КАПСУЛА И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
CAPSULE AND SYSTEM FOR PREPARATION OF BEVERAGES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к капсуле, или картриджу, для приготовления напитка, такого как кофе, из порции одного или нескольких продуктов, содержащихся внутри капсулы, посредством устройства для приготовления напитков (варочного устройства) и к системе, образованной упомянутой капсулой и упомянутым варочным устройством. Более конкретно, изобретение относится к одноразовой капсуле, которую во время использования вскрывают с помощью прокалывающего средства варочной машины для вливания заварочной жидкости.
Уровень техники
Такие капсулы известны с 1970-х годов. Капсулы для приготовления напитков содержат контейнерную часть, в которой размещают порцию, по меньшей мере, одного завариваемого продукта, в общем, молотого кофе, но также и чайные экстракты, и аналогичные продукты. Капсулы также содержат часть, которая взаимодействует с варочным устройством для приготовления требуемого напитка. Типовое варочное устройство содержит бойлер, охватывающий элемент, или приемный контейнер, предназначенный для взаимодействия с капсулой, и насос или подобное средство, так что заваривающую жидкость, обычно, но не исключительно, горячую воду под давлением, можно подать в капсулу для заваривания напитка из порции содержащегося в ней продукта.
В известном процессе приготовления напитка капсулу размещают в приемном контейнере варочного устройства и подают в нее заваривающий растворитель, такой как горячая вода. Введенный растворитель проходит через капсулу и, тем самым, создает напиток путем растворения растворимых твердых веществ, содержащихся в продукте питания, или путем разбавления порошка, содержащегося в капсуле, или же разбавляет жидкий концентрат, содержащийся в ней. Другими словами, введение растворителя внутрь капсулы позволяет получить напиток из содержащегося в ней ингредиента. Таким образом, полученный напиток выходит из капсулы, чтобы попасть в сборник напитка или выпускной патрубок, а затем в чашку или контейнер.
Вливание заваривающей жидкости можно выполнить, если обеспечить поверхность капсулы, на которой присутствуют отверстия, обычно эти отверстия размещают на водоприемной поверхности капсулы. Однако это решение приводит к тому, что порошкообразный кофе рассыпается снаружи капсулы во время перемещения или транспортировки и, в целом, приводит к более быстрому окислению продукта питания. По указанным выше причинам предпочтительно использовать закрытые или запечатанные капсулы, в которых при использовании капсулы на входной поверхности капсулы, предпочтительно на ее входной стенке, создают впускное средство, т.е., по меньшей мере, одно отверстие, предназначенное для проникновения заваривающей жидкости в капсулы. Для этого варочное устройство оборудуют, обычно у водоприемной стенки, прокалывающим средством, обычно в виде одной или нескольких выступающих частей, таких как иглы или лезвия, которые перемещают относительно капсулы (или наоборот) для прокалывания входной поверхности или входной стенки капсулы, в общем, прокалывающее средство проходит, по меньшей мере, частично через входную поверхность. Отверстия, или дырки, образованные прокалывающим средством, позволяют заваривающей жидкости пройти внутрь капсулы.
Подача заваривающей горячей воды путем прокалывания входной стенки капсулы представляет собой хорошо известный в области техники способ, описанный в нескольких документах существующего уровня техники.
В US 2778739 описана упаковка для вливания напитка, у которой имеется корпус и верхняя крышка, которую прокалывают выступающими элементами варочного устройства. Аналогичная концепция изложена в US 2968560 и US 3607297.
В последнее время возникло несколько задач, связанных с использованием капсулы, выполненной из пластиковых полимеров, вместо капсулы, выполненной из более жесткого и более тонкого материала, такого как алюминий. Капсулы, выполненные из пластика, может быть труднее проткнуть, так что может не получиться полностью проколоть стенку капсулы, таким образом, не получится ввести в капсулу растворитель, например, горячую воду, либо можно получить только частичное прокалывание, таким образом, обеспечивается неравномерное и неудовлетворительное распределение растворителя внутри капсулы и такое же неравномерное качество напитка в чашке.
Поэтому существует потребность в достижении хорошего прокалывания капсул, особенно капсул, выполненных из материалов, которые являются более мягкими, чем алюминий, например, из стандартных термопластичных материалов, например, из полимеров РЕ или РР, или разлагаемых пластиков, или так называемых биоматериалов, например, PLA.
Для облегчения прокалывания с помощью средства прокалывания варочного устройства были предложены пластиковые капсулы, оборудованные упрочняющими элементами, например, как описано в международной заявке на патент WO 2011/027259.
В WO 2011/027259 описана капсула, имеющая упрочняющие элементы, выполненные на ее боковой стенке в виде нескольких круглых ребер или кольцеобразного выступающего элемента и т.п.
Эти решения, при прочих равных условиях, требуют во время процесса производства большей массы термопластического материала, что приводит к более тяжелой, менее благоприятной для окружающей среды капсуле. Также в любом случае упрочняющие элементы, выполненные на внешней стенке капсулы, могут быть только частично эффективными для усиления входной стенки в областях, где ее надо прокалывать.
В ЕР 2287090 описана капсула, у которой входная стенка оборудована участком, который является более тонким, чем остальная часть стенки, в том месте, куда попадают прокалывающие элементы варочного устройства, чтобы облегчить проникновение лезвий устройства подачи воды. Тем не менее, такое утончение стенок допускает их деформацию. По этой причине также выполняют упрочняющие ребра, проходящие и на входной стенке, и на боковой стенке капсулы, тем самым, предотвращая нежелательную деформацию капсулы, когда прокалывающее средство варочного устройства воздействует прокалывающим усилием на входную стенку капсулы. Тем не менее, упрочняющие элементы, расположенные на входной стенке капсулы, должны иметь такой размер и должны быть точно расположены и сориентированы так, чтобы не столкнуться с прокалывающим средством капсулы. На самом деле, если эти ребра войдут в контакт с прокалывающими лезвиями варочного устройства, то их будет очень сложно, если вообще возможно проколоть из-за дополнительного материала, который определяет увеличение толщины входной стенки капсулы в области ребер.
В WO 2010/041179 показана запечатанная капсула, имеющая входную стенку и боковую стенку (см. фиг. 2), причем на входной стенке выполнен вдавленный участок; при этом вдавленный участок проходит только на входной стенке и заканчивается у начала боковой стенки (см. фиг. 5 и 6). Этот вдавленный участок стенки предназначен для того, чтобы выступать в качестве упрочняющего элемента, который взаимодействует с соответствующим радиальным гребнем на входной стенке. Вдавленный участок практически не оказывает усиливающего эффекта.
В публикации WO 2012/080501, которая была зарегистрирована раньше, а опубликована после даты приоритета настоящей заявки, описана капсула, в которой на входной стенке, или на основании, если применять терминологию документа, выполнена упрочняющая зона, расположенная по окружности на основании в виде нескольких выемок; при этом все эти выемки расположены и содержатся на основании. У выемок имеется две стенки, образующие друг с другом угол, равный примерно 90 градусов, причем одна из стенок вертикальная, т.е. параллельна вертикальной оси вращения капсулы, а другая - по существу горизонтальная. Тем не менее, усиливающий эффект этой конструкции очень ограничен, фактически отсутствует, если капсула получена горячим формованием, так что количество деформированных и невскрытых капсул очень велико, и не достигается надежное вскрытие капсулы.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы решить вышеупомянутые задачи и предложить капсулу, которую можно легко и эффективно вскрыть, и ограничить число упрочняющих элементов на верхней входной стенке капсулы.
Другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить адекватное усиление для области, где впускное средство должно проникнуть через стенку капсулы, при этом минимизируя рост количества материала, требуемого для достижения такой цели.
Другая цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить капсулу, которую можно производить простым способом, без необходимости выполнения участка с уменьшенной толщиной на входной стенке капсулы, зависящего от положения прокалывающего средства варочного устройства.
Раскрытие изобретения
Эти и другие цели достигают посредством капсулы в соответствии с настоящим изобретением, то есть капсулы для приготовления напитка из порции продукта по п. 1 формулы изобретения. Еще одна цель изобретения - это система для приготовления по п. 19 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Настоящую капсулу можно изготовить из пластиков, биопластиков, так называемых "зеленых" пластиков (то есть пластиков, полученных из возобновляемых источников).
Капсула может быть изготовлена посредством инжекционного формования или путем горячего формования. Капсула может содержать слой, который выступает в качестве барьера для проникновения кислорода и газа.
Подходящим известным материалом барьера, например, является EVOH, который может присутствовать, например, как многослойная структура с полипропиленом, как, например, PP-EVOH-PP, или с полистиролом и полиэтиленом, как, например, PS-EVOH-РЕ; эти материалы дешевле и более пригодны к переработке, чем алюминий. Многослойная структура может представлять собой слоистый материал, предназначенный для использования в горячем формовании; как вариант, многослойную структуру одновременно при инжекционном формовании корпуса капсулы; одновременное формование кофейных капсул является общеизвестной технологией для специалистов и не является объектом настоящего изобретения. Такая технология является коммерчески доступной.
Барьер также может быть выполнен снаружи в виде покрытия. Подходящими покрытиями, например, являются покрытия Nanolok™ РТ ADV-7 и PVD или PECVD. Покрытия могут быть нанесены путем распыления или погружения, подходящие покрытия, особенно нанопокрытия, можно получить из состава, включающего в себя каолиновую глину или силикатные наночастицы и полимеры, как вариант, в виде водного состава. Такими составами являются, например, концентрированная нанокомпозитная дисперсия, которая включает в себя силикатный наполнитель и полимерный раствор, распределенный в водной среде, как, например, описанные в WO 2009/114071, WO 2006/115729, WO 2008/147380, WO 2009/114072, US 8309230.
Еще один тип барьера можно получить путем добавления подходящего нанокомпозита в пластиковый материал, как описано, например, в WO 2007/106671.
Капсула содержит боковую стенку, входную стенку и нижнюю стенку, образующие полый корпус, в котором содержится продукт питания, имеющий по существу центральную ось, при этом входная стенка проходит от периферийного конца боковой стенки к упомянутой центральной оси. Капсула отличается тем, что она содержит, по меньшей мере, один вдавленный участок, проходящий на упомянутой боковой стенке и упомянутой входной стенке и соединяющий их. Более подробно, вдавленный участок выполнен  вдоль периферийного конца боковой стенки, от которого проходит входная стенка, т.е. через край между боковой и входной стенками; таким образом, вдавленный участок проходит и на боковой, и на входной стенках капсулы. Это означает, что, по меньшей мере, в одном месте, предпочтительно в нескольких местах, участок боковой стенки и участок входной стенки отсутствует и что в этих местах стенки заменены, по меньшей мере, одной соединительной стенкой, которая задает "вдавленный участок" корпуса капсулы; термин "вдавленный" используют относительно уровня стенок остальной части корпуса капсулы. На чертежах боковая стенка проходит от кромки к краевой линии 2с; при этом боковая стенка может иметь участки различной конусности или расположенные под различными углами относительно вертикальной оси капсулы, как показано на фиг. 1-9, например, ссылочными позициями 2b и 2а. Каждый вдавленный участок содержит поверхность, предпочтительно "наклонную", образующую дополнительную стенку, расположенную под углом относительно и боковой, и входной стенок, и которая соединяет упомянутые стенки; как показано на чертежах, эта соединительная поверхность предпочтительно является плоской и соединяет одну область боковой стенки, находящуюся на расстоянии от края или границы между боковой и входной стенками, с областью входной стенки, которая находится на расстоянии от края между боковой и входной стенками. Предпочтительно, чтобы на входной стенке вдавленные участки, или выемки, заканчивались на расстоянии от центральной оси, так чтобы оставалась область входной стенки, где можно выполнить прокол с помощью лезвий варочного устройства. На входной стенке вдавленные участки могут продолжаться вниз до кромки, тем не менее, так как каждый вдавленный участок или выемка образует выступ внутрь корпуса капсулы, то чем больше объем вдавленных участков, тем меньше будет объем корпуса капсулы, доступный для содержания кофе или другого продукта; предпочтительно, чтобы вдавленные участки на боковой стенке не проходили ниже, чем на половину длины стенки, более предпочтительно, чтобы нижний конец вдавленных участков был расположен в верхней трети длины боковой стенки, или даже более предпочтительно - в пределах верхней четверти упомянутой длины.
Как также отмечается ниже и показано на чертежах, угол β между входной стенкой и боковой стенкой больше или равен 90°, предпочтительно больше 90°, чтобы обеспечить дополнительную жесткость конструкции; при этом предпочтительный диапазон значений угла β составляет от 100° до 130°.
Другими словами, вдавленные участки капсулы образуют модификацию и боковой стенки, и входной стенки капсулы, обеспечивая соответствующий выступ внутрь капсулы.
Следует понимать, что вдавленные участки содержат, по меньшей мере, одну поверхность, соединяющую боковую стенку с входной стенкой капсулы, так чтобы обеспечить что-то вроде "рифления", непрерывного с поверхностью капсулы. В соответствии с различными возможными вариантами осуществления вдавленные участки могут быть образованы одной непрерывной поверхностью или двумя непрерывными поверхностями, которые могут быть направлены симметрично или асимметрично друг к другу различными способами, для получения желаемой формы вдавленного участка.
При конструировании вдавленные участки можно рассматривать как "удаление" части объема капсулы из соединения, т.е. края между входной и боковой стенками; таким образом, стенки модифицируют, и они "проходят" ниже исходного уровня, чтобы опять вернуться к исходному уровню и форме. В качестве примеров форм удаленного объема можно привести призмы или части призм, предпочтительно призмы с основанием в форме треугольника, параллелепипеда, цилиндрические, призмы с шестиугольным основанием или другие призмы, основание которых имеет форму правильного или неправильного многоугольника.
Предпочтительно, чтобы наличие одного или нескольких вдавленных участков вдоль периферийного конца боковой и входной стенок, т.е. соединительной линии между боковой стенкой и входной стенкой, позволяло достичь жесткости в этой области, и, в общем, и входной поверхности (входной стенки), и боковых поверхностей капсулы, тем самым, предотвращая нежелательную деформацию, когда при использовании на входную стенку капсулы оказывают воздействие прокалывающего усилия посредством прокалывающего средства варочного устройства.
С другой стороны, известные капсулы, например, описанного в вышеупомянутой заявке на патент WO 2012/080501 типа оборудованы несколькими выемками, проходящими только на входной стенке (на основании) капсулы, неизбежно приводя к нежелательной деформации верхнего участка боковой стенки капсулы ниже периферийного края, от которого проходит входная стенка, когда капсула контактирует с прокалывающим средством варочного устройства. Капсула в соответствии с изобретением обеспечивает надежное и эффективное усиление и входной стенки, и боковой стенки вдоль периферийного конца боковой и входной стенок, т.е. соединительной линии между боковой стенкой и входной стенкой. Этот результат достигается путем выполнения одного или нескольких вдавленных участков вдоль периферийного конца боковой и входной стенки, т.е. соединительной линии между боковой стенкой и входной стенкой, и, в частности, посредством, по меньшей мере, одной поверхности вдавленного участка, соединяющей боковую стенку с входной стенкой капсулы.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения упомянутый один или несколько вдавленных участков расположены радиально относительно центральной оси капсулы, а капсула предпочтительно содержит несколько вдавленных участков, расположенных на равном расстоянии друг от друга вдоль упомянутого периферийного конца боковой стенки, тем самым, обеспечивая равномерное повышение жесткости и боковой стенки, и входной стенки капсулы. В соответствии с другими возможными вариантами осуществления зоны капсулы, в которых нет вдавленных участков и где боковая стенка соединена с входной стенкой вдоль периферийного края (2с, см. ниже) боковой стенки, составляют 30-80%, предпочтительно 40-80%, наиболее предпочтительно 40-60% общей длины окружности упомянутого периферийного края. Другими словами, длина окружности периферийного края (2с) боковой стенки, которая составляет от 30 до 80%, предпочтительно 40-80%, наиболее предпочтительно 40-60% общей длины окружности, может не содержать вдавленных участков.
Выполняя вдавленные участки, или выемки, поперек края или соединения между входной и боковыми стенками, как было упомянуто, можно обеспечить большую жесткость, чем в известных капсулах. Этот эффект дополнительно усилен в предпочтительном варианте осуществления изобретения, где у вдавленного участка или выемки имеется нижняя поверхность, которая непосредственно соединяет боковую и входную стенки; предполагается, что термин "непосредственно соединяет" означает, что упомянутая поверхность лежит на плоскости Р, которая проходит от боковой стенки к входной стенке, или содержит ось В, которая проходит от боковой стенки к входной стенке. Другими словами, предпочтительная поверхность не меняет своего наклона относительно центральной оси капсулы, если измерять вдоль прямой, направленной к упомянутой центральной оси капсулы. Поверхность расположена под углом относительно вертикальной оси капсулы, образуя острый угол α (см. фиг. 2, 4 и 8) относительно вертикали, т.е. относительно направления, параллельного центральной оси А капсулы, или (что то же самое) относительно центральной оси капсулы. Предпочтительно, чтобы угол α, заданный выше, принимал значения в диапазоне от 10° до 65°, предпочтительно от 30° до 50°, наиболее предпочтительно от 40° до 50°. Предполагается, что настоящее описание охватывает все сочетания вышеуказанных углов α со значениями вышеупомянутого угла β.
В предпочтительном примере осуществления число вдавленных участков или выемок выбирают среди простых чисел, предпочтительно это число выбирают из следующих: 5, 7, 11 или 13. Было установлено, что это является предпочтительным, особенно в системе, где число лезвий или прокалывающих элементов в варочном устройстве равно 3 или другому нечетному числу.
Преимущественно, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, толщина вдавленного участка равна толщине входной стенки и/или боковой стенки за пределами вдавленного участка. Следует отметить, что в настоящем описании выражение "толщина вдавленного участка" означает толщину поверхности капсулы во вдавленном участке, и в частности, толщину, по меньшей мере, одной поверхности вдавленного участка, который соединяет входную стенку и боковую стенку капсулы, обеспечивая непрерывность поверхности капсулы во вдавленном участке.
В предпочтительном варианте осуществления толщина входной стенки, вдавленных участков и верхней (входной) стенки одна и та же.
Как известно и как отмечено выше, в предпочтительном примере осуществления изобретения, по меньшей мере, часть входной стенки капсулы содержит прокалываемую область, выполненную между вдавленными участками и вершиной входной стенки, т.е. область входной стенки вокруг центральной оси капсулы.
В соответствии с примером осуществления толщина прокалываемой области или областей уменьшена по сравнению с толщиной входной стенки за пределами упомянутой прокалываемой области. Прокалываемая область и вдавленные участки взаимодействуют, чтобы допустить эффективное прокалывание входной стенки капсулы.
Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей капсулу и варочное устройство, оборудованное средством прокалывания капсулы, предпочтительно согласованное с ее входной стенкой. Варочное устройство также подает заваривающую жидкость, предпочтительно горячую воду под давлением, внутрь капсулы. Варочное устройство, в общем, дополнительно оснащено охватывающим элементом, или приемным контейнером, предназначенным для размещения, по меньшей мере, части капсулы во время процесса приготовления напитка.
При использовании, по меньшей мере, одна прокалываемая область контактирует с упомянутым прокалывающим средством упомянутого варочного устройства, которое ее прокалывает. В соответствии с возможным вариантом осуществления, по меньшей мере, одна прокалываемая область расположена вдоль траектории, соответствующей пути, вдоль которого расположено упомянутое прокалывающее средство варочного устройства. Изобретение обеспечивает наличие нескольких преимуществ по сравнению с существующим уровнем техники. Прокалываемая область входной стенки является тонкой и достаточно жесткой, чтобы можно было ее легко и надежно проколоть, так чтобы легко можно было подать воду в капсулу и эффективно заварить содержимое капсулы для получения напитка. На самом деле использование, по меньшей мере, одного (предпочтительно нескольких) вдавленного участка, или выемки, который проходит по области входной стенки и по области боковой стенки вдоль края между боковой и входной стенками, т.е. по области, проходящей через "границу" между упомянутыми стенками, обеспечивает значительное увеличение жесткости по сравнению с вариантами осуществления существующего уровня техники.
В отличие от известных капсул, оснащенных ребрами, проходящими вдоль верхней входной стенки, которые, если ребра столкнутся с прокалывающим средством варочного устройства, может быть сложно проколоть из-за такого дополнительного материала, вдавленные участки капсулы в соответствии с настоящим изобретением не подразумевают утолщения входной стенки, а также боковой стенки капсулы. Более того, вдавленные участки в соответствии с изобретением обеспечивают увеличение жесткости капсулы без использования упрочняющих элементов, выполненных в виде добавления материала на входной стенке и/или боковой стенке, тем самым, улучшая благоприятность такой капсулы для окружающей среды по сравнению с существующими упрочняющими средствами.
Краткое описание чертежей
Дополнительные преимущества и признаки настоящего изобретения станут более понятными из приведенного ниже описания, данного полностью в виде неограничивающего примера, выполненного со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 приведен вид в перспективе капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 показан вид в радиальном сечении плоскостью, проходящей через центральную ось капсулы и разрезающей два вдавленных участка капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 3 приведен вид в перспективе участка сечения капсулы, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4 показан увеличенный вид в разрезе области между боковым и входным участками;
на фиг. 5 приведен вид в радиальном сечении другого варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 6 и 6а показано два возможных варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 7 приведен вид в перспективе другого возможного варианта осуществления капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 8 показан вид в радиальном сечении плоскостью, проходящей через центральную ось капсулы и разрезающей два вдавленных участка капсулы в соответствии с фиг. 7;
на фиг. 9 снизу показан внутренний участок полого корпуса капсулы в соответствии с фиг. 7 и 8;
на фиг. 10 приведен вид в разрезе другой капсулы в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
На фиг. 1-10 показана капсула 1 в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения для приготовления напитка, такого как кофе, чай, горячие и холодные напитки или любой другой жидкий продукт питания, из заданного количества завариваемого или растворимого или разбавляемого продукта, либо жидкого, либо твердого, содержащегося в капсуле. Предпочтительно, чтобы порция продукта содержала порошкообразный продукт, такой как кофейный порошок, который заваривают посредством заваривающей жидкости, предпочтительно горячей воды под давлением, которую впрыскивают в капсулу для получения желаемого напитка.
Капсулу в соответствии с изобретением применяют в устройстве для приготовления напитков (например, в варочном устройстве), содержащей охватывающий элемент или приемный контейнер (не показан на фигурах), предназначенный для того, чтобы содержать, по меньшей мере, часть капсулы во время процесса приготовления напитка. Варочное устройство дополнительно содержит лезвия или другое средство для прокалывания капсулы, предпочтительно согласованное с входной стенкой капсулы (входной стенкой), чтобы подать заваривающую жидкость, предпочтительно горячую воду под давлением, внутрь капсулы. Капсула 1, используемая в сочетании с варочным устройством, образует систему для приготовления напитка в соответствии с изобретением.
При использовании охватывающий элемент варочного устройства смещается относительно капсулы 1, или наоборот, так что можно достичь герметичного примыкания к капсуле 1, а прокалывающее средство можно привести в контакт с капсулой, чтобы ее проколоть, в частности, с прокалываемой областью 30 входной стенки 3 капсулы. Варочное устройство и способ его функционирования по существу известны в области техники, и они не являются объектами настоящего изобретения.
Капсула 1 в соответствии с изобретением содержит боковую стенку 2, которая включает в себя участки 2а, 2b и 2d и концевой участок или краевой участок 2с, входную стенку 3 и нижнюю стенку 4, причем упомянутые стенки ограничивают полый корпус 5, в котором расположена порция продукта. Входная стенка 3 представляет собой входную поверхность капсулы и предназначена для того, чтобы ее прокалывали с помощью прокалывающего средства варочного устройства (не показано), чтобы получить впускные отверстия, допускающие прохождение заваривающей жидкости в капсулу. Нижняя стенка 4 позволяет заваренному напитку выходить из капсулы в контейнер и, как будет более подробно описано ниже, при этом выпускное средство капсулы, т.е. элементы, позволяющие выходить заваренному напитку, могут быть выполнены различными способами.
Капсула 1 по существу имеет чашеобразную форму или форму в виде усеченного конуса с центральной осью А (вертикальной осью), другими словами, в примере осуществления, изображенном на фигурах, боковая стенка 2 не параллельна центральной оси А, полый корпус 5 на одном конце закрыт нижней стенкой 4, а на противоположном относительно нижней стенки 4 конце боковой стенки закрыт входной стенкой 3.
Более того, как показано на фигурах, боковая стенка 2 вдоль своей протяженности между входной стенкой 3 и нижней стенкой 4 может иметь различную толщину. В варианте осуществления, показанном на фигурах, боковая стенка 2 разделена линиями 7 на нижний участок 2а и верхний участок 2b; при этом нижний участок 2а боковой стенки 2 выполнен с большей толщиной по сравнению с толщиной верхнего участка 2b боковой стенки 2. Как видно на изображенном примере осуществления, толщина входной стенки равна толщине верхнего участка 2b боковой стенки.
В соответствии с возможными вариантами осуществления толщина боковой стенки 2 и входной стенки 3 принимает значения в диапазоне от 1,5 мм до 0,15 мм, а предпочтительно - от 1 мм до 0,2 мм. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-6, толщина t1 (см. фиг. 2 и 5) входной стенки 3 и верхнего участка 2b боковой стенки 2 равна 0,25 мм. Толщина t2 нижнего участка 2а боковой стенки 2 равна 0,5 мм.
На фиг. 5 показан предпочтительный вариант осуществления капсулы, идентичной капсуле, показанной на фиг. 1-4, за исключением того, что нижний участок 2а боковой стенки 2 имеет постоянную толщину t2. Также в этом варианте осуществления нижний участок 2а боковой стенки 2 выполнен с большей толщиной по сравнению с толщиной верхнего участка 2b боковой стенки 2. Как видно на фигурах, участки 2а и 2b боковой стенки могут иметь различный наклон относительно вертикальной (т.е. продольной) оси А капсулы; аналогично входная стенка 3 имеет две области с различным наклоном относительно оси А капсулы.
На фиг. 7-9 показан еще один вариант осуществления капсулы 1, в котором нижний участок 2а боковой стенки 2 имеет постоянную толщину. Также в этом варианте осуществления нижний участок 2а боковой стенки 2 выполнен с большей толщиной по сравнению с толщиной верхнего участка 2b боковой стенки 2.
На фиг. 10 наклон относительно продольной оси А участков 2а и 2b боковой стенки одинаковый.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-10, входная стенка 3 капсулы проходит от периферийного конца 2с боковой стенки 2 к центральной оси А капсулы, так что верхний участок капсулы закрыт входной стенкой 3.
Необходимо отметить, что входная стенка 3 может быть, по меньшей мере, частично плоской, и/или выпуклой, и/или сужающейся, другими словами, входная стенка 3 может иметь различную форму, чтобы упростить вставку капсулы в приемный контейнер варочного устройства, а также прокалывание входной стенки 3 прокалывающим средством варочного устройства.
Также наклон входной стенки 3 у периферийного края 2с боковой стенки 2 может меняться в соответствии с различными возможными вариантами осуществления, и предпочтительно так, чтобы угол β (см. фиг. 2, 4 и 8), образованный (внутри капсулы) между входной стенкой 3 и боковой стенкой 2 у периферийного конца 2с, был больше или равен 90°. В варианте осуществления, показанном на фигурах, у капсулы выполнена по существу выпуклая входная стенка 3, а угол β, образованный между боковой стенкой 2 и входной стенкой 3, больше 90°, предпочтительно более 90°, чтобы обеспечить большую жесткость конструкции; при этом предпочтительный диапазон значений угла β составляет от 100° до 130°.
Как известно специалистам, эти различные формы определяют различные объемы ингредиента внутри корпуса капсулы и, таким образом, могут быть выбраны в зависимости от желаемого объема требуемого ингредиента, не оказывая негативного влияния на основной эффект упрочнения, получаемый посредством принципов изобретения настоящей заявки.
Как было отмечено, толщина входной стенки 3 такая, чтобы допускать легкое прокалывание прокалывающими элементами устройства (например, лезвиями, не показаны); кроме того, в показанном предпочтительном варианте осуществления такая же - уменьшенная - толщина проходит вдоль боковой стенки до соединительных линий 7, где боковая стенка увеличивается, чтобы обеспечить большую жесткость своему нижнему участку.
В соответствии с изобретением входная стенка 3 капсулы содержит, по меньшей мере, одну прокалываемую область 30, которая более подробно будет описана позднее. В показанных (предпочтительных) вариантах осуществления прокалываемая область 30 выполнена между упомянутой центральной осью (А) капсулы и, по меньшей мере, одним вдавленным участком 10 на входной стенке 3.
Упомянутую прокалываемую область 30 прокалывают с помощью прокалывающего средства варочного устройства, проходящего вдоль заданной траектории для прокалывания упомянутой капсулы, чтобы обеспечить путь для заваривающей жидкости в упомянутую капсулу. В соответствии с аспектом настоящего изобретения прокалываемая область или области 30 капсулы, выполненные на входной стенке 3, проходят, по меньшей мере, частично вдоль траектории, соответствующей пути, вдоль которого расположено прокалывающее средство варочного устройства.
При использовании прокалывающая область или области 30 входной стенки 3 контактируют с прокалывающим средством варочного устройства, которое прокалывает ее, чтобы подать заваривающую жидкость в капсулу. Для придания требуемой жесткости верхнему участку капсулы и чтобы гарантировать жесткость, требуемую для надежного и уверенного прокалывания, капсула в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит, по меньшей мере, один, предпочтительно несколько, вдавленных участков 10, проходящих и на входной стенке 3, и на боковой стенке 2 и соединяющих друг с другом области упомянутых стенок; другими словами, капсула содержит, по меньшей мере, один вдавленный участок 10, образующий рифление вдоль периферийного конца 2с боковой стенки 2. Надо отметить, что, по меньшей мере, один вдавленный участок 10 определяет модификацию формы и входной стенки 3, и боковой стенки 2 вдоль периферийного конца 2с боковой стенки 2, от которого проходит входная стенка
Более подробно, вдавленный участок 10 выполнен вдоль периферийного конца 2с боковой стенки 2, от которой проходит входная стенка 3, таким образом, вдавленный участок проходит и на боковой стенке, и на входной стенке капсулы. Вдавленный участок 10 содержит, по меньшей мере, одну поверхность, соединяющую боковую стенку капсулы с входной стенкой капсулы, которая на самом деле образует дополнительную стенку, которая соединяет боковую и входную стенки 2, 3 и направлена под углом к обеим.
В показанном варианте осуществления толщина входной стенки 3, верхнего участка 2b боковой стенки и вдавленных участков 10 является постоянной; тем не менее, изобретение включает в себя варианты осуществления с различной толщиной в различных областях стенок. Как показано на виде в разрезе на фиг. 2, 3 и 8, каждому вдавленному участку 10 соответствует выступ 11 внутри полого корпуса 5 капсулы, т.е. вдавленные участки 10 капсулы образуют модификацию и боковой, и входной стенки капсулы, обеспечивая соответствующий выступ внутрь капсулы.
Как уже отмечалось выше, вдавленный участок 10 можно рассматривать как "удаление" части объема капсулы из соединения (периферийного края 2с) между входной 2 и боковой 3 стенками; таким образом, стенки модифицируют, и они "погружаются" ниже исходного уровня, чтобы опять подняться до исходного уровня и формы. Примеры форм удаленных объемов представляют собой призмы или участки призм, предпочтительно призмы, выбранные из следующих: с основанием в форме треугольника, параллелепипеда, цилиндрические, призмы с шестиугольным основанием или призмы, основание которых имеет вид правильного или неправильного многоугольника. Так что, по меньшей мере, одна поверхность 12 вдавленного участка 10 "принадлежит", по меньшей мере, части используемой призмы при конструировании "удаления" объема капсулы.
Вдавленный участок 10, таким образом, содержит поверхность 12, соединяющую входную стенку 3 и боковую стенку 2 капсулы. Поверхность 12, таким образом, образует дополнительный участок стенки капсулы. Другими словами, в соответствии с вдавленным участком 10 входная стенка 3 соединена с боковой стенкой 2 посредством, по меньшей мере, одной поверхности 12 вдавленного участка 10.
В соответствии с другими возможными вариантами осуществления каждый вдавленный участок 10 образован одной непрерывной поверхностью или двумя или несколькими поверхностями, которые могут быть направлены различным образом так, чтобы образовать вдавленный участок 10. Надо понимать, что если вдавленный участок 10 получают посредством "удаления" объема из цилиндра, то вдавленный участок 10 содержит только одну непрерывную поверхность 12, соединяющую входную и боковую стенку (см. вариант осуществления, показанный на фиг. 6). В случае если вдавленный участок получают посредством удаления объема из призмы другой формы, например, параллелепипедной или шестиугольной призмы, то вдавленный участок образован двумя или несколькими поверхностями 12 (см. вариант осуществления, показанный на фиг. 6).
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-10, вдавленный участок 10 содержит, по меньшей мере, одну поверхность 12, наклоненную относительно вертикали, которая соединяет входную стенку 3 с боковой стенкой. Предпочтительно, чтобы наклонная поверхность 12 образовывала острый угол α (виден на фиг. 2, 4 и 8) относительно вертикали, т.е. относительно направления, параллельного центральной, вертикальной оси вращения, т.е. продольной оси А капсулы, или, более просто, относительно оси А, как показано на фиг. 2, 4 и 8.
Предпочтительно, чтобы острый угол α, определенный выше, принимал значения в диапазоне от 10° до 65°, предпочтительно от 30° до 50°, наиболее предпочтительно - около 40°-50°.
Более подробно, в варианте осуществления, показанном на прилагаемых фиг. 1-10, каждый вдавленный участок 10 образован наклонной поверхностью 12, содержащей две боковые поверхности 12'. Наклонная поверхность 12 является по существу плоской, при этом она наклонена относительно вертикали под углом α, образованным между наклонной поверхностью 12 и вертикалью, т.е. направлением, параллельным центральной оси А, который является острым углом.
Боковые поверхности 12' вдавленного участка 10 предпочтительно расположены в плоскости, проходящей через центральную ось А капсулы.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения, вдавленные участки 10 расположены радиально относительно центральной оси А капсулы, а капсула предпочтительно содержит несколько вдавленных участков 10, расположенных на равном расстоянии друг от друга вдоль периферийного конца 2с боковой стенки 2, тем самым, обеспечивая равномерное упрочнение и боковой стенки, и входной стенки капсулы.
Предпочтительно, чтобы вдавленный участок 10 имел такие размеры, чтобы обеспечить постоянное чередование "заполнений-пропусков" вдоль периферийного конца 2с боковой стенки, от которой проходит входная стенка 3, т.е. постоянное чередование вдавленных участков 10 (пропуск) и участков боковой стенки 2 и входной стенки, на которых отсутствуют вдавленные участки (заполнение).
В соответствии с другими возможными вариантами осуществления капсулы число и размеры вдавленных участков 10 могут отличаться, не оказывая негативного влияния на эффект упрочнения капсулы, для упрощения ее прокалывания. В варианте осуществления капсулы, показанном на фиг. 7-10, число вдавленных участков 10 больше, чем в вариантах осуществления, показанных на фиг. 1-6. Более того, в вариантах осуществления, показанных на фиг. 7-10, вдавленные участки являются более узкими, чем вдавленные участки 10 в вариантах осуществления, показанных на фиг. 1-6. Более подробно, на фиг. 7-10 ширина w (см. фиг. 7) наклонной поверхности 12 вдавленных участков 10 сокращена по сравнению с вариантами осуществления, показанными на фиг. 1-6.
На фиг. 1-9 изображено четное число вдавленных участков, а именно шесть вдавленных участков на фиг. 1-6 и двенадцать вдавленных участков на фиг. 7-9. Как было отмечено ранее, число вдавленных участков может быть выбрано из множества простых чисел, предпочтительно из следующих: 5, 7, 11 и 13; так, на фиг. 10 показана капсула, содержащая одиннадцать вдавленных участков. Выбор простого числа для числа вдавленных участков приводит к увеличению возможных случайных расположений капсулы в приемном контейнере варочного устройства, где размещают капсулу для ее прокалывания, относительно прокалывающих элементов, имеющихся в упомянутом приемном контейнере. Это увеличение числа случайных расположений капсулы относительно прокалывающих элементов приводит к сокращению числа случаев неудовлетворительной работы системы.
Преимущественно в соответствии с возможным вариантом осуществления толщина вдавленного участка 10 равна толщине входной стенки 3 и/или боковой стенки 2 за пределами вдавленного участка, хотя можно приспособить и другие значения толщины в соответствии со спецификациями материала, используемого для изготовления капсулы. Как уже отмечалось выше, в настоящем описании выражение "толщина вдавленного участка" означает толщину сечения стенки капсулы во вдавленном участке и, в частности, толщину, по меньшей мере, одной поверхности 12 вдавленного участка 10, которая соединяет входную стенку и боковую стенку капсулы.
В вариантах осуществления, показанных на фигурах, толщина вдавленного участка 10 равна толщине t1 (см. фиг. 2 и 5) входной стенки 3 и верхнего. участка 2b боковой стенки 2 и равна 0,25 мм. Как уже отмечалось выше, толщина t1 (а также толщина вдавленного участка) может принимать значения в диапазоне от 1,5 мм до 0,15 мм.
Вдавленные участки 10, выполненные на поверхности капсулы и на боковой стенке 2 и на входной стенке 3, преимущественно обеспечивают эффективное упрочнение капсулы, тем самым, предотвращая ее нежелательную деформацию прокалывающим средством варочного устройства без необходимости выполнения ребер посредством дополнительного материала, которые представляют собой участок поверхности капсулы более толстый, чем боковая стенка и/или боковая стенка.
На самом деле, как уже отмечалось выше, между вершиной входной стенки 3, соответствующей центральной оси А капсулы, и вдавленными участками 10 выполнена, по меньшей мере, одна прокалываемая область 30 входной стенки, соединяющая области входной стенки с областями боковой стенки. Предпочтительно, чтобы между упомянутой центральной осью А капсулы и концевой частью 10а, по меньшей мере, одного вдавленного участка 10 на входной стенке 3 была выполнена, по меньшей мере, одна прокалываемая область 30.
Надо отметить, что выражение "концевая часть" вдавленного участка 10 применяют в этом документе, чтобы указать на то место, где вдавленный участок 10 заканчивается на входной стенке 3, т.е. та часть, которая ближе к центральной оси А капсулы, обозначенная ссылочной позицией 10а на фигурах. Сторона вдавленного участка, расположенная напротив конца 10а, является концом 10b, который расположен на боковой стенке 2; при этом поверхность 12 соединяет концевые части 10а и 10b.
В соответствии с другим возможным вариантом осуществления, не показанным на фигурах, толщина упомянутой прокалываемой области 30 меньше, чем толщина входной стенки 3 за пределами прокалываемой области 30.
Более того, в соответствии с возможным вариантом осуществления (не показанным на фигуре), одна или несколько прокалываемых областей 30 образуют, по меньшей мере, одну окружность или, по меньшей мере, одну кольцевую траекторию. Следует отметить, что окружность или кольцевая траектория может быть непрерывной или прерывистой, т.е. образующей один или несколько отдельных прокалываемых участков, расположенных вдоль окружности или кольцевой траектории.
Более того, вдавленные участки 10, выполненные на поверхности капсулы и на боковой стенке 2, и на входной стенке 3, также, по сравнению с конструкциями, содержащими такую же массу материала, обеспечивают более цельную конструкцию корпуса капсулы, что, в свою очередь, обеспечивает преимущество во время бестарного хранения или манипуляций с капсулой, выполняемых загрузочной машиной или конечным пользователем.
В соответствии с другими возможными вариантами осуществления капсулы в соответствии с настоящим изобретением, толщина входной стенки и/или упомянутого, по меньшей мере, одного вдавленного участка 10 равна толщине боковой стенки 2 или меньше нее.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-10 толщина входной стенки 3 равна толщине вдавленного участка 10, т.е. толщине поверхностей 12, 12', и равна толщине верхнего участка 2b боковой стенки 2 ниже периферийного конца 2с. На самом деле, независимо от толщины боковой стенки 2, которая также может изменяться вдоль своей протяженности между входной стенкой и нижней стенкой, по меньшей мере, участок 2b боковой стенки между периферийным концом 2с и соединительными линиями 7 может иметь такую же толщину, что и входная стенка 3 и/или вдавленный участок 10.
В примере осуществления, показанном на фигурах, нижняя стенка 4, т.е. выпускная стенка, или стенка, содержащая выпуск, через который напиток выходит из капсулы, представляет собой отдельный элемент, который соединен с нижним участком корпуса 5 капсулы, чтобы закрыть капсулу.
Можно использовать любое подходящее средство присоединения нижней стенки 4 к корпусу 5 капсулы, а в других возможных вариантах осуществления нижняя стенка 4 может быть выполнена как единое целое с боковой стенкой капсулы.
Более того, нижняя стенка может быть выполнена из материала, отличного от материала капсулы, например, нижняя стенка 4 предпочтительно может представлять собой непористую мембрану, например, из алюминиевой или слоистой фольги, предпочтительно из слоистой фольги, включающей в себя алюминий. Другие подходящие материалы представляют собой бумажный фильтр, нетканый материал или чашу из термопластичного материала, или материала аналогичной жесткости, или из полужесткого материала, в котором имеются отверстия, как в уже известных других капсулах для приготовления напитков.
В соответствии с известными альтернативными вариантами осуществления выпускное средство может содержать одно или несколько отверстий на поверхности капсулы, самопрокалывающиеся элементы, которые ломаются при воздействии на капсулу механического усилия и/или давления, или одно или несколько отверстий, которые выполняют с помощью прокалывающего средства варочного устройства. В качестве альтернативы, выпускное средство может включать в себя открытые проходы.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-6, в нижней стенке 4 расположено выпускное средство 13, т.е. элементы, допускающие извлечение приготовленного напитка из капсулы.
В показанном варианте осуществления в соответствии с фиг. 1-6 на капсуле выполнено выпускное средство в форме одного самопрокалывающегося элемента 13, расположенного на нижней стенке 4.
Самопрокалывающийся элемент 13 выступает от нижней поверхности нижней стенки 4, при этом он ограничен пазами или линиями сокращенной толщины, которые могут ломаться под действием механического усилия, оказываемого варочным устройством, и/или усилия, оказываемого водой, подаваемой в капсулу. Этот тип самопрокалывающихся элементов подробно описан в заявке WO 2007/063411 от имени настоящего заявителя, к которой делается ссылка для дополнительных подробностей. В изображенном варианте осуществления имеется один расположенный в центре элемент 13, образующий центральный выпуск напитка, в виде окружности; при этом в других вариантах осуществления может иметься несколько более мелких выпусков, расположенных в других местах, например, по периметру или радиально.
Другой тип выпускного средства имеет несколько выступов, но уменьшение толщины периметра ребра заменили зоной резания стенки вдоль трех сторон выпуска, при этом все еще присутствует подвешенный участок; кроме того, в этом варианте осуществления выпуски могут выступать и наружу, и внутрь относительно стенки 4. Необходимо отметить, что вышеупомянутые выпускные элементы могут быть открыты под действием механического усилия, или посредством давления заваривающей жидкости, или в результате сочетания действия давления заварочной жидкости с механическим усилием, оказываемым варочным устройством, или посредством гидравлического усилия, оказываемого насосом.
Могут быть выполнены другие выпускные средства, т.е. можно достичь извлечения напитка из капсулы, например, путем прокалывания капсулы подходящим прокалывающим средством варочного устройства; в другом варианте осуществления выпускное средство представляет собой растворимую водой мембрану.
В соответствии с возможным вариантом осуществления капсулу производят из материалов для пищевых продуктов, например, из полипропилена или PLA (полимолочной кислоты), которые также устойчивы и к высокой температуре, и давлению заваривающей жидкости, впрыскиваемой в нее во время процесса приготовления напитка, или которые соответствующим образом размягчаются при типичных температурах функционирования, чтобы усилить герметичность уплотнительного средства обычно, но не обязательно, изготавливаемого в той же пластиковой детали, как и в случае материалов и способов, легко доступных специалистам.
Более того, как показано на фиг. 2, 4, 5 и 8, капсула 1 может содержать несколько ребер 8, выступающих от внутренней поверхности входной стенки 3. Ребра 8 предпочтительно расположены радиально от центрального участка входной стенки 3, по существу от центральной оси А. Ребра 8, выполненные в центральной части внутренней поверхности входной стенки, можно увидеть на фиг. 9.
Необходимо отметить, что в варианте осуществления капсулы, оснащенной такими ребрами 8, между вдавленными участками 10 и ребрами 8 предпочтительно расположена одна или несколько прокалываемых областей 30. Более подробно, одна или несколько прокалываемых областей 30 расположены на входной стенке 3 между концевой частью 10а вдавленного участка 10 и концевой частью 8а ребер 8.
Как уже отмечалось выше, толщина прокалываемой области 30 может быть меньше, чем толщина входной стенки 3 за пределами прокалываемой области 30.
Преимущественно, выполняя одну или несколько прокалываемых областей 30 между вдавленными участками 10 и ребрами 8, расположенными в соответствии с центральной осью А, можно достичь надежного и эффективного прокалывания входной стенки.
Более того, как видно на сечениях на фиг. 2, 3 и 8, капсула содержит вертикальные выступы 9, выступающие от внутренней поверхности боковой стенки 2 и предназначенные для того, чтобы препятствовать складыванию капсул во время процесса приготовления. Толщина, форма и радиус таких выступов будет варьироваться в зависимости от выбранного способа изготовления, среди упомянутых выше, что совершенно понятно специалистам в области техники.
В показанном примере осуществления уплотнительный элемент 20 выполнен на кромкообразном ободе 21 капсулы, т.е. участок капсулы сконструирован так, чтобы примыкать к приемному контейнеру и, в частности, к нижнему краю приемного контейнера, т.е. к прижимающему участку приемного контейнера, для обеспечения уплотнения.
Предпочтительно, чтобы уплотнительный элемент изготавливали как единое целое с капсулой и чтобы он имел форму элемента, выступающего от кромкообразного обода 21 капсулы.