КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
CAPSULE FOR MAKING DRINK

Изобретение относится к капсуле для приготовления и подачи напитка в заварочном устройстве. Настоящее изобретение более конкретно нацелено на создание капсулы, приспособленной для приготовления заваренного чая, хотя в капсуле могут успешно завариваться и другие напитки.
Известны различные капсулы для заваривания напитков в подходящей машине для приготовления напитков. Однако ни одна из существующих капсул не может обеспечивать приготовление высококачественного чайного напитка в капсуле, содержащей листовой чайный продукт и подобные продукты.
Качество чайного напитка во многом зависит от качества ингредиентов листового чая, т.е. от происхождения используемого чая (почвы, сушки, смешивания и др.) и условий хранения. Например, чайные ингредиенты обычно чувствительны к кислороду и свету. Предпочтительные чайные ингредиенты берутся из сорванных листьев, порубленных или поломанных на мелкие фрагменты. Однако для использования в полной мере качества используемых ингредиентов также важны условия заваривания.
Другая проблема с чайными напитками состоит в том, что предпочтительно должно предотвращаться перекрестное загрязнение вкуса. Перекрестное загрязнение вкуса происходит, когда в машине последовательно завариваются две капсулы и на постоянных частях машины остается вкусовой осадок от первой капсулы, который впоследствии может повлиять на вкус второй капсулы, которая заваривается сразу после первой капсулы. Для чая это может быть проблема, связанная с некоторыми разновидностями чая, которые сильно ароматизированы, как мятный чай, или с другими разновидностями с высокой концентрацией вкусоароматических добавок. Чайный осадок может также представлять собой почву для роста бактерий и может вызывать гигиенические проблемы, с которыми необходимо бороться.
Одна пользующаяся широким спросом капсульная система для экстрагирования кофейного напитка из капсул состоит в помещении воздухо- и водонепроницаемой капсулы в устройство экстракции, впрыске горячей воды в капсулу, пока внутреннее давление в капсуле не достигнет величины, при которой закрывающая мембрана разрывается или прокалывается, чтобы экстракт жидкости мог быть выпущен из капсулы. Капсула, приспособленная для такого процесса экстракции, описана в ЕР 0512468. Сам процесс описан в ЕР 0512470. Этот способ обеспечивает приготовление высококачественного кофе типа эспрессо. Молотый кофе засыпается в капсулу свежим и может храниться много месяцев без существенной потери аромата. Выпуск кофе слегка задерживается из-за задержки открытия мембраны под давлением относительно времени, когда вода начинает впрыскиваться в капсулу. В результате кофе может полностью экстрагироваться при оптимальных условиях давления и тепла. Также получается стойкий и густой крем или пена благодаря условиям высокой нагрузки, сброса давления и улавливания газа, которыми отличается этот способ.
Однако такая капсула и процесс не оптимальны для выполнения настаивания или заваривания таких напитков, как чай или травяной чай. Получаемый результат плох с точки зрения вкуса; напиток имеет слишком высокую мутность и может также содержать нежелательный слой пены. Следовательно, поразительно хорошее качество чая не может быть достигнуто таким способом.
Другие капсульные системы с использованием давления для заваривания продукта могут приготавливать только чайные напитки, которые слишком мутные, имеют плохую концентрацию продукта и/или вкус, который не имеет достаточного качества для чайных экспертов.
Известны капсулы, содержащие обжаренные зерна и молотый кофе, в которых горячая вода течет через капсулу под действием силы тяжести. Капсула этого общего типа описана в британском патенте №1397116. В этом способе вода впрыскивается сверху патрона и течет вниз через молотый кофе, через фильтр и, наконец, через проколотое отверстие или отверстие нижней стороны. Более сложные системы основаны на таком же подходе с использованием усеченно-конических патронов, как в заявке США 2002/0148356, или с использованием прямоугольных патронов, как в заявке США 2002/0148357.
ЕР 0615921 относится к жесткому патрону для кофе, листового чая или шоколада. Пакет напитка используется с водой, текущей в восходящем направлении. Боковая стенка пакета выполнена из водонепроницаемого материала для обеспечения равномерного потока воды через пакет напитка. Одна проблема состоит в том, что свежесть ингредиентов не может поддерживаться достаточно долго, если только не используется дополнительный воздухонепроницаемый пакет для упаковки патрона. Другая проблема, связанная с этим решением, состоит в том, что напиток не может быть надлежащим образом подан потребителю (чашка, кружка, стакан и др.) после выпуска из пакета.
ЕР 1101430 относится к системе с фильтровальным патроном напитка, в которой вода под давлением (около 1,4-1,7 бар) подается в нисходящем направлении через верхнюю сторону патрона, а напиток собирается из нижней стороны патрона. В этом документе также рассматривается решение, в котором вода под давлением вводится через нижнюю сторону и поступает вверх в продукт. Однако в этом решении впускное отверстие пересекает фильтр, и продукт прилипает ко дну, а вода течет в итоге и через жидкие средние ингредиенты, и через выпускное отверстие на дне. Согласно этому документу введение горячей воды под давлением сжимает порошок напитка в комок и вода проникает в порошок более эффективно.
ЕР 1440903 А1 относится к патрону, используемому в горизонтальном положении. Патрон имеет нижнюю крышку, которая прокалывается при использовании прокалывающими элементами машины для приготовления напитков для того, чтобы и приток и отток водной среды образовывали напиток в результате взаимодействия среды и одного или более ингредиентов напитка в камере. Согласно этому документу горизонтальное расположение патрона во время использования обеспечивает оптимизированный поток водной среды через патрон, в то время как в вертикально ориентированных патронах вода течет слишком быстро под действием силы тяжести и может, таким образом, обходить части ингредиентов напитка. Следовательно, в документе заявляется, что горизонтально ориентированный патрон позволяет избежать этой проблемы, обеспечивая возможность восходящего элемента потока между впускным и выпускным положениями.
Однако к удивлению оказалось, что более темная часть заваренного напитка обычно остается на дне патрона из-за своей плотности, которая выше, чем остальная часть напитка. Следовательно, градиент концентрации напитка обычно образуется в капсуле притом, что более плотная часть напитка остается на дне капсулы; причем такая часть в итоге не наливается в чашку. В результате получающийся чайный напиток в чашке может быть недостаточного качества, несмотря на использование высококачественных ингредиентов. Существует необходимость устранить эту проблему.
Согласно предшествующему уровню техники внешние прокалывающие элементы, которые составляют часть машины для приготовления напитков, обычно используются для создания впускного отверстия в патрон или выпускного отверстия из него. Эта операция сводится к нежелательному физическому взаимодействию между напитком и частями машины. В частности, может возникнуть перекрестное загрязнение, когда два различных патрона завариваются один за другим без очистки машины.
Следовательно, настоящее изобретение нацелено на предложение конструкции для капсулы, которая позволяет поддерживать свежесть ингредиентов, способствует созданию оптимальных условий для приготовления чайного напитка и подобных напитков и сокращает проблемы перекрестного загрязнения.
В настоящей заявке термины «капсула», или «патрон», или «пакет» рассматриваются как синонимы. Предпочтительно используется термин «капсула». Термины «заваривание» и «настаивание» используются как синонимы. Термин «заварочная жидкость» повсеместно относится к жидкости, которая служит для настаивания ингредиентов напитка, в более общем смысле - к горячей воде.
В настоящей заявке термин «чай» охватывает все типы листового чая, например, зеленый чай, черный чай, белый чай, масала чай, чай с вкусоароматическими добавками и травяной или фруктовый чай. Термин «листовой чай» или «листовой ингредиент» относится к завариваемому чаю или другим ингредиентам в какой бы то ни было форме, например, целым, резаным или рубленым листьям, мелким фрагментам листьев, порошку или пыли.
Настоящее изобретение предполагает капсулу, которая приспособлена для заваривания или настаивания напитков в машине для приготовления напитков, которая может обеспечивать следующие преимущества:
- качество напитка может быть улучшено, в частности, что касается концентрации напитка в чашке, вкуса и сниженной мутности;
- капсула менее сложна и менее дорога в изготовлении;
- приготовление напитка чище, и сокращаются или устраняются проблемы перекрестного загрязнения вкуса и гигиены;
- удобство обращения с капсулой, т.е. вставка и сбор использованных капсул могут быть улучшены.
Для этих целей, а также для многих других возможных изобретение относится к капсуле для приготовления напитка в машине для приготовления напитков, содержащей:
заварочную камеру, содержащую один или более ингредиентов напитка;
фильтровальное средство, ограничивающее по меньшей мере одну. фильтровальную сторону заварочной камеры;
средство направления потока напитка, выполненное с возможностью направления напитка к выпускному отверстию для напитка капсулы;
корпус и защитную крышку, которая прикреплена к корпусу и образует с корпусом газонепроницаемый контейнер для ингредиентов напитка;
при этом упомянутая капсула содержит стенку для слива жидкости, которая размещена на пути завариваемой жидкости после фильтровального средства и содержит по меньшей мере одно сливное отверстие;
упомянутая капсула дополнительно содержит перфорирующее средство, содержащее по меньшей мере открывающий элемент, выполненный с возможностью открывания газонепроницаемого контейнера для создания выпускного отверстия для напитка из капсулы;
упомянутый газонепроницаемый контейнер нераздельно вмещает средство направления потока напитка и перфорирующий элемент, тем самым физически изолируя упомянутое средство направления потока напитка и упомянутый перфорирующий элемент от внешней среды.
Следовательно, согласно одному варианту изобретения средство направления потока напитка и перфорирующий элемент нераздельно заключены внутри газонепроницаемой капсулы до ее использования. Одно преимущество того, что открывающий элемент и средство направления потока являются частью самой капсулы, состоит в том, что они физически отделены от внешней среды. Это свойство предотвращает загрязнение средства направления потока во время хранения перед использованием. Другое преимущество того, что открывающий элемент и средство направления потока являются частью капсулы, состоит в том, что не происходит практически никакого физического взаимодействия между напитком и частями машины, что предотвращает проблемы перекрестного загрязнения и снижает необходимость в очистке.
Открывающий элемент предпочтительно выполнен с возможностью создания выпускного отверстия для напитка в защитной крышке. Открывающий элемент - это перфорирующий элемент для перфорирования выпускного отверстия в контейнере или элемент, приспособленный для создания выпускного отверстия разрыванием уплотнения между двумя герметизированными стенками контейнера.
Средство направления потока напитка, которое имеет функцию равномерного направления завариваемой жидкости к выпускному отверстию из капсулы, может быть также размещено рядом с защитной крышкой.
В конкретном варианте осуществления изобретения стенка для слива жидкости расположена вертикально со сливными отверстиями вверху. Крышка капсулы и стенка для слива жидкости обращены друг к другу, при этом выпускное отверстие для напитка размещено рядом с дном крышки, а средство направления потока напитка расположено между стенкой для слива жидкости и крышкой для направления завариваемой жидкости из сливного отверстия в выпускное отверстие для напитка. Преимущество этого расположения состоит в том, что оно способствует подходу более «прямого потока» с меньшей вероятностью загрязнения завариваемой жидкостью частей заварочного устройства и в то же время обеспечивает правильность выполнения слива жидкости в капсуле во время заваривания так, что ингредиенты правильно настаиваются и концентрация продукта в чашке правильно контролируется.
Перфорирующий элемент также предпочтительно помещается между стенкой для слива жидкости и крышкой. Участок стенки для слива жидкости может быть выполнен с возможностью поддержки крышки, и перфорирующий элемент может быть помещен под крышкой в выемке или канавке, образованной в стороне водосливной стенки, обращенной к крышке. Помимо размещения перфорирующего элемента, выемка или канавка может также образовывать канал для напитка и, таким образом, функционировать как средство направления потока напитка. Это расположение снижает сложность капсулы и, таким образом, делает ее более компактной и дешевой в изготовлении.
Согласно одному варианту осуществления изобретения перфорирующий элемент имеет удлиненную форму с двумя противоположными концами и работает как рычаг. При приложении механического локализованного давления через крышку к первому концу элемента другой конец элемента, в свою очередь, прижимается к крышке, чтобы разорвать, разломить или отделить ее от корпуса. Простота этого устройства делает его особо пригодным для использования в капсуле многоразового использования.
Согласно другому варианту осуществления изобретения перфорирующий элемент имеет удлиненную форму с двумя концами и работает как поршень. Когда давление прикладывается к первому концу поршнеобразного элемента, весь элемент перемещается вперед, и второй конец поршнеобразного элемента прижимается к крышке, чтобы разорвать, разломить или отделить ее от корпуса.
Капсула может быть дополнительно сконструирована с некоторой асимметрией для облегчения правильной вставки в заварочное устройство пользователем. Например, капсула и, более конкретно, крышка может иметь асимметричный яйцевидный или щитообразный профиль с широкой верхней стороной и более заостренной нижней стороной. В результате пользователь вынужден вставлять капсулу в заданной ориентации, которая желательна для правильной работы капсулы, как упомянуто выше. В режиме капсула может быть щитообразной или яйцевидной.
Далее описаны варианты осуществления настоящего изобретения только путем примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематическое изображение заварочной системы капсулы перед завариванием согласно конкретному варианту осуществления изобретения;
Фиг.2 - схематическое изображение заварочной системы капсулы Фиг.1 во время заваривания капсулы по изобретению;
Фиг.3 - сечение капсулы согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг.4а - вид сверху капсулы с Фиг.3 со снятой крышкой, чтобы показать перфорирующий элемент и средство направления потока напитка;
Фиг.4b - вид сверху немного отличающегося варианта осуществления капсулы изобретения со снятой крышкой, чтобы показать перфорирующий элемент и средство направления потока напитка;
Фиг.5 - вид в перспективе стенки для слива жидкости и опорной стенки капсулы с Фиг.3, показывающий положение перфорирующего элемента во время заваривания;
Фиг.6 - вид в перспективе снаружи корпуса капсулы согласно третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг.7 - вид в перспективе снаружи, показывающий корпус и перфорирующий элемент капсулы с Фиг.6;
Фиг.8 - сечение капсулы с Фиг.6;
Фиг.9 - вид в перспективе изнутри корпуса капсулы с Фиг.6;
Прежде всего объясняется общий принцип заваривания изобретения в отношении Фиг.1 и 2 и первый возможный вариант осуществления капсулы по изобретению.
Создана система 1 капсулы, которая содержит капсулу 2 и заварочное устройство 10 напитка. Для простоты заварочное устройство напитка показано только схематически и может в реальности содержать дополнительные технические признаки в пределах обычных знаний специалистов в данной области техники. Капсула содержит камеру 20, содержащую ингредиенты напитка, например, листовой чай и подобные ингредиенты. Камера образована куполообразным корпусом 21, который закрывается фильтровальным средством 22. Содержимое камеры предпочтительно защищено от газа и света. Корпус может иметь различные сечения, например, треугольное, круглое, эллипсоидное, квадратное, прямоугольное или многоугольное сечение, которое определяет между прочим общий профиль фильтровальной стенки 22. Камера имеет размер для размещения дозы листового ингредиента напитка обычно около 1-10 г, предпочтительно 2-5 г. Доза листового ингредиента может зависеть от конечного объема приготовляемого напитка. Для отдельной чашки чая типичная доза может быть около 2 г, в то время как для чайника с чаем типичная доза может быть около 8-10 г. Как ясно видно на Фиг.1, капсула размещается относительно заварочного устройства так, что фильтровальная стенка 22 продолжается по существу вертикально и по существу от дна камеры. Для этого капсула предпочтительно размещается в «вертикальном» положении в заварочном устройстве 10. Куполообразный корпус 21 может быть, таким образом, ориентирован так, что его большое отверстие и его дно ориентированы в вертикальном положении.
Капсула дополнительно содержит стенку для слива жидкости 3 с по меньшей мере одним сливным отверстием 25. Сливное отверстие размещено по меньшей мере выше медианной горизонтальной плоскости Р камеры. Предпочтительно стенка 3 по существу свободна от отверстий ниже упомянутой медианной плоскости Р для принуждения напитка проходить через отверстие(-я) 25. Стенка для слива жидкости поддерживается на месте кольцевым внутренним выступом 23 корпуса 21. Стенка для слива жидкости дополнительно содержит кольцевой выступ 27, к которому неподвижно прикреплена фильтровальная стенка 22. Как очевидно из Фиг.1 и 2, фильтровальная стенка 22 и стенка для слива жидкости 3 разнесены на короткое расстояние, достаточное для создания промежуточного пространства «s», причем предполагается, не привязываясь к теории, что оно работает как нечто наподобие «сифона», который может способствовать восходящему движению более плотной части напитка, которая обычно скапливается на дне камеры.
Капсула закрывается крышкой 4, которая герметично уплотняет куполообразный корпус 21. Эта крышка прикреплена к кольцевому наружному ободу 24 корпуса. Крышка может быть прикреплена к кольцевому ободу наклеиванием, или сваркой, или любым другим соответствующим способом, известным специалисту в данной области техники. И крышка, и корпус могут быть выполнены из барьерных для кислорода материалов, чтобы образовывать непроницаемый для кислорода контейнер. Таким образом, камера 20 может быть по существу свободна от кислорода, так что свежесть ингредиентов напитка может сохраняться в течение длительного периода времени. Крышка 4 может быть гибкой мембраной или полужесткой пластиковой деталью. Подходящие материалы могут быть, но не ограничиваются, пластиками, полиэтиленом, алюминиевой фольгой, полимерной пленкой, бумагой и подобными материалами.
В стороне стенки для слива жидкости 3, которая обращена к крышке 4, образован утопленный внутренний канал 40. Канал 40 ведет от сливного отверстия(-ий) 25 до разрываемой или прокалываемой зоны 41 а крышки. Эта зона предназначена для легкого разрыва или прокалывания соответствующим перфорирующим средством для создания выпускного отверстия 41b для напитка. В соответствии с другим вариантом разрываемая или прокалываемая зона может быть заменена отделяемой зоной крышки, которая может отделяться от наружного обода 24 корпуса.
Перфорирующий элемент 43, образующий часть упомянутого выше перфорирующего средства, помещен в пространстве между крышкой 4 и стенкой для слива жидкости 3. Перфорирующий элемент 43 выполнен с возможностью манипулирования снаружи капсулы. Он может иметь общую форму удлиненного балансира с двумя противоположными концами 44, 45. Первый из этих двух концов сужается наружу для образования уплощенной зоны 44, в то время как другой конец 45 имеет прокалывающий наконечник 92. Перфорирующий элемент 43 продолжается вдоль внутреннего канала 40 и выполнен вровень с поверхностью стенки для слива жидкости 3, которая обращена к крышке 4. Шарнир 46, выполненный цельно с перфорирующим элементом, выступает поперечно из его центральной части. Две выемки с каждой стороны внутреннего канала 40 выполнены с возможностью принимать и поддерживать два конца шарнира 46. Это расположение позволяет перфорирующему элементу 43 колебаться вокруг шарнира 46, поддерживаемого сторонами канала 40. Прокалывающий наконечник 92, закрепленный на одном конце балансира, обращен к разрываемой, прокалываемой или отделяемой зоне 41а крышки 4. Для приведения в действие перфорирующего элемента 43 прикладывается давление к уплощенному концу 44 снаружи капсулы, поперек гибкой крышки 4. Прикладываемое давление заставляет перфорирующий элемент 43 качаться как рычаг. Соответственно, в то время как уплощенный конец 44 балансира нажимается в направлении водосливной стенки 3, заостренный конец 45 перемещается от водосливной стенки 3, таким образом нажимая на разрываемую, прокалываемую или отделяемую зону крышки наружу, с достаточным усилием, чтобы образовать отверстие в крышке или герметичном соединении между крышкой и телом капсулы. Таким образом, в крышке 4 создается выпускное отверстие 41b для напитка. Давление, которое прикладывается к уплощенному концу 44 перфорирующего элемента 43 для создания выпускного отверстия 41b для напитка, может прикладываться вручную пользователем перед вставкой патрона в заварочное устройство. Однако, как объясняется далее, давление предпочтительно прикладывается подходящим механическим средством.
Форма оболочки капсулы не очень критична. По различным причинам предпочтение отдается усеченному конусу, или эллипсоидальной, или полусферической форме. Оболочка может быть изготовлена промышленным способом более дешево термоформованием пластика или глубокой вытяжкой алюминия. Эта форма со сглаженными углами также способствует удалению удерживающих элементов и, таким образом, извлечению капсулы.
Если обратиться к заварочному устройству 10, оно содержит удерживающие элементы 30, 31 капсулы, которые выполнены с возможностью удерживать капсулу в «вертикальном» положении, как определено. Эти удерживающие элементы 30, 31 могут быть зажимными губками или любым подходящим закрепляющим средством, которое может открываться и закрываться вокруг капсулы и может прочно удерживать ее на месте. Нет необходимости обеспечивать высокие запирающие силы, поскольку присутствующее давление жидкости в капсуле остается довольно низким и, предпочтительно, как можно ближе к атмосферному давлению. Кроме того, поскольку капсула может выдерживать низкое давление заваривания, следовательно, капсула не должна быть обязательно полностью закрыта, она просто должна водонепроницаемо удерживаться на месте во время заваривания. Это вносит вклад в упрощение машины и снижает стоимость машины.
Заварочное устройство содержит источник 32 воды, например бак с водой, водяной насос 33, нагреватель 34 и трубопровод 35 впрыска горячей воды, который управляется через удерживающий элемент 30. Заварочное устройство может также содержать контроллер и плату пользовательского интерфейса (не показана) для управления циклами приготовления напитка, как известно в данной области техники. Может быть предусмотрен клапан 36 противодавления для снижения давления на входной стороне элемента 38 впрыска жидкости (например, иглы(игл) или лопасти(-ей) и впускного отверстия для воды) в капсуле. Разумеется, клапан противодавления может быть пропущен и может быть использован насос низкого давления, который подает жидкость под низким давлением. Однако может быть предпочтителен насос среднего-высокого давления благодаря отказоустойчивости и надежности и, таким образом, он может использоваться в комбинации с клапаном противодавления.
Заварочное устройство может дополнительно содержать механический толкатель 37, который в комбинации с перфорирующим элементом 43 образует перфорирующее средство, которое предусмотрено для создания выпускного отверстия в разрываемой, прокалываемой или отделяемой зоне 41а крышки 4. Как показано на Фиг.1, механический толкатель 37 может приводиться в действие после закрытия удерживающих элементов 30, 31 вокруг капсулы. Механический толкатель используется для манипулирования перфорирующим элементом 43. Для этого механический толкатель 37 принудительно перемещается или направляется по направлению к уплощенному концу 44 перфорирующего элемента 43. Перемещаясь вперед, механический толкатель 37 прижимает деформируемую зону 47 гибкой крышки 4 к уплощенному концу 44, таким образом прикладывая локальное механическое давление к уплощенной поверхности через крышку 4. Локальное механическое давление, прикладываемое таким образом к верхней части перфорирующего элемента, вызывает наклон элемента и создает отверстие выпускного отверстия 41b для напитка, как описано ранее. Во избежание каких-либо проблем с перекрестным загрязнением толкатель 37 предпочтительно расположен так, чтобы перфорировать крышку 4 в деформируемой зоне 47.
В настоящем примере механический толкатель 37 может управляться соленоидом или любым другим эквивалентным приводным средством или даже вручную. Однако следует понимать, что согласно изобретению механический толкатель может также не использоваться. В этом случае перфорирующий элемент 43 манипулируется вручную, предпочтительно перед вставкой капсулы 2 в заварочное устройство 10 напитка.
В отношении Фиг.2 способ по изобретению работает следующим образом. Капсула вставляется в заварочное устройство, и удерживающие элементы капсулы закрываются вокруг капсулы для помещения ее в положение с, по существу, вертикальной ориентацией уплотнительной стенки. Выпускное отверстие 41b для напитка создается в крышке 4 механическим толкателем 37, приводящим в действие перфорирующий элемент 43. С противоположной стороны капсулы в камеру капсулы вводится элемент 38 впрыска жидкости. Таким образом, горячая вода впрыскивается в капсулу под довольно низким давлением, предпочтительно под давлением, не превышающим 1 бар, более предпочтительно - 0,2 бар, выше атмосферного давления. Горячая вода медленно заполняет капсулу и покрывает ингредиенты напитка в камере. Завариваемый напиток фильтруется через фильтровальную стенку 22. Более плотная часть 5 напитка может стремиться осесть на дне камеры; каковая часть также фильтруется через фильтровальную стенку, поскольку она надлежащим образом расположена рядом с этой частью. Более плотный напиток выводится через промежуточное пространство «s», поскольку это вызывается изменением давления между нижней частью пространства и верхней частью упомянутого пространства, следовательно, действующего подобно «сифону». Остальная часть напитка также фильтруется, также проходя через фильтровальную стенку на различных вертикальных уровнях до верхнего уровня жидкости в камере и выводится в сливное отверстие 25.
Следует отметить, что сливное отверстие(-я) предпочтительно должно быть размещено выше 3/4 полной высоты камеры и более предпочтительно размещено выше 4/5 полной высоты камеры; что, таким образом, обеспечивает более полное погружение ингредиентов напитка и более медленный вывод напитка из камеры, что способствует улучшению процесса настаивания.
Под «полной высотой» камеры понимается полное расстояние, отделяющее самую нижнюю точку камеры от самой верхней точки камеры, когда капсула помещена в машину для приготовления напитков, готовую к операции заваривания. В возможном режиме фильтровальная стенка может быть по существу равна полной высоте камеры.
Можно отметить, что «прямой поток» может быть достигнут там, где заваренная жидкость разливается прямо в приемник 6 (например, чашку, кружку или нечто подобное). Под «прямым потоком» подразумевается, что выпускное отверстие расположено относительно заварочного устройства так, что заваренная жидкость не встречает на своем пути никакого постоянного устройства или части, когда выливается из выпускного отверстия. Иными словами, выпускное отверстие расположено достаточно низко и поперечно находится на расстоянии от удерживающих элементов капсулы машины для приготовления напитка, чтобы избежать любого существенного контакта жидкости с этими элементами, когда они открыты.
Второй вариант осуществления капсулы изобретения показан на Фиг.3-5. Эти чертежи показывают вариант капсулы 2 для напитка для выполнения способа изобретения.
Капсула 2 для напитка содержит камеру 20 для содержания одного или более ингредиентов напитка. Камера 20 образована объединением куполообразного корпуса 21 и фильтровального средства 22. Крышка 4 (не показана на Фиг.3) герметично закрывает корпус 21. Крышка 4 содержит кольцевой обод, который прикреплен к кольцевому ободу 24 корпуса 21. Соединение между крышкой и корпусом может быть выполнено наклеиванием, сваркой, защелкивающимся креплением или любыми их комбинациями. Как подробно объясняется далее, крышка 4 также имеет две относительно небольшие ослабленные или разрушаемые зоны. Капсула дополнительно содержит стенку для слива жидкости и опорную стенку 103, которая, в общем, параллельна фильтровальной стенке и образует разделение между ней и крышкой. Самая верхняя часть стенки для слива жидкости 103 дополнительно содержит несколько сливных отверстий 25.
Как показано на Фиг.4а, два поперечных канала 140а и 140b проходят вдоль стороны стенки 103, которая обращена к крышке 4. Каналы продолжаются от какой-либо из сторон сливных отверстий 25 до места, где поперечные каналы объединяются рядом с самой нижней частью сливной и опорной стенки 103. Сторона стенки для слива жидкости и опорной стенки, обращенная к крышке, дополнительно содержит вертикальную канавку 91, вмещающую перфорирующий элемент 143, который продолжается вдоль канавки и может манипулироваться снаружи капсулы. Как показано, кольцевые каналы 140а и 140b расположены симметрично относительно канавки 91. Каналы предназначены для направления напитка из водосливных отверстий 25 в нижнюю часть вертикальной канавки 91. Это расположение позволяет удерживать завариваемую жидкость вдали от верхней части канавки и от верхнего конца 144 перфорирующего элемента 143.
Перфорирующий элемент 143 имеет общую форму, подобную балансиру, с верхним концом 144 и нижним концом 145 и параллелепипедным сечением (видимым на Фиг.3). Верхний конец 144 имеет плоскую вершину, в то время как нижний конец 145 имеет закругленную форму и прокалывающий наконечник 92 (видим на Фиг.3). Перфорирующий элемент рассчитан на колебание вокруг шарнира 146, поддерживаемого сторонами канавки.
Как и в случае с вариантом осуществления, показанным на Фиг.1 и 2, перфорирующий элемент 143 предпочтительно манипулируется механическим толкателем. Механический толкатель 37 принудительно перемещается или направляется по направлению к верхнему концу 144 перфорирующего элемента 143. Поскольку перфорирующий элемент 143 расположен под крышкой 4, механический толкатель не может прикладывать давление непосредственно к верхнему концу 144. Соответственно, крышка 4 предпочтительно содержит загибающуюся или деформируемую зону (не показана на чертежах), которая выполнена с возможностью вступать в контакт с верхним концом 144 под действием толкателя 37.
Согласно другому расположению механический толкатель 37 сначала перфорирует и проходит через крышку 4. В этом случае перфорируемая зона крышки 4 предусмотрена рядом с верхним концом 144 перфорирующего элемента 143. Толкатель 37 может, таким образом, нажимать на верхний конец 144, сначала прокалывая эту первую перфорируемую зону крышки 4. Как уже упоминалось, поток напитка из сливных отверстий 25 направляется поперечными каналами 140а и 140b. Благодаря этому расположению напиток удерживается вдали от верхней части канавки 91. Этот признак особенно важен в случае, где механический толкатель 37 проходит через крышку 4. Удерживая напиток вдали от механического толкателя, поперечные каналы 140а и 140b могут предотвращать любой контакт между напитком и механическим толкателем 37 или любым загрязняющим веществом или частицами, которые могли попасть в капсулу с толкателем.
Прокалывающий наконечник 92, поддерживаемый нижним концом 145 перфорирующего элемента 143, обращен ко второй перфорируемой зоне 141а крышки 4. Когда механическим толкателем 37 прикладывается давление к верхнему концу 144, давление заставляет перфорирующий элемент 143 качаться как рычаг. Соответственно, в то время как уплощенный верхний конец 144 балансира толкается в направлении стенки для слива жидкости 103, нижний конец 145 перемещается от стенки для слива жидкости 103, тем самым заставляя прокалывающий наконечник 92 перфорировать вторую ослабленную или разрушаемую зону крышки, создавая выпускное отверстие 141 для напитка в крышке 4. Как только механический толкатель 37 вызывает завершение колебательного движения прокалывающего наконечника 143, толкатель может выдвинуться из капсулы. Однако прокалывающий элемент остается в положении, показанном на Фиг.3, с нижним концом 145, выходящим из выпускного отверстия 141b для напитка. В этом положении нижний конец 145 прокалывающего элемента может функционировать как направляющая для напитка, причем натяжение поверхности вызывает естественное прохождение напитка вдоль поверхности нижнего конца 145, пока он не попадет прямо с нижнего наконечника прокалывающего элемента 143 в чашку.
Фиг.4b изображает немного отличающийся вариант осуществления изобретения, в котором перфорирующий элемент 143 имеет большую длину. Точнее, расстояние, отделяющее шарнир 146 от прокалывающего наконечника 92, значительно больше, чем в примере Фиг.4а. Одно преимущество этого признака состоит в том, что любое обратное перемещение верхнего конца 144 сопровождается гораздо более широким перемещением прокалывающего наконечника 92. Соответственно, толкателю 37 не приходится толкать верхний конец 144 так далеко назад. Это снижает риск прокалывания гибкой крышки 4 механическим толкателем 37.
Вернувшись к Фиг.4а, можно видеть, что средства направления потока напитка 140а и 140b параллельны водосливной стенке. В результате капсула может быть ориентирована вертикально, например, с вертикально ориентированной стенкой для слива жидкости, для направления потока вниз в чашку через средства направления потока напитка 140а, 140b и выпускное отверстие 141b для напитка. Одно преимущество этого состоит в том, что капсула имеет «прямой поток» в смысле, что напиток, который выходит из машины, течет вниз прямо в чашку, не касаясь никаких частей машины. Таким образом, достигается меньшее перекрестное загрязнение и снижается необходимость в очистке.
Как более конкретно показано на Фиг.4а и 4b, капсула может также иметь форму, которая способствует вставке и обозначает для пользователя конкретное направление вставки в заварочное устройство. Например, капсула и, более конкретно, крышка может иметь асимметричный яйцевидный или щитообразный профиль с широкой верхней стороной и более заостренной нижней стороной.
Сзади корпуса 21 стенка корпуса может содержать утопленный участок 26, который представляет собой место впрыска для ввода жидкости в капсулу. Утопленный участок может быть сконструирован так, чтобы противостоять сжимающим силам, связанным с вводом устройства 38 впрыска (показано на Фиг.1 и 2), и прокалывать его центр более легко. Утопленный участок может также содержать отверстие впрыска, покрытое прокалываемой мембраной.
Третий вариант осуществления капсулы изобретения показан на Фиг.6-9. Эти чертежи показывают вариант капсулы 2 для напитка для выполнения способа по изобретению.
Как можно видеть на чертежах, капсула 2 для напитка имеет, в общем, форму удлиненной коробки 221 с закругленной передней стороной 222. Множество небольших отверстий 226 предусмотрено в нижней части закругленной передней стороны для того, чтобы эта сторона функционировала как фильтровальная стенка. Внутреннее пространство капсулы в форме коробки образует камеру 220 для содержания одного или более ингредиентов напитка. Камера 220 образована корпусом 221 в форме коробки и крышкой 204, которая закрывает и герметично уплотняет открытую нижнюю сторону корпуса 221. Крышка 204 (показана только на Фиг.8) также оборачивается вокруг корпуса, продолжаясь как поверх закругленной передней стороны 222, так и поверх верха корпуса. С нижней стороны крышка 204 прикреплена к нижнему ободу 224 (Фиг.9) корпуса. Соединение между крышкой и корпусом может быть выполнено наклеиванием, сваркой, защелкивающимся креплением и любой их комбинацией. Передняя и верхняя стороны корпуса также содержат два боковых выступа 223а, 223b, к которым крепится крышка 204.
Как показано на Фиг.6, передняя и верхняя стороны корпуса 221 дополнительно содержат аксиальную канавку 291. С верхней стороны корпуса 221 дополнительно предусмотрено отверстие 238 через дно канавки. Как объясняется далее, это отверстие 238 между задней частью канавки 192 и камерой 220 функционирует как впускное отверстие для горячей воды для капсулы. Канавка 291 дополнительно принимает перфорирующий элемент 243 (отображен на Фиг.7). Перфорирующий элемент выполнен с возможностью неразъемного размещения под крышкой 204. Как можно видеть на Фиг.7, перед использованием перфорирующего элемента его задняя часть 244 закрывает впускное отверстие 238 для горячей воды. Канавка 291 дополнительно продолжается прямо под серединой передней стороны и разделяет фильтровальную стенку на две половины 222а, 222b. С передней стороны этот участок канавки также выполняет функцию внутреннего канала для напитка. Два направляющих выступа 203а, 203b проходят параллельно канавке 291 по какой-либо ее стороне и образуют разделение между каналом для напитка и фильтровальными стенками 222а, 222b. Как описано ранее, крышка 204 оборачивается поверх передней стенки корпуса. На этой передней стороне крышка поддерживается и боковыми выступами 223а, 223b, и направляющими выступами 203а, 203b таким образом, что крышка удерживается на небольшом расстоянии (обозначено буквой «s» на Фиг.8) от фильтровальных стенок 222а, 222b. Таким образом, образуются два промежуточных пространства или камеры между фильтровальными стенками 222а, 222b и участками крышки 204, обращенными к фильтровальным стенкам. Каждая из этих промежуточных камер закрыта с одной стороны одним из направляющих выступов 203а, 203b. Как изображено на Фиг.6 и 7, в верхней части каждого направляющего выступа дополнительно предусмотрено водосливное отверстие 225. Это сливное отверстие позволяет напитку из двух промежуточных камер течь в канавку 291. Направляющие выступы 203а, 203b, следовательно, выполняют функцию двух водосливных стенок между каждой половиной фильтровальной стенки и каналом для напитка.
В настоящем варианте осуществления перфорирующий элемент 243 в основном напоминает изогнутый стержень с заостренным концом. Этот стержневидный перфорирующий элемент продолжается вдоль практически всей длины канавки 291. Перфорирующий элемент 243 рассчитан на перемещение вперед вдоль канавки 291, когда к его задней части прикладывается давление. Это перемещение вперед перфорирующего элемента 243 заставляет его заостренный передний конец 245 прокалывать крышку 204 и создавать выпускное отверстие 241 для напитка в самом низу передней стороны капсулы.
Во время этого перемещения вперед участок (обозначенный 247) перфорирующего элемента, который изначально был расположен на плоской вершине корпуса 221, перемещается на переднюю часть корпуса, которая имеет закругленный профиль. Как видно на Фиг.7, материал, образующий участок 247, истончен для придания ему гибкости. Присутствие гибкого участка 247 позволяет перфорирующему элементу следовать изогнутому профилю корпуса 221. Однако следует понимать, что необходимая гибкость может быть также достигнута конструированием перфорирующего элемента, содержащего навесные элементы, или даже объединением гибких участков и петель.
Как в варианте осуществления, изображенном на Фиг.1 и 2, перфорирующий элемент 243 предпочтительно манипулируется внешним механическим толкателем 237 (изображен на Фиг.7). Механический толкатель 237 принудительно перемещается или направляется по направлению к заднему концу 244 перфорирующего элемента 243. Для того чтобы механический толкатель вступил в контакт с перфорирующим элементом 243, он должен сначала пройти через крышку 204. В настоящем варианте осуществления внешний толкатель 237 имеет форму, подобную полой трубке, с довольно острой передней кромкой. Следовательно, когда механический толкатель 237 прижимается к зоне крышки 204, которая закрывает заднюю часть перфорирующего элемента 243, острая передняя кромка позволяет толкателю 237 прорезать насквозь крышку 204 и нажимать прямо на задний конец 244 перфорирующего элемента 243.
Что касается этого последнего варианта осуществления, способ изобретения, в основном следующий. Капсула вставляется в заварочное устройство, в котором она удерживается в надлежащем положении. Механический толкатель 237 прижимается к крышке сзади перфорирующего элемента. Механический толкатель прорезает крышку 204 и толкает вперед перфорирующий элемент. Перемещение вперед перфорирующего элемента 243 заставляет его заостренный передний конец 245 прокалывать крышку 204 и создавать выпускное отверстие 241 для напитка на переднем конце канавки 291. Перемещение вперед перфорирующего элемента 243 также заставляет его задний конец 244 выходить из впускного отверстия 238 для воды. Тогда заварочное устройство может подавать воду во впускное отверстие 238 через полую трубку, образующую механический толкатель 237. Горячая вода из полой трубки направляется через задний конец канавки 291 и впускное отверстие 238 для воды в заварочную камеру 220. Перфорирующий элемент 243 дополнительно содержит уплотнительное средство 246 (видно на Фиг.7). Это уплотнительное средство рассчитано на предотвращение вытекания горячей воды, подаваемой через полую трубку 237, вниз из канавки 291.
Горячая вода медленно наполняет капсулу и покрывает ингредиенты напитка в камере. Завариваемый напиток фильтруется через фильтровальные стенки 222а, 222b. Более плотная часть 5 напитка может стремиться осесть на дне камеры; каковая часть также фильтруется через фильтровальную стенку, поскольку она надлежащим образом размещена рядом с этим участком. Отфильтрованный напиток выводится из промежуточных камер через водосливные отверстия 225а, 225b, что вызвано изменением давления между нижней и верхней частями камеры, следовательно, действующей подобно «сифону». Напиток, наконец, может течь вниз по канавке 291 и через выпускное отверстие 241 для напитка капсулы прямо в чашку.