은 시스템은, 사용자로 하여금 음료를 위한 탄산 또는 다른 용해된 가스 레벨을 규정할 수 있게 할 수 있고, 그리고, 음료 매체와 전구체 액체(2)의 혼합 이전에 또는 이후에, 셋팅된 레벨까지 가스를 전구체 액체(2) 내로 용해시키도록 동작될 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 가스 공급원의 활성화를 위한 카트리지 내로의 활성화 유체의 유동을 제어하도록 카트리지가 배열될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 하나의 선택사항은, 음료 제조 기계가 카트리지 내로의 활성화 유체의 유동 제어를 가지는 것이다. 그러나, 카트리지 자체가 또한 가스 공급원의 활성화를 제어하는 것을 도울 수 있을 것이다. 그러한 배열체는 카트리지 자체가 탄산화 또는 다른 가스 용해 레벨을 규정할 수 있게 허용하고, 그에 따라 시스템 동작의 변경 없이, 상이한 카트리지가 상이한 가스 용해 레벨을 규정하도록 허용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 36은, (압력 조절기 또는 압력 활성화되는 밸브와 같은) 밸브 형태의 유동 제어기(76)를 포함하는 카트리지(4)의 제 1 부분(46)의 개략도를 도시한다. 활성화 유체(예를 들어, 물)가 셋팅된 압력 하에서 활성제 유입구(46a)에서 제공될 수 있을 것이다. 제 1 부분(46) 내의 압력이 적절하게 낮을 때, 유동 제어기(76)가 개방되어 물이 제 1 부분(46) 내로 진입하도록 허용할 수 있을 것이고, 이는 가스 공급원(41)의 활성화를 유도한다. 그러나, 제 1 부분(46) 내의 압력이 문턱값 레벨에 일단 도달하면, 유동 제어기(76)가 폐쇄되어, 제 1 부분(46) 내로의 물의 유동을 중단시킬 수 있을 것이다. 이러한 유동의 중단은, 가스가 콘택터 또는 다른 가스 용해 장치로 루팅됨에 따라 또는 환기됨에 따라, 제 1 부분(46) 내의 압력을 낮추는 경향을 가질 것이고, 그리고 압력이 다시 적절하게 강하될 때, 유동 제어기(76)가 다시 개방될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 밸브 게이트를 폐쇄하도록 가압하는 스프링을 포함하는 것으로서 유동 제어기(76)가 도시되어 있으며, 여기에서 스프링의 힘은 제 1 부분(46) 내에서 적절한 가스 압력 제어를 제공하도록 셋팅된다. 그러나, 조절기 밸브에서 발견되는 것과 같이, 제 1 부분(46) 내의 높은 압력이 카트리지의 파트를 확장시켜 활성제 유입구(46a)로부터의 유동 경로를 조이는(그에 따라 폐쇄하는) 배열체 등의 다른 배열체가 가능하다. 도 37 및 38은, 카트리지(4)가 도 36의 유동 제어기와 유사한 유동 제어기(76)를 포함하는 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 유동 제어기(76)(구체적으로, 스프링 요소로서 기능하는 직립 스트럿)가 음료 제조 기계의 파트와 상호작용한다. 그에 따라, 이러한 실시예의 카트리지(4)가 음료 제조 기계와 적절하게 연관될 때, 유동 제어기(76)가 카트리지 내로의 활성화 유체 유동을 제어하도록 동작하게 할 수 있을 것이다. 음료 제조 기계가 카트리지(4)의 유동 제어기(76)의 개방 및 폐쇄를 제어할 수 있는 배열체를 포함하는, 도 37 및 38에 도시된 것과 유사한 다른 배열체들이 가능하다. 예를 들어, 음료 제조 기계가 (밸브 게이트와 같은) 유동 제어기(76)의 스트럿 또는 다른 부분을 이동시켜 유동 제어기(76)가 개방 및 폐쇄되게 하도록, 도 37 및 38의 배열체가 수정될 수 있을 것이다. 음료 제조 기계에 의해서 조작 및 제어될 수 있는, 멤브레인 밸브, 플랩퍼 밸브, 플런저 밸브, 등과 같은 다른 유동 제어기 배열체가 그러한 실시예에서 가능하다.

도 39-42는 카트리지 내로의 활성화 유체 유동을 제어하기 위한 배열체의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지(4)가 도 38-30에 도시된 것과 유사한 배열체를 가진다. 카트리지는 음료 제조 기계 내에서 장착된 배향으로 도 39 및 40에 도시되어 있다. 활성화 유체 유입구 바늘 또는 다른 포트가 카트리지의 활성제 유입구(46a) 내로 연장하고 그리고 음료 형성 동안에 정지상태로 유지된다. 또한, 상부 단부 부근의 카트리지(4)의 파트가 유체 유입구 바늘에 대해서 고정되어 유지된다. 카트리지(4) 내의 압력이 비교적 낮을 때, 활성화 유체가 카트리지(4)로 전달되도록, 유입구 바늘의 원위 단부가 카트리지(4)의 활성제 유입구(46a)에 대해서 배치된다. 그러나, 카트리지 내의 압력이 증가될 때, 카트리지가 팽창되어, 활성제 유입구(46a)를 유입구 바늘로부터 멀리 잡아 당긴다. 이러한 이동은 활성화 유체의 유동을 중단시키고, 그러한 유동은 카트리지 내에서 압력이 강하될 때까지 그리고 카트리지가 도 39에 도시된 배향으로 이동할 때까지 재개되지 않는다. 도 41 및 42는 이러한 실시예를 위한 유체 유입구 바늘 및 활성제 유입구(46a)의 하나의 배열체를 도시한다. 바늘이 카트리지(4) 내로 연장할 때, 활성화 유체 유동 경로가 개방되도록, 유입구 바늘이 그 측부 상에서 개구부를 가진다. 그러나, 활성제 유입구(46a) 내로의 유입구 바늘의 후퇴는 유동 경로를 차단하고, 그에 따라 활성화 유체 유동을 중단시킨다. 카트리지 이동 또는 압력 변화, 그리고 다른 것을 기초로 개방 및 폐쇄되는 활성제 유입구(46a) 내의 밸브와 같이, 카트리지 이동을 기초로 활성화 유체 유동 경로를 개방 및 폐쇄하기 위한 다른 배열체가 가능하다.

도 43 및 44는 활성화 유체 제어를 제어하기 위한 다른 배열체를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지는 다시 도 28-30과 유사한 배열체를 가진다. 활성화 유체가 카트리지로 제공될 때 그리고 (도 43에 도시된 바와 같이) 가스 공급원이 활성화될 때, 카트리지가 가스를 발생시킬 것이고, 이는 압력 축적 및 (도 44에 도시된 바와 같은) 카트리지(4)의 확장을 초래한다. 적어도 하나의 부분에서의 카트리지의 크기의 증가가 스위치 또는 다른 센서(51)를 활성화시킬 수 있을 것이고, 그러한 활성화는 시스템 제어기(5)가 카트리지(4)에 대한 활성화 유체 유동을 중단시키게 한다. 압력이 감소될 때, 카트리지의 크기가 감소될 수 있고 그리고 스위치 또는 다른 센서(51)가 비활성화될 것이고, 이는, 적절한 경우에, 활성화 유체 유동이 재개될 수 있게 한다.

도 45는, 다시 도 28-30에서와 유사한 배열체를 가지는, 또 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 가스 배출구 도관(46d) 및 전구체 유입구(47a) 도관 모두가 배리어 재료(79)의 층을 접합하는 적합한 용접 라인에 의해서 형성된다. 즉, 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47) 각각으로의 전구체 유입구 및 가스 배출구를 위한 도관이 배리어 층(79)으로만 형성되고, 그리고 튜브 또는 다른 구조물을 포함하지 않는다. 결과적으로, 유입구(46a, 47a) 중 어느 하나 또는 양자 모두를 폐쇄하기 위해서 카트리지(4)를 조임으로써, 카트리지 내로의 활성화 유체 및/또는 전구체 액체의 유동이 제어될 수 있을 것이다. 카트리지로부터의 가스 및/또는 음료 매체의 배출구가 유사하게 제어될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 유동 제어가, 검출된 가스 압력, 경과된 타이머, (예를 들어, 카트리지 내의 압력 증가에 의해서 유발된) 카트리지 또는 카트리지의 부분의 검출된 이동, 등과 같은, 임의의 적합한 기준을 기초로 할 수 있을 것이다.

도 46은 카트리지 내로의 활성화 유체의 유동의 제어와 관련한 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지(4)가 도 23에 도시된 것과 유사한 배열체를 가지고, 그리고 카트리지의 제 1 부분(46)에서 가요성 벽 또는 다른 파트를 가진다. 결과적으로, 제 1 부분(46) 내의 압력이 문턱값 레벨까지 또는 문턱값 레벨을 초과하여 증가될 때, 가요성 벽이 외측으로 팽창될 수 있을 것이다. 예를 들어 스위치 또는 다른 센서(51)에 의해서와 같이, 카트리지 벽 또는 다른 파트의 이동이 음료 제조 시스템(1)에 의해서 검출될 수 있을 것이다. 이에 응답하여, 제 1 부분(46) 내의 압력이 감소될 때까지 제어기(5)는 카트리지(4) 내로의 활성화 유체의 유동을 중단시킬 수 있고, 그리고 카트리지의 가동형 파트가 반응하거나 달리 이동하여 적합한 압력 강하를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 제 1 부분 내의 압력을 나타내는 가동형 파트가 가요성 벽을 포함하고, 가동형 피스톤 또는 플런저, 등과 같은 다른 구성이 가능할 것이다.

도 47 및 48은 카트리지 내의 활성화의 제어와 관련한 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지는, 음료 제조 시스템(1)의 밸브 액추에이터(81)에 의해서 조여져 폐쇄될 수 있는 밸브 형태의 유동 제어기(76)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 카트리지 내의 압력은, 제 1 부분(46)으로부터 연결되는 라인 내의 압력을 검출하는 센서(51)에 의해서 감지된다. 만약 적절하게 높은 압력이 검출된다면, 시스템(1)은, 밸브 액추에이터(81)가 이동하여 유동 제어기(76)의 밸브가 폐쇄되도록 조이게 유도할 수 있을 것이다. 문턱값 또는 그 이하의 압력이 검출되면, 밸브 액추에이터(81)는 밸브가 개방되도록 할 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, (예를 들어, 도 45의 실시예에서와 같이) 카트리지(4)의 일부가 유동 경로를 폐쇄하기 위해서 이동될 수 있는 비교적 단순한 구성을 유동 제어기(76)가 가지지만, 가동형 밸브 게이트, 플런저, 또는 밸브 액추에이터에 의해서 활성화될 수 있는 다른 구조물을 가지는 밸브와 같은, 다른 배열도 가능하다. 예를 들어, 유동 제어기(76)가, 불투과성 멤브레인이 포트를 향해서 그리고 포트로부터 멀리 이동되어 제 1 부분(46) 내로의 유동을 제어하는 멤브레인 밸브를 포함할 수 있을 것이다.

도 49 및 50은, 예를 들어, 도 36에서와 유사하게, 카트리지가 음료 제조 기계와 독립적으로 카트리지(4) 내로의 활성화 유체의 유동을 제어할 수 있는 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지는, 제 1 부분(46) 내의 압력에 의해서 개방 및 폐쇄될 수 있는 밸브를 포함하는 유동 제어기(76)를 포함한다. 따라서, 유동 제어기(76)는, 제 1 부분(46) 내의 압력이 희망하는 압력 범위 이내가 되도록 자동적으로 제어하는 압력 조절기-타입 밸브를 포함할 수 있을 것이다. 도 49에서, 제 1 부분 내의 압력은 희망하는 압력 범위 내 또는 그 이하이기 때문에, 밸브가 개방되어 제 1 부분(46)으로의 활성화 유체의 유입을 허용한다. 도 50에서, 제 1 부분(46) 내의 압력이 희망하는 압력 범위 이상으로 상승되었고, 그에 따라, 밸브의 우측 측부(제 1 부분(46)과 유체적으로 연결된다) 상의 압력으로 인해서 밸브가 좌측으로 이동되어, 활성화 유체의 유동을 중단시킨다. 이러한 실시예에서, 유동 제어기(76)에 의해서 제어되는 제 1 부분 내의 압력이 유입되는 활성화 유체의 압력에 크게 의존할 수 있다. 즉, 활성화 유체의 압력이 밸브의 동작에 영향을 미치도록, 예를 들어, 하나의 경우에, 제 1 부분(46) 내의 압력이 유입되는 활성화 유체의 압력을 반드시 초과하여 유동 제어기 밸브가 폐쇄될 수 있게 그리고 유동을 정지시킬 수 있게 하도록, 유동 제어기(76)가 배열될 수 있을 것이다. 이러한 배열은, 예를 들어 유입되는 활성화 유체의 압력을 조정함으로써, 시스템(1)이 제 1 부분(46) 내에서 상이한 가스 압력으로 상이한 카트리지들을 동작시킬 수 있도록 허용할 수 있을 것이다. 그러나 다른 실시예에서, 유동 제어기(76) 동작은 활성화 유체의 압력과 독립적이 될 수 있고, 그에 따라 활성화 유체 압력의 변동이 제 1 부분(46) 내의 제어된 압력에 영향을 미치지 않을 수 있을 것이다. 그러한 배열체는, 예를 들어, 활성화 물을 전달하는 펌프가 가변적인 압력을 가지는 경우에, 및/또는 카트리지 내의 압력 제어가 주위 압력에 의해서 희망하는 바에 따라서 영향을 받는 경우에, 예를 들어 해수면(sea level)에서의 시스템(1)의 동작이 보다 높은 가스 압력을 필요로 하지만, 보다 높은 고도에서의 동작이 보다 낮은 압력을 필요로 하는 경우에, 유용할 수 있을 것이다. 유동 제어기(76)에 대한 가능한 밸브 구성이 당업계에 일반적으로 공지되어 있고, 그리고 여기에서 상세하게 설명하지 않는다. 또한, 유동 제어기(76)가 이원계(binary) 방식(온/오프)으로 동작할 수 있거나, 또는 가변적인 유량을 제공할 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지가, 유입구를 제 1 및/또는 제 2 부분의 배출구로부터 분리시키기 위해서, 제 1 및/또는 제 2 부분 내에서 필터를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 필터가 카트리지의 제 1 부분 내에 제공되어, 가스 공급원 재료가 제 1 부분으로부터 빠져나오는 것을 저지하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 필터가 카트리지의 제 2 부분 내에 제공되어, (예를 들어, 음료로서 공급되기에 앞서서, 전구체 액체로부터 필터링될 수 있는 유기체를 전구체 액체가 포함하는 경우에) 비교적 큰, 용해되지 않은 입자가 배출구를 막는 것을 방지하는데, 음료의 박테리아 오염을 방지하는데, 및/또는 (예를 들어, 용해를 돕기 위해서) 제 2 부분 내에서 전구체 액체를 분배하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

도 51은 도 45와 유사한 배열체를 가지는 카트리지를 도시하나, 이러한 실시예는 제 1 부분 내의 필터(46c) 및 제 2 부분(47) 내의 필터(77)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제 1 부분(46)과 제 2 부분(47)에 걸쳐지는 단일 필터 요소에 의해서 필터(46c 및 77)가 형성되었지만, 각각의 부분에 대한 개별적인 필터 요소와 같은 다른 배열체도 가능하다. 필터(46c)는 가스 공급원 재료가 가스 배출구(46b)로 전달되는 것을 저지하도록 동작하는 한편, 필터(77)는 음료 매체 및 음료의 미생물 오염을 감소시키는데, 및/또는 전구체 액체의 유동을 음료 매체의 큰 표면적에 걸쳐 확산시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 도 52-54는, 도 51에서와 유사한, 카트리지 내에서 이용되는 필터의 다른 예시적인 배열체를 도시한다. 이러한 실시예에서, 천공된 또는 다른 적절한 투과성 재료의 층이 배리어 재료(79)의 층들 사이에 개재되고, 그에 따라 활성제 유입구(46a)가 투과성 재료(제 1 부분(46) 내에서 필터(46c)를 형성한다)에 의해서 가스 배출구(46b)로부터 분리되고, 그리고 전구체 액체 유입구(47a)가 투과성 재료(제 2 부분(47) 내에서 필터(77)를 형성한다)에 의해서 음료 매체 배출구(47b)로부터 분리된다. 다시, 필터(46c 및 77)가 다른 방식으로 형성될 수 있을 것인데, 이는, 그 필터가 몇 가지 가능한 실시예 중 단지 하나이기 때문이다. 도 53 및 54는, 필터(46c 및 77)가 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)의 각각의 유입구 및 배출구를 어떻게 분리하는지를 보여준다. 도 53에서, 필터(77)가 공간을 어떻게 제공하는지를 확인할 수 있고, 그러한 공간 내로 전구체 액체가 제 2 부분(47)으로 진입할 수 있고 그리고 필터(77)를 통해서 침투하고 음료 매체(42)를 균일하게 습윤시킬 수 있다. 도 54에서, 방출된 가스를 필터(46c)를 통해서 그리고 가스 배출구(46b)로 전달하기 위한 비교적 큰 표면적을 필터(46c)가 어떻게 제공하는지를 확인할 수 있다.

도 55는, 도 52-54와 유사한, 카트리지 내의 필터(46c 및 77)를 어떻게 투과성 재료의 단일 피스가 형성하는지를 보여주는 사시도를 도시한다. 확인될 수 있는 바와 같이, 투과성 재료가 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)의 유입구(46a, 47a) 및 배출구(46b, 47b)에 대한 지그-재그 경로를 횡단할 수 있다. 도 55에 도시된 위치에서 투과성 재료를 유지하기 위해서, 투과성 재료가 삽입체(74) 및/또는 배리어 재료(79)에 대해서 본딩되어 유입구/배출구를 깨끗하게 유지할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 사용자가 카트리지와 상호작용하여 제조하고자 하는 음료의 하나 이상의 특성을 규정할 수 있게 허용하도록, 카트리지가 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 사용자가 카트리지와 상호작용하여 탄산화 레벨, 음료의 당도, 음료를 제조하는데 있어서 이용하기 위한 음료 매체의 양, 등을 규정할 수 있을 것이다. 도 56 및 57은 도 45와 유사하나 클립(78)을 포함하는 카트리지의 배열체를 도시하며, 상기 클립이 카트리지(4)와 결합되어 음료 형성을 위해서 이용될 수 있는 음료 매체(42)의 양을 제한할 수 있다. 사용될 수 있는 음료 매체의 연속적으로 조정가능한 양을 제공하기 위해서, 클립(78)이 카트리지에 대해서 이동가능할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 공급원의 어떠한 부분이 활성화 유체에 대해서 노출되는지를 제한함으로써, 유사한 특징을 이용하여 탄산화의 양을 규정할 수 있을 것이다. 물론, 클립(78)은, 음료 특성을 규정하기 위해서 어떻게 사용자가 카트리지와 상호작용하는지에 대한 단지 하나의 예이다. 예를 들어, 카트리지는, 사용자에 의해서 조정될 수 있는, 하나 이상의 제거가능한 탭, 조정가능한 슬라이더, 홀, 또는 제거되거나 커버될 수 있는 다른 특징부 등을 가질 수 있을 것이다. 시스템 제어기(5)가 조정된 특징을 인지할 수 있고 그리고 그에 따라 시스템(1)을 제어할 수 있을 것이다. 대안적으로, 조정된 카트리지 특징이 자체적으로 시스템의 동작을 직접적으로 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지의 파괴된 탭이 스위치를 트리거링할 수 있을 것이고, 그러한 트리거링은 카트리지에 대한 활성화 유체의 전달을 불가능하게 하고, 그에 의해서 기계가 비-스파클링(또는 잔잔한(still)) 음료를 제조하도록 강제한다.

발명의 다른 양태에서, 카트리지로부터, 예를 들어, 사용자의 컵 또는 다른 컨테이너를 향해서 또는 사용자의 컵 또는 다른 컨테이너로 연장하는 음료 배출구를 카트리지가 포함할 수 있을 것이다. 그러한 연장 배출구가 튀지 않는 방식으로 컵으로 음료를 전달하는데 도움을 줄 수 있을 것이고, 탄산화 또는 다른 용해된 가스의 손실을 감소시키는데 도움을 줄 수 있을 것이고, 및/또는 음료가 음료 제조 기계와 접촉하는 것을 감소시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 길이를 따라서 멤브레인의 대향 엣지들에서 밀봉되는 2개의 편평한, 세장형의 멤브레인을 포함하는 트라우저 밸브를 카트리지가 포함할 수 있을 것이다. 필요한 경우에, 롤링된 위치에서 접힘(fold) 또는 접촉 압력이 밸브를 폐쇄하도록, 트라우저 밸브가 접히거나 롤링될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 예를 들어, 롤링 또는 접힘될 때 밸브가 적절한 밀봉을 형성하도록 돕기 위해서, 비교적 경량의 필름이 이용될 수 있다. 압력이 트라우저 밸브의 내측 단부에 대해서 적용될 때, 구조물이 펼쳐지고/언롤링되고 그리고 세장형 형태로 확장될 수 있을 것이다. 트라우저 밸브가 분배 구성으로 확장되는 것은 졉혀진 상태에서 밸브에 의해서 형성된 임의 밀봉을 개방할 수 있을 것이고 그리고 음료가 밸브를 따라서 유동하도록 허용할 수 있을 것이다. 밸브가 테이퍼링된 통로를 통한 음료의 매끄러운 유동을 제공하도록 배열될 수 있고, 잠재적으로 난류 및 분배 전의 탄산 손실의 위함을 감소시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자의 컵을 향해서 음료를 전도하기 위해서 카트리지로부터 연장하는 보다 강성의 배출구 도관을 카트리지가 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 카트리지 내의 후퇴가능한 튜브가 카트리지 내에 축적된 압력하에서 연장될 수 있을 것이다. 희망하는 경우에, 예를 들어, 유동 경로를 사문형으로 만들기 위해서 또는 혼합을 증강시키기 위한 장애물을 포함시키기 위해서 트라우저 밸브의 용접부를 성형하는 것에 의해서, 부가적인 혼합 작용이 음료 배출구 유동 경로 내에 포함될 수 있다. 또한, 예를 들어, 밸브 접힘을 유도하는 밸브를 제조하기 위해서 이용되는 재료의 탄성으로 인해서, 트라우저 밸브가 음료의 전달 후에 편평한 구성을 가질 수 있기 때문에, 적어도 동등한 길이의 원통형 도관에 대비할 때, 음료 배출구가 잔류 음료를 가지지 않거나 거의 가지지 않을 수 있다. 이는 사용 후의 카트리지로부터의 누설을 감소시킬 수 있을 것이고, 문제점(mess)을 줄일 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에서, (혼합 챔버 부분과 같은) 카트리지가 혼합기 또는 음료의 혼합을 향상시키기 위해서 음료 매체 및/또는 전구체 액체와 상호작용하는 다른 가동형 파트를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가동형 파트는, 진동 리드(reed), 회전 블레이드, 또는 다른 요소와 같이, 음료 매체 또는 전구체 액체의 유동과의 상호작용에 의해서 작동될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 음료 제조 기계의 모터의 직접 구동 샤프트, 혼합기 또는 다른 가동형 파트의 무접촉 이동을 제공하는 자기적 커플링, 혼합기를 구동시키기 위해서 카트리지로 이동 유체를 제공하는 공압식 또는 수압식 구동부와 같은, 외부 구동부에 의해서 가동형 파트가 작동될 수 있을 것이다.

도 58-60은, 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 카트리지(4)의 다른 예시적인 실시예의 조립도, 측면도 및 평면도를 도시한다. 도 58에서 확인할 수 있는 바와 같이, 이러한 실시예의 카트리지(4)는, 부분(46, 47)의 덮개(45a, 45b)가 서로 인접하도록 조립될 수 있는 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 가지는 컨테이너를 포함한다. 예를 들어, 덮개(45a)의 파트가 제 1 부분(46)의 제 1 컨테이너 파트(461)의 테두리(462)의 상부 엣지 아래로 리세스되도록, 제 1 부분(46)이 배열될 수 있을 것이다. 제 2 부분(47)의 제 2 컨테이너 파트(471)의 테두리(472)가 리세스 내에 피팅되도록 그리고 테두리(462)와 결합되어 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 함께 유지하도록 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 사용자가 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 손으로 그리고 공구 없이 분리되게 잡아당길 수 있도록, 마찰 또는 간섭 피팅으로 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)을 함께 해제가능하게 유지하기 위해서, 테두리(472)를 수용하는 홈을 예를 들어 테두리(462)가 포함할 수 있을 것이다. 그 대신에, 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이, 접착제, 오버랩(overwrap) 필름, 제 1 부분(46)과 제 2 부분(47) 사이의 접합부에서의 수축-랩핑형 재료의 밴드, 제 1 부분(46)으로부터 제 2 부분(47)으로 연장하는 테입 또는 밴드의 피스, 등에 의해서 도 58에 도시된 조립된 위치에서 함께 유지될 수 있을 것이다.

따라서, 발명의 양태에 따라서, 제 1 부분(46)이 평면 아래에 위치되는 그리고 제 2 부분(47)이 평면 위에 위치되는 평면을 카트리지를 가지도록, 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이 배열될 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 카트리지의 평면이 덮개(45a, 45b)의 부분에 대해서 평행하고 그리고 그 부분에 의해서 형성될 수 있고, 또는 덮개(45a, 45b)의 파트의 평면형 부분에 대해서 평행할 수 있을 것이다. 제 1 부분(46) 및 제 2 부분(47)이 조립된 조건으로 음료 제조 기계와 함께 이용될 수 있을 것이고, 또는 음료 제조 기계의 이용을 위해서, 예를 들어, 서로로부터 분리되고, 서로에 대해서 이동될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 도 59에 도시된 나란한 구성에서와 같이, 음료 제조 기계와의 상호작용을 위해서 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 상이한 방식으로 배향될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 도 59에서 연결되지 않으나, 도 6-8에 도시된 바와 유사하게, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 밧줄 또는 다른 구조물에 의해서 연결될 수 있을 것이다. 그러한 구성은 음료 제조 시스템과의 상호작용을 위해서 부분(46, 47)을 적절하게 배향시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

발명의 다른 양태에 따라서, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 불투과성 배리어, 예를 들어, 덮개(45a) 또는 덮개(45b)에 의해서 분리되며, 이러한 실시예에서 상기 덮개는 모두 불투과성이다(그러나, 양 덮개가 반드시 불투과성이어야 하는 것은 아니다). 또한, 도 60에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)의 덮개(45a, 45b)가 가스 또는 다른 유체의 유입구 및/또는 배출구를 위한 천공 요소를 수용하도록 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 활성화 물, 수증기 또는 다른 유체가 제 1 부분(46) 내로 진입하여 가스 공급원(41)이 이산화탄소 또는 다른 가스를 방출하게 하기 위한 천공 요소(예를 들어, 바늘, 블레이드, 등)에 의한 천공을 수용하도록 배열된 유입구 영역(451)을 덮개(45a)가 구비할 수 있을 것이다. 또한, 가스 또는 다른 유체가 제 1 부분(46)을 빠져나가도록 허용하기 위한 천공을 수용하도록 배열된 배출구 영역(452)을 덮개(45a)가 구비할 수 있을 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 덮개(45a)가 유체 유입구/배출구를 위해서 동일한 위치에서 천공될 수 있고, 또는, 예를 들어, 덮개(45a)가 유입구/배출구를 위한 규정된 포트를 포함하는 경우에, 또는 제 1 컨테이너 파트(461)의 다른 부분이 하단부, 측벽 또는 임의 개소에서 천공되는 경우에, 그러한 덮개(45a)가 전혀 천공되지 않을 수 있을 것이다.

음료 매체(42)와의 혼합을 위한 것인지의 여부와 관계없이, 활성화 물, 가스 또는 다른 유체의 진입을 위한 천공을 수용하도록, 또는 예를 들어 사용자의 컵, 혼합 챔버, 등의 전구체 액체와의 혼합을 위해서 제 2 부분(47)의 하단부 내의 천공된 홀을 통해서 제 2 부분(47)을 빠져나가게끔 매체(42)를 밀어내도록, 배열된 유입구 영역(451)을 덮개(45b)가 구비할 수 있을 것이다. 또한, 음료 매체(42)가 덮개(45b)를 천공하는 천공 요소와 접촉하는 것을 방지하는데 도움을 주기 위해서, 제 2 부분(47)이 또한 필터 구성요소(48b)를 포함할 수 있을 것이다. 필터 구성요소(48b)는 소수성 멤브레인, 필터 종이의 피스, 또는 다른 적합한 구성요소를 포함할 수 있을 것이고, 그리고 덮개(45b) 또는 제 2 컨테이너 파트(471)의 다른 부분에 부착될 수 있을 것이다. 음료 매체(42)가 천공 요소와 접촉하는 것을 회피함으로서, 천공 요소의 원치 않는 오염이 감소되거나 배제될 수 있을 것이다. 대안적으로, 또는 부가적으로, (예를 들어, 기계 내의 세정 및 교체를 위해서, (제 1 또는 제 2 부분(46, 47)의 유입구 및/또는 배출구 개구부를 천공하기 위해서 이용되는지의 여부에 관계없이) 천공 요소가 음료 제조 기계로부터 제거가능하게 배열될 수 있을 것이다. 제 2 부분(47)이 압착, 또는 찌그러지도록, 또는, 예를 들어, 파열가능한 또는 달리 취약한 배출구 또는 천공된 홀을 통해서, 제 2 부분(47)을 빠져나가도록 음료 매체(42)를 가압하기 위해서 이동되는 벽(예를 들어, 덮개(45b) 또는 컨테이너 파트(471) 측벽)을 가지도록, 제 2 부분(47)을 달리 배열할 수 있다. 예를 들어, 덮개(45b)가 도 59에 도시된 배향으로 하향 프레스될 수 있고, 그에 따라 음료 매체(42)가, 예를 들어, 제 2 부분(47)의 하단부 파트 내의 개구부를 통해서, 제 2 부분(47)의 외부로 강제된다. 그러한 프레싱은, 덮개(45b) 상으로 하향 프레스하는 음료 제조 기계의 플런저 또는 피스톤에 의해서 달성될 수 있고, 그에 따라 제 2 부분(47)을 찌그러뜨리고 그리고 음료 매체를 방출할 수 있을 것이다.

사용자가 재활용이나 다른 목적을 위해서 덮개(45a)를 제거하는 것을 돕기 위해서, 덮개(45a)(또는 덮개(45b))가 당김 탭(예를 들어, 도 60에 도시된 바와 같다)을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 사용자는 사용 후에 가스 공급원(41)을 제거하기 위해서 제 1 컨테이너 파트(461)로부터 덮개(45a)를 제거하길 원할 수 있을 것이다. 가스 공급원(41)은, 플라스틱 메시 백, 필터 종이 파우치 등과 같은, 투과성 백 또는 다른 홀더 내에서 수용될 수 있을 것이다. 이러한 백은 가스 공급원(41) 입자가 제 1 부분(46)을 빠져나가는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있고 및/또는 제 1 부분(46) 내의 가스 공급원(41) 재료의 제거 및 폐기/재활용을 용이하게 할 수 있을 것이다. 또한, 예를 들어, (예를 들어, 천공 요소와의 접촉을 피하기 위해서) 가스 공급원(41)을 덮개(45a)로부터 멀리에서 유지하기 위해서, 최적의 또는 다른 희망하는 활성화 액체의 수용을 위해서 가스 공급원(41)을 배열하기 위해서(예를 들어, 선택적인 습윤을 위해서 가스 공급원(41)을 층 내에 또는 격실 내에 배열하기 위해서), 기타 등등을 위해서, 백이 가스 공급원(41)을 제 1 부분(46) 내에서 배향 또는 달리 배치하는 것을 도울 수 있을 것이다.

도 61 및 62는, 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 카트리지(4)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 도 58과 유사하게, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 평면의, 예를 들어 제 1 및 제 2 부분(46, 47)의 덮개(45a, 45b)에 평행하고 그리고 상기 덮개에 또는 그 사이에 배치되는 평면의 대향 측부들 상에 배열될 수 있을 것이다. 전술한 바와 같이, "위" 및 "아래"라는 용어는 용이한 설명을 위해서 사용되었고, 그리고 카트리지(4)가 도 61에 도시된 위치로부터 반전될 수 있기 때문에, 반전된 배향에서, 제 2 부분(47)이 평면의 "위"에 있는 것으로 지칭될 수 있고 그리고 제 1 부분(46)이 평면의 "아래"에 있는 것으로 지칭될 수 있을 것이다. 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 덮개(45a, 45b)의 일부, 즉 커넥터(45c), 또는 다른 요소에 의해서 함께 연결될 수 있을 것이다. 따라서, 예를 들어, 음료 제조 기계 내로의 도입 및 음료 제조 기계와의 상호작용을 위해서, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 도 61에 도시된 위치로부터 도 62와 같은 배향으로 서로에 대해서 이동될 수 있을 것이다. 커넥터(45c) 또는 덮개(45)의 (또는 카트리지(4)의) 다른 부분이, 음료 제조 시스템에 의해서 판독될 수 있고 그리고 시스템 동작을 제어하여, 예를 들어, 탄산화 레벨, 음료 체적, 등을 제어하기 위해서 이용될 수 있는 바코드, RFID 태그 또는 다른 장치와 같은, 식별기를 반송할 수 있을 것이다. 도 58-60의 실시예와 유사하게, 탄산화 또는 다른 목적을 위해서 활성화 유체를 유입하는 것 및/또는 가스를 방출하는 것을 위해서 하나 이상의 위치에서 천공되는 덮개(45a)를 제 1 부분(46)이 구비할 수 있을 것이다. 물론, 활성화 유체를 유용하는 것 및/또는 덮개(45a)에 대항하는 제 1 부분(46)의 파트(예를 들어, 도 62에서와 같이 배향된 경우에, 제 1 부분(46)의 하단부)를 통해서 가스를 방출하는 것과 같이, 여기에서 설명된 바와 같은 임의의 적합한 방식으로, 가스 공급원(41)을 활성화시키고 그리고 가스를 방출하도록 제 1 부분(46)이 동작될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서와 같이, 제 1 부분(46)이, 금속 호일(예를 들어, 알루미늄) 캡슐과 같이, 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합으로 제조될 수 있을 것이다.

유사하게, 제 2 부분(47)이 여러 가지 상이한 방식으로 배열될 수 있으나, 이러한 실시예에서는, 제 2 부분(47)의 벽(47a)이 이동하여 음료 매체(42)가 제 2 부분(47)을 빠져나가게끔 유도하도록 배열될 수 있을 것이다. 예를 들어, 벽(47a)이 덮개(45b)를 향해서 붕괴될 수 있도록 (도 61의 화살표(200)에 의해서 도시된 바와 같이) 하단부로부터 프레스될 수 있는 주름진 재료의 시트(예를 들어, 동심적인 환형 링으로서 배열된 단차부의 세트를 가지는 알루미늄 호일의 시트)를 벽(47a)이 포함할 수 있을 것이다(예를 들어, 상기 덮개(45b) 및 벽(47a)의 상부 테두리가 음료 제조 기계 챔버에 의해서 적절하게 지지될 수 있을 것이다). 벽(47a)의 이동이, 제 2 부분(47) 내의 압력 상승을 유발할 수 있을 것이고, 그에 따라, 예를 들어, 파열가능한 밀봉부가 개방되어 화살표(202)를 따라서 음료 매체(42)를 배출할 수 있다. 물론, 파열가능한 또는 다른 취약한 밀봉부 개방을 가지는 대신에, 벽(47a)이 천공되어 음료 매체(42)가 빠져나가게 허용하기 위한 개구부를 형성할 수 있을 것이다. 도 63에 도시된 다른 예시적인 실시예에서, 음료 매체(42)를 위한 배출구 개구부를 형성하기 위해서 벽(47a)을 천공하도록 배열된 내부 천공 요소(203)를 제 2 부분(47)이 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화살표(204) 방향을 따라서 덮개(45a)로 인가되는 힘으로, 천공 요소(203)가 하향 이동되어 벽(47a)을 천공할 수 있도록, 천공 요소(203)가 배열될 수 있을 것이다. 이러한 작용에서, 덮개(45a)가 천공되거나 천공되지 않을 수 있을 것이다. 덮개(45a)가 천공되는 하나의 배열체에서, 가스, 전구체 액체 또는 다른 유체가 제 2 부분(47) 내로 도입되어 음료 매체(42)를 벽(47a) 내에 형성된 개구부 외부로 가압할 수 있을 것이다. 또한, 내부 천공 요소가 여기에서, 예를 들어 도 58-60에서 설명된 다른 실시예와 함께 이용될 수 있고, 그리고 카트리지(4)의 제 1 부분(46) 내에서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.

벽(47a)이 도 61의 화살표(200)의 방향으로 밀릴 때, 벽(47a)의 방사상 외측 부분이 먼저 붕괴되고, 그리고 벽(47a)의 방사상 내측 부분이 단계적인 방식으로 후속하여 벽(47a)의 중심을 향해서 붕괴되도록, 벽(47a)이 배열될 수 있을 것이다. 이는, 음료 매체(42)가 방사상 내측으로 그리고 배출구의 외부로 이동하도록 가압하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 벽(47a)이 주름부 없이 배열될 수 있고, 또는 벽(47a)이 어떻게 붕괴되는지에 대한 관심 없이 달리 배열될 수 있을 것이다. 그 대신에, 벽(47a)이 덮개(45b)를 향해서 단순히 이동될 수 있고 그리고, 제 2 부분(47) 내의 유동의 제어 없이, 음료 매체(42)가 제 2 부분(47)으로부터 강제될 수 있을 것이다. 만약 벽(47a)이 덮개(45b)에 매우 밀접하게 근접하도록 이동된다면, 음료 매체(42)의 대부분 또는 전부가 제 2 부분(47)으로부터 강제될 수 있을 것이다.

도 64는, 예를 들어, 시트 알루미늄 호일 또는 다른 금속 또는 플라스틱 재료로 형성된, 단부-거싯형 백으로서 카트리지(4)의 제 2 부분(47)이 형성되는 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 그러한 백은 음식 패키징 분야에서 널리 알려져 잇고, 그리고 이러한 실시예에서 제 2 부분(47)이 상향 대면하는 거싯형 부분과 함께 도시되어 있다. 배출구 노즐(47b)이 상기 거싯에 대향하는 백의 측부(하단부)에 배열되고, 그리고 제 2 부분(47)이 압착될 때 또는 음료 매체(42)가 유지되는 격실 내의 압력 증가를 달리 경험할 때 개방되는, 파열가능한 격막 또는 다른 배출구 배열체를 포함할 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 제 2 부분(47)이 유지되는 폐쇄된 챔버 내로 도입되는 공기 또는 다른 가스 압력에 의해서, 제 2 부분(47)이 압착될 수 있을 것이다. 가스 압력이 공기 펌프, 압축 가스 공급원, 제 1 부분(46)에 의해서 생성된 가스, 또는 다른 배열체에 의해서 폐쇄 격실 내로 제공될 수 있을 것이고, 이는 압력이 제 2 부분(47)의 외부 상으로 인가되도록 유도한다. 따라서, 제 2 부분(47)이 벽, 예를 들어, 제 2 부분(47)을 형성하는 백의 파트를 구비할 수 있을 것이고, 그러한 벽이 이동하여 음료 매체가 제 2 부분(47)을 빠져나가도록 가압한다. 예를 들어, 노즐(47b)로부터 강제된 음료 매체(42)가 혼합 챔버, 사용자의 컵 등으로 진입할 수 있도록, 압력이 도입되는 챔버의 외부에 노즐(47b)이 위치될 수 있을 것이다. 노즐(47b)이, 예를 들어, 혼합을 위한 보조부로서, 음료 매체(42)의 작은 액적 또는 스트림을 형성하도록 돕는 원자화 오리피스 또는 다른 특징부를 포함할 수 있을 것이다.

발명의 양태에 따라서, 제 1 부분(46)의 적어도 파트가 제 2 부분(47)의 거싯 태로 수용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 거싯이 부분적으로 타원형인 형상의 공동을 형성할 수 있을 것이고, 그러한 공동 내로 상보적인 형상을 가질 수 있는 제 1 부분(46)이 피팅될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 부분(46)이 카트리지(4)의 표면 또는 베이스를 형성할 수 있도록, 그에 따라 카트리지가 그러한 카트리지를 지지하는 제 1 부분(46)으로 편평한 표면 상에서 직립될 수 있도록, 제 1 부분(46)이 거싯 내에 전체적으로 피팅될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제 1 부분(46)이 제 2 부분(47)의 거싯 공동 내로 수용될 때, 제 1 부분(46)의 덮개(45a)가 카트리지(4)의 상단부에서 편평한 표면을 제공할 수 있을 것이고, 그에 따라 제 1 부분(46)이 테이블 상에 놓이는 상태로 카트리지(4)가 테이블 상단부 상에서 반전되고 서 있을 수 있게 허용한다. 그러나, 이러한 것이 필수적인 것은 아니고, 그리고 제 1 부분(46)이, 예를 들어, 돔형상의 상단부 표면을 가지는 상태로, 제 2 부분(47)의 거싯 공동으로부터 돌출할 수 있을 것이다. 제 1 부분(46)이 거싯 공동 내에 적어도 부분적으로 수용된 상태에서, 제 1 부분(46)의 테두리(462)가 제 2 부분(47)의 테두리(472)에 대해서 클림핑되거나 달리 부착되어 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 함께 결합시킬 수 있을 것이다. 다른 실시예에서와 같이, 제 1 부분(46)이 유입구 및/또는 배출구 유동을 위한 천공을 수용하도록 배열된 유입구 및/또는 배출구 영역(451, 452)을 포함할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 제 2 부분(47)이 음료 매체(42)의 방출을 위해서 압착되거나 달리 붕괴될 수 있을 것이다. 이러한 프로세스 중에, 제 1 부분(46)이, 공기 압력, 제 2 부분(47)이 챔버 벽들 사이에 위치된 상태에서 대향된 챔버 벽들의 서로를 향한 이동, 등과 같은, 압착력을 받을 수 있고, 또는 압착력으로부터 적어도 부분적으로 격리될 수 있을 것이다. 예를 들어, 테두리(462) 아래에 위치된 밀봉된 챔버가 제 2 부분(47) 주위에 형성될 수 있도록, 제 1 부분(46)의 테두리(462)가 음료 제조 기계의 카트리지 수용기 내에 클램핑될 수 있을 것이다. 이러한 배열체는 제 1 부분(46) 상의 압착력을 감소 또는 배제하는데 도움이 될 수 있을 것이다.

도 65는 카트리지의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 카트리지(4)가 컨테이너의 일 측부(도시된 바와 같은 상부 영역) 상에 위치된 제 1 부분(46) 및 대향 측부(하부 영역) 상에 위치된 제 2 부분(47)을 가지는 원통형 컨테이너를 포함한다. 예를 들어, 음료 매체(42)가 내부에 위치되는 기밀 공간을 구축하는 벽에 의해서 제 1 및 제 2 부분(46, 47)이 분리될 수 있을 것이다. 제 1 부분(46)이 천공되어 활성화 유체가 제 1 부분(46)으로 진입하도록 및/또는 가스가 제 1 부분(46)으로부터 빠져나오도록 허용할 수 있을 것이고, 또는 전술한 바와 같은 다른 방식으로 배열될 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 실시예에서, 음료 매체(42)를 가지는 기밀 공간 내에서 압력 하에서 가스를 초기에 유지하도록 제 2 부분(47)이 배열되며, 그에 따라 (예를 들어, 제 2 부분(47)에 대해서 밸브의 파트를 이동시키는 것에 의해서) 배출구 밸브(47b)가 개방될 때, 가압 가스가 팽창하고 그리고 밸브(47b)를 통해서 제 2 부분(47) 외부로 음료 매체(42)를 강제로 전달한다. 따라서, 카트리지(4)를 이용하는 음료 제조 기계가, 음료 매체(42)를 방출하기 위해서 가스, 액체 또는 다른 유체를 제 2 부분(47) 내로 도입할 필요가 없을 것이다. 그 대신에, 기계에 의해서 또는 사용자에 의해서 자동적으로 이루어질 수 있는 밸브(47b)의 개방으로 인해서, 음료 매체(42)가 분배되도록 유도될 수 있을 것이다. 대안적인 실시예에서, 제 2 부분(47) 내의 가압 가스가 제 1 부분(46)으로부터 수용될 수 있고, 예를 들어, 제 1 및 제 2 부분(46, 47)을 분리하는 벽이 투과성일 수 있고, 그에 따라, 적어도 적절한 압력 하의 제 1 부분(46)으로, 가스 공급원(41)에 의해서 생성된 가스가 제 2 부분(47)으로 유동할 수 있고, 따라서 음료 매체(42)의 분배를 위해서 제 2 부분(47)을 가압할 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 천공 바늘, 포트 또는 다른 메커니즘을 통해서, 음료 형성 기계에 의해서 가압 가스가 제 2 부분(47) 내로 도입될 수 있다.

예 1

이하의 방식으로 이산화탄소 흡착제의 방출 특성을 측정하였다: (UOP MOLSIV Adsorbents로부터 상업적으로 입수가 가능한 것과 같은) 소듐 제올라이트 13X의 8 × 12 비드(bead)를 획득하였다. 비드를 세라믹 접시에 배치하였고 그리고 Ceramco에서 제조한 Vulcan D550 퍼니스(furnace)에서 열처리(fire) 하였다. 이산화탄소 장입을 위한 비드의 열처리 및 준비를 위해서, 비드를 포함하는 퍼니스 내의 온도를 3℃/분의 레이트로 550℃까지 상승시켰고 그리고 5시간 동안 550℃에서 유지하였다.

비드를 퍼니스로부터 제거하였고 그리고 그 직후에 타이트하게 피팅된 덮개와 가스의 순환을 허용하는 입구 포트 및 출구 포트를 구비하는 금속 컨테이너로 이송하였다. 컨테이너 내에 비드를 밀봉한 상태로, 컨테이너를 이산화탄소 가스로 범람시켰고 15 psig로 가압하였다. (그러나, 그러한 실험이 5 - 32 psig에서 실시되었다는 것을 주목하여야 한다) 챔버를 셋팅된 압력에서 1시간 동안 유지하였다. 이러한 유지 기간 동안 매 15분마다 챔버를 브리딩하였다(bled). 이러한 기간의 종료시에, 소정량의 가스가 비드에 흡수되었다.

장입된 제올라이트 13X의 30g 샘플을 측정하였고, 22℃의 상온의 물 250 ml비이커를 충진하였다. 비이커와 물을 저울에 올리고 저울을 영점으로 밸런싱하였다. 이어서, 충전된 제올라이트 30g을 비이커에 첨가하고 시간에 대한 중량 변화를 측정하였다. 50초의 기간 후 중량의 변화가 대략적으로 안정되었고, 그리고 이산화탄소의 방출로 인해서 비드가 약 4.2g의 중량(14 wt%)을 상실하였다 것이 확인되었다. 물론, 일부 이산화탄소가 물 속에 용해되었을 수 있을 것이다.

예 2

장입된 제올라이트 13X을 예 1에서와 같이 제조하였다. 이어서, 장입된 제올라이트의 30g 샘플을 금속 챔버 내에 배치하였고, 상기 금속 챔버는 그 하단부에 물 유입구 포트를 그리고 그 상단부에 가스 배출 포트를 가진다. 제올라이트를 유지하는 챔버는 횡단면이 34 × 34㎜ 이었고, 그리고 제올라이트 물질을 보유하기 위해서 64 1/16" 직경의 홀을 가지는 2개의 금속 필터 디스크를 가졌다. 이어서, 60 ml/분의 평균 유량으로 횡단면에 대해서 수직으로 챔버의 하단부 내로 수돗물을 범람시켰다. 가스가 상부 배출구 포트를 통해서 방출되었다.

챔버 내의 가스의 압력을 압력 게이지로 측정하였고 그리고 가스 챔버의 출구 포트에 부착된 니들 밸브를 이용하여 제어하였다. 물에 대한 챔버 내의 장입된 제올라이트의 노출 과정에 걸쳐서 밸브를 수동으로 조정함으로써, 챔버를 35 psig의 압력으로 유지하도록 니들 밸브를 셋팅하였다. 밸브가 동작 압력으로 셋팅되면, 시스템은 동일한 방식을 따라서 장입된 제올라이트 샘플로 반복적으로 실시할 것이다.

예 3

장입된 제올라이트 13X을 예 1에서와 같이 준비하였다. 장입된 제올라이트의 30g 샘플을 반(semi)-강성의 50 ml 폴리스티렌-폴리에틸렌-EVOH 라미네이트 컵 컨테이너 내에 배치하였고 이어서 호일 덮개로 열적으로 밀봉하였다. 이어서, 밀봉된 제올라이트 카트리지를 밀봉된 금속 카트리지 챔버 내에 배치하였고 그리고 상단부 및 하단부에서 천공을 하였다.

솔레노이드 밸브로 유동을 제어하면서 카트리지의 하단부에서 수돗물을 도입하였다. 솔레노이드 밸브는 카트리지 챔버의 상단부 가스 배출구에 연결된 압력 스위치를 통해서 작동되었다. 세 번의 상이한 테스트에서, 압력 스위치가 5, 22 및 35 psig의 3개의 상이한 작동 압력으로 셋팅되었다. 셋팅된 압력의 결과적인 가스가 소수성 멤브레인 콘택터(노스 캐롤라이나 샬로테에 소재하는 Liquicel로부터의 1×5.5 Minimodule)의 쉘사이드(shellside) 내로 도입되었다. 가스가 빠져나가는 것을 방지하기 위해서 다른 쉘사이드 포트를 플러그로 처리하였다. 멤브레인 콘택터의 루멘사이드(lumenside)를 통해서 Ulka(이탈리아, 밀란) 타입 EAX 5 진동 펌프를 사용하여, 400 ml의 물 및 약 50g의 얼음을 수용하는 저장용기로부터의 물이 저장용기로부터, 콘택터를 통해서, 그리고 다시 저장용기로(예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같다) 순환되었다. 저장용기 및 콘택터의 압력은, 가스가 생산되는 압력과 동일한 압력으로 유지되었다. 중단 전까지, 시스템은 약 60초 동안 가스를 생산하였고 물을 순환시켰다.

이어서, 버지니아 애쉬랜드에 소재하는 Anton-Paar의 CarboQC를 사용하여 탄산화 레벨을 테스트하였다. 그 결과를 아래의 표에 기재하였다.

따라서, (카트리지 챔버로의 물 전달을 기초로 하여) 제어가능한 레이트로 카트리지 내의 제올라이트로부터 가스가 방출된다는 것 그리고 물 내로 용해되어 탄산화된 음료를 생산한다는 것이 확인되었다. 또한, 이는, 시스템 압력을 제어함으로써, 마무리된 음료의 탄산화의 레벨을 제어할 수 있다는 개념을 보여준다. 예를 들어, 주위 압력보다 약 40 - 50 psi 더 높은 시스템 압력이 약 60초 또는 그 미만 동안 (약 500 ml의 액체 체적을 가지는) 4 체적의 탄산화된 음료를 생성할 수 있다는 것이 예상된다.

따라서, 발명의 적어도 하나의 실시예의 몇 개의 양태를 설명하였으나, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 자명할 것임을 이해할 수 있을 것이다. 그러한 변경, 수정 및 개선은 본원 개시 내용의 파트가 되는 것으로 의도되었으며, 그리고 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 의도되었다. 따라서, 전술한 설명과 도면들은 단지 예이다.

Claims (1)

1. 카트리지.

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