(57)【要約】  本発明は、液体媒体を用いて、特にカプセル内に含まれる材料から飲料を用意するための装置（１）に関する。装置は２つのチャンバ部（５）および（６）を含み、チャンバ部は互いに押し付けられて、閉じた状態において受取チャンバを形成し、その中にカプセルを固定することができる。前記受取チャンバは、チャンバの内部からチャンバの外部に延びる少なくとも１つの排水チャネル（１２）を含み、前記チャネルは、カプセル（２）によって、および／または閉じた状況にしたときに他方のチャンバ部（６）によって封止されるよう、チャンバ部（５）の一方の壁部に配置される。
2013514102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体媒体を用いて、ポーションパッケージに含まれる、特にカプセル（２）に含まれる材料（３）から飲料を用意するための装置（１）であって、前記装置は２つのチャンバ部（５，６）を含み、チャンバ部は、閉じた状況において互いに押さえ付けられて、中にポーションパッケージを包み込むことができる受取チャンバ（７）を形成し、受取チャンバは少なくとも１つの入口開口（８）および少なくとも１つの出口開口（９）を有し、液体媒体は閉じた状況において、ポーションパッケージを通って導出可能であり、受取チャンバ（７）は少なくとも１つの排水チャネル（１２）を含み、排水チャネルはチャンバの内部（１０）からチャンバの外部（１１）に延び、排水チャネルはポーションパッケージによって、および／または閉じた状況（Ｓ）が設定された場合に他方のチャンバ部によって封止されるような態様で、一方のチャンバ部の壁部に配置される、装置。
【請求項２】
チャンバの内部において、排水チャネル（１２）は、チャンバ内に包み込まれるポーションパッケージの外側壁部によって封止できる出入り口（１３）を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
排水チャネル（１２）は、閉鎖体（１４）によって封止可能であり、閉鎖体は他方のチャンバ部に関連付けられ、閉じた状況において排水チャネルを閉塞する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
一方のチャンバ部は、ポーションパッケージを受入れるためのキャビティを有するホルダ（５）として実現され、他方のチャンバ部は、キャビティを閉じるための閉鎖部（６）として実現され、排水チャネル（１２）はホルダ上に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
キャビティは少なくとも１つの排水溝（１５）を有し、排水溝は長手方向の中心軸（Ｌ１）に対して、好ましくはキャビティの底（１６）からその開口に延在する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
キャビティは、開口側において、支持ショルダ（１７）を有し、支持ショルダ（１７）はポーションパッケージの相補的壁部を支持するために、長手方向中心軸に対して傾けられており、排水溝（１５）は支持ショルダに開口し、排水チャネル（１２）は支持ショルダからまたは支持ショルダに直接隣接する領域から始まる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つのチャンバ部は、閉じた状況（Ｓ）においてポーションパッケージを刺通するための少なくとも１つの刺通エレメント（１８）を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
排水チャネル（１２）の断面は好ましくは０．１ｍｍ2および１０ｍｍ2の間にある、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
排水チャネル（１２）は排水チャネルによって導出された液体を受取るための容器に延びる、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
受取チャンバは回転対称の態様で実現され、排水チャネル（１２）は、一方のチャンバ部において半径方向の孔として実現される、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
排水チャネル（１２）の出口開口の領域において、ドリップスカート（３４）が、チャンバ外部に配置され、流出する液体はドリップスカートに沿って導出できる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
カプセル（２）であって、側壁（２１）および前記側壁と一体的に実現される底（２２）を有する好ましくは回転対称のカプセル本体（２０）からなり、さらにカプセル本体を覆って閉じたカプセルチャンバ（２７）を形成するカバー（２３）を備え、閉じたカプセルチャンバ（２７）は飲料を用意するための材料（３）を含み、液体を導出するために、カバーおよび底は、カプセルの外に配置される手段であって、好ましくは請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置内にある手段によって刺通され、側壁（２１）は、カバー（２３）に対面する領域において、断面で円周ショルダ（２４）を形成し、ショルダ（２４）は少なくとも壁部（２５）を含み、壁部（２５）はカプセルの長手方向中心軸（Ｌ２）に対して、その断面が傾斜または湾曲しており、ショルダの外側は、相補的接触面に対して密封した態様で押さえ付けられ得る円周密封面（２６）を形成する、カプセル。
【請求項１３】
傾斜したまたは湾曲した壁部（２５）の幅（ｂ）は少なくとも１ｍｍであり、円周ショルダ（２４）の高さは好ましくは、長手方向中心軸（Ｌ２）に対して少なくとも３．５ｍｍである、請求項１２に記載のカプセル。
【請求項１４】
傾斜壁部（２５）は、長手方向中心軸（Ｌ２）に対して４５°傾斜して、底に向かって先細りとなる、請求項１２または１３に記載のカプセル。
【請求項１５】
底（２２）およびショルダ（２４）の間の側壁（２１）は、底に向かって先細りとなることにより実現され、好ましくは長手方向中心軸（Ｌ２）に対して７°の角度で傾斜する、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のカプセル。
【請求項１６】
前記カプセルは、プラスチック材またはバイオポリマーまたは金属の膜から深絞りされ、底（２２）は好ましくは弾性的に変形可能であるよう実現され、好ましくは０．１ｍｍおよび０．２ｍｍの間の壁厚さを有する、請求項１２から１５のいずれか１項に記載のカプセル。
【請求項１７】
請求項１２から１６のいずれか１項に記載のカプセルを有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置であって、排水チャネル（１２）は円周ショルダ（２４）の密封面（２６）により、閉じた状況（Ｓ）において封止されるまたは封止可能である、装置。
【請求項１８】
カプセルの側壁は圧力の影響下で半径方向に膨張可能であり、排水チャネル（１２）は膨張した側壁の密封面（２６）によって封止可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１２から１６のいずれか１項に記載のカプセルを有する、請求項６に記載の装置であって、カプセルの円周ショルダは、キャビティの支持ショルダ（１７）の上に乗り、円周ショルダ（２４）の密封面（２６）は、排水溝（１５）もしくは排水チャネル（１２）のどちらか、または両方を封止する、請求項６に記載の装置。
【請求項２０】
特に請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置であって、チャンバ部の少なくとも一方は圧縮手段（２８）を有し、圧縮手段（２８）は受取チャンバに対して向けられ、それにより閉じた状況（Ｓ）においてポーションパッケージに作用する、装置。
【請求項２１】
圧縮手段は、中心から半径方向外側に延在する複数の板ばねを有する少なくとも１つの弾性エレメント（３８）を含み、板ばねの弾性自由端は閉じた状況においてポーションパッケージに作用し、刺通エレメントおよび／またはさらなる圧縮手段は、個々の板ばねまたはすべての板ばねの間で壁エレメントに配置される、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の、飲料を用意するための装置に関する。最近、この種の装置は、常に一定である品質で人数分のコーヒーまたはお茶を用意するために、ますます頻繁に用いられている。この場合、原則として、抽出処理は、計られた量の熱湯がポーションパッケージを通る受取チャンバで行なわれる。この種の装置の例は、ＥＰ  １６４６３０５、ＷＯ２００８／００４１１６またはＷＯ２００８／０８７０９９に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
これらの装置の一つの問題は、抽出処理の後、計られた量の水がすべて抽出された形で流れ出ないことである。一定の量の残留水が抽出チャンバ内に留まり、使用済みのポーションパッケージを取除くために抽出チャンバを開けたときに排水される。しかし、これは望ましくない。なぜなら、残留水はその装置または次に用意される飲料を汚すからである。特に、たとえばコーヒー、紅茶、ミルクまたはチョコレート飲料といった異なる種類の飲料が同じ装置を用いて用意される場合に混入が起こる。残留水が長い間閉じられたチャンバ内に残ると、発酵が起こり、その結果として抽出チャンバでの味を変えてしまう。残留水は洗浄動作の後でもかなり長い時間抽出チャンバ内に留まり得る。
【０００３】
既知の装置のさらなる不利点は、受取チャンバの出口開口が詰まり、約２０バールの内部圧が発生する可能性もある。このような圧力では、シールは押し開けられ、抽出水が機械の中に入ったり、極端な場合は、機械のスイッチが切られたとしても、入口開口から外に飛び出すこともある。
【０００４】
ＤＥ２０  ２００５０２１１５９は、ばね仕掛けの封鎖部材により、残留水が不所望な態様で流れ出すのを防止することを提案しており、ばね仕掛けの封鎖部材は抽出チャンバが閉じられるまで開かない。しかし、これは問題を実際には解決しない。なぜなら、残留水はチャンバが閉じられたときに流れ出し、さらにチャンバが開いたときにそのまま留まるからであり、これは残留水が次の閉鎖処理の際に流れ出ることを意味する。
【０００５】
ＷＯ  ２００９／１１５４７４は、略同等の装置を示しており、互いに押さえ付けられ得るチャンバ部分の少なくとも一方の端縁には、ギャップが設けられる。前記ギャップは規定のセクター内に配置され、チャンバ内にカプセルがない場合、水は目標とする態様で流れ出る。前記ギャップを密封できるのは、フランジ状エッジに変形可能なシール材を有するカプセルを使った場合だけである。カプセルがなければ、チャンバを密封した態様で閉じることはできない。しかも、たとえば、過度の圧力下では、チャンバが閉じてカプセルが挿入された状態でも、余剰の流体を導出させることはできない。なぜならエッジでのギャップは、閉鎖した状態では気密封止した態様で閉じられているからである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、既に用意された飲料または装置が汚されることなく、残っている残留水が抽出チャンバから導出可能である、上記の種類の装置をもたらすことである。この目的は、請求項１の特徴を有する装置によって、本発明で記載されるように、達成される。
【０００７】
チャンバの中からチャンバの外に導く排水チャネルの最初の効果は、残留水が出来上がった飲料用の出口から導出されないことである。それでも、排水チャネルは抽出処理の際は閉じたままである。なぜなら、排水チャネルは、ポーションパッケージによって、および／または閉じた状態が設定された場合には他方のチャンバ部によって、封止されるような態様で、チャンバ部の壁部上に配置されるからである。抽出動作の際のこの封止は重要である。なぜなら、抽出は部分的に１０バールを超える圧力下で行なわれるからである。抽出チャンバが開くまたはポーションパッケージが取除かれると直ちに、残っている残留水は排水チャネルによって流れ出ることができる。特定の場合には、抽出チャンバでの過度な圧力が減少して、ポーションパッケージによって発生した封止作用が解かれる場合でも十分であり得る。
【０００８】
排水チャネルは、抽出動作のすぐ後に、受取チャンバが空にされ、その後再度閉じられた場合、その効果を発揮する。たとえば、１個のコーヒーカプセルを取り出す処理は、管にまだ残っている残留水すべてを取除くのに十分ではない。排水チャネルにより、残留液体全部が、装置が非稼働になるときから次の抽出動作までの間排出されることを可能にする。さらに、排水チャネルは、高い内部圧となった場合に圧力逃がし弁として働く。排水チャネルは、シールが受取チャンバに対して押さえ付けられる前に開く。結果として、余剰の水または蒸気さえも、その排水チャネルにより導出される。これにより、たとえば電子アセンブリなどの感度の高い機械の部分が損傷されないことを確実にする。最後に、排水チャネルは抽出チャンバの最適な洗浄をもたらす。受取チャンバでの付加的開口は洗浄処理での逆圧を減少させ、さらに単位時間当たりの洗浄液の流速を高める。特に、排水チャネルは洗浄動作の後、受取チャンバを迅速に空にして乾燥させることを確実にする。
【０００９】
排水チャネルがチャンバの内側に出入り口開口を有し、この開口がチャンバ内のポーションパッケージの外壁部によって封止可能である場合に特に有利である。ポーションパッケージは、カプセル、袋、または他の提供できる形であり得る。ポーションパッケージの外側の構成および出入り口開口領域のチャンバの内側の構成は、所望の封止作用がもたらされるよう、互いに一致しなければならない。
【００１０】
しかし、この代替として、または補足のため、排水チャネルは他方のチャンバ部に伴う閉鎖体によっても封止可能である。この閉鎖体は、たとえば、弁体であってもよく、チャンバが閉じると排水チャネルにおいて直接係合して閉塞する。しかし、排水チャネルは、チャンバが開いた場合にばね仕掛けのバルブによって開いた位置に保持できることも考えられ、他方のチャンバ部の閉鎖体はバルブをその閉じる位置に変える。閉鎖体は他方のチャンバ部に対して無理に直接配置させる必要はない。他方のコンポーネントへの間接的な動作接続も考えられる。
【００１１】
ポーションパッケージがカプセルとして実現される場合、一方のチャンバ部が、ポーションパッケージを受入れるためのキャビティを有するホルダとして実現され、他方のチャンバ部が、キャビティを閉じるための、および排水チャネルをホルダに配置するための、閉鎖部として実現されると、有利である。排水チャネルはこのように最適な態様で位置付けることができる。この場合、２つのチャンバ部がどのように動かされるかは基本的に重要でない。明らかに、排水チャネルが閉鎖部に配置できることも考えられる。ポーションパッケージの実現に応じて、２つのチャンバ部は完全に対称的な態様でも実現することができる。一方または両方のチャンバ部に複数の排水チャネルを配置することも考えられる。
【００１２】
キャビティが少なくとも１つの排水溝を有し、その排水溝が長手方向の中心軸に対して、好ましくはキャビティの底部からその開口に向かって延在する場合に、さらなる利点がある。排水溝は残留水の導出を簡単にし、特に底面領域から、かつ抽出チャンバの全長にわたって導出を簡単にする。さらに、排水溝はカプセルの排出を簡単にするという有利な効果を有する。なぜなら、キャビティの内壁とカプセルの外壁との吸着作用が減少またはなくなるからである。排水溝はキャビティの長さにわたり線形的な態様で延在することができる。しかし、螺旋状または他の形も考えられる。
【００１３】
さらに、キャビティはその開口側において、支持ショルダを有することができ、支持ショルダはポーションパッケージの相補の壁部分を支持するために、長手方向の中心軸に対して好ましくは直角に傾いている。排水溝は支持ショルダに開口し、排水チャネルは支持ショルダからまたは支持ショルダに直接隣接する領域から始まる。この態様で、ポーションパッケージは閉じた状況において排水チャネルを閉じるだけでなく、同時に開口側の排水溝の端部をも閉じる。排水溝は、排水チャネルの出入り口開口がある同じ放射面上の支持ショルダに開口する場合に有利であることは明らかである。
【００１４】
ポーションパッケージを通る流れを得るために、少なくとも１つのチャンバ部は、閉じた状況においてポーションパッケージを刺通するための刺通エレメントを少なくとも１つ有することができる。両方のチャンバ部の各々には好ましくは少なくとも１つの刺通エレメントが設けられ、ポーションパッケージの両側が閉じた状況において穴が開けられるが、これは無理なく行なわれる。特定のシステムの場合、刺通はポーションパッケージを変形する手段によって、または内部圧増大時に引き裂き応力を超えることによって、まず出口側で行なわれる。しかし、圧力が増大したときに起動する刺通手段が設けられているポーションパッケージも既知である。さらに、抽出チャンバを閉じることにより、または圧力の影響により開く、内蔵バルブを有する複雑なポーションパッケージも既知である。
【００１５】
排水チャネルは、入口開口および／または出口開口の断面より小さい断面を有することができる。排水チャネルの断面は好ましくは０．１ｍｍ2および１０ｍｍ2の間にある。入口開口または出口開口と比べて、排水チャネルの断面が相対的に小さい利点は、抽出チャンバを洗浄できるということであり、洗浄水の大部分は出口開口を通って流れ、排水チャネルには少量しか通らない。
【００１６】
排水チャネルを介して排出された流体が装置を汚してしまうことを防ぐために、排水チャネルが排水された液体を受入れる容器に延びる場合に有利である。これはたとえば、飲料水用の出口の下に配置されるドリップパンであり得る。排水チャネルは、この目的のためのパイプラインまたはホースラインに接続することができる。
【００１７】
受取チャンバが回転対称的態様で実現され、排水チャネルが一方のチャンバ部における半径方向の孔として実現された場合に有利である。今日の通常のカプセルシステムの場合、抽出チャンバの長手方向の中心軸は原則としてほぼ水平に延在する。なぜなら、カプセルは抽出チャンバ内に封入される前に、重力の影響下で中間的位置に達するからである。排水チャネルとしての半径方向の孔は、チャンバの内部と外部との間の最も短い接続である。この場合、半径方向の孔は、残留水が下方向に流れるよう、抽出チャンバの最も低い点に配置することができる。明らかに、排水チャネルはチャンバの長手方向の中心軸に対して半径方向の態様で延在する必要はない。装置の設計に応じて、前記長手方向中心軸に対してほぼ平行な態様で特定の部分にわたって延在することもできる。排水チャネルの断面は無理やり円形である必要もない。どの場合でも重要なのは、液体が重力の影響下で下方向に流出可能であるよう排水チャネルが設計されていることである。しかし、特定の場合、排水チャネルはチャンバの内部から外部の間で上昇した面に延在することができる。これは、たとえば水蒸気といった蒸気媒体がチャンバから導出されなければならない場合である。
【００１８】
排水チャネルを介して液体を導出することは、チャンバの外側の排水チャネルの出口開口の領域にドリップスカートが配置され、流出する液体はドリップスカートに沿って導き出される場合に、さらに改良される。ドリップスカートは好ましくは垂直面に延在し、さらに液体の滴下を促進するために、出口開口に延びる溝を設けることができる。ドリップスカートは他方のチャンバ部に対する保護ともなり得る。なぜなら、液体が２つのチャンバ部の間の密封ゾーン内に入って、それらを汚すことを防止するからである。
【００１９】
本発明は請求項１２の特徴を有するカプセルにも関する。前記カプセルは上記の装置において特定的に有利な態様で挿入することができる。断面が傾斜または湾曲している壁部を有する円周ショルダにより、カプセルを抽出チャンバ内において有利な態様で支持することができ、ショルダの外側は密封面を形成し、これが相補の接触面に対して密封した態様で押さえ付けることができる。最適な密封作用を得るために、壁部の幅は少なくとも１ｍｍである。ショルダの高さは、十分に大きい密封面を得るために、好ましくは少なくとも３．５ｍｍである。この場合の幅という用語は、投影量に対するものである。すなわち、チャンバの長手方向中心軸に対して直角に測定された幅である。しかし、カプセルにある比較的際立った円周ショルダはさらに有利である。他方で、ＷＯ２００８／０８７０９９からそれ自体既知であるように、これは積み上げエッジを形成し、それによりまだ空であるカプセル本体を互いに積み重ね上げて、充填システムにおいて良好に選り分けることができる。さらに、ショルダは圧力下でカプセル内に押し出される抽出用水の流れる方向を変える。すなわち、前記水は、最も短い経路で出口開口に達するよう、カプセル壁に直接沿った流路を求める傾向にある。この処理は「チャネリング」とも呼ばれ、抽出が不完全な態様で排出されることをもたらす。これに対して、円周ショルダは同心円的な態様でカプセルの内部方向に流れの方向を変え、それにより厄介なスルーチャネルがカプセルの内側壁に形成されない。
【００２０】
さらに、カプセルの傾斜壁部が底面方向に先細りとなるよう長手方向の中心軸に対して４５°傾斜した場合に有利である。これにより、作用している閉鎖力は傾斜面上で最適な態様で分配される。さらに、底面とショルダとの間のカプセルの側壁は底面に向かって徐々に細く実現され、好ましくは長手方向中心軸に対して７°の角度で傾斜する。
【００２１】
さらなる利点はカプセルがプラスチック材の膜から深絞りされた場合に得ることができる。たとえばデンプンのようなバイオポリマーの膜、または金属、または積層物も考えられる。射出成形法を用いて作成されたカプセルに比べて、深絞りカプセルの弾性は著しく高い。これはショルダでのカプセルの密封効果を著しく向上させる。この場合、カプセルの内部に対して弾性的に変形可能であるよう、カプセルの底面を実現するのが特に有利である。これは、底面から側壁での遷移の半径を底面自体よりも薄く実現することにより、有利な態様で達成される。この場合、遷移領域の壁厚さは最大０．１８ｍｍであり、底面は０．１から０．２ｍｍの間の壁厚さを有することができる。その結果、受取チャンバにある刺通手段によりカプセルの底面が内部の方向に膨らみ、さらに必要なら、カプセルの底面に少し穴が開けられる。
【００２２】
抽出処理でのさらなる利点は、チャンバ部の少なくとも一方が圧縮手段を有し、圧縮手段は受取チャンバに対して向けられ、閉じた状況においてポーションパッケージに作用する場合に得られる。前記圧縮手段は、好ましくはカプセルカバーのエッジ領域に作用するような態様で、上記の刺通手段と組合せて用いられる。すなわち、カプセルのカバーは、刺通手段の刺通を促進しかつ流入水が全体のカバー面に分配されるよう、しっかりと延ばされることを意味する。この場合、圧縮手段はボルトの態様で円筒形に、または矩形に実現できる。前記圧縮手段の端面を丸めるまたは角を付けることもできる。特定の場合、圧縮手段と刺通手段との組合せも考えられる。
【００２３】
圧縮手段は複数の板ばねを有する少なくとも１つの弾性エレメントを含み、板ばねは中心から半径方向外側に突出して延在し、その弾性自由端は閉じた状況においてポーションパッケージに作用する。この場合、個々の板ばねの配置は、クモの足の態様にある。刺通エレメントおよび／またはさらなる圧縮手段、たとえばボルトの形のものを、個々の板ばねまたはすべての板ばねの間で、チャンバ部上に配置することができる。板ばねの端部はカプセルのカバー膜の上をわたるだけでなく、チャンバを開いた場合にカプセルが刺通手段に固着することを防ぐ。板ばねの力は、チャンバを開いたときに穴の開けられたカプセルが押し出されるような態様で定められる。この種の配置は明らかに非常に有利であり、排水チャネルがない従来の装置の場合でも好都合である。
【００２４】
本発明に係る装置において、使用されるカプセルの側壁が圧力下で半径方向に膨張可能であり、排水チャネルは膨張した側壁の密封面により封止可能である場合に、さらに好都合である。この場合、受取チャンバはカプセルが圧力下の抽出の際に１ｍｍ以上半径方向の態様で膨張することができるよう寸法が定められる。このような態様で、カプセルは密封効果を得るために非常に精密な態様で寸法が定められる必要はなくなる。
【００２５】
本発明のさらなる利点および特徴は、例示的実施形態および図面の詳細な説明から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】カプセルを装填する場合の、コーヒーメーカーの斜視図である。
【図２】飲料を注出する場合であって、受取容器が別個に示される、図１に従うコーヒーメーカーを示す図である。
【図３】図１のコーヒーメーカーの断面であって、本発明に係る装置を有する簡略図である。
【図４】カプセルを有するカプセルホルダおよび封鎖部の斜視図である。
【図５】カプセルホルダを通る長手方向の断面図である。
【図６】排水チャネルの領域における、図５に従うカプセルホルダの断面図である。
【図７】図４に従う配置による長手方向の斜視断面図である。
【図８】受取チャンバが閉じる少し前の、図７に従う配置を示す図である。
【図９】抽出処理の際、閉じた抽出チャンバを通る長手方向の断面を示す図である。
【図１０】受取チャンバの変形した例示的実施の形態の長手方向の断面を示す図である。
【図１１】排水チャネルの領域において、図１０に従う受取チャンバの断面図である。
【図１２】代替の圧縮手段を有する閉鎖部のさまざまな例示的実施例を示す図である。
【図１３】閉鎖部によって閉鎖可能である排水チャネルを有する代替の実施例の長手方向の断面を示す図である。
【図１４】本発明に係るカプセルの斜視図である。
【図１５】２つの積み上げられたカプセル本体の断面を示す図である。
【図１６】本発明に係るカプセルの断面の拡大図である。
【図１７】図１６に従うカプセルの底の上面図である。
【図１８】さらなる例示的実施例に従うカプセル本体の断面を示す図である。
【図１９】さらなる例示的実施例に従うカプセル本体の断面を示す図である。
【図２０】さらに他の変形した例示的実施例に従うカプセル本体の断面を示す図である。
【図２１】さらなる実施例に従うカプセルホルダの長手方向の断面を示す図である。
【図２２】図２１に従うカプセルホルダの開口の上面図である。
【図２３】図２１に従うカプセルホルダに挿入するための底ふるいプレートの斜視および拡大図である。
【図２４】板ばねを有するインジェクタプレートの側面図である。
【図２５】図２４に従うインジェクタプレートの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、参照符号４０のコーヒーメーカーを示し、コーヒーカプセル２は入力開口４２を介して抽出モジュール４１に既知の態様で供給される。操作レバー４３により、カプセルは以下に記載される態様で抽出位置まで動かされ、抽出位置で計られた量のコーヒーが出口４４から注出される（図２）。このため、コーヒーメーカーは水タンク４５を有する。水切り板４７によって覆われているドリップトレー４６は、出口４４の下方に配置される。
【００２８】
図２は、ドリップトレー４６に接続されるカプセル容器４８を示すが、外側からは見えず、使用済みのカプセル２および抽出チャンバからの残留水を受取る。
【００２９】
この状況は、図３に示される。操作レバー４３が抽出処理の後、後ろに押されると、使用済みカプセル２は下方向にカプセル容器４８内に落ちる。本例示的実施例の場合、抽出モジュール４１はカプセルを受取るためのホルダ５を有する。前記ホルダは、相対的に固定した態様で配置される。抽出チャンバを閉じるための閉鎖部６は、操作レバー４３によって直線の態様で、ホルダ５に対して移動可能である。
【００３０】
カプセルが取り外されると、操作レバー４３は原則として再度閉じられ、それにより抽出チャンバは密封された閉じた状況に戻る。これは、抽出動作の場合と同じである。残留水はコーヒーメーカーのこのような作動していない位置でも、排水チャネル１２を介して滴り落ちる。
【００３１】
入口開口８は閉鎖部６に配置され、出口開口９はホルダ５に配置される。前記出口開口は出口４４に直接繋がる。タンク４５の抽出用水４はポンプ５０およびフローヒータ４９を介して入口開口８に供給される。レバー４３を操作することにより抽出モジュールが閉じられると、予め挿入されたカプセルが刺通手段（ここでは図示されていない）により穴が開けられ、それにより抽出用水はカプセルを通って流れることができる。以下において機能がより詳細に説明される排水チャネル１２は、ホルダ５の底縁部に配置される。
【００３２】
図４は、本発明に係る装置１を非常に簡略化された態様で示し、前記装置は図３に示される抽出モジュールの構成要素である。閉鎖部６およびホルダ５は互いに押さえ付けられ、カプセル２用の受取チャンバ７を形成する。
【００３３】
ホルダの詳細は、図５および図６に示される。ホルダ５はキャビティ２９を有し、キャビティ２９はカプセルの形に適合され、ここではほぼ円錐台の形で実現される。出口開口９はキャビティの底１６に配置される。合計４個の刺通エレメント１９は、その数および配置を任意の態様で変えることができるが、出口開口の周りに配置される。キャビティ２９は、開口３１側において支持ショルダ１７および排水チャネル１２を有し、排水チャネル１２はチャンバの内部１０からチャンバの外部１１への半径方向の孔として延在し、開口の領域内に配置される。排水チャネルの出入り口１３は、支持ショルダ１７の前の大きく開いた開口領域にある。排水チャネル１２と同じ放射面に位置する排水溝１５は、キャビティの底１６から支持ショルダまで延在する。
【００３４】
図５はさらに、排水チャネル１２がドリップチャネル３２に続くことを示す。前記ドリップチャネルの角状先端は、液体の滴下を促進する。特定の場合、この排水チャネルが柔軟なホースに開口できることも考えられる。
【００３５】
図７は、図４とほぼ同じ状況を再度示すが、排水チャネル１２および排水溝１５の放射面を通る断面図である。さらに、閉鎖部６上の刺通エレメント１８は、カプセル２のカバー２３を刺通することができるのがわかる。カプセル２はたとえば比較的密に圧粉されたコーヒー粉３で満たされる。さらに、カプセルカラー３０のすぐ下にある円周ショルダ２４も見え、その外側の全体が密封面２６を形成する。
【００３６】
図８は、カプセル２がホルダ５のキャビティ２９内に既に挿入されている動作位置を示す。しかし、閉鎖部６はまだホルダ５に対して密封した態様には押されていない。示されているように、円周ショルダ２４は、ホルダ５の円周ショルダ１７に対してほぼ相補的態様で嵌合する。この場合、排水チャネル１２も閉じるが、気密封止された態様ではまだ封止されていない。カプセルの外側壁とともに、排水溝１５は閉じたチャネルを形成するが、これもまだ気密封止された態様では封止されていない。
【００３７】
図９は、抽出動作の際の状況を示し、矢印によって示される抽出用水４は圧力下で入口開口８を通って閉じた受取チャンバ７内に押し出され、コーヒー抽出物が出口開口９から出る。刺通エレメント１８は、チャンバ７が閉じたときに、カプセルのカバー２３を刺通しており、流入する抽出用水はカプセルのカバー２３をカプセルの内側に押し、それにより、抽出用水はカバーの表面全体上に分配され、形成された開口を通ってカプセルの内部に入る。この場合、カプセルの円周ショルダ２４は、端の領域に流入する抽出用水を、湾曲した矢印によって示される通り、カプセルの中心方向に案内する。これにより、抽出用水がカプセル壁と圧粉されたコーヒーとの間の端の領域における流路を求め、不完全な抽出をもたらし得ることを防止する。
【００３８】
内部圧力の影響により、カプセルの底２２は外側に膨らみ、キャビティの底の刺通エレメント１９によって刺通される。カプセルの底およびカバーが、チャンバが閉じたときに同時に刺通されることも考えられる。
【００３９】
内部圧力の影響により、カプセルの円周密封面２６はまた、排水チャネル１２の口に対して押され、それにより前記排水チャネルは封止された態様で閉じる。しかし、過度の内部圧がチャンバ７内に発生すると、液体は排水溝１５および排水チャネル１２を経由してチャンバの外に至る経路を形成することができる。よって排水チャネル１２は圧力逃がし弁の機能をも果たす。抽出処理が完了する、すなわちチャンバ７内の圧力が減少すると、余剰な液体は抽出チャンバが開けられる前に、排水チャネル１２を介して直ちに排水される。これにより、余剰な液体がもっぱら出口開口９だけから排出されることを防ぐ。
【００４０】
抽出処理の際、排水チャネル１２だけが閉じ、排水溝１５の口が閉じられないことも考えられる。しかし、特定の条件下では、排水溝の口だけを閉じることができ、実際には、これが排水チャネルの機能自体を果たす。
【００４１】
図１０および図１１はホルダ５の代替の実施例を示す。前記ホルダと、図５および図６に従う実施例との唯一の違いは、円周ショルダ１７が、キャビティの長手方向の中心軸Ｌ１に対して直角にあるのではなく、ある角度が付けられていることである。この場合、ショルダ１７は円錐を形成し、その外部表面は、排水チャネル１２の口および排水溝１５の端部の両方を横断する。
【００４２】
ショルダ１７のさらなる断面形状も考えることができる。前記ショルダは湾曲した態様で、特に弓型の態様で延在することができる。どの場合でも重要なのは、排水チャネルの出入り口１３の周りに十分な密封面が残るよう、十分な幅および十分な高さをすべての構成が有することである。
【００４３】
図１２は、閉鎖部６の異なる態様を合計５つ示す。前記閉鎖部の特別な点は、上記の刺通エレメント１８とともに、付加的圧縮手段２８が特に外側領域に配置されることである。前記圧縮手段の主要な目的は、カプセルのカバーをできるだけ速く刺通することではない。むしろ、圧縮手段は図９に従う閉じた状況Ｓにおいて示されるように、端の領域においてカプセルのカバーを固定することである。カプセルカバーを固定することにより、流入する抽出用水が全体の表面上に分配されることを確実にする。しかし、圧縮手段は閉鎖動作の少なくとも最終段階において、完全にまたは部分的な態様でカプセルカバーを刺通することにより、二重の機能を有することもできる。上記の圧縮手段は、排水チャネル１２と独立してその最適な効果を発生する。つまり、これらは排水チャネルのない従来の装置の場合でも使用することができることを意味する。
【００４４】
図１２ａに従い、圧縮エレメント２８は円筒形の態様で実現される。このようなエレメントが合計４個、規則的に９０°の角度分布で、閉鎖部６の外側縁部上に分配される。図１２ｂに従い、圧縮エレメント２８はその高さのみが残りの刺通エレメントと異なる円錐の頂点として実現される。図１２ｃは、外面がドーム状の態様で丸められている円筒形の圧縮エレメントを示す。前記圧縮エレメントは、カプセルのカバーを刺通することはできない。圧縮エレメントの数および配置は、任意の態様で変えることができる。さらに、圧縮エレメントを１つだけ設けることもできる。前記圧縮エレメントは、たとえば刺通エレメントを囲む輪の形を取ることもできる。
【００４５】
図１２ｄに従い、刺通エレメント２８はくさび形として示される。最後に、図１２ｅは、別の変形を示し、圧縮エレメント２８は、断面が台形の形で実現される。この場合、エレメントは平たくされたくさび形または円錐台の形で実現できる。明らかに、このような圧縮エレメントの他の任意の変形も考えることができ、カプセルの構成に応じて、閉鎖部の異なる領域にも延在することができる。
【００４６】
図１３は、装置１の代替的変形を示し、カプセルが挿入されていなくても排水チャネルは閉鎖した状況Ｓにおいて封止されている。このため、閉鎖部６は閉鎖体１４を有し、これはたとえば円筒形またはブロック状の態様で実現することができる。示される閉鎖状態Ｓにおいて、前記閉鎖体はバルブの閉鎖部材のように、排水チャネル１２を閉塞する。この構成の場合、排水チャネル１２を介して洗浄水を逃がすことなく、受取チャンバ７を熱湯で洗浄することができる。
【００４７】
図１４は、図１６および図１７によってより詳細に示される、カプセルの外面図である。図１５からわかるように、円周ショルダ２４は充填され密封される前の空のカプセル本体２０が有利な態様で積み上げられることを可能にする。いわゆる積み上げエッジは、従来のカプセルで既に知られている。
【００４８】
図１６および図１７からわかるように、側壁２１、底２２および円周ショルダ２４を含む実際のカプセル本体２０は、カバー２３によって閉じられ、カバー２３は円周カプセルカラー３０に溶着または接着される。たとえばコーヒーである材料３は、カプセルチャンバ２７内に圧縮固形物を形成し、前記固形物の表面はカバー２３のすぐ下で終端する。ショルダ２４の外部全体は密封面２６を形成し、これは抽出チャンバの相補の表面に対して密封した態様で配置することができる。ここではカプセルの長手方向中心軸Ｌ２に対してほぼ直角に延在する壁部２５は、好ましくは１ｍｍより大きい幅ｂを有する。抽出チャンバの閉じた状況Ｓにおいて、前記壁部は、排水溝１５の端部に対して密封した態様に位置付けられる（図９参照）。ショルダ２４の高さは、長手方向中心軸Ｌ２を基準に、壁部２５の取り付け部からカプセルカラー３０まで測定され、好ましくは３．５ｍｍ以上である。例外的な場合、たとえば直径が非常に小さい排水チャネルの場合、この測定値はより小さい。
【００４９】
図１８は、カバーがなく、かつカプセルの内容物がないカプセル本体２０を、代替の断面構成で示す。特に、断面において、円周ショルダ２４は、半径ｒの丸められた態様で実現される。この場合、突出しているショルダの幅ｂは、図１６に従う例示的実施例の場合と同じであり得る。カプセル側壁２１は、図１６の例示的実施例のように二段階の円錐形態様では実現されず、円周ショルダ２４から直接壁部２５を経て底２２に延在する。底２２は些か異なる態様で作られる。なぜなら、蛇腹型の螺旋形３３はより小さい外径を有するので、円形の底面は残る。蛇腹型螺旋形３３の目的は、この領域において底２２を柔軟な態様で実現することであり、それにより蛇腹は逆圧の際には、カプセルの内側に拡がる。
【００５０】
図１９はすべての横壁部、すなわち密封面２６、壁部２５および壁部２１の残りの部分が、底２２に向かって先細りとなるカプセル本体２０を示す。壁部２５の幅ｂと比べて、ショルダ２４の高さｈは上記の場合よりも大きい。ここでの高さはたとえば８ｍｍである。
【００５１】
明らかに、抽出チャンバおよび／またはカプセルもしくはポーションパッケージの異なる構成は、本発明の目的から逸脱することなく考えることができる。したがって、たとえば複数の排水チャネルが、チャンバ部の異なる点で配置することができる。同じことが記載されている排水溝にも当てはまり、前記排水溝をカプセルにも配置することができる。
【００５２】
図２０は、ショルダ２４の高さｈが、図１９に従う実施例と比べて小さい、さらなるカプセル本体を示す。ショルダの幅ｂはほぼ同じであるが、長手方向中心軸Ｌ２に対する角度αはやや小さくなっており、それによりいくらか大きい面が壁部２５の領域にもたらされる。本例示的実施例の角度αは正確に４５°である。図１９に従うカプセルに対するさらなる違いは、底の螺旋状変形３３が完全に平たい態様で実現され、カプセルの内側に膨らまないことである。その結果、カプセルの充填量を少し増加させることができる。本例示的実施例において、ショルダ２４と底２２との間の側壁２０の傾斜角度βは正確に７°である。
【００５３】
カプセルの底２２の壁厚さｗは、たとえば０．１から０．２ｍｍであり、丸くなっている遷移領域ｕの壁の厚さは０．１および０．１８ｍｍの間であり得る。遷移領域は、底が柔軟な態様で内側に変形することを容易にする折り曲げジョイントと同じ態様で働く。
【００５４】
図２１のカプセルホルダ５の設計の基本的原理は、図５のものと同じである。キャビティ２９の内側形状は、図２０に従うカプセルの外側形状に適合させる。出口開口９は中心に配置されるのではなく、底の領域に配置される。この場合、刺通エレメントはキャビティの底１６に統合されない。むしろ、以下に記載する底ふるいプレートが嵌合する凹所が底に設けられる。排水チャネル１５は、連続する溝として、支持ショルダ１７まで延在する。ドリップスカート３４が排水チャネル１２のすぐ隣に配置され、前記排水チャネルに対して平行に延在する。図２２からわかるように、前記ドリップスカートは、ホルダの外側の特定の部分上に延在する。排水チャネル自体は、溝としてドリップスカートの後ろ側部上に続き、それにより流れ出る液体は溝の毛細管現象により、排水溝から除去される。
【００５５】
図２３は底ふるいプレート３５の斜視図であり、底ふるいプレート３５は図２１に従うホルダの底部に挿入することができる。チャンバが開いたときにカプセルをホルダ５から押し出す目的を有する螺旋ばね３６は、中央に固定されている。抽出物をカプセルから取り出す手段である複数の刺通エレメント１９は、中心の周りに配置される。ふるいプレート３５は、たとえばプラスチック材またはセラミック材から作ることができる。
【００５６】
最後に、図２４および図２５は、別のインジェクタプレート３７を示し、これは図３に従うコーヒーメーカー（閉鎖部６に対応）に挿入することができる。インジェクタプレートは、この目的のためにねじ山３９を有する。たとえば熱湯をカプセル内に導入することができる連続する入口開口８は、中央を通る。半径方向外側に延在する合計６個の個別の板ばねを含む板ばね配置３８は、インジェクタプレートの上面および入口開口８の周りに固定される。各々が比較的鋭いエッジを有するピラミッドの形にある刺通エレメント１８は、個々の板ばねの間で、円周領域に配置することができる。図２４からわかるように、板ばねの自由端は、応力のかからない状態ではピラミッドの先端を越えて突出する。カプセルのカバー膜は、ピラミッドの先端が穴を開ける前に既に引っ張られている。さらに、ボルトの形の単一の圧縮エレメント２８が、上面の一か所に配置されている。弾性材から作られ、閉じた状態ではカプセルの外周カラーに対して押さえ付けられるシーリングリップは、インジェクタプレートの最も外側の円周領域に配置することができる。
【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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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