KR101271789B1 - 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체에 관한 것이다. 추출기 서브 조립체(100)는 추출기 플런저(130)에 결합된 피스톤 로드(120)를 구비한 공압 실린더(110)를 포함한다. 주입 노즐(180)은 추출기 베이스(195) 아래로부터 분리 가능하게 결합되고, 노즐의 원뿔형 팁은 추출기 챔버(150) 안으로 관통한다. 1인용 서빙 포드(160)는 추출, 혼화 또는 기타 재료(520)를 포함하고 다공성 멤브레인(530)으로 덮여 밀봉되는 용기(510)이다. 주입 노즐(180)은 적절한 물 가열 시스템으로부터 그 내부를 통해 수용한 가압 온수를 추출기 서브 조립체(100) 내에 배치된 1인용 서빙 포드(160) 안으로 주입하고, 추출된 음료는 추출기 베이스(195)의 액체 유출 포트(190)를 통해 분배 컵으로 흘러 나온다. 공압 실린더(110)는 압축 공기 저장 탱크(170)로부터의 압축 공기를 이용하는 공기 솔레노이드 밸브(165)에 의해 동작한다. 포드 이송기 서브 조립체(200)는 수평 평면에서 회전 움직임에 의해 포드(160)를 슈트(280, 290)로부터 추출기 서브 조립체(100)로 이송하는 포드 이송기(210)를 포함한다. 포드 이송기(210)는 포드 이송기(210)의 통합 샤프트(215)에 결합된 푸시 기어(230)와 공조하는 푸시 모터(250)에 의해 동작한다. 조립체는 차, 커피와 같은 재료, 쟈스민 꽃과 같은 꽃 조각, 당근 및 양파와 같은 야채 조각과 같은 식물 유래 재료, 꿀과 같은 동물 유래 재료 또는 조립체의 1인용 서빙 포드(160)에 배치될 수 있는 기타 적절한 음료 분말 또는 재료를 포함하는 광범위한 추출, 혼화 또는 기타 재료의 고온 음료를 제조하기 위해 사용될 수 있다.

Description

신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체{AN AUTOMATIC POD CONVEYOR AND BREWER ASSEMBLY FOR FRESH HOT BEVERAGE}

본 발명은 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체에 관한 것이며, 전자 프로세서와 결부된 포드 이송기 서브 조립체는 1인용 서빙 포드를 추출기 서브 조립체 내에 자동으로 이송하여 정확히 위치시키고, 물 가열 시스템과 결부된 추출기 서브 조립체는 그에 따라 이송된 1인용 서빙 포드 내에 함유된 추출 재료를 물 가열 시스템에 의해 추출기 베이스에 분리 가능하게 고정된 주입 노즐의 내부를 통해 제공되는 가압 온수를 사용하여 자동으로 신선하게 추출한다. 그에 따라 마련되는 신선한 고온 음료의 각 개별 서빙은 맛과 풍미에서 일관되며, 그 때에 즉시 수작업으로 추출되는 고온 음료와 유사하다. 1인용 서빙 포드에 함유될 수도 있는 추출, 혼화 또는 기타 재료는 다음으로 임의로 한정됨 없이, 차, 커피와 같은 재료, 쟈스민 꽃과 같은 꽃 조각, 당근 및 양파와 같은 야채 조각과 같은 식물 유래 재료, 꿀과 같은 동물 유래 재료 또는 포드에 사용될 수 있는 기타 적절한 음료 분말 또는 재료를 포함한다. 이 조립체에 의한 추출은 신속하며, 이는 이 조립체를 다음으로 임의로 한정됨 없이, 명확하게는 많은 수의 고온 음료의 컵이 짧은 시간 내에 요구되는 사무실, 기념 행사, 공공 모임 등에서 사용하기에 유용하게 한다.

차, 커피, 수프 및 핫쵸코 드링크 등과 같은 고온 음료를 위한 자동 또는 반자동 추출 및 분배기가 관련 기술 분야에 공지되어 있다. 이들 기기에서, 사용되는 음료 재료는 용기 내에 함유되어 있거나 또는 포장되지 않은 형태이다. 일부 기기는 분쇄 원두 커피(roast and ground coffee) 또는 차 잎을 함유하는 여과지 백과 같은 가요성 용기를 사용한다. 일부 기기는 강성, 반강성 또는 가요성일 수 있는 1인용 서빙 카트리지를 사용한다. 그러한 기기의 주 조립체는 추출 조립체이고 1인용 서빙 카트리지는 그 안에 제공되는 적절한 수단에 의해 관통된다. 가압 온수는 1인용 서빙 카트리지로 흐르게 되고 1인용 서빙 카트리지 내에 함유된 추출 재료와 혼합되어 그 안의 추출 재료를 추출한다. 추출기는 그에 따라 추출된 액체를 분배 컵으로 유출하기 위한 유출구를 갖는다.

1인용 서빙 카트리지를 추출하기 위한 추출기의 성능을 개선하기 위해서, 복수의 1인용 서빙 카트리지를 적층하는 데 사용되는 매거진 튜브가 공지되어 있다. 그러한 구성에서, 매거진 튜브로부터 추출기 조립체로 한 번에 하나의 1인용 서빙 카트리지를 이송하기 위한 적절한 이송 매카니즘이 제공된다. 복수의 매거진 튜브 각각 동일한 추출 재료를 구비한 복수의 1인용 서빙 카트리지를 갖는 매거진 튜브 또는 각각 상이한 추출 재료의 1인용 서빙 카트리지를 적층한 매거진 튜브가 공지되어 있다. 이들 매거진 튜브는 매거진 플레이트 상에 제공되며, 이 플레이트는 회전 가능하고 따라서 소망의 추출 재료를 갖는 1인용 서빙 카트리지가 위치하거나 또는 이송 수단에 의해 선택되어 이송될 수 있어 추출 재료가 추출기 조립체에서 추출될 수 있다.

미국 특허 제6,997,103호는 추출 재료용 가요성 용기를 사용하는 추출 장치를 기술한다. 추출 재료는 일 측면에서 가요성 플라스틱 필름으로 밀봉되고 다른 측면에서 여과지로 밀봉되어 있으며, 일 측면에서 추출된 액체를 위한 출구로써 확장부를 갖는, 종이 봉지(sachet)에 수용되어 있다. 2개의 클램프 부재가 존재하며, 이는 서로에 대해 밀착 이동되어 종이 봉지를 봉입할 수 있다. 클램프 부재 중 하나는 유압유 저장소(hydraulic reservoir) 상에서 지지되는 탄성 멤브레인(elastomeric membrane)을 갖고, 반면 다른 클램프 부재는 외측으로 돌출하는 금속성 주입기 튜브가 제공되는 강성 벽을 갖는다. 2개의 강성 간격 요소에는 주입기 튜브 주변에 홈을 정의하기 위한 수단이 제공된다. 클램프의 폐쇄시에, 유압은 가요성 시트를 주입기 튜브에 대해 외측으로 볼록하게 하여 필름이 관통되는 결과를 가져온다. 물은 주입기 튜브를 통해 종이 봉지 안으로 흐르고 추출된 액체는 종이 봉지의 확장부를 통해 흘러 나온다.

상술한 장치의 단점은 종이 봉지의 가요성 필름의 일 부분에 의해 형성된 플랩이 주입기 튜브의 팁에 대한 밸브를 형성하고, 이 플랩은 주입기 튜브 유출 홀을 통한 액체의 주입시에 플랩이 물이 종이 봉지로 진입하는 것을 허용하고 주입기 튜브로 액체의 공급이 중단될 때 종이 봉지의 배압이 주입기 튜브의 유출 홀에 대해 플랩을 가압하여 그에 따라 종이 봉지 내의 임의의 내용물이 주입기 튜브로 진입하거나 주입기 튜브를 막는 것을 방지하기에 충분히 가요성인 것으로 추정된다. 그러나, 배압은 주입기 튜브의 유출 홀에 대해 플랩을 완전히 꽉 가압을 유지하기에 언제나 충분한 것은 아닐 수도 있으며, 그 결과 추출수(brewing water)가 종이 봉지 안으로 진입한 이후에 종이 봉지의 내용물로 인해 주입기 튜브의 막힘이 발생할 수도 있다.

상술한 추출 장치의 또 다른 단점은 종이 봉지와 같은 가요성 용기에 대해서만 적용 가능하다는 점이며, 이때 종이 봉지를 덮는 플라스틱 필름이 일 측면으로부터 유압의 적용시에 부풀어 올라 주입기 튜브에 의해 관통될 수 있다.

상술한 추출 장치의 또 다른 단점은 강성 또는 반강성 재료로 형성된 종이 봉지 또는 카트리지에 대해서는 사용될 수 없다는 점이다.

상술한 추출 장치의 또 다른 단점은 복수의 종이 봉지를 이용한 자동 추출 작업에 대해 적합하지 않다는 점이다. 장치는 매거진 튜브 또는 복수의 종이 봉지를 저장하기 위한 기타 수단으로부터 추출 위치로 종이 봉지를 자동으로 이송/위치시키기 위한 어떠한 이송 매카니즘도 포함하지 않는다. 그러므로 상술한 매카니즘은 사무실, 기념 행사 등에서 짧은 시간의 대량의 요구에 부합하기에 적합하지 않다.

상술한 추출 장치의 또 다른 단점은 주입기 튜브가 종이 봉지를 완전히 관통하고 그에 따라 가요성 필름이 장치에서 가정된 바와 같이 추출 매카니즘에서 종이 봉지의 부정확한 위치로 인해 주입기 유출 홀을 덮는 소망 값의 플랩을 형성하지 못하여, 그에 따라 추출된 액체가 흘러 나오는 중에 종이 봉지의 내용물로 주입기 튜브가 막히는 결과가 나타날 수도 있다는 점이다.

미국 특허 제4,846,052호는 강성 1인용 카트리지에 함유되는 추출 재료의 추출을 위한 장치를 기술한다. 이 장치는 추출 장치 및 1인용 카트리지 홀더를 포함한다. 추출 장치는 온수를 카트리지 안으로 주입하기 위해 복수의 홀을 구비한 주입 요소를 갖는다. 카트리지는 추출 장치 아래의 상기 카트리지 홀더에 배치되고 따라서 주입 요소가 카트리지를 관통한다. 온수는 주입기 요소의 복수의 홀을 통해 카트리지 내에 포함되어 있는 추출 재료 안으로 흘러 들어간다. 추출된 액체는 카트리지를 밀봉하는 여과지를 통해 그리고 카트리지 홀더의 출구를 통해 흘러 나온다.

상술한 장치의 단점은 관통 및 물 주입이 카트리지의 일 측면에서 이루어지고 추출된 액체는 다른 측면에서 흘러 나간다는 점이다. 추출 재료 내 채널의 형성으로 인해 카트리지 내 포함된 추출 재료에 균일한 젖음이 이루어지지 않을 수도 있고 그리고 마찬가지로 카트리지 내 포함된 추출 재료의 완전한 추출이 이루어지지 않을 수도 있다.

상술한 장치의 다른 단점은 이 장치가 다수의 홀을 구비하는 복잡한 관통기 구조를 필요로 한다는 점이다. 카트리지의 상부 돔을 손상하지 않도록 하기 위해서, 주입 요소는 20 내지 40 도 범위의 주입 위치의 정확한 각도를 갖는 것을 또한 필요로 한다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 그 벽의 건설 중에 임의의 국부적 불완전 또는 취약성으로 인해 카트리지가 파열되는 결과를 나타낼 수 있는 8 내지 15 bar의 매우 높은 압력을 필요로 한다는 점이다. 추가로 카트리지는, 그러한 매우 높은 압력에 견딜 수 있는 더 두꺼운 벽 재료를 구비한 특수한 구성을 가질 필요가 있고, 이는 비용 및 복잡성을 추가한다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 사용된 카트리지를 방출하기 위한 복잡한 구성을 갖는다는 점이다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 카트리지가 협력 수단을 통한 추출 도중에 장치 내에서 강하게 고정되는 특수 환형 에지를 필요로 한다는 점이다. 추출 도중에 장치 내 카트리지의 잘못된 배치는 카트리지의 변형 또는 파열의 결과를 가져올 것이다. 이는 또한 장치 상에 복잡한 구성의 카트리지 유지 수단을 필요로 한다.

상술한 장치의 또 다른 단점은, 카트리지의 덮개가 추출된 액체가 흘러 나가는 것을 허용하는 절취선을 따라 쪼개어져 개방되는 것이 추출 도중의 추출 액체의 내부 압력에 기초한다는 점이다. 내부 압력은 추출 재료 및 여과지로 인해 감소할 수 있고 또는 포드 내부 압력은 추출된 액체가 흘러 나가도록 절취선을 따라 카트리지의 덮개를 쪼개어 개방하기에 항시 적절하지 않을 수도 있다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 복수의 매거진 튜브 내에 적층된 복수의 카트리지를 갖지 않고 그리고 추출 장치 내에서 카트리지를 이송 또는 배치하기 위한 자동화 수단을 갖지 않기 때문에, 자동화 공정에 적합하지 않다는 점이다. 그러므로 이 장치는 사무실, 기념 행사 등에서 짧은 시간 내 대량의 요구에 부합하기에 적합하지 않다.

미국 특허 제5,325,765호는 카트리지가 3개의 요소를 갖는 음료 여과 카트리지를 기술한다. 제 1 요소는 바닥이 폐쇄되고 상부 단부가 개방된 반전된 절두 원뿔 형상의 베이스이다. 제 2 요소는 추출 재료를 포함하는 반전된 원뿔 형태의 필터이고, 이 원뿔은 베이스보다 낮은 측면 상에서 위로 테이퍼지고, 따라서 그 림에서 밀봉 맞물림으로 필터가 베이스 내에 수용될 때 필터의 표면과 베이스 사이에 챔버를 형성하고, 따라서 필터 원뿔로부터 추출된 액체의 유출을 수용할 수 있다. 제 3 요소는 관통 가능한 재료의 돔 형상 덮개(lid)이다. 상술한 바와 같이 3개 요소의 카트리지는 하우징 내에 수용되며, 이 하우징은 그 상부 부분이 덮개를 펀칭하기 위한 관통 바늘을 갖고 가압 온수가 침투 바늘의 홀을 통해 필터 원뿔 안으로 흐르도록 허용하고 그 하부 부분이 추출된 액체의 유출을 위한 제 2 관통 바늘을 갖는다.

상술한 장치의 단점은 필터 원뿔 덮개를 관통하여 추출수가 필터 원뿔 내 포함된 추출 재료 안으로 흐르도록 하는 하나와, 하우징의 바닥을 관통하여 추출된 액체가 분배 컵 안으로 흘러 나가도록 허용하는 다른 하나의, 다수의 관통 수단을 필요로 한다는 점이다.

상술한 장치의 다른 단점은 제조를 위해 특수한 기기를 필요로 하게 되는 복잡한 구성의 특수 카트리지를 필요로 한다는 점이다.

이 장치의 또 다른 단점은 관통 수단이 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등과 같은 재료로 제작된 음료 필터 카트리지의 베이스를 관통해야 하며, 이는 일정 시간이 경과함에 따라 관통 수단의 팁을 무디어지게 할 수 있고 매카니즘의 효능을 줄일 수 있다. 미국 특허 제6,606,938호는 액체 저장 탱크를 포함하는 하우징을 갖는 1인용 서빙 추출기를 기술한다. 액체 탱크로부터 수직으로 위로 연장된 샤프트는 그 하부 단부에 원뿔 형상의 배플을 갖고 그 상부 단부에 추축 암(pivotal arm)을 가지며, 이는 1인용 서빙 음료 필터 카트리지를 수용하도록 구성된 추출 챔버로 연장된다. 플랫폼 상의 공기 펌프는 블래더로 연결되고 제 1 가요성 호스를 통해 원뿔형 배플 상의 포트로 연결된다. 배플을 통해 탱크로 연장되는 튜브는 제 2 가요성 호스를 통해 상기 암에 의해 운반되는 제 1 관형 프로브로 연결된다. 나선형 스프링 및 제 2 관형 프로브가 추출 챔버 아래에 제공된다.

블래더가 팽창할 때, 블래더는 추축 암 및 샤프트를 아래로 누르고 카트리지 아래의 스프링의 압축의 결과를 가져오며, 이는 제 2 관형 프로브에 의해 카트리지 바닥의 아래로 누름 및 관통을 야기한다. 압력이 해제될 때, 용기의 덮개는 제 1 관형 프로브에 의해 관통된다. 압축 공기는 그 후에 제 1 가요성 호스를 통해 액체 탱크로 공급되어 계량된 양의 온수가 액체 탱크로부터 배출되어 제 2 가요성 호스를 통해 카트리지 안으로 공급되는 것을 야기한다. 그에 따라 마련된 음료는 필터를 통과하고 제 2 관형 프로브를 통과하여 분배 컵으로 흐른다. 상술한 장치의 단점은 1인용 서빙 카트리지로의 추출수의 공급이 공기 펌프, 블래더, 2개의 가요성 호스, 샤프트, 추축 암 등을 포함하는 복잡하고 성가신 매카니즘에 의한다는 점이다.

또 다른 단점은 관통 수단으로서 2개의 관형 프로브, 즉 용기 덮개를 관통하기 위한 1개의 관형 프로브 및 카트리지의 바닥을 위한 다른 관형 프로브를 필요로 한다는 점이다.

또 다른 단점은 차례로 카트리지의 바닥을 먼저 관통하고 그 이후에 카트리지의 덮개를 관통하는 복잡한 매카니즘을 필요로 한다는 점이다. 카트리지의 양 단부의 이러한 연속되는 관통은 더 느린 회전 시간의 결과를 가져오고 소비자는 음료 컵을 위해 더 오래 기다려야 하게 된다.

또 다른 단점은 카트리지가 제조하고자 하는 각 컵에 대해 추출 챔버 안으로 수작업으로 적재될 필요가 있기 때문에 대량의 서빙에 적합하지 않으며, 그에 따라 빠른 속도의 분배가 요구되는 사무실, 기념 행사 등과 같은 시나리오에 장치가 부적합하게 된다는 점이다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 제 2 관형 장치가 카트리지의 바닥을 관통함과 함께 추출된 액체를 위한 유출구로써 사용된다는 점이다. 이러한 관형 장치는 추출된 액체의 유출 중에 추출 재료로 막히게 될 수도 있다.

미국 특허 제6,079,315호는 슬라이딩 가능한 서랍 상에 장착된 음료 필터 카트리지 홀더를 기술한다. 이 시스템은 전기 모터에 의해 구동되는 결합 요크(linkage yoke)에 의해 조작되는 축방향으로 이동 가능한 덮개를 포함한다. 덮개가 축방향 아래로 움직일 때, 아래로 돌출하는 틈새형 프로브가 카트리지의 상부를 관통하여 추출을 위한 온수의 유입구를 제공하도록 초래한다. 이는 또한 다른 중공형 관통 부재가 카트리지의 바닥 표면을 관통하여 추출된 액체가 외부로 유동하는 경로를 제공함을 초래한다.

상술한 시스템의 단점은 추출기가 추출 과정 중에 카트리지를 수용하고, 카트리지를 정확한 배치로 위치시키고 그리고 상부에서 바닥까지 카트리지의 펀칭을 이행하며, 그리고 사용된 카트리지를 배출하는 매우 복잡한 내부 매카니즘을 필요로 한다는 점이다.

상술한 시스템의 또 다른 단점은 카트리지가 슬라이딩 가능한 서랍을 개방함으로써 음료 필터 카트리지 홀더 내에 수작업으로 적재되어야 하고, 이는 한 컵의 음료를 추출하기 위해 시스템 시간이 소비됨을 가져온다는 점이다.

상술한 시스템의 또 다른 단점은 복수의 카트리지를 위한 카트리지 저장 수단으로부터 카트리지 홀더에 1인용 서빙 카트리지를 자동으로 이송하기 위한 어떠한 수단도 존재하지 않기 때문에 대량의 서빙에 대해 적합하지 않다는 점이다.

상술한 시스템의 또 다른 단점은 추출 챔버의 덮개가 복잡한 피니온 구동 래크, 전기 모터, 수직 트랙 등을 사용하여 동작한다는 점이다. 추가적으로, 슬라이딩 가능한 서랍 상의 추출 챔버의 추축 장착은 매우 복잡한 구성이고 반복 및 빈번한 사용으로 인해 잘못 정렬될 수 있으며, 이어서 음료 필터 카트리지의 잘못된 정렬을 야기할 수 있다는 점이다.

상술한 시스템의 추가의 단점은 추출을 위한 온수의 유입을 위해 상부를 관통하기 위한 하나의 수단과, 추출된 액체를 유출하기 위해 카트리지의 바닥 표면을 관통하기 위한 다른 하나의 수단인, 다수의 관통 수단을 필요로 한다는 점이다. 이는 추출기 구성의 복잡성과 제조 비용을 증가시킨다.

미국 특허 제7,328,651호는 4개 실시형태의 카트리지 및 음료 제조 기기를 기술한다. 카트리지는 외부 부재, 내부 부재 및 적층물을 포함한다. 카트리지의 내부는 하나 이상의 음료 원료로 채워진다. 제 1 버전의 카트리지에서, 외부 부재는 함께 용기를 형성하는 곡선형 환형 벽, 폐쇄된 상부 및 개방된 바닥을 갖는 접시 형상의 쉘이다. 상부의 중앙에서, 단차진 프로파일을 갖고 내측으로 안내되는 원통형 연장부가 제공된다. 매니폴드가 환형 벽 및 환형 벽의 둘레를 따라 형성되는 동축 보조벽 사이에 형성된다. 약 20 내지 40개의 슬롯이 환형 벽 상에 제공된다. 외부 부재의 주변부에서, 폐쇄된 상부 표면을 구비한 원통형 유입 챔버가 제공된다. 이러한 유입 챔버는 1 내지 4개의 슬롯에서 매니폴드와 연통된다. 내부 부재는 환형 프레임 및 하향 연장되는 원통형 깔대기를 포함한다. 여과지가 환형 프레임 상에 배치된다. 환형 프레임은 외부 림 및 내부 허브를 가지며, 이는 등간격 방사상 스포크에 의해 결합된다. 원통형 깔대기는 내부 배출 스파우트를 둘러싸는 외부 튜브를 가지며, 이는 제조된 음료를 컵 안으로 배출한다. 이 특허에 기술된 4개 변형 실시형태의 카트리지는 스파우트 배출, 방사상 스포크, 환형 벽 상의 슬롯, 공기 유입구의 제공 등과 같은 요소의 세부적인 구조적 변화에서 상이하다.

상기 특허에 기술된 음료 제조 기기는 상술한 유형의 카트리지를 사용하기에 적합하다. 음료 제조 기기는 하우징, 물 탱크, 물 가열기, 물 펌프, 공기 압축기, 제어 프로세서, 사용자 인터페이스 및 카트리지 헤드를 포함한다. 카트리지 헤드는 카트리지 홀더, 카트리지 인식 수단 및 유입 관통기 및 배출 관통기를 포함한다. 물 가열기는 물을 20 내지 85℃로 가열한다. 유입 관통기는 적층물을 관통하기 위한 튜브와 같은 중공형 바늘이고 물 도관을 통해 물 유입을 허용한다. 유출 관통기는 배출 스파우트보다 큰 치수를 갖는 개방 단부 실린더이다.

상술한 기기에서 사용된 카트리지의 단점은 이들 카트리지가 제조하기에 매우 복잡하고 상대적으로 비싸다는 점이다.

상술한 기기의 다른 단점은 이 장치가 4단계의 배출 사이클을 필요로 한다는 점이다. 사전 젖음 단계에서, 카트리지에는 물 펌프를 통해 물 저장 탱크로부터 나온 물이 공급된다. 다음 단계의 중단 단계에서, 음료 원료가 사전 젖음 단계 중에 주입된 물에 적셔지도록 허용된다. 다음 단계의 추출/혼합 단계에서, 물이 카트리지를 통과하여 음료를 생산한다. 마지막 단계의 공기 세정 단계에서, 압축 공기가 음료 제조 기기를 통해 불어지고 음료 카트리지는 모든 음료가 분배되고 유동 경로가 세정되어 다른 음료를 분배하기 위해 준비될 수 있게 됨을 보장한다. 상술한 관점에서, 상술한 기기에 의한 음료의 이송 시간은 더 길어지며, 통상적으로 10 내지 20 초 사이이다. 그 결과로서, 소비자는 자신의 음료를 마시기까지 긴 시간을 기다려야 한다.

상술한 기기의 또 다른 단점은 소비자가 기기를 조작하기에 앞서 카트리지 홀더 내에 카트리지를 수작업으로 배치하여야 하고 이후에 수작업으로 사용된 카트리지를 제거하고 처분하여야 한다는 점이다. 이는 회전 시간을 느리게 하고 또한 사용자 친화적이지 않도록 한다. 어떤 상황에서, 추가의 조작자가 기기를 구동하기 위해 배치될 필요가 있고, 이는 추가의 인력 비용을 필요로 한다.

상술한 기기의 또 다른 단점은 조작자가 정확하게 카트리지를 카트리지 장착부 상에 배치하여야 하며, 따라서 카트리지의 손잡이가 카트리지 장착부 상에 부정확하게 위치한다는 점이다. 카트리지가 비숙련된 조작자에 의해 또는 인적 실수로 인해 잘못 정렬될 수 있고, 그 결과 카트리지 홀더가 고정 레버의 조작에 의해 닫혀질 때 불완전한 추출 또는 재밍 또는 기기 손상이 나타날 수 있다.

덧붙여, 이 기기의 단점은 복수의 카트리지를 적층하기 위한 수단 및 추출을 위해 자동으로 카트리지를 이송하기 위한 수단이 없다는 점이다. 이로 인해, 이 기기는 사무실, 기념 행사 등에서 요구를 만족시키기에 필요한 짧은 시간 내 대량의 서빙에 적합하지 않다.

미국 특허 제6,536,332호는 카트리지 내 미리 포장된 커피 분말을 추출하기 위한 자동 커피 기기의 추출 조립체를 기술한다. 추출 챔버는 2개의 추출 챔버 부분, 즉 상부 부분 및 하부 부분으로 형성된다. 추출 챔버의 바닥에는 경사진 칼날 형태의 복수의 관통기 부재가 제공되며, 이는 카트리지의 후부를 관통하기에 적합하다. 상부 추출 챔버 부분에는 카트리지의 외부 형상에 대응하는 형상의 확장 부재가 제공된다. 상부 추출 챔버 부분에는 관통 부재가 조작자에게 상처를 입히지 않는 정도의 직경을 갖는 중앙 개구부를 구비한 확장 부재가 제공된다. 마개 피스톤이 상부 부분에 대항하여 압접할 때, 관통기 부재는 카트리지의 바닥을 관통하여 그 안에 길이 방향 슬롯을 생성한다. 추출수는 상기 중앙 개구부를 통해 그리고 그에 따라 생성된 슬롯을 통해 카트리지의 내부 안으로 흐르고, 그에 따라 카트리지 내에 포함되어 있는 커피 분말을 추출한다.

상술한 장치의 단점은 칼 형상의 경사진 관통기 부재를 수용하기에 적합한 치수의 슬롯이 제공되는 카트리지의 바닥을 필요로 한다는 점이다. 이는 카트리지의 슬롯이 경사진 배열의 칼 형상의 관통기 부재의 위치와 정렬되도록 카트리지의 정확한 배치를 필요로 한다.

상술한 장치의 다른 단점은 매거진 튜브로부터 추출기 유닛으로 카트리지를 이송하기 위한 이송 수단이 존재하지 않기 때문에, 복수의 매거진 튜브에 적층된 카트리지를 이용한 작동에 적합하지 않다는 점이다. 그러므로 상술한 장치는 또한 사무실, 기념 행사 등에서 짧은 시간 내 대량의 요구에 부합하기에 적합하지 않다.

미국 특허 제7,013,797호는 곡선형 베이스 상에 원형 배열로 장착된 6개의 원통형 캡슐 매거진 튜브를 포함하는 캡슐 매거진 유닛을 기술한다. 각 캡슐 매거진 튜브는 캡슐 제거를 위한 개구부를 가지며, 이 개구부를 통해 튜브 내에 적층된 최하부의 캡슐이 밀려 나올 수 있다. 이 특허는 용도가 제거 위치로 회전하여 캡슐 매거진 튜브로부터 캡슐을 자동으로 제거할 수 있고, 이 캡슐을 추출 위치로 이송하는, 관련 기술 분야에서 공지된 바와 같은 에스프레소 기기의 매카니즘으로 이루어질 수 있다는 점을 언급한다. 캡슐 제거 개구부의 최하부 캡슐의 의도되지 않은 슬라이딩 아웃을 방지하기 위해서, 캡슐 매거진 주변에 차단 링이 제공되고, 이는 유지 장치에 제공된 요소를 리프팅함으로써 필요로 할 때 리프팅될 수 있어 추출기에 카트리지를 위치시키는 것을 허용한다.

상술한 특허는 매거진 튜브로부터 추출 위치로 카트리지의 이송 및 카트리지에 포함된 추출 재료의 추출이 관련 기술 분야에서 공지된 매카니즘에 의한다는 점을 인정한다. 따라서, 상술한 발명은 배타적으로 복수의 매거진 튜브에 관련되고, 단지 공지의 이송 수단이 사용된다.

미국 특허 제6,820,535호는 구동 스터드가 제공된 구동 디스크가 장착된 구동 매카니즘을 구비한 캡슐 이송 구동 모터를 포함하는 캡슐 이송 매카니즘을 기록한다. 매거진 튜브 내 최하부 캡슐은 캡슐 그리퍼에 의해 밀려 나오고, 이후 관련 베어링 상에 선회 가능하게 장착된 작동 레버가 1인용 서빙 캡슐을 추출 유닛 안으로 이송한다. 추출 유닛 내측에서, 스핀들 매카니즘은 캡슐 관통기가 1인용 서빙 캡슐의 상부 표면을 관통하도록 초래하고, 뒤이어 가압된 추출 온수가 캡슐 안으로 흐른다. 카트리지 내부의 압력이 일정 레벨까지 형성되면, 카트리지의 베이스를 형성하는 멤브레인이 피라미드 프로파일의 플레이트에 대해 가압되고, 따라서 관통된다. 추출된 액체는 관통에 의해 그에 따라 형성된 공극을 통해 그리고 플레이트 상의 드레인 홀을 통해, 이후에 추출 유닛의 유출구를 통해 흘러 나온다.

상술한 장치의 단점은 다수의 관통 수단, 즉 고온 및 고압의 물의 진입을 위해 캡슐의 일 측면을 관통하기 위한 캡슐 관통기, 및 추출된 액체가 흘러 나가는 것을 허용하기 위해 캡슐의 타 측면 상의 멤브레인의 다수의 피라미드 프로파일의 관통 지점을 갖는 플레이트를 필요로 한다는 점이다.

상술한 장치의 다른 단점은 매거진 튜브로부터 추출 유닛으로 캡슐을 이송하기 위한 복잡한 매카니즘이 존재한다는 점이며, 이 매카니즘은 작동 레버, 구동 모터, 구동 디스크, 구동 스터드, 캡슐 그리퍼를 포함하고, 그리고 작동 레버는 회전 베어링 상에 선회 가능하게 장착되어 있다. 유사하게, 추출 유닛은 또한 스핀들 피스톤 구동 장치를 포함하는 복잡한 매카니즘을 포함하며, 이는 구동 모터, 구동 매카니즘, 내부 기어 톱니 시스템이 장착된 스핀들 피스톤의 구동 기어의 외부 기어 톱니 시스템과 맞물리는 구동 핀 등으로 구성된다. 기기의 복잡성과 가동 부품의 상대적으로 많은 개수는 매우 고가의 기기의 제조 비용에 더하여, 높은 작동 및 유지 비용을 야기한다.

상술한 추출기 조립체의 또 다른 단점은 추출된 액체의 유출이 복수의 피라미드 프로파일의 플레이트에 의해 생성되는 1인용 서빙 캡슐의 밀봉 멤브레인의 홀을 통해 발생한다는 점이다. 추출된 재료의 아주 작은 입자는 이들 홀을 통해 추출된 액체와 함께 흘러 나올 수도 있으며, 그에 따라 분배된 음료의 품질이 낮아지거나, 또는 추출 유닛의 추출된 액체가 이송되어 나오는 출구 튜브를 막을 수 있다.

상술한 조립체의 추가의 단점은 온수의 유입이 캡슐의 일 측면에서 일어나고 추출된 액체의 유출이 캡슐의 다른 측면에서 일어나며, 그 결과 추출 재료 입자의 일부가 적셔지지 않을 수도 있기 때문에 포드 내 포함된 추출 재료의 추출이 불완전하게 될 수도 있다는 점이다. 게다가, 캡슐의 일 측면에서 물이 유입되고 캡슐의 다른 측면에서 유출되는 구성은 조립체의 구성을 매우 복잡하게 하고 추출기 유닛의 부피가 커지는 결과를 나타낸다.

PCT 출원 제PCT/US2005/031604호는 포드 이송 매카니즘을 기록하며, 이때 포드 카트리지를 포함하는 복수의 격실을 갖는 포드 회전 컨베이어(pod carousel)가 스핀들 모터에 의해 회전하고, 그에 따라 솔레노이드와 결부된 탈출 래칫 작동을 이용하여 적절한 포드가 터렛 조립체의 터렛 틈새로 낙하한다. 터렛 모터는 터렛 플레이트를 주입기 조립체를 향하여 회전시키고, 여기서 구동 모터는 주입기 헤드를 낮추고 그에 따라 주입기 헤드의 주입 노즐은 카트리지의 상부 밀봉을 관통한다. 열교환기로부터 나온 가압 온수는 주입 노즐을 통해 흐르고 뒤이어 포드 카트리지의 상부 단부를 밀봉하는 삽입부에 제공된 복수의 틈새를 통해 흐른다. 포드 카트리지 내측의 유입 온수로 형성되는 압력은 포드 바닥의 새김 자국이 형성된 영역(scored area)이 개방되어 추출된 음료가 분배 컵으로 수집 깔대기를 통해 흘러나오는 것을 허용한다.

상술한 매카니즘의 단점은 본 발명과 비교할 때 이송 및 추출 매카니즘이 상대적으로 복잡한 구성이라는 점이다. 스핀들 모터는 우선 회전 컨베이어(carousel)를 회전시키고, 그 이후에 탈출 래치는 포드를 터렛 플레이트 상의 틈새로 위치시키며, 이곳에서 주입기 조립체의 주입 노즐에 의해 관통된다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 캡슐의 상부 측면의 포일을 관통하기 위해서, 그 구성이 복잡한 주입기 조립체가 존재한다는 점이며, 이 조립체는 모터에 의해 구동되는 캠 시스템에 의해 수직 평면에서 이동 가능한 주입기 헤드로 이루어져 있다. 캠이 종동 휠과 협력하고, 이는 지지 플레이트를 아래로 밀어내고 그에 따라 주입기 헤드가 포드 카트리지와 접촉하게 된다. 이러한 유형의 구성은 또한 그 회전 중에 그 정확한 위치가 매우 중요하기 때문에 포드 회전 컨베이어(pod carousel)와 함께 터렛휠 양측에 멈춤쇠 및 제한 스위치를 필요로 한다.

상술한 장치의 또 다른 단점은, 본 발명에서 사용된 단순한 구성의 포드와 비교할 때, 장치에 사용된 포드 카트리지가 상대적으로 복잡하고 따라서 제조하기에 더욱 복잡하고 상대적으로 더욱 비싸다는 점이다. 상술한 장치에서, 포드 카트리지는 포드 카트리지의 상부에 제공된 복수의 틈새를 이용한 열가소성 삽입부를 갖고, 이 삽입부는 포일로 덮여져 있다. 포드 카트리지의 하부는 새김 자국이 형성된 영역(scored area)을 구비한 포일 또는 여과지로 제작되고, 이 영역은 가압 온수가 포드 카트리지 안으로 주입될 때 분리된다. 가압 온수가 삽입부의 틈새를 통해 포드 카트리지 안으로 진입하고 새김 자국이 형성된 영역을 통해 흘러 나온다. 상기 포드 카트리지의 복잡성 및 비싼 비용은 소비자에게 음료 컵 당 최종 비용의 증가를 가져온다.

상술한 장치의 추가의 단점은, 물이 상부에서 포드 카트리지 안으로 흘러 들어가고 바닥을 통해 흘러 나오며, 이는 일 측면에 틈새를 구비한 여과지의 제공 및 다른 측면으로부터 온수의 유출을 허용하기 위한 수단의 제공을 필요로 한다는 점이다.

상술한 장치의 또 다른 단점은 지지 플레이트 및 주입기 헤드를 낮추기 위해서 이 구성이 편심 캠을 사용한다는 점이다. 이러한 캠 활성화된 매카니즘은 일반적으로 작동을 느리게 하고 컵 당 회전 시간을 증가시킨다.

시스템의 또 다른 단점은 스위핑 암에 의해 폐기함으로 밀어 넣어지기 이전에 터렛 틈새로부터 포드 카트리지를 들어 올리기 위한 복잡한 매카니즘이 존재한다는 점이다.

상술한 관점에서, 따라서 본 발명의 목적은 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체로서, 전자 프로세서와 결부되어 추출기 서브 조립체는 1인용 서빙 포드 내에 포함되어 있는 추출 재료를 자동으로 추출하고, 이 포드는 포드 이송기 서브 조립체에 의해 슈트로부터 이송되어 추출기 서브 조립체에 정확하게 위치됨을 특징으로 하는 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 추출기 서브 조립체에 의해 제조되는 각 개별 1인용 서빙의 고온 음료가 맛과 풍미에서 완전한 일관성을 갖는 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 추출기 서브 조립체에 의해 제조되는 각 개별 1인용 서빙의 고온 음료가 그 시각 그 장소에서 수작업으로 신선하게 제조되는 고온 음료와 유사한 맛과 풍미를 갖는 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 추출기 서브 조립체가 실질적으로 추출 도중에 기밀되고, 이는 제조된 신선한 고온 음료의 향, 풍미 및 맛에 기여하는 휘발성 화학물질의 탈출을 방지하는 것인, 조립체를 제공하기 위한 것이다. 이들 화학 물질은 추출된 액체 내에 함유되어 잔류하고, 따라서 분배된 고온 음료의 풍미, 맛 및 향을 향상시킨다.

본 발명의 또 다른 목적은 1인용 서빙 포드의 추출 재료의 추출이 15 내지 20 초의 짧은 시간 내에 수행되는 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온 추출 음료, 온수 혼화물 또는 기타 고온 음료가 1인용 서빙 포드에 포함될 수도 있는 광범위한 추출 재료, 혼화 재료 및 기타 재료로 제조될 수 있고, 이들 재료는 이로 한정됨 없이, 차, 커피와 같은 재료, 쟈스민 꽃과 같은 꽃잎 조각, 당근 및 양파와 같은 채소 조각과 같은 식물 유래 재료, 꿀과 같은 동물 유래 재료 또는 본 발명의 1인용 서빙 포드에 포함될 수 있는 기타 적절한 음료 분말 또는 재료를 포함하는, 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 포드의 특정 구성, 포드 안으로의 가압 온수의 흐름 속도와 함께 최적화된 온도 및 압력의 조합이 고온 음료의 품질에 관한 타협(양보) 없이 고속으로 추출을 가능하게 하는 조립체를 제공하기 위한 것이다. 이는 조립체를 사무실, 상업적 시설, 기념 행사 등과 같은 장소에서 특히 요구되는, 짧은 기간 내에 많은 수의 컵을 추출하기에 특히 적합하게 만든다.

본 발명의 또 다른 목적은 실질적으로 수평 평면에서 수직 통합 샤프트 상에서 시계 방향 회전 및 시계 반대 방향 회전 움직임에 의해 고유하게 구성된 포드 이송기가 그 전방 단부의 내측 윤곽부 내에 포드를 고정시킴으로써 다수의 기능을 수행하는 조립체를 제공하기 위한 것이다. 이 다수의 기능은 1인용 서빙 포드를 슈트로부터 추출기 서브 조립체로 어떠한 안내 채널의 도움 없이 이송하는 것과, 추출기 서브 조립체 내 여과 디스크 상에 포드를 정확하게 위치시키는 것과, 그리고 이후에 사용된 포드를 폐기함으로 처분하는 것을 포함한다. 그러므로, 포드 이송기는 기계적 구성 및 동작을 단순화한다.

본 발명의 또 다른 목적은 단지 하나의 수단, 즉 주입 노즐이 1인용 싱글 포드의 다공성 멤브레인을 펀칭하는 기능과 함께 포드 안으로 추출을 위한 가압 온수를 주입하는 기능의 다수 기능을 수행하는 것인 조립체를 제공하기 위한 것이다. 이는 추출기 구성의 복잡성을 단순화한다.

본 발명의 또 다른 목적은 주입 노즐이 반전된 위치로 유지되는 포드의 상부 단부로 위로 관통하여 주입된 가압 온수가 포드의 상부 단부로부터 다시 튀게 되고, 그에 따라 포드 내측의 가압 온수의 균일한 퍼짐 및 포드에 포함된 추출 재료의 모든 미소 입자를 추출하는 결과를 가져오는 것인 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 관련 기술 분야에 공지된 바와 같은 다수의 관통 수단, 즉 추출수의 진입을 위한 카트리지 상부 표면을 관통하기 위한 하나의 수단과, 추출된 액체의 유출을 위해 바닥을 관통하기 위한 다른 하나의 수단에 대한 필요성이 방지되는 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 관련 기술 분야에서 공지된 복잡한 구조(펀칭 및 주입 수단을 포함한다)의 고가의 일부 포드와 비교할 때 단순한 구조의 낮은 비용의 1인용 서빙 포드를 사용하고 따라서 본 발명의 1인용 서빙 포드는 제조하기 쉽고 비용 효율적이며 그에 따라 개발도상국의 소비자를 위해 컵당 비용을 실용적으로 만드는 것인 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립체가 전체 추출 과정 도중에 인간의 개입을 필요로 하지 않고, 추출의 완료 이후에 조립체가 사용된 포드를 유출 없이 폐기함으로 처분함을 보증하는 자동화 폐기 매카니즘을 포함하는, 위생적인, 신선한 고온 음료를 위한 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반전된 1인용 서빙 포드의 적층체를 포함하는 단순한 구성의 정적 슈트를 사용하여, 그에 따라 슈트 내 포드의 정렬을 위해 요구되는 정밀한 구성요소를 최소화하고 따라서 또한 보수 관리를 줄이는 것인 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 1인용 서빙 포드의 상부에 사용된 다공성 멤브레인과 함께 최대 250 미크론의 미세 공극을 갖는 무부식성 식용 등급 여과 디스크의 조합을 모두 사용하여, 이들이 함께 아주 작은 추출 재료의 입자가 추출 액체와 함께 분배 컵으로 흘러 나오는 것을 방지하고 그에 따라 분배된 고온 음료의 우수한 품질을 보증하는 것인, 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 추출기 서브 조립체는, 일 실시형태에서, 정렬된 원형 틈새를 통해 지지 플레이트 바로 아래로부터 공압 실린더의 피스톤 로드에 결합된 추출기 플런저를 구비한 지지 플레이트 상에 장착된 공압 실린더의 사용을 수반한다. 공압 실린더는 공기 압축기에 의해 생성되고 압축 공기 저장 탱크에 저장된 압축 공기에 의해 작동한다. 압축 공기는 공압 실린더를 작동시켜, 이는 짧은 회전 시간 내에 추출기 플런저의 상하 움직임을 초래한다. 추출기 플런저의 하향 움직임은 추출기 플런저 바로 아래에 그리고 여과 디스크 유지 플레이트 위에 배치된 1인용 서빙 포드의 하향 움직임을 가져오고, 그에 따라 추출을 위한 추출용 챔버 내에1인용 서빙 포드를 위치시킨다. 추출의 완료 이후, 추출기 플런저의 상향 움직임 중에, 사용된 1인용 서빙 포드는 여과 디스크 유지 플레이트 상에 남겨지고, 그리고 사용된 포드는 포드 이송기에 의해 추출기 서브 조립체와 나란히 유지되는 폐기함으로 밀어 넣어진다. 대안적으로 추출기 플런저를 아래로 움직이기 위한 구동 수단은 유압 실린더 또는 전자기계 선형 액츄에이터일 수 있다.

추출을 목적으로 가압 온수를 1인용 서빙 포드 안으로 흐르게 하는 간단한 구성이 또한 존재한다. 원뿔형 팁을 구비한 주입 노즐의 단일 수단이 추출기 베이스에 분리 가능하게 고정되고, 상기 원뿔형 팁은 추출기 베이스로부터 추출기 챔버 안으로 위로 돌출한다. 추출기 플런저의 하향 움직임 도중에, 그 다공성 멤브레인을 아래로 향한 채로 여과 디스크 유지 플레이트 상에 놓여지는 1인용 서빙 포드는 주입 노즐의 원뿔형 팁에 대해 눌려지고, 그 위에서 포드의 다공성 멤브레인이 관통되어 이후에 주입 노즐의 내부를 통해 흐르는 가압 온수가 추출을 목적으로 추출 재료를 포함하는 포드의 내부 안으로 주입된다. 따라서, 포드의 일 측면에서 가압 온수를 포드 안으로 진입시키기 위한 하나의 관통 수단과 그 이후에 포드의 다른 측면에서 추출된 액체를 흘러 나오도록 허용하기 위한 다른 관통 수단의 다수의 관통 수단을 채용하는 관련 기술 분야에 공지된 것에 대비하여, 주입 노즐의 단일 수단이 1인용 서빙 포드의 다공성 멤브레인을 관통함과 함께 포드의 내부로 가압 온수를 주입하는 다수의 기능을 수행한다. 주입 노즐은 1인용 서빙 포드의 상부 단부로 바로 위로 관통하고, 덧붙여 물의 진입 및 흘러 나옴이 1인용 서빙 포드의 단지 일 측면에서 이루어지며, 1인용 서빙 포드 내부에서 가압 온수의 균일한 퍼짐이 가능하게 되고, 그에 따라 1인용 서빙 포드 내에 포함된 추출 재료의 모든 미세 입자를 추출한다.

본 발명에서 사용된 추출기 서브 조립체는 추출 중에 실질적으로 기밀이고, 이는 추출 중에 향 및 다른 휘발성 화학물질의 탈출을 방지한다. 그에 따라 잔류하는 그러한 화학 물질은 추출된 액체 내에 용해되어 분배된 고온 음료의 풍미, 맛 및 향에 추가로 더해진다.

이 조립체는 인간의 개입 없이 완전 자동화 조작되고 그리고 사용된 포드를 폐기함으로 자동으로 폐기함으로써 위생을 보장한다.

조립체에서 사용된 포드 이송기는 구성면에서 신규한 것이고, 전자 프로세서 및 추출기 서브 조립체와 결부되어, 1인용 서빙 포드를 슈트로부터 추출기 서브 조립체로 어떠한 안내 채널을 갖지도 않고 이송하는 것과, 추출기 서브 조립체 내 여과 디스크 상으로 정확하게 위치시키는 것과, 그리고 폐기함으로 사용된 포드를 처분하는 것을 포함하는 다수의 기능을 수행할 수 있다. 포드 이송기의 통합 샤프트 상에 고정된 푸시 기어와 맞물린 모터 기어를 갖는 푸시 모터의 도움으로 포드 이송기는 시계 반대 방향 및 시계 방향으로 회전할 수 있다. 추출이 완료될 때까지, 시계 반대 방향 회전 중에, 포드 이송기의 전방 단부의 내측 윤곽부는 포드의 외측 윤곽부와 정렬되고, 상기 내측 윤곽부 내에서 포드를 강하게 유지하며, 추출기 서브 조립체 내 여과 디스크 상으로 포드를 이송하여 정확히 위치시키고, 그리고 시계 방향 회전에 의해 추출기 서브 조립체 및 제 1 슈트 사이의 위치로 반환한다. 다음 시계 반대 방향 회전 도중에, 포드 이송기는 사용된 포드를 폐기함으로 처분하고 이후에 만일 제 1 슈트가 비어 있지 않다면 제 1 슈트 아래의 대기/시작 위치로, 또는 달리 제 2 슈트 아래로 다시 반환된다.

이 조립체는 추출기 서브 조립체에 근접한 제 1 슈트 아래에 배치된 센서를 포함한다. 센서는 이 슈트의 1인용 서빙 포드의 활용 가능성을 검출한다. 센서가 이 슈트가 비어 있음을 검출할 때, 센서는 전자 프로세서로 신호를 부여하고, 이는 포드 이송기가 제 2 슈트 후방으로 이동하여 이 슈트로부터 포드를 추출기 서브 조립체로 이송하도록 야기한다. 제 2 슈트 아래에 배치된 센서는 이 슈트가 비어 있는 때를 감지한다. 만일 그렇다면, 센서는 전자 프로세서로 신호를 보내고, 이어서 포드 이송기가 제 1 슈트의 후방의 대기/시작 위치로 이동하도록 초래하고, 빈 슈트가 새로운 포드로 다시 재충전될 때까지 추출기 서브 조립체의 추출 과정을 중단하고 동시에 빈 슈트를 새로운 포드로 재충전하도록 조작자에게 메시지를 제공하는 전자 디스플레이 패널(도시되지 않음) 상에 조작자에 대한 신호를 전송함을 초래한다. 따라서 이들 센서의 존재는 복수의 슈트에 적층된 보다 많은 재고의 포드를 이용하여 동작하는 조립체의 성능을 강화시킨다. 이는 또한 관련 기술 분야에서 알려진 바와 같이 포드 슈트가 고정되는 베이스 플레이트의 회전을 위한 별개 모터 및 관련 매카니즘에 대한 필요성을 제거한다.

포드 내에 포함되는 추출 재료를 덮고 밀봉하기 위해 사용된 다공성 멤브레인과 함께 최대 250 미크론의 미세 공극을 갖는 무부식성 및 식용 등급 여과 디스크는 추출 과정 중에 아주 작은 추출 재료 입자가 추출 액체와 함께 분배 컵으로 흘러 나오는 것을 방지하고 따라서 훌룡한 품질의 추출 액체를 보장한다.

이 조립체는 최소의 기계적 구성요소를 사용하고 구성을 단순화한다. 그러므로 이 조립체는 신뢰성을 향상시키고, 제조하기에 용이하고 경제적이며, 상대적으로 낮은 동작 및 유지보수 비용을 갖는다. 품질과 풍미에서 일관성을 갖고 추출된 음료의 각 개별 서빙을 짧은 시간 내에 추출하기 위한 이 조립체의 성능은 이 조립체가 사무실, 기념 행사, 공공 모임 등에서 짧은 시간 내 다량의 요구를 만족시키기에 특히 유용하도록 한다. 관련 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 조립체에서 사용되는 1인용 서빙 포드는 무엇이던지 포드의 내부에 내장되는 어떠한 매카니즘도 갖지 않는 간단한 구조를 가지며, 그에 따라 1인용 서빙 포드는 낮은 비용으로 제조하기에 용이하게 되고, 따라서 분배 컵 당 비용이 또한 낮아지도록 한다. 이 조립체는 이들 포드에 배치될 수 있는 광범위한 추출/혼화 재료를 추출할 수 있다. 1인용 서빙 포드에 함유될 수도 있는 추출, 혼화 또는 기타 재료는 다음으로 임의로 한정됨 없이, 차, 커피와 같은 재료, 쟈스민 꽃과 같은 꽃 조각, 당근 및 양파와 같은 야채 조각과 같은 식물 유래 재료, 꿀과 같은 동물 유래 재료 또는 포드에 사용될 수 있는 기타 적절한 음료 분말 또는 재료를 포함한다.

본 발명은 이제 본 발명이 실시될 수도 있는 실시형태들 중 하나를 설명하도록 의도되는 도면들을 이용하여 설명될 것이다. 첨부 도면은 본 발명의 범위에 대해 제한적으로 어떠한 한정을 부여하는 것으로 의도되지 않는다. 관련 기술 분야에 숙련된 자에 의해 본 발명에서 예시되는 구성요소/서브 조립체의 원리 및 기능적 특징들을 사용하는 임의의 수정, 개조 또는 등가의 교환은 본 발명의 범위 내인 것으로 의도되며, 이는 결코 도면에 의해 도시되고 본원에 기술되는 특정 구성으로 제한되는 것으로 고려되지 않는다. 첨부 도면은 다음과 같다:
도 1은 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체의 전체 조립체를 도시한다.
도 2는 추출기 서브 조립체의 전개도를 도시한다.
도 3은 포드 이송기 서브 조립체의 전개도를 도시한다.
도 4a는 제 1 슈트 후방의 대기/시작 위치의 포드 이송기를 도시한다.
도 4b는 포드 이송기의 내측 윤곽부와 포드와의 정렬 및 추출기 서브 조립체에서 포드의 이송과 정확한 배치를 도시한다.
도 4c는 추출을 완료하기 위해 대기하는 추출기 서브 조립체와 제 1 슈트 사이의 포드 이송기를 도시한다.
도 4d는 사용된 포드가 폐기함으로 처분되는 때 사용된 포드와 정렬되는 내측 윤곽부를 구비한 포드 이송기를 도시한다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 추출 재료를 포함하는 1인용 서빙 포드의 3가지 예시적인 실시형태의 구성을 도시한다.

본 발명에 따르면, 전자 프로세서와 결부되어 자동으로 싱글 서빙 포드를 슈트로부터 추출기 서브 조립체로 이송하고, 여기서 물 가열 조립체(도시되지 않음)로부터 가압 온수가 유입됨으로써 시간 효율적인 방식으로 포드 내에 포함된 추출 재료가 추출되는, 신선한 고온 음료용 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체가 제공된다. 본 발명의 포드 이송기 서브 조립체 및 본 발명의 추출기 서브 조립체는 관련 기술 분야에 공지된 이송기 및 추출기 조립체와 비교할 때 상대적으로 적은 수의 기계적 가동 구성요소를 구비하는 신규의 단순한 구성을 갖는다. 추출기 서브 조립체의 추출 동작은 공압 실린더를 포함하는 매카니즘에 의해 수행되며, 이 공압 실린더는 전자 프로세서 및 공기 압축기와 결부되어 포드를 매우 짧은 시간 내에 추출기 챔버 안으로 아래로 누르는 추출기 플런저를 작동시켜 추출 당 필요한 회전 시간을 줄이고, 따라서 이 조립체를 사무실, 상업적 시설 등과 같은 장소에서 짧은 시간 내 다량의 요구에 부합하기에 특히 유용하게 만든다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체는 추출기 서브 조립체(100), 포드 이송기 서브 조립체(200) 및 전자 프로세서(300)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 추출기 서브 조립체(100)는 지지 플레이트(115) 상에 장착된 피스톤 로드(120)를 구비한 공압 실린더(110)를 포함하고, 상기 피스톤 로드(120)는 상기 지지 플레이트(115) 상의 치수 정렬된 원형 틈새(125)를 통해 고정되어 있다. 추출기 플런저(130)는 상기 지지 플레이트(115) 아래로부터 상기 공압 실린더(110)의 상기 피스톤 로드(120)에 결합된다. 천공된 무부식성 식용 등급 금속성 여과 디스크(135)가 여과 디스크 유지 플레이트(140) 위에 배치되고, 이는 여과 디스크 유지 플레이트(140) 및 추출기 챔버(150) 사이에 배치되는 3개의 스프링(148) 상에 놓여진다. 상기 여과 디스크(135)는 각각 최대 250 미크론의 미세 공극을 가지며, 다공성 멤브레인(530)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)과 함께 1인용 서빙 포드(160)를 덮고, 추출 재료(520)의 아주 작은 입자(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)가 추출된 음료와 함께 분배 컵(도시되지 않음) 안으로 흐르는 것을 방지한다. 여과 디스크 유지 플레이트(140)는 베이스 플레이트(220)의 치수 정렬된 틈새(149)를 통해 배치된다.

추출기 챔버(150)는 그 상부 개방 단부가 베이스 플레이트(220)의 원형 틈새(149)에 정렬되고 또한 추출기 플런저(130) 및 여과 디스크 유지 플레이트(140)와 정렬되어 베이스 플레이트(220) 바로 아래에 고정되고, 따라서 공압 실린더(110)에 의해 부여되는 피스톤 로드(120)의 상하 움직임 중에, 그 위에 배치되는 1인용 서빙 포드(160)를 구비한 여과 디스크 유지 플레이트(140)와 함께 추출기 플런저(130)는 추출기 챔버(150)의 본체 안팎으로 부드럽고, 끼워 맞춤으로 중단 없는 방식으로 움직일 수 있다. 추출기 베이스(195)는 적절한 고정 수단을 통해 추출기 챔버(150)의 바닥에 분리 가능하게 고정된다. 주입 노즐(180)은 플랜지를 통해 추출기 베이스(195) 상에 분리 가능하게 그리고 통상적으로 장착된다. 이로 인해, 임의의 시점에서, 주입 노즐(180)은 세척 또는 유지보수를 목적으로 용이하게 분리될 수 있다. 추출된 액체 유출 포트(190)가 추출된 액체가 식용 등급 재료로 제작된 분배 튜브(182)를 통해 분배 컵(도시되지 않음) 안으로 흐르도록 추출기 베이스(195)에 제공된다.

공압 실린더(110)는 연결 튜브(166)를 통해 공기 솔레노이드 밸브(165)로 연결된다. 공기 솔레노이드 밸브(165)는 이어서 연결 튜브(167)를 통해 압축 공기 저장 탱크(170)에 연결된다. 공기 압축기(175)는 공기를 압축하고 압축기에 의해 압축된 공기는 상기 압축 공기 저장 탱크(170)에 저장된다. 전자 프로세서(300)는 공기 솔레노이드 밸브(165)의 개방과 폐쇄를 제어하며, 이는 추출 과정 중에 압축 공기 저장 탱크(170)로부터 공압 실린더(110)로의 압축 공기의 움직임을 허용한다. 이러한 매카니즘은 신속한 공압 실린더(110)의 조작을 가능하게 하며, 이는 추출 과정 중에 피스톤 로드(120)를 통한 추출기 챔버(150)로의 추출기 플런저(130)의 신속한 하향 움직임 및 후속하여 추출 과정의 완료 시에 추출기 플런저(130)의 신속한 상향 움직임의 결과를 가져온다. 이러한 구성은 추출 당 추출 회전 시간을 현저하게 줄인다.

상기 주입 노즐(180)은 중공형 튜브이고, 바람직하게는 금속성이며 더욱 바람직하게는 스테인레스 강과 같은 무부식성 식용 등급 재료로 제작된다. 상기 주입 노즐(180)은, 포드(160)가 피스톤 로드(120)에 의해 부여되는 추출기 플런저(130)의 하향 움직임 도중에 주입 노즐(180)의 원뿔형 팁에 대해 가압될 때, 포드(160)의 내용물을 덮고 밀봉하는 다공성 멤브레인(530)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)을 관통하는 원뿔형 팁을 갖는다. 일단 포드(160)의 다공성 멤브레인(530)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)이 관통되면, 주입 노즐(180)의 원뿔형 팁이 그 내부를 통해 온수 서브 조립체(도시되지 않음)로부터 포드(160)의 내부로 유동하는 가압 온수를 안내하고, 그에 따라 포드(160) 내부에 포함되어 있는 추출 재료(520)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)를 추출한다. 주입 노즐(180)의 원뿔형 팁은 반전된 위치의 포드(160)의 상부 단부로 위로 관통하고, 이는 포드(160) 내부에서 가압 온수의 균일한 퍼짐의 결과를 가져오고, 그에 따라 1인용 서빙 포드(160) 내에 포함된 추출 재료(520)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)의 모든 미세 입자를 완전히 추출하는 결과를 가져온다. 주입 노즐(180)은 바람직하게는 약 4 mm의 외부 직경을 갖는다.

도 3을 참조하면, 포드 이송기 서브 조립체(200)는 그 전방 곡선 윤곽부의 중앙 부분 주변에 위치하고 그 아래로부터 고정되어 있는 통합 샤프트(215) 상에 회전 가능한 포드 이송기(210)를 포함한다. 포드 이송기(210)는 베이스 플레이트(220) 및 슈트 지지 플레이트(270) 사이의 공간 내에서, 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 상기 통합 샤프트(215) 상에서 회전 가능하다. 통합 샤프트(215)는 베이스 플레이트(220) 상에 장착된 부시(225)를 통해 베이스 플레이트(220) 아래에 위치한 푸시 기어(230)에 결합된다. 푸시 기어(230)는 푸시 모터(250)의 모터 기어(240)와 맞물린다. 이로 인해, 모터 기어(240)가 푸시 모터(250)에 의해 회전할 때, 이는 반대 방향의 푸시 기어(230)의 회전의 결과를 가져온다. 이것이 발생할 때, 이는 또한 푸시 기어(230)와 동일한 방향으로 포드 이송기(210)가 회전하는 결과를 가져온다.

추출 재료(520)(도 5a, 도 5b, 도 5c 참조)를 포함하는 1인용 서빙 포드(160)는 슈트 지지 플레이트(270)의 상부 표면 상에 결합된 수직 중공 튜브인 슈트(280) 및 슈트(290)와 같은 복수의 수직 슈트에 반전된 위치로 적층된다. 슈트(280, 290)는 슈트 지지 플레이트(270) 상에 제공되는 치수 정렬된 틈새(275, 276)로부터 수직 방향으로 위로 연장된다. 틈새(275, 276)의 치수 및 형상은 슈트(280, 290)의 내부 치수 및 형상에 대해 부합한다. 슈트(280, 290)는 상부에서 하부로 연장되는 하나 이상의 수직 슬롯(310, 320)을 가져 그 내부로 포드(160)의 적층 및 적재를 용이하게 한다. 이들 슈트(280, 290)는 각각 다공성 멤브레인(530)(도 5a, 도 5b, 도 5c)이 아래로 향하는 반전된 위치로 최대 100개의 1인용 서빙 포드(160)를 그 안에 보유하도록 구성되어 있다. 슈트(280, 290)는 또한 형상 면에서 다양할 수 있는 포드(160)의 형상에 부합하는 상이한 형상을 가질 수도 있다(도 5a, 도 5b, 도 5c에 도시된 바와 같다). 예를 들면, 포드(160)가 사각 형상인 대신에 원형일 때, 슈트(280, 290)는 사각 단면 대신에 원형 단면을 가질 수도 있다. 1인용 서빙 포드(160)는 슈트(280, 290)를 통해 부드럽게 아래로 움직일 수 있고, 또한 정렬된 틈새(275, 276)를 통해 그로부터 이들 포드는 포드 이송기(210)에 의해 추출기 서브 조립체(100)로 이송되고 배치된다.

센서(295)가 베이스 플레이트(220) 상에 그리고 슈트(280) 바로 아래에 결합되고, 이는 이 슈트(280)가 비어 있는 때, 즉 어떠한 포드(160)도 그 안에 남아 있지 않을 때 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 제공한다. 센서(295)가 슈트(280)가 비어 있음을 감지할 때, 센서(295)는 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 보내고, 이어서 푸시 모터(250)를 활성화시켜 포드 이송기(210)가 시계 방향으로 회전하도록 야기하고, 이는 내측 윤곽부가 제한 스위치(340)를 활성화할 때까지 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 슈트(290) 후방의 위치로의 움직임을 야기하고, 제한 스위치(340)는 푸시 모터(250)를 비활성화 시킴으로써 포드 이송기(210)의 더 이상의 회전 움직임을 멈추도록 하는 신호를 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 전송한다.

센서(296)가 베이스 플레이트(220) 아래에 그리고 슈트(290) 바로 아래에 결합되고, 이는 이 슈트(290)가 비어 있는 때, 즉 어떠한 포드(160)도 그 안에 남아 있지 않을 때 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 제공한다. 센서(296)가 슈트(290)가 비어 있음을 감지할 때, 센서(296)는 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 전송하고, 이어서 푸시 모터(250)를 활성화하여 포드 이송기(210)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 야기한다. 이는 포드 이송기가 제한 스위치(380)를 활성화시킬 때까지 슈트(280) 후방의 위치로 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330) 회전 움직임의 결과로 나타나고, 제한 스위치는 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 전송하고, 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 중단함으로써 포드 이송기(210)의 더 이상의 회전 움직임을 멈춘다. 동시에, 전자 프로세서(300)(도 1 참조)는 또한 [빈 슈트(280, 290)가 새로운 포드(160)로 재충전될 때까지] 공기 솔레노이드 밸브(165)(도 1 참조)로의 전원 공급을 차단함으로써 추출기 서브 조립체(100)의 추출 과정을 정지시킨다. 전자 프로세서는 또한 전자 디스플레이 패널(도시되지 않음)로 신호를 전송하여 조작자에게 빈 슈트(280, 290)를 새로운 포드(160)로 재충전하라는 메시지를 제공한다. 따라서 센서(296)는 슈트(280) 및 슈트(290)가 모두 비었을 때 조립체 내에서 추출을 방지한다. 센서(295, 296)는 기기가 복수의 슈트(280, 290) 내에 적층된 많은 수의 포드(160)를 이용하여 짧은 시간 내에 다량의 요구에 부합하도록 작동하는 성능을 증가시킨다.

비록 도면이 치수 정렬된 틈새(275, 276)에 걸쳐 슈트 지지 플레이트(270)에 결합된 2개의 슈트(280, 290)를 갖는 본 발명의 일 실시형태를 도시하고 있지만, 슈트 지지 플레이트(270), 포드 이송기(210) 및 관련 구성요소를 적절하게 수정함으로써 포드(160)의 형상에 부합하는 더 많은 수의 그러한 슈트(280, 290)가 슈트 지지 플레이트(270)에 제공되어 부착될 수 있다.

푸시 모터(250)는 적절한 고정 수단을 통해 모터 플레이트(260) 상에 장착되고 그리고 모터 플레이트(260)는 4개의 볼트(251, 251, 251, 251)와 같은 고정 수단에 의해 베이스 플레이트(220)의 바로 아래에 고정된다. 포드 이송기(210)는 베이스 플레이트(220) 및 슈트 지지 플레이트(270) 사이의 공간 내에서, 수평 평면에서 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 중단되지 않는 회전이 가능한 곡선 윤곽부를 갖는다. 포드 이송기(210)의 전방 단부는 내측 윤곽부(330)를 가지며, 이는 포드(160)의 외측 윤곽부와 정렬한다. 이로 인하여, 포드 이송기(210)의 전방 단부가 시계 반대 방향 회전 중에 포드(160)와 접촉하게 될 때, 전방 단부는 포드(160)와 정렬되고, 포드(160)를 내측 윤곽부(330) 내에서 강하게 보유하고, 그리고 어떠한 안내 채널도 없이 포드(160)를 슈트(280 또는 290)로부터 추출기 서브 조립체(100)로 이송한다. 그 후에, 포드 이송기(210)는 추출기 서브 조립체(100) 내 여과 디스크 유지 플레이트(140) 상에 배치된 여과 디스크(135) 위로 포드(160)를 정확하게 위치시킨다. 추출기 서브 조립체(100) 내 포드(160)의 정확한 배치는 이하에서 기술되는 바와 같은 제한 스위치(350)에 의해 가능하게 된다.

포드 이송기 서브 조립체(200)는 활성화될 때 전자 프로세서(300)(도 1 참조)로 신호를 부여하고 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 중단함으로써 포드 이송기(210)의 시계 방향 또는 시계 반대 방향 회전 움직임을 특정 위치에서 멈추는, 다수의 제한 스위치(340, 350, 360, 370, 380)를 포함한다. 제한 스위치(350)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 추출기 서브 조립체(100)에서 여과 디스크(135) 위로 포드(160)의 정확한 배치 이후에 포드 이송기(210)의 추가의 시계 반대 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다. 제한 스위치(360)는 도 4c에 도시된 바와 같이, 포드(160) 내에 함유된 추출 재료(520)(도 5a, 도 5b, 도 5c)의 추출이 완료될 때까지 슈트(280) 및 추출기 서브 조립체(100) 사이의 한 위치에서 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다. 제한 스위치(370)는 (도 4d에 도시된 바와 같이) 사용된 포드(160)가 추출기 서브 조립체(100)의 측면으로 배치되는 폐기함(196)으로 포드 이송기(210)에 의해 폐기된 이후에, 포드 이송기(210)의 제 2 시계 반대 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다. 제한 스위치(380)는 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)가 슈트(280) 뒤에 도달할 때 포드 이송기(210)의 제 2 시계 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다(도 4a에 도시된 바와 같다). 제한 스위치(340)는 센서(295)에 의해 슈트(280)가 비어 있는 것을 감지할 때 슈트(290) 후방의 한 위치에서 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다. 제한 스위치(380)는 센서(296)에 의해 슈트(290)가 비어 있는 것을 감지할 때 (도 4a에 도시된 바와 같이) 슈트(280) 후방의 그 대기/시작 위치로 포드 이송기가 도달한 이후에, 포드 이송기(210)의 시계 반대 방향 회전을 멈추는 것을 가능하게 한다.

도 5a, 도 5b 도 5c를 참조하면, 포드(160)는 실질적으로 강체의 식용 등급 재료로 제작된 용기(510)이며, 추출 재료(520)를 포함하고, 용기(510)의 개방 측면은 여과지와 같은 식용 등급 다공성 멤브레인(530)으로 덮여 밀봉되어 있다. 식용 등급 다공성 멤브레인(530)에 의한 포드(160)에 포함되어 있는 추출 재료(520)의 밀봉은 포드(160) 내측의 추출 재료(520)를 위생적인 방식으로 유지한다. 포드(160)의 추출 재료(520)는 추출 재료(520)의 특성에 따라 최대 20 그램, 바람직하게는 0.1 내지 12 그램 범위의 미리 결정된 양이다.

포드(160)는 도 5a, 도 5b, 도 5c에 도시된 바와 같은 다양한 실시형태를 가질 수도 있다는 점에 유의한다. 포드(160)의 내용물은, 피스톤 로드(120)(도 2 참조)에 의해 부여되는 추출기 플런저(130)(도 2 참조)의 하향 움직임 중에 포드(160)가 주입 노즐에 대해 가압될 때, 주입 노즐(180)(도 2 참조)의 원뿔형 팁에 의해 관통될 수 있는 임의의 다공성 멤브레인(530)에 의해 밀봉될 수도 있다. 슈트(280, 290)(도 1 참조)는 또한 포드(160)의 형상과 치수에 부합하는 형상과 치수를 필요로 하며, 따라서 포드(160)는 다공성 멤브레인(530)이 아래로 향하는 반전된 위치로 그리고 하나의 포드(160)가 다른 하나의 포드 위로 적층되면서 슈트 안에 적층될 수 있다.

작업

기기가 작동을 시작하면서, 조작자는 포드(160)의 다공성 멤브레인(530)을 아래로 향하고 포드(160)가 서로 적층된 채로 슈트(280, 290) 안에 포드(160)를 적재한다. 슈트(280)에 제공된 수직 슬롯(310) 및 슈트(290)에 제공된 수직 슬롯(320)은 조작자가 슈트(280, 290) 내에 정확한 배치로 포드들(160)을 적재하고 적층하는 것을 돕는다. 이러한 포드 적재 작업 중에, 포드 이송기(210)는 도 4a에 도시된 바와 같이 슈트(280) 후방의 포드 이송기의 대기 또는 시작 위치에 그 내측 윤곽부(330)를 구비하여 위치한다. 슈트(280)에 포드(160)를 적재하는 중에, 그 안에 포함된 최하부의 포드(160)는 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 바로 전방에서 내측 윤곽부에 정렬되어 베이스 플레이트(220) 상에 놓여진다. 슈트(290)에 포드(160)를 적재하는 중에, 그 안에 포함된 최하부의 포드(160)는 포드 이송기(210)의 상부 표면 위에 놓여진다.

조립체의 작동 중에, 전자 프로세서(300)는 센서(295)로 신호를 전송하여 슈트(280) 내 포드(160)의 재고를 확인한다. 전술한 적재 과정에 의해, 슈트(280)가 비어있지 않고, 즉 포드(160)가 이 슈트(280)에서 활용 가능한 경우에, 센서(295)는 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하고, 이어서 푸시 모터(250)를 활성화하도록 신호를 전송하고, 이는 이어서 도 4b에 도시된 바와 같이, 포드(210)가 슈트(280)로부터 이송되어 여과 디스크(135) 위로 정확히 위치할 때까지 포드 이송기(210)를 시계 반대 방향으로 회전하도록 야기한다. 바로 이 때에, 제한 스위치(350)가 활성화되고 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하며, 이는 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 차단하고, 그에 따라 포드 이송기(210)의 더 이상의 시계 반대 방향 회전을 멈춘다. 그 후에, 전자 프로세서(300)는 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전을 활성화시키는 신호를 푸시 모터(250)로 제공하며, 따라서 추출을 위해 추출기 플런저(130)가 추출기 챔버(150)로 하강할 때 포드 이송기(210)는 추출기 플런저(130)로부터 멀어지도록 움직인다. 제한 스위치(360)는 도 4c에 도시된 것처럼, 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)가 슈트(280) 및 추출기 서브 조립체(100) 사이의 위치에 도달할 때 활성화되어, 그 후 신호를 전자 프로세서(300)로 전송하며, 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 차단하고, 그에 따라 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전을 멈춘다.

다른 한편으로, 만일 센서(295)가 재고 없음 신호를 전자 프로세서(300)로 반환한다면, 전자 프로세서(300)는 푸시 모터(250)를 활성화시키는 신호를 전송하며, 이어서 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)가 슈트(290) 후방의 위치에 도달할 때까지 시계 방향으로 포드 이송기(210)를 회전시킨다. 포드 이송기(210)의 이 위치에서, 제한 스위치(340)가 활성화되고 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하며, 이어서 푸시 모터(250)를 멈추고, 그에 따라 이 위치에서 포드 이송기(210)가 멈춘다. 이 때, 만일 포드(160)가 슈트(290) 내에서 활용 가능하다면, 지금까지 포드 이송기(210)의 상부 표면 상에 놓여져 슈트(290) 내 위치에서 보유되고 있던, 슈트(290) 내에 포함된 포드(160)는 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 바로 전방에서 윤곽부와 정렬하여 베이스 플레이트(220) 상으로 낙하한다. 포드 이송기(210)의 이러한 위치에서, 전자 프로세서(300)는 센서(296)로 신호를 전송하여 슈트(290) 내 포드(160)의 재고를 확인한다. 만일 센서(296)가 상기 슈트(290) 내 최하단의 포드(160)가 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 바로 앞에서 윤곽부와 정렬되어 베이스 플레이트(220) 위에 놓여진 상태로 슈트(290) 내 포드(160)의 존재를 감지한다면, 센서(296)는 푸시 모터(250)를 활성화시키는 신호를 전자 프로세서(300)로 전송하고, 이어서 포드 이송기(210)는 포드(160)가 슈트(290) 아래의 위치로부터 도 4b에 도시된 것처럼 추출기 서브 조립체(100)의 여과 디스크(135) 위에 정확히 놓일 때까지 시계 반대 방향으로 회전한다. 이 위치에서, 제한 스위치(350)는 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하고, 이어서 포드 이송기(210)의 추가의 회전 움직임이 멈춘다. 그 후에, 전자 프로세서(300)는 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전을 활성화시키는 신호를 푸시 모터(250)로 제공하며, 따라서 추출을 위해 추출기 플런저(130)가 추출기 챔버(150)로 하강할 때 포드 이송기(210)는 추출기 플런저(130)로부터 멀어지도록 움직인다. 도 4c에 도시된 것처럼, 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)가 슈트(280) 및 추출기 서브 조립체(100) 사이의 위치에 도달할 때, 제한 스위치(360)는 신호를 전자 프로세서(300)로 전송하며, 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 차단하며, 그에 따라 포드 이송기(210)의 추가의 시계 방향 회전을 멈춘다.

만일 센서(296)가 슈트(290)가 비어 있음을 감지한다면, 센서(296)는 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하고, 이어서 푸시 모터(250)를 활성화하여 포드 이송기(210)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 야기한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 이는 포드 이송기가 제한 스위치(380)를 활성화시킬 때까지 슈트(280) 후방의 위치로 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 회전 움직임의 결과로 나타나고, 제한 스위치는 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하고, 포드 이송기(210)의 더 이상의 회전 움직임을 멈춘다. 동시에, 전자 프로세서(300)는 또한 공기 솔레노이드 밸브(165)로의 전원 공급을 차단함으로써 조작자에 의해 빈 슈트(280, 290)를 새로운 포드(160)로 재충전할 때까지 추출기 서브 조립체(100)에서 추출 과정을 중단하며, 그리고 또한 슈트(280, 290)를 포드(160)로 채우도록 하는 메시지를 조작자에게 제공하기 위해 전자 디스플레이 패널(도시되지 않음)로 신호를 전송한다. 따라서 센서(296)는 슈트(280) 및 슈트(290)가 모두 비었을 때 조립체 내에서 추출을 방지한다.

슈트(280, 290) 중 어느 하나로부터 포드(160)를 자동으로 이송하고 이후 추출기 서브 조립체(100) 내의 여과 디스크(135) 상에 포드(160)를 위치시키자마자, 이후 전자 프로세서(300)는 공기 솔레노이드 밸브(165)를 활성화시키도록 신호를 보낸다. 이는 압축 공기 저장 탱크(170)로부터 압축 공기를 연결 튜브(167)를 관통하고 또한 연결 튜브(166)를 관통하여 공압 실린더(110)로 보내는 것을 허용한다. 따라서 공압 실린더(110)로 진입하는 압축 공기는 피스톤 로드(120)를 아랫 방향으로 누르고, 이는 이어서 추출기 플런저(130)를 추출기 챔버(150)로 하강시킨다. 추출기 플런저(130) 바로 아래에 그리고 여과 디스크 유지 플레이트(140) 위에 있는 포드(160)는 그에 따라 추출기 플런저(130)와 함께 추출기 챔버(150) 안으로 아래로 움직이고, 그에 따라 반전된 포드(160)의 다공성 멤브레인(530)이 주입 노즐(180)의 원뿔형 팁에 대해 가압되며, 이는 포드(160)의 다공성 멤브레인(530)이 관통되는 결과로 나타난다. 이후에, 전자 프로세서(300)는 물 가열 서브 조립체(도시되지 않음)의 유출 솔레노이드 밸브(도시되지 않음)를 활성화시키고, 이는 물 가열 서브 조립체(도시되지 않음)의 가압 온수가 연결 튜브(181)를 통해 이동하여 주입 노즐(180)의 내부를 통해 추출기 챔버(150) 내 포드(160)로 진입하는 것을 허용한다. 주입 노즐(180)의 원뿔형 팁은 반전된 포드(160)의 상부로 위로 곧장 관통하며, 그에 따라 포드의 상부 단부로부터 가압 온수가 다시 튀어 포드(160) 내에서 가압 온수가 균일하게 퍼지는 것을 가능하게 한다. 그에 따라 주입 노즐(180)을 통해 포드(160) 안으로 주입된 가압 온수는 포드(160) 내에 포함되어 있는 추출 재료(520)를 추출하고, 추출된 액체는 포드(160)의 다공성 멤브레인(530) 및 여과 디스크(135)에 의해 여과되며, 그 이후 분배 튜브(182)를 통해 분배 컵(도시되지 않음)으로 흐른다. 추출에 필요한 특정 시간이 완료된 이후에, 전자 프로세서(300)는 유출 솔레노이드 밸브(도시되지 않음)로 신호를 보내어 폐쇄하고, 그에 따라 주입 노즐(180)로의 가압 온수의 공급을 차단한다.

추출에 필요한 특정 시간이 완료된 이후에, 전자 프로세서(300)는 이후에 공기 솔레노이드 밸브(165)를 비활성화시키고, 이는 공압 실린더(110) 내부의 압축 공기가 방출되는 것을 허용하며, 그에 따라 피스톤 로드(120)가 추출기 플런저(130)와 함께 위로 이동한다. 추출기 플런저(130)의 이러한 상향 움직임과 동시에, 여과 디스크 유지 플레이트(140)가 여과 디스크(135) 상에 사용된 포드(160)를 놓아둔 채로 추출 공정 이전의 플레이트의 초기 대기 위치로 복귀할 때까지 여과 디스크(135) 및 상기 여과 디스크(135) 상에 놓여진 사용된 포드(160)와 함께 여과 디스크 유지 플레이트(140)가 동시에 위로 움직인다. 이후에 전자 프로세서(300)는 푸시 모터(250)를 활성화시키고 따라서 사용된 포드(160)를 여과 디스크(135) 위로부터 추출기 서브 조립체(100)에 인접하여 배치되는 폐기함(196)을 향해 밀어내는 시계 반대 방향으로 포드 이송기(210)의 회전 움직임을 야기한다. (도 4d에 도시된 바와 같이) 사용된 포드(160)가 폐기함(196) 안으로 떨어질 때 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)의 정확한 위치에서, 제한 스위치(370)가 활성화되어 전자 프로세서(300)로 신호를 전송하고, 이는 이어서 푸시 모터(250)로의 전원 공급을 차단함으로써 포드 이송기(210)의 추가의 시계 반대 방향 회전을 멈춘다. 이후에, 전자 프로세서(300)는 푸시 모터(250)를 활성화시켜 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전 움직임을 야기한다. 이러한 포드 이송기(210)의 시계 방향 회전 움직임은 포드 이송기(210)의 내측 윤곽부(330)가 도 4a에 도시된 바와 같이 슈트(280) 후방의 그 대기/시작 위치에 도달하는 때에 제한 스위치(380)에 의해 멈추어진다.

본 발명의 신선한 고온 음료용 자동 포드 이송기 및 추출 서브 조립체는 관련 기술 분야에 숙련된 자에 의해 수정, 개조 및 등가물로 변경되기 쉽다. 본 발명에 의해 지시된 바와 같은 기타 구성요소/서브 조립체의 원리 및 기능적 특징은 관련 기술에 숙련된 자에 의해 그러한 개조, 수정 및 등가의 변경을 함으로써 수 많은 다양한 실시형태에서 사용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그러한 변형 실시형태는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도되며, 이는 다음의 청구범위 하에서 더욱 상세하게 규정된다.

100: 추출기 서브 조립체 110: 공압 실린더
115: 지지 플레이트 120: 피스톤 로드
125: 원형 틈새 130: 추출기 플런저
135: 여과 디스크 140: 여과 디스크 유지 플레이트
148: 스프링 149: 틈새
150: 추출기 챔버 160: 1인용 서빙 포드
165: 공기 솔레노이드 밸브 170: 압축 공기 저장 탱크
180: 주입 노즐 182: 분배 튜브
190: 액체 유출 포트 195: 추출기 베이스
200: 포드 이송기 서브 조립체 210: 포드 이송기
215: 통합 샤프트 220: 베이스 플레이트
225: 부시 230: 푸시 기어
240: 모터 기어 250: 푸시 모터
251: 볼트 260: 모터 플레이트
270: 슈트 지지 플레이트 280, 290: 슈트
295, 296: 센서 300: 전자 프로세서
310, 320: 수직 슬롯
340, 350, 360, 370, 380: 제한 스위치
520: 추출 재료
530: 다공성 멤브레인

Claims (16)

1. 신선한 고온 음료를 위한 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체로서,
   (a) 포드 이송기 서브 조립체(200)로서,
   베이스 플레이트(220) 및 슈트 지지 플레이트(270) 사이의 공간 내에서 통합 샤프트(215) 위 수평 평면에서 회전 가능한 포드 이송기(210)와,
   상기 포드 이송기로 진동 회전 움직임을 부여하는 구동 수단, 및
   상기 슈트 지지 플레이트 위에서 틈새(275, 276)와 수직으로 정렬되어 결합되는 복수의 슈트(280, 290)를 포함하고,
   상기 포드 이송기는 자신의 진동 회전 움직임에 의해 1인용 서빙 포드(160)를 상기 슈트로부터 추출기 서브 조립체(100)의 여과 디스크 유지 플레이트(140) 상의 여과 디스크(135)로 이송하도록, 그리고 추출 이후에 사용된 1인용 서빙 포드를 폐기함(196)으로 폐기하도록 구성되는 것인 포드 이송기 서브 조립체(200);
   (b) 추출기 서브 조립체(100)로서,
   상부 단부에 상기 여과 디스크 유지 플레이트를 갖고 하부 단부에 액체 유출 포트(190)를 갖는 추출기 베이스(195)를 갖는 추출기 챔버(150)로서, 상기 여과 디스크 유지 플레이트는 상기 베이스 플레이트의 정렬된 틈새(149)를 통해 복수의 스프링(148) 상에 장착되어 상기 추출기 챔버의 본체 안으로 상하로 중단 없이 움직일 수 있으며, 상기 여과 디스크 유지 플레이트는 상기 여과 디스크와 정렬된 틈새(147)를 더 구비하는 것인 추출기 챔버(150)와,
   하향 구동하기 위한 수단에 결합되고 그에 따라 상기 여과 디스크 상에 유지되는 상기 1인용 서빙 포드를 상기 추출기 챔버의 본체 안으로 아래로 움직이는 추출기 플런저(130), 및
   상기 추출기 베이스 상에 분리 가능하게 장착되고, 하부 표면을 통해 위로 그리고 그 본체 안으로 돌출하는 주입 노즐(180)로서, 상기 주입 노즐은 연결 튜브(181)에 의해 물 가열 시스템의 보일러 탱크에 연결되어 있고 상기 추출기 플런저의 하향 움직임에 따라 상기 1인용 서빙 포드의 다공성 멤브레인(530)을 관통할 수 있는 것인 주입 노즐(180)을 포함하는 것인 추출기 서브 조립체(100); 및
   (c) 전자 프로세서(300)
   를 포함하는 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 슈트(280, 290)는 상기 슈트 각각의 상부에서 하부까지 연장하는 적어도 하나의 수직 슬롯(310, 320)을 갖는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 포드 이송기로 진동 회전 움직임을 부여하기 위한 상기 구동 수단은 푸시 기어(230)와 맞물리는 모터 기어(240)가 마련되는 푸시 모터(250)를 포함하고, 상기 푸시 모터는 고정 수단(251, 251, 251, 251)에 의해 상기 베이스 플레이트 아래에 고정되는 모터 플레이트(260) 아래에 고정되며 상기 푸시 기어는 상기 베이스 플레이트 아래에 마련되어 상기 베이스 플레이트 상의 정렬된 부시(225)를 통해 상기 통합 샤프트 상에 결합되는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 추출기 플런저를 아래로 가압하는 상기 추출기 서브 조립체의 상기 수단은 공압 실린더(110), 유압 실린더 및 전자기계학적 선형 액츄에이터로부터 선택되는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트 아래에 그리고 슈트(280, 290) 바로 아래에 마련되는 센서(295, 296)를 포함하고, 상기 센서는 각각 상기 슈트가 비어 있을 때를 검출하여 상기 전자 프로세서로 신호를 전달하는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
6. 제 3 항에 있어서, 활성화될 때, 상기 포드 이송기가 진동 회전 움직임 중에 특정 위치에 있는 때에 상기 푸시 모터로의 전원 공급을 차단하도록 하는 신호를 상기 전자 프로세서로 전달하는 제한 스위치(340, 350, 360, 370, 380)를 포함하는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 1인용 서빙 포드는 추출 재료(520)가 수용되고 식용 등급 다공성 멤브레인(530)으로 밀봉되어 있는 식용 등급 용기(510)를 포함하고, 상기 추출 재료는 차, 커피, 꽃 조각(pieces), 야채 조각(pieces) 또는 꿀을 포함하는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 1인용 서빙 포드의 형상 및 둘레는 슈트(280, 290)의 형상 및 내부 둘레와 부합하는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 여과 디스크(135)는 각각 최대 250 미크론의 미세 공극을 갖는, 식용 등급 무부식성 재료로 제작되는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 주입 노즐은 4 mm의 외부 직경을 갖고 상기 다공성 멤브레인이 아래로 향한 반전된 위치에서 상기 슈트 내에 유지되는 상기 1인용 서빙 포드의 상부 단부까지 위로 관통할 수 있는 것인 자동 포드 이송기 및 추출기 조립체.
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