КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
CAPSULE FOR MAKING DRINKS

Данное изобретение относится к капсуле для приготовления напитка, содержащей порошкообразный пищевой продукт, который позволяет приготовить напиток посредством пропускания горячей воды через него. Данный пищевой продукт может быть растворимым или представлять собой продукт такого типа, который может быть подвергнут экстрагированию инфузионным способом, такой как обжаренный молотый кофе.
В частности, данное изобретение относится к капсуле такого типа, как описанная в патентах ЕР 1472156, ЕР 1500358, ЕР 1574452 и ЕР 1808382, то есть к капсуле, которая при ее использовании в соответствующей машине для приготовления напитков может обеспечить выдачу напитка непосредственно в нижерасположенную чашку. Данная капсула содержит чашеобразный удерживающий корпус, который имеет нижнюю часть, выполненную с выдачным отверстием. Удерживающий корпус закрыт сверху закрывающим элементом, и внутри него имеется, по меньшей мере, один нижний фильтрующий элемент, расположенный между порошкообразным пищевым продуктом и нижней частью.
В случае капсулы данного типа капсула, как правило, выполнена так, чтобы предотвратить поступление кислорода к порошкообразному пищевому продукту перед использованием капсулы. Это предотвращает ухудшение состояния порошкообразного пищевого продукта. Кроме того, в тот момент, когда капсула используется, машина для приготовления напитка осуществляет прокалывание только верхнего закрывающего элемента для нагнетания воды в капсулу. Во многих капсулах по предшествующему уровню техники выходящий поток напитка обеспечивается благодаря тому, что внутри капсулы содержится барьер для кислорода, образованный из алюминиевого листа, который после нагнетания воды в капсулу выпучивается и разрывается у неподвижных контактных элементов, имеющихся в капсуле. В частности, нижний фильтрующий элемент практически полностью «охвачен» штырьками пирамидальной формы, которые обеспечивают возможность разрыва алюминиевого листа, как только он станет выпученным.
Кроме того, как уже указано, в данных капсулах по предшествующему уровню техники напиток выдается непосредственно из капсулы в чашку, то есть без контакта с каким-либо компонентом машины. Для этого удерживающий корпус капсулы, который получен литьем под давлением, имеет кольцо, которое проходит снаружи и которое окружает выдачное отверстие, создавая своего рода короткую трубку для направления напитка при его выходе, гарантирующую, что он будет правильно ориентирован по направлению к нижерасположенной чашке.
Следует отметить, что вода, поданная в капсулу под давлением, имеет высокое давление, которое после разрыва алюминиевого листа может создавать неравномерный поток напитка с брызгами. Эта проблема в большей степени возникает в случае капсул, которые обеспечивают выдачу непосредственно в чашку, поскольку отсутствует какой-либо диспенсер снаружи капсулы, выполненный с возможностью регулирования потока напитка.
Кроме того, в конце выдачи напитка может иметь место значительное капанье из капсулы, поскольку порошкообразный пищевой продукт выделяет воду, которую он впитал во время этапа приготовления напитка. Это неудобно, поскольку капли загрязняют поверхность внизу после удаления чашки, и пользователю также приходится манипулировать капающей капсулой.
В этой связи основная техническая задача, которая образует основу данного изобретения, состоит в разработке капсулы для приготовления напитка, которая может быть использована в машинах такого же типа, в которых используются капсулы, описанные выше, но которая выполнена альтернативно по отношению к капсулам по предшествующему уровню техники.
Техническая задача данного изобретения также состоит в разработке капсулы, в которой выходной поток напитка является равномерным и по существу свободным от брызг под давлением.
Другая техническая задача данного изобретения также относится к разработке капсулы с по существу пренебрежительно малым или отсутствующим капаньем в конце выдачи.
Дополнительная техническая задача данного изобретения состоит в разработке капсулы, в которой используется альтернативный способ открывания, связанный с выдачей напитка.
Указанные технические задачи и указанные цели по существу решаются/достигаются посредством капсулы для приготовления напитка, указанной в приложенной формуле изобретения.
Дополнительные признаки и преимущества данного изобретения более очевидны в нижеследующем подробном описании со ссылкой на ряд предпочтительных неограничивающих вариантов осуществления капсулы для приготовления напитка, проиллюстрированных на сопровождающих чертежах, в которых:
- фиг. 1 представляет собой вид сбоку капсулы для приготовления напитка, выполненной согласно первому варианту осуществления данного изобретения, при этом боковая стенка капсулы имеет частичный вырыв, чтобы показать внутреннюю часть капсулы;
- фиг. 2 представляет собой вид капсулы по фиг. 1 в разрезе, выполненном по линии II-II, и без порошкообразного пищевого продукта, чтобы лучше проиллюстрировать ее внутреннюю конструкцию;
- фиг. 3 представляет собой вид в перспективе сверху верхнего фильтрующего элемента капсулы по фиг. 1;
- фиг. 4 представляет собой вид в перспективе снизу верхнего фильтрующего элемента по фиг. 3;
- фиг. 5 представляет собой вид в разрезе верхнего фильтрующего элемента по фиг. 3;
- фиг. 6 представляет собой вид в перспективе сверху нижнего фильтрующего элемента капсулы по фиг. 1;
- фиг. 7 представляет собой вид в перспективе снизу нижнего фильтрующего элемента по фиг. 6;
- фиг. 8 представляет собой вид в разрезе нижнего фильтрующего элемента по фиг. 6;
- фиг. 9 представляет собой вид в перспективе сверху выдачного элемента капсулы по фиг. 1;
- фиг. 10 представляет собой вид в перспективе снизу выдачного элемента по фиг. 9;
- фиг. 11 представляет собой вид снизу выдачного элемента по фиг. 9;
- фиг. 12 представляет собой вид выдачного элемента по фиг. 9 в разрезе, выполненном по линии XII-XII;
- фиг. 13 представляет собой вид выдачного элемента по фиг. 9 в разрезе, выполненном по линии XIII-XIII;
- фиг. 14 представляет собой вид сверху элемента капсулы по фиг. 1, предназначенного для дросселирования потока;
- фиг. 15 представляет собой вид сверху не проницаемого для кислорода, барьерного элемента капсулы по фиг. 1;
- фиг. 16 представляет собой увеличенный вид части не проницаемого для кислорода, барьерного элемента по фиг. 15, выполненный в разрезе по линии XVI-XVI;
- фиг. 17 представляет собой увеличенный вид в разрезе части элемента для дросселирования потока по фиг. 14 и части не проницаемого для кислорода, барьерного элемента по фиг. 16, которые расположены один поверх другого;
- фиг. 18 представляет собой упрощенный вид сверху нижней части капсулы по фиг. 1, показывающий элемент для дросселирования потока по фиг. 14 и не проницаемый для кислорода, барьерный элемент по фиг. 15, которые расположены один поверх другого;
- фиг. 19 представляет собой вид сбоку капсулы для приготовления напитка, выполненной согласно второму варианту осуществления данного изобретения, при этом боковая стенка капсулы имеет частичный вырыв, чтобы показать внутреннюю часть капсулы;
- фиг. 20 представляет собой вид капсулы по фиг. 19 в разрезе, выполненном по линии XX-XX, и без порошкообразного пищевого продукта, чтобы лучше проиллюстрировать ее внутреннюю конструкцию;
- фиг. 21 представляет собой вид в перспективе сверху выдачного элемента капсулы по фиг. 19;
- фиг. 22 представляет собой вид в перспективе снизу выдачного элемента по фиг. 21;
- фиг. 23 представляет собой вид снизу выдачного элемента по фиг. 21;
- фиг. 24 представляет собой вид выдачного элемента по фиг. 21 в разрезе, выполненном по линии XXIV-XXIV;
- фиг. 25 представляет собой вид выдачного элемента по фиг. 21 в разрезе, выполненном по линии XXV-XXV.
На вышеупомянутых фигурах ссылочная позиция 1 обозначает в целом капсулу, выполненную в соответствии с данным изобретением.
Аналогично капсулам по предшествующему уровню техники, капсула 1 согласно данному изобретению содержит порошкообразный пищевой продукт 8, который обеспечивает возможность приготовления напитка посредством пропускания воды (в частности, горячей воды под давлением) через порошкообразный пищевой продукт 8. Порошкообразный пищевой продукт 8 может представлять собой пищевой продукт растворимого типа или такого типа, который может быть подвергнут экстрагированию инфузионным способом посредством воды, которая находится под бóльшим или меньшим давлением, как описано ниже более подробно. В любом случае всегда требуется определенная величина давления для экстрагирования.
В частности, порошкообразный пищевой продукт 8 представляет собой порошкообразный обжаренный молотый кофе. Напиток, получаемый таким образом, представляет собой, например, кофе эспрессо.
Следует отметить, что для ясности чертежей порошкообразный пищевой продукт 8 показан только на фиг. 1 и 19, на которых корпус капсулы 1 проиллюстрирован с разрывом в виде окна, чтобы показать внутреннюю часть капсулы, при этом порошкообразный пищевой продукт 8 не показан на остальных приложенных фигурах. Порошкообразный пищевой продукт 8 содержится в зоне между нижним фильтрующим элементом (обозначенным 3) и верхним фильтрующим элементом (обозначенным 4) или между нижним фильтрующим элементом 3 и закрывающим элементом 29, если верхний фильтрующий элемент отсутствует.
Во-первых, капсула 1 содержит удерживающий корпус 2, который является чашеобразным и в котором можно идентифицировать трубчатую боковую стенку 21 и нижнюю часть 22. Внутри удерживающего корпуса 2 образована удерживающая камера 20. Трубчатая боковая стенка 21 проходит между первым краем 23, и вторым краем 24. Нижняя часть 22 соединена с первым краем 23 и проходит поперек (в частности, перпендикулярно) к центральной оси 25 трубчатой боковой стенки 21, при этом указанная центральная ось 25 также является центральной осью капсулы 1. Нижняя часть 22 также имеет выдачное отверстие 26, в частности, в ее центральной зоне. Закрывающий элемент 29, такой как лист многослойного материала, способного функционировать в качестве барьера для кислорода, прикреплен ко второму краю 24 трубчатой боковой стенки 21 для закрывания верха удерживающего корпуса 2, а также удерживающей камеры 20. Закрывающий элемент 29 обычно прикреплен посредством сварки или приклеивания.
В проиллюстрированных вариантах осуществления трубчатая боковая стенка 21 и нижняя часть 22 удерживающего корпуса 2 выполнены в виде одного компонента, предпочтительно при использовании материала, способного функционировать в качестве барьера для кислорода, такого как отформованный пластик или термоформованная многослойная пленка.
В вариантах осуществления, проиллюстрированных на фигурах, нижняя часть 22 удерживающего корпуса 2 содержит внутреннюю кольцевую зону 221, которая окружает выдачное отверстие 26, среднюю кольцевую зону 222, которая окружает внутреннюю кольцевую зону 221, и наружную кольцевую зону 223, которая окружает среднюю кольцевую зону 222. Данные три зоны расположены ступенчато друг относительно друга, при этом внутренняя кольцевая зона 221 расположена дальше от закрывающего элемента 29, чем средняя кольцевая зона 222, и средняя кольцевая зона 222 расположена дальше от закрывающего элемента 29, чем наружная кольцевая зона 223. Нижняя часть 22 фактически имеет выступающую часть, которая проходит в направлении от верха капсулы 1. С внутренней стороны капсулы 1 каждая из внутренней кольцевой зоны 221, средней кольцевой зоны 222 и наружной кольцевой зоны 223 образует опорную поверхность, которая проходит поперек относительно центральной оси 25. Различные опорные поверхности являются концентрическими относительно центральной оси 25.
В частности, удерживающий корпус 2 изготовлен термоформованием пластика, которому приданы свойства барьера для кислорода, с выдачным отверстием 26, которое может быть выполнено вырубкой. Однако в общем случае удерживающий корпус 2 может быть изготовлен посредством использования любого материала и любого способа, например, посредством литья под давлением.
Фильтрующий элемент 3, который, в частности, представляет собой нижний фильтрующий элемент, установлен в удерживающей камере 20 и расположен между порошкообразным пищевым продуктом 8 и нижней частью 22. Нижний фильтрующий элемент 3 представляет собой, например, жесткий или полужесткий пластиковый элемент, выполненный с множеством сквозных отверстий 31. Фигуры показывают иллюстративный вариант нижнего фильтрующего элемента 3, выполненной как с радиальными ребрами 33 жесткости, так и с центральной выпуклостью 35, которая выступает по направлению к порошкообразному пищевому продукту 8. В примере радиальные ребра 33 выполнены как на поверхности нижнего фильтрующего элемента 3, обращенной к нижней части 22, так и на противоположной поверхности, которая обращена к порошкообразному пищевому продукту 8.
Нижний фильтрующий элемент 3 опирается на внутреннюю поверхность наружной кольцевой зоны 223 и удерживается на месте посредством углубления 27 сложной формы, выполненного в трубчатой боковой стенке 21. Нижний фильтрующий элемент 3 вставлен в капсулу 1, например, с защелкиванием.
В конкретном проиллюстрированном варианте осуществления капсула 1 также содержит верхний фильтрующий элемент 4, который расположен между закрывающим элементом 29 и порошкообразным пищевым продуктом 8. Верхний фильтрующий элемент 4 может также представлять собой жесткий или полужесткий пластиковый элемент, выполненный с множеством отверстий 41 и ребер 43. Возможны другие варианты осуществления.
Капсула 1 также содержит выдачной элемент 5, который установлен в удерживающей камере 20 и расположен между нижним фильтрующим элементом 3 и нижней частью 22. В частности, выдачной элемент 5 опирается на внутренние поверхности средней кольцевой зоны 222 и внутренней кольцевой зоны 221. Выдачной элемент 5 по существу представляет собой элемент для отклонения потока, который предназначен для создания извилистой траектории для напитка, проходящего при использовании к выдачному отверстию 26, и предотвращает ситуацию, при которой напиток доходит прямым путем до выдачного отверстия 26. Выдачной элемент 4 выполнен, например, из отформованного пластика и присоединен к нижней части 22 капсулы 1.
Первый вариант осуществления выдачного элемента 5 подробно показан на фиг. 9-13, при этом второй вариант осуществления показан на фиг. 21-25.
В частности, выдачной элемент 5 имеет первую поверхность 51, обращенную к нижнему фильтрующему элементу 3, то есть обращенную к верху капсулы 1, и вторую поверхность 52, обращенную к нижней части 22. Выдачной элемент 5 также имеет периферийную поверхность 53 или кольцевую поверхность, которая соединяет первую поверхность 51 и вторую поверхность 52 друг с другом.
На первой поверхности 51 выдачной элемент 5 имеет полость или углубление 551 в центральной зоне (фактически в зоне центральной оси 25 капсулы 1), одну или более полостей или углублений 552 в кольцевых зонах и множество каналов 553, которые обеспечивают сообщение указанных полостей или углублений 551, 552 друг с другом и с периферийной поверхностью 53. Центральная полость или центральное углубление 551 фактически представляет собой выемку, в которой скапливается напиток, подлежащий выдаче, при этом кольцевые полости или углубления 552, из которых в варианте осуществления по фиг. 9-13 имеются две/два, представляют собой концентрические канавки, которые принимают напиток из центральной полости 551 или из предшествующей кольцевой полости 552. Напиток проходит из одной полости в другую, проходя вдоль каналов 553, которые, в частности, проходят по существу радиально. Следует отметить, что центральная полость 551 имеет бóльшую глубину и бóльшую вместимость, чем кольцевые полости 552.
На второй поверхности 52 выдачной элемент 5 имеет одну/одно или более полостей или углублений 562 в кольцевых зонах и множество каналов 563, которые обеспечивают сообщение указанных одной (-го) или более полостей или углублений 562 с периферийной поверхностью 53 и с выдачным отверстием 26. Кольцевые полости или углубления, из которых только одна/одно имеется в варианте осуществления по фиг. 9-13, фактически представляют собой концентрические канавки, которые принимают напиток от периферийной поверхности 53 или из предшествующей кольцевой полости 562. Напиток проходит из одной полости в другую, проходя вдоль каналов 563, которые, в частности, проходят по существу радиально, до тех пор, пока он не достигнет центральной зоны второй поверхности 52, где расположено выдачное отверстие 26.
Для облегчения направления потока напитка к выпускному отверстию капсулы 1 выдачной элемент 5 содержит направляющий выступ 58 на второй поверхности 52, в частности, в ее центре. Направляющий выступ 58 размещается в центре выдачного отверстия 26 и фактически представляет собой штифт или тому подобное, который выступает вниз от второй поверхности 52 и проходит в выдачное отверстие 26 так, чтобы обеспечить отклонение и направление выходящего напитка.
В частности, выдачной элемент 5 имеет на периферийной поверхности 53 каналы 573, которые обеспечивают сообщение первой поверхности 51 и второй поверхности 52 друг с другом.
Как показано на фигурах, выдачной элемент 5 полностью размещен в выступающей части нижней части 22 удерживающего корпуса 2. Первая поверхность 51 выдачного элемента 5 расположена по существу вровень с наружной кольцевой зоной 223, в то время как вторая поверхность 52 выдачного элемента 5 опирается на среднюю кольцевую зону 222 и на внутреннюю кольцевую зону 221.
Для того чтобы дойти до выдачного отверстия 26, напиток, который находится в центральной полости или центральном углублении 551, должен пройти по извилистой траектории, которая проходит через кольцевые полости 552, 562 и по каналам 553, 563, 573.
Следует отметить, что имеется много каналов 553, 563, 573, они распределены вдоль всей периферии разделительных стенок, которые отделяют полости 551, 552, 562 друг от друга, они имеют малые проходные сечения и являются не очень глубокими по сравнению с глубиной полостей 551, 552, 562, для которых они обеспечивают сообщение друг с другом. Это способствует увеличению извилистости траектории для напитка.
Благодаря извилистой траектории выдачной элемент 5 сдерживает и замедляет поток напитка. Это способствует равномерной выдаче из выдачного отверстия 26 без брызг.
Извилистая траектория для напитка включает в себя первую поверхность 51, периферийную поверхность 53 и вторую поверхность 52 выдачного элемента 5.
Следует отметить, что выдачной элемент 5 сам по себе в случае необходимости может быть защищен патентом, например, в выделенной патентной заявке независимо от остальных признаков капсулы 1.
Капсула 1 также содержит не проницаемый для кислорода, барьерный элемент, установленный в удерживающей камере 20 и расположенный между нижним фильтрующим элементом 3 и выдачным элементом 5. Не проницаемый для кислорода, барьерный элемент представляет собой лист 6 гибкого материала, прикрепленный с обеспечением непроницаемости для кислорода к удерживающему корпусу 2 и предназначенный для разрывания во время использования, посредством чего обеспечивается возможность прохождения напитка через него. Перед использованием капсулы 1 часть удерживающей камеры 20, которая содержит порошкообразный пищевой продукт 8, герметично закрыта с обеспечением непроницаемости для кислорода. Во время использования капсулы 1 закрывающий элемент 29 и лист 6 гибкого материала разрываются и обеспечивают возможность соответственно входа воды и вытекания напитка.
Для этого лист 6 гибкого материала имеет по меньшей мере одну зону 60 запланированного разрыва, в которой лист 6 гибкого материала должен разрываться при использовании. В конкретном проиллюстрированном варианте осуществления лист 6 гибкого материала имеет одну зону 60 запланированного разрыва, которая, в частности, представляет собой центральную зону листа 6. Данная одна зона 60 запланированного разрыва фактически расположена в зоне центральной оси 25 капсулы 1.
В проиллюстрированной конфигурации лист 6 гибкого материала опирается на выдачной элемент 5 и находится в контакте с первой поверхностью 51 последнего. Центральная полость 551 выдачного элемента 5 обращена к листу 6 гибкого материала и окружает зону 60 запланированного разрыва, так что выдачной элемент 5 предназначен для приема потока напитка, проходящего прямо в центральную полость или центральное углубление 551.
В проиллюстрированном варианте осуществления лист 6 гибкого материала содержит по меньшей мере один первый слой 61, образованный из пленки, выполненной из пластика, предпочтительно полиэтилена или сложного полиэфира, и второй слой 62, образованный из алюминиевой пленки, которые присоединены друг к другу. Первый слой 61 расположен между нижним фильтрующим элементом 3 и вторым слоем 62, который, в свою очередь, расположен между первым слоем 61 и выдачным элементом 5.
В зоне 60 запланированного разрыва первый слой 61 имеет прорезь 615 или сквозное отверстие, и первый слой 61 локально отсоединен от второго слоя 62 для обеспечения возможности локального выпучивания второго слоя 62 по направлению к нижней части 22 в зоне 60 запланированного разрыва до тех пор, пока он не разорвется, после увеличения давления со стороны первого слоя 61, обращенной к нижнему фильтрующему элементу 3.
Другими словами, во время использования капсулы 1 напиток под давлением проходит через прорезь 615 в первом слое пластика и воздействует непосредственно на второй слой 62 из алюминиевой пленки в зоне, отсоединенной от первого слоя 61, вызывая выпучивание второго слоя 62 до тех пор, пока последний не деформируется пластически и не разорвется, в результате чего откроется проход для напитка к выдачному отверстию 26.
В частности, зона 60 запланированного разрыва находится над центральной полостью 551 выдачного элемента 5, и, следовательно, сама центральная полость 551 обеспечивает расширенное пространство для выпучивания второго слоя 62. Следует отметить, что разрыв листа 6 гибкого материала вызывается тем, что перепад давлений между его двумя поверхностями превышает сопротивление второго слоя 62 разрыву. Он не вызывается взаимным проникновением листа 6 и выдачного элемента 5, приводящим к разрыву. Действительно, разрыв листа 6 гибкого материала происходит в зоне, которая имеет размеры, которые значительно меньше размера центральной полости 551, и которая, таким образом, будет полностью охвачена той же самой центральной полостью 551.
В проиллюстрированном варианте осуществления прорезь 615 имеет форму креста, и отсоединенная зона имеет форму круга. Очевидно, также возможны другие формы.
Лист 6 гибкого материала может также содержать слой 63 адгезива, размещенный между первым слоем 61 и вторым слоем 62 для гарантирования их прилипания друг к другу. Слой 63 адгезива прерывается в зоне 60 запланированного разрыва. Лист 6 гибкого материала может также содержать слой 64 лака, нанесенный на второй слой 62 на его поверхности, противоположной по отношению к той, которая обращена к первому слою 61, и при необходимости слой 65 переплетенных пластиковых волокон, соединенный со вторым слоем 62 с той же стороны, что и вышеупомянутый слой 64 лака, таким образом, что второй слой 62 остается расположенным между первым слоем 61 и слоем 65 переплетенных пластиковых волокон. В частности, слой 65 переплетенных пластиковых волокон образован из тканого или нетканого материала из сложного полиэфира.
В предпочтительном варианте осуществления толщины различных слоев таковы:
- первый слой 61 (полиэтиленовая пленка): 10 мкм ± 4 мкм;
- слой 63 адгезива: 4 мкм ± 2 мкм;
- второй слой 62 (алюминиевая пленка): 7 мкм ± 3 мкм;
- слой 64 лака: 4 мкм ± 2 мкм;
- слой 65 тканого или нетканого материала из сложного полиэфира: 11 мкм ± 3 мкм.
Например, толщина алюминиевого слоя (второго слоя 62) выбрана так, что второй слой 62 разрывается автономно при перепаде давлений между двумя поверхностями листа 6 гибкого материала, составляющем по меньшей мере 2 бар по меньшей мере в зоне 60 запланированного разрыва. В зависимости от конкретных технических требований алюминиевый слой 62, очевидно, может быть выбран с такой толщиной, чтобы он разрывался под действием давлений, составляющих менее 2 бар.
Значения толщины, указанные выше для различных слоев, приведены в качестве примера и могут быть изменены в соответствии с конкретными техническими требованиями. В частности, значения толщины могут находиться в более широких диапазонах, чем указанные выше. Например, толщина второго слоя 62 из алюминия может составлять от 6 мкм до 30 мкм.
Прорезь 615 может быть выполнена лазерным лучом и, в частности, может быть выполнена, когда первый слой 61 и второй слой 62 уже соединены. Действительно, используя лазерное излучение соответствующей силы, можно прорезать полиэтилен, но не алюминий, который будет просто отражать его. Например, длина прорези 615 составляет приблизительно несколько миллиметров, предпочтительно от 1 до 10 мм, в то время как ширина прорези 615 составляет приблизительно 0,5-1 мм, при необходимости приблизительно 0,5-2 мм.
В альтернативном варианте осуществления листа 6 гибкого материала первый слой 61 и второй слой 62 приклеены друг к другу даже в зоне 60 запланированного разрыва, то есть отсутствует их локальное разъединение в данной зоне. Прорезь 615, также имеющаяся в данном альтернативном варианте осуществления, образует зону локального ослабления листа 6 гибкого материала и позволяет напитку под давлением воздействовать непосредственно на второй слой 62 из алюминиевой пленки, что вызывает его разрыв в зоне прорези 615.
Капсула 1 также содержит элемент 7 для дросселирования потока, установленный в удерживающей камере 20 в месте, находящемся между нижним фильтрующим элементом 3 и выдачным элементом 5. Элемент 7 для дросселирования потока проходит поперек к центральной оси 25 трубчатой боковой стенки 21 и ограничивает проходное сечение для напитка в удерживающей камере 20. Элемент 7 для дросселирования потока фактически представляет собой диск, который расположен перпендикулярно к центральной оси 25 и проходит от края до края всей поперечного сечения удерживающей камеры 20.
Элемент 7 для дросселирования потока имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие 71, через которое при использовании напиток проходит к выдачному элементу 5. Другими словами, элемент 7 для дросселирования потока заставляет поток напитка проходить через указанное по меньшей мере одно сквозное отверстие 71, которое имеет проходное сечение, которое значительно меньше проходного сечения трубчатой боковой стенки 21.
В частности, элемент 7 для дросселирования потока представляет собой мембрану или тонкую пластину, например, с толщиной от 0,3 мм до 3 мм. В частности, указанная мембрана или тонкая пластина изготовлена из пластика и может представлять собой однослойный материал (такой, как полиэтилен, политен или другой материал, который может быть герметично присоединен к материалу удерживающего корпуса 2), многослойный материал (например, имеющий слой, поддающийся сварке, средний слой, образованный из любого пластика или алюминия, полиэфирный наружный слой) или многослойный материал, имеющий слои из сложного полиэфира, сложного полиэфира и полипропилена.
Следовательно, элемент 7 для дросселирования потока представляет собой, в частности, гибкий лист, выполненный из пластика.
Указанное по меньшей мере одно сквозное отверстие 71 представляет собой отверстие или прорезь, выполненное в мембране или тонкой пластине, в частности, посредством использования прокалывающей иглы, которая образует отверстие в мембране без удаления материала. Очевидно, также возможны другие способы выполнения отверстия, такие как высечка.
В проиллюстрированном варианте осуществления сквозное отверстие 71 представляет собой отверстие с диаметром от 0,5 мм до 3 мм, в частности, с диаметром, составляющим 1,2 мм. При необходимости в определенных вариантах осуществления диаметр отверстия 71 может составлять более 3 мм.
Сквозное отверстие 71 предпочтительно представляет собой отверстие, которое постоянно открыто. То есть, материал элемента 7 для дросселирования потока не имеет никакого упругого возврата, способного вызвать закрывание отверстия 71, когда элемент 7 для дросселирования потока свободен от механических напряжений. Кроме того, отверстие 71 предпочтительно имеет одинаковые размеры перед выдачей (то есть, при неиспользованной капсуле) и после выдачи (то есть, после использования капсулы). Другими словами, материал элемента 7 для дросселирования потока не подвергается пластическому деформированию во время использования капсулы 1.
В частности, элемент 7 для дросселирования потока имеет одно сквозное отверстие 71, которое, в частности, находится в центральной зоне элемента 7 для дросселирования потока. Данное одно сквозное отверстие 71 фактически расположено в зоне центральной оси 25 капсулы 1.
В альтернативных вариантах осуществления может быть предусмотрено два или более сквозных отверстий 71, но их число ограничено. Максимальное число данных отверстий может составлять, например, десять или двенадцать. Суммарное проходное сечение сквозных отверстий 71 предпочтительно меньше или равно 0,5% от соответствующего проходного сечения удерживающей камеры 20.
В проиллюстрированном варианте осуществления мембрана, которая образует элемент 7 для дросселирования потока, и лист 6 гибкого материала не проницаемого для кислорода, барьерного элемента наложены один поверх другого. В частности, указанное по меньшей мере одно сквозное отверстие 71 элемента 7 для дросселирования потока находится рядом с указанной по меньшей мере одной зоной 60 запланированного разрыва листа 6 гибкого материала. В других возможных вариантах осуществления места расположения сквозного отверстия 71 и зоны 60 запланированного разрыва не соответствуют друг другу.
Каждый из листа 6 гибкого материала и элемента 7 для дросселирования потока имеет соответствующую периферийную зону 68, 78, которая прикреплена к удерживающему корпусу 2.
Как показано на фиг. 18, лист 6 гибкого материала и элемент 7 для дросселирования потока имеют круглую форму на виде в плане, но имеют разные диаметры.
Соответствующие периферийные зоны 68, 78 прикреплены к нижней части 22 (в частности, к наружной кольцевой зоне 223), например, посредством сварки или приклеивания. Другими словами, два листа 6, 7 не прикреплены друг к другу; вместо этого они оба прикреплены к нижней части капсулы 1. Кроме того, поскольку нижний фильтрующий элемент 3 опирается на внутреннюю поверхность наружной кольцевой зоны 223, лист 6 гибкого материала и элемент 7 для дросселирования потока ограждены между нижним фильтрующим элементом 3 с одной стороны, и нижней частью 22 и выдачным элементом 5 с другой стороны.
В конкретном варианте осуществления элемент 7 для дросселирования потока расположен между нижним фильтрующим элементом 3 и не проницаемым для кислорода, барьерным элементом 6, который, в свою очередь, расположен между элементом 7 для дросселирования потока и нижней частью 22. Другими словами, элемент 7 для дросселирования потока обращен к порошкообразному пищевому продукту 8, и не проницаемый для кислорода, барьерный элемент 6 обращен к выдачному выпускному отверстию 26.
Эта конфигурация целесообразна, поскольку она предотвращает ситуацию, при которой элемент 7 для дросселирования потока может мешать выпучиванию зоны 60 запланированного разрыва перед разрывом не проницаемого для кислорода, барьерного элемента 6.
Тем не менее, противоположная конфигурация, в которой не проницаемый для кислорода, барьерный элемент 6 расположен между нижним фильтрующим элементом 3 и элементом 7 для дросселирования потока, возможна, хотя она будет менее предпочтительной.
В описанном варианте осуществления, в котором имеется только одно сквозное отверстие 71 и имеется одна зона 60 запланированного разрыва, их положения соответствуют друг другу, и они находятся в зоне центральной оси 25, а также рядом с центральной полостью 551 выдачного элемента 5.
Следует отметить, что в проиллюстрированном варианте осуществления нижний фильтрующий элемент 3, элемент 7 для дросселирования потока, не проницаемый для кислорода, барьерный элемент 6 и выдачной элемент 5 представляют собой элементы, отдельные друг от друга, то есть они представляют собой детали, которые являются отдельными друг от друга и которые при необходимости могут быть выполнены из материалов и с формами, которые отличаются друг от друга и лучше подходят для их конкретного назначения.
Однако в альтернативном варианте осуществления элемент 7 для дросселирования потока и не проницаемый для кислорода, барьерный элемент 6 могут быть включены в один компонент. Другими словами, может быть предусмотрен многослойный элемент, имеющий первый слой, который представляет собой мембрану или тонкую пластину (например, гибкий лист, выполненный из материала, указанного выше для элемента 7 для дросселирования потока) с по меньшей мере одним сквозным отверстием 71, при этом указанный первый слой присоединен к листу 6 гибкого материала, описанного выше для не проницаемого для кислорода, барьерного элемента. Многослойный элемент, полученный таким образом, образованный мембраной или тонкой пластиной со сквозным отверстием 71 и листом 6 гибкого материала, присоединенными друг к другу, прикреплен к удерживающему элементу 2 капсулы 1, в частности, с внутренней стороны наружной кольцевой зоны 223 нижней части 22. В этом многослойном элементе сквозное отверстие 71 предпочтительно находится рядом с зоной 60 запланированного разрыва.
Фиг.19-25 относятся ко второму варианту осуществления капсулы 1, который отличается от первого варианта осуществления, описанного выше, главным образом в отношении выдачного элемента 5 и, следовательно, в отношении опорной поверхности для него в нижней части 22.
В частности, в капсуле по фиг. 19 выдачной элемент 5 и опорная поверхность для него имеют больший диаметр по сравнению с соответствующими элементами капсулы, показанной на фиг. 1.
Как показано на фиг. 21-25, выдачной элемент 5 имеет четыре полости или углубления 552 в концентрических кольцевых зонах первой поверхности 51 и три полости или углубления в концентрических кольцевых зонах второй поверхности 52. Это позволяет увеличить извилистость траектории выходящего потока напитка по сравнению с выдачным элементом 5 по первому варианту осуществления.
Ниже кратко описано функционирование капсулы 1 согласно данному изобретению.
При вставке капсулы 1 в машину для приготовления напитков (например, кофемашину) соответствующий прокалывающий элемент, принадлежащий последней, прокалывает закрывающий элемент 29, и обеспечивается нагнетание горячей воды под давлением в удерживающую камеру 20 через сам закрывающий элемент 29. После прохождения через верхний фильтрующий элемент 4 в случае его наличия, который также служит для распределения подаваемой воды, вода доходит до порошкообразного пищевого продукта 8 и смачивает его, в результате чего начинается процесс приготовления напитка, то есть, растворение порошкообразного пищевого продукта 8, если он является растворимым, или экстрагирование ароматических веществ, если порошкообразный пищевой продукт 8 является нерастворимым.
Напиток, который приготовлен, доходит до нижнего фильтрующего элемента 3 и, проходя через фильтрующий элемент 3, назначение которого состоит в удерживании порошкообразного пищевого продукта 8 для предотвращения выхода данного продукта, доходит до элемента 7 для дросселирования потока. Проходя через указанное по меньшей мере одно сквозное отверстие 71, напиток доходит до листа 6 гибкого материала, который по-прежнему не поврежден и останавливает поток напитка. После увеличения давления внутри капсулы 1 напиток проходит через указанную по меньшей мере одну прорезь 615 первого слоя 61 листа 6 гибкого материала и доходит до второго слоя 62 в указанной по меньшей мере одной зоне 60 запланированного разрыва.
Перепад давлений, создаваемый постепенно между поверхностью листа 6 гибкого материала, обращенной к порошкообразному пищевому продукту 8, и противоположной поверхностью, вызывает локальное выпучивание второго слоя 62 по направлению к нижней части 22, в частности, в центральной полости 551 выдачного элемента 5 до тех пор, пока второй слой 62 не разорвется в зоне 60 запланированного разрыва.
В зависимости от перепада давлений и определенных механических свойств листа гибкого материала зона фактического разрыва, образующаяся во втором слое 62, может иметь размеры, которые значительно меньше размеров зоны, в которой первый слой 61 и второй слой 62 отсоединены друг от друга в зоне 60 запланированного разрыва. Например, зона разрыва может иметь размеры, сопоставимые с размерами прорези 615 или даже меньшие, чем размеры прорези 615.
Следует отметить, что различные механические свойства материалов, которые образуют первый слой 61 и второй слой 62, означают, что в то время, как второй слой 62 разрывается вслед за повышением давления, первый слой 61 может оставаться по существу не поврежденным.
В этот момент напиток может «продолжать свой путь» и попадает в центральную полость 551 выдачного элемента 5, из которой он доходит до выдачного отверстия 26, следуя вдоль извилистой траектории на первой поверхности 51, на периферийной поверхности 53 и на второй поверхности 52.
После разрыва листа 6 гибкого материала и при выходе напитка из капсулы 1 элемент 7 для дросселирования потока благодаря проходному сечению, которое ограничено указанным по меньшей мере одним отверстием 71, создает сопротивление потоку напитка между зоной, в которой размещен порошкообразный пищевой продукт 8, и выдачным элементом 5. Элемент 7 для дросселирования потока фактически создает перепад давлений на данном элементе.
Следовательно, элемент 7 для дросселирования потока выполняет функцию регулирования потока, обеспечивая возможность замедления потока напитка в капсуле 1 и придания ему равномерности.
Элемент 7 для дросселирования потока может быть полезным для поддержания некоторого противодавления перед ним по ходу потока (то есть, в зоне инфузии, в которой размещен порошкообразный пищевой продукт 8) даже после разрыва листа 6 гибкого материала. Данная особенность может обеспечить возможность улучшенного экстрагирования напитка.
В случае капсул 1 для кофе некоторые испытания продемонстрировали, в частности, то, что в конце выдачи «таблетка» порошкообразного кофе, остающаяся в удерживающей камере 20, является более компактной/плотной и твердой, чем «таблетка» в капсулах по предшествующему уровню техники, в которых используется такой же порошкообразный кофе. Это может рассматриваться как показатель улучшенной экстракции, достигаемой посредством капсул 1 согласно данному изобретению.
Кроме того, в конце выдачи элемент 7 для дросселирования потока способствует предотвращению или по меньшей мере замедлению капанья остаточной воды, которая стремится опуститься из порошкообразного пищевого продукта к нижней части капсулы 1. Действительно, даже в большей степени при отсутствии значительного перепада давлений он является значительным препятствием на пути остаточной воды, которая может проходить только через малое отверстие 71.
Данное изобретение обеспечивает важные преимущества.
Благодаря данному изобретению не только можно было выполнить капсулу, альтернативную капсулам по предшествующему уровню техники, которая может быть использована в таких же машинах, в которых в настоящее время используются капсулы по предшествующему уровню техники, описанные выше, но и были также получены улучшенные результаты, как упомянуто выше.
Кроме того, при использовании специального листа гибкого материала, описанного выше, в качестве барьерного элемента, не проницаемого для кислорода, можно обеспечить систему открывания капсулы, которая не только является альтернативой системе по предшествующему уровню техники, но и обеспечивает возможность как открывания при использовании давлений, превышающих давления, при которых открываются капсулы по предшествующему уровню техники, так и уменьшения риска нежелательного попадания кусков алюминия в напиток благодаря отсутствию механических прокалывающих элементов, которые взаимодействуют с алюминиевым листом.
В завершение, следует отметить, что данное изобретение сравнительно легко реализовать и что даже затраты, связанные с реализацией изобретения, не очень высоки.
Изобретение, описанное выше, может быть модифицировано и адаптировано рядом способов без отхода при этом от объема идеи изобретения.
Все детали могут быть заменены другими, технически эквивалентными элементами, и используемые материалы, а также формы и размеры различных компонентов могут варьироваться в соответствии с требованиями.