КАРТРИДЖИ, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
CARTRIDGES, SYSTEMS AND METHODS FOR PREPARATION OF BEVERAGES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к картриджам, системам и способам приготовления напитков.
Уровень техники
Картриджи, используемые для приготовления напитков, широко известны специалистам в это области. Например, широко известен способ предоставления картриджа для использования в машине для приготовления напитков, который при использовании прокалывается прокалывающим элементом машины для приготовления напитков, что позволяет горячей воде протекать через картридж и заваривать вещество напитка, например жареный молотый кофе.
Один пример описан в US 2010/0028495. Такие системы картриджей и напитка часто используются в домашних условиях и в офисных помещениях. Для потребителей желательно, чтобы каждый напиток готовился и выдавался как можно быстрее. Однако было обнаружено, что напиток получается лучше, если его ингредиенты сжимаются и подвергаются воздействию относительно высокого давления. Особенно это касается напитков, требующих экстракции ингредиентов (например, жареного и молотого кофе). В связи с этим существует потребность в фильтрах с порами малого размера, в результате чего значения скорости потока через картриджи относительно низки.
Раскрытие изобретения
Настоящее раскрытие предоставляет картридж, содержащий один или более ингредиентов напитка, в составе которого:
чашевидный корпус, имеющий основание, периферийную боковую стенку и открытую верхнюю часть;
крышка, прикрепленная к чашевидному корпусу, закрывающая открытую верхнюю часть с образованием объема емкости, причем крышка может быть проколота для обеспечения притока водной среды в объем емкости;
фильтр, расположенный внутри объема емкости для разделения объема емкости на отсек ингредиентов, содержащий один или более ингредиентов напитка, и объем фильтрата;
основание, выполненное с возможностью прокалывания для обеспечения оттока из объема емкости напитка, образованного из водной среды и одного или более ингредиентов напитка;
периферийная боковая стенка, содержащая множество желобков, образующих множество каналов фильтрата, выполненных с возможностью направлять напиток вниз в направлении основания чашевидного корпуса;
причем при использовании чашевидный корпус выполнен с возможностью расширяться в поперечном направлении, когда в объем емкости подается водная среда при температуре по меньшей мере 85°С и под давлением по меньшей мере 20 кПа.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, авторы полагают, что существует убеждение, что поперечное расширение чашевидного корпуса способствует обеспечению того, что каналы фильтрата не будут забиваться, а значит, и более быстрому прохождению жидкости. В дополнение к этому расширение фильтра может образовывать большую площадь фильтрации, что также сокращает время заваривания.
Чашевидный корпус может быть выполнен с возможностью поперечного расширения путем искривления желобков периферийной боковой стенки.
Периферийная боковая стенка может иметь в общем форму усеченного конуса до использования, а после поперечного расширения во время использования может принимать в общем бочковидную форму.
В одном аспекте периферийная боковая стенка имеет толщину от 0,15 до 0,35 мм.
В одном аспекте основание имеет толщину от 0,35 до 0,55 мм.
Чашевидный корпус может содержать полимерный материал.
Чашевидный корпус может содержать слоистый материал.
Например, чашевидный корпус может содержать слоистый материал из полистирола и полиэтилена. В другом примере, чашевидный корпус может быть сформирован из слоистого материала, имеющего слои полистирола, этиленвинилового спирта (EVOH) и полиэтилена.
Чашевидный корпус может содержать барьерный слой. Барьерный слой может образовывать один слой слоистой структуры чашевидного корпуса. Барьерный слой может быть по существу непроницаемым для кислорода и/или влаги. Предпочтительный барьерный слой служит для защиты содержимого картриджа от возможного ухудшения качественных характеристик в связи с воздействием кислорода/воздуха и/или влаги. Примером подходящего барьерного слоя является материал EVOH.
В одном аспекте фильтр может быть сформирован из листового материала, которому может быть придана чашевидная форма, имеющая боковую стенку и основание, причем фильтр может содержать множество секций, причем листовой материал при креплении к чашевидному корпусу и до введения водной среды содержит накладывающиеся секции.
При использовании фильтр может быть выполнен с возможностью поперечного расширения посредством смещения листового материала.
При использовании фильтр может быть выполнен с возможностью продольного расширения посредством смещения накладывающегося листового материала.
В одном аспекте картридж может далее содержать ограничительный элемент, расположенный в объеме емкости;
причем ограничительный элемент выполнен отдельно от чашевидного корпуса и расположен внутри объема емкости, образуя выходную зону, причем ограничительный элемент находится между фильтром и выходной зоной;
причем ограничительный элемент выполнен с возможностью препятствовать или предотвращать продвижение фильтра в выходную зону таким образом, что во время использования при полном вытягивании прокалывающего элемента аппарата для приготовления напитков прокалывающий элемент активизируется для размещения в гидравлической связи с выходной зоной, но при этом не контактирует с ограничительным элементом фильтра.
Ограничительный элемент может быть выполнен с возможностью предоставлять при использовании физическую поддержку по меньшей мере части фильтра для ограничения или предотвращения осевого расширения фильтра.
Ограничительный элемент может содержать опорную поверхность фильтра и по меньшей мере одну распорку для дистанционирования опорной поверхности фильтра и поверхности прокалывания картриджа, причем дистальный конец упомянутой распорки может упираться в угол, образованный между боковой стенкой и основанием.
Фильтр может содержать верхний ободок, присоединенный около или вблизи периферийной боковой стенки со стороны крышки и/или между периферийной боковой стенкой и крышкой и может далее содержать боковую стенку фильтра, не присоединенную к периферийной боковой стенке.
Настоящее раскрытие также предоставляет систему, содержащую картридж и машину для приготовления напитков, в которой машина для приготовления напитков содержит:
держатель, принимающий картридж, содержащий один или более ингредиентов напитка;
входной прокалыватель, используемый для прокалывания крышки упомянутого картриджа для подачи водной среды в картридж; и
выходной прокалыватель, используемый для прокалывания основания упомянутого картриджа, чтобы обеспечить отток напитка, образованного из одного или более ингредиентов напитка и водной среды;
причем картридж содержит чашевидный корпус, имеющий основание, периферийную боковую стенку и открытую верхнюю часть, закрытую крышкой и периферийной боковой стенкой, содержащей множество желобков;
причем держатель содержит стенку, образующую полость для приема картриджа, имеющую больший внутренний диаметр, чем наружный диаметр по меньшей мере значительной части периферийной боковой стенки картриджа, чтобы при введении картриджа в полость между по меньшей мере значительной частью периферийной боковой стенки картриджа и стенкой держателя образовывался круговой зазор для теплового расширения.
Чашевидный корпус может быть выполнен с возможностью расширения в поперечном направлении при использовании, когда водная среда при температуре по меньшей мере 85°С и давлении по меньшей мере 20 кПа подается в объем емкости машиной для приготовления напитков.
Настоящее раскрытие также предоставляет способ получения напитка из картриджа, имеющего чашевидный корпус и крышку и содержащего один или более ингредиентов напитка, использующий машину для приготовления напитков, имеющую входной прокалыватель, выходной прокалыватель и держатель для картриджа, и содержащий этапы, на которых:
картридж вставляется в держатель таким образом, что чашевидный корпус картриджа вводится в полость, ограниченную стенкой держателя;
крышка картриджа прокалывается входным прокалывателем;
основание картриджа прокалывается выходным прокалывателем;
водная среда впрыскивается через входной прокалыватель в картридж для образования напитка, причем водная среда впрыскивается при температуре по меньшей мере 85°С и под давлением по меньшей мере 20 кПа; и
напиток наливается через выходной прокалыватель;
причем вследствие прохождения водной среды через картридж чашевидный корпус расширяется в поперечном направлении.
Подходящими материалами для фильтра являются тканные и нетканные материалы, бумага и целлюлоза, а также пластмассы, такие как полипропилен и полиэтилен. Бумажный или целлюлозный материал может содержать волокна другого материала, например полипропилен или полиэтилен.
Крышка может быть сформирована из полиэтилена, полипропилена, полиэфиров, содержащих полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полиамиды, в том числе нейлон, полиуретан, бумагу, вискозу и/или металлическую фольгу. Крышка может содержать слоистый материал, может быть метализирована или сформирована из сополимеров. В одном примере, крышка содержит слоистый материал, содержащий слои полиэтилена и алюминия.
Это раскрытие имеет особое значение в случаях, когда среда напитка представляет собой экстрагируемый/нерастворимый продукт, например, жареный молотый кофе или листовой чай. Однако среда напитка может в альтернативных вариантах представлять собой растворимый в воде ингредиент, например, растворимый сублимированный кофе или кофе, полученный по технологии «сушки распылением», шоколадный порошок, сухое молоко или сухие сливки. Под сухим молоком может подразумеваться сухое обезжиренное молоко, частично обезжиренное молоко и цельное молоко, сухие концентраты молочного белка, вещество, выделенное из натурального молока и фракции молока, или любая комбинация перечисленных веществ. Сухие сливки могут быть изготовлены из молочных ингредиентов и/или не содержащих молоко ингредиентов и обычно содержат эмульгированные жиры, стабилизированный белками или модифицированный крахмал, диспергированный на носитель, способствующий высыханию, особенно высушиванию распылением. Порошкообразный продукт может быть агломерирован. В дополнительных альтернативных вариантах среда напитка может представлять собой смесь экстрагируемых/нерастворимых ингредиентов и растворимых в воде ингредиентов, например, смесь жареного молотого кофе и растворимого сублимированного кофе.
Краткое описание чертежей
Аспекты настоящего описания далее будут описаны только посредством примеров со ссылками на сопутствующие чертежи.
На Фиг. 1 представлен поперечный разрез картриджа в соответствии с одним аспектом настоящего раскрытия.
На Фиг. 2 представлен вид в перспективе поперечного сечения картриджа, показанного на Фиг. 1.
На Фиг. 3 приведен вид в перспективе ограничителя фильтра картриджа, показанного на Фиг. 1.
На Фиг. 4 представлен поперечный разрез картриджа, показанного на Фиг. 1, во время разлива.
На Фиг. 5 представлен вид в перспективе другого варианта осуществления ограничителя фильтра по настоящему раскрытию.
На Фиг. 6 представлен поперечный разрез картриджа, содержащего ограничитель фильтра, показанный на Фиг. 5, во время разлива.
На Фиг. 7 представлено поперечное сечение чашевидного корпуса картриджа, показанного на Фиг. 1.
На Фиг. 8 представлен вид в перспективе фильтра, используемого в одном варианте осуществления картриджей по настоящему раскрытию.
На Фиг. 9 представлен поперечный разрез картриджа в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего раскрытия.
На Фиг. 10 представлен вид в перспективе поперечного сечения картриджа, показанного на Фиг. 9.
На Фиг. 11 представлен вид сбоку, на котором видна характерная форма картриджей по настоящему раскрытию после разлива.
Осуществление изобретения
Как показано на Фиг. 1, в первом аспекте картридж 1 содержит чашевидный корпус 2, крышку 3, ограничитель 6 фильтра и фильтр 8.
Чашевидный корпус 2, показанный на Фиг. 1, содержит круглое основание 4 и проходящую вверх боковую стенку 5, которая заканчивается верхним ободком 21, который определяет открытый верхний край 20 чашевидного корпуса 2. Как показано на Фиг. 2 и 7, боковая стенка 5 с внутренней стороны снабжена множеством желобков, которые содержат выступы 28, которые выступают радиально внутрь, образовывая каналы 29 между выступами 28, которые походят вниз вдоль значительной части длины боковой стенки 5, начиная от открытого верхнего края 20 в направлении основания 4. Боковая стенка 5 как правило имеет форму усеченного конуса, у которого диаметр у открытого верхнего края 20 больше, чем диаметр у боковой стенки 5 вблизи основания 4. Верхний участок боковой стенки 5, смежный с верхним ободком 21, имеет сужающуюся внутрь часть 22, проходящую вниз от верхнего ободка 21. В дополнение к этому боковая стенка 5 на участке основания 4 снабжена расширяющейся наружу частью 23. Верхний край расширяющейся наружу части 23 соединяется с остальной частью боковой стенки 5 с помощью повернутого наружу колена 24.
Основание 4, изображенное в частности, на Фиг. 4, является в основном плоским и имеет круговую выемку 26 (показана на Фиг. 2), которая находится в его внешней периферийной части в углу 27 между основанием 4 и боковой стенкой 5. Плоская часть 4а основания 4 предоставляет нижнюю поверхность прокалывания 40 картриджа 1.
Чашевидный корпус 2 может быть сформирован из слоистого материала, состоящего из слоев полистирола, этиленвинилового спирта (EVOH) и полиэтилена. Слой материала EVOH может служить барьерным слоем, который является по существу непроницаемым для кислорода/воздуха и/или влаги. Предпочтительный барьерный слой служит для защиты содержимого картриджа от возможного ухудшения качественных характеристик в связи с воздействием кислорода/воздуха и/или влаги.
Множество чашевидных корпусов 2 могут устанавливаться друг на друга до сборки картриджей 1.
Крышка 3 содержит диск, приклеенный тем или иным образом герметично прикрепленный к верхнему ободку 21 чашевидного корпуса 2 для закрытия открытого верхнего края 20 картриджа 1. Крышка 3 образует верхнюю поверхность прокалывания 43 картриджа 1.
В одном варианте осуществления, фильтр 8 имеет в основном чашевидную форму, имеющую верхний ободок фильтра 50, приклеенный или иным образом герметично прикрепленный к чашевидному корпусу 2 (например, к периферийной боковой стенке) вблизи или около верхнего ободка 21. В непроиллюстрированном примере ободок фильтра 50 приклеен между верхним ободком 21 чашевидного корпуса 2 и крышкой 3. Боковая стенка фильтра 51 может проходить вниз от ободка фильтра 50 и может заканчиваться около нижнего края основанием фильтра 52, как показано на чертежах. Фильтр 8 может быть отлит из подходящего материала. Альтернативно, фильтр 8 может быть сформирован из листового материала, то есть впоследствии ему может быть придана требуемая геометрическая форма.
Ограничитель 6 фильтра может быть выполнен в виде компонента, отдельного от чашевидного корпуса 2 и фильтра 8, и может быть расположен вблизи нижнего края чашевидного корпуса 2, как показано на Фиг. 1 и 2. Как показано наиболее наглядно на Фиг. 3, ограничитель 6 фильтра содержит верхнюю часть 9, образующую верхнюю поверхность 10 и круговую стенку 11 которая, в проиллюстрированном варианте осуществления, проходит вниз и наружу от верхней части 9 и заканчивается вблизи нижнего ободка 31. Верхняя часть 9 содержит внешний круговой ободок 14 и внутренний круговой ободок 15, соединенные друг с другом множеством радиальных стержней 12, которые образовывают промежуточные верхние отверстия 13. Внутренний ободок 15 образует центральное отверстие 16, которое проходит вниз через проходящую вниз трубку 17. Круговая стенка 11 может содержать множество ориентированных вдоль оси (или ориентированных по существу вдоль оси) стержней 18, которые проходят от нижнего ободка 31 к внешнему ободку 14 и образуют промежуточные боковые отверстия 19. Ограничитель 6 фильтра, изображенный на Фиг. 3, имеет в общем форму усеченного конуса, у которого диаметр нижнего ободка 31 больше диаметра внешнего ободка 14.
Ограничитель 6 фильтра может быть жестким, то есть иметь достаточную прочность конструкции, чтобы не подвергаться какой-либо существенной деформации во время использования, которое описано далее.
Предпочтительный ограничитель 6 фильтра имеет такую форму, которая позволяет его устанавливать друг на друга с другими компонентами до сборки картриджа 1. Проходящая вниз трубка 17 служит для обеспечения того, что смежные ограничители фильтра 6 располагаются на некотором расстоянии друг от друга при установке друг на друга, что обеспечивает простоту отделения каждого ограничителя 6 фильтра от других компонентов, установленных друг на друга.
На Фиг. 2 лучше всего показано, что нижний ободок 31 ограничителя 6 фильтра может быть расположен в круговой выемке 26 чашевидного корпуса 2, при этом нижний ободок 31 удерживается в контакте с углом 27 между боковой стенкой 5 и основанием 4.
В возможной технологии сборки картриджа 1, показанной на Фиг. 1, ограничитель 6 фильтра сначала вводится в чашевидный корпус 2 с открытой верхней частью и проталкивается вниз таким образом, чтобы он вошел в зацепление с нижним ободком 31 с натягом в контакте с углом 27 и выемкой 26. Введение ограничителя 6 фильтра в одном варианте осуществления обеспечивается за счет прогибания боковой стенки 5, что позволяет относительно жесткому нижнему ободку 31 пройти через меньший диаметр чашевидного корпуса 2 на уровне вывернутого наружу плеча 24. Боковая стенка 5 по своему характеру упруга, поэтому после введения вдоль вывернутого наружу плеча 24 ограничитель 6 фильтра захватывается и удерживается боковой стенкой 5 в контакте с углом 27 между основанием 4 и боковой стенкой 5, не требуя для этого дополнительного приклеивания или средства крепления.
Далее, фильтр 8 вставляется в чашевидный корпус 2 через открытый верхний край 20 и приклеивается или иным образом присоединяется к или вблизи верхнего ободка 21, например, посредством термосваривания.
Как показано на Фиг. 1, после расположения фильтра 8 объем емкости картриджа 1 разделяется на объем ингредиентов напитка В с одной стороны фильтра 8 и объем емкости С с другой стороны фильтра 8. ограничитель 6 фильтра располагается в объеме емкости С под фильтром 8. Каналы 29, образованные между желобками 28, образуют часть объема емкости С, поскольку они располагаются ниже по ходу потока, чем фильтр 8.
Объем ингредиентов напитка В заполняется частью ингредиентов напитка 7, например, жареным молотым кофе, через открытый верхний край 20. Картридж 1 затем закрывается путем приклеивания крышки 3 к верхнему ободку 21 с или без прокладывания ободка фильтра 50 между ними. Два или более этапа сборки, описанных выше, могут быть объединены в один технологический этап сборки.
На Фиг. 1 показано, что после сборки основание фильтра 52 физически опирается на верхнюю поверхность 10 ограничителя 6 фильтра. В одном варианте осуществления, верхняя поверхность 10 ограничителя 6 фильтра выполнена с возможностью ограничения расширения материала фильтра 8 в часть объема емкости С, которая может считаться выходной зоной D картриджа 1. Выходная зона D определяется как объем между ограничителем 6 фильтра и основанием 4 чашевидного корпуса 2. В одном варианте осуществления, ограничитель 6 фильтра выполнен с возможностью приема прокалывающего элемента таким образом, чтобы когда прокалывающий элемент при использовании полностью вытягивается, он не смещал ограничитель 6 фильтра. В одном варианте осуществления, ограничитель 6 фильтра выполнен с возможностью приема прокалывающего элемента таким образом, чтобы когда прокалывающий элемент при использовании полностью вытягивается, он не входил в контакт с ограничителем 6 фильтра. В одном варианте осуществления, ограничитель 6 фильтра образует отверстие 56а, которое может быть выполнено с возможностью приема прокалывающего элемента аппарата для приготовления напитков, чтобы когда прокалывающий элемент полностью вытянется в выходную зону D при использовании, он располагался в гидравлической связи с выходной зоной D.
При использовании, как показано на Фиг. 4, картридж 1 вводится в держатель 58 аппарата для приготовления напитков. Периферийная стенка держателя 58 образует полость, форма и размеры которой позволяют ей принимать картридж 1 таким образом, чтобы изначально между держателем и боковой стенкой 5 картриджа 1 существовал круговой зазор для теплового расширения 59. Круговой зазор для теплового расширения 59 может составлять 2 мм с каждой стороны картриджа 1.
Машина для приготовления напитков содержит входной прокалывающий элемент 55 и выходной прокалывающий элемент 56, которые вводятся в зацепление с картриджем 1, чтобы обеспечить заваривание и наливание. Как показано на чертежах, входной прокалывающий элемент 55 прокалывает верхнюю поверхность прокалывания 43 картриджа 1 для образования входного отверстия, чтобы предоставить гидравлическое сообщение с объемом ингредиентов напитка В. выходной прокалывающий элемент 56 прокалывает нижнюю поверхность прокалывания 40 основания 4 для образования выходного отверстия, чтобы обеспечить путь выхода потока напитка, образованного из ингредиента напитка 7, из картриджа 1, а значит аппарат для приготовления напитка может перелить напиток в тару, например в чашку. Выходной прокалывающий элемент 56 может быть смещен от центра картриджа 1, чтобы ему не мешала проходящая вниз трубка 17.
Водная среда, например горячая вода, впрыскивается в картридж 1 через входной прокалывающий элемент 55, чтобы войти в контакт со средой напитка 7. Таким образом образуется экстракт напитка, проходящий через фильтр 8 в объем емкости С. Экстракт напитка проходит через боковую стенку фильтра 51 в каналы 29, где он может бежать вниз в выходную зону D через боковые отверстия 13 в ограничителе фильтра 6. Экстракт также проходит через фильтр 8 через основание фильтра 52 в выходную зону D через верхние отверстия 13 и центральное отверстие 16 ограничителя 6 фильтра.
Пока вода протекает через картридж 1 картридж расширяется в поперечном направлении из-за внутреннего повышения давления в картридже и смягчающего воздействия воды, которая обычно имеет температуру по меньшей мере 85°С. Поперечному расширению способствует конфигурация боковой стенки 5, содержащая желобки 28. Поперечное расширение приводит к тому, что круговой зазор для теплового расширения 59 сокращается или даже полностью смыкается. Поскольку самая верхняя и самая нижняя части боковой стенки 8 более стойки к поперечному расширению, в результате процесса расширения боковая стенка 5, имеющая форму усеченного конуса, деформируется и принимает бочковидную форму, показанную, например, на Фиг. 11.
Был обнаружен выгодный эффект поперечного расширения чашевидного корпуса 2 картриджа 1, поскольку он приводит к сокращению времени образования напитка, что будет описано далее ниже.
Поперечное расширение боковой стенки 5 картриджа 1 может сопровождаться поперечным расширением фильтра 8. Это может происходить, в частности, в случае, когда фильтр 8 изготовлен из листового материала, которому придана чашевидная форма путем накладывания листового материал, как показано, например, на Фиг. 8. В этом случае, поперечное расширение обеспечивается смещением накладывающихся секций листового материала относительно друг друга таким образом, что фильтр 8 частично разворачивается. Наличие ограничителя фильтра 2 ограничивает или препятствует осевому расширению фильтра 8 вниз в направлении основания 4. Предпочтительной может быть конфигурация фильтра 8, а именно его размеров и расположения накладывающихся секций, которая обеспечивает возможность боковой стенки 5 чашевидного корпуса 2 расширяться в поперечном направлении больше, чем расширяется боковая стенка фильтра. Это способствует обеспечению незаблокированности каналов 29.
Как показано на Фиг. 4, предпочтительное расстояние d между основанием 4 чашевидного корпуса 2 и нижней стороной радиальных стержней 12 ограничителя 6 фильтра больше, чем расстояние проникновения р выходного прокалывающего элемента 56 в картридж 1. Такое расстояние при использовании гарантирует, что выходной прокалывающий элемент 56 не будет входить в контакт ни с ограничителем 6 фильтра, ни с фильтром 8. В одном варианте осуществления, отверстие 56а ограничителя 6 фильтра проходит от основания 4 в направлении верхней поверхности 10 большее расстояние, чем расстояние проникновения р.
На Фиг. 5 показан другой аспект ограничителя 6' фильтра, который может быть встроен в капсулу 1, вместо ограничителя 6 фильтра, показанного на Фиг. 3. При описании этого аспекта элементы, похожие на элементы предыдущего аспекта, в частности, конфигурация чашевидного корпуса 2, крышки 3 и фильтра 8, не будут описаны далее, но будут даны ссылки на предшествующие абзацы.
Как и ранее, ограничитель 6' фильтра может быть выполнен в виде компонента, отдельного от чашевидного корпуса 2, и может быть расположен вблизи нижнего края чашевидного корпуса 2, как показано на Фиг. 6. Ограничитель 6' фильтра содержит круговую часть, образующую верхнюю поверхность 10', внешнюю круговую стенку 11' и внутреннюю круговую стенку, причем обе стенки проходят вниз от верхней части для соединения с элементом нижнего фланца. Элемент нижнего фланца образует нижний ободок 31'. В верхней поверхности 10' выполнено центральное отверстие 16'. Внутренняя круговая стенка содержит множество секций стенки 18', которые образуют расположенные между ними боковые отверстия 19'.
Ограничитель 6' фильтра может быть жестким, то есть иметь достаточную прочность конструкции, чтобы не подвергаться какой-либо существенной деформации во время использования, которое описано далее.
Сборка картриджа 1 выполняется также, как описано ранее, и отличается лишь тем, что ограничитель 6' фильтра вводится таким образом, что нижний ободок 31' входит в зацепление в или вблизи к углу 27 чашевидного корпуса 2. Как писано выше, сужающаяся внутрь часть 23 служит для поддержания ограничителя 6' фильтра в правильном положении.
Как показано на Фиг. 6, после сборки основание фильтра 52 физически опирается на верхнюю поверхность 10' ограничителя 6' фильтра, что обеспечивает предотвращение прохождения материала фильтра 8 в часть объема фильтрата С, который может считаться выходной зоной D картриджа 1. Выходная зона D определяется как объем между ограничителем 6' фильтра и основанием 4 чашевидного корпуса 2.
Картридж 1 применяется так же, как было описано ранее, за исключением того, что экстракт напитка, проходящий через фильтр 8, направляется по каналам в выходной прокалыватель 56 через боковые отверстия 19' и в круговую выходную зону D.
При модификации описанного выше аспекта внешняя круговая стенка 11' может также иметь отверстия 19', предназначенные для прохождения потока напитка в выходную зону D.
На Фиг. 9 и 10 показан второй аспект картриджа 1 в соответствии с настоящим раскрытием. Этот аспект подобен аспекту, описанному выше, поэтому в следующем аспекте будут описаны только отличия. Одни и те же номера позиций использованы для обозначения одних и тех же компонентов.
Этот аспект по существу аналогичен первому аспекту с тем лишь отличием, что картридж 1 не содержит ограничитель фильтра 2. Вместо этого фильтр 8 подвешен и выполнен с возможностью оставаться на расстоянии от выходного прокалывателя 56 благодаря его длине в осевом направлении.
Картридж 1 используется так же, как описано выше. Однако в этом аспекте фильтр 8 может расширяться в поперечном направлении и вниз в продольном направлении как бы в направлении основания 4 картриджа 1. Также как и в первом аспекте, такое расширение боковой стенки картриджа 1 и расширение фильтра 8 оказалось выгодным для снижения времени приготовления напитков.
Примеры
Изготовили четыре типа картриджей 1. При заполнении жареным молотым кофе вес каждого типа картриджа составил 9 г. Десять образцов каждого типа картриджа заваривали, используя машину для приготовления напитков Cuisinart модель SS-700, выпускаемую компанией «Cuisinart», Стэмфорд, штат Коннектикут, США. Круговой зазор для теплового расширения между стенкой держателя и боковой стенкой чашевидного корпуса составил приблизительно 2 мм. Машина для приготовления напитков была настроена на выдачу напитка «Drink size 8» (номинальный объем 0,2 л (8 унций), во время эксперимента предоставивший вес напитка приблизительно 205-210 г), после чего измеряли время заваривания до выдачи каждого образца.
Типы картриджей были следующими.
Тип 1 - картридж 1, описанный во втором аспекте, не имеющий ограничителя фильтра 2.
Тип 2 - картридж 1, описанный во втором аспекте, не имеющий ограничителя фильтра 2, но дополнительно содержащий манжету, расположенную вокруг периферийной боковой стенки 5 чашевидного корпуса 2, чтобы по существу предотвратить любое поперечное расширение чашевидного корпуса 2.
Тип 3 - картридж 1, описанный в первом аспекте, имеющий ограничитель фильтра 2, как показано на Фиг. 3.
Тип 2 - картридж 1, описанный в первом аспекте, имеющий ограничитель фильтра 2, как показано на Фиг. 3, но дополнительно содержащий манжету, расположенную вокруг периферийной боковой стенки 5 чашевидного корпуса 2, чтобы по существу предотвратить любое поперечное расширение чашевидного корпуса 2.
Таким образом, Тип 2 и Тип 4 картриджа применялись как контрольные для подчеркивания технического воздействия поперечного расширения картриджей Типов 1 и 3.
Среднее время заваривания составило ( см. таблицу)
Как видно из примера, поперечное расширение картриджа 1 Типа 1 привело к сокращению времени заваривания до 49 с по сравнению с 52 с для контрольного типа. В случае с картриджем 1 Типа 3 сокращение времени заваривания было очень значительным и составило 10 с, то есть 51 с вместо 61 с.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, авторы полагают, что поперечное расширение чашевидного корпуса 2 (и опционально фильтра 8, расположенного внутри корпуса) способствует сохранению каналов 29, которые служат для отекания напитка вниз в направлении основания 4 капсулы 1, незаблокированными, а значит способствует более быстрому потоку. В дополнение к этому расширение фильтра 8 образует большую площадь фильтрации, что также сокращает время заваривания.
Хотя самое быстрое время заваривания достигнуто в примерах, в которых не использовались ограничители фильтра 2, при некоторых обстоятельствах применение ограничителя фильтра оправдывает потенциально более длительное время заваривания. Даже в этом случае было обнаружено, что поперечное расширение сокращает время заваривания приблизительно на 6%.
Исходя из описанного выше следует понимать, что предоставлены картриджи для приготовления напитков и компоненты для таких картриджей.