КАПСУЛА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОЗУ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА, И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАПСУЛЫ Российский патент 2015 года по МПК B65D85/804 

Данное изобретение относится к капсуле, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, а также способ приготовления напитка с использованием капсулы. В зависимости от требований вещество может быть порошкообразным или жидким. В частности, данное изобретение служит для приготовления кофе или других напитков, содержащих кофе (например, капучино) с помощью капсул 1 (капсулы этого типа обычно содержат порошкообразные вещества). Поэтому далее дается ссылка на этот предпочтительный тип напитка. Во всяком случае, изобретение также может быть использовано для приготовления любого другого напитка с использованием капсул 1.

Кроме того, если содержащееся в капсуле вещество представляет собой порошок, данное изобретение аналогичным образом может быть использовано для приготовления напитков с помощью способа заваривания порошка с использованием горячей воды под давлением и/или пара, а также приготовления напитков путем растворения порошкообразного вещества водой и/или паром.

В настоящее время в уровне техники известно множество типов капсул 1 и устройств для приготовления напитков и, в частности, кофе.

Согласно первому типу уровня техники капсула является относительно жесткой, и в момент приготовления напитка она должна быть заранее протыкана в двух точках, обеспечивая поступление в нее воды и/или пара с одной стороны и выход напитка с другой стороны.

Основным недостатком этого решения является то, что невозможно приготовить напиток при относительно высоком давлении, что требуется, например, при приготовлении кофе экспрессо.

В уровне техники второго типа, описанном, например, в ЕР 468 078 и EP 507 905, напротив, капсула изначально протыкана только с ее лицевой стороны, через которую воду и/или пар под давлением подают в капсулу. Лишь на более поздней стадии, когда внутреннее давление достигает заданного уровня, дно капсулы деформируется и прокалывается при соприкосновении с наружными стационарными контактными элементами, расположенными на заданном расстоянии от дна капсулы. При этом остальная часть капсулы остается неизменной. В частности, в случае EP 507 905, когда дно деформируется, оно переходит от вогнутой формы (если смотреть снаружи) к плоской или даже выпуклой форме. Напротив, в случае ЕР 468 078 дно изначально имеет по существу плоскую форму, при повышении давления оно принимает выпуклую форму.

Согласно третьему типу уровня техники, описанному, например, в патенте США 4136202, капсула имеет ослабленную лицевую сторону, приспособленную для разрыва при повышении внутреннего давления. Соответственно, в этом случае действие похоже на только что описанное, за исключением того, что капсула лопается, а не прокалывается об один или несколько стационарных шипов.

Однако и второй, и третий типы уровня техники не лишены недостатков, так как капсулы 1 для приготовления кофе обычно содержат фильтр, приспособленный для удерживания молотого кофе и при этом обеспечивающий выход напитка. Фильтр обычно расположен вблизи от стенки капсулы, через которую выходит напиток. Соответственно, все способы с использованием капсулы, предусматривающие деформацию этой стенки, могут стать причиной перемещения и/или случайного повреждения фильтра, что может подвергнуть риску надлежащее сохранение кофейного порошка.

Существенной дополнительной проблемой в коммерческом плане является тот факт, что невозможно иметь один тип капсулы, который, не делая различий, можно было бы использовать на машинах, разработанных согласно другой операционной логике. В частности, ощущается потребность в возможности использования одного типа капсулы как в машинах, в которых задержанное вскрытие достигается за счет разрыва стенки капсулы, так и в машинах, в которых, напротив, оно достигается в результате разрыва стенки об один или несколько стационарных прокалывающих шипов. Однако это, по существу, невозможно с капсулами 1 уровня техники.

В этой связи технической задачей, составляющей основу изобретения, является создание капсулы, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, преодолевающей вышеупомянутые недостатки.

В частности, технической задачей этого изобретения является создание капсулы, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, не подверженной рискам случайного перемещения фильтра вследствие деформации ее стенки, через которую выходит напиток.

Технической задачей данного изобретения является также создание капсулы, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, которую можно использовать в машинах различных типов.

Предписанная техническая задача и указанные цели, по существу, достигнуты с помощью капсулы, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, как описано в прилагаемой формуле изобретения.

Дополнительные признаки и преимущества данного изобретения станут более понятными из подробного описания нескольких предпочтительных неограничительных вариантов осуществления капсулы, содержащей дозу вещества для приготовления напитка, способа приготовления напитка с использованием капсулы, изображенной на сопровождающих чертежах, на которых:

Фиг. 1-3 - схематичные вертикальные виды в разрезе трех возможных типов капсул 1 уровня техники,

Фиг. 4 - схематичный вертикальный вид в разрезе первого варианта осуществления капсулы согласно настоящему изобретению, в начальном положении,

Фиг. 5 - схематичный вид капсулы, представленной на фиг. 4 в положении экстракции,

Фиг. 6 - схематичный вертикальный вид в разрезе второго варианта осуществления капсулы согласно настоящему изобретению, в начальном положении,

Фиг. 7 - схематичный вид капсулы, представленной на фиг. 6 в положении экстракции,

Фиг. 8 - схематичный вертикальный вид в разрезе третьего варианта осуществления капсулы согласно настоящему изобретению, в начальном положении,

Фиг. 9 - схематичный вид капсулы, представленной на фиг. 8 в положении экстракции,

Фиг. 10 - схематичный вертикальный вид в разрезе четвертого варианта осуществления капсулы согласно настоящему изобретению, в начальном положении,

Фиг. 11 - схематичный вид капсулы, представленной на фиг. 10 в положении экстракции,

Фиг. 12 - вид в разрезе системы приготовления напитка согласно данному изобретению с использованием капсулы, выполненной согласно первому варианту осуществления, в положении до приготовления напитка,

Фиг. 13 - показана система, представленная на Фиг. 12, в положении выдачи напитка.

Как видно из сопровождающих чертежей, ссылочная позиция 1 обозначает в целом капсулу, содержащую дозу вещества 2 (порошкового или жидкого) для приготовления напитка, изготовленную согласно данному изобретению.

На Фиг. 1-3 показаны типовые капсулы 1 уровня техники трех типов, предназначенные только для иллюстрации трех возможных различных внутренних конструкций капсулы, которые аналогичным образом могут быть применены даже в капсуле 1, выполненной согласно данному изобретению.

В зависимости от требований, капсула может вмещать в себя только вещество 2 (как правило, в ситуациях, в которых вещество 2 жидкое или растворяется для образования напитка - Фиг. 3), либо один или несколько жестких фильтров 4 (Фиг. 1) и/или один или несколько гибких мембранных фильтров 5 (Фиг.2).

Следует отметить, что, хотя на Фиг. 3-9 показаны капсулы 1 без внутренних фильтров, они могут быть выполнены с одним или несколькими внутренними фильтрами любого типа (как в случае Фиг. 10 и 11, где капсула 1 оснащена жесткими фильтрами 4). С другой стороны, на Фиг. 12 и 13 капсула 1 также показана для наглядности без вещества 2.

Известным образом капсула 1 по изобретению содержит предпочтительно чашеобразный основной корпус 6, образующий вмещающую камеру 7, содержащую дозу вещества 2, используемого для приготовления напитка. Предпочтительно, что основной корпус 6 выполнен из полужесткого материала, например пластика или алюминия.

В свою очередь, основной корпус 6 содержит нижнюю стенку 8, образующую дно чаши, и боковую стенку 9, простирающуюся от своего нижнего участка 10, соединенного с нижней стенкой 8, до своего верхнего участка 11, ограничивающего отверстие 12 для доступа к вмещающей камере 7.

Как видно при более подробном рассмотрении, в проиллюстрированных вариантах осуществления можно идентифицировать четыре различных участка основного корпуса 6. В частности, сверху расположен (с учетом ориентации капсулы 1 на чертежах) первый участок 13, представляющий собой плоское кольцо (горизонтальное на сопровождающих чертежах), продолжающееся радиально относительно центральной оси капсулы 1. Снизу, по существу плоский второй участок 14 продолжается параллельно первому участку 13. Со вторым участком 14 соединен третий участок 15, который, притом что капсула 1 цилиндрически симметрична, имеет форму усеченного конуса.

Имеющий наибольшую протяженность и более подробно описанный ниже четвертый участок 16 расположен между первым участком 13 и третьим участком 15.

Следует отметить, что для целей данного изобретения вышеупомянутый третий участок 15 может аналогичным образом рассматриваться как часть нижнего участка 10 боковой стенки 9 или часть нижней стенки 8. Напротив, первый участок 13 может рассматриваться как часть верхнего участка 11 боковой стенки 9. Именно первый участок 13 образует отверстие 12 доступа.

Тем не менее, в других вариантах осуществления как боковая стенка 9, так и нижняя стенка 8 могут принимать любую другую форму, оставаясь при этом в пределах объема данного изобретения.

Капсула 1 содержит покрывающий элемент 17, жестко прикрепленный к верхнему участку 11 боковой стенки 9 (и, в частности, к первому участку 13 на сопровождающих чертежах), предназначенный для герметичного закрывания отверстия 12 доступа с целью сохранения органолептических свойств вещества 2.

Предпочтительно, что покрывающий элемент 17 представляет собой лист из гибкого материала, например пластмассы или алюминия. Он может иметь или не иметь ослабленных точек (известного типа, и потому не показанных).

Согласно данному изобретению капсула 1 содержит удлиняющее средство 18, которое вследствие повышения внутреннего давления в капсуле 1 обеспечивает перемещение от покрывающего элемента 17 нижнего участка 10 боковой стенки 9 и соединенной с ним нижней стенки 8.

На Фиг. 3-11 показаны четыре различных варианта осуществления, в которых удлиняющее средство 18 неизменно является неотъемлемой частью четвертого участка 16 основного корпуса 6, описанного выше. В других вариантах осуществления это может быть иначе.

Предпочтительно, что удлиняющее средство 18 выполнено таким образом, чтобы вышеупомянутое перемещение происходило только вследствие повышения внутреннего давления в капсуле 1 по меньшей мере до заданного значения. В предпочтительном варианте осуществления для приготовления кофе экспрессо, в частности, удлиняющее средство 18 обеспечивает перемещение нижнего участка 10 боковой стенки 9 и соединенной с ним нижней стенки 8, при превышении внутренним давлением капсулы 1 заданного значения, которое составляет от 1 до 15 бар.

В предпочтительных вариантах осуществления удлиняющее средство 18 представляет собой фасонный участок самой боковой стенки 9. В частности, этот фасонный участок предпочтительно выполнен таким образом, что в результате повышения внутреннего давления он может эластично и/или пластично деформироваться от недеформированного начального положения до деформированного положения, в котором нижний участок 10 и нижняя стенка 8 находятся дальше от покрывающего элемента 17, чем фасонный участок в начальном положении.

Предпочтительно, что этот эффект может быть достигнут путем такого выполнения фасонного участка, что он образует по меньшей мере одну вогнутость 19 и/или одну выпуклость 20 относительно остальной боковой стенки 9.

На Фиг. 4, 6, 8, 10 показаны четыре возможных различных варианта осуществления капсулы 1 (чей основной корпус 6 цилиндрически симметричен), в которой удлиняющее средство 1 создано с помощью вогнутых/выпуклых участков, имеющих различные формы. В частности, при рассмотрении в поперечном разрезе фасонные участки могут иметь арочный профиль (примерно полукруглый или полуэллиптический), зубчатый профиль и т.д.

В целом, для обеспечения более равномерного удлинения капсулы 1 удлиняющее средство 18 предпочтительно продолжается по периметру всей боковой стенки 9 основного корпуса 6.

На Фиг. 12 и 13 показана выполненная по изобретению первая система приготовления напитка, в которой использована возможность удлинения капсулы 1.

Система состоит из капсулы 1 вышеописанного типа и устройства, содержащего, в свою очередь, экстракционный узел 21, который можно открыть, при этом внутренняя часть узла образует экстракционную камеру 22, в которую можно вставить капсулу 1. На сопровождающих чертежах показан только экстракционный узел 21 и его содержимое.

В схематично проиллюстрированном варианте осуществления узел 21, который может иметь и горизонтальную, и вертикальную, или наклонную ось, содержит стационарную часть 23, главным образом образующую экстракционную камеру 22 и подвижную часть 24, которую можно открывать (известным способом) и которая функционирует в качестве крышки.

Когда капсула 1 вставлена в узел 21, первый кольцевой участок 13 капсулы предпочтительно зажат между стационарной частью 23 и подвижной частью 24, при этом нижний участок 10 боковой стенки 9 и нижняя стенка 8 достаточно удалены от узла 21 для обеспечения удлинения капсулы 1.

С экстракционным узлом 21 связаны первые протыкающие средства 24 и вторые протыкающие средства 25.

Первые протыкающие средства 24 установлены в экстракционной камере 22 таким образом, чтобы протыкать покрывающий элемент 17 капсулы 1, вставленной в экстракционную камеру 22, когда узел 21 закрыт. На сопровождающих чертежах они прикреплены к подвижной части 24.

Вторые протыкающие средства 25 установлены в экстракционной камере 22 для протыкания нижней стенки 8 капсулы 1, вставленной в экстракционную камеру 22, для обеспечения выдачи напитка. Однако, в частности, вторые протыкающие средства 25 расположены таким образом, что когда капсула 1 вставлена в экстракционную камеру 22, они недостаточно внедряются в нижнюю стенку 8 для выдачи напитка. В проиллюстрированном варианте осуществления это достигается за счет того, что в начальном положении капсулы 1 имеется определенное расстояние между нижней стенкой 8 и вторыми протыкающими средствами 25. Однако в других вариантах осуществления может случиться так, что при нахождении капсулы 1 в исходном положении вторые протыкающие средства 25 находятся в контакте с нижней стенкой 8 или даже частично внедряются в нее.

В то же время, вторые протыкающие средства 25 расположены так, что они полностью внедряются в нижнюю стенку 8 и поэтому позволяют выдачу напитка, когда капсула 1 находится в деформированном состоянии.

Для этой цели имеются средства 26 подачи горячей воды и/или пара в капсулу 1, которые оперативно связаны с первыми протыкающими средствами 24 (на сопровождающих чертежах они схематично показаны с каналом, проходящим через подвижную часть 24 и первые протыкающие средства 24).

На практике, горячая вода и/или пар, подаваемый средствами 26 в капсулу 1, приводит к повышению внутреннего давления с последующим перемещением нижней стенки 8 от покрывающего элемента 17, происходящим до тех пор, пока нижняя стенка не будет разорвана вторыми протыкающими средствами 25. В этот момент напиток может выйти из капсулы 1 и затем из узла 21 через выпускное отверстие 27.

Наконец, данное изобретение также относится к способу приготовления напитка с использованием капсулы 1 вышеописанного типа, включающего стадии протыкания покрывающего элемента 17, подачи воды и/или пара в капсулу 1 через проткнутый покрывающий элемент 17, чтобы повысить внутреннее давление капсулы 1 по меньшей мере до заданного значения, достаточного, чтобы вызвать перемещение нижнего участка 10 боковой стенки 9 и нижней стенки 8 от покрывающего элемента 17 и при этом вызвать разрыв нижней стенки 8 наружными протыкающими средствами, позволяющий выдачу напитка через нижнюю стенку 8.

Однако, как уже указывалось, капсула 1 по изобретению также может быть использована со способом приготовления напитка, похожим на традиционные способы, которые включают протыкание нижней стенки 8 (особенно предпочтительно, если нижняя стенка 8 является относительно жесткой и плоской, как в проиллюстрированных вариантах осуществления), с последующей подачей горячей воды и/или пара в камеру через нижнюю стенку 8 с целью повышения внутреннего давления капсулы 1 до тех пор, пока покрывающий элемент не порвется (что облегчается при наличии в покрывающем элементе 17 ослабленных точек).

Последняя функция облегчается, если покрывающий элемент 17 выполнен из материала с меньшим сопротивлением к разрыву, чем у основного корпуса 6.

Данное изобретение обеспечивает важные преимущества.

Благодаря этому изобретению, с одной стороны, оказалось возможным создание капсулы, обеспечивающей отложенное вскрытие дна, которое достигается без подвергания дна деформации, которая может ухудшить стабильность внутреннего фильтра.

Капсулы, выполненные по изобретению, также могут быть использованы как в устройствах, в которых горячую воду и/или пар подают через покрывающий элемент с задержкой выдачи напитка через нижнюю стенку, так и в устройствах, в которых горячую воду и/или пар подают через нижнюю стенку с задержкой выдачи напитка через покрывающий элемент.

Наконец, следует отметить, что данное изобретение сравнительно легко внедрить и даже что затраты, связанные с внедрением изобретения, не очень высоки. Основной корпус капсулы может быть предпочтительно получен путем литья или термоформования.

Вышеописанное изобретение может быть изменено и адаптировано различными способами в пределах сущности изобретения.

Кроме того, все детали изобретения могут быть заменены другими технически эквивалентными элементами, а используемые материалы, а также формы и размеры различных компонентов могут варьироваться согласно требованиям.

Капсула, включающая дозу вещества (2) для приготовления напитка, содержит чашеобразный основной корпус (6), образующий вмещающую камеру (7) для вещества (2). Основной корпус позволяет воде и напитку протекать через него только после того, как он разорван или проткнут протыкающими средствами. Основной корпус (6) содержит нижнюю стенку (8), образующую дно чаши, и боковую стенку (9), продолжающуюся от своего нижнего участка (10), соединенного с нижней стенкой (8), до верхнего участка (11), ограничивающего отверстие (12) для доступа к вмещающей камере (7), покрывающий элемент (17), жестко прикрепленный к верхнему участку (11) боковой стенки (9) для закрывания отверстия (12) доступа. Капсула содержит удлиняющее средство (18), которое после повышения внутреннего давления в капсуле (1) позволяет перемещение нижнего участка (10) боковой стенки (9) и соединенной с ним нижней стенки (8) от покрывающего элемента (17). Группа изобретений обеспечивает возможность использования капсулы в разных типах машин и повышение надежности за счет отсутствия деформации дна. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Капсула, включающая дозу вещества (2) для приготовления напитка, содержащая:
чашеобразный основной корпус (6), образующий вмещающую камеру (7), содержащую вещество (2), причем основной корпус позволяет воде и напитку протекать через него только после того, как он разорван или проткнут протыкающими средствами, при этом основной корпус (6) в свою очередь содержит нижнюю стенку (8), образующую дно чаши, и боковую стенку (9), продолжающуюся от своего нижнего участка (10), соединенного с нижней стенкой (8), до верхнего участка (11), ограничивающего отверстие (12) для доступа к вмещающей камере (7),
покрывающий элемент (17), жестко прикрепленный к верхнему участку (11) боковой стенки (9) для закрывания отверстия (12) доступа,
отличающаяся тем, что
она содержит удлиняющее средство (18), которое после повышения внутреннего давления в капсуле (1) позволяет перемещение нижнего участка (10) боковой стенки (9) и соединенной с ним нижней стенки (8) от покрывающего элемента (17).

2. Капсула по п. 1, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) обеспечивает упомянутое перемещение после повышения внутреннего давления в капсуле (1) по меньшей мере до заданного значения.

3. Капсула по п. 1, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) образовано фасонным участком боковой стенки (9).

4. Капсула по п. 3, отличающаяся тем, что в результате повышения внутреннего давления фасонный участок может упруго и/или пластично деформироваться из начального положения в деформированное положение, в котором нижний участок (10) и нижняя стенка (8) находятся дальше от покрывающего элемента (17), чем фасонный участок в начальном положении.

5. Капсула по п. 4, отличающаяся тем, что фасонный участок образует по меньшей мере одну вогнутость (19) и/или одну выпуклость (20) относительно остальной боковой стенки (9).

6. Капсула по п. 2, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) образовано фасонным участком боковой стенки (9).

7. Капсула по п. 6, отличающаяся тем, что в результате повышения внутреннего давления фасонный участок может упруго и/или пластично деформироваться из начального положения в деформированное положение, в котором нижний участок (10) и нижняя стенка (8) находятся дальше от покрывающего элемента (17), чем фасонный участок в начальном положении.

8. Капсула по п. 7, отличающаяся тем, что фасонный участок образует по меньшей мере одну вогнутость (19) и/или одну выпуклость (20) относительно остальной боковой стенки (9).

9. Капсула по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) продолжается периметрически на боковой стенке (9) основного корпуса.

10. Капсула по п. 9, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) обеспечивает перемещение нижнего участка (10) боковой стенки (9) и соединенной с ним нижней стенки (8), когда внутреннее давление капсулы (1) превышает предельное значение, составляющее от 1 бара до 15 бар.

11. Капсула по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что удлиняющее средство (18) обеспечивает перемещение нижнего участка (10) боковой стенки (9) и соединенной с ним нижней стенки (8), когда внутреннее давление капсулы (1) превышает предельное значение, составляющее от 1 бара до 15 бар.

12. Система для приготовления напитка, содержащая капсулу (1) по любому из пп. 1-11 и устройство, которое в свою очередь содержит:
экстракционный узел (21), который можно открыть, при этом внутренняя часть этого узла образует экстракционную камеру (22), в которую может быть вставлена капсула (1)
первые протыкающие средства (24), установленные в экстракционной камере (22) таким образом, что они протыкают покрывающий элемент (17) капсулы (1), вставленной в экстракционную камеру (22), когда узел (21) закрыт,
средства (2 6) подачи воды и/или пара в капсулу (1), при этом средства подачи оперативно связаны с первым протыкающим средством (24),
вторые протыкающие средства (25), установленные в экстракционной камере (22) для протыкания нижней стенки (8) капсулы (1), вставленной в экстракционную камеру (22), и обеспечения выдачи напитка,
причем вторые протыкающие средства (25) расположены так, что когда капсула (1) вставлена в экстракционную камеру (22), они недостаточно внедряются в нижнюю стенку (8), чтобы позволить выдачу напитка, и полностью внедряются в нижнюю стенку (8) и позволяют выдачу напитка после повышения внутреннего давления и последующего перемещения нижней стенки (8) от покрывающего элемента (17).

13. Способ приготовления напитка с использованием капсулы (1) по любому из пп. 1-11, включающий стадии:
протыкания покрывающего элемента (17);
подачи воды и/или пара через покрывающий элемент (17) в капсулу (1);
повышая при этом внутреннее давление в капсуле (1) по меньшей мере до заданного значения, чтобы вызвать перемещение нижнего участка (10) боковой стенки (9) и нижней стенки (8) от покрывающего элемента (17),
вызывая при этом последующий разрыв нижней стенки (8) наружными протыкающими средствами, позволяющий выдачу напитка через нижнюю стенку (8).