КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
CAPSULE FOR PREPARING BEVERAGE

Область техники
Изобретение относится к сменной капсуле для приготовления заданного количества напитка, пригодного к употреблению, например, кофе, и может использоваться в кофемашинах капсульного типа, в частности, Nespresso.
Уровень техники
Из уровня техники хорошо известны сменные капсулы для приготовления напитка, например, кофе, конструкция которых зависит от той системы, в которой предполагается ее использование.
Патент RU 2536680 (опубл. 27.12.2014) раскрывает капсулу для приготовления напитка, содержащую чашеобразный корпус со стенками и дном, на фланце которой выполнен выступ для образования уплотнительного соединения с приемником, при этом выступ представляет собой материал, содержащий модулированную поверхность с разнесенными выступами высотой по меньшей мере 0,05 мм, предпочтительно, 0,15 мм (наиболее предпочтительно в диапазоне 0,15-0,5 мм). Выступ может быть выполнен из губкообразного или полимерного материала, способный к деформации, что позволяет обеспечить уплотнительное соединение при установке капсулы в приемнике кофемашины. Однако при использовании такой капсулы в кофемашине уплотнитель из указанных материалов будет прижиматься к приемнику, не создавая при этом надежного уплотнения и как результат, не обеспечивая достаточной герметичности и защиты от протечек. Кроме того, наличие одного выступа на фланце также не позволит обеспечить требуемую герметичность в заварочной камере.
В патенте ЕР 2650234 (опубл. 16.10.2013) описана пластиковая кофейная капсула для приготовления эсперессо, имеющая чашеобразный корпус с боковыми стенками и дном, а также содержащая выступающий наружу от корпуса фланцеобразный обод. На фланце также может быть выполнен выступ, на вершине которого может содержаться несколько, так называемых «зубьев». Поскольку по сути, на фланце капсулы имеется всего один выступ с гофрированной поверхностью, то требуемая герметичность также не может быть гарантирована. Кроме того, уплотнитель на фланце капсулы изготовлен из полимерного материала, для которого характерна упругая деформация. При установке такой капсулы в кофемашине уплотнитель будет прижиматься к приемнику, без деформации, не обеспечивая при этом надежного уплотнения и защиты от протечек.
Известна капсула для приготовления напитка, на фланцеобразном ободе которой выполнен уплотнительный элемент в виде выступа, расположенного на заданном расстоянии от стенки корпуса капсулы, а также сужающиеся вниз треугольные грани на внешней поверхности корпуса капсулы (см. заявку РСТ WO 2015101394 (опубл. 09.07.2015)). При использовании такой капсулы в кофемашинах с автоматическим приводом заварочной камеры одного выступа недостаточно для создания надежного уплотнительного соединения, что неизбежно приведет к потере готового продукта при его вытекании во внутренний резервуар, а также снижению его качества.
Более того, специалистам в данной области техники известно, что герметичность оказывает непосредственное влияние на скорость приготовления напитка, в особенности, кофе. Чем более герметична капсула, тем выше скорость приготовления, и, как следствие, качество получаемого напитка. Если в камере заваривания обеспечивается не достаточная герметичность, то капсула будет прокалываться дольше, а вода медленнее проходить через слой продукта. При этом утечка каждой капли заданного количества воды будет негативным образом влиять на качество получаемого напитка, в особенности это важно для приготовления кофе.
Из вышеизложенного следует, что в уровне техники сохраняется потребность в капсулах для приготовления напитка, конструкция которых будет по меньшей мере частично лишена указанных недостатков.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание капсулы для приготовления заданного количества напитка, конструкция которой обеспечит достаточную герметичность во время приготовления напитка, а также увеличение скорости приготовления и качества получаемого напитка.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является улучшение герметичности в системе для приготовления напитка при установке капсулы в аппарате, а также увеличение скорости приготовления и качества получаемого напитка.
Указанный технический результат достигается тем, что капсула для приготовления заданного количества напитка пригодного к употреблению, с использованием экстрагируемого продукта, включает чашеобразный корпус с боковыми стенками и дном, содержащий выступающий наружу от корпуса фланцеобразный обод, снабженный кольцевой периферийной фланцевой частью и фланцевой частью, примыкающей к корпусу, причем примыкающая к корпусу фланцевая часть выполнена гофрированной формы в виде по меньшей двух кольцевых выступов, имеющих высоту по меньшей мере 0,6 мм, предпочтительно, 0,8-1,5 мм и расположенных под углом друг к другу, причем корпус и его фланцевая часть выполнены из материала на основе металла, способного к пластической деформации.
Наличие по меньшей мере двух кольцевых выступов соответственно обеспечивает по меньшей мере две точки контакта и деформации уплотнителя на каждой стороне соприкосновения капсулы с заварочной камерой кофемашины, что гарантирует требуемую герметичность даже в кофемашинах, которые имеют автоматический привод заварочной камеры.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения примыкающая к корпусу фланцевая часть гофрированной формы может быть выполнена в виде двух кольцевых выступов.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения примыкающая к корпусу фланцевая часть гофрированной формы может быть выполнена в виде трех кольцевых выступов.
Высота выступов в пределах не менее 0,6 мм, предпочтительно, 0,8-1,1 мм, является оптимальной для обеспечения деформации выступов в степени, достаточной для того, чтобы гарантировать требуемую герметичность.
Когда в настоящей заявке говорится о «высоте выступов», то для случая, когда выступы имеют одинаковую высоту, следует понимать, что речь идет о высоте одного выступа, а когда выступы имеют разную высоту - о максимальной высоте, т.е. высоте самого высокого выступа.
Подбор наиболее оптимальных размеров выступов, включая их высоту, ширину, угол, под которым выступы расположены относительно друг друга и стенки корпуса зависит от множества факторов, таких как предъявляемые к ним требования, тип аппарата и условия эксплуатации капсулы, вид напитка, пригодного к употреблению.
Кольцевые выступы могут иметь одинаковую или разную высоту.
В одном варианте выполнения изобретения выступы имеют одинаковую высоту.
В другом варианте выполнения изобретения выступы могут иметь разную высоту.
Следует также понимать, что, когда в настоящей заявке идет речь о «разной высоте» это означает, что разную высоту могут иметь все выступы или один из выступов может быть выше/ниже остальных.
Так, например, в случае выполнения двух выступов, один из них может быть выше другого.
При выполнении трех выступов возможен вариант, когда, один из выступов превышает по высоте остальные два, а также вариант, когда все три выступа имеют различную высоту, увеличивающуюся или уменьшающуюся по направлению к стенке корпуса капсулы.
В случае выполнения двух выступов разница их высот может составлять 0,1-0,4 мм.
При наличии трех выступов разница их высот может составлять, предпочтительно, 0,1-0,2 мм.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения кольцеобразные выступы в своем сечении имеют треугольную форму.
В другом варианте выполнения выступы могут иметь в своем сечении волнообразную форму.
В одном варианте осуществления по меньшей мере два кольцевых выступа может иметь общую ширину, составляющую по меньшей мере 1,4 мм.
Выступы должны быть расположены под углом друг к другу, что будет гарантировать заданное направление деформации и, как результат, требуемую герметичность.
В одном предпочтительном варианте по меньшей мере два кольцевых выступа расположены под углом 30° друг к другу. Такое расположение обеспечивает гарантированное направление деформации и ее эффективность для достижения улучшенного сцепления с приемником кофемашины и, следовательно, требуемой герметичности внутри заварочной камеры.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения примыкающая к корпусу фланцевая часть расположена под углом 15° к боковой стенке корпуса, что обеспечивает максимально эффективную деформацию и, как следствие, герметичность внутри заварочной камеры аппарата для приготовления напитка.
Корпус заявляемой капсулы и его фланцевая часть, в том числе и главным образом примыкающая к корпусу фланцевая часть гофрированной формы в виде по меньшей двух кольцевых выступов, должны быть выполнены из материала на основе металла, способного к пластической деформации.
В наиболее предпочтительном варианте выполнения капсулы металлом, способным к пластической деформации, является алюминий, одновременно обладающий высокими барьерными свойствами и способный к пластичной деформации, обеспечивающей требуемую герметичность.
Еще одним предпочтительным вариантом выполнения капсулы является такой, в котором на корпусе капсулы выполнены спиральные ребра, обеспечивающие дополнительные преимущества.
Спиральные ребра позволяют создать центробежный эффект для потока воды, направляя основной поток к центру, где располагается основная масса продукта, в частности, молотого кофе, способного увеличить скорость приготовления напитка и улучшить его качество.
В одном варианте выполнения изобретения спиральные ребра занимают около 4/5 от всей высоты корпуса.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 представляет собой вид сбоку поперечного сечения капсулы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фигуры 2-12 иллюстрируют варианты выполнения фланцеобразного обода капсулы, показанной на Фиг. 1.
Фигура 13 представляет собой вид сбоку поперечного сечения капсулы согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На Фиг. 1 показана капсула для приготовления заданного количества напитка, например, кофе, которая может использоваться в кофемашинах типа Nespresso. Капсула включает чашеобразный корпус 1 с боковыми стенками 2 и дном 3, содержащий выступающий наружу от корпуса фланцеобразный обод 4, снабженный кольцевой периферийной фланцевой частью 5 и фланцевой частью 6, примыкающей к корпусу.
Примыкающая к корпусу фланцевая часть 6 выполнена гофрированной формы в виде двух кольцевых выступов 7, имеющих высоту не менее 0,6 мм, предпочтительно, в диапазоне 0,8-1,5 мм и расположенных под углом друг к другу.
Как упоминалось ранее, наличие по меньшей мере двух кольцевых выступов обеспечивает по меньшей мере две точки контакта и деформации уплотнителя на каждой стороне соприкосновения капсулы с заварочной камерой кофемашины, что обеспечивает требуемую герметичность в заварочной камере.
Высота в пределах не менее 0,6 мм, расположение выступов под углом друг к другу, а также свойства материала, из которого изготавливается корпус и фланцевая часть, главным образом, кольцевые выступы 7, вместе обеспечивают оптимальную степень деформации уплотнителя при установке капсулы, сцепление с приемником кофемашины и, следовательно, позволяют достичь требуемой герметичности внутри заварочной камеры и избежать протечек.
Кроме того, поскольку в камере заваривания будет обеспечиваться достаточная герметичность, то капсула будет прокалываться быстрее и вода также будет быстрее проходить через слой продукта, обеспечивая требуемую скорость приготовления и качество напитка, например, кофе.
Корпус и фланцевая часть капсулы, показанной на фиг. 1, выполнены из материала на основе металла, способного к пластической деформации, например, алюминия. Преимущества данного металла обусловлены его высокими барьерными свойствами, а также способностью к пластической деформации, обеспечивающей более полную деформацию уплотнителя, и как результат, улучшение герметичности в заварочной камере при приготовлении напитка.
Фиг. 2-12 иллюстрируют варианты выполнения фланцеобразного обода капсулы, показанной на Фиг. 1.
Во всех вариантах выполнения корпус и его фланцевая часть, включая выступающий наружу от корпуса фланцеобразный обод, могут быть выполнены из материала на основе металла, способного к пластической деформации, например, алюминия.
На Фиг. 2-5 показаны различные варианты выполнения изобретения, где примыкающая к корпусу фланцевая часть гофрированной формы выполнена в виде двух кольцевых выступов.
Согласно варианту, показанному на Фиг. 2, фланцеобразный обод снабжен кольцевой периферийной фланцевой частью 5 и фланцевой частью 6, примыкающей к корпусу, которая выполнена гофрированной формы в виде двух кольцевых выступов 7.1 и 7.2, имеющих в своем сечении по существу треугольную форму.
Выступы имеют одинаковую высоту h, равную 1 мм и расположены под углом α, равным 30°, друг к другу.
Примыкающая к корпусу фланцевая часть расположена под углом β, равным 15°, по отношению к боковой стенке корпуса капсулы.
Общая ширина двух кольцевых выступов 7.1 и 7.2 составляет 1,4 мм.
На Фиг. 3 показан еще один вариант выполнения фланцеобразного обода, когда два кольцеобразных выступа 7.1 и 7.2 в своем сечении также имеют по существу треугольную форму.
Выступы имеют одинаковую высоту h, равную 0,9 мм, и расположены под углом α, равным 73°, друг к другу. Ширина двух кольцевых выступов составляет 1,6 мм.
Фиг. 4 иллюстрирует еще один вариант выполнения: примыкающая к корпусу фланцевая часть выполнена в виде двух кольцеобразных выступов по существу волнообразной формы, имеющих одинаковую высоту h в пределах 0,9 мм и расположенных под углом α, равным 16°, друг к другу. Ширина двух кольцевых выступов составляет 1,4 мм.
Вариант, показанный на Фиг. 5 отличается от предыдущих тем, что два кольцеобразных выступа по существу имеют разную высоту.
Высота первого выступа 7.1, ближайшего к стенке корпуса капсулы, составляет 1 мм, а высота второго выступа 7.2 составляет 0,6 мм. Высота h выступов в данном случае определяется высотой самого высокого выступа 7.1 и составляет 1 мм.
Выступы 7.1 и 7.2 расположены под углом α, равным 5°, друг к другу. Общая ширина двух выступов составляет 1,4 мм.
На Фиг. 6-12 показаны варианты выполнения, когда примыкающая к корпусу фланцевая часть гофрированной формы выполнена в виде трех кольцевых выступов.
Фиг. 6-9 иллюстрируют варианты, в которых фланцеобразный обод, снабженный примыкающей к корпусу капсулы фланцевой частью, выполнен в виде трех кольцевых выступа в своем сечении имеющих по существу треугольную форму.
На Фиг. 6 и 7 показаны варианты выполнения, согласно которым три выступа 7.1, 7.2 и 7.3 по существу треугольной формы имеют одинаковую высоту h, составляющую 1,1 и 0,8 мм, соответственно, и расположены под углом α друг к другу (13° и 16°).
Общая ширина выступов в обоих вариантах (Фиг. 6 и 7) составляет 1,4 мм.
Фиг. 8-9 иллюстрируют варианты выполнения, в которых три выступа по существу треугольной формы имеют разную высоту, а именно один центральный выступ 7.2 имеет высоту, превышающую высоту двух крайних выступов 7.1 и 7.3, соответственно на 0,2 и 0,15 мм.
Высота h выступов в данном случае будет определяться высотой наиболее высокого выступа 7.2 и составляет 1,1 мм для варианта, показанного на Фиг. 8 и 0,95 мм для варианта, показанного на Фиг. 9.
В обоих вариантах выполнения (Фиг. 8 и 9) общая ширина выступов составляет 1,4 мм.
Далее, на Фиг. 10-12 показаны варианты выполнения изобретения, в которых выступы имеют в своем сечении по существу волнообразную форму.
На Фиг. 10 показан вариант выполнения, в котором примыкающая к корпусу фланцевая часть выполнена в виде трех кольцевых выступов 7.1, 7.2 и 7.3 одинаковой высоты h, составляющей 0,8 мм, расположенных под углом α 7° друг к другу.
Общая ширина выступов составляет 1,4 мм.
В варианте, показанном на Фиг. 11 также предусмотрено три кольцевых выступа, имеющих в своем сечении по существу волнообразную форму, причем центральный выступ 7.2 имеет высоту, которая на 0,1 мм меньше высоты двух крайних выступов 7.1 и 7.3, имеющих высоту 0,6 мм.
Высота h выступов в данном варианте выполнения изобретения определяется высотой наиболее высоких выступов 7.1 и 7.3 и составляет 0,6 мм.
Выступы расположены относительно друг друга под углом α, равным 9°.
Общая ширина выступов - 1,4 мм.
На Фиг. 12 показан еще один вариант выполнения фланца, который содержит примыкающую к корпусу фланцевую часть, выполненную в виде по меньшей трех кольцевых выступов по существу волнообразной форму, имеющих различную высоту, увеличивающуюся по направлению к стенке корпуса капсулы от 0,5 мм (высота выступа 7.3) до 0,9 мм (высота выступа 7.1). Высота центрального выступа 7.2 составляет 0,7 мм.
Высота h выступов в данном случае определяется высотой самого высокого выступа 7.1 и составляет 0,9 мм.
Три кольцевых выступа 7.1, 7.2 и 7.3 расположены под углом α, равным 12° друг к другу.
Общая ширина выступов составляет 1,4 мм.
Фиг. 13 иллюстрирует еще один предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения, согласно которому на корпусе капсулы, показанной на Фиг. 1, выполнены спиральные ребра 8, обеспечивающие создание центробежного эффекта для потока воды, направляя основной поток к центру, где располагается основная масса продукта, в частности, молотого кофе, способного увеличить скорость приготовления напитка и улучшить его качество. Спиральные ребра в показанном варианте занимают около 4/5 от высоты корпуса.