(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力を使用して液体を物質に通すことによりセルから液体食料品を生成するための方法であって、液体が前記セル内に注入され、前記セルが回転駆動され、遠心力により前記セルの外周から前記液体食料品が排出され、液体が前記セルを満たすにつれて前記セル内に含まれるガスが前記セルから制御可能にパージされ、液体が前記セルを満たした後に前記セルの回転速度が増大される方法。
【請求項２】
ガスパージが、少なくとも１つのガスパージ導管をバルブによって閉じることにより終わる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
所定量の液体が前記セル内に満たされた後、あるいは、所定の時間が経過した後に、ガスパージ導管が閉じられおよび／または回転速度が増大される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記セルの上端または外側で液位が検出された後に前記ガスパージ導管が閉じられおよび／または回転速度が増大される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスパージ導管が、前記バルブの閉塞に作用する遠心力の効果によって自動的に閉じられる、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記セルの中心軸線から前記セルの最大半径の１／５を超えない距離にある軸線方向の位置で制御されたガスパージを引き起こすことによりガスが除去される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記セルの外側で制御されたガスパージを引き起こすことによりガスが除去される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
液体注入導管以外の少なくとも１つのガスパージ導管を通じてガスがパージされる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記液体注入導管の周囲に同軸状に配置された導管を通じてガスがパージされる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
遠心力を受ける液体が、排出バルブによって十分な遠心速度に達するまで前記セルから排出されることが防止される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
遠心力を使用して液体を物質に通すことによりセルから液体食料品を生成するための方法であって、前記セル内に満たされた液体および前記セルが第１の回転速度で回転される事前湿潤段階と、液体が前記セル内に満たされ続けて前記セルが第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転される抽出段階とを備える、方法。
【請求項１２】
セルの遠心作用によって液体を食品物質に通すことにより前記セル内に収容される食品物質から液体抽出物を生成するための飲料生成システムであって、
液体を前記セル内に注入するための液体注入手段と、
少なくとも１つの遠心速度で前記セルを回転駆動するための回転駆動手段と、
液体抽出物が前記セルから前記遠心速度で抜け出ることができるようにするための外周排出手段と、を備え、
液体が前記セルを満たすにつれてガスを前記セルから除去するように構成されるガスパージ手段を備える、
飲料生成システム。
【請求項１３】
前記ガスパージ手段が少なくとも１つのガス専用パージ導管を備える、請求項１２に記載の飲料生成システム。
【請求項１４】
前記ガス専用パージ導管の開閉を制御するためのバルブを備える、請求項１３に記載の飲料生成システム。
【請求項１５】
前記回転駆動手段の回転速度を増大して飲料生成サイクルを事前湿潤段階から抽出段階へ変えるための速度制御手段を備える、請求項１２または１３に記載の飲料生成システム。
【請求項１６】
前記セル内の液体の充填レベルを検出するための手段を備える、請求項１２または１４に記載の飲料生成システム。
【請求項１７】
前記ガスパージ手段が流体選択的なシール手段を備える、請求項１２に記載の飲料生成システム。
【請求項１８】
前記流体選択的なシール手段が、前記液体注入手段と前記セルに係合する回転係合ベースの孔との間の自由隙間を備える、請求項１７に記載の飲料生成システム。
【請求項１９】
前記自由隙間が螺旋状のネジ切りによって得られる、請求項１８に記載の飲料生成システム。
【請求項２０】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法で使用されるセルであって、パージ中に固形物がガスによって運ばれるのを防止するためのフィルタを備え、前記フィルタが、当該セルのカップ形状本体に挿入される内部蓋の中心部に配置される、セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心作用を受けるセル内に収容される物質に水を通すことにより液体抽出物を生成するための方法およびシステムに関する。より具体的には、本発明は、コーヒーなどの飲料抽出物を生成するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
浸出されたコーヒーとコーヒー粉末とから成る混合物が遠心力によって分離される飲料生成は知られている。そのような混合物は、湯などの液体およびコーヒー粉末を所定時間にわたって一緒にすることにより得られる。その後、液体がスクリーンに通され、そのスクリーン上に粉末材料が存在する。
【０００３】
英国特許第１５０６０７４号の場合などの特定の方法では、セルは、コーヒーをカプセル内に充填できるようにするための大きな開口を備える。その後、液体がセル内に満たされ、セルが回転される。通常は、セルが液体で完全に満たされない。そうでなければ、小さい排出オリフィスに形成される圧力の勾配に起因して液体が大きな開口から漏れる。
【０００４】
欧州特許第０７９７１３号は、フィルタ要素に隣接するカバーを有し、それにより、ほぼ閉じられたフィルタセルを形成する同様の遠心装置に関する。問題点は、浸出動作の初めに空気がフィルタおよび制限隙間を通じて十分急速に逃げることができない場合、セルにエアポケットを形成する可能性があるという点である。エアポケットは、物質の完全な湿潤および／または抽出にとって有害となる可能性があり、また、容積が不十分なセル内で液体の圧力の上昇をもたらす場合がある。
【０００５】
国際公開第２００６／１１２６９１号は、粉末／水混合物を供給してシリンダとピストンとの間に画定される空間内に送り込むためのスリットを備える他の遠心装置に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遠心システムの１つの問題点は、過剰なガスがセル内に残る場合には限られた量の液体しかセル内に入ることができないという点である。したがって、原料が適切に湿潤されない領域がセル内に存在する可能性がある。その結果、抽出の質に悪影響をおよぼす。特に、粉末原料が適切に湿潤されない場合、排出液の抽出率が低くなる。すなわち、全体の形成分含有量（「Ｔｃ」）が低くなる。
【０００７】
また、不十分な量の液体がカプセル内に導入される場合には、液体がセルから抜け出るための遠心圧力が非常に高くなり、それにより、液体抽出物をカプセルから抜け出させるために非常に高い回転速度が必要となる。
【０００８】
更に、セルに形成される排出口は非常に小さく、または、更には排出口が排出バルブによって閉じられる可能性があるため、所定量のガスは、これらの開口またはバルブから正確に、または適時に逃げることができない。
【０００９】
したがって、本発明の１つの目的は、遠心システムから出るガス流と遠心システムに入る液体流とを釣り合わせ、それにより、セル内の原料を湿潤させるという課題と、過度の回転速度に達することなくセルに液体を送り込むという課題とを解決できるようにすることである。
【００１０】
本発明の他の目的は、排出される液体の良好な抽出特性を得るために、セル内の原料の適切な湿潤と、湿潤が適切に完了されたときの抽出サイクルの開始とを確保することによって、最適な飲料生成サイクルを達成することである。
【００１１】
他の目的は、清浄であり、装置を汚すおよび／または損傷させる可能性がある固体および／または液体の漏れ（例えば、回転駆動手段のボールベアリングに入るなど）を引き起こさない解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このため、本発明は、遠心力を使用して液体を物質に通すことによりセルから液体食料品を生成するための方法であって、液体がセルを満たすにつれてセル内に含まれるガスがセルから制御可能にパージされる方法に関する。
【００１３】
したがって、本発明の中心原理のうちの１つは、液体がカプセルを満たすときに専用のガスパージを行なうことである。そのため、セルを液体で正確に満たして、液体の抽出前に適切な湿潤を確保することができる。
【００１４】
ガスの解放は、少なくとも１つの専用の導管を通じて制御されるのが好ましい。
【００１５】
ガス解放の制御は、異なる手段によって更に達成されてもよい。
【００１６】
一形態では、ガスパージの選択的な制御がバルブによって更に行なわれる。バルブは、ガスを選択的に逃がすことができるようになっているバルブであって、セルからくる液体を止めるバルブであってもよい。
【００１７】
同じ形態または別の形態において、ガスパージの選択的な制御は、セルの回転速度を増大させることによって更に行なわれる。回転速度の増大の結果として、遠心力がセル内で高くなり、それにより、液体抽出が始まる。
【００１８】
想定し得る形態において、パージ導管は、能動的に制御可能なバルブ、すなわち、開放および／または閉塞のための信号の受信を必要とするバルブを伴うことなく、大気と連通してもよい。
【００１９】
所定量の液体がセル内に満たされた後、あるいは、所定の時間が経過した後に、ガスパージ導管がバルブによって閉じられおよび／または回転速度が増大されることが好ましい。
【００２０】
このため、ガスパージ開放を制御するために制御可能なバルブを設けることができる。したがって、乾燥粉末を収容するセルに液体が充填され始めるときに、十分な量の液体がセル内に満たされるまで、ガスをパージすることができる。また、十分な液体がセル内に満たされたときに液体または固体がガスパージから漏れるのを回避するためにガスパージを適時に停止することができるため、液体漏れの危険を減らすこともできる。
【００２１】
特定の形態において、セルを満たす液体の決定された量は、セルへの液体供給回路内に配置される流量計によって測定することができる。セルの容量に達すると、すなわち、セルが液体でほぼ満たされると、バルブがガスパージ導管を閉じ、および／または、回転速度が抽出速度に達するように増大される。
【００２２】
想定し得る形態では、セルの上端または外側で所定の液位が検出されると、ガスパージ導管が閉じられる。
【００２３】
例えば、液位は、ガスパージ導管中の液体センサによって検出することができる。そのような液体センサは、導管内またはセルと導管との間の流路内またはセル自体の上部の流体の電気的特性、例えば導電率、静電容量、または、抵抗の変化を検出できる。電気特性データは制御ユニットによって受けられ、制御ユニットは、それに応じてバルブを作動させてガスパージ導管を閉じ、および／または、セルを回転駆動させる手段の回転速度を増大する。
【００２４】
他の想定し得る形態において、少なくとも１つのガスパージ導管は、制御ユニットの介入を伴うことなく開閉するバルブによってそれ自体を調整できる。１つの例では、バルブが遠心力の作用によって閉塞制御される。このため、バルブは、それに対して加えられる遠心力が一定の閾値を下回るときにガスパージ導管を開放する第１の位置と、遠心力が閾値を超えるときに導管を閉塞する第２の位置とをとることができる。この場合、導管のバルブは、遠心力を受けるために中心軸線に対してオフセットされた位置に配置され、また、バルブの閉塞は、セルが十分な回転速度で遠心駆動されるときに自動的に行なわれる。バルブは、例えば、遠心作用によって導管のシール座部内で変形され、または変位されるゴム弾性部材であってもよい。
【００２５】
より好ましくは、ガスは、セルのほぼ回転中心軸線でガスパージを引き起こすことにより除去される。中心位置でのガスパージが好ましい。これは、その領域では、液体に対して作用し、漏れを引き起こす可能性がある遠心力が最小だからである。中心位置とは、中心軸線からセルの最大半径の１／５を超えない距離にある軸線方向位置のことである。
【００２６】
１つの想定し得る形態において、ガスパージ導管は、好ましくはセルの蓋膜を通じてセル内に導入される。したがって、液体がセル内を満たすにつれて、ガスは、それがセルから抜け出る前に導管のガスパージ入口に吸い込まれる。
【００２７】
他の形態では、ガスパージ導管がセルの外側に配置される。セルは蓋膜を有することが好ましく、該蓋膜は、穿孔されることにより、ガスがセルから逃げられるようにするとともに、蓋膜の上側に配置される導管を通じてガスを放出できるようにする。蓋膜の穿孔は、液体排出口をセルに設けるため、したがって、ガスがセルから出てパージ導管へ向かうことができるようにするために行なうことができる。
【００２８】
本発明の１つの想定し得る態様によれば、遠心力を受ける液体は、十分な遠心速度に達するまでセルから排出されることが防止される。特に、遠心力を受ける液体流は、セルから抜け出る遠心力を受ける液によって打ち勝たれるべき圧力閾値を形成する排出バルブによって停止される。排出バルブはセルの外周領域に配置される。比較として、排出バルブは、制御可能な圧力閾値をもたらし、小さいオリフィスをセルに設ける必要がない。そのようなオリフィスは塞がったり、または詰まったりする危険を伴う。
【００２９】
しかしながら、セルの排出側のバルブは、閉じられたバルブを通じて逃げることができないセル内のガスも遮断する。したがって、排出バルブは、本発明のガスパージ導管をバルブの上流側に配置して設けることを必要とする。排出バルブは、回転速度の増大に応じて増大し得る排出液の流量を制限するようになっていることが好ましい。例えば、排出バルブは、バネ付勢手段によって強制的に閉じられるリング形状制限手段である。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、ガスは、液体が注入される事前湿潤段階中にパージされるのが好ましい。
【００３１】
想定し得る形態では、液体注入手段とセルに係合する回転係合ベースの孔との界面に流体選択的なシール手段が設けられ、それにより、容器が水で満たされるときにガスが容器から逃げることができるようにするが、水が界面から漏れ出ることを阻止する。
【００３２】
このため、導管は、選択的に流体を逃がすように形成されおよび／または寸法付けられる隙間を形成してもよい。
【００３３】
特に、ガスなどの揮発性化合物は隙間を通じて移動することができるのに対し、より粘性がある水または水と物質との混合物などの液体は、隙間を通じて移動することができない。
【００３４】
隙間は、液体が隙間を完全に横切るのを防止できる十分な長さにわたって界面で延びてもよい。特に、隙間は、少なくとも１０ｍｍの長さ、より好ましくは１０ｍｍを超える長さを有してもよい。隙間の厚さは約０．１〜１．０ｍｍの範囲をとることができる。
【００３５】
好ましい形態では、隙間が回転係合ベースの螺旋状のネジ切りによって得られる。ネジ切りは、水注入器に対するその回転動向に起因して液体を容器の方向に押し戻す傾向がある長い螺旋状の流路を形成する。
【００３６】
より好ましくは、水を比較的低い圧力で水注入器を通じて供給するために、水注入器の上流側の流体回路中に水輸送手段が設けられる。水輸送手段は、例えば、遠心ポンプなどの圧力ポンプ、隔膜ポンプ、重力ポンプ、または、蠕動ポンプ、ピストンポンプであってもよい。ポンプは、大気圧を越える相対的にプラスでない圧力で水を容器内に満たすように設計され得る。水のための圧力輸送手段も、動的なシール手段を横切るのに十分なモーメントが液体に与えられないようにするのに寄与する。実際に、動的なシールは、水輸送手段によって隙間の内側に押し込まれる液体に対して与えられ得るモーメントに対抗する更に大きいモーメントを液体に対して与える。
【００３７】
また、回転係合ベースと容器の入口壁との間に接触シール手段が配置されてもよい。接触シールは、容器の表面に対して軸線方向シールを行なうことが好ましい。接触シール手段は、容器内の遠心力を受ける流路をバイパスして飲料を希釈させる可能性がある遠心力に起因して液体が容器と回転ベースとの間を流通できないようにする。
【００３８】
接触シール手段は、軸線方向シール構造を形成するゴムまたはシリコンＯリングなどのゴム弾性部材であることが好ましい。
【００３９】
好ましい形態では、接触シール手段が水注入器の直ぐ周囲に配置される。結果として、液体は、穿孔された排出口によって容器から抜け出て容器の外面に接触することが防止される。装置が開放されて容器が装置から除去されると、制御されない態様で滴り落ちる可能性がある湯などの残存液は装置内に殆どない。
【００４０】
本発明の特定の態様によれば、回転係合ベースは、容器の壁に少なくとも１つの排出口を穿孔するためにベースの外周に配置される少なくとも１つの穿孔部材を備える。より好ましくは、回転係合ベースは、係合ベースの外周に均等に分布される幾つかの穿孔部材を備える。
【００４１】
回転ベースは、容器の周囲で装置を閉塞する最中に容器の壁に対して係合圧を加えるディスクの形態をとることができる。加えられる係合圧に起因して、穿孔部材は、飲料が容器から抜け出ることができるようにするための排出口を容器に穿孔することができる。
【００４２】
他の態様において、回転ベースは、容器から出る遠心力を受ける液の圧力の一定の閾値で開放する弾性的に付勢されるバルブを備える。
【００４３】
本発明の他の態様によれば、方法は、遠心力を使用して液体を物質に通すことによりセルから液体食料品を生成するためのものであり、セル内に満たされた液体およびセルが第１の回転速度で回転される事前湿潤段階と、液体がカプセル内に満たされ続けてセルが第１の回転速度よりも高い第２の回転速度で回転される抽出段階とを備える。
【００４４】
第２の回転速度は、セル内の液体の充填レベルの結果として増大されるのが好ましい。特に、第２の回転速度は、液位が所定の充填レベルに検出されるときに増大される。充填レベルは、液体センサによって直接に検出されてもよく、あるいは、セルに供給される液体の量を測定することによって間接的に検出されてもよい。
【００４５】
「事前湿潤」とは、遠心作用が例えば排出バルブを開放することによって液体抽出物を排出側でセルから抜け出させるのに十分となる前に液体がセル内の原料と密に混合される段階のことである。
【００４６】
「抽出」とは、遠心力の結果として液体が原料を通過してセルから排出される段階のことである。本発明の形態との関連で、液体の排出は、セルの十分な回転速度が達成されることを必要とする場合がある。
【００４７】
事前湿潤中、セルは、抽出中よりも低い速度で回転駆動されてもよい。事前湿潤中、セルは、静止したままであってもよく、または、断続的に回転されてもよい。
【００４８】
物質、特に挽いたコーヒーの事前湿潤は、抽出を改善し、その結果、風味および香りを改善することが分かった。この段階中、回転速度は、液体抽出物がセル内に残存して物質と完全に混合するように十分低く維持されるのが好ましい。液体がセル内に満たされてセルがゆっくりと回転すると、ガスをパージすることができ、それにより、セル内に含まれる少なくともかなりの量のガスが除去されて、液体がセルを占有して物質と混合するのに十分な空間が残される。
【００４９】
特定の実施形態において、ガスは、セル内に液体を供給する第１の液体導管以外の少なくとも１つの導管を通じてパージされる。特定の形態において、ガスパージ導管は、該第１の液体注入導管の周囲に同軸線に配置される。液体供給導管は、セルの蓋膜を穿孔する中空針であってもよい。液体供給導管を回転軸線に沿って位置合わせすることができる。
【００５０】
想定し得る形態では、セルからガスをパージした後に、ガス導管を通じて液体をセル内に注入することもできる。したがって、ガスパージが行なわれた後に液体導管およびガス導管の両方を通じて液体を注入することができる。これは、ガスパージ動作中にガス導管に入った可能性がある想定し得る固体粒子をガス導管から洗い流すことができるという利点を与える。
【００５１】
本発明の方法は、抽出段階後にセル内に収容される物質のスピン乾燥段階を更に含んでもよい。スピン乾燥段階中、ガス導管は、セル内に空気を導入して、セルの排出側から排出される液体と置き換えることにより、セル内に圧力平衡を与えるべく使用することができる。特に、ガス導管は、制御可能なバルブによって大気圧に置かれることができる。この圧力平衡は、セルが相対真空下で変形しないようにする。
【００５２】
また、本発明は、セルの遠心作用によって液体を食品物質に通すことによりセル内に収容される食品物質から液体抽出物を生成するための飲料生成システムであって、液体をセル内に注入するための液体注入手段と、少なくとも１つの遠心速度でセルを回転駆動するための回転駆動手段と、液体抽出物がセルから該遠心速度で抜け出ることができるようにするための外周排出手段と、を備え、液体がセルを満たすにつれてガスをセルから除去するように構成される専用のガスパージ手段を備える飲料生成システムに関する。
【００５３】
ガスパージ手段は、液体がセル内に供給される間に、例えばセルの内容積を大気に接続するために主液体供給導管から分離される専用のガスパージ導管を備えることができる。
【００５４】
システムは、駆動手段の回転速度を増大して飲料生成サイクルを事前湿潤段階から抽出段階へ変えるための速度制御手段を備えることが好ましい。
【００５５】
システムは、セル内の液体の充填レベルを検出するための手段を備えることが好ましい。実際に、これらの充填レベル検出手段は、湿潤段階に続く抽出段階の始まりを調整することができ、その結果、排出液の適した抽出特性、例えば適正Ｔｃを有するコーヒー飲料を得ることができる。
【００５６】
ガスを制御可能な態様で選択的にパージできるようにするために、少なくとも１つのガスパージ導管に１つのバルブが更に関連付けられてもよい。
【００５７】
一形態では、ガスパージ手段が少なくとも１つのガスパージ導管を備えており、該ガスパージ導管は、液体が別個の液体供給導管を通じてカプセルを満たすときにガスパージ導管が開放状態に維持される時間を制御するために制御可能なバルブに接続される。
【００５８】
他の形態では、ガスパージ導管がバルブを伴うことなく大気に連通する。
【００５９】
特定の実施形態において、ガスパージ導管は、セル内に入り込むガス注入口を有する。
【００６０】
他の実施形態において、ガスパージ導管は、セルの外部にあって、好ましくはセルよりも上側、特にセルの蓋よりも上側に配置されるガス注入口を有する。
【００６１】
特に、ガスパージ導管は、液体がセル内に注入され、液体抽出物が遠心力によって排出手段を介してセルから抜け出る遠心速度よりも低い速度でセルが回転される事前湿潤段階で開放するように制御される。したがって、事前湿潤段階中にガス導管をバルブにより開放状態に維持することができる。このとき、バルブは、所定量の液体がセル内に充填された後または特定の時間後に閉じられるように制御できる。例えば、システムは、セル内に供給される液体の量に関する入力を与えるための流量計を備えることができる。流量計は、例えば装置の制御ユニットによってカウントされるインパルスの形態で信号を制御ユニットに供給できる。所定量のインパルスに達すると、ガス導管のバルブが、セル内に含まれるガスのための導管を閉じる。
【００６２】
想定し得る制御形態において、システムは、セル内、またはセルの外側の最大液位を検出するための液体検出装置を備える。液体検出装置は、例えば電気抵抗センサ、誘導センサ、または、容量センサを備えることができる。センサは、例えば、ガスパージ導管内、または、導管とセルとの間、例えばセルの蓋よりも上側に配置することができる。制御ユニットは、センサ場所でのガスまたは液体の検出に対応する検出値の変化に対する応答として回転速度の増大および／またはバルブの作動を確保する。例えば、セル内で及ぼされる十分な遠心力に対応する設定値を超えて速度が増大されると、排出手段を通じて液体の抽出が始まる。結果として、排出バルブ手段が開放し、それにより、液体がセルから排出され、または抽出される。液位が既に所望のレベルまで検出されているため、セル内の原料が適切に湿潤されるようにしつつ、抽出を行なうことができる。
【００６３】
液体供給導管は、導管とセルの蓋、例えばカプセルの上端膜との間の界面にシールを適用するシール部材に関連付けることができる。結果として、液体は、液体供給導管の基部で漏れることが防止されるが、原料、例えばコーヒー粒子の良好な湿潤のためにセル内の物質を横切らされる。
【００６４】
想定し得る形態では、ガス導管を液体供給源と連通した状態に配置して、ガスがセルからパージされた後に液体をガスパージ導管を介してセル内に供給するようにバルブが制御できる／制御される。したがって、ガス導管の閉塞は、ガスパージ導管が液体供給源と連通される位置にバルブを切り換えることによって行なわれる。したがって、ガスパージ導管は、主液体導管に加えて、液体をセル内に供給することができる。結果として、セルの回転速度が事前湿潤段階中よりも高い遠心段階中に、セル内で液体流量をかなり増大させることができる。したがって、最初の段階中に導管内に導入され得る固体粒子をガス導管から洗い流すことができる。
【００６５】
バルブは、抽出段階後のスピン乾燥中にガス導管を大気に設定するように更に構成されてもよい。スピン乾燥中、液体供給手段が停止されて、回転駆動手段が高速で維持され、それにより、液体がセルの外周排出側を通じてカプセルから抜け出ることができる。
【００６６】
特定の形態では、液体をセル内に供給するためにガス導管を液体供給導管の周囲に同軸線に配置することができる。
【００６７】
好ましい形態において、外周排出手段は、排出液の流量を制御するために制限バルブを備える。制限バルブは、抽出中において回転速度を増大する最中に排出液の所定の遠心圧力がバルブに対して得られるときに開放するように作用することが好ましい。制限バルブは、リング形状の閉塞手段と、セルから出る液体の加圧流抵抗に対対するためのバネ付勢手段とを有することが好ましい。
【００６８】
本発明の他の態様において、本発明は、パージ中に固形物がガスによって運ばれるのを防止するためのフィルタを備えるセルにも関連する。フィルタは、セル内を少なくとも２つの容積に分離するように配置させることができ、容積のうちの１つが食品原料を収容する。
【００６９】
確かに、セルから除去されるガスの流れを妨げる固体粒子によって主要な問題が引き起こされる場合がある。フィルタは、２５０ミクロン未満の直径の開口および／または２５０ミクロン未満の幅のスロットを備えることが好ましい。フィルタは、多孔質プラスチック部またはメッシュ、織布または不織布、あるいは、濾紙など、セルの一体部分であってもよい。
【００７０】
更に、セルは、それがシステム内に導入される前にシール状態で閉塞されるカプセルであってもよい。カプセルは、ＣＯ２および／または窒素などの不活性ガスによって保護される食品物質を収容することができる。
【００７１】
したがって、本発明は、「開放」システムよりも清浄な解決策、および、供給される液体抽出物のより制御可能な品質を与えるためのカプセルにも関する。
【００７２】
カプセルは、液体注入口および排出口を設けるためにシステムの穿孔要素によって穿孔される閉塞膜によって閉じることができる。
【００７３】
カプセルは、固形物が液体注入口、例えばカプセルの穿孔された注入口を通じてカプセルから出るのを防止するための内部フィルタ部を備えることができる。この第１のフィルタ部は、カプセルの中心位置にあることが好ましい。
【００７４】
カプセルは、固形物が液体排出口を通じて、例えばカプセルの穿孔された排出口を通じて抜け出るのを防止するための第２のフィルタ部を備えることもできる。この第２のフィルタ部はカプセルの外周領域にあることが好ましい。これらのフィルタ部は、カプセルのカップ形状本体に挿入される同じ内部蓋の一部となることができる。また、第１および第２のフィルタ部は、カプセルの別個の要素の一部となることもできる。
【００７５】
カプセルは、挽いたコーヒー、リーフティー、インスタントコーヒー、インスタントティー、ハーブティー、ココア、ミルク、クリーム、栄養原料、および、これらの組み合わせを含む飲料原料を収容することができる。
【００７６】
本出願において不必要な繰り返しを避けるために、本方法に関連して言及される特徴の全てはシステムに適用することができ、逆もまた同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のシステムの概略全体図である。
【図２】本発明のシステムの一部の概略図である。
【図３】事前湿潤段階中およびガスパージ中の第２の実施形態に係る本発明の一部の概略図である。
【図４】その後の抽出段階中の本発明の一部の概略図である。
【図５】最終的なスピン乾燥段階中の本発明の一部の概略図である。
【図６】本発明のセルの一実施形態の内部蓋の図を示している。
【図７】他の変形例に係るシステムの流体注入手段の詳細を示している。
【図８】ガスパージ中の他の変形例に係る本発明のシステムの断面図を示している。
【図９】事前湿潤段階中の更に他の変形例に係るシステムの詳細な断面図を示している。
【図１０】抽出段階中の図９のシステムの詳細な断面図を示している。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る飲料生成装置の斜視図を示している。
【図１２】図１１の図のＡ−Ａ線に沿う断面図を示している。
【図１３】図１２の図の詳細な部分図、特に、容器および注入サブアセンブリの形態を好ましい実施形態にしたがって示している。
【図１４】図１３の図の拡大細部、特に動的シール手段を示している。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
以下、図面を参照して、本発明を更に詳しく説明する。
【００７９】
図１から分かるように、本発明の遠心システムは、遠心セル３が内部に配置される遠心ユニット２を備える。遠心セル３は、焙煎して挽いたコーヒーポーションなどのポーション食品原料を収容する使い捨てカプセルであってもよい。カプセルをユニット内に挿入する前に、カプセルは、内部に収容される食品原料の鮮度を維持するために気密にシールされるのが好ましい。あるいは、遠心セル３が遠心ユニット２の詰め替え可能なセルであってもよい。
【００８０】
遠心ユニット２は、電気回転モータと駆動シャフトとを備える駆動手段５に接続される。駆動手段５は、遠心ユニットの回転ドラムを回転軸線Ａに沿って回転させ、したがって、遠心ユニット２の回転ドラム内に収容される遠心セル３を該遠心セルの同じ軸線Ａを中心に回転させるようになっている。なお、セルは、特にセルが具体的に使い捨てカプセルではなく装置の詰め替え可能な部品である場合には、回転ドラムの一部または全部であってもよい。
【００８１】
遠心ユニット２は収集部分と排出ダクト３５とを更に備えており、生成されるべき飲料が排出ダクト３５を通じて例えば排出ダクトの下側に配置されるカップまたはマグカップなどの容器４８内に排出される。
【００８２】
システムは、水リザーバ６と流体回路４とを含む液体供給手段を更に備える。リザーバ６は、リザーバ６内に収容される水を加熱するための水加熱手段３１を備えることが好ましい。加熱手段３１は加熱コイルであってもよい。水の加熱手段は、流体回路４内のサーモブロックによって同様に得られてもよく、また、水リザーバ６に対して相対的に下流側に配置されてもよい。
【００８３】
液体供給手段は、リザーバ６に接続されるポンプ７を更に備える。ポンプ７は遠心ポンプであることが好ましい。また、ポンプ７は流体回路４によって遠心ユニット２に接続される。
【００８４】
ポンプ７は、十分な液体をセル３へ供給するという目的を果たす低圧ポンプであることが好ましい。また、動作中、遠心セルは、液体供給源から水を引き出すことによって遠心ポンプとして作用する。
【００８５】
遠心ユニットには、セル３から抜け出る遠心力を受ける液体がユニットの収集部分に収集される前に該液体の流量制限をもたらすために液体排出バルブ１９が設けられる。排出バルブ１９は、セル内での液体の滞留時間を増大させることができ、したがって、特にコーヒーにおける抽出を改善する。また、流れが排出バルブを通過するために必要な高い回転力に起因して、流れがかなり加速される。結果として、良好な量の泡またはクレマを得ることができる。
【００８６】
排出バルブは、液体によってバルブで圧力の一定の閾値が得られたときに環状の流れ隙間を残して遠心力を受ける液体がセルから抜け出ることができるようにするべく開放することが好ましい。このため、バルブ１９は、遠心力を受ける液体の圧力に対して一定の荷重まで対対するための弾性付勢手段２７を備える。また、バルブの荷重は、荷重作用手段５０によって圧力の一定の閾値で開放するように調整できる。例えば、荷重作用手段５０は、弾性付勢手段２７に作用して、バルブ１９に作用する先行荷重を変える。したがって、例えば弾性部材に作用する作用手段５０の圧縮拘束によって弾性手段に与えられるプレストレスが高ければ高いほど、一貫した流量を維持するためにバルブに打ち勝つのに必要な液体の圧力が高くなり、したがって、必要な回転速度が高くなる。結果として、バルブ手段１９の荷重を調整することにより、泡またはコーヒークレマのレベルを制御できる。
【００８７】
液体供給手段と遠心ユニット２との間の流体回路４には、液体の流量に関する計測手段８が設けられる。計測手段８は、例えば、電気インパルスデータ１０を生成するパルス符号流量計測タービンである。したがって、生成されるインパルスの周期は、流体回路４内での液体流れの速度に比例するのが好ましい。
【００８８】
システムは、カウンタ１１、制御ループフィードバック機構を与えることができるＰＩＤコントローラなどの中央コントローラ１２、および、マニュアルインタフェース１３を備える制御手段９を更に備える。制御手段は、流量に関連するプロセス変量を受けるために流量計測タービン８に接続されるとともに、操作変数、すなわち、回転速度をモータに入力するために回転モータの駆動手段５に接続される。更に、コントローラ１２は、回路における液体供給の開始と停止を行なうためにポンプ７に接続される。
【００８９】
流量計測タービン８に接続されるカウンタ１１は、生成されたインパルスデータ１０の解析を可能にする。その後、解析されたデータは中央コントローラ１２へ転送される。したがって、流体回路４内の液体の正確な実際の流量をリアルタイムで計算できる。
【００９０】
図２を参照すると、本発明のシステムは、主としてセル３内に液体を注入するための流体注入手段２０を更に備える。流体注入手段は、ユニット２に装着固定されるが、排出リング形状バルブ１９を備える回転プレート５５に対してボールベアリング５４を介して接続される。
【００９１】
流体注入手段は、回転軸線「Ａ」に沿ってほぼ位置合わせされる第１の液体供給導管２１を備える。導管２１は、飲料物質を収容する容積２２内に液体を供給するために、セル内、例えばシールされたカプセル内に挿入できる針または槍の形状を成すことができる。第１の液体供給導管２１を取り囲む第２の導管２３を設けることができる。後述するように、第２の導管２３は異なる機能を有することができ、そのうちの１つの機能は、ガスをセルから除去でき、またはパージできるようにすることである。好ましい実施形態で説明されるように、第２の導管２３は第１の導管２１に対して同軸線に配置される。しかしながら、例えば第２の導管２３が第１の導管２１に隣接して（すなわち、並んで、または近接して）配置されるという他の構成も想起できる。
【００９２】
ガスをカプセルからパージするための第２の導管２３は、ガスがセルの上側中心領域に蓄積する傾向があるため、セル内により深く進入する第１の導管２１の自由注入口２５よりも上側にある第１の自由端２４をセル内に有する。この好ましい構造は、液体が第２の導管内に吸い込まれる危険も減らす。
【００９３】
カプセルからくる液体がボールベアリング５４に入らないようにするために、ゴムガスケット７２などのシール部材が最も外側の導管２３の周囲に配置されるのが好ましい。
【００９４】
第１の実施形態において、第２の導管２３は、大気に対して直接に接続され、または第２の自由端２６によって選択的バルブ７３を介して間接的に接続される。結果として、ガスを導管２３によって直接に放出して大気に解放できる。バルブ７３は、ガスの選択的な通過を可能にするが液体に対して閉じる逆止弁であってもよい。導管２３は、セル内に含まれるガスの量に応じて較正され得るガスの制御漏出を形作る。なお、セル内に含まれるガスは、空気、二酸化炭素または窒素などの不活性ガス、または、これらのガスの混合物となり得る。
【００９５】
図２から明らかなように、セル３には、セルのカップ形状本体２９に嵌合する蓋２８を設けることができる。カプセルの本体の外周縁５１をシール膜５６でシールすることができ、外周縁５１に対してバルブ１９が閉塞力を加えることができる。したがって、シール膜は、蓋を覆うとともに、膜が穿孔されまたは膜が最終的に除去され、もしくは開放される前にカプセルがガスおよび液体を通さないようにする。一連の排出口を膜に穿孔するため、また、飲料の流れをセルから解放できるようにするため、穿孔部材５２を遠心ユニットに設けることができ、好ましくは、穿孔部材５２を中心軸線に対して周囲に配置することができる。蓋２８は、流れを収集して、収集されたその流れを膜を通じて穿孔された排出口へ分配するために小さい外周環状凹部５３を形成することができる。
【００９６】
無論、セルの構造は、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの異なる形態をとることができる。例えば、膜を支持するための蓋は必須のものではない。
【００９７】
異なる実施形態に関する図３を参照すると、ガスパージ動作と遠心段階およびスピン乾燥段階とを含む流体注入手段２１の異なる動作モードを制御するために制御可能なバルブ７０が設けられる。バルブ７０は多方向バルブであることが好ましい。バルブ７０は、ソレノイド手段または他の適した手段によって異なる位置（通気、液体供給、・・・）に移動しるように構成できる。
【００９８】
図３に示される第１のモードでは、流体回路４と直接に流体連通する第１の導管２１を通じて液体を注入することによって物質の事前湿潤がセル内で行なわれる。液体ポンプ手段７がＯＮに切り換えられ、回転駆動手段（モータ）が比較的低い回転速度ｖ１でセルを駆動している。例えば、セルの回転速度ｖ１は２００ＲＰＭ未満である。この事前湿潤段階中、バルブ７０が設定され、例えば移動して、ガスパージ導管２３が例えば中間連通ライン７７を介して環境大気に連通する通気口７５と接続される。ガスと混合される少量の液体が通気口７５によって最終的に解放されてリザーバ（図示せず）へ排出されてもよい。
【００９９】
この段階中、物質によって占められていないセルの容積が液体で完全に満たされるのが好ましい。液体は、例えばコーヒー粒子などの物質を湿潤して該物質と混合し始めることができる。回転速度は、液体が物質を横切るのには不十分であり、または、液体の十分な圧力が排出バルブ１９を開放するのには不十分である。
【０１００】
事前湿潤が終了した後、図４に示される高い回転速度ｖ２でセルを駆動することによって遠心抽出が行なわれる。この場合、速度増大は、所定の時間後または流量計８により測定される所定量の液体がセルに供給された後に制御ユニットによって制御される。
【０１０１】
その後、ガスパージ導管２３は、バルブ７０の制御によって、例えばバルブの相対的な動きによって通気口に対して閉じられ、固定された中間連通ライン７７を介して液体供給ライン７６に接続される。この形態では、液体が流体注入手段２０の２つの導管２１、２３によって供給される。例えば約４０００〜１５０００ＲＰＭの高速の結果として、セル内に入る液体は、セルの側壁に対して遠心力を受ける物質に通される。セルの排出口を通過して圧力下で排出バルブ１９を開放させる液体抽出物が形成される。液体抽出物は、ユニットの衝突壁３０に対して突出された後、収集されて分配される。なお、液体ライン７６に対するガスパージ導管２３のバルブによる接続を省くことができ、また、導管２３を単に閉じることもできる。導管２３と液体供給ライン７６との接続がバルブによって行なわれる場合、所定量の液体が流量計によって測定された後に起こってもよい。
【０１０２】
より正確には、コントローラは、液体の量に関して流量計８からインパルスデータ１０を受け、それに応じてバルブを作動させる。バルブの作動は、高速での抽出段階が始まった後に起こってもよい。これは、事前湿潤段階が終了するときに残りの量のガスが依然として排出される場合があるからである。特に、液体よりも低い密度の残留ガスの大部分がセルの中心に残る一方で、液体が遠心力により外周へ移動し、それにより、ガスパージ導管によって排出され得るガス円柱が中心に形成される。液体が流体注入手段のガスパージ導管２３を通じて供給されると、導管に入った固体粒子が導管から洗い流される。したがって、導管が詰まる危険が大いに減少される。
【０１０３】
無論、バルブ７０の作動を、時間のみに関連付けることもでき、必ずしも流量計によって測定される液体の量に関連付ける必要はない。この場合、コントローラは、例えばポンプ７の起動から所定の時間が経過した後にバルブを作動させることができる。
【０１０４】
図５に示される最後の段階では、セル内の物質のスピン乾燥を行なうために、コントローラによって回転駆動手段が速度ｖ３で作動される。スピン乾燥段階は、遠心抽出速度ｖ２よりも高く、例えば１０〜５０％高く設定されてもよい。
【０１０５】
また、コントローラは、それ以上の液体がセルに入らないように液体供給ポンプ７を停止させる。また、バルブ７０は、液体ライン７６と液体供給導管２１との間の連通を遮断するように作動される。ポンプの作動停止は、カップ容積に対応する所定の液量が流量計８によって測定された後に行なわれるのが好ましい。例えば、エスプレッソコーヒーの生成は、約４０ｍＬの液体がセル内に供給されることを必要とする。
【０１０６】
異なる飲料の量、例えば２５、４０、１１０、２２０ｍＬを設定ポイントとしてコントローラに記憶させることができ、それにより、様々なコーヒー飲料（例えば、リステロット、エスプレッソ、ルンゴ、アメリカーノ・・・）の生成を行なうことができる。
【０１０７】
この段階中、ガスパージ導管がバルブ７０によって再び通気口７５に接続され、それにより、高い回転力に起因してセル内に及ぼされる圧力の差によって空気がセル内に引き込まれ得る。液体がセルから次第に除去されて、それ以上の液体がセル内に入らないため、セル内の圧力が減少し、真空効果によって外気がセル内に吸い込まれる。そのため、セル内の圧力は、回転が停止されるまで釣り合う。コントローラはセルの回転を一定時間の後に止める。
【０１０８】
また、飲料生成システムがセル内および／または流体注入手段に配置される粒子のフィルタを備えてもよいことにも留意すべきである。図２において、セルは、物質を収容する容積２２と上面または膜５６との間に配置されるフィルタ８０を備える使い捨てのカプセルとして示されている。フィルタは、食品原料の粒子の平均直径よりも小さい開口を有する多孔質部であることが好ましい。多孔質部は硬質であってもよく、または弾力を有してもよい。多孔質部は、小さい穴またはスリットを有する多孔質プラスチック、メッシュ材料、織布、不織布、または、濾紙から形成することができる。多孔質部は、流体注入導管２１、２３の一部の挿入のための自由挿入容積８１を、食品粒子を収容する容積２２から分離するように配置される。それにより、フィルタは、固体粒子が自由挿入容積８１を汚染すること、したがって、固体粒子が導管２１、２２に入ることを防止するべく作用する。なお、フィルタをガスパージ導管２３および／または主液体供給導管２１の入口２４、２５に配置することができる。例えば、フィルタは焼結多孔質材料の断片であってもよい。他の変形例において、ガスパージ導管２１は、水分配手段および粒子のための濾過手段を形成する多くの細い出口スロットを有するノズルとしてセル内で終端し得る。
【０１０９】
図６は、図２のカプセルの蓋２８の一例を示している。蓋は、カプセルの原料区画室（容積２２）内に固体粒子を保持する役目を果たす一連のスロット８３が設けられる中心凹部８１を備える。スロット８３は、カプセルからパージされるガスを濾過する際に作用する。蓋２８の外周には、カプセルから遠心力を受ける液体を濾過するための第２の一連のスロット８４を備える環状凹部５３がある。そのため、液体は、凹部５３内で収集されて、穿孔された排出口を介してカプセルから出た後、排出バルブを通じて排出される。
【０１１０】
図７は、粒子フィルタ８５がガスパージ導管２３に直接に関連付けられる変形例を示している。例えば、ここでは、粒子フィルタは、ガスパージ導管の自由端または入口２４にグリッド、メッシュ、または、焼結ブロックとして挿入される。
【０１１１】
図８は本発明のシステムの他の変形例を示している。該システムは、遠心ユニット２内に受けられる抽出されるべき所定用量の食品物質、例えば挽いたコーヒーを備える使い捨てカプセルなどのセル３を備える。セルと係合する回転プレート５５には、カプセルの外周縁５１に対して弾性圧を加える液体排出バルブ１９が設けられる。カプセルは、排出口穿孔手段５２によって穿孔されることにより流体がカプセルから抜け出るための一連の排出口、例えば穿孔が形成される蓋膜５６を備える。
【０１１２】
プレート５５の中心部分には、カプセルの容積２２内にその侵入注入口２５を通じて湯を注入するための注入導管２１が設けられる。液体供給導管２１の周囲にはガスパージ導管２３が同軸線的に配置される。ガスパージ導管は、カプセルの上面、すなわち、蓋膜よりも上側で好ましくは短い距離を隔てつつ終端する。ガスパージ導管の入口には蓋センサ５７が配置される。該センサは、制御ユニット１２（図１）に接続されており、したがって、カプセルが液体で満たされるときに遠心ユニット２の回転速度を調整する、すなわち、増大するためにデータをユニットへ送信することができる。導管２３の端部に制御バルブ（任意）が設けられる場合、センサは、カプセルが液体でほぼ満たされるときに導管２３を閉じるためのデータを送信してもよい。
【０１１３】
本発明の独立した態様として、液体供給導管２１とカプセルの上面または蓋膜５６との間の界面にはガスケットまたはシリコンパッド８６などのシール部材が配置される。パッドは、カプセルの膜５６に接続されてもよい。結果として、注入後、回転力の作用によって漏れ出て原料塊を擦り抜ける可能性がある液体はない。なお、シール部材は、導管の一部であってもよく、あるいは、カプセルの一部であってもよく、例えば膜に接着させることができる。本実施形態において、カプセル内のフィルタは、必ずしも必要ではないが、食品物質の固体粒子が膜５６を通過する危険を減らすために設けることができる。
【０１１４】
システムは以下のように機能する。事前湿潤段階では、ユニットが低い回転速度で駆動され、液体が導管２１によってカプセルを満たし始める。液体が原料に流通させられ、また、カプセル内に含まれるガスが場所５２において蓋膜の穿孔された排出口に押し通される。シールパッド８６によってシールが形成されるため、流体が液体供給導管２１の基部で抜け出ることはできない。逆に、ガス流８８は、穿孔された排出口で膜を横切って、カプセルの蓋膜５６と回転プレート５５の下面との間の通路８７でガスパージ導管２３に流し通される。
【０１１５】
回転速度が低いため、事前湿潤中にわたって排出バルブ１９は閉じられたままである。したがって、ガスおよび液体は導管２３へ向けて逃げることしかできない。ガスがカプセルからほぼ除去された後、カプセルが液体で満たされるにつれ、それにより、液体は、外周排出口（穿孔）を通過して導管２３に入ることができる。液体が導管に入ると、液体センサは、それを検出して、回転速度の増大および／またはパージバルブ（図示せず）の閉塞を制御ユニットを介して制御する。したがって、次の段階、すなわち、抽出段階では、カプセルが高速で、例えば５０００〜１６０００ＲＰＭで回転駆動され、一方、液体供給導管２１によって水がカプセル内に供給され続ける。回転速度は高い回転力をもたらすのに十分であるため、遠心力を受ける液体によってバルブ１９が開放する。したがって、抽出された液体は、システムの衝突面へ向けて高速で突出する液体の環状層を形成することによって排出手段へ解放され、すなわち、開位置にあるバルブ１９を通じて解放され、その後、収集されて飲料容器へ流し込まれる。無論、液体センサをガスパージ導管２３の更に上流側に、例えば通路８７に沿って配置することができる。例えば、センサは、電気的な値、例えば針２５と回転プレート５５の内面の所定の点との間の電気抵抗を測定するセンサであってもよい。
【０１１６】
図９および図１０に示される他の実施形態において、本発明のシステムは、遠心力の作用を受けて閉じるパージ手段を備える。したがって、飲料生成プロセス中に回転速度が増大すると、バルブが導管を閉じる。特に、セル３からくるガスを膜５６に設けられた排出穿孔９２、９３に通した後に放出できるようにするため、一連のガスパージ導管９０、９１が回転プレート５５に設けられる。この段階中では排出バルブ１９が閉じられたままであるため、ガスは導管９０、９１を通じて自由に抜け出る。導管は、ゴムガスケットなどのシール要素９４、９５と更に関連付けられる。シール要素は、例えば圧縮作用によって、図９に示されるような導管の開放に対応するそれらの座部９６、９７内に収容される位置から、図１０に示される導管の閉塞に対応する例えばシール要素の弛緩により座部９６、９７から離れる位置へ移動できる。第１の位置から第２の位置への移行は、回転速度がシール要素の変形を及ぼす一定の閾値を超えるときに得られる。したがって、シール要素は、導管の軸線方向で外側に拡張する。回転速度が減少し、または停止されると直ぐに、シール要素はそれらの座部９６、９７内のそれらの休止位置へ戻る。結果として、セル３の回転速度を調整することによってバルブの開／閉を自動調整できるため、システムが簡略化される。
【０１１７】
ここで、図１１〜図１４に関連して本発明の他の形態について説明する。
【０１１８】
装置は、カプセルを挿入できるモジュール１２４を有する。
【０１１９】
カプセルは、浸出されるための食品物質を収容しており、また、カプセルは、使用後に廃棄されるためにモジュールから除去される（例えば、有機または無機の原料の廃棄またはリサイクルのため）。モジュール１２４は、水リザーバ１２５などの給水源と流体連通する。モジュールと給水源との間の流体回路１２７には、圧力ポンプ１２６、例えば遠心ポンプなどの流体輸送手段が設けられる。温水器１２８が更に設けられ、モジュールに入る前に流水回路内の水を温める。リザーバからくる新鮮な水を加熱するために流体回路内に温水器を挿入することができ、あるいは、温水器が水リザーバ内にあってもよく、そのような場合には水リザーバが湯沸し器になる。無論、ウォータープラグ接続部を介して水を家庭用給水源から直接に取り込むこともできる。
【０１２０】
水を低圧または更には重力圧力でモジュール１２４に供給することができる。例えば、モジュールの水注入口では、好ましくは２．５barの圧力、例えば大気圧を上回る０〜２．０barの圧力を想定することができる。
【０１２１】
浸出モジュール１２４は、水注入サブアセンブリと液体受けサブアセンブリとを主に構成する２つの主要なカプセル包囲サブアセンブリ１２９、１３０を備えることができる。２つのサブアセンブリは、装置内で回転軸線Ｉに沿ってカプセルに遠心力を作用させるための位置決め・心出し手段を形成する。
【０１２２】
２つのサブアセンブリは、互いに閉じて、例えばバヨネット型接続システム１３１によってカプセルを内部に取り込む。液体受けサブアセンブリ１３０は、例えば、カプセルからくる遠心力を受ける液体をカップまたはグラスなどの給仕容器へ案内するためにサブアセンブリの側で突出する液体ダクト１３２を備える。液体ダクトは、回転ドラム１３４の周囲に短い距離を隔てて配置される円筒壁を形成する液体受け部１３３と連通し、回転ドラム１３４内には図１２に示されるようにカプセル１２０を挿入することができる。本説明において後述するように、液体受け部は、液体を収集するための中間キャビティ１６３を形成する。液体受けサブアセンブリ１３０の下側には、カプセル受けドラム１３４をサブアセンブリの内側で回転駆動させるための手段が配置される。
【０１２３】
駆動手段は、電力またはガス出力が供給され得る回転モータ１４０を備えることが好ましい。
【０１２４】
水注入サブアセンブリは、上流側が水流体回路１２７と連通する水注入口１３５を備える水注入側を備える。
【０１２５】
図１２に関して、回転ドラム１３４は、カプセルを受けるように相補的に形成される内部キャビティ１３６を有する中空カプセルホルダとして形成される。回転ドラム１３４は、それ自体、ボールベアリングまたはニードルベアリングのような回転案内手段１３９によって液体受け部１３３の外側ベース１３８に対して回転関係に維持される回転シャフト１３７によって軸線方向に延びる。したがって、回転ドラムは中央軸線Ｉ周りに回転するようになっており、一方、受け部の外側ベース１３８は装置に対して固定される。液体受け部１３３は、例えばボルト１４４によってモータ１４０のハウジング１４３に固定することができる。ドラムの回転シャフト１３７とモータ１４０のシャフト１４２との間の接合部分には機械的カップリング１４１が配置される。
【０１２６】
図１３および図１４に示される水注入サブアセンブリ１２９を考慮すると、該水注入サブアセンブリは、装置の長軸線Ｉに対して装置内に固定されて中心に配置される水注入器１４５を備える。水注入器は、水を注入領域１３５からカプセル１２０の筐体１１４の内側に突出するようになっている水排出口１４７へ輸送するための中心管状部材１４６を備える。水排出口１４７は、カプセルの閉塞箔１３５と筐体内の物質を濾過するための開口またはスロットを備える内部要素１８０の最終的に破壊可能な部分とを貫通する穿刺穴１１５を形成できる鋭利な管状チップなどの穿刺手段１４８から形成される。
【０１２７】
水注入器の周囲にはカプセル回転係合ベース１４９が回転可能に装着される。回転係合ベース１４９は、水注入器１４５、特に穿孔管状部材１４６を受けるための中心孔１５０と、ベース１４９と注入器１４５との間に挿入されるボールベアリングまたはニードルベアリング１５１などの回転案内手段とを有する。
【０１２８】
係合ベースは、ディスク形状係合ベース１４９から突出する出口穿孔部材１５２、１５３を更に備える。穿孔部材１５２、１５３は、カプセルのシール箔１３５に小さい穴をカットでき、または穿孔できる傾斜切断面を有する小さい円筒部であってもよい。
【０１２９】
穿孔部材は、係合ベースの表面の外周に配置され、好ましくは、遠心力を受ける液体がカプセルから出て幾つかの液体の流れを形成するように幾つかの開口をカプセルに設けるべく均一に分布される。穿孔部材は、カプセルをベースと一緒に回転駆動させることができる接続をベース１４９とカプセルとの間で行なう。
【０１３０】
本発明の１つの態様によれば、水注入サブアセンブリ１２９は、装置から排出される液体の流れを制御するためのバルブシステム１５６を更に備える。バルブシステム１５６は、圧縮バネなどの弾性荷重手段１５８の力によって付勢される環状係合部１５７の形態を成してカプセル回転係合ベース１４９の周囲に配置することができる。環状係合部１５７は、弾性荷重手段の力によって液体の流れを制限できるようにカプセルの外周縁１６８に対して閉塞力を加える押圧外周面１５９を含む。係合部１５７は、環状係合部１５７と係合ベースに取り付けられる部分１６０との間の空間内に挿入される弾性荷重手段１５８によってカプセルの周縁に対してバネ付勢される。したがって、休止位置では、バルブシステムの係合部１５７は、弾性荷重手段１５８の圧縮作用によりカプセルの周縁で閉塞を保つ。
【０１３１】
本発明の一態様によれば、水注入器１４５とカプセル係合ベース１４９との間の界面に動的なシール手段１６１が設けられる。動的なシール手段は、穿孔管状部材１４８とベースの孔１５０との間の自由隙間１６２の形態を成すことができる。隙間は、孔自体に刻設されるネジ切り部であることが好ましい。
【０１３２】
したがって、動的なシール手段は、カプセル内に収容されるガスのための通気を行なうようになっている。カプセルが水注入器によって穿孔されると、ガスは、ガス分子を通過させるのに十分大きい隙間、例えばネジ切り部を通じて逃げることができる。カプセル内に含まれるガスは、コーヒーにおいては二酸化炭素などの物質自体に当初から含まれるガス、および／または、閉塞前に容器内にフラッシングされた窒素などの不活性ガスである可能性がある。水がカプセルを満たし始めるにつれて、ガスは、カプセルの穿孔された水注入口および飲料排出口に押し通される。バルブ手段１５６が一定の閾値圧力を受けて収集キャビティ１６３への通路を閉じるため、ガスはバルブ手段１５６を通じて逃げることができない。したがって、ガスは、カプセルの箔に穿孔された入口１１５を通じて逃げた後、隙間１６２を通じて方向Ａに逃げる傾向がある。
【０１３３】
遠心動作中に係合ベース１４９がカプセル１２０と共に回転駆動されると、孔のネジ切り部１６２が螺旋状に回転するようになっており、それにより、液体が方向Ｂでカプセルへ押し戻される。回転係合ベースの回転によってネジ切り隙間内の液体にもたらされるモーメントがポンプによって液体に対して与えられるモーメントを超えることにより、液体は、回転係合ベース１４９の上部の出口高さ１６３よりも下側にとどまる。このように、液体をシールする際のシール手段の効率が装置によって引き起こされる回転モーメントに依存するため、シール手段を「動的」と規定することができる。
【０１３４】
カプセルの表面、すなわち、閉塞箔１３５と回転係合ベースとの間に更なるシール手段１６４を設けることができる。シール手段１６４は、接着剤または別の手段などの任意の適した接続手段によってベースの表面に接続することができる。このシール手段は、液体が遠心力方向Ｃでカプセルの表面上を流れないようにする軸線方向シール力をカプセルの表面に対して加えるシール手段であることが好ましい。したがって、このシール手段は、装置の収集キャビティ１６３の方向でのカプセルの外面を介した水または液体の迂回も防止する。接触シール手段は、液体とカプセルの外面との間の接触を減らすために、水注入器に可能な限り近接して配置されるのが好ましい。接触シール手段は、ゴムまたはシリコンＯリングなどのゴム弾性材料の断片であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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