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KR20140112521A - 음료 제조 머신용 가열 유닛 - Google Patents

음료 제조 머신용 가열 유닛 Download PDF

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Publication number
KR20140112521A
KR20140112521A KR1020147020127A KR20147020127A KR20140112521A KR 20140112521 A KR20140112521 A KR 20140112521A KR 1020147020127 A KR1020147020127 A KR 1020147020127A KR 20147020127 A KR20147020127 A KR 20147020127A KR 20140112521 A KR20140112521 A KR 20140112521A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
heating
heating element
tube
cylindrical coil
Prior art date
Application number
KR1020147020127A
Other languages
English (en)
Inventor
게르하르트 피르커
미하엘 아요웁
Original Assignee
네스텍 소시에테아노님
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 네스텍 소시에테아노님 filed Critical 네스텍 소시에테아노님
Publication of KR20140112521A publication Critical patent/KR20140112521A/ko

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Abstract

본 발명은 음료 제조 머신 (1) 용 가열 유닛 (100) 에 관한 것으로서, 상기 음료 제조 머신 (1) 은 음료 성분과 유체를 혼합함으로써 음료를 제조하는데 적합하고, 상기 음료 제조 머신은 상기 음료 제조 머신을 통하여 적어도 유체 소스로부터 상기 가열 유닛으로 음료 제조 유체를 순환시키는 펌프를 포함하며, 상기 가열 유닛 (100) 은 상기 유체를 가열하는데 적합하고 그리고 유체 가열 챔버 (108) 를 규정하는 하우징 (103) 과, 상기 하우징 (103) 내부에 위치되는 가열 요소 (104) 로서, 상기 가열 요소는 상기 가열 요소 내에서 상기 유체를 가열하도록 된, 상기 가열 요소 (104) 를 포함하며, 상기 가열 유닛 (100) 은 상기 펌프로부터 수용된 상기 유체를 상기 가열 유닛 (100) 을 통하여 운반하기 위한 예열 튜브 (101) 를 더 포함하고, 상기 예열 튜브 (101) 는 튜브 입구 (102) 와 튜브 출구 (107) 를 포함하며, 상기 튜브 출구 (107) 는 상기 유체 가열 챔버 (108) 와 연결되며, 상기 예열 튜브 (101) 는, 예열된 유체가 상기 튜브 출구 (107) 를 통하여 상기 유체 가열 챔버 (108) 에 방출되기 전에, 상기 가열 요소 (104) 가 상기 예열 튜브 (101) 에서 상기 유체를 적어도 부분적으로 가열하도록, 상기 하우징 (103) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 이러한 방식으로, 유체, 예를 들어 물인 액체는 가열 유닛을 통하여 진행할 동안 동일한 가열 유닛을 사용하여 2 단계들로 효과적으로 가열된다. 더욱이, 유체 또는 액체가 가열 챔버에 도달하기 전에 가열됨에 따라 동일한 질량의 유체 또는 액체내에서 고온 및 냉온 유체 또는 액체의 혼합이 방지된다.

Description

음료 제조 머신용 가열 유닛 {A HEATING UNIT FOR A BEVERAGE PREPARATION MACHINE}
본 발명은 가열 유닛, 특히 음료 제조 성분을 포함하는 캡슐을 사용하기 위한 음료 제조 머신에 사용가능한 가열 유닛에 관한 것으로서, 상기 캡슐은, 압력하에서 상기 캡슐내에서 상기 성분과 유체를 혼합함으로써 음료를 제조하기 위해 상기 머신에 삽입되도록 구성된다.
음료 제조 머신들은 식품 과학 및 소비재 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 머신들은 소정 유형의 음료, 예를 들어 커피류 음료, 예를 들어 에스프레소 또는 브루잉 (brew) 유형의 커피 컵을 소비자가 가정에서 제조하도록 해준다.
오늘날, 가정에서 음료를 제조하기 위한 대부분의 음료 제조 머신들은, 음료를 제조하기 위해 분배된 (portioned) 성분들을 수용할 수 있는 머신으로 구성된 시스템을 포함한다. 이러한 부분들은 연성의 포드들이나 패드들 또는 봉지들일 수 있지만, 시스템에서는 강성 포드들이나 캡슐들 등의 반강성 또는 강성 부분들을 점점 더 사용한다. 이하에서, 음료 머신은 강성 또는 반강성 캡슐과 작용하는 음료 제조 머신이 있음을 고려할 수 있다.
이러한 머신은, 상기 캡슐을 수용하기 위한 수용기 및 상기 캡슐에 압력하에서 유체, 바람직하게는 물을 주입하기 위한 유체 주입 시스템을 포함하는 것이 바람직하다. 커피 음료를 제조하기 위해서, 캡슐내에 압력하에서 주입된 물은 고온, 즉 70℃ 이상의 온도인 것이 바람직하다. 하지만, 일부 특정 예들에서, 주변 온도 또는 심지어 차가운 온도에 있을 수도 있다. 캡슐 내용물들의 추출 및/또는 용해 동안 캡슐 챔버 내부의 압력은 통상적으로 용해 제품에 대해서 약 1 ~ 8 bar 이고, 로스트 및 분쇄 커피의 추출에 대해서 약 2 ~ 약 12 bar 이다. 본 발명은, 특히 차와 커피를 위한 음료 제조의 소위 "브루잉" 공정을 포함할 수도 있다. 브루잉은 유체 (예를 들어, 고온수) 에 의한 성분의 우려내는 (infusion) 시간을 포함하는 반면, 추출 또는 용해 제조 공정에서는 소비자가 음료, 예를 들어 커피를 몇 초내에 제조하도록 한다.
일반적으로, 이하의 명세서에서, 유체에 의한 성분의 "브루잉" 이라는 용어는, 추출 또는 용해, 예를 들어 고온수에 의해 차잎들을 우려내는데 필요한 시간보다 더 긴 시간 동안, 예를 들어 로스트 및 분쇄 분말식 커피 등의 분말식 식용 재료의 추출, 또는 예를 들어 가용성 티 또는 커피 등의 가용성 식용 재료의 용해, 또는 매우 낮은 상대 압력 또는 대기압 하에서 우려내기 유체에 의한 식용 재료의 우려내기를 포함하는 것을 의미한다.
압력하에서 밀폐된 캡슐의 내용물을 추출 및/또는 용해하는 원리는 공지되어 있고 그리고 통상적으로 머신의 수용기에 캡슐을 한정하는 단계, 일반적으로 머신에 장착된 유체 주입 니들 등의 천공 주입 요소에 의해 캡슐의 전면을 천공한 후에, 물질을 추출하거나 물질을 용해시키도록 캡슐 내부에 가압 환경을 형성한 후, 캡슐을 통하여 추출된 물질 또는 용해된 물질을 방출시키도록, 일정량의 가압수를 캡슐에 주입하는 단계로 구성된다. 이러한 원리를 적용하도록 해주는 캡슐들은, 예를 들어 본 출원인의 유럽 특허 EP 1 472 156 B1 및 EP 1 784 344 B1 에 개시되어 있다.
상기 원리를 적용하도록 해주는 머신들은, 예를 들어 특허 CH 605 293 및 EP 242 556 에 이미 개시되어 있다. 이러한 문헌들에 따라서, 머신은 캡슐용 수용기와, 원위 영역에 1 개 이상의 액체 주입 오리피스들을 포함하는 중공 니들 형태로 형성된 천공 및 주입 요소를 포함한다. 니들은 한편으로는 캡슐의 상부를 개방시키고 또한 다른 한편으로는 캡슐에 물 유입 채널을 형성하는 이중 기능을 가진다.
머신은 캡슐에 포함된 성분(들)을 압력하에서 용해 그리고/또는 우려내기 그리고/또는 추출하는데 사용되는 유체를 저장하는 유체 탱크 (대부분의 경우에 이 유체는 물임) 를 더 포함한다. 머신은, 이 머신에 사용되는 물을 작동 온도 (관행대로 80 ~ 90℃ 까지의 온도) 까지 데울 수 있는 보일러 또는 열교환기 등의 가열 유닛을 포함한다. 마지막으로, 머신은 탱크로부터, 선택적으로 가열 유닛을 통하여, 캡슐까지 물을 순환시키는 펌프 요소를 포함한다. 머신내에서 물이 순환하는 방식은, 예를 들어 선택적인 밸브 수단, 예를 들어 본 출원인의 유럽특허출원 EP 2162653 A1 에 개시된 유형의 연동 밸브 등을 통하여 선택된다.
제조할 음료가 커피이면, 커피를 제조하는 한가지 흥미로운 방법은, 내부에 주입된 고온수로 추출될 로스트 및 분쇄 커피 분말을 포함하는 캡슐을 소비자에게 제공하는 것이다.
이러한 적용을 위해, 본 출원인의 유럽특허 EP 1 784 344 B1 또는 유럽특허출원 EP 2 062 831 에 개시되고 주장되는 캡슐들을 개량하였다.
요약하면, 이러한 캡슐들은 통상적으로:
- 중공의 본체와, 액체들 및 공기에 불투과성이고 그리고 본체에 부착되어 예를 들어 머신의 주입 니들에 의해 천공되도록 되어 있는 주입 벽,
- 추출될 로스트 및 분쇄 커피 층을 포함하는 챔버,
- 캡슐의 바닥 단부에 배치되며, 챔버내의 내부 압력을 유지하기 위해 캡슐을 폐쇄하는 알루미늄막으로서, 이 막은, 챔버 내부의 내부 압력이 어떠한 소정의 값에 도달하면, 이 알루미늄막에 분배 구멍들을 천공하기 위한 천공 수단과 연관되어 있는, 알루미늄막,
- 선택적으로, 캡슐에 주입된 유체 제트의 속도를 저감시키고 그리고 저감된속도에서 물질층을 가로질러 유체를 분배하도록, 유체 제트를 차단시키도록 구성된 수단을 포함한다. 머신 탱크내의 물 레벨이 너무 낮아서 완전한 음료를 제조할 수 없을 시기를 사용자가 아는 것은 종종 중요하다.
전술한 바와 같이, 상기 그리고 다른 음료 제조 머신들은 보일러 또는 열교환기 등의 가열 유닛을 포함한다. 선행 기술의 음료 제조 머신들에서 통상적으로 사용되는 일 가열 유닛으로는, 물을 다수의 (작은) 튜브들을 통과시키면서 가열하는 소위 서모 블록 (thermo block) 이다. 서모 블록들은 알루미늄, 강, 구리 등의 상이한 재료로 제조될 수 있다. 하지만, 이러한 가열 유닛들의 단점으로는, 필요한 재료의 양이 비교적 대량이어서 가열 동안 상당한 열 손실을 유발하고 게다가 또한 가열하는데 긴 시간이 걸린다는 것이다.
통상적으로 사용되는 다른 가열 유닛은 종래의 보일러 유닛이다. 하지만, 이는 고온수 및 냉수를 함께 혼합하여 작동하고, 그럼으로써 출구에서 냉수 또는 충분히 뜨겁지 않은 물을 제공할 위험이 있고, 이는 음료의 맛에 크게 영향을 줄 수 있기 때문에, 예를 들어 커피류 음료들 등의 음료들을 제조하는 것과 관련하여 특히 해가 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 가열 유닛들의 전술한 단점들을 방지하거나 적어도 저감시키는 가열 유닛을 제공하는 것이다.
전술한 목적은, 음료 제조 머신용 가열 유닛으로서, 상기 음료 제조 머신은 음료 성분과 유체를 혼합함으로써 음료를 제조하는데 적합하고, 상기 음료 제조 머신은 상기 음료 제조 머신을 통하여 적어도 유체 소스로부터 상기 가열 유닛으로 음료 제조 유체를 순환시키는 펌프를 포함하며, 상기 가열 유닛은 상기 유체를 가열하는데 적합하고 그리고
(ⅰ) 유체 가열 챔버를 규정하는 하우징과,
(ⅱ) 상기 하우징 내부에 위치되는 가열 요소로서, 상기 가열 요소는 상기 가열 요소내에서 상기 유체를 가열하도록 된, 상기 가열 요소를 포함하며,
- 상기 가열 유닛은 상기 펌프로부터 수용된 상기 유체를 상기 가열 유닛을 통하여 운반하기 위한 예열 튜브 (pre-heating tube) 를 더 포함하고, 상기 예열 튜브는 튜브 입구와 튜브 출구를 포함하며, 상기 튜브 출구는 상기 유체 가열 챔버와 연결되며,
- 상기 예열 튜브는, 예열된 유체가 상기 튜브 출구를 통하여 상기 유체 가열 챔버에 방출되기 전에, 상기 가열 요소가 상기 예열 튜브에서 상기 유체를 적어도 부분적으로 가열하도록, 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치되는, 가열 유닛에 의해 충족된다.
이러한 방식으로, 유체, 예를 들어 물인 액체는 가열 유닛을 통하여 진행할 동안 동일한 가열 유닛을 사용하여 2 단계들로 효과적으로 가열된다. 더욱이, 유체 또는 액체가 가열 챔버에 도달하기 전에 가열됨에 따라 동일한 질량의 유체 또는 액체내에서 고온 및 냉온 유체 또는 액체의 혼합이 방지된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 예열 튜브의 적어도 일부는 일반적으로 원통형 코일 형상을 가진다.
일 실시형태에 있어서, 상기 가열 요소의 적어도 일부는 일반적으로 원통형 코일 형상을 가진다.
일 실시형태에 있어서, 상기 가열 요소의 적어도 일부는 상기 예열 튜브의 원통형 코일 형상 내부에 위치된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 가열 요소의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 예열 튜브의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 작다.
일 실시형태에 있어서, 상기 가열 요소의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 가열 요소의 원통형 코일 형상이 상기 예열 튜브의 일반적으로 원통형 코일 형상 내에 꼭 맞춰지는 정도로, 상기 예열 튜브의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 작다.
일 실시형태에 있어서, 상기 예열 튜브의 적어도 일부는 상기 가열 요소의 원통형 코일 형상 내부에 위치된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 예열 튜브의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 가열 요소의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 작다.
일 실시형태에 있어서, 상기 예열 튜브의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 예열 튜브의 원통형 코일 형상이 상기 가열 요소의 일반적으로 원통형 코일 형상 내에 꼭 맞춰지는 정도로, 상기 가열 요소의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 작다.
일 실시형태에 있어서, 상기 하우징은 중심 개구를 더 포함하고, 상기 중심 개구의 체적 및/또는 형상은 상기 가열 요소에 대한 상기 가열 챔버에서의 유체의 체적을 최적화시킬 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 중심 개구는 적어도 하나의 미리 정해진 위치에서 실질적으로 원형인 단면을 가진다.
일 실시형태에 있어서, 상기 예열 튜브는 상기 가열 요소로부터 10 ㎜ 미만, 바람직하게는 5 ㎜ 미만, 보다 바람직하게는 1 ㎜ 미만의 거리에 위치된다.
다른 양태에 따라서, 본원은 음료 제조 머신에 관한 것으로서: 유체용 저장기, 적어도 하나의 음료 제조 성분을 포함하는 적어도 하나의 성분 캡슐을 수용하도록 된 브루잉 헤드, 상기 브루잉 헤드에 의해 수용될 때 상기 유체가 상기 브루잉 헤드에 주입될 수 있어서, 상기 음료 제조 성분과 압력하에서 혼합되고 그리고 미리 정해진 체적의 음료를 생성하도록, 상기 저장기에서부터 상기 브루잉 헤드까지 미리 정해진 체적의 상기 유체를 펌핑하는 펌프, 및 상기 캡슐에 유입하기 전에 상기 저장기로부터 펌핑된 상기 유체를 선택적으로 가열하는 가열 유닛을 포함하고, 상기 가열 유닛은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 가열 유닛이다.
본 발명의 추가의 특징들과 장점들은 도면을 참조하여 이하 기재된 본원의 바람직한 실시형태들의 설명에 기재되어 있고 또한 그로부터 명백할 것이다.
도 1 은 다른 곳에서 개시된 바와 같은 가열 유닛을 유리하게 포함하는 음료 제조 머신의 개략도이다.
도 2 는 내부에 액체 주입을 시작할 시 선행 기술에 따른 캡슐의 개략적인 프로파일 절취도이다.
도 3 은 일 양태에 따른 가열 유닛의 개략적인 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 분해도이다.
도 5 는 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 6 은 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 바닥도이다.
도 7 은 다른 가열 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 1 은 다른 곳에서 개시된 바와 같은 가열 유닛을 유리하게 포함하는 음료 제조 머신의 개략도이다. 유체 (바람직하게는 액체는 물임) 용 저장기 (2); 적어도 하나의 음료 제조 성분 (비도시; 도 2 에서 예를 들어 204 참조) 을 포함하는 적어도 하나의 성분 캡슐 (비도시; 도 2 에서 예를 들어 200 참조) 을 수용하도록 되어 있는 브루잉 헤드 (3); 및 저장기 (2) 에서부터 브루잉 헤드 (3) 까지 미리 정해진 체적의 유체를 펌핑하여, 유체가 캡슐에 주입되어 압력하에서 성분과 혼합될 수 있어서, 미리 정해진 체적의 음료를 생성한 후, 이 음료를 예를 들어 트레이 (4) 등에 배치된 컵 또는 다른 용기 (비도시) 에 분배하기 위한, 압력 펌프 또는 대응하는 유닛 등의 펌프 (비도시) 를 포함하는 음료 제조 머신 (1) 이 도시되어 있다.
음료 제조 머신 (1) 은, 사용자 작동식 제어 패널 (5) 등으로부터의 입력을 수신하고 그리고 펌프, 가열 요소, 제어 패널 및/또는 브루잉 헤드 (3) 등의 음료 제조 머신 (1) 의 다양한 구성품들의 동작을 작동시킬 수 있는 전자 제어 시스템 (비도시) 및 캡슐에 유입하기 전에, 저장기 (2) 로부터 펌핑된 유체를 선택적으로 그리고 선별적으로 가열하기 위해서 가열 유닛 (비도시; 도 3 ~ 도 7 에서 예를 들어 100 참조) 을 더 포함한다. 제어 패널 (5) 등은, 예를 들어 물리적 및/또는 온-스크린 버튼들 (11) 등의 1 개 이상의 사용자 선별 요소들 그리고/또는 사용자에게 문자 및/또는 그래픽 정보 (7) 를 나타내는 디스플레이 (9) 를 포함할 수 있다.
음료 제조 머신 (1) 은, 이 음료 제조 머신에 1 개 이상의 캡슐들을 탑재하고 그리고 탑재된 캡슐(들)을 음료 제조 머신 (1) 에 의해 사용하기 위해서 브루잉 헤드 (3) 에 배치하는데 사용되는 캡슐 홀더 (8) 를 더 포함한다.
가열 요소의 상이한 실시형태가 도 3 ~ 도 7 과 연계하여 보다 자세히 설명된다.
도 2 는 내부에 액체 주입을 시작할 시 선행 기술에 따른 캡슐의 개략적인 프로파일 절취도이다. 음료 제조 머신 (비도시: 도 1 에서 예를 들어 1 참조) 의 유체 주입 니들 (202) 에 의해 천공되는 주입 벽 또는 막 (201) (상부막이라고 함) 을 포함하는 캡슐 (200) 이 도시되어 있다. 캡슐 격실 (203) 에 액체가 주입되면, 압력이 형성되고, 이 압력은 전술한 바와 같이 캡슐 내부에 포함된 성분들 (204) 을 추출하는 추출 수단으로서 사용된다.
캡슐 (200) 이 추출할 가용성 성분을 포함하는 경우에, 캡슐 격실 (203) 은 일반적으로 단일부를 포함하고, 잔류 유체 압력은 격실 체적에 걸쳐 분포된다.
캡슐 격실 (203) 은, 예를 들어 도 2 에 도시된 바와 같이, 여러 부분들로 분리될 수 있다. 이러한 경우에, 캡슐 (200) 은 삽입될 때 유체 주입 니들 (202) 을 수용하는 상부 (206) 를 포함하고, 추출될 성분 (204), 통상적으로 로스트 및 분쇄 커피 "RG" 는 캡슐의 중심부 (207) 에 담겨지며, 여기에서 상부 (206) 는 중심부 (207) 위에 배치된다. 추가로, 다른 부분 (208) 은 중심부 (207) 아래에 배치되고 그리고 추출되거나 용해된 물질이 방출되는, 캡슐을 폐쇄하는 다른 막 (209) (바닥막이라고 함) 을 포함한다.
도 3 은 일 양태에 따른 가열 유닛의 개략적인 사시도이다. 케이싱 또는 하우징 (103) (하우징만 표시됨), 가열 요소 (104), 예를 들어 유체 저장기 (비도시; 도 1 에서 예를 들어 2 참조) 로부터 펌핑되는 유체, 바람직하게는 물 등의 액체를 수용하는 예열 튜브 (101) 를 포함하는, 예를 들어 음료 제조 머신 (비도시; 도 1 에서 예를 들어 1 참조) 용 가열 유닛 (100) 이 도시되어 있다. 예열 튜브는 하우징 (103) 내에서 가열 챔버 (108) 에서 종결되거나 또는 이와 연결되는 튜브 출구 (107) 및 튜브 입구 (102) 를 포함한다. 가열 요소 (104) (즉, 활성부) 의 적어도 일부는 가열 챔버 (108) 에 위치되고 그리고 그 내부에 액체를 가열하도록 되어 있다. 하우징 (103) 은 가열 챔버 (108) 에 연결된 액체 출구 (105) 를 더 포함하고, 여기에서 액체들은 가열 요소 (104) 에 의해 가열된 후 하우징 (103) 을 나온다. 하우징 (103) 은 하우징부 (109) 에서 중심 구멍 또는 개구 (106) 를 더 포함한다. 예열 튜브 (101) 는, 하우징 (103) 내에 그리고 액체가 튜브 입구 (102) 에서부터 예열 튜브 (101) 를 통하여 튜브 출구 (107) 까지 통과할 때, 가열 요소 (104) 가 예열 튜브 (101) 내부의 액체를 가열할 수 있도록 적어도 부분적으로 위치된다.
이러한 방식으로, 동일한 가열 요소 (104) 를 사용하여 2 단계들: 첫째로 가열 유닛 (100) 에 유입한 후에 예열 튜브 (101) 을 통하여 이동할 때 그리고 그 후에 두번째로 액체가 가열 챔버 (108) 에 수용되고 그리고 액체 출구 (105) 로 통과할 때 액체를 효과적으로 가열한다. 이는 액체를 가열하는 매우 효과적인 방법을 제공한다. 더욱이, 예를 들어 종래의 보일러 유형의 히터들에서 실시되는 바와 같이, 동일한 질량의 액체 또는 물내에서 고온 및 냉온 액체 또는 물을 혼합하는 문제는, 가열 챔버 (108) 에 도달하기 전에 액체 또는 물을 가열함에 따라 방지된다. 추가로, 적절하게 가열된 물을 제공하는데 필요한 시동 (start-up) 시간이 또한 저감된다.
예열 튜브 (101) 는 다른 통상의 튜브일 수도 있지만 가열 챔버 (108) 에 유입하기 전에 액체 또는 물을 초기 가열 또는 예열하기 때문에 상기와 같이 구성된다.
다른 실시형태 (도 3 에 도시됨) 에 있어서, 예열 튜브 (102) 의 적어도 일부는 일반적으로 원통형 코일 형상을 가진다. 동일한 방식으로, 가열 요소 (104) 의 적어도 일부는 또한 일반적으로 원통형 코일 형상을 가지고, 가열 요소 (104) 의 적어도 일부는 예열 튜브 (102) 의 원통형 코일 형상 내부에 위치된다.
특정 실시형태 (도 3 에 도시됨) 에 있어서, 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 가열 요소 (104) 의 원통형 코일 형상이 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상 내에 꼭 맞춰지는 정도로, 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 더 작다. 대안으로서, 도 3 에 도시된 형상은 역전될 수 있고, 그리하여 유체 운반 코일식 예열 튜브 (102) 는 코일식 가열 요소 (104) 보다 더 작은 직경을 가져서, 코일식 가열 요소는 상기 예열 튜브 (102) 의 외부에 모든 둘레에 가열 코일이 위치되어 내부에 위치된다. 즉, 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 적어도 일부는 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상 내부에 위치된다. 이는, 가열 요소의 일부 실시형태에 있어서 효과적인 가열 요소 (104) 를 위한 최소한의 굽힘 반경이 있을 수 있고 이는 가열 요소가 여전히 컴팩트한 가열 유닛 (100) 을 제공하면서 더 큰 반경을 가질 수 있도록 하기 때문에 유리할 수 있다.
이는 매우 컴팩트한 가열 유닛 (100) 또한 예열 튜브 (102) 에서 액체 또는 물의 효과적인 가열을 제공한다. 어떠한 실시형태들에 있어서 직경들의 차이는 더 크게 될 수 있음을 이해할 것이다. 하우징 (103) 은 또한 가열 유닛 (100) 의 컴팩트함에 더하여 일반적으로 원통형 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어 액체 출구 (105) 에 아주 근접하여 배열된 온도 센서를 사용하여 예를 들어 온도 제어가 제공될 수 있고, 여기에서 가열 요소 (104) 의 가열 효과는 온도 센서로부터의 출력 및 제어 시스템 등으로부터 수신된 필요하거나 바람직한 온도 형태의 입력에 응하여 조절될 수 있다.
도 4 는 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 분해도이다. 분해도에서 요소들이 분리된 가열 유닛 (100) 이 도시되어 있다. 요소들은, 예를 들어 도 3 과 연계하여 도시되고 설명되는 요소들에 대응한다. 하우징부 (109) 는 이 도면에서 보다 명확하게 도시되어 있다. 하우징부 (109) 는 하우징 (103) 의 상부편을 형성하고 그리고 하우징 (103) 외부로 돌출하는 요소들의 부분들, 예를 들어 가열 요소 (104) 의 튜브 입구 (102) 와 일부들을 수용하기 위해서, 다양한 절취부들 또는 구멍들을 가진다.
하우징부 (109) 의 중심 구멍 또는 개구 (106) 는 이 실시형태에 있어서 드롭 (drop) 등의 형상의 단면을 가진다. 중심 구멍 또는 개구 (106) 의 존재는 제공된 가열 요소에 대한 가열 챔버내에서의 액체의 체적을 최적화하는데 사용될 수 있어서, 즉 액체의 체적에 대하여 가열 요소의 효과가 조절되어, 증가된 가열 효과 및/또는 감소된 가열 시간을 보장한다. 더욱이 중심 구멍 또는 개구 (106) 의 특정 형상은 또한, 예를 들어 가열 챔버에서의 다양한 위치들에 있는 유체와 가열 요소의 다양한 부분들 사이의 거리를 통제함으로써, 가열 요소의 가열 용량들을 최적화할 수 있다. 이러한 중심 구멍 또는 개구 (106) 는, 코일 형상(들)이 구멍 또는 개구를 감기 때문에, 일반적으로 원통형 코일 형상의 가열 요소 및/또는 예열 튜브와 특히 연계하여 잘 작동한다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 드롭 등의 형상은, 가열 요소의 일부 배치들에 대하여, 중심 구멍 또는 개구의 벽과 가열 요소 사이를 매우 근접하게 할 수 있어서, 가열 요소에 대하여 비교적 큰 거리를 두고 액체가 존재하는 것을 방지한다.
도 5 는 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 평면도이다. 이 도면에서는 가열 유닛 (100) 의 특정 실시형태의 컴팩트한 특성 및 중심 구멍 또는 개구 (106) 의 형상을 용이하게 도시한다.
도 6 은 도 3 의 가열 유닛의 개략적인 바닥도이다. 이 도면에서는 가열 유닛 (100) 의 특정 실시형태의 컴팩트한 특성 및 중심 구멍 또는 개구 (106) 의 형상을 용이하게 도시한다.
도 7 은 다른 가열 유닛의 개략적인 평면도이다. 이 가열 유닛 (100) 은, 이 실시형태에서의 중심 구멍 또는 개구 (106) 가 드롭 등의 형상 대신에 원형 단면을 가지는 것을 제외하고, 도 3 의 가열 유닛에 대응한다. 중심 구멍 또는 개구 (106) 는, 이 실시형태에 있어서, 도 4 와 관련하여 전술한 바와 동일한 목적을 가지는데, 즉 제공된 가열 요소에 대한 가열 챔버에서의 액체의 체적을 조절하고 그리고 중심 구멍 또는 개구의 벽과 가열 요소 사이를 매우 근접하게 제공하도록 하는 작지만 여전히 존재하는 효과이다. 더욱이, 원형 단면을 가진 중심 구멍 또는 개구는 제조하기가 더 용이하고 그리하여 더 싸다.
본원의 설명 전체에 걸쳐서, "상부막" 이라는 용어는 머신의 유체 주입 니들에 의해 천공되는 막으로 이해되어야 하고, 이에 반해 "바닥막" 이라는 용어는 캡슐의 반대측에 위치된 막으로서 이해되어야 한다. 이러한 정의는, 캡슐 및 머신 둘 다가 기능적으로 결합할 때 머신내의 캡슐의 위치가 무엇이든지 "상부" 및 "바닥" 막들이 정의된다.
본원에 기재된 본원의 바람직한 실시형태들에 대한 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백함을 이해해야 한다. 이러한 변경 및 수정은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 그리고 부수적인 장점을 저감시키지 않으면서 실시될 수 있다. 따라서, 이러한 변경 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 포함되도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 음료 제조 머신 (1) 용 가열 유닛 (100) 으로서,
    상기 음료 제조 머신 (1) 은 음료 성분과 유체를 혼합함으로써 음료를 제조하는데 적합하고, 상기 음료 제조 머신은 상기 음료 제조 머신을 통하여 적어도 유체 소스로부터 상기 가열 유닛으로 음료 제조 유체를 순환시키는 펌프를 포함하며, 상기 가열 유닛 (100) 은 상기 유체를 가열하는데 적합하고 그리고
    (ⅰ) 유체 가열 챔버 (108) 를 규정하는 하우징 (103) 과,
    (ⅱ) 상기 하우징 (103) 내부에 위치되는 가열 요소 (104) 로서, 상기 가열 요소는 상기 가열 요소 내에서 상기 유체를 가열하도록 된, 상기 가열 요소 (104) 를 포함하며,
    - 상기 가열 유닛 (100) 은 상기 펌프로부터 수용된 상기 유체를 상기 가열 유닛 (100) 을 통하여 운반하기 위한 예열 튜브 (101) 를 더 포함하고, 상기 예열 튜브 (101) 는 튜브 입구 (102) 와 튜브 출구 (107) 를 포함하며, 상기 튜브 출구 (107) 는 상기 유체 가열 챔버 (108) 와 연결되며,
    - 상기 예열 튜브 (101) 는, 예열된 유체가 상기 튜브 출구 (107) 를 통하여 상기 유체 가열 챔버 (108) 에 방출되기 전에, 상기 가열 요소 (104) 가 상기 예열 튜브 (101) 에서 상기 유체를 적어도 부분적으로 가열하도록, 상기 하우징 (103) 내에 적어도 부분적으로 위치되는 것을 특징으로 하는, 가열 유닛 (100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열 튜브 (101) 의 적어도 일부는 일반적으로 원통형 코일 형상을 가지는, 가열 유닛 (100).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (104) 의 적어도 일부는 일반적으로 원통형 코일 형상을 가지는, 가열 유닛 (100).
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (104) 의 적어도 일부는 상기 예열 튜브 (101) 의 원통형 코일 형상 내부에 위치되는, 가열 유닛 (100).
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 더 작은, 가열 유닛 (100).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 가열 요소 (104) 의 원통형 코일 형상이 상기 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상 내에 꼭 맞춰지는 정도로, 상기 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 더 작은, 가열 유닛 (100).
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 예열 튜브 (102) 의 적어도 일부는 상기 가열 요소 (104) 의 원통형 코일 형상 내부에 위치되는, 가열 유닛 (100).
  8. 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 더 작은, 가열 유닛 (100).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 예열 튜브 (102) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 외경은, 상기 예열 튜브 (102) 의 원통형 코일 형상이 상기 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상 내에 꼭 맞춰지는 정도로, 상기 가열 요소 (104) 의 일반적으로 원통형 코일 형상의 내경보다 더 작은, 가열 유닛 (100).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 (103) 은 중심 개구 (106) 를 더 포함하고, 상기 중심 개구 (106) 의 체적 및/또는 형상은 상기 가열 요소 (104) 에 대한 상기 가열 챔버 (108) 에서의 유체의 체적을 최적화시킬 수 있는, 가열 유닛 (100).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중심 개구 (106) 는 적어도 하나의 미리 정해진 위치에서 실질적으로 원형인 단면을 가지는, 가열 유닛 (100).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 튜브 (102) 는 상기 가열 요소 (104) 로부터 10 ㎜ 미만, 바람직하게는 5 ㎜ 미만, 보다 바람직하게는 1 ㎜ 미만의 거리에 위치되는, 가열 유닛 (100).
  13. 음료 제조 머신 (1) 으로서,
    (ⅴ) 유체용 저장기 (2),
    (ⅵ) 적어도 하나의 음료 제조 성분 (204) 을 수용하도록 된 브루잉 헤드 (3),
    (ⅶ) 상기 유체가 상기 브루잉 헤드 (3) 에 주입될 수 있어서, 상기 음료 제조 성분 (204) 과 압력하에서 혼합되고 그리고 미리 정해진 체적의 음료를 생성하도록, 상기 저장기 (2) 에서부터 상기 브루잉 헤드 (3) 까지 미리 정해진 체적의 상기 유체를 펌핑하는 펌프, 및
    (ⅷ) 상기 브루잉 헤드에 유입하기 전에 상기 저장기 (2) 로부터 펌핑된 상기 유체를 선택적으로 가열하는 가열 유닛 (100) 을 포함하고,
    상기 가열 유닛 (100) 은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 가열 유닛 (100) 인 것을 특징으로 하는, 음료 제조 머신 (1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 브루잉 헤드는 적어도 하나의 상기 음료 제조 성분 (204) 을 포함하는 적어도 하나의 성분 캡슐 (200) 을 수용하고 그리고 상기 브루잉 헤드 (3) 에 의해 수용될 때, 상기 캡슐 (200) 에 상기 유체를 주입하도록 되어 있는, 음료 제조 머신 (1).
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 펌프는 압력하에서 상기 브루잉 헤드 (3) 에 상기 유체를 주입하는, 음료 제조 머신 (1).
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