KR20220152201A - 파드 구성요소의 폐기물의 수거를 분리하여 하는 파드 에스프레소 머신 - Google Patents

Abstract

커피 파드(C)에 패키징된 분쇄 커피로부터 에스프레소 음료를 준비하기 위한 머신으로서, 분쇄 커피(P)가 함유된 커피 파드(C)를 건조 상태로 개방하고 비우기 위한 개방 및 비움 장치(4, 10, 11), 상기 개방 및 비움 장치로부터 나오는 분쇄 커피(P)가 에스프레소 음료를 디스펜싱하도록 공급되는 에스프레소 추출 블록(E), 상기 추출 블록(E)으로부터 나오는 사용된 커피 찌꺼기(P_E)를 수거하기 위한 커피 찌꺼기 컨테이너(F), 및 상기 개방 및 비움 장치로부터 나오는 빈 커피 파드(C)의 수거를 위한 빈 파드 컨테이너(A)를 포함한다.

Description

파드 구성요소의 폐기물의 수거를 분리하여 하는 파드 에스프레소 머신

본 발명은 파드의 상이한 구성요소의 폐기물의 수거를 분리하여 하는, 에스프레소를 준비하기 위한 파드 머신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파드의 커피 내용물과 파드의 비어 있는 보디의 효과적인 자동 분리를 제공하여, 사용자가 이들 2개의 구성요소를 분리 방식으로 신속하고 용이하게 처분할 수 있게 하는 이러한 유형의 에스프레소 머신에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 에스프레소 1잔 분량의 분쇄 커피를 포함하는 미리 패키징된 파드를 사용하는 머신은 가정용 및 전문가용 에스프레소 머신 분야에서 수년 동안 널리 보급되었다. 상기 파드는 알루미늄 또는 플라스틱제일 경우, 분쇄 커피의 향이 시간이 지남에 따라 최상의 보존을 보장하기 때문에, 현재 다양한 유형으로 이용 가능하다. 사실상, 분쇄 커피는 가공된 후 저장되는 동안에 커피가 산화되는 것을 방지하기 위해 불활성 가스 하에서 가공함으로써, 천연 향과 신선도를 유지하기 쉬운 공장에서 준비되어 파드에 패키징된다.

그러나, 이러한 타의 추종을 불허하는 품질을 제공하는 반면, 현재 시장에서 이용 가능한 모든 파드 에스프레소 머신은 사용된 파드를 일반 쓰레기로 처리하는 중대한 문제점을 일으키고, 이러한 유형의 머신이 널리 보급되어 있고, 또한 반드시 일반 폐기물로 처리되어야 할 글로벌 수준 상에서의 그들이 생성하는 엄청난 수의 사용된 파드가 결과적으로 생기기 때문에, 이러한 문제점이 이제 특히 까다롭게 느껴진다. 실제로, 본질적인 문제는 사용자가 사용한 파드의 2개의 구성요소, 즉 사용된 커피 찌꺼기와 파드의 빈 보디를 분리할 가능성이 실질적으로 없다는 것이고, 반면에 각각 생산 공정 내에서 재활용되는 유기농 재료로서 및 금속/플라스틱 재료로서 둘 다 100% 재활용되기 쉽다는 것이다.

이 문제를 극복하기 위해서, 몇 가지 대안이 시도되었으며, 모두 현재 시장에서 이용 가능하지만, 그 중 어느 것도 실제로 효과가 없었다.

첫번째 솔루션은 알루미늄 또는 플라스틱 재료를 생분해성 재료로 대체하여 소위 패드(pad)를 실현함으로써, 또는 생분해성 플라스틱 재료, 예를 들면 PLA를 사용하여 생분해성 파드를 제조함으로써, 파드 쉘 재료를 변경하는 것을 포함한다. 이러한 솔루션은 사용된 파드를 전체로서 퇴비화 가능한 재료로 재활용할 가능성에 대해 만족스러운 것으로 입증되었지만, 특히 높은 습도 및 온도 조건에서 파드의 장기간 저장 수명과 관련해서는 여전히 상당히 비판적이다. 실제로 이러한 조건에서 분쇄 커피의 관능적 특성은 점진적으로 분해되어, 이렇게 생산된 에스프레소 음료의 맛의 뚜렷한 악화로 이어져서, 결국에는 전통적인 파드와 비교하여 이러한 제품의 저장 수명이 단축되게 된다.

게다가, 생분해성 파드 및 패드를 사용할 때, 생분해성 재료가 분쇄 커피로 다양한 물질을 방출한다는 것은 종종 무시할 수 없는 결점으로 고려되어야 하다. 사실, 이러한 생분해성 재료는, 주입 과정에서 열수가 고압에서 통과할 때 일반적으로 발생하는 바와 같이, 고온 및 고압에서 열응력을 받으면 초기 "분해"와 함께, 그 성분의 일부가 방출되는 것을 겪고, 그 결과 생분해성 재료에 포함된 특성 물질, 예를 들면 패드 여과지로부터의 셀룰로오스, 종이 자체의 표백제로서의 염소 등에 의해 제조된 에스프레소 음료가 오염된다. 따라서, 퇴비화 가능한 또는 생분해성 재료의 기술은 그것으로 제조된 파드 또는 패드의 저장 수명을 단축시키기 때문에, 원칙적으로 저장에 덜 효과적인 것으로 나타났다: 사실 재료의 양은 알루미늄 또는 PP와 동일하고, 이들은 훨씬 더 빠르게 분해되고, 또한 건강에 반드시 해롭지는 않지만 종종 커피 음료의 맛을 바꾸기에는 충분한 다양한 화합물을 에스프레소 음료 내로 방출한다.

대신에 사용된 파드 수거 서비스를 촉진하는 것을 목표로 하는 두 번째 솔루션은, 모든 사용된 파드를 제조업체에서 수거하고, 여기에서 산업적 방법을 통한 구성요소의 분리 및 재활용을 제공하도록, 경제적 수단과 판촉 활동을 통해 사용자를 다양하게 격려한다. 이러한 솔루션은 회수 품질에 관해서 효율적인 것으로 입증되었지만, 대신에 판매된 제품의 총량에 대한 실제로 재활용된 제품의 백분율에 관해서는 충분히 만족스럽지 않았다. 사실, 수거 프로젝트에 대한 사용자의 자발적인 약속에 실질적으로 기반하기 때문에, 이러한 솔루션은 현재 여전히 대다수의 소수를 대표하는 생태학적 문제에 민감한 사람들에 의해서만 구현되고, 그 결과로 수거 백분율이 50%보다 훨씬 더 낮으므로, 충분히 만족스럽지 않다.

세 번째 솔루션은 사용 순간에 분쇄된 커피 원두를 사용하는 머신의 채용을 위해 파드 머신의 철수를 제공하다. 이러한 솔루션은 모든 파드를 완전히 제거하여 사용된 커피 찌꺼기를 퇴비화 가능한 유기 분획으로서 회수할 탁월한 기회를 보장하기 때문에, 실제로 최근 몇 년 동안 상당히 개발되었다. 그러나, 머신 탱크 내부에 저장된 커피 원두의 품질 수준은, 에스프레소 머신 자체에서 발생하는 열과 탱크 내부의 동일한 주변 공기가 커피의 점진적인 산화 및 가장 휘발성의 아로마의 분산을 촉진하기 때문에, 알루미늄 파드 내에 밀봉된 분쇄 커피의 것과는 비교할 수 없다. 이러한 머신에 의해 제조된 에스프레소 음료의 품질은 신선한 커피 원두를 새로 넣을 때마다 최고 품질부터 시작하여, 시간이 지남에 따라 현저하게 하락하는 경향을 나타내고, 이것은 커피 원두가 탱크에 남아 있는 시간이 길수록, 즉 단일 머신의 일일 커피 소비량이 낮을수록 더욱 두드러진다.

한편, 이러한 세 번째 솔루션에 따른 에스프레소 머신은 표준 동작 시 머신 자체의 에너지 소비와 관련하여 파드 머신에 비해 전체 탄소 발자국이 더 높기 때문에, 현재 생태학적 관점에서도 비난을 받고 있다. 오늘날까지, 이러한 다양한 문제점의 조합으로 인해 커피 원두를 사용하는 에스프레소 머신은, 예를 들면 사무실에서 새로운 커피 로드가 비교적 단시간에 소진되므로, 품질 저하가 낮은 사무실에서와 같이 이러한 머신을 많이 사용하는 사용자 사이에서만 널리 사용되었다.

WO2011/051867에 개시된 마지막 솔루션은, 파드 보디로부터 파드 내용물을 분리하는, 파드로부터 음료를 디스펜싱하는 머신 내부에 배치된 별개의 분리 장치의 사용을 제공한다. 이러한 분리 장치는 음료 디스펜싱시 파드를 개방하고 그 내용물을 제거함으로써 파드를 떠맡는다. 실제로, 이러한 솔루션은 특히 시장에서 실제 적용되지 않고 있고, 그 이유는 처음에는 음료 전달 머신에서, 그 다음에는 분리 장치에서의 파드의 이중 이동 및 상대 위치 결정이 필요한 복잡성 이외에도, 파드에서 제거할 때 파드 내용물이 이미 작동 액체로 젖어 있고, 따라서 특히 커피와 같은 미세 분말의 경우 파드의 빈틈없는 세척을 달성하는 것이 불가능하므로, 이러한 적용은 제거되지 않은 내용물의 일부를 여전히 포함하고 있는 빈 파드는 추가 세척 작업 없이는 직접 재활용될 수 없는 특수 폐기물이기 때문에 실질적으로 쓸모없게 될 정도로 문제점을 수반하기 때문이다.

따라서, 해결되지 않은 문제는 여전히 남아 있지만, 이제 파드 머신 커피에 절적한 고품질과 긴 저장 수명을 결합할 수 있고, 아울러 보다 환경 친화적인 접근 방식을 가진, 즉 사용자가 구성요소 자체를 분리하거나 각 제조업체의 사용한 파드의 수거를 위한 회수 프로그램에 참여하려는 의지와 전혀 상관없이 파드의 2개의 구성요소를 분리 재활용할 가능성을 가진 새로운 개념의 에스프레소 머신을 제공하는 본 발명에 의해 해결된다.

따라서, 이러한 문제를 해결하는 본 발명의 제 1 목적은, 사용된 커피 찌꺼기와 관련물을 포함하는 파드 보디를 분리하여 수거하여, 사용자가 분리된 두 재료를 쉽고 적절하게 처분할 수 있는 파드 에스프레소 머신을 제공하는 것이다.

그 다음, 본 발명의 또 다른 목적은, 커피 음료를 준비하는 머신의 습윤 영역과, 분쇄 커피 및 이를 포함하는 파드 사이의 분리가 수행되는 동일한 머신의 건조 영역 사이에서 어떠한 가능한 간섭도 피할 수 있는 파드 에스프레소 머신을 제공하는 것이다.

이 문제는 청구항 1에 개시된 특징을 갖는 에스프레소 머신에 의해 해결되고 그 목적이 달성된다. 상기 에스프레소 머신의 다른 바람직한 특징은 이차 청구항에 개시되어 있다.

그러나, 본 발명에 따른 에스프레소 머신의 추가 특징 및 이점은 오직 비제한적인 예로서 제공되고, 또한 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시형태의 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 이동식 서랍 내에 파드를 삽입하는 단계를 도시하는 본 발명에 따른 파드 에스프레소 머신의 기능 블록의 개략 측면도이고;
도 2는 고정 위치에서 파드를 로킹하는 동작을 도시하는, 도 1의 이동식 서랍 단독의 확대도이고;
도 3은 파드의 저부를 개방하는 단계를 도시하는, 도 2와 유사한 도면이고;
도 4, 5 및 6은 파드에 포함된 분쇄 커피를 추출 블록의 로딩 호퍼(후자는 단순화를 위해 도 5에만 도시됨) 내로 점진적으로 비우는 단계를 도시하는 도 2와 유사한 도면이고;
도 7 및 도 8은 파드를 점차적으로 스쿼싱(squashing)하는 단계를 도시하는, 도 2와 유사한 도면이고;
도 9는 분쇄 커피가 비워지고 스쿼싱되면, 파드 보디를 토출(ejecting) 및 배출(discharging)하는 단계를 도시하는, 도 1과 유사한 도면이고;
도 10은 새로운 커피 파드(C)를 로딩하는 단계에서, 본 발명의 에스프레소 머신의 정면도이고;
도 11은 도 10의 II-II선을 따라 취한 동일한 에스프레소 머신의 단면도이고;
도 12는 에스프레소 머신이 커피 파드(C)를 비우고 스쿼싱하는 단계에 있는, 도 11과 유사한 단면도이고;
도 13은 도 10의 에스프레소 머신의 좌측 사시도이고;
도 14는 에스프레소 머신이 빈 스쿼싱된 커피 파드(C)를 배출하는 단계에 있는 도 11과 유사한 단면도이고;
도 15는 도 14에 도시된 단계에서의 본 발명의 에스프레소 머신의 좌측 사시도이고;
도 16은 에스프레소 머신이 에스프레소 음료를 디스펜싱하는 단계에 있는, 도 11과 유사한 단면도이고;
도 17은 에스프레소 머신이 추출 실린더를 회전시키는 단계에 있는, 도 11과 유사한 단면도이고;
도 18은 추출 실린더 및 그 상대적 구동장치의 부품을 분해한, 본 발명의 에스프레소 머신의 좌측 사시도이고;
도 19는 에스프레소 머신이 사용된 커피 찌꺼기를 토출하는 단계에 있는, 도 20의 X-X선을 따라 취한 단면도이고; 또한
도 20은 본 발명의 에스프레소 머신의 배면도이다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따라 매우 혁신적인 동작 원리에 따라 동작하는 에스프레소 머신이 제공된다. 실제로, 이러한 에스프레소 머신에 있어서, 파드는 분쇄 커피의 단순한 컨테이너로만 사용되고; 이는 에스프레소를 제조하는 과정의 제 1 단계에서, 파드를 개방하고, 건조 상태에서 분쇄 커피 내용물을 비운 다음, 스쿼싱하고, 사용된 빈 스쿼싱된 파드를 수거하기 위한 회수 컨테이너 내로 토출하는 것을 의미한다. 대신에, 분쇄 커피는 에스프레소 음료를 준비하기 위해 그 자체로 알려진 방식으로 처리되는 추출 블록에 공급된 다음, 사용된 커피 찌꺼기를 수거하기 위한 별도의 회수 컨테이너로 배출되므로, 파드의 2개의 구성요소의 소망하는 완전한 분리가 얻어진다. 또한, 이 결과는 완전히 전통적인 방식으로 파드를 사용하는 것 외에는 아무것도 하지 않고 사용자의 직접적인 개입 없이 달성되어 상대적 이점을 누리며, 또한 결국에는 2개의 파드 구성요소가 이미 2개의 별개의 컨테이너로 완벽하게 분리되어 있으므로, 분리 방식으로, 즉 사용된 커피 찌꺼기는 퇴비화 가능한 분획으로, 또한 금속 또는 플라스틱 파드 보디는 재활용 가능한 분획으로 적절하게 처분할 수 있게 한다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 에스프레소 머신은 파드 유지/토출 장치와, 분쇄 커피로부터 에스프레소 음료를 추출하는 장치 모두에 대해서, 각각 파드 및 커피 원두를 이용하는 다양한 유형의 에스프레소 머신에 있어서 이미 잘 알려진 구성요소의 이점을 취하고; 이러한 이유로 인해, 당업자는 본 발명에 따른 에스프레소 머신에 있어서 명백한 방식으로 상술한 공지된 장치의 사용을 전적으로 할 수 있다는 것을 알 수 있기 때문에, 이러한 구성요소에 대해서는 본 설명의 첫 번째 부분, 즉 그 기능 및 배열을 간단히 표시함으로써 종합적으로 설명한다. 본 설명의 두 번째 부분에서는, 본 발명의 에스프레소 머신의 바람직한 예시적인 실시형태가 제공될 것이며, 여기서 혁신적인 파드 개방 기능 및 분쇄 커피 제거는 또한 기능이 실제로 매우 컴팩트하고 효율적인 구조의 에스프레소 머신을 제공하도록, 원래 방식으로 변경된 후속하는 커피 디스펜싱 기능 및 커피 찌꺼기 토출 기능과 완전히 통합된다.

설명의 용이성을 위해, 알루미늄 파드를 사용하는 에스프레소 머신의 이하의 실시형태에서 참조가 이루어질 것이다. 이하에 제공된 정보에 기반하여, 당업자는 이러한 머신을 다른 유형의 파드에 맞게 조정하여 다른 적합한 실시형태를 쉽게 개발할 수 있으며, 따라서 이러한 실시형태는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 동등하게 포함된다.

도 1은 커피 파드(C)를 개방하고 비우기 위한 장치인 이동식 서랍(1)을 포함하는 본 발명의 에스프레소 머신의 기능 블록의 전체 다이어그램을 도시한다. 이동식 서랍(1) 내부에는, 이후에 커피 파드(C)가 삽입되는 고정된 하우징 시트(2) 및 각각의 로킹 레버(3)가 이를 위해 제공된다. 사용 순간에, 커피 파드(C)는 바람직하게는 상방으로부터 화살표로 표시된 방향으로 하우징 시트(2) 내로 삽입됨과 아울러, 로킹 레버(3)가 개방 위치에 있고, 그 다음 도 2에 도시된 바와 같이, 로킹 레버(3)를 체결 위치 내로 시프팅함으로써 커피 파드(C)가 제 위치에 로킹된다.

커피 파드(C)를 개방하고 비우기 위해, 이동식 서랍(1)의 일단부에는 펀치(4)가 장착되어 있고, 반대쪽 단부에는 로딩 피스톤(5)이 장착되고, 둘다 이동식 서랍(1)의 벽과 일체화된다. 또한, 이동식 서랍(1)은 나사/너트(7/8) 어셈블리를 구동하는 고정된 회전 전기 모터(6)에 의해 다양한 작업 위치로 이동되며, 여기서 나사(7)는 로딩 피스톤(5) 내부에 자유롭게 회전 가능하게 수납되고, 너트(8)는 서랍(1)의 보디와 일체화된다. 상기 예시된 것에 대한 대안으로서, 이동식 서랍(1)을 이하에 기재된 다른 작업 위치로 정확하게 이동할 수 있다면, 다른 유형의 선형 액추에이터가 확실히 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 제 1 동작 단계에서, 이동식 서랍(1)은 펀치(4)가 커피 파드(C)의 저부 폐쇄 필름에 들어갈 때까지 도면에서 우측으로 이동된다. 펀치(4)에는 복수의 프리 플랩으로 분할하는 방식으로 상기 언급된 폐쇄 필름을 절단하는 형상의 블래이드가 장착되고, 각각의 플랩의 일단부는 커피 파드(C)에 부착된 채로 있다.

커피 파드(C)를 개방하는 단계가 완료되면, 이동식 서랍(1)이 반대 방향, 즉 도면에서 좌측으로 이동시켜, 커피 파드(C)를 비우는 단계를 개시한다. 분쇄 커피모두가 나오는 것을 확실히 하기 위해, 이러한 비움은 바람직하게는, 로딩 피스톤(5) 이동의 연속적인 단계를 도시하는 도 4-6에 명확하게 도시된 바와 같이, 커피 파드(C) 측벽을 완전히 뒤집음으로써 수행됨으로써, 커피 파드(C)의 측벽이 뒤집히도록 외부로부터 압박함으로써, 그 안에 포함된 분쇄 커피의 완전한 비움이 완료된다. 커피는 서랍(1)의 적절한 개구부를 통해 호퍼(T) 내로 낙하된 다음, 추출 블록(E)에 공급된다. 이와 관련하여, 본 발명의 주요 특징에 따르면, 커피 파드(C)는 에스프레소 음료 추출 전에 비워지고, 이는 분쇄 커피가 여전히 완벽하게 건조되어, 벽 내부의 커피 파드(C)로부터 쉽게 탈락되는 경우를 의미한다.

이 시점에서, 추출 블록(E)이 그 자체로 알려진 방식으로 에스프레소 음료 추출을 제공함과 아울러, 모터(6)는 반대 방향으로 회전하여 도면에서 우측으로 이동식 서랍(1)을 복귀시킴으로써, 도 7 및 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 최소 부피의 실질적으로 평편한 형상으로 스쿼싱될 때까지, 동일한 펀치(4)를 통해 뒤집혀진 커피 파드(C) 벽이 점진적으로 폴딩되게 된다.

도 9는 에스프레소 음료를 준비하는 최종 단계를 도시한 것으로서, 빈 스쿼싱된 커피 파드(C)는 로킹 레버(3)가 그 개방 위치로 이동함으로써 방출되고, 또한 펀치(4)에 의해 수거 컨테이너(A) 내로 토출된다. 한편, 사용된 커피 찌꺼기는 추출 블록(E)으로부터 별도의 수거 컨테이너(F)로 배출된다. 고정된 하우징 시트(2)는 펀치(4)에 의해 스쿼싱된 후 커피 파드(C)가 분리 및 낙하(단순 중력 낙하에 의한 토출)하는 영역과 동일할 수 있다. 그러나, 고정된 하우징 시트(2)에는 바람직하게는 커피 파드(C) 토출 장치로서 작용하는 가동부가 제공됨으로써, 변형을 겪은 결과로서 빈 스쿼싱된 파드(C)가 하우징 시트(2) 또는 펀치(4) 자체에 마찰에 의해 부착된 채로 있을 수 있는 가능성을 회피한다.

커피 파드(C)를 비우고, 커피를 추출하는 단계와 사용된 커피 찌꺼기를 배출하는 단계에 관련된 부분 둘 다를 위한 혁신적인 기계적 솔루션을 포함하는 본 발명의 에스프레소 머신의 바람직한 실시형태가 이하에 기재된다. 이러한 보다 상세한 실시형태는 단지 본 발명의 바람직한 구현을 예시하기 위한 것이므로, 이에 제한되지 않는 것으로 이해된다.

도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 에스프레소 머신의 정면도 및 대응하는 단면도를 도시한다. 이러한 에스프레소 머신은 상부에 커피 파드(C)를 삽입하기 위한 슬라이드(9), 로딩 실린더(10) 및 주입 실린더(12)를 포함하고, 하부에 추출 실린더(E)를 포함한다. 제 1 실시형태와 관련하여 설명된 바와 같이, 이 경우에도 에스프레소 머신은 커피 분말을 비우고 그 크기를 줄이기 위해 스쿼싱된 커피 파드(C)를 수거하는 빈 스쿼싱된 파드(A)의 컨테이너, 및 추출 실린더(E)로부터 나오는 사용된 커피 찌꺼기(P_E)가 수거되는 커피 찌꺼기 컨테이너(F)를 포함한다.

커피 분말(P)의 커피 파드(C)를 비우고 부피를 줄이기 위해 스쿼싱하는 동작은 로딩 실린더(10)에서 일어나는 반면, 에스프레소 음료를 브루잉하기 위해 커피 분말(P)에 열수를 주입하는 동작은 주입 실린더(12)에서 일어난다. 에스프레소 머신의 부피를 줄이기 위해, 본 실시형태의 주요 특징에 따라, 파드(C)에서 커피 분말을 제거하기 위한 에스프레소 머신의 건조 영역과, 커피 음료 브루잉을 위한 에스프레소 머신의 습윤 영역을 엄격하게 분리된 상태로 유지하면서, 로딩 실린더(10)와 주입 실린더(12)가 상호 일체화되어, 에스프레소 머신 보디 상에서 회전하는 실린더 어셈블리를 형성함으로써, 로딩 실린더(10)와 주입 실린더(12)가 추출 실린더(E) 상에서 교대로 수직 정렬이 되게 한다. 상기 기재된 실린더 어셈블리는 실린더 기어모터(20)(도 13)에 의해 회전되고, 그 이동 스트로크는 보디 머신과 일체화되어 회전 실린더 어셈블리에 형성된 아치형 슬롯(19a) 내부에서 이동하는 기계적 제한 정지부(mechanical limit stop)에 의해 제한된다.

이러한 기계적 구성은 상기 표시된 목적을 효과적으로 달성함과 동시에, 로딩 실린더(10)가 추출 실린더(E) 상부의 수직 정렬 위치에 있을 때, 파드(C)를 비우고 추출기 그룹(E)을 로딩하는 동작, 및 주입 실린더(12)가 추출 실린더(E) 상부의 수직 정렬의 위치에 있고, 또한 로딩 실린더(10)가 경사진 위치에 있을 때, 열수를 인퓨징하고 빈 스쿼싱된 파드(C)를 배출하는 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이들 모든 동작은 가동부, 즉 커피 분말, 주입 워터 및 빈 스쿼싱된 파드)의 소망하는 이동 방향이 때때로 중력 방향과 일치한다는 사실이 큰 도움이 된다.

에스프레소 머신 로딩 단계에서, 커피 파드(C)는 슬라이드(9)(도 10) 내로 도입되고, 상기 로딩 실린더(10) 내에서 이동 가능한 로딩 피스톤(11) 하부에서, 로딩 실린더(10) 내부에 설치된 적절한 시트에서 중력에 의해 제자리로 이동한다. 로딩 실린더(11) 내부의 커피 파드(C) 시트는 커피 파드(C)를 미리 정의된 위치에 임시로 고정 및/또는 위치시키는 수단을 포함할 수 있으며, 고정 수단은 그 자체로 잘 알려져 있으므로, 기재하지 않고 단순화를 위해 여기 도면에 도시하지 않는다.

로딩 피스톤(11)의 이동은 톱니바퀴(17) 및 로딩 피스톤(11)과 일체화된 랙(18c)에 의해 피스톤 기어모터(16)에 의해 구동되며; 피스톤 기어모터(16)의 작동은 로딩 피스톤(11)을 스트로크의 상사 단부(top dead end)에 대응하는 정지 위치로 복귀시키는 경향이 있는 스프링 수단(11s)에 반한다. 상기 실린더 어셈블리의 회전 운동은 톱니바퀴(17)로부터 랙(18c)의 측면 분리, 및 주입 실린더(12) 내에서 기동 가능한 주입 피스톤(13)과 일체화된 랙(18i)에서 후자의 후속 결합을 가능하게 하기 때문에, 선택된 구동장치는 회전 실린더 어셈블리의 양 실린더의 유일한 구동장치로서 매우 효과적으로 사용되기에 적합하며, 그 기능에 대해서는 이하에 더욱 잘 설명된다.

커피 파드(C)를 개방하고 비우기 위해, 일련의 적절한 형상의 이격된 블레이드에 의해 형성된 펀치(4)가 로딩 실린더(10) 내부에 커피 파드(C) 하우징 시트 바로 하부에 배치되어, 커피 파드(C)의 폐쇄 필름을 절단하게 하고, 분쇄 커피(P)가 그 사이를 통과하게 한다. 실제로, 로딩 피스톤(11)이 피스톤 기어모터(16)에 의해 하방으로 이동함에 따라, 펀치(4)에 대해 커피 파드(C)를 점차적으로 압박함으로써, 파드(C)의 폐쇄 필름이 절단되게 되고, 결과적으로 분쇄 커피(P)가 비워지게 된 다음, 빈 커피 파드(C)가 도면에 개략적으로 도시된 바와 같이 최소 부피의 실질적으로 평편한 형상으로 스쿼싱될 때까지, 파드(C)의 벽 자체가 펀치(4)에 대해 점차적으로 폴딩되게 된다.

이러한 동작 중에, 분쇄 커피(P)는 중력에 의해 커피 파드(C)로부터 추출 실린더(E)의 하지의 로딩 구획부 내로 낙하하고(도 12), 그 저부를 구성하는 플레이트 커피 필터 상단에 배치됨과 아울러, 파드(C)의 폐쇄 필름은 복수의 프리 플랩으로 분할되고, 각 플랩의 일단부는 파드(C)의 가장자리에 부착된 채로 있어서, 추후에 동일하게 처분된다.

이 경우에서도, 에스프레소 음료를 추출하는 동작 전에는 파드(C)는 비워져 있다는 점에 유의해야 하며, 이것은 분쇄 커피는 여전히 완벽히 건조하므로, 파드(C)의 내벽으로부터 아주 쉽게 전부 탈락하는 경우를 의미한다.

분쇄 커피(P)를 추출 실린더(E) 내에 로딩하는 단계가 완료되면, 실린더 기어모터(20)는 실린더 어셈블리를 도 12에 도시된 위치로부터 도 14의 위치로 회전 구동하도록 동작되고, 여기서 주입 실린더(12)는 추출 실린더(E)와 수직 정렬하게 이동됨과 아울러, 로딩 실린더(10)는 결과적으로 이 위치를 떠나 빈 스쿼싱된 파드(A)의 컨테이너 상부에서 행해진 회전에 대응하는 각도, 예를 들면 60°만큼 횡방향으로 경사진 위치에 그 자체가 배열된다. 이 위치에서, 로딩 피스톤(11)과 일체화된 랙(18c)은 톱니바퀴(17)(도 15)와의 계합으로부터 해방됨으로써, 로딩 피스톤(11)은 스프링(11s)에 의해 상사 단부에 확실히 유지된다. 따라서, 펀치(4) 상에 놓여 있는 빈 스쿼싱된 파드(C)는 중력에 의해 빈 스쿼싱된 파드의 컨테이너(A)로 자유 낙하하고; 또한 펀치(4)로부터 빈 파드(C)의 분리는 에스프레소 머신 보디와 일체화된 제한 정지부(19f)와 슬롯(19a)의 단부 사이의 접촉에 의해 결정되는 약간의 충격에 의해 촉진된다.

이러한 실린더 어셈블리의 새로운 위치에서, 실린더 기어모터(16)의 톱니바퀴(17)는 주입 실린더(13)와 일체화된 랙(18i)과 계합되어, 상기 실린더 기어모터(16)의 작동에 의해 각각의 스프링 수단(13s)과는 대조적으로 도 16에 도시된 위치로 주입 피스톤(13)이 하강하게 할 수 있고, 여기서 주입 피스톤(13)의 저부 표면이 소망하는 압력에서 로딩된 분쇄 커피(P)와 접촉한다. 열수 주입 과정은 주입 피스톤(13)의 이 하강된 위치에서 발생하고; 열수는 주입구(14)를 통해 주입 피스톤(13) 내부의 채널(15) 내로, 또한 주입 피스톤(13)의 저부 표면 상으로 연장되어 분쇄 커피(P)와 접촉하는 열수 디퓨저로 도입된다. 이렇게 해서 얻어진 커피 음료는 사용자가 작은 유리컵 또는 컵에 에스프레소 음료를 수집할 수 있는 단부가 없는 디스펜싱 스파우트(dispensing spout)(B)의 주둥이로 인도하는 추출 실린더(E) 내에 형성된 출구 덕트(15e)에 의해 수집된다. 디스펜싱 동작이 완료된 후, 주입 피스톤(13)은 상사 단부로 복귀됨으로써, 추출 실린더(E)가 해방되고, 사용된 커피 찌꺼기(P_E)를 토출하는 단계가 가능해진다.

사용된 커피 찌꺼기(P_E)를 쉽고 완전하며 자동으로 토출할 수 있도록, 추출 실린더(E)의 베이스(분쇄 커피(P)가 로딩되는 플레이트 필터를 유지하는 부분)는 추출 실린더(E) 내에서 이동 가능한 토출 피스톤(21)의 헤드를 구성하고, 토출 피스톤(21)은 출구 덕트(15e)도 수용한다. 토출 피스톤(21)은 분쇄 커피(P)를 로딩하는 위치로부터 이동 가능하며, 여기서 토출 피스톤(21) 헤드는 추출 실린더(E)(도 16)의 저부에서 사용된 커피 찌꺼기(P_E) 배출 위치까지이고, 여기서 토출 피스톤(21) 헤드는 추출 실린더(E)의 상단으로 이동되는 반면, 추출 실린더(E)는 완전히 거꾸로 뒤집힌 위치로 회전했다(도 19).

사실상, 부품을 분해한 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 추출 실린더(E)는 에스프레소 머신 보디와 일체화된 피봇(25)을 중심으로 회전하고, 그 회전은 에스프레소 음료 추출이 일어나는 도 16에 도시된 위치로부터, 사용된 커피 찌꺼기(P_E)가 커피 쓰레기 컨테이너(F)로 토출되는 도 19 및 도 20에 도시된 위치로, 도 17 및 도 18에 도시된 것과 같은 수개의 중간 위치를 통해 추출 실린더(E)를 회전 구동하는 토출 기어모터(24)에 의해 구동된다. 토출 피스톤(21)과 일체화된 핀(23)과 에스프레소 머신의 보디에 형성되고 피봇(25)에 대해 비대칭 나선 패턴을 갖는 슬롯 캠(22) 사이의 상호작용에 기인하여, 추출 실린더(E)의 회전에 의해 토출 피스톤(21)이 동시에 이동되게 된다. 이러한 방식으로, 추출 실린더(E)가 회전함에 따라, 핀(23)은 추출 실린더(E)의 회전축으로부터 떨어지게 점진적으로 이동하고, 그 이동으로 토출 피스톤(21)을 끌어당긴다. 이 최종 위치에서, 사용된 커피 찌꺼기(P_E)는 추출 실린더(E) 측벽에서 완전히 제거되고, 따라서 자체 중량에 의해 토출 피스톤(21)의 헤드에서 쉽게 탈락하여 하지의 커피 찌꺼기 컨테이너(F)로 낙하한다.

사용된 커피 찌꺼기(P_E)가 커피 찌꺼기 컨테이너(F)로 낙하되면, 토출 기어모터(24)는 추출 실린더(E)를 로딩 위치로 다시 되돌리는 한편, 실린더 기어모터(20)는 실린더 어셈블리를 로딩 실린더(11)가 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 디스펜싱 실린더 상부에 수직으로 정렬되고, 따라서 에스프레소 머신은 에스프레소 음료 추출의 새로운 사이클을 위해 다시 준비된다.

상기 예시된 다양한 동작 단계, 특히 피스톤 기어모터(16), 실린더 기어모터(20), 열수 공급 장치(14) 및 토출 기어모터(25)의 동작은 그 자체로 잘 알려진 방식으로 미리 결정된 프로그램에 따라, 에스프레소 머신 내에 제공되는 전용 프로세서에 의해 제어된다.

상술한 설명으로부터, 본 발명에 따른 에스프레소 머신이 어떻게 소망하는 목적을 완전히 달성하여, 파드 내에 분쇄 커피를 패키징하고 분배하기 위한 시스템의 이점을 완전히 활용하면서 관련 단점을 회피했는지가 커피 파드(C)의 구성요소는 에스프레소 음료의 습윤 추출의 단계 직전에 에스프레소 머신의 특수한 "건조" 부분에서 분리된 다음, 사용자가 빈 스쿼싱된 커피 파드(C)에 개입할 필요 없이 매우 용이하게 나중에 적절하게 폐기할 수 있도록 별도의 컨테이너에 수거되기 때문인 것이 명백해진다.

그러나, 본 발명은 단지 예시적인 실시형태인 상기 예시된 특정 배열에 제한되는 것으로 간주되어서는 안되며, 하기 청구범위에 의해서만 정의되는 본 발명 자체의 보호 범위를 벗어나지 않게 시장에서 이용 가능한 다양한 유형의 커피 파드에 머신을 적합화하기 위해, 당업자의 범위 내에서 상이한 변형이 모두 가능하다는 것은 이해되어야 한다.

Claims (19)

1. 분쇄 커피(P)가 포함되어 있는 커피 파드(C)를 건조 상태에서 개방하고 비우기 위한 개방 및 비움 장치(4, 10, 11), 상기 개방 및 비움 장치로부터 나온 분쇄 커피(P)가 에스프레소 음료를 디스펜싱하기 위해 공급되는 에스프레소 추출 블록(E), 상기 추출 블록(E)에서 나오는 사용된 커피 찌꺼기(P_E)의 수거를 위한 커피 찌꺼기 컨테이너(F), 및 상기 개방 및 비움 장치에서 나오는 빈 커피 파드(C)의 수거를 위한 빈 파드 컨테이너(A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커피 파드(C)에 패키징된 분쇄 커피로부터 에스프레소 음료를 준비하기 위한 머신.
2. 제 1 항에 있어서,
   분쇄 커피가 포함되어 있는 커피 파드(C)의 상기 개방 및 비움 장치는 커피 파드(C)의 개방 가능한 부분을 개방하기 위한 펀치(4), 및 분쇄 커피(P)를 로딩하기 위한 로딩 피스톤(5, 11)을 포함하고, 상기 로딩 피스톤은 상기 커피 파드(C)를 비우고 결국에 상기 펀치(4)에 대해 스쿼싱하기 위해, 개방하는 측의 반대측에 있는 커피 파드(C)의 일부를 점진적으로 압축하고, 상기 펀치(4)는 커피 파드(C)의 개방 가능한 부분을 절단하여 그 사이를 분쇄 커피(P)가 통과하게 하는 데 적합한 하나 이상의 이격된 블레이드를 포함하는 에스프레소 머신.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 개방 펀치(4) 및 상기 로딩 피스톤(5)은 각각의 고정된 하우징 시트(2)에 상기 커피 파드(C)가 이후에 삽입되는 이동식 서랍(1)의 2개의 대향하는 벽과 일체화된 에스프레소 머신.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 커피 파드(C)가 상기 하우징 시트(2) 내에 삽입될 수 있는 개방 위치와, 상기 로킹 레버(3)가 상기 하우징 시트(2)에 대한 제 위치에서 상기 커피 파드(C)를 고정하는 체결 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 레버(3)를 추가로 포함하는 에스프레소 머신.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동식 서랍(1)은 선형 액추에이터 장치에 의해 변위 구동되는 에스프레소 머신.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 선형 액추에이터는 상기 이동식 서랍(1)과 일체화된 너트(8)와 결합된 웜 나사(7)를 회전 구동시키는 고정된 회전 전기 모터로 구성되는 에스프레소 머신.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 로딩 피스톤(5)에 의해 파드(C)로부터 제거된 분쇄 커피는 호퍼(T)에 의해 수거되어 상기 추출 블록(E)으로 공급되는 에스프레소 머신.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파드(C)는 알루미늄 파드이며, 상기 이동식 서랍(1)의 제 1 작업 위치에서, 상기 펀치(4)는 파드(C)의 저부 폐쇄 필름을 부분적으로 절단하여 플랩으로 분할하고, 상기 플랩의 일단부는 파드(C)의 가장자리에 부착된 채로 있는 것을 특징으로 하는 에스프레소 머신.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 이동식 서랍(1)의 반대측의 제 2 작업 위치에서, 상기 추출기 피스톤(5)은 그 측벽을 완전히 뒤집음으로써 파드(C)에서 분쇄 커피를 비우도록 하는 에스프레소 머신.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 작업 위치에 대응하는 제 3 작업 위치에서, 상기 펀치(4)는 단순한 낙하 또는 이젝터 장치에 의해 뒤집혀진 빈 파드(C)를 상기 제 2 수거 컨테이너(A) 내로 토출하기 전에 폴딩하고 스쿼싱시키는 에스프레소 머신.
11. 제 2 항에 있어서,
    상기 펀치(4)는 상기 로딩 피스톤(11)이 이동 가능한 로딩 실린더(10)의 베이스에 배열되고, 상기 로딩 실린더(10) 내부에 상기 로딩 피스톤(11)과 상기 펀치(4) 사이에 상기 커피 파드(C)를 위한 하우징 시트(2)가 더 설치된 에스프레소 머신.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 로딩 피스톤(11)은 상기 로딩 피스톤(11)과 일체화된 랙(18c)과 결합된 톱니바퀴(17)를 회전 구동시키는 피스톤 기어모터(16)로 구성된 선형 액추에이터에 의해 이동 구동하는 에스프레소 머신.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로딩 실린더(10)는 상기 추출 블록(E) 상부에 수직으로 정렬되고, 상기 로딩 피스톤(4)에 의해 커피 파드(C)로부터 제거된 분쇄 커피(P)가 상기 추출 블록(E) 내부에 직접 낙하하는 에스프레소 머신.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주입 피스톤(13)이 이동 가능한 주입 실린더(12)를 추가로 포함하고, 상기 주입 실린더(12)는 추출 블록(E) 상부에 수직 정렬로 로딩 실린더(10)와 위치를 교대로 교환하기 쉽고, 또한 상기 주입 피스톤(13)의 저부 표면 상부로 연장되어 분쇄 커피(P)와 접촉하도록 의도된 열수 디퓨저에 연결된 열수 주입구(14)를 포함하는 에스프레소 머신.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 주입 피스톤(13)은 톱니바퀴(17)와 상기 주입 피스톤(11)과 일체화된 랙(18i) 사이의 결합을 통해 상기 로딩 피스톤(11)을 이동 구동시키는 동일한 피스톤 기어모터(16)에 의해 이동 구동되는 에스프레소 머신.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 로딩 실린더(10) 및 상기 주입 실린더(12)는 에스프레소 머신 보디 상에서 회전하고, 실린더 기어모터(20)에 의해 회전 구동되는 일체형 실린더 어셈블리로 제작되는 에스프레소 머신.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 로딩 실린더(10)에 의해 스쿼싱된 빈 파드(C)는 상기 주입 실린더(12)가 추출 블록(E) 상부에서 수직으로 정렬되고, 상기 로딩 실린더(10)가 상기 빈 파드 컨테이너(A) 상부에서 경사져 있는 실린더 어셈블리의 위치에서 빈 파드 컨테이너(A) 내로 배출되는 에스프레소 머신.
18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추출 블록은 토출 피스톤(21)이 이동할 수 있는 추출 실린더(E)로 구성되고, 상기 토출 피스톤(21)의 헤드는 추출 실린더(E)의 저부를 이루고, 상기 로딩 실린더(10)로부터 나오는 분쇄 커피(P)가 로딩되는 플레이트 필터를 유지하는 에스프레소 머신.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 추출 실린더(E)는 에스프레소 머신 보디 상에서 회전할 수 있고, 또한 에스프레소 음료 추출이 일어나는 제 1 위치와 사용된 커피 찌꺼기(P_E)가 커피 찌꺼기 컨테이너(F) 내로의 토출이 일어나는 적어도 부분적으로 거꾸로 뒤집힌 제 2 위치 사이에서 토출 기어모터(24)에 의해 회전 구동되고, 토출 피스톤(21)과 일체화된 핀(23)과 에스프레소 보디에 일체화되고 상기 추출 실린더(E)가 그 주위를 회전하는 피봇(25)에 대해 비대칭 나선 패턴을 갖는 슬롯 캠(22) 사이의 상호작용에 기인하여, 상기 추출 실린더(E)의 회전에 의해 추출 실린더(E)의 저부에서의 분쇄 커피(P)의 로딩 위치로부터 추출 실린더(E)의 상단의 사용된 커피 찌꺼기(P_E)의 토출 위치까지 토출 피스톤(21)이 동시에 이동되는 에스프레소 머신.

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