KR101977419B1 - 음파 에너지를 사용한 음료 형성 장치 및 방법 - Google Patents

음파 에너지를 사용한 음료 형성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 음료 카트리지(10) 및 음파 에너지를 사용하여 음료를 형성하는 장치 및 방법이 제공된다. 카트리지(10)는 카트리지(10)의 내부 공간 내로 연장되고 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입시키는 음파 방출기를 수용하도록 배열되는 특징부 등의 음파 수용부(11)를 포함할 수 있다. 음파 수용부(11)는 음파 에너지에 의해 여기될 수 있고, 이것은 음파 수용부(11)가 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 자체 도입시키게 한다.

Description

음파 에너지를 사용한 음료 형성 장치 및 방법{BEVERAGE FORMATION APPARATUS AND METHOD USING SONIC ENERGY}
본 출원은 2009년 12월 18일자로 출원된 미국 임시 출원 제61/284,477호 그리고 2009년 12월 31일자로 출원된 미국 임시 출원 제61/335,083호의 이익을 향유한다.
드립-추출 깔때기(drip-brewing funnel)의 외부에 및/또는 깔때기의 내부에서 커피 분쇄물 및 물에 직접적으로 초음파 에너지를 인가하는 것을 기재하고 있는 미국 특허 제4,779,520호, 미국 특허 제4,983,412호 및 미국 특허 공개 제20080032030호를 포함하는 다양한 특허가 커피를 추출할 때의 음파 에너지의 사용을 기재하고 있다. 그러나, 추출 깔때기의 외부에 초음파 에너지를 인가하는 것이 반드시 추출 깔때기의 내부에서의 음파 에너지의 적절한 제어를 가능케 하지는 않을 것이고, 예컨대 일부의 영역이 다른 영역과 상이한 강도 및/또는 주파수의 에너지를 수용하는 결과를 초래한다. 또한, 추출 깔때기의 내부에 음파 에너지를 인가하는 것은 일부의 경우에 금속 외부를 갖는 초음파 프로브의 부식을 유발할 수 있고, 부식된 물질이 커피 분쇄물 또는 다른 음료 매체 내에 적층될 가능성을 초래한다.
본 발명의 양태는 음료 매체 그리고 음료 카트리지 내부 내로 도입되는 액체를 수용하는 카트리지의 내부에 음파 에너지를 가하는 것에 관한 것이다. 카트리지는 카트리지의 내부 공간 내로의 도입을 위해 음파 에너지를 수용하는 음파 수용부를 갖도록 배열될 수 있다. 예컨대, 음파 수용부는 카트리지 내부로 음파 에너지를 자체 전달하도록 음파 에너지에 따라 진동 또는 운동되는 카트리지의 음향 순응 부분(acoustically compliant portion)을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 음파 수용부는 음향 투과 부분, 음향 결합 매체(acoustic coupling medium), 음파 방출기와 상호 작용하는 오목부 또는 다른 특징부, 또는 음파 방출기가 카트리지 내로 직접적으로 음파 에너지를 전달하게 하는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 음파 수용부는 카트리지의 내부 공간의 특정 영역으로 음파 에너지를 유도하도록, 음파 에너지를 집속, 분산 또는 변형시켜 내부 공간의 적어도 일부 내에서 음파 에너지의 강도를 더 균일하게 하도록 및/또는 음파 에너지에 대해 다른 영향을 미치도록 배열될 수 있다. 이것은 액체가 음료 매체와 충분히 접촉되지 않은 상태로 음파 에너지가 카트리지를 "단락(short circuit)" 또는 통과시킬 수 있는 음료 매체 내의 통로를 실질적으로 형성하는 터널링(tunneling) 등의 음파 에너지가 1개 이상의 영역에 집중되게 하는 것과 관련된 문제를 피하는 것을 도울 수 있다. 터널링은 음료 매체와 액체의 불충분한 접촉 때문에 그 결과로서 생긴 음료가 묽어지게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에서, 음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체를 포함할 수 있다. 음료 매체는 내부 공간 내로 도입되는 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 음료를 형성하는 데 사용될 수 있고, 예컨대 볶음 및 분쇄 커피, 감미료, 크림(creamer), 인스턴트 드링크 믹스(instant drink mix) 그리고 용해성 및/또는 불용성 재료를 포함할 수 있다. 음파 수용부가 용기와 관련될 수 있고, 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외부측에 위치되는 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열될 수 있다. 예컨대, 음파 수용부는 음파 방출기를 수용하도록 배열되는 용기 내에 형성되는 오목부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 프로브-같은 음파 방출기가 오목부 내로 연장될 수 있고, 카트리지 내부 공간 내로 음파 에너지를 방출하는 데 사용될 수 있다. 카트리지의 적어도 일부가 음파 방출기 주위에 위치되게 함으로서, 음파 에너지가 카트리지로 그리고 내부 공간 내로 더 효율적으로 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 음파 수용부는 음파 방출기의 리세스 내로 삽입되도록 배열되는 용기의 일부를 포함할 수 있다. 예컨대, 용기는 음파 방출기에 의해 수용되는 돌출부를 포함할 수 있다. 음파 방출기가 카트리지의 일부를 적어도 부분적으로 포위하게 함으로써, 음파 에너지가 카트리지로 및/또는 내부 공간 내로 더 효율적으로 전달될 수 있다. 음파 수용부는 용기의 측벽에 배열될 수 있고, 예컨대 용기의 리드(lid)에서 및/또는 용기의 다른 부분에서 음파 방출기를 수용하는 노치 또는 다른 오목부의 형태를 취한다. 일부의 실시예에서, 음파 수용부는 음파 방출기로부터 카트리지의 내부로 음파 에너지를 전달하는 것을 돕는 물, 젤, 또는 다른 물질 등의 음향 결합 매체를 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 음파 수용부는 예컨대 음파 방출기로부터의 음파 에너지가 음향 순응 부분이 진동 또는 운동되게 하도록 "스피커(speaker)"와 같이 작용할 수 있는 카트리지의 음향 순응 부분을 포함할 수 있고, 이것은 음파 에너지가 카트리지의 내부 공간 내로 도입되게 한다.
카트리지는, 컵을 포함하는 용기로서, 컵은 상부 개구 그리고 상부 개구를 폐쇄하는 컵에 부착되는 리드를 갖는, 용기 등의 다양하게 상이한 형태를 취할 수 있다. 컵은 원통형 형상, 정육면체 형상, 원뿔 또는 절두 원뿔 형상, 부분 구형 형상, 사면체 형상 등을 가질 수 있다. 컵은 단일의 부품 예컨대 단일 열성형 플라스틱으로서 제조될 수 있거나, 서로 접합되는 다중 부품으로 제조될 수 있다. 예컨대, 컵은 원통형 벽의 일단부에 부착되는 평탄한 판 또는 포일 부재를 갖는 원통형 벽 부재를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 리드는 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있고, 예컨대 적층된 포일의 층의 단일의 부품, 서로 접합되는 다중 부품 등을 포함할 수 있다. 추가예에서, 카트리지는 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 형성되는 음료의 적어도 일부를 여과하도록 배열되는 필터 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 필터 요소는 용기의 내부에 부착되고 음료 매체와 상호 작용하는 액체가 카트리지로부터 배출되기 전에 필터를 통과하도록 배열되는 필터 종이를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 음료 형성 시스템은 음료 카트리지를 보유하도록 배열되는 카트리지 수용부, 음료 카트리지 내로 액체를 도입시키도록 배열되는 (카트리지를 관통시키는 니들 등의) 액체 입구 그리고 음료 카트리지에 음파 에너지를 제공하도록 배열되는 음파 방출기를 포함한다. 음료 카트리지는 카트리지 수용부에 의해 보유될 수 있고, 예컨대 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기, 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체 그리고 용기와 관련되고 음료 매체와의 상호 작용을 위해 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열되는 음파 수용부를 포함하는 위에서 설명된 것과 같은 배열을 가질 수 있다.
음파 방출기는 예컨대 용기 내의 오목부에서 카트리지의 일부에 인접하게 위치되는 프로브 등의 다양한 형태들 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 음파 방출기는 카트리지의 음향 순응 부분을 여기(exciting)시켜 음향 순응 부분이 카트리지의 내부 공간으로 음파 에너지를 도입시키게 하도록 배열될 수 있다. 음향 순응 부분에 의해 도입된 음파 에너지가 카트리지 용기를 통해 내부 공간 내로 전달되는 음파 에너지에 추가하여 있을 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, "음파 에너지(sonic energy)"는 사람의 귀에 청취 가능한 에너지뿐만 아니라 또한 사람의 귀의 가청 범위의 밖의 에너지도 포함한다. 예컨대, "음파 에너지" 또는 "음향 에너지"는 약 10 ㎐ 내지 약 200 ㎑ 이상의 주파수를 갖는 에너지를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 음료를 형성하는 방법은 음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체를 포함할 수 있다. 액체가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 도입될 수 있고, 폐쇄된 내부 공간 내로 도입된 액체가 카트리지 내에 존재하는 동안에 음파 에너지가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 전달될 수 있다. 따라서, 음료가 음료 매체와 액체 및 음파 에너지의 동시 상호 작용에 의해 형성될 수 있다.
음료를 형성하는 일부의 예시 방법에서, 카트리지는 용기에 부착되고 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외부측에 위치되는 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열되는 음파 수용부를 포함할 수 있다. 예컨대, 음파 수용부는 용기의 측벽 내의 오목부, 음파 에너지에 의해 여기되는 카트리지의 음향 순응 부분 또는 다른 적절한 배열을 포함할 수 있다. 대체예에서, 음파 방출기는 예컨대 카트리지 용기에 초음파 프로브를 통과시킴으로써 카트리지의 내부 공간의 내부측에 위치될 수 있다. 액체는 용기를 관통시키고 폐쇄된 내부 공간 내로 액체를 주입함으로써 카트리지의 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 카트리지 내로 도입된 음파 에너지는 음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 재료가 카트리지 내의 필터를 통과하게 할 수 있다. 예컨대, 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 수준의 용해 및/또는 현탁 재료를 갖는 음료가 생성될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 커피 음료에 대해, 음료는 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 총 용해 고체의 수준 및/또는 탁도를 갖질 수 있다. 일부의 실시예에서, 음파 에너지는 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발할 수 있다. 예컨대, 음파 에너지는 일어나지 못하는 내부 공간 내에서의 액체 및 음료 매체의 순환 또는 다른 유동을 유발하도록 배열될 수 있다. 이러한 유동은 예컨대 음료 매체의 침윤을 개선시킴으로써 음료를 제조하는 데 수반되는 추출, 용해 또는 다른 과정을 도울 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 다음의 설명 및 특허청구범위로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 양태가 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 나타내는 다음의 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 측단면도이다.
도2는 도1의 카트리지의 분해 사시도이다.
도3은 카트리지의 표면이 관통 요소에 의해 관통된 후의 도1의 카트리지의 측단면도이다.
도4는 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 단면도이다.
도5 및 도6은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도7 및 도8은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도9 및 도10은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도11 및 도12는 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 좌측면도이다.
도13 및 도14는 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 저면도이다.
도15 및 도16은 각각 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 정면도 및 평면도이다.
도17, 도18 및 도19는 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 음파 방출기가 있는 정면도, 음파 방출기가 없는 정면도 그리고 저면도이다.
도20은 변형된 음파 방출기를 갖는 도17의 실시예의 사시도이다.
도21, 도22 및 도23은 본 발명의 양태에 따른 카트리지의 또 다른 예시 실시예의 음파 방출기가 있는 정면도, 음파 방출기가 없는 정면도 그리고 저면도이다.
도24는 본 발명의 양태에서 사용되는 음료 형성 장치의 사시도이다.
도25는 본 발명의 양태에 따라 사용 가능한 음료 형성 장치의 구성 요소의 개략 블록도이다.
도26은 본 발명의 양태에 따른 음료를 준비하는 방법에서의 단계를 도시하고 있다.
본 발명의 양태는 예시 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조하여 여기에서 설명된다는 것이 이해되어야 한다. 여기에서 설명된 예시 실시예가 반드시 본 발명에 따른 모든 실시예를 보여주도록 의도되지는 않고, 오히려 소수의 예시 실시예를 설명하는 데 사용된다. 이와 같이, 본 발명의 양태는 예시 실시예의 관점에서 좁게 해석되도록 의도되지 않는다. 추가로, 본 발명의 양태는 단독으로 또는 본 발명의 다른 양태과 임의의 적절한 조합으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도1 및 도2는 각각 본 발명의 1개 이상의 양태를 실시하는 예시 카트리지(10)의 측단면도 및 분해 사시도이다. 카트리지(10)는 차, 커피, 다른 주입-방식의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성되는 음료, 탄산 음료 등의 임의의 적절한 음료를 형성하는 데 음료 기계에서 사용될 수 있다. 이와 같이, 카트리지(10)는 임의의 적절한 음료 매체(20) 예컨대 분쇄 커피, 찻잎, 건조한 허브차, 분말형 음료 농축물, 건조된 과일 추출물 또는 분말, 분말형 또는 액체 농축형 부용 또는 다른 수프, (분말형 비타민, 약 또는 의약, 영양제 등의) 다른 분말형 또는 액체 의료 재료 및/또는 (분유 또는 다른 크림, 감미료, 농축제, 향료 등의) 다른 음료-제조 재료를 수용할 수 있다. 하나의 예시 실시예에서, 카트리지(10)는 커피 및/또는 차 음료를 형성하는 기계와 사용되도록 구성되는 음료 매체(20)를 수용하지만, 본 발명의 양태는 이러한 관점에서 제한되지 않는다.
카트리지의 예시 실시예가 도면에 도시되어 있지만, 여기에서 사용된 것과 같이, "카트리지"는 포드(pod)(예컨대, 음료 매체를 캡슐화하는 필터 종이의 양쪽 층), 캡슐, 새세이(sachet) 또는 임의의 다른 배열 등의 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 카트리지는 공기 및/또는 액체에 불투과성일 수 있거나, 물 및/또는 공기가 카트리지 내로 통과하게 할 수 있다. 카트리지는 음료 매체의 일부의 부분이 커피 드링크, 차, 핫 초콜릿 등의 형성된 음료에 제공되는 것을 방지하는 것을 돕는 필터 또는 다른 배열을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이 음료를 "추출"하는 것은 주입, 혼합, 용해, 침지, 또는 음료 매체와 물 또는 다른 음료 전구체(예컨대, 조미료 첨가 또는 처리된 물, 또는 가열되는 것과 무관한 다른 액체)를 사용하여 음용 가능한 물질을 형성하는 것을 포함한다. 또한, 여기에서의 "물"에 대한 인용은 임의의 적절한 물 조성물(water formulation) 예컨대 여과, 탈염, 연화, 탄산 첨가된 물 조성물 등 그리고 또한 감미료 첨가 또는 조미료 첨가된 물, 우유 등의 음료를 형성하는 데 사용되는 임의의 다른 적절한 전구체 액체를 말한다.
이러한 예시 실시예에서, 카트리지(10)는 필터(30)에 의해 분리되는 제1 챔버(14a) 및 제2 챔버(14b)를 갖는 내부 공간(14)을 포함하는 용기(12)를 포함한다. 그러나, 내부 공간 내의 다른 추가의 챔버 및/또는 제1 및 제2 챔버의 하위-부분 또는 영역이 다른 실시예에서 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 이러한 실시예는 음료 매체(20)를 횡단하여 진입 액체를 분배하는 것을 도울 수 있는 유동 분배기(33)를 또한 포함하고, 그에 따라 유동 분배기(33)는 유동 분배기(33)와 리드(38) 사이의 영역을 한정할 수 있다. 또한, 카트리지가 2개의 필터 등에 의해 분리되는(예컨대, 제1 필터가 제1 챔버의 2개의 부분을 분리하고, 제2 필터가 제1 및 제2 챔버를 분리하는) 3개의 공간을 갖는 것이 가능하다. 또 다른 실시예에서, 제1 또는 제2 챔버는 음료 내로 공기를 도입시키는 벤추리관(venturi) 또는 다른 특징부에 의해 2개의 부분으로 분리될 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 챔버는 필터, 벽, 분할부, 통로 그리고 다른 특징부에 의해 2개 이상의 부분 또는 영역으로 분할 또는 분리될 수 있다. 또한, 카트리지(10)가 반드시 필터(30)를 포함할 필요는 없고, 그 대신에 필터가 없을 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
용기(12)가 도1 및 도2에 도시된 것과 같은 개구(13)를 포함하면, 개구(13)는 리드(38) 예컨대 용기(12)의 림(19)에 부착되는 포일 및 중합체 적층 재료에 의해 폐쇄될 수 있다. [이러한 실시예에서, 림(19)은 환형 플랜지형 요소로서 배열되지만, 림(19)은 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예컨대, 림(19)은 어떠한 플랜지 요소도 없는 측벽(17)의 상부 모서리일 수 있다.] 용기(12) 및/또는 리드(38)는 습기 및/또는 산소 등의 가스에 대한 장벽을 제공할 수 있다. 예컨대, 용기(12)는 예컨대 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌의 층 그리고 EVOH의 층 및/또는 금속 포일 등의 다른 장벽 재료를 포함하는 시트로부터 형성되는 중합체 적층물로부터 제조될 수 있다. 이러한 배열은 예컨대 습기, 산소 및/또는 다른 물질로부터의 원하지 않는 노출로부터의 음료 매체(20)에 대한 적절한 보호를 제공할 수 있다. 그러나, 용기(12) 및/또는 리드(38)는 생물 고분자 물질(biopolymer), 퇴비화 가능한 중합체(compostable polymer), 종이, 포일 등의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 양태에 따르면, 카트리지(10)는 음향 순응 부분이 진동 또는 운동되게 하는 음파 방출기로부터 음파 에너지를 수용하는 음향 순응 부분 등의 음파 수용부(11)(도2)를 포함할 수 있다. 음향 순응 부분의 이러한 운동은 내부 공간(14) 내에서 음료 매체(20), (존재한다면) 필터(30) 및/또는 액체와 상호 작용하도록 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입시킬 수 있다. 음향 순응 부분은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있으며, 이러한 형태는 음향 순응 부분을 여기시키는 데 사용되는 음파 방출기의 배열에 의존할 수 있다. 예컨대, 이러한 예시 실시예에서의 음향 순응 부분은 음향 에너지에 따라 진동되도록 배열되는 측벽(17)의 일부를 포함하지만, 음향 순응 부분 또는 다른 음파 수용부(11)가 용기(12)의 저부(16) 및/또는 리드(38)에 배열될 수 있다. 이와 같이, 음향 순응 부분을 형성하는 데 사용된 재료, 음향 순응 부분의 물리적 형상, 두께 또는 다른 특성은 음향 에너지에 의해 여기되어 내부 공간(14) 내로 요구된 음파 에너지를 제공하도록 조심스럽게 배열될 수 있다. 예컨대, 측벽(17)의 일부가 음파 방출기에 의해 진동되게 될 수 있고, 이것은 결국 측벽(17)의 일부가 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 생성 또는 도입시키게 한다. 아래에서 더 상세하게 논의되는 것과 같이, 음파 수용부(11)가 음향 순응 섹션을 포함할 필요는 없고, 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 도입시키는 음파 방출기를 수용하거나 그와 결합 또는 상호 작용하도록 배열될 수 있다.
또한, 이러한 실시예에서, 음파 수용부(11)는 카트리지(10)의 외부측에 위치되는 음파 방출기와 협력하도록 배열되지만, 음파 수용부(11)는 카트리지(10)의 내부측에 위치되는 음파 방출기와 협력하도록 배열될 수 있다. 예컨대, 내부 공간(14) 내로 삽입되는 음파 프로브가 용기의 음향 순응 부분을 여기시키는 음파 에너지를 방출할 수 있다. 결국, 음향 순응 부분의 여기는 선택적으로 프로브에 의해 방출된 음파 에너지와 동일 또는 상이한 주파수 및/또는 강도로 내부 공간 내로 음파 에너지를 자체 도입시킬 수 있다. 이러한 특징부는 요구된 주파수 또는 진폭과 무관하게 내부 공간 내에 요구된 음파 에너지를 제공하는 것을 돕는 데 이용될 수 있다. 더욱이, 음파 수용부(들)(11)는 음파 에너지가 내부 공간 내에서 더 균일하게 분포되게 하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 단일의 음파 프로브가 일부의 경우에 좁은 영역 내에서의 음파 에너지의 집중 때문에 음료 매체 내에 터널 또는 채널을 형성할 수 있지만, 음파 수용부(들)(11)는 내부 공간(14) 내에서 음파 에너지를 더 균일하게 분포시키는 것을 도울 수 있고, 그에 의해 임의의 터널링 또는 1개 이상의 영역 내에서의 음파 에너지의 원하지 않는 집중을 피하는 것을 돕는다. 물론, 음파 수용부(들)(11)는 내부 공간 내의 음파 에너지를 더 균일하게 하고 내부 공간(14)의 외부측에 위치되는 음파 방출기와 상호 작용함으로써 다른 요구된 특성을 갖게 하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다.
이러한 예시 실시예에서, 용기(12)는 평탄한 리드를 갖는 대체로 절두 원뿔형 형상을 갖지만, 용기(12)는 플루트형, 원뿔형 또는 원통형 형상을 가질 수 있거나, 정사각형 또는 직사각형 컵, 돔형 컵, 구형 또는 부분 구형의 형태 또는 다른 적절한 형태를 취할 수 있거나, 플루트형, 주름형 또는 다른 형상의 측벽을 가질 수 있다. 또한, 용기(12)가 반드시 일부의 음료 새세이 또는 포드의 경우와 같이 한정된 형상을 가질 필요는 없다. 예컨대, 이러한 실시예에서의 용기(12)는 용기(12)가 그 형상을 유지하는 경향을 갖도록 비교적 강성 및/또는 탄성 구성을 갖지만, 용기(12)는 예컨대 변형 가능한 재료의 시트로부터 제조되는 새세이 용기와 같이 더 유연한 및/또는 변형 가능한 배열을 갖도록 제조될 수 있다. 이와 같이, 2개의 필터 종이 층(용기 재료)이 카트리지의 포드 또는 다른 형태를 형성하도록 대략 1회 충전량의 커피 분쇄물만큼 서로 접합될 때와 유사하게, 용기 재료가 음료 매체, 필터 및/또는 다른 카트리지 구성 요소 주위에 형성된 후에만, 용기(12)에 의해 한정되는 내부 공간이 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 카트리지 용기(12)의 크기 및/또는 형상은 카트리지(10)가 보유되는 추출 챔버에 의해 한정될 수 있다.
제공된다면, 필터(30)는 림(19)으로부터 내향으로 이격되는 주연부(32)에서 리드(38)에 부착될 수 있다. 추가로, 필터(30)는 주연부(32)로부터 내부 공간(14) 내로 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 필터(30)는 액체로부터 어떤 크기에 걸친 물질을 제거하도록 기능할 수 있고, 예컨대 제1 챔버(14a) 내의 액체로부터 커피 분쇄물을 제거할 수 있고, 그에 의해 커피 음료가 제2 챔버(14b)로 필터(30)를 통과하게 한다. 예컨대, 필터는 액체 그리고 어떤 크기의 용해 및/또는 현탁 물질이 통과하게 하고 또한 비교적 큰 입자가 필터를 통해 유동되는 것을 방지하도록 배열되는 필터 종이를 포함할 수 있다. 물론, 필터(30)는 다중 단계 예컨대 비교적 큰 입자를 여과하는 거친 필터 부분 그리고 비교적 더 작은 입자를 여과하는 미세한 여과 부분 등을 가질 수 있다. 추가예에서, 필터(30)는 필터(30)를 통과하는 액체를 여과하도록 기능하는 1개 이상의 부분 그리고 또한 불투과성이거나 유동을 제한하는 부분을 포함할 수 있다. 이와 같이, 필터(30)는 요구된다면 2개 이상의 별개의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 필터(30)는 주연부(32)에서 리드(38)에 부착되는 강성의 불투과성 플라스틱 슬리브를 포함할 수 있다. 리드(38)로부터 멀리 떨어진 위치에서, 다공성 필터 종이가 슬리브에 부착될 수 있다. 이와 같이, 필터의 모든 부분이 액체에 투과성일 필요는 없다. 필터(30)는 예컨대 필터(30)의 1개 이상의 영역을 향해 유동을 유도하는 것을 돕도록 상이한 투과성을 갖는 영역을 또한 가질 수 있다. 예컨대, 도1에서의 리드(38) 근처의 필터(30)의 영역이 리드(38)로부터 훨씬 멀리 떨어진 영역에 비해 비교적 더 낮은 투과성을 가질 수 있다. 이것은 음료 매체(20)를 통한 필터(30)의 더 낮은 영역을 향한 유동을 촉진하는 것을 도울 수 있고, 잠재적으로 액체로의 매체(20) 내의 물질의 용해를 개선시킨다.
아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 필터의 동작은 내부 공간 내의 음파 에너지에 의해 영향을 받을 수 있고, 예컨대 필터를 통과하지 못하는 물질이 음파 에너지에 의해 통과될 수 있다. 예컨대, 리드(38)에 필터(30)를 부착하는 것은 리드(38)의 일부가 음향 순응 부분으로서 기능하는 일부의 실시예에서 유용할 수 있다. 즉, 음파 방출기가 리드(38)의 일부를 여기시킬 수 있고, 리드(38)는 필터(30)에 연결될 수 있으므로, 필터 및 리드(38)의 양쪽 모두가 내부 공간(14) 내로 음파 에너지를 도입시키도록 여기될 수 있다. 필터(30)의 음파 여기는 음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 임의의 물질이 필터(30)를 통과하는 것을 도울 수 있다. 물론, 필터(30)는 다른 방식으로 예컨대 카트리지 측벽(17)을 통해 음향 에너지를 전달함으로써 음파 여기될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 필터(30)는 추가예에서 또는 대체예에서 제2 챔버(14b)로부터 제1 챔버(14a)로의 재료의 이동을 방지하는 것을 돕도록 및/또는 음파 처리를 위해 내부 공간(14) 내에 어떤 음료 물질을 위치시키는 것을 돕도록 기능할 수 있다. 예컨대, 카트리지(10)는 제2 챔버(14b) 내에 음료 매체(20)를 포함할 수 있고, 제1 챔버(14a) 내에 음료 매체(20)를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 필터(30)는 저부(16) 및/또는 측벽(17) 근처에 음료 매체(20)를 유지하는 것을 도울 수 있다. 음료 매체(20)의 이러한 위치 설정은 예컨대 에너지가 측벽(17) 및/또는 저부(16)로부터 도입되면 요구된 음향 에너지에 음료 매체를 노출시키는 것을 도울 수 있다. 예컨대, 분말형 드링크 믹스 등의 일부의 음료 매체(20)는 뭉쳐지는 경향을 가질 수 있고, 적절하게 용해되지 않으면 음료 출구를 폐쇄하거나 오염시킬 수 있다. 카트리지(10)의 저부(16) 또는 측벽(17) 근처에서 음향 에너지에 드링크 믹스를 적절하게 노출시킴으로써, 드링크 믹스는 음향 에너지의 부재 시에 일어나는 것보다 빠르게 또는 효과적으로 용해될 수 있다. 예컨대, 카트리지(10)의 내부 공간(14) 내로 음향 에너지를 도입시키는 것은 이러한 에너지의 부재 시에 일어나지 않는 음료 매체(20) 및 액체의 유동을 유발할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 일부의 경우에, 와류 또는 다른 유동이 음료 매체를 용해시키거나 액체와 매체의 접촉을 개선시키는 것을 도울 수 있다.
음료를 형성하는 데 카트리지(10)를 사용할 때에, 리드(38) 및/또는 용기(12)는 카트리지 내로 액체를 도입시키고 카트리지로부터 음료를 수용하도록 관통될 수 있다. (여기에서 사용된 것과 같이, "음료"는 액체가 음료 매체와 상호 작용할 때에 형성되는 음용을 위해 의도되는 액체 물질을 말한다. 이와 같이, 음료는 소비를 위해 준비된 예컨대 컵 내로 분배되어 음용을 위해 준비된 액체 그리고 또한 소비되기 전에 여과 또는 향료, 크림, 감미료, 또 다른 음료의 첨가 등의 다른 과정 또는 처리를 경험하는 액체를 말한다.) 카트리지 내로 액체를 도입시키기 위해, 예컨대, 도3에 도시된 것과 같이, (존재한다면) 필터(30)가 리드(38)에 부착되는 주연부(32)에 의해 대체로 외접되는 리드(38)의 일부는 물 또는 다른 액체가 카트리지(10) 내로 주입될 수 있도록 입구 관통 요소(50)(예컨대, 니들)에 의해 관통될 수 있다. 물론, 다른 관통 접근법이 예컨대 필터(30)가 용기 측벽(17)에 부착되는 경우에 사용될 수 있다. 다중 니들, 샤워 헤드, 비-중공 니들, 원뿔형 물체, 피라미드형 물체, 나이프, 블레이드 등의 다른 입구 관통 배열이 가능하다. 카트리지를 사용하는 음료 기계는 본 발명이 이러한 관점에서 제한되지 않으므로 동일한 형태의 또는 상이한 형태의 다중 관통 요소를 포함할 수 있다. 또 다른 배열에서, 음료 기계는 개구를 형성하는 (스파이크 등의) 관통 요소를 포함할 수 있고, 그 후에 (튜브 등의) 제2 입구 요소가 용기에 대해 액체를 도입시키도록 (또는 그 외부로 액체를 안내하도록) 형성된 구멍을 통과할 수 있다. 카트리지가 관통되는 이들 배열에 대해, 음파 방출기가 내부 공간(14) 내로 도입될 수 있다. 예컨대, 관통 요소(50)(예컨대, 니들)가 카트리지를 관통시키도록, 카트리지 내로 물을 도입시키도록 그리고 내부 공간(14) 내에서 음파 에너지를 방출하도록 기능할 수 있다. 이와 같이, 관통 입구 니들은 음파 방출기로서 기능할 수 있고 또한 용기 내로 액체를 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 리드(38)는 관통되거나 리드(38)의 외부에서 압력을 도입시킴으로써 유동을 위해 효과적으로 개방될 수 있다. 예컨대, 물 입구가 리드(38) 외부에 가압 및 밀봉될 수 있고, 수압이 그 위치에 도입될 수 있다. 수압은 리드(38)가 카트리지(10) 내로의 유동을 가능케 하도록 관통 또는 개방되게 할 수 있다. 또 다른 배열에서, 리드(38)는 적절한 압력에 노출될 때에 및/또는 물 입구 튜브 또는 다른 구조물과 결합될 때에 개방되는 밸브, 도관 또는 다른 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 물(또는 다른 액체) 입구는 음파 방출기로서 여전히 기능할 수 있지만, 액체 입구는 내부 공간(14) 내로 연장되지 않을 수 있다.
카트리지(10)는 또한 용기(12)의 저부(16)에서, 주연부(32)의 외부측에 있고 입구 개구로부터 멀리 떨어진 리드(38)의 제2 부분에서 또는 측벽(17) 등의 카트리지(10)의 또 다른 부분에서 출구 관통 요소(52)(예컨대, 니들)에 의해 관통될 수 있다. [액체 입구는 카트리지(10) 상의 임의의 적절한 위치 또는 위치들에 유사하게 위치될 수 있다.] 입구 관통 배열과 같이, 출구 관통 배열은 임의의 적절한 방식으로 변화될 수 있다. 이와 같이, 출구 관통 요소(52)는 1개 이상의 중공 또는 중실 니들, 나이프, 블레이드, 튜브 등을 포함할 수 있다. 이러한 관통 요소(52)는 음파 방출기로서 또한 기능할 수 있거나, 음파 방출기가 내부 공간 내로 진입되거나 카트리지(10)와 연통될 수 있는 경로를 개방시킬 수 있다. 대체예에서, 카트리지(10)는 액체가 카트리지 내로 도입될 때에 음료가 배출되게 하도록 개방되는 밸브, 격막 또는 다른 요소를 포함할 수 있지만, (예컨대, 산소, 습기 등의 외부 조건으로부터 음료 매체를 보호하도록) 폐쇄된 상태로 남아 있다. 이러한 경우에, 출구 개구를 형성하는 관통 요소가 반드시 요구되지는 않지만, 예컨대 밸브 또는 다른 요소가 개방되게 하는 데 사용될 수 있다. 또한, 이러한 예시 실시예에서, 관통 요소(52)는 용기(12) 또는 리드(38) 내에 형성된 개구로부터 배출됨에 따라 음료를 수용하도록 소정 위치에 남아 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 관통 요소(52)는 개구를 형성한 후에 인출될 수 있고, 그에 의해 관통 요소(52)가 카트리지(10) 내로 연장되지 않은 상태로 음료가 개구로부터 배출되게 하고 수용되게 한다.
위에서 설명된 실시예는 단지 제1 챔버(14a) 내에 또는 단지 제2 챔버(14b) 내에 음료 매체(20)를 포함하지만, 카트리지(10)는 양쪽 모두의 챔버 내에 또는 카트리지의 다른 부분 내에 (동일 또는 상이한 중 어느 한쪽의) 음료 매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 카트리지는 제1 챔버(14a) 내에 볶음 커피 및 분쇄 커피를 그리고 제2 챔버(14b) 내에 크림 및 감미료를 포함할 수 있고, 그에 의해 카트리지가 카푸치노(cappuccino)- 또는 라떼(latte)-같은 음료를 형성할 수 있게 한다. 또 다른 실시예에서, 제1 챔버(14a)는 커피 분쇄물을 포함할 수 있고, 제2 챔버(14b)는 핫 초콜릿 재료를 포함할 수 있고, 그에 의해 카트리지가 모카-타입 음료를 형성하게 한다. 제1 챔버 내의 엽차(leaf tea) 그리고 제2 챔버 내의 건조된 과일 재료, 제1 챔버 내의 건조된 과일 재료 그리고 제2 챔버 내의 크림/감미료 등의 다른 조합이 당업자에게 떠오를 것이다. 일부 실시예에서, 또 다른 필터가 예컨대 유체 출구로부터 제2 챔버 내의 음료 매체를 분리하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 필터는 출구 니들이 음료가 카트리지로부터 배출되게 하도록 리드(38)를 관통하는 영역에서 그리고 단지 추가의 필터를 통과한 후에 리드(38)에 부착될 수 있다. 어느 음료 매체가 카트리지(10)의 어느 영역에 위치될 지의 선택은 음료 매체에 제공될 요구된 음향 처리를 기초로 하여 수행된다. 예컨대, 어떤 용해되기-어려운 음료 매체가 비교적 더 높은 음향 에너지 강도를 경험하도록 위치될 수 있고, 반면에 다른 음료 매체는 더 낮은 강도의 영역 내에 위치될 수 있다. 이와 같이, 카트리지 내부 공간(14)은 상이한 음향 에너지 특성을 갖는 영역을 가질 수 있고, 이들 음향 에너지 특성은 특정한 음료 매체 또는 음료 매체에 대한 다른 영향에 대해 조정 또는 제어될 수 있다.
도4는 이러한 경우에 용기(12)의 측벽(17)에 위치되는 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 또 다른 예시 실시예를 도시하고 있다. 용기(12) 내에 노치, 리세스 또는 다른 오목부로서 배열될 수 있는 음파 수용부(11)는 이러한 경우에 초음파 프로브의 형태를 갖는 음파 방출기(53)를 수용한다. 오목부는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있고, 예컨대 음파 방출기(53)의 테이퍼형 단부와 정확하게 끼워지도록 테이퍼형일 수 있거나, 음파 방출기(53)에 의해 방출되는 음파 에너지에 따라 진동되는 음향 순응 부분을 포함할 수 있거나, 에너지에 대해 최소 감쇠를 갖도록 방출기(53)에 의해 방출되는 음파 에너지에 실질적으로 투과성일 수 있거나, 방출기(53)와 내부 공간 사이의 음향 결합을 제공할 수 있다[예컨대, 음파 수용부(11)가 음향 결합 매체로서 기능하는 적절한 음향 젤, 물 또는 다른 물질을 포함할 수 있다]. 물론, 오목부의 형상 및 크기는 변화될 수 있고, 예컨대 오목부는 둥근형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등의 단면 형상을 가질 수 있거나, 요구된 방식으로 음파 방출기(53)와 상호 작용하는 크기로 형성될 수 있거나, 용기(12)의 다른 부분과 상이한 재료로 형성될 수 있다[예컨대, 측벽(17) 내로 성형되는 요구된 음향 특성을 갖는 요소를 포함할 수 있다]. 이러한 경우에, 음파 수용부(11)는 필터(30) 아래에[예컨대, 필터(30)의 하류에] 위치될 수 있지만, 음료 매체(20), 필터(30) 또는 카트리지(10)의 다른 구성 요소에 인접하거나 직접 접촉되도록 배열될 수 있다. 음파 방출기(53)에 의해 및/또는 카트리지(10)의 음향 순응 부분에 의해 방출되는 음파 에너지는 임의의 적절한 강도를 갖는 약 10 내지 200 ㎑ 범위 내에 있을 수 있지만, 다른 주파수 범위 및/또는 강도가 가능하다.
음파 방출기가 용기(12) 내의 오목부 내로 연장되게 함으로써, 음파 방출기(53)는 실제로 내부 공간(14)의 외부측에 남아 있으면서 카트리지 내부측에 실질적으로 위치될 수 있다. 즉, 오목부는 카트리지(10)의 내부 공간(14) 내로 연장될 수 있으므로, 음파 방출기(53)는 내부 공간의 외부측으로부터 음파 에너지를 효과적으로 도입시키는 것보다는 오히려 내부 공간(14) 내로부터 음파 에너지를 효과적으로 도입시키도록 위치될 수 있다. 이러한 배열은 음파 방출기(53)가 내부 공간에 균일한 음파 에너지를 제공하게 할 수 있거나, 음파 에너지가 내부 공간의 어떤 영역 내에 집중되게 할 수 있다. 이와 같이, 도4에서의 것과 같은 배열에서의 음파 방출기(53)는 음료의 잠재적인 오염, 방출기 관통 지점으로부터의 누출, 음료 매체 및/또는 액체와 접촉됨으로써 기인하는 음파 방출기에 대한 손상 등의 관통 프로브의 잠재적인 단점이 없다면 카트리지를 관통하여 내부 공간 내로 연장되는 음파 방출기와 유사한 방식으로 기능할 수 있다. 추가로, 음파 수용부(11)는 음파 에너지가 내부 공간 내에 도입되는 방식을 집속, 확산, 재유도 또는 변화시킬 수 있다. 예컨대, 음파 수용부(11)는 음파 에너지를 확산시키도록 수용할 수 있고, 내부 공간(14) 내의 적절한 영역 내로 그 에너지를 집속시키도록 수용할 수 있다.
도5 내지 도16은 상이한 음파 수용부 배열을 갖는 카트리지(10)의 다양한 추가의 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 이들 예시 실시예는 음파 수용부가 본 발명의 양태에 따라 배열될 수 있는 모든 가능한 방식의 한정적인 검토를 제공하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 도5 및 도6은 각각 용기(12)의 하부 우측에서 노치 또는 스텝의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도7 및 도8은 각각 용기(12)의 하부 전방 우측에 위치되는 노치의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도9 및 도10은 각각 용기(12)의 하부 정면 중심에서 노치의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 도11 및 도12는 각각 용기(12)의 측벽(17) 내에 원통형으로-성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 좌측면도이다. 이러한 실시예에서, 오목부는 용기(12) 내의 필터(30)와 접촉되도록 연장되지만, 오목부가 필터(30)와 접촉될 필요는 없다. 도11 및 도12의 실시예에서, 다른 실시예와 같이, 음파 수용부(11)는 단지 상기 오목부 외에 더 많은 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 음향 결합 젤 또는 다른 물질이 오목부 내에 위치되어 카트리지 내부와 음파 방출기(53)를 음향 결합시키는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 음파 수용부(11)는 단지 예컨대 카트리지의 외부에 가해지는 음향 결합 젤 또는 물 등의 임의의 다른 적절한 음향 결합 물질을 포함할 수 있다. 도13 및 도14는 각각 용기(12)의 저부(16)로부터 상향으로 연장되는 원통형으로-성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 저면도이다. 이러한 실시예에서, 오목부는 필터(30)까지 연장되지 않지만, 오목부는 선택적으로 필터(30)까지 또는 필터(30)를 넘어 그리고 필터(30) 위의 공간 내로 연장될 수 있다. 도15 및 도16은 각각 리드(38)로부터 용기(12)의 내부 공간 내로 하향으로 연장되는 원통형으로-성형된 오목부의 형태로 음파 수용부(11)를 포함하는 카트리지(10)의 정면도 및 평면도이다. 이러한 실시예에서의 음파 수용부(11)는 리드(38) 내의 구멍에 부착되는 원통형으로-성형된 컵을 포함할 수 있거나, 리드 재료로 성형 또는 형성될 수 있다.
물론, 음파 수용부(11)는 다른 크기, 형상 또는 위에서 논의된 것과 다른 구성 세부 사항을 갖도록 배열될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 2개 이상의 음파 수용부(11)가 제공될 수 있고, 음파 수용부(11)는 용기 상에서의 상이한 위치, 상이한 크기, 형상 등을 가질 수 있다. 음파 수용부(11)는 요구에 따라 음향 순응 부분을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 음향 순응 부분의 부재 시에, 음파 수용부(11)는 음파 방출기(53)가 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 도입시킬 수 있도록 음파 방출기(53)를 수용하거나 그와 결합될 수 있다.
다른 예시 실시예에서, 음파 수용부(11)는 음파 방출기(53)를 수용하기보다는 음파 방출기(53)에 의해 수용되도록 배열될 수 있다. 도17-도19는 각각 또 다른 예시 실시예에서의 카트리지(10)가 음파 방출기(53)와 결합된 상태의 정면도, 카트리지(10) 단독의 정면도 그리고 카트리지(10)의 저면도이다. 도5-도16에 도시된 실시예와 대조적으로, 도17-도19의 실시예는 음파 방출기(53)에 의해 적어도 부분적으로 포위되도록 배열되는 음파 수용부(11)를 갖는다. 즉, 용기(12)의 하부 부분은 음파 방출기(53)의 공동 내로 삽입되는 음파 수용부(11)를 형성하도록 배열된다. 음파 방출기(53)의 일부는 1개 이상의 음료 출구(52)를 포함하지만, 음료가 카트리지(10)의 리드(38) 또는 측벽(17)으로부터 배출되는 것과 같은 다른 배열이 가능하다. 음파 수용부(11)가 음파 방출기(53)에 의해 적어도 부분적으로 포위된 상태에서, 방출기(53)는 용기(12)의 저부(16)를 포함하는 음파 수용부(11)의 외부 주위의 1개 이상의 영역으로부터 카트리지(10) 내로 음파 에너지를 전달할 수 있다. 도20에 도시된 것과 같은 다른 배열에서, 용기(12)의 저부는 음파 방출기(53)로부터 연장될 수 있고, 그에 의해 예컨대 음파 방출기(53)를 통과하지 않으면서 음료가 용기(12)로부터 배출되게 한다. 도17-도20에서의 실시예는 원통형 형상을 갖도록 배열된 음파 수용부(11)를 도시하고 있지만, 도21-도23에 도시된 것과 같은 테이퍼형의 원뿔형 형상 등의 다른 형상이 가능하다. 도21-도23은 각각 카트리지(10)가 음파 방출기(53)와 결합된 상태의 정면도, 카트리지(10) 단독의 정면도 그리고 카트리지(10)의 저면도이다. 이러한 실시예에서의 음파 수용부(11)의 테이퍼형 형상은 음파 방출기(11)가 음파 방출기(53)에 대해 정확하게 끼워지게 할 수 있고, 이것은 음파 방출기(53)와 카트리지 내부 사이의 음향 결합을 향상시킬 수 있다. 음파 방출기(53)와 카트리지의 결합은 [방출기(53)와 계면을 형성하는 음파 수용부(11)의 일부로서의 실리콘 또는 고무 재료 등의] 순응 결합 매체를 사용함으로써, (물 등의) 액체 결합 매체를 사용함으로써, 또는 수용부(11) 내에 또는 그 주위에 고정되도록 크기 면에서 증가 또는 감소되는 부분을 갖는 음파 방출기(53)를 사용함으로써 다른 방식으로 이러한 또는 다른 실시예에서 향상될 수 있다.
본 발명의 양태에 따른 카트리지는 임의의 적절한 음료 기계와 사용될 수 있다. 예컨대, 도24는 차, 커피, 다른 주입-방식의 음료, 액체 또는 분말형 농축물로부터 형성되는 음료, 핫 또는 콜드 드링크 등의 임의의 적절한 음료를 형성하는 데 사용될 수 있는 음료 형성 장치(100)의 사시도이다. 이러한 예시 실시예에서, 이 장치(100)는 사용자가 이 장치(100)의 다양한 특징부를 제어하도록 동작될 수 있는 사용자 인터페이스(8)를 갖는 외부 프레임 또는 하우징(6)을 포함한다. 음료 카트리지(10)가 이 장치(100)에 제공되어 존재한다면 드립 트레이(9) 또는 다른 지지부 상에 위치되는 컵 또는 다른 적절한 리셉터클 내로 축적되는 음료를 형성하는 데 사용될 수 있다. 카트리지(10)는 음료 형성 장치(100)의 제1 및 제2 부분(3, 4)에 의해 한정되는 카트리지 수용 부분 내에 수동으로 또는 자동으로 위치될 수 있다. 예컨대, 핸들(5)을 들어올림으로써, 사용자는 카트리지(10)가 위치될 수 있는 적절하게 성형된 영역을 노출시키도록 개방 위치로 제1 및 제2 부분(3, 4)을 이동시킬 수 있다. 카트리지(10)를 위치시킨 후에, 핸들(5) 또는 다른 작동기가 (도24에 도시된) 폐쇄 위치로 제1 및 제2 부분(3, 4)을 이동시키도록 수동 또는 자동 방식으로 이동될 수 있고, 그에 의해 추출 챔버 내에 카트리지(10)를 적어도 부분적으로 포위한다. 그러나, 이 장치(100)가 카트리지(10)를 수용 또는 사용하는 방식은 본 발명의 양태에 중요하지 않으므로, 카트리지(10)는 이 장치(100)에 의해 임의의 적절한 방식으로 수용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
카트리지(10)가 수용되면, 음료 형성 장치(100)는 음료를 형성하는 데 카트리지(10)를 사용할 수 있다. 예컨대, 제1 또는 제2 부분(3, 4)과 결합되는 1개 이상의 입구 니들(50)(도3 또는 도4)이 카트리지(10) 내로 가열된 물 또는 다른 액체를 주입하도록 카트리지(10)를 관통시킬 수 있다. 제1 또는 제2 부분(3, 4)은 형성된 음료가 카트리지(10)로부터 배출되게 하도록 출구측에서 (필요에 따라) 카트리지(10)를 천공 또는 관통시키는 1개 이상의 출구 니들 또는 다른 요소(52)를 또한 포함할 수 있다. 입구 및 출구가 도3에 도시된 리드(38) 등의 카트리지(10)의 동일한 측면에 제공되면, 카트리지(10)는 리드(38)가 저부(16) 아래에 있도록 음료 형성 중에 배향될 수 있거나, 음료가 카트리지(10)로부터 적절하게 제거될 수 있도록 배향된다.
도25는 도24에서의 것과 같은 하나의 예시 실시예에서의 음료 형성 장치(100) 내에 포함되는 다양한 구성 요소의 개략 블록도이다. 음료 형성 장치(100)는 다양하게 상이한 방식으로 구성될 수 있고, 그에 따라 본 발명의 양태는 단지 하나의 종류의 음료 형성 장치와 관련되는 것으로서 좁게 해석되지 않아야 한다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 저장 탱크(110)로부터의 물 또는 다른 액체가 계량 탱크 또는 챔버(118)로 펌프 도관(115)을 거쳐 액체를 펌핑하는 (원심 펌프, 피스톤 펌프, 솔레노이드 펌프 등의) 펌프(112)로 공급 도관(111)을 거쳐 제공될 수 있다. 물 펌프(112) 그리고 이 장치(100)의 다른 구성 요소의 동작은 예컨대 적절한 소프트웨어 또는 다른 조작 명령, (소프트웨어 및/또는 다른 조작 명령을 저장할 수 있는 비-순간 저장 매체를 포함하는) 1개 이상의 메모리, 온도 및 액위 센서, 압력 센서, 입력/출력 인터페이스, 통신 버스 또는 다른 링크, 디스플레이, 스위치, 릴레이, 트라이액, 또는 요구된 입력/출력 또는 다른 기능을 수행하는 데 필요한 다른 구성 요소와 함께 다른 프로그래밍된 프로세서 및/또는 다른 데이터 처리 장치를 포함하는 제어기(130)에 의해 제어될 수 있다. 계량 탱크(118)는 소정 시간 동안 펌프(112)를 가동하는 것, 전도성 프로브 센서 또는 용량성 센서를 사용하여 계량 탱크(118) 내의 수위를 감지하는 것, 액체가 탱크를 충전할 때에 계량 탱크(118) 내의 압력 상승을 검출하는 것 또는 임의의 다른 가능한 기술을 사용하는 것 등의 임의의 적절한 기술에 의해 요구량의 액체로써 충전될 수 있다. 예컨대, 제어기(130)는 압력 센서가 물이 계량 탱크(118)의 상부에 도달된 것을 지시하는 압력 상승을 검출할 때에 계량 탱크(118)가 완전히 충전된 것을 검출할 수 있다. 탱크 내의 물은 그 동작이 온도 센서로부터의 입력 또는 다른 적절한 입력을 사용하여 제어기(130)에 의해 제어되는 가열 요소(123)에 의해 요구에 따라 가열될 수 있다. 계량 탱크(118) 내의 물은 추출 챔버(120) 또는 다른 음료 형성 스테이션으로 계량 탱크 도관(119)을 거쳐 분배될 수 있다. 추출 챔버(120)는 예컨대 카트리지(10) 내에 수용되는 분쇄 커피, 차, 향료 첨가 드링크 믹스 또는 다른 물질 등의 임의의 음료 제조 성분을 포함할 수 있다. 액체는 액체가 튜브(117) 외부로 그리고 계량 탱크 도관(119) 내로 배출되게 하는 공기 펌프(121)에 의해 제공되는 공기로써 계량 탱크를 가압함으로써 계량 탱크(118)로부터 배출될 수 있다. 계량 탱크(118)로부터의 분배의 완료는 계량 탱크(118) 내의 압력 강하를 검출하는 것, 계량 탱크(118) 내의 수위 변화를 검출하는 것, 유량계의 사용 또는 임의의 다른 가능한 기술을 사용하는 것 등의 임의의 적절한 방식으로 검출될 수 있다. 대체예에서, 액체는 펌프(112)가 탱크(118) 내로 추가의 액체를 강제 주입시키도록 동작시킴으로써 계량 탱크(118)로부터 배출될 수 있고, 그에 의해 탱크(118) 외부로 그리고 추출 챔버로 물을 이동시킨다. 유동 센서 또는 다른 적절한 장치가 탱크(118)로 전달된 액체의 양 그에 따라 추출 챔버로 전달된 액체의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다. 대체예에서, 펌프(12)는 알려진 체적의 액체가 펌프(112)로부터 탱크(118)로 전달될 수 있고 그에 의해 동일하게 알려진 체적이 추출 챔버(120)로 전달되게 하는 피스톤-형태 또는 계량 펌프일 수 있다. 액체는 임의의 적절한 압력 예컨대 1-2 psi 이상으로 카트리지(10) 내로 도입될 수 있다.
음료 형성 장치(100)는 음료 형성 중에 카트리지(10)와 상호 작용하는 1개 이상의 음파 방출기(53)를 또한 포함할 수 있다. 음파 방출기(53)는 추출 챔버(120) 내의 카트리지(10)와 접촉되거나 그에 대한 적절한 위치로 이동되도록 이동 가능할 수 있거나, 카트리지(10)가 방출기(53)에 대한 적절한 위치로 이동되도록 고정될 수 있다. 음파 방출기(53)는 초음파 변환기로서 기능하는 1개 이상의 압전 요소, 초음파 에너지를 생성하는 (스피커 드라이버 등의) 전자기 장치, (적절한 주파수로 진동되게 하는 모터 구동식 로드 또는 다른 구성 요소 등의) 초음파 에너지를 생성하는 기계 장치 등의 임의의 적절한 구성 요소를 포함할 수 있다. 음파 방출기(53)는 고무 개스킷, 수조 또는 카트리지(10)에 음향 에너지를 결합시키는 것을 돕는 다른 요소 등의 1개 이상의 음향 결합 구성 요소를 또한 포함할 수 있다. 제어기(130)는 음파 방출기(53)가 음파 에너지를 방출하게 하는 적절한 제어 또는 드라이버 회로를 또한 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 음파 방출기(53)는 큐소니카, 엘엘씨(Qsonica, LLC)로부터 제조 및 구매되는 P-1 마이크로프로브를 갖는 CML-4의 프로브 사양을 갖는 모델 XL-2000 등의 초음파 진동 변환기를 포함할 수 있다. 이러한 초음파 변환기는 약 22 ㎑의 주파수로 동작된다.
본 발명의 다른 양태에서, 카트리지 및 음파 에너지를 사용하여 음료를 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 관점에서, 일부의 실시예는 다음의 장점들 즉 (1) 음료를 형성하는 속도를 증가시키는 것, (2) 음료의 강도를 증가시키는 것, (3) 상이한 품질의 음료를 생성하는 것 및 (4) 추출 중에 음료 재료의 추출 정도를 증가시키는 것 중 1개 이상을 제공할 수 있다. 도26에 도시된 하나의 실시예에서, 음료를 형성하는 방법은 단계 S10에서 음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체를 포함할 수 있다. 위에서 논의된 것과 같이, 카트리지는 임의의 다양한 형태를 취할 수 있고, 예컨대 투과성 또는 불투과성일 수 있거나, 새세이, 포드 또는 다른 형태를 취할 수 있거나, 비교적 강성의 및/또는 가요성의 요소를 포함할 수 있거나, 특정한 형상을 유지하거나 형상이 없도록 배열될 수 있거나, 필터를 포함하거나 포함하지 않을 수 있거나, 필터가 포함되면, 필터는 (많은 음료 포드에서의 것과 같이) 카트리지의 내부 공간 내에 및/또는 카트리지 외부에 위치될 수 있다.
일부의 실시예에서, 카트리지는 용기에 부착되고 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외부측에 위치되는 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열되는 음파 수용부를 포함할 수 있다. 예컨대, 카트리지는 음향 순응 부분이 카트리지의 내부 공간 내로 요구된 주파수 및/또는 강도를 갖는 음파 에너지를 도입시키도록 음파 에너지에 대한 노출에 따라 진동되도록 배열되는 음향 순응 부분을 포함할 수 있다. 음향 순응 부분은 음향 순응 부분이 요구에 따라 동작되게 하는 물리적 구조, 재료 조성 또는 배열, 또는 다른 특징부를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 카트리지의 음파 수용부는 카트리지의 측벽, 저부, 리드 또는 다른 부분 등의 용기의 일부 내의 노치, 홈, 리세스 또는 다른 오목부를 포함할 수 있다. (카트리지가 저부, 측벽 및/또는 리드를 포함할 필요는 없다는 것이 이해되어야 한다. 구형으로 성형된 용기 등의 일부의 실시예는 예컨대 한정된 저부 또는 리드를 갖지 않을 수 있다.) 다른 실시예에서, 음파 수용부는 음파 방출기에 의해 수용되는 돌출부 또는 다른 부분을 포함할 수 있고, 예컨대 용기의 일부가 음파 방출기의 구멍, 리세스 또는 다른 오목부 내로 수용될 수 있다. 음파 수용부는 음파 방출기에 의해 방출되는 음향 에너지에 투과성 또는 실질적으로 투과성일 수 있고, 그에 의해 음파 방출기가 카트리지 내로 직접적으로 음파 에너지를 도입시키게 한다.
단계 S20에서, 액체가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 물, 여과된 탄산 첨가 또는 처리된 물, 우유, 주스, 커피 추출물 등의 임의의 적절한 액체가 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 액체의 도입은 예컨대 니들로써 용기를 관통시키고 폐쇄된 내부 공간 내로 액체를 주입하는 방식 등의 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 가압된 액체가 1개 이상의 개구가 형성되게 하여 액체를 수용하도록 카트리지 용기의 외부에 가해질 수 있다. 다른 실시예에서, 액체는 예컨대 카트리지의 리드가 물이 카트리지 내로 부어지게 하도록 제거된 곳에서 카트리지 내로 단순하게 부어질 수 있다. 액체는 소정 압력 예컨대 1-2 psi 이상으로 도입될 수 있고, 임의의 적절한 유동 속도로 그리고 액체 내에 수반되는 공기 기포, 액체 내에 현탁되는 고체 물질 등의 임의의 다른 적절한 물질과 함께 도입될 수 있다.
단계 S30에서, 폐쇄된 내부 공간 내로 도입된 액체가 카트리지 내에 존재하는 동안에, 음파 에너지가 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 도입될 수 있다. 음파 에너지는 카트리지 내로 초음파 방출 프로브를 삽입하는 방식, 카트리지의 음파 수용부와 접촉되거나 그 근처에 적절하게 음파 방출기를 위치시키는 방식 등을 포함하는 위에서 설명된 방식들 중 임의의 방식으로 도입될 수 있다. 음파 에너지는 용기를 통해 직접적으로 전달될 수 있거나, 음파 에너지에 대한 노출에 따라 진동되고 진동에 의해 내부 공간 내로 음파 에너지를 도입시키는 카트리지의 음향 순응 부분에 의해 도입될 수 있다.
단계 S40에서, 음료가 음료 매체와 액체 및 음파 에너지의 동시 상호 작용에 의해 형성될 수 있다. 이러한 단계는 음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 재료가 카트리지 내의 필터를 통과하게 하는 특징부 등의 다양하게 상이한 특징부를 포함할 수 있다. 예컨대, 음료는 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 수준의 용해 및/또는 현탁 재료로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 음료는 음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 총 용해 고체의 수준 및/또는 탁도를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 음료를 형성하는 단계는 음파 에너지에 내부 공간을 노출시킴으로써 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 내부 공간 내로 액체를 도입시키는 단계는 전형적으로 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발할 것이지만, 카트리지 내로 도입된 음파 에너지는 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 추가의 유동 또는 다른 운동을 유발할 수 있다. 이러한 추가의 운동은 음료 매체 내에서 재료를 용해시키는 것을 도울 수 있고 및/또는 음료 매체로부터의 재료의 더 빠르거나 더 효율적인 추출을 유발할 수 있다.
아래에서 설명되는 실험이 수행되었다. 이들 실험은 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않고, 오히려 여기에서 설명 및 청구된 본 발명의 양태들 중 일부에 대한 뒷받침을 제공한다.
예 1: 카페인을 제거한 아라비카 매체 볶음 및 분쇄 커피의 18 K-컵 브랜드 카트리지가 상표명 "브렉퍼스트 블렌드 디캐프(Breakfast Blend Decaf)" 하에서 그린 마운틴 커피 로스터즈, 인크.(GMCR: Green Mountain Coffee Roasters, Inc.)에 의해 판매되는 표준형 판매-제품으로부터 획득되었다. 카트리지들 중 9개가 GMCR에 의해 또한 판매되는 "플래티늄" 싱글 컵 커피 브루어에서 227 g(8 온스) 설정으로 89℃(192℉) 물 온도에서 추출되었다. 이들 9개의 추출된 샘플이 "대조군"이다.
다음의 9개의 샘플이 또한 플래티늄 추출기에서 추출되었지만, 외부적으로-인가된 음파 에너지가 적용되었다. 추출 중에 에너지를 인가하기 위해, 추출기는 카트리지의 측벽이 노출되도록 카트리지 추출 챔버를 포위하는 플라스틱 하우징을 제거함으로써 변형되었다. 필립스(Philips)에 의해 제조되는 "소니케어 투스브러시(Sonicare Toothbrush)"가 소매 상점에서 표준형 판매-제품으로부터 획득되었다. 칫솔은 브러시 헤드가 소정 위치에 위치된 상태로 조립되었다. 추출 중에, (브리슬이 아닌) 브러시의 헤드의 후방부가 카트리지의 노출된 벽에 가압되었고, 전원이 "온"으로 전환되었다. 이러한 경우에, 카트리지 내에는 노치 또는 다른 오목부가 없었다. 음파-진동 헤드는 전체의 추출 사이클 중에 카트리지에 대해 가압된 상태로 유지되었다. 카트리지의 벽은 단순하게 손가락으로써 만져 진동을 감지함으로써 입증되는 것과 같이 브러시 헤드의 음파 진동의 작용으로 인해 진동되었다. 9개의 음파-추출 샘플은 "시험군"이다.
대조군 및 시험군의 추출된 커피 샘플의 양쪽 모두가 "NTU" 단위로 탁도 측정에 대해 분석되었다. "NTU" 단위는 네펠로메트릭 탁도 단위(Nephelometric Turbidity Unit)이다. 이들은 하치 컴퍼니(Hach Company)로부터 이용 가능한 하치(HACH) 모델 2100N 탁도계를 사용하여 측정되었다. NTU 수치는 커피를 추출하고 약 5분 후에 커피에 대해 측정되었다.
NTU 측정의 결과는 다음과 같다:
대조군: 37.7, 32.8, 34.4, 39.4, 31.2, 33.8, 34.0, 47.0, 31.3
시험군: 63.9, 62.1, 49.5, 46.9, 41.8, 59.8, 57.3, 66.7, 54.7
대조군 평균: 35.7
시험군 평균: 55.9
커피는 음파 출력이 외부적으로 가해짐에 따라 더 탁해진다는 것이 커피 기술 업계의 당업자에 의해 인식될 것이다. 증가된 탁도는 증가된 커피 강도의 지표이고, 현탁된 고체, 오일 그리고 다른 "콜로이드" 물질에 의해 유발될 수 있다는 것이 커피 기술 업계의 당업자에 의해 인식될 것이다. 놀랍게도, 음파 에너지의 인가는 콜로이드 물질이 종이 커피 필터 등의 커피 필터를 통과할 수 있는 능력을 향상시킨 것처럼 보인다. 아마도 음파 에너지가 콜로이드 물질을 방출하여 필터를 통과시키도록 콜로이드 물질을 개질시키고 및/또는 음료 재료를 교반하였다는 것이 상정될 수 있다.
예 2: 약 12 g의 어두운 볶음 및 분쇄 커피를 포함하는 6 K-컵 브랜드 카트리지의 각각이 그린 마운틴 커피 로스터즈, 인크.(GMCR)에 의해 판매되는 표준형 판매-제품으로부터 획득되었고, 큐리그, 인코포레이티드(Keurig, Incorporated)에 의해 판매되는 "B80" 커피 브루어에서 227 g(8 온스) 설정으로 89℃(192℉) 물 온도에서 추출되었다. 추출 중에, 큐소니카, LLC로부터 제조 및 획득되는 P-1 마이크로프로브를 갖는 CML-4의 프로브 사양을 갖는 "초음파 발생 장치" Model XL-2000 모델의 형태로 된 음파 방출기가 각각의 카트리지의 리드를 통해 그리고 약 0.635 ㎝(0.25 인치)만큼 내부 공간 내로 삽입되었다. 모든 출력 베벨에 대한 총 추출 시간은 약 35초이다. 음파 에너지는 물 유동이 개시되고 약 5초 후에 시작하여 인가되었고, 그 다음에 35초 기간의 종료 시에 바로 정지되었다. 각각의 카트리지는 초음파 발생 장치가 상이한 출력 레벨 즉 0, 5, 7, 11. 15 및 40 W로써 제공되면서 추출되었다. 그 결과로서 생긴 커피 용액의 탁도 측정("NTU" 단위)은 커피를 추출 후 약 5분에 하치 컴퍼니로부터 이용 가능한 하치 모델 2100N 탁도계를 사용하여 측정되었다. "총 용해 고체(TDS: Total Dissolved Solid)" 측정이 또한 동일한 추출 커피 샘플에 대해 수행되었다. 이들 측정은 또한 마이론 엘 컴퍼니(Myron L Company)로부터 이용 가능한 모델 울트라미터 II 6PII CE를 사용하여 커피를 추출하고 약 5분 후에 수행되었다. 6개의 카트리지에 대한 NTU 및 TDS 측정의 결과는 다음과 같다:
NTU: 70, 140, 210, 290, 350, 410
TDS: 1.130, 1.110, 1.125, 1.112, 1.122, 1.190
와트: 0, 5, 7, 11. 15, 40
커피는 음파 출력이 증가됨에 따라 더 탁해진다는 것이 커피 기술 업계의 당업자에 의해 인식될 것이다. 증가된 탁도는 증가된 커피 강도의 지표이고, 현탁된 고체, 오일 그리고 다른 "콜로이드" 물질에 의해 유발될 수 있다는 것이 커피 기술 업계의 당업자에 의해 인식될 것이다. 음파 에너지가 인가된 상태로 추출된 커피는 음파 출력이 인가되지 않은 커피에 비해 강한 맛이 나고, 이러한 음파 에너지가 인가될 때에 더 강한 맛이 난다는 것이 밝혀졌다. 놀랍게도, 음파 에너지의 인가는 콜로이드 물질이 종이 커피 필터 등의 커피 필터를 통과할 수 있는 능력을 향상시킨 것처럼 보인다. 종이-여과 커피는 이러한 콜로이드 또는 탁도-유발 물질의 부족으로 인해 약한 맛을 경험할 수 있다는 것이 커피 기술 업계의 당업자에 의해 인식된다. 아마도 음파 에너지가 콜로이드 물질을 방출하여 필터를 통과시키도록 콜로이드 물질을 개질시키고 및/또는 음료 재료를 교반하였다는 것이 상정될 수 있다.
TDS에 대해, 40 내지 45 W의 최고 출력 설정에서, 용해된 고체의 극적인 증가가 출력이 인가되지 않을 때의 1.130% 용해 고체에 비해 (1.190% 용해 고체로) 성취되었다. 놀랍게도, 더 낮은 수준의 용해 고체가 20 W 이하의 출력 설정에서 성취되었다. (카트리지로부터 리드를 박리함으로써) 음파 추출 후의 커피 분쇄물의 베드(bed)의 시각적 검사는 채널 또는 터널이 베드를 통해 형성되고 프로브의 팁으로부터 방출되는 음파 에너지에 의해 유발될 가능성이 높다는 것을 보여준다. 개방된 채널 또는 터널이 물의 일부가 커피의 베드를 더 빠르게 통과하게 하고 그에 따라 용해 고체의 전체적인 추출 효율을 저하시킨다는 것이 상정될 수 있다. 그러나, 용해 고체의 추출 효율의 저하가 관찰되더라도, 탁도-영향 물질의 추출/현탁은 아니었고, 이것은 전적으로 예측되지 않는 결과이다.
본 발명의 적어도 1개의 실시예의 여러 개의 양태가 이처럼 설명되었지만, 다양한 변경, 변형 및 개선이 당업자에게 용이하게 떠오를 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 변경, 변형 및 개선은 본 발명의 일부이도록 의도되고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있도록 의도된다. 따라서, 위의 설명 및 도면은 단지 예일 뿐이다.

Claims (35)

  1. 음료 형성 시스템이며,
    음료 카트리지를 보유하도록 배열되는 카트리지 수용부와;
    음료 카트리지 내로 액체를 도입시키도록 배열되는 액체 입구와;
    음료 카트리지에 음파 에너지를 제공하도록 배열되는 음파 방출기와;
    음료 카트리지를 포함하고,
    음료 카트리지는,
    폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기와;
    상기 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체로서, 음료 매체는 내부 공간 내로 도입되는 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 음료를 형성하는 데 사용되는, 음료 매체와;
    용기와 관련되고 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외부측에 위치된 음파 방출기로부터 상기 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열되는 음파 수용부를 포함하고,
    음파 수용부는 음파 에너지에 의해 여기되는 카트리지의 음향 순응 부분을 포함하는,
    음료 형성 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 음파 방출기는 내부 공간 내로 연장되는 용기 내의 오목부를 포함하는 음파 수용부에 위치되는 프로브를 포함하는 음료 형성 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 액체와 음료 매체의 상호 작용에 의해 형성되는 음료의 적어도 일부를 여과하도록 배열되는 용기 내의 필터를 추가로 포함하는 음료 형성 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 음파 수용부는 음파 방출기와 내부 공간을 음향 결합시키도록 배열되는 음료 형성 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 음파 수용부는 음파 방출기의 리세스 내로 삽입되도록 배열되는 용기의 일부를 포함하는 음료 형성 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 음파 수용부는 음파 방출기에 의해 방출되는 음파 에너지에 투과성인 음료 형성 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 음파 수용부는 용기의 측벽에 배열되는 음료 형성 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 음파 수용부는 측벽 내의 오목부를 포함하는 음료 형성 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 액체 입구는 카트리지를 관통하여 카트리지 내로 액체를 도입시키도록 배열되는 음료 형성 시스템.
  11. 음료를 형성하는 방법이며,
    음료를 제조하는 음료 형성 기계에서 사용되도록 배열되는 음료 카트리지를 제공하는 단계로서, 상기 카트리지는 폐쇄된 내부 공간을 갖는 용기 그리고 상기 내부 공간 내에 위치되는 음료 매체를 포함하는, 음료 카트리지 제공 단계와;
    상기 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 액체를 도입시키는 단계와;
    폐쇄된 내부 공간 내로 도입된 액체가 카트리지 내에 존재하는 동안에 카트리지의 폐쇄된 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하는 단계와;
    음료 매체와 액체 및 음파 에너지의 동시 상호 작용에 의해 음료를 형성하는 단계를 포함하고,
    카트리지는 용기에 부착되는 음파 수용부를 포함하고,
    음파 수용부는 음파 에너지에 의해 여기되는 카트리지의 음향 순응 부분을 포함하는,
    음료 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 음파 수용부는 음료 매체와의 상호 작용을 위해 폐쇄된 내부 공간의 외부측에 위치되는 음파 방출기로부터 내부 공간 내로 음파 에너지를 전달하도록 배열되는, 음료 형성 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 액체를 도입시키는 단계는,
    용기를 관통시키는 단계와;
    폐쇄된 내부 공간 내로 액체를 주입하는 단계를 포함하는 음료 형성 방법.
  15. 제11항에 있어서, 음료를 형성하는 단계는,
    음파 에너지의 부재 시에는 필터를 통과하지 못했을 재료가 카트리지 내의 필터를 통과하게 하는 단계
    를 포함하는 음료 형성 방법.
  16. 제11항에 있어서, 음료를 형성하는 단계는,
    음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 수준의 용해 및/또는 현탁 재료를 갖는 음료를 형성하는 단계
    를 포함하는 음료 형성 방법.
  17. 제11항에 있어서, 음파 에너지를 전달하는 단계는,
    내부 공간 내에 음파 방출기를 제공하는 단계와;
    음파 방출기가 내부 공간 내에 위치되는 동안에 음파 방출기로부터 음파 에너지를 방출하는 단계
    를 포함하는 음료 형성 방법.
  18. 제11항에 있어서, 음료는 커피 음료이고, 음료를 형성하는 단계는,
    음파 에너지의 부재 시에 존재하는 것보다 높은 총 용해 고체의 수준 및/또는 탁도를 갖는 커피 음료를 형성하는 단계
    를 포함하는 음료 형성 방법.
  19. 제11항에 있어서, 전달하는 단계는,
    음파 에너지로 카트리지의 음향 순응 부분을 여기시키는 단계를 포함하는 음료 형성 방법.
  20. 제11항에 있어서, 전달하는 단계는,
    음파 에너지에 내부 공간을 노출시킴으로써 내부 공간 내에서 음료 매체 및 액체의 유동을 유발하는 단계를 포함하는 음료 형성 방법.
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