KR20150102110A - 온수 작동 에스프레소 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시키는 장치에 관한 것이다. 챔버의 일부분을 통해 피스톤에 액튜에이터가 압력을 가해 압축 온수를 간커피에 통과시킨다. 액튜에이터는 형상기억요소를 갖고, 형상기억요소의 온도가 전이온도 이상으로 상승되면 형상기억요소가 상변화를 겪어 스프링 기능을 하여, 피스톤에 압력을 가한다. 유로의 일부를 이루는 유체안내요소는 챔버의 대부분이 채워질 때까지는 온수가 형상기억요소에 닿지 않도록 한다. 온수가 챔버를 채운 뒤에는 형상기억요소를 전이온도 이상으로 가열한다.

Description

온수 작동 에스프레소 머신{HOT-WATER-ACTUATED ESPRESSO MACHINE}

본 발명은 커피머신에 관한 것으로, 구체적으로는 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시키는 장치에 관한 것이다.

온도 90~94℃의 정수를 9~10 대기압으로 7~9 그램의 커피에 통과시켜 22~28초간 끓여 25~30cc의 에스프레소 커피를 만드는 것이 최적의 에스프레소 커피 제조 조건이다. 이런 조건의 기존의 커피메이커들은 가격이 비싸고 크기가 큰 것이 보통이지만, 좀더 저렴한 다른 많은 커피메이커들은 위에서 언급한 범위의 압력을 만들지 못한다.

본 출원인의 국제공개 WO2011/153272에 소개된 커피메이커에서는 형상기억합금 액튜에이터가 가열되어 상변화를 겪어 형상이 변하면서 피스톤에 힘을 가해 원하는 범위의 압력을 만들도록 한다. 본 발명은 이 출원의 내용을 참조한다.

'272 공개 발명에서는, 빌트인 히터나 스토브를 이용해 커피메이커 내부의 물을 가열한다.

본 발명은 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시켜 커피를 만드는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시켜 커피(음료)를 만드는 장치에 관한 것이다.

이 장치는, ⒜ 온수가 들어가는 챔버; ⒝ 챔버와 협력해 온수에 압력을 가하는 피스톤; ⒞ 압력을 받은 온수가 간커피를 통과하도록 상기 챔버의 적어도 일부분을 통해 피스톤에 힘을 가하며, 형상기억합금으로 이루어진 적어도 하나의 형상기억요소를 포함하는 액튜에이터로서, 형상기억요소의 온도가 전이온도보다 높아지면 형상기억요소가 상변화되어 피스톤에 힘을 가하는 스프링 기능을 하는 액튜에이터; 및 ⒟ 미압축 온수를 상기 챔버에 유입시키는 유로의 일부분을 형성하는 적어도 하나의 유체안내요소로서, 상기 챔버의 대부분이 온수로 채워질 때까지는 온수가 형상기억요소에 닿지 않도록 차단하는 유체안내요소를 포함한다.

액튜에이터는 챔버에 밀봉 연결된 하우징을 더 포함하여, 챔버가 채워진 뒤에도 온수의 유입이 계속되면 형상기억요소의 적어도 일부가 온수에 잠길 때까지 하우징내의 수위가 높아지도록 할 수 있다.

또, 챔버의 단부에 연결된 선택적 개방형 간커피 수납실이 제공되고, 간커피 수납실은 압축된 온수가 들어갈 수 있도록 챔버와 통할 수 있다.

또, 장치가 작동된 후 형상기억요소가 전이온도 밑으로 냉각되고 간커피 수납실이 개방되었을 때 상기 챔버에 압입되어 형상기억요소를 초기 형태로 되돌리는 크기와 형상의 플런저가 제공될 수 있다.

또, 형상기억요소가 나선형 스프링 형태이고, 상변화 이전의 형상기억요소의 초기 형태에서 나선형 스프링 형태가 축방향으로 압축되며, 상기 유체안내요소가 축방향으로 압축된 나선형 스프링 형태 내부를 지나는 유로의 적어도 일부를 형성할 수도 있다.

또, 피스톤의 몸체에 상기 유체안내요소가 형성되고, 이 유체안내요소는 상기 유로의 적어도 일부를 둘러싸는 벽으로 구현될 수 있다. 이 경우, 피스톤이 챔버의 원통형 표면과 밀봉되게 미끄럼 접촉하는 밀봉부를 갖고, 피스톤의 몸체를 통과하는 상기 유로가 상기 밀봉부에 인접한 적어도 하나의 구멍까지 이어질 수 있다.

또, 챔버의 일부가 원통형 벽으로 이루어지고, 피스톤이 챔버의 원통형 벽에 맞닿아 미끄러지며, 원통형 벽의 일부분에 적어도 하나의 우회 유로가 배치되어, 피스톤이 초기 위치에서 원통형 벽에 맞물렸을 때 상기 우회 유로는 온수가 피스톤을 우회하여 챔버로 들어가도록 하는 유로의 일부분을 형성할 수도 있다.

또, 피스톤과 액튜에이터의 하우징에 관련된 탄성 잠금기구를 제공하고, 탄성 잠금기구는 액튜에이터에 의한 힘이 소정 임계 힘을 넘을 때까지는 챔버에 대한 피스톤의 이동을 방지하도록 할 수도 있다.

또, 탄성 잠금기구가 돌출부에 인접한 탄성요소를 포함하여, 탄성요소가 돌출부를 통과하기에 충분히 변형될 때까지는 챔버에 대한 피스톤의 이동이 차단되도록 할 수도 있다. 이 경우, 탄성 잠금기구가 적어도 하나의 스프링장착 베어링 어셈블리를 포함할 수 있다.

또, 피스톤 및 액튜에이터의 하우징과 맞물려 챔버에 대한 피스톤의 이동을 차단하는 잠금핀을 제공하고, 잠금핀이 움직여 피스톤 및 하우징 중의 하나와의 결합이 풀리면 챔버에 대한 피스톤의 이동이 허용되도록 할 수도 있다. 이 경우, 잠금핀과 관련된 형상기억합금 트리거요소를 더 제공하고, 이 트리거요소는 주어진 트리거 온도보다 높아졌을 때 잠금핀을 움직이도록 할 수 있다.

도 1은 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시키는 본 발명의 장치의 사시도;
도 2A는 피스톤이 대기상태에 있을 때의 도 1의 장치의 절단사시도;
도 2B~C는 도 2A와 비슷하지만 피스톤의 동작 단계들을 보여주는 절단사시도;
도 3A~B는 도 2A~B의 Ⅲ 부분의 확대도;
도 4A~C는 피스톤의 대기상태와 작동상태를 보여주는 본 발명의 다른 장치의 사시도;
도 5는 우회 유로를 q여주는 도 4A의 장치의 절단상태의 확대도;
도 6A~B는 마지막 사용단계와 사용후 리셋 단계를 보여주는 도 4A의 장치의 사시도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 장치의 절단사시도;
도 8은 깔때기를 채택한 본 발명의 다른 장치의 단면도;
도 9는 볼플런저를 채택한 본 발명의 또다른 장치의 절단사시도;
도 10A~B는 피스톤이 초기상태와 잠금해제 상태에 있는 도 9의 X 부분의 확대도;
도 11은 다른 볼플런저 잠금요소를 채택한 본 발명의 다른 장치의 절단사시도;
도 12A~B는 피스톤이 초기상태와 잠금해제 상태에 있는 도 11의 XⅡ 부분의 확대도;
도 13은 탄성 잠금기구를 채택한 본 발명의 또다른 장치의 절단사시도;
도 14는 도 13의 XⅣ 부분의 확대도;
도 15A~B는 피스톤의 각 단계를 보여주는 도 14와 비슷한 사시도;
도 16은 다른 잠금기구를 채택한 본 발명의 다른 장치의 절단사시도;
도 17A~C는 잠금핀의 잠금상태, 피스톤 이동 전의 잠금 해제상태 및 피스톤의 후속 위치를 각각 보여주는 도 16의 부분학대도;
도 18A~C는 체크밸브를 채택하여 제1 충전상태, 제2 충전상태 및 피스톤의 마지막 이동상태를 보여주는 본 발명의 또다른 장치의 절단사시도.

본 발명은 압축되지 않은(미압축) 온수를 받아 압축시킨 다음 갈려진 커피를 통과시켜 커피(음료)를 만드는 장치와 그 방법에 관한 것이다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1~3B에 도시된 본 발명의 장치(10)는 미압축 온수를 받아 (갈려진 커피를 통과하는) 압축된 온수를 생성하는 장치로서, 온수를 받는 챔버(12), 챔버(12)와 협력해 온수에 압력을 가하는 피스톤(14), 및 피스톤(14)에 히을가하는 액튜에이터를 포함하고, 피스톤은 액튜에이터에 의해 챔버(12)를 이동하면서 압축된 온수를 인접 간커피 수납실(18)의 간커피에 통과시킨다.

액튜에이터는 형상기억합금으로 된 형상기억 요소(20)를 하나 이상 포함하는데, 형상기억 요소(20)의 온도가 전이온도보다 높아지면 이 요소가 상변화를 겪으면서 나선형 스프링처럼 변하여 피스톤(14)에 힘을 가하게 된다.

미압축 온수를 챔버(12)에 보내기 위한 유로의 일부를 형성하는 유체안내요소(22)는 챔버(12) 대부분이 채워질 때까지는 형상기억 요소에 유체가 닿지 않도록 차단한다. 이때문에 챔버가 온수로 채워진 다음에야 형상기억 요소가 전이온도 이상으로 가열된다.

본 발명은 많은 장점을 갖는데, 특히 유체안내요소(22)로 인해 챔버(12)에 온수를 올바른 순서로 유입한 다음, 형상기억 요소(20)의 온도를 상변화를 일으킬 정도로 충분히 높일 수 있기 때문에, 비등점 부근의 미압축수로 챔버를 채운 다음에, 액튜에이터에 의해 원하는 압력의 온수를 간커피에 통과시켜 에스프레서 타입의 커피를 만들 수 있다. 이하 본 발명의 장점에 대해 더 자세히 설명한다.

액튜에이터의 하우징(16)이 챔버(12)와 밀봉 연결되므로, 챔버(12)가 채워진 뒤 온수가 계속 유입되면 하우징내의 수위가 상승하여 형상기억요소의 적어도 일부가 온수에 잠기게 된다. 형상기억요소(20)에 접촉하지 않은 온수로부터의 대류열이나 증기에 의해 형상기억요소의 가열이 이루어지는 것이 보통이지만, 형상기억요소를 온수에 잠기게 하면 형상기억요소를 더 빠르고 확실하게 가열할 수 있어 바람직하다.

유체안내요소(22)는 하우징(16)과 일체인 배플 형태를 취하면서, 충전공(24)부터 인접 피스톤(14)까지의 유로를 형성한다. 도 2A~B에 도시된 것처럼, 피스톤(14)은 초기에 챔버(12)의 내부공간부다 약간 높이 위치하여, 피스톤(14)을 우회하여 챔버(12)를 온수로 채우기위한 유로(도 3A에 화살표로 표시됨)를 남긴다. 피스톤(14)의 얼라인먼트는 선형 베어링, 여기서는 중공 피스톤축(26)으로 이루어진 선형 베어링에 의해 유지되는데, 피스톤축은 하우징(16)가 일체인 가이드(28)를 따라 미끄러진다. 이런 구조를 반대로 하는 것도 가능한데, 구체적으로 피스톤축(26)을 중실 구조로 하고 가이드(28)는 중공 구조로 할 수 있다(도 4A~C 참조).

하부 케이싱(32)이 형성하는 간커피 수납실(18)은 상부 커피필터(34), 하부 커피필터(36) 및 커피배출구(38)로 경계를 이룬다. 하부케이싱은 간커피 수납실을 쉽게 설겆이할 수 있도록 챔버(12)에서 분리되는 것이 바람직하다. 거칠게 갈린 커피나 커피캡슐을 수납실에 넣을 수 있다. 커피캡슐을 사용해야할 경우, 상하부 커피필터(34,36)의 안쪽면에 관통기능을 부여하여, 하부케이싱을 닫았을 때 커피필터가 캡슐의 상하부를 관통하도록 하는 것이 좋다. 챔버(12)에 대한 하부케이싱(32)의 밀봉결합은 나사결합이나 암수결합을 포함해 가능한 모든 결합방식으로 이루어질 수 있다.

사용시, 수납실(18)에 간커피를 원하는만큼 채운 뒤, 하부케이싱(32)을 닫고 컵 위에 장치(10)를 놓으면, 충전공(24)을 통과하는 온수가 유체안내요소(22)를 통해 피스톤(14) 구역으로 안내되고, 이곳에서 피스톤(14) 둘레의 틈새를 통해 챔버(12)에 들어간다. 챔버(12)를 채운뒤, 온수가 장치 안으로 부어지면서 하우징(16) 내부의 수위가 계속 상승하여, 형상기억요소(20)가 온수에 잠기게 된다. 온수 유입에 의해 장치내의 공기는 하우징(16) 윗면의 환기구(30)를 통해 빠져나가거나, 유체안내요소(22)를 따라 되돌아간다.

형상기억요소(20)는 온수에 의해 전이온도 이상으로 가열되는데, 전이온도는 합금조성을 적절히 선택해 30~100℃ 범위내에서, 더 바람직하게는 75~95℃ 범위내에서 일어나도록 선택한다. 전이온도에 도달해 상변화가 일어난 형상기억요소(20)는 나선형 스프링 형태로 바뀌고, 압력을 받지 않았을 때의 길이가 피스톤(14)의 총 행정거리보다 길어, 피스톤(14)에 힘을 가하는 스프링 역할을 하여, 피스톤이 밀려내리면서 챔버(12)의 벽면과 밀봉결합하고, 피스톤 밑에 갇힌 물에 압력을 가하게 된다. 중공 피스톤축(26)으로 이루어진 선형베어링과 가이드(28)에 의한 얼리인먼트 외에, 챔버(12)의 원통형 벽면 상단 둘레의 경사턱(40)은 챔버(12)의 벽면과의 완전한 결합을 위한 피스톤(14)의 올바른 얼라인먼트를 돕는다. 형상기억요소(20)의 힘에 의해 챔버(12)의 물이 압축되어 간커피를 통과한 다음 커피배출구(38)로 나간다.

사용 뒤, 하우징에 남아있는 과잉 온수를 쏟아내고, 하부케이싱(32)을 열고 남은 캡슐을 빼내 버리거나 간커피를 씻어낸다. 형상기억요소(20)가 전이온도 밑으로 냉각되면, 상변화가 일어나면서 변형되어, 추기 압축 형태로 리셋되어 다음 사용을 대기한다. 장치를 리셋하는 바람직한 예가 도 6A~B에 도시되었는데, 여기서는 장치를 사용한 뒤 형상기억요소가 전이온도 밑으로 냉각되고 간커피 수납실이 개방되고 필터가 제거되었을 때 챔버(12) 안으로 플런저(42)를 압입해 형상기억요소(20)를 초기 재사용 대기상태로 되돌릴 수 있도록 하는 크기와 형상의 플런저(42)를 사용한다.

본 실시예에서는 나선형 스프링 형태의 형상기억요소(20)를 제시하였지만, 토션스프링, 판스프링, 베벨 와셔 등의 다른 스프링 형태도 본 발명에 사용할 수 있으며, 물론 이런 예에 한정되지도 않는다. 나선형 스프링은 제작이 간단하고, 이를 이용한 장치의 구조도 간단하기 때문에 특히 바람직하다.

도 4A~5에 도시된 본 발명의 다른 장치(100)는 구조와 기능이 장치(10)와 비슷하여, 비슷한 요소는 같은 번호로 표시한다. 이 장치(100)는 액튜에이터의 구성과 유로의 형태에서 장치(100와 다르다.

본 실시예의 형상기억요소(20)는 비교적 직경이 큰 나선형 스프링 형태로서, 액튜에이터 하우징(16)의 원통형 내벽면에 인접해 배치되고, 유체안내요소(22)는 축방향으로 압축된 나선형 내부를 지나는 유로를 형성한다. 유체안내요소(22)는 피스톤(14)과 일체이고 유로의 적어도 일부를 둘러싸는 벽(102)을 포함한다. 방사상 돌출 플랜지(104)는 형상기억요소(20)의 나선 스프링이 가열되었을 때 맞닿는 맞대기면을 형성한다.

이런 구조에서, 충전공(24)에서 들오어는 온수의 유로가 피스톤 어셈블리 내부를 지난다. 이 유로는 챔버(12)에 연결되기 위해 피스톤(14)의 밀봉부에 인접한 적어도 하나의 구멍(106)으로 이어진다.

또다른 특징은 챔버(12)의 벽에 우회 유로를 배치하는 것이다(도 5 참조). 구체적으로, 원통형 벽으로 이루어진 챔버(12)의 일부분에 대해 피스톤(14)이 미끄럼 결합하고, 챔버의 원통형 벽의 일부분에 우회 유로(108)가 형성되어, 피스톤(14)이 처음 위치에서 원통형 벽에 맞물렸을 때 우회유로(108)를 통해 온수가 피스톤(14)을 우회하여 챔버(12)에 들어간다. 피스톤 둘레 전체에 틈새가 형성된 장치(10)에 비해, 이런 구성에서는 피스톤이 운동중인 모든 위치에서 챔버(12)의 벽에 얼라인먼트를 이루면서 밀봉 결합될 수 있다.

도 7에 도시된 본 발명의 또다른 장치(200)는 구조와 기능이 장치(10)와 비슷하되, 유체안내요소(22)가 하우징(16)의 외면에 일체인 외부슈트로 이루어져, 유입 온수를 곧바로 피스톤(14) 바로 윗 부분으로 안내한다. 그외 다른 구성과 기능은 장치(10)와 동일하다.

도 8에 도시된 다른 장치(300)도 구조와 기능은 장치(10)와 비슷하지만, 유체안내요소(22)가 하우징(16)의 상단부의 구멍(302)에 뺐다 끼울 수 있는 유체안내 깔때기로 구현된다는 점에서 차이가 나고, 다른 특징은 장치(10)와 같다.

도 9~18C는 챔버(12)에서의 피스톤(14)의 조기 이동을 잠금기구를 갖춘 장치(100)의 여러가지 변형례를 보여준다. 도 9~15B의 첫번째 장치는 피스톤(14)과 하우징(16)에 관련된 탄성 잠금기구를 이용해, 액튜에이터에 의한 외력이 임계값을 넘을 때까지 챔버(12)에 대한 피스톤(14)의 운동을 방지한다. 도 16~18C의 두번째 장치에서는, 잠금핀을 이용해 피스톤의 조기이동을 차단한다.

이런 잠금기구는 하나 또는 두가지 기능을 한다. 잠금기구가 비교적 낮은 임계 힘에 의해 해제될 경우, 형상기억요소(20)의 실온상태에서의 모든 잔류탄성에 의해 피스톤(14)이 사용하기 전에 움직이지 않고, 비교적 강력한 스프링 구조를 사전작동상태를 위해 가능한 압축된 상태로 조립할 수 있다. 해제를 위한 임계 힘이 클 경우, 형상기억요소(20)의 대부분이 상변화를 겪을 때까지는 잠금기구가 피스톤이 운동하지 않도록 하는 역할을 담당하여, 피스톤이 운동하기 시작할 즈음부터는 원하는 최소의 압력이 챔버에 작용하도록 한다.

도 9~10B의 장치(400)는 장치(100)와 비슷하되, 가이드(28)를 더 두껍게 하여 "볼플런저"라고도 알려진 스프링장착 베어링 어셈블리(402)를 하나 이상 지지하고, 그 안에서 베어링(404)이 스프링(406)의 힘을 받아 안쪽으로 밀려 피스톤축(26)의 노치(408)에 맞물린다. 피스톤이 움직이도록 해제하는데 필요한 임계 힘은 볼플런저의 부하와 노치(408)의 형상과 깊이에 의해 쉽게 조절할 수 있다.

도 11~12B의 장치(500)는 장치(400)와 비슷하되, 볼플런저들이 피스톤(14)과 같이 움직이면서 하우징(16)의 노치에 맞물린다. 특히, 볼플런저(502)를 방사상 플랜지(104)에 설치하여 하우징(16) 내벽의 노치(508)에 걸리도록 한다. 여기서도 피스톤을 움직이도록 해제하는데 필요한 임계 힘은 볼플런저의 부하와 노치(508)의 형상과 깊이를 선택해 조절할 수 있다.

도 13~15B의 장치(600)도 장치(100)와 비슷하되, 탄성요소(602)가 탄성돌기(604)를 지나도록 충분히 변형될 때까지는 챔버(12)에 대한 피스톤(14)의 이동이 방지되도록 타넝돌기(604)에 인접되게 탄성요소(602)를 배치한다. 여기서는 피스톤축(26) 둘레의 슬롯에 설치되는 O링 형태로 탄성요소(602)를 구현하고, 중공 가이드(28) 내벽면에 좁은 돌기 형태로 탄성돌기(604)를 구혀난다. 마찬가지로, 이런 저항을 극복하는데 필요한 임계 힘은 탄성요소(602)와 탄성돌기(604)의 재질과 크기로 조절할 수 있다. 탄성돌기의 역방향(리셋방향)으로의 상승각도가 낮으면 피스톤과 액튜에이터를 시작위치로 리셋하기가 쉬워 바람직하다.

도 도 16~17C의 장치(700)도 장치(100)와 비슷하되, 액튜에이터의 하우징(16)과 피스톤에 잠금핀(702)이 걸리도록 하여 챔버(12)에 대한 피스톤(14)의 조기 이동을 방지한다. 잠금핀(702)은 피스톤(14)이나 하우징(16)에 대해 풀려, 챔버에 대한 피스톤(14)의 이동을 허용할 수 있다. 잠금핀(702)은 하우징(16)의 상단에 설치되고, 잠금핀의 단부는 피스톤축(26)에 형성된 대응 구멍이나 요홈(704)에 결합된다.

특히, 소형 나선스프링(706)으로 구현된 형상기억합금 트리거요소가 잠금핀(702)에 연결되고, 이 트리거요소가 주어진 트리거온도보다 높은 온도가 되었을 때 잠금핀을 움직인다. 트리거요소의 기능에 따라, 트리거온도, 즉 형상기억합금 상변화 전이온도를 메인 형상기억요소(20)와는 다르게 설정할 수도 있다 .구체적으로, 잠금기구가 사용전에 형상기억요소(20)의 압축상태를 유지하는 사전작동 기능만 수행하도록 할 경우, 장치를 온수로 채우는 초기 단계 동안 온수로부터의 대류열이나 증기로부터의 열이 형상기억요소가 전이온도에 도달하기 전에 액튜에이터를 해제하기에 충분하도록 트리거 온도를 형상기억요소의 전이온도보다 낮게 선택한다. 한편, 트리거 온도를 형상기억요소의 전이온도와 비슷하거나 더 높게 선택하면, 하우징(16) 상단에 트리거요소가 위치하기 때문에 형상기억요소(20)의 대부분(전체가 아님)이 전이온도보다 높은 온도로 가열될 때까지는 잠금기구가 해제되지 않아, 챔버(12) 내부에 원하는 압력을 얻기에 충분한 힘을 가할 수 있다는 점에서 바람직할 수도 있다.

이들 장치(400~700)는 모두 장치(10,200)와 비슷하므로 다른 설명은 생략한다.

도 18의 장치(800)도 장치(100)와 비슷하되, 액튜에이터와 피스톤을 대형 중앙 충전공(24)에 맞게 구성한다는 점에서 다르다.

이 장치에서는, 피스톤(14)이 챔버(12)의 원통 벽면에 결합하는 외에 내부 실린더(802)에도 지지되는데, 내부 실린더는 피스톤에 일체인 원통형 벽(804)에 미끄럼 결합한다. 이런 구성에 의해, 대형 중앙 충전공을 형성할 수 있어, 특히 사용하기가 편리하다.

도 5의 실시예와 비슷한 유로를 구현할 수 있지만, 도 12A와 같이 챔버(12) 안으로 온수가 직접 들어갈 수 있도록 피스톤(14)에 체크밸브를 배치하는 것이 바람직하다. 체크밸브는 피스톤 개구(808)를 닫는 밸브플랩(806)으로 이루어지고, 스프링(도시 안됨)으로 밸브플랩을 닫아두도록 한다.

온수 유입중에, 챔버(12)가 채워질 때까지 온수의 중량으로 체크밸브가 열린다. 이어서, 스프링이나 부력에 의해 밸브플랩(806)이 닫히고, 유입 온수가 구멍들(810)을 통해 나가면서 실린더 내외부로 분산되기 시작하여, 형상기억요소(20)가 점차로 온수에 잠기고 가열되어, 장치를 작동시키는 것은 전술한 바와 같다.

이 장치(800)의 나머지는 장치(10,100)와 비슷하므로, 그 설명을 생략한다.

Claims (13)

1. 미압축 온수를 받아들이고 이 온수를 압축하여 간커피에 통과시키는 장치에 있어서:
   ⒜ 온수가 들어가는 챔버;
   ⒝ 상기 챔버와 협력해 온수에 압력을 가하는 피스톤;
   ⒞ 압력을 받은 온수가 간커피를 통과하도록 상기 챔버의 적어도 일부분을 통해 피스톤에 힘을 가하며, 형상기억합금으로 이루어진 적어도 하나의 형상기억요소를 포함하는 액튜에이터로서, 형상기억요소의 온도가 전이온도보다 높아지면 형상기억요소가 상변화되어 피스톤에 힘을 가하는 스프링 기능을 하는 액튜에이터; 및
   ⒟ 미압축 온수를 상기 챔버에 유입시키는 유로의 일부분을 형성하는 적어도 하나의 유체안내요소로서, 상기 챔버의 대부분이 온수로 채워질 때까지는 온수가 형상기억요소에 닿지 않도록 차단하는 유체안내요소;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액튜에이터가 챔버에 밀봉 연결된 하우징을 더 포함하여, 챔버가 채워진 뒤에도 온수의 유입이 계속되면 형상기억요소의 적어도 일부가 온수에 잠길 때까지 하우징내의 수위가 높아지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 단부에 연결된 선택적 개방형 간커피 수납실을 더 포함하고, 상기 간커피 수납실은 압축된 온수가 들어갈 수 있도록 챔버와 통하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 장치가 작동된 후 형상기억요소가 전이온도 밑으로 냉각되고 간커피 수납실이 개방되었을 때 상기 챔버에 압입되어 형상기억요소를 초기 형태로 되돌리는 크기와 형상의 플런저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 형상기억요소가 나선형 스프링 형태이고, 상변화 이전의 형상기억요소의 초기 형태에서 나선형 스프링 형태가 축방향으로 압축되며, 상기 유체안내요소가 축방향으로 압축된 나선형 스프링 형태 내부를 지나는 유로의 적어도 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 피스톤의 몸체에 상기 유체안내요소가 형성되고, 이 유체안내요소는 상기 유로의 적어도 일부를 둘러싸는 벽으로 구현된 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 피스톤이 챔버의 원통형 표면과 밀봉되게 미끄럼 접촉하는 밀봉부를 갖고, 피스톤의 몸체를 통과하는 상기 유로가 상기 밀봉부에 인접한 적어도 하나의 구멍까지 이어진 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 챔버의 일부가 원통형 벽으로 이루어지고, 상기 피스톤이 챔버의 원통형 벽에 맞닿아 미끄러지며, 상기 원통형 벽의 일부분에 적어도 하나의 우회 유로가 배치되어, 피스톤이 초기 위치에서 원통형 벽에 맞물렸을 때 상기 우회 유로는 온수가 피스톤을 우회하여 챔버로 들어가도록 하는 상기 유로의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 피스톤과 액튜에이터의 하우징에 관련된 탄성 잠금기구를 더 포함하고, 상기 탄성 잠금기구는 액튜에이터에 의한 힘이 소정 임계 힘을 넘을 때까지는 챔버에 대한 피스톤의 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 탄성 잠금기구가 돌출부에 인접한 탄성요소를 포함하여, 상기 탄성요소가 돌출부를 통과하기에 충분히 변형될 때까지는 챔버에 대한 피스톤의 이동이 차단되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 탄성 잠금기구가 적어도 하나의 스프링장착 베어링 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 및 액튜에이터의 하우징과 맞물려 챔버에 대한 피스톤의 이동을 차단하는 잠금핀을 더 포함하고, 상기 잠금핀이 움직여 피스톤 및 하우징 중의 하나와의 결합이 풀리면 챔버에 대한 피스톤의 이동이 허용되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 잠금핀과 관련된 형상기억합금 트리거요소를 더 포함하고, 이 트리거요소는 주어진 트리거 온도보다 높아졌을 때 잠금핀을 움직이는 것을 특징으로 하는 장치.
    

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