201032736 六、發明說明： 【發明所屬·^技術領城3 發明領域 本發明係有關於一種用以沖煮飲料之装置及方法。更 特別地，本發明係有關於一種用以藉使熱液體通過一如咖 啡等沖煮物質來沖煮飲料之可攜式裝置。 發明背景 最初在十九世紀飲用’飲料咖啡已分布全球而成為目 前最大之交易商品之一。目前已發展出數種裝置來製備咖 啡飲料，其通常必須沖煮研磨烘焙咖啡豆。 其中一這種裝置是一藉加壓蒸汽迫使沸水進入在一過 濾器上方之室的滲濾裝置，接著水由於重力通過該等咖啡 渣(ground)，重覆該製程直到被一内部計時器或，更常見的 是，一在整體到達某一溫度時關閉該加熱器之恆溫器停機。 咖啡亦可藉浸泡在一如咖啡壓榨機等裝置中來沖煮， 在該咖啡壓榨機中，研磨咖啡豆與熱水被混合且被留置以 沖煮數分鐘，接著將一柱塞壓下以分離該等咖啡渣與水。 因為該等咖啡渣與水直接接觸，所有的咖啡油會留在飲料 中，使它味道更強且留下比在由一滲濾裝置所製成之咖啡 中更多的渣滓。 一義式5辰縮咖啡裝置產生更受歡迎之咖啡飲料之其中 一種’該義式濃縮咖啡裝置迫使加壓熱水通過研磨咖啡 丑。由於在高壓下沖煮，故由這裝置所產生之咖啡飲料， 3 201032736 即’一義式濃縮咖啡飲料比由該滲濾裝置或該咖啡壓榨裝 置所產生之咖啡飲料更濃。此外，該義式濃縮咖啡裝置產 生一甚為需要的咖啡脂(crerna)。 用以產生一良好義式濃縮咖啡之科學與物理要求對熟 習此技藝者而言是習知的，它們包括大約13〇1^-240?81之高 壓。水溫通常在1977-205^之範圍内，且咖啡豆在該沖煮 製程之至少兩星期内被新鮮地烘焙與研磨。義式濃縮咖啡 係藉使熱水通過咖啡渣不超過25_3〇秒而獲得，無法達到這 些要求之任一者均會產生一會沒有味道、味道太苦或部分 或全。P缺少足夠咖相之義式雜咖啡飲料。水溫可以控 制由於熱水通常被準備成接近在海平面處之水的自然沸 點所以匕可以被用來傳送產生一良好義式濃縮咖啡 之一致壓力。但是，山 而 由於高壓水泵及管路、壓力旁通閥 加入該裝置之其他工λ坤及 ^ L 程要求，所以大部份的義式濃縮咖啡 機非常重且體積魔* _ 做得报小且可鱗，管料咖賴榨與滲M置可被 愈受到歡迎且通常是^義式濃縮咖啡為主之飲料卻愈來 大且不可攜帶之設備製成。 有〜種具有促進其可攜帶性之可接受覆蓋 £及钿作性的義式濃端咖啡裝置。 k 【發'明内】 簡單概要 種沖煮裝置 包含 該沖煮系統耗合且含右冲煮系統；一握把總成，係與 該握_合，以選擇=壓縮流體源m统，係與 庄地使該壓縮流體源與該沖煮系統流 201032736 體性地連通。 圖式簡單說明 第1圖是本發明之一可攜式沖煮裝置的立體圖； 第2圖是一立體圖，顯示第1圖所示之裝置的一框架； 第3圖是一示意圖，顯示在本發明之第1圖所示之迴流 閥的操作； 第4圖是第3圖所示之一流體注入總成之組件的分解 圖； @ 第5圖是第3圖所示之一流體注入總成之分解圖； 第6圖是第3圖所示之一流體傳送控制系統之分解圖； 第7圖是本發明之一壓力調節系統之側視圖； * 第8圖是沿線8 - 8所截取之第3圖所示之握把總成的放 大橫截面圖，顯示包含於其中之組件之位置，且一觸發器 總成放置被呈一第一觸發器組態； ' 第9圖是第3圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 i 一觸發器組態； 第10圖是第9圖所示之一壓力調節系統之壓力調節器 之組件及周圍組件的放大圖； 第11圖是第8圖所示之最大壓力調節器之組件的放大 圖； 第12圖是第8圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 二觸發器組態； 5 201032736 第13圖是第9圖所示之握把總成的放大橫戴面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 二觸發器組態； 第14圖是第8圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 三觸發器組態； 第15圖是第9圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 三觸發器組態； 第16圖是本發明另一實施例之第4圖示之流體注入總 成之容器的簡化放大圖； 第17圖是一流程圖，顯示用於不同觸發器組態之在第1 與3圖所示之裝置之各種零件之間發生之流體連通； 第18圖是一簡化流程圖，顯示用於不同觸發器組態之 第1與3圖所示之裝置的不同流道； 第19圖是本發明之另一實施例之第9圖所示之握把總 成的放大橫截面圖； 第20圖是一流程圖，顯示第19圖所示之沖煮裝置之操 作； 第21圖是本發明第二另一實施例之可被用來補注第 1、3、16與19圖所示之沖煮裝置的對接站；及 第22圖是本發明第二另一實施例之可被用來補注第 1、3、16與19圖所示之沖煮裝置的可攜式補注站。 I：實施方式3 201032736 詳細說明 請參閱第1與2圖，其中顯示一可攜式沖煮裝置1〇，其 包括一沖煮系統12、一握把總成14、一具有一中央通道17 之環形框架16、及一軸桿18。軸桿18延伸在環形框架16及 握把總成14之間，握把總成14包括一框架部份19，且與框 条部伤19耦合的是握把蓋21。轴桿18及框架部份19與環形 框架16及握把總成14一體成形，環形框架16、軸桿18及插 架部份19通常是由一熱能可傳送通過之材料製成，例如可 以機械加工或模鑄之鋁、鋼等金屬。握把蓋21通常是由一 實質上傳送效率低於框架16、軸桿或框架部份19之材料製 成，例如，握把蓋21可以由塑膠、橡膠等形成。 請參閱第1、2與3圖，沖煮系統12包括一收集總成2〇及 —流體注入總成22，各使用一插旋安裝系統安裝至框架16 上。收集總成20及流體注入總成22安裝在環形框架16之相 對侧，收集總成20包括一由一圓孔26延伸出來之碗形壁 24 ’該圓孔26相對終止於框架16，界定出一收集室28。圓 孔26與中央通道17重疊，設置在中央通道17與圓孔26兩者 内的是一容器30。容器30由一環形肩部32延伸且終止在一 與圓孔26分開之最低表面34中’環形肩部32具有一稍大於 中央通道17之直徑。依此方式，環狀框架16支持環形肩部 32 ’使得最低表面34被設置在收集總成20内，且在容器3〇 座置於收集總成20中時與壁24分開。最低表面34包括多數 貫穿孔（圖未示）’通常碗形壁24是由一如塑膠等輕質材料形 成，且容器30是由如鋁、鋼等金屬形成。形成在壁24中， 7 201032736 且與圓孔26相對的是一流體排出口 ％，流體排出 口 36可以 構形成便於由收集總成20取出通過最低表面34之液體。為 達此目的，流體排出口 36可以是包括與習知義式濃縮咖啡 沖煮裝置配件相容之形狀的任何所需形狀，且通常由一如 鋁、鋼等金屬形成。一套筒38覆蓋壁24之一部份，且可由 與握把蓋21相同之材料形成，如第丨圖所示。壁24及容器3〇 係由如鋁、鋼、塑膠等任何適當材料形成，如第3圖所示。 凊參閱第3與4圖，流體注入總成22包括一對碗形本 體，即具有互補形狀之蓋4〇及壓力容器42。蓋4〇界定出一 凹部44且相對壓力容器42具有適當形狀與尺寸，使得壓力 容器42被收納於其中。蓋4〇通常是由與握把蓋以相同之材 料形成，如第1圖所示。第3與4圖所示之壓力容器42通常是 由一如鋁、鋼等金屬形成，壓力容器42包括一界定出一孔 4 8之環形表面4 6。由環形表面4 6延伸出來的是多數分開突 起50，該等突起5〇構形成便於使用一插旋安裝技術將壓力 容器42耦合至框架16。 請參閱第圖，3、4、5及6圖’亦包括在流體注入總成 22中的是一構形成可在與其重疊時覆蓋孔48之整個橫截面 積之流體傳送控制(FPC)系統52〇FPC系統52包括一蓮蓬頭 54、一流體歧管56、及一設置在該流體歧管56與蓮蓬頭卩 之間的撓性膜58。撓性膜58可由橡膠、軟塑膠等製成。第 一與第二FPC環形〇環60與62及FPC系統52被包括在一起， 〇環60與62，如同以下所述之任何〇環一般，可由如布納 N(Buna-N)、聚矽氧等製成。 201032736 請參閱第3與6圖’蓮蓬頭54包括一圓形肩部64且由其 延伸並終止於一圓形篩網部份66，該篩網部份66具有多數 容許如熱水等流體通過且沖擊最低表面34之貫穿孔。第二 FPC◦環62定位抵靠於肩部64，且在篩網部份％中之貫穿孔 係構形成可容許一如水與蒸汽等具有所需分布之流體沖擊 在容器30中之沖煮物質上。傳送通過篩網部份66之流體必 須均勻地分布在該沖煮物質（圖未示）之區域上。 流體歧管56具有一圓形肩部區域68，該圓形肩部區域 68具有一面向且遠離蓮蓬頭54之第一表面7〇及一與第一表 面70橫交延伸之第二表面72。肩部68徑向地且對稱地設置 在一膜耦合器73四週，膜耦合器73具有一孔74，由膜耦合 器73延伸的是多數間隔輻條76 ,各對輻條76界定一可供流 體橫向通過之通道78。一第一環形凹部8〇形成在第二表面 72中且靠近第一表面70, 一第二環形凹部82形成在圓形肩 部區域68中且與第一表面70相對並且延伸遠離該第一表面 70。第一PFC◦環60設置在第一凹部80中，圓形肩部料與第 一FPCO環62設置在第二環形凹部82中。流體歧管％通常是 由塑膠製成，但亦可由如鋁、鋼等任何適當材料製成。 撓性膜58包括一由一撓性區域86延伸之中央設置掣子 84，且被收納在與膜耦合器73形成一干涉嵌合之孔74中。 撓性區域86具有可與輻條76及通道78重疊之足夠面積，卷 FPC系統52設置在孔48中時’ FPC系統52及壓力容器42界定 出一室88。 當收集總成20與流體注入總成22兩者均安裝至框架16 9 201032736 時’一流體密閉式密封由第一PFCO環6〇及壓力容器π與第 二表面72兩者形成；且一流體密閉式密封由第二PFCO環62 及肩部68與32兩者形成。藉耦合-為手術管路形態之撓性 通道90之一端至耦合於環形框架16中之耦合孔口 ％，流體 可進入室88。耦合孔口 92使撓性通道9〇與形成於頸部以中 之通道84流體性地連通，如圖所示，耦合孔口 92定位在壓 力谷器42與FPC系統52之間，並且撓性通道9〇由其延伸遠離 FPC系統52且相鄰抵靠壓力容器42並配合其輪廓，終止於回 流閥96。回流閥96被收納在撓性通道90之一端内，相對於 耦合孔口 92設置，與其形成一干涉嵌合。為了在環形框架 16及耗合孔口 92間維持流體密封完整性，一墊圈98設置在 其間且係由如布納N、聚矽氧等任何適當材料形成。 請參閱第3、7與8圖’握把總成14之框架部份19界定出 一其中設置一壓力調節系統55(PRS)之孔洞100。在孔洞100 之一端’相對沖煮系統12設置的是一被一具螺紋表面102界 定之孔’ 一可分離末端104具有一具螺紋表面1〇6，該具螺 紋表面106具有一配合具螺紋表面1〇2之輪廓，藉此可相對 框架部份19耦合與分離。具螺紋表面102與106兩者可由用 以形成框架部份19相同之材料形成，例如可以機械加工或 模鑄之金屬。PRS55包括一利用多數固結件（圖未示）耦合至 框架部份19之牆板112，牆板112可以機械加工或模鎊。面 向末端104之牆板112的一部份包括一第一牆板凹部116，以 收納一流體容器108。由第一牆板凹部116之一端部in延伸 的是一具有一通道120之中空穿刺用具118，當被收納在第 201032736 一牆板凹部116内時’流體容器l〇8由末端1 〇4延伸，終止於 一靠近端部117之易碎的密封物110。流體容器1〇8通常收容 壓縮流體且係由一如鋁、鋼等金屬形成，當末端104被螺接 在框架部份19上時，穿刺用具118使密封物no破裂，使流 體容器108的一内室（圖未示）與通道120流體性地連通。環繞 端部117的是一環形Ο環122,在端部117與牆板112之間形成 一流體密封。一墊片119設置成可覆蓋〇環122且將其固持定 位，一“C”形夾相鄰於墊片119設置以將其固持抵靠於牆板 112。為達此目的’一環形凹部125形成在第一凹部ι16中， 且“C”形夾收納於其中以同時嵌合抵靠墊片ι19與牆板112 兩者。 一第二牆板凹部124形成在牆板112中，相對於第—牆 板凹部116QpRS55亦包括一圓柱形軸承構件126及一閥本體 128,軸承構件126係使用如固結件（圖未示）等任何適當裝置 固定連接於框架部份19,以與牆板112分開，面向第二牆板 凹。卩124。位在牆板112與軸承構件126之間的是閥本體 128，閥本體128通常是由一如黃銅、青銅等金屬形成，且 ’、有〜著其縱軸（圖未示)延伸之中央通路130。多數突起 由閥本體128之相對端延伸且徑向地且對稱地設置在中央 通路130四週，界定出第―與第二閥⑴與以。通常由可以 機械加工或模禱之與框㈣份19相同種類之材料形成 承構件126包括—延伸穿過其中之中空内孔136，且間元件 32°又置在中空内孔136内。環繞第-閥元件132的是—在缸 承構件126與第—閥元件132之間形成—流體密閉式密封的 11 201032736 %形0環138。一對分開環形〇環14〇與142環繞閥元件134， 〇環140與142在閥元件134與牆板丨12之間形成一流體密閉 式密封。一螺旋彈簧丨46環繞閥本體128設置且將其彈性地 偏壓，使得閥元件134設置在第二牆板凹部124内。閥元件 134與第二牆板凹部124之相對尺寸係建構成使得第二牆板 凹部124在被彈性偏壓於閥元件134上時，第二牆板凹部124 實質上整個容積被閥元件134填滿。第一閥元件132與中央 内孔136之相對尺寸係建構成使得當螺旋彈簧146彈性偏壓 閥本體128而使閥元件134填滿第二牆板凹部124之容積 _ 時，中央内孔136之容積的一部份不會被第一閥元件132填 滿。在這被稱為第一觸發器組態之位置時，一對排出口 148 與150透過中央内孔136與通道84流體性地連通。依此方 式，在通道84與孔洞100之間界定出一流道85。為了維持中 — 央内孔136之流體密封完整性，在軸承構件126及一與頸部 18—體形成之頸耦合器103之間設置一環形〇環1〇1。 睛參閱第7、8、9與10圖’亦包括在PRS55中且在流體 各益108與第一牆板凹部124之間的是一壓力調節器152。壓 ® 力調節器152包括一圓柱形金屬閥本體154，其通常是由一 金屬形成且被機械加工成具有一沿著兩正交方向延伸之 T-通道”156及一中空凹部158，該中空凹部158中設置一螺 旋彈簧160。閥本體154設置在牆板in之一中空室内，多數 環形0環164、165與166環繞閥本體154。中空室162延伸在 牆板112之相對表面之間且其各相對端被蓋171與173覆 蓋，蓋171利用具螺紋固結件175固持定位，且蓋173利用具 12 201032736 螺紋固結件177固持定位。一環形〇環179定位在蓋171與牆 板112之間，以環繞在該中空室一端處之開口，在牆板112 與蓋171之間形成一流體密閉式密封。一通常是由一如黃 銅、青銅等金屬形成之金屬套筒168被設置在該中空室内， 且被一環形Ο環170環繞以形成一流體密閉式密封。Ο環164 在閥本體154與牆板112之間形成一流體密閉式密封，各〇 環165與166在閥本體154與套筒168之間形成一流體密閉式 密封。套筒168包括一或多個延伸穿過套筒168之相對表面 的圓孔172且與閥本體154流體性地連通，雖然顯示的是兩 圓孔172，但是在此實施例中有多數圓孔172形成在套筒中 且位於一共同平面中’以界定一圈形成在套筒中之圓孔 172。 詳而言之’Ο環165移動通過圓孔172，以將通道120選 擇性地與通道156流體性地連通。彈簧160係構形成可加壓 一在通道156中施壓之足夠量的流體，在這情形下，閥本體 154朝蓋173移動，使〇環165移動通過圓孔172，將〇環165 定位在圓孔172與蓋173之間。這實質上即使未防止亦減少 在通道120與156之間的流體流動，當在通道丨56中之壓力到 達一所需壓力值時，彈簧160使閥本體154移動遠離圓孔 172，如圖所示地定位〇環165。這有助於在通道12〇與156 之間的流體性連通，依此方式，調節器152在孓通道156中 維持一所需流體壓力且因此有助於控制在流體注入總成22 中之流體壓力，如第5圖所示。如第9圖所示，使各圓孔172 具有可在與0環165重疊時將在與〇環165之間的摩擦減至 13 201032736 最小的尺寸是必要的。為達此目的’圓孔172之合計容積係 建構成可提供離開流體容器108之所需壓力’其中圓孔172 之各個尺寸係建構成可避免由於摩擦力而過早損害〇環165 之結構完整性。因此，包括在套筒168中之圓孔172之尺寸 與數目隨著製成套筒168與Ο環165之材料，以及在容器108 中之流體及所需壓力而改變。 T-通道156之第一開口 174面向套筒168且與其流體性 地連通，T-通道156之第二開口 176係相對於凹部158設置且 面向遠離螺旋彈簧160。第二開口 176與一對通道178與180 流體性地連通，通道180由第二牆板凹部124延伸出來且終 止於通道178，並且通道178由通道180延伸出來且終止於第 二開口 176。 請參閱第7、8與11圖，亦包括在PRS55中的是一最大壓 力調節器（MPR)182，MPR182包括一中空圓柱形套筒184， β玄圓柱形套筒184通常由一如黃銅、青銅等金屬形成且設置 在牆板112之一内孔186内。圓柱形套筒184包括多數圓孔 185且由内孔186延伸’終止於一開口，—由如銘、鋼、黃 銅、青銅等任何適當材料形成之通氣蓋m覆蓋該開口且包 括被插入套筒I84之錐形部份⑼，且多數圓柱形套筒⑻ 谷許通氣進人孔mGG。具螺紋固結件191將通氣蓋⑽固持 在踏板112上，—環形0環194環繞套筒184且在牆板U2與套 筒184之間形成—流體密閉式密封。套筒m之-部份196由 〇衣194延伸且具有-小於套筒184其餘部份之外徑，設置在 套筒184内的是—被機械加卫成具有-沿兩正交方向延伸 14 201032736 之“T-通道”200之金屬閥本體198及一中空凹部，且一螺旋 彈簧204設置在該中空凹部中。多數環形〇環205與2〇6環繞 閥本體198 ’在套筒184與閥本體198之間形成一流體密閉式 密封。形成於牆板112中且與蓋190相對的是一截頭錐形室 208，該室208由内孔186延伸且終止於一與一通路214流體 性地連通之開口 210,該通路214則與第二牆板凹部124流體 性地連通。一具螺紋栓塞212密封通路214之一端，且〇環205 與206形成一捕集部，用以防止傳送通過通路214、開口21〇 ® 及室208之流體傳送通過圓孔185以經由通氣蓋19〇排放，但 是在由於裝置10中壓力累積而在室228中存在一預定流體 壓力時除外。排放通過通氣蓋19〇發生在〇環2〇5被定位在蓋 190與圓孔185之間時，這發生在足夠流體力沖擊在金屬閥 . 本體198，壓縮螺旋彈簧204，將〇環205定位在圓孔185與蓋 190之間時。因此，〇環2〇5將移動通過圓孔185，在其間產 生摩擦。如此，雖然顯示兩圓孔185，但是在此實施例中， _ 多數，通常為四個，圓孔185形成在套筒中並位在一共同平 面中以界定一圈圓孔185。使各圓孔具有可在與〇環2〇5重疊 時將在與0環205之間的摩擦減至最小的尺寸是必要的，為 達此目的，圓孔185之合計容積係建構成可提供所需流體流 動，且圓孔185之各個尺寸係建構成可避免由於摩擦力而過 早損害〇環205之結構完整性。包括在套筒184中之圓孔185 之尺寸與數目隨著製成套筒184與〇環2〇5之材料，以及在容 器108中之流體及所需操作壓力而改變。 請參閱第7與8圖，PRS55之操作係藉一包括一觸發器元 15 201032736 件222之觸發器總成220，該觸發器元件222透過一對分開之 軸頸221與223耦合於牆板112與閥本體128兩者。各軸頸與 中央通路130橫交地延伸，觸發器元件222包括兩分開凸輪 元件，其中一凸輪元件係顯示為225。各凸輪元件225可轉 動地耦合於軸頸221與223之其中一相對端，為達此目的， 凸輪元件225包括第一與第二頸軸承227與229。頸轴承229 相對於轴頸223之中心轴徑向地且對稱地形成，軸頸223之 —端連接於牆板112，使得軸頸223之一縱軸與其呈一固定 空間關係。轴頸221之一縱軸與閥本體128呈一固定空間關 係且相對牆板112移動，詳而言之，軸頸221延伸通過閥本 體128之相對側，依此方式，藉致動觸發器元件222，凸輪 元件225相對軸頸223伸出，使閥本體128沿著一平行於中央 通路130之方向來回移動。 觸發器總成220係耦合成可在不需對觸發器元件222施 加任何力量之情形下維持一第一觸發器組態，在該第一觸 發器組態中’螺旋彈簧146彈性地偏壓閥本體128，使得閥 元件134實質地填滿牆板凹部124。觸發器元件222包括固結 件開口 223且以一如一螺絲225等固結件固結至觸發器總成 22〇，其可調整以標定開關位置。在第一觸發器組態中，閥 本體128、154與196在沒有流體壓力之情形下被定位。因 此’在通道84與孔洞1〇〇之間的流體連通係透過排出口148 與150維持，且在通道84與通道12〇或通路214之間的流體連 通則被禁止。通道84係與通道120及通路214隔離。 請參閱第12與13圖’當觸發器總成220位於一第二觸發 16 201032736 器組態時，觸發器總成220使閥本體128移動，使得第一閥 元件132覆蓋排出口 148與150，且環形〇環138位在通道84 及排出口 148與150兩者之間，這將孔洞100與通道84隔離且 在閥元件134與第二牆板凹部124之間形成一容積228。此 外’由於Ο環142之位置在中央通路130—端中之一開口及面 向閥元件134之通道180之一開口之間，所以在該第二觸發 器組態時防止流體容器108與84之間的流動。 φ 請參閱第10、14與15圖，當觸發器總成220位於一第三 觸發器組態時，觸發器總成220使閥本體128移動，使得中 央通路130與通道180透過室228流體性地連通。這是因為面 向閥元件134之通道180之開口位在開口 151與〇環142之 間，而這容許在通道156、178與180中以箭號99所示之流體 傳送通過通道84且進入沖煮系統12 ’其係更清楚地顯示於 第3圖中。在第三觸發器組態中，在通道156、176與180中 之流體被提供一到達通道84之流道，其係顯示於第15圖中。 ® 請參閱第11、14與15圖，MPR182操作以藉容許在通道 84、180、178、176、中央通路130及室228中超過一最大所 需壓力之流體通氣來防止過度加壓沖煮系統12。例如，若 在流道87中之流體壓力超過200psi，則閥本體196將壓縮彈 簧204且移動遠離戴頭錐形室208，容許流體移動穿過T-通 道200且通過通氣蓋190離開進入孔洞1〇〇，其係由箭號1〇5 顯示。 請參閱第7、8、10與15圖，由於穿刺用具118使流體容 器108之易碎密封物110破裂，故壓力調節器152容許流體填 17 201032736 滿且加壓通道156與180至一所需壓力值，例如，135Psi。詳 而言之，流體容器108含有一壓縮流體，例如，二氧化碳 C〇2、氮N2、氧02、空氣等。一旦易碎密封物110破裂，壓 力調節器152便暴露於被收容在流體容器1〇8中可被加壓至 600psi之壓縮流體。彈簧160被構形成可加壓在通道180、 178、176中之壓力到達一所需值，例如，在135psi至165psi 之範圍内。此時，閥本體154朝觸發器元件222移動，使得Ο 環165密封開口 174，有效地鄰離流體容器1〇8與通道156及 180’其係更清楚地顯示於第12圖中。在通道156、178與180 中之壓力減少後，閥本體154再次移動遠離觸發器元件 222，容許來自流體容器1〇8之壓縮流體傳送進入通道156， 如箭號101所示。藉依此方式在觸發器總成220使PRS55位於 該第三觸發器組態時來回往復移動之閥本體丨54，壓力調節 器152使傳送至流體注入總成22中之流體維持一實質不變 之壓力。 請參閱第3圖，如前所述，流體容器ι〇8包括壓力為p〇 之如C〇2、N2、〇2、周圍空氣等。流體容器108耦合於控制 由流體容器108至閥本體128之流體之流動與壓力的壓力調 節器152，詳而言之，壓力調節器152操作以維持在通道丨56 與180中之流體壓力在每平方英吋135至丨65磅^叫之範圍 中’即Pi。壓力P。提供—用於控制在流體注人總成22中之 液體流過如咖啡渣或如茶葉、豆子等其他沖煮物質之容器 3〇中飲料糾基本壓力，如此，提供具有此壓力之流體使 裝置10可在沖煮-馬品質義式濃縮咖啡所需之適當壓力下 18 201032736 沖煮一如義式濃縮咖啡等物質。為達此目的，藉移除FPC 系統52暴露孔48，將如水等經加熱液體導入流體注入總 成。FPC系統52包括有助於由壓力容器42移除FPC系統52之 抓握部250 ’在導入該經加熱液體後’將FPC系統52安裝至 壓力容器42,與其形成一干涉嵌合。該液體被Fpc系統52 保留在該容器42中’直到發生沖煮過程為止。在另一實施 例中，流體注入總成22可包括一用以覆蓋容器242之一圓孔 57的蓋子53 ’如第16圖所示。水或其他流體可以經由圓孔 57被導入容器242中，不需要由框架16移除容器242，如第2 圖所示。圓孔57將設置成與通道17相對。 凊再參閱第16圖，蓋子53如前所述地使用一插旋安裝 系統，以將蓋子53確實地固定至容器242。為了在蓋子53與 容器242之間形成一流體密閉式密封，可包括一如一〇環59 之環形墊圈以定位於其間。容器242亦包括一加厚區域 243，以於其中切削一取代第3圖所示之撓性通道90、耦合 孔口 92及回流閥96的導管245。但是，在此應了解的是第16 圖所示之蓋子53可以與第3圖所示之撓性通道90、耦合孔口 92及回流閥96 —起使用。第16圖之插旋安裝系統與〇環59 係構形成可在超過第7圖所示之MPR182之操作壓力下維持 一流體密閉式密封。 請再參閱第3與11圖，在沖煮過程中，閥元件134藉致 動觸發器總成220來選擇性地控制流體導入流體注入總成 22。依此方式，裝置10之一使用者可調節進入流體注入總 成22之流體，在這例子中為來自流體容器108之壓縮氣體， 19 201032736 的量以建立一第二壓力Pl，5亥第二壓力Pl可在該沖煮過程 中之不同階段變化’其中其壓力會依在該過程中數種不同 因素而改變。為達此目的，觸發器總成220操作，以致動第 一閥元件132、134與134之不同閥操作。依據設計之不同， MPR182回應超過大約200psi之在流體注入總成22中之流體 壓力，將流體排入孔洞1〇〇。詳而言之，回流閥96有助於在 室228與流體注入總成22之間的雙向流體流動，以容許mpr 閥182作為一安全裝置操作且同時有助於流體由流體容器 108流入流體注入總成22。為達此目的，回流閥96被製成為 一壓感囊袋閥，該壓感囊袋閥包括兩安裝至一插入管90之 本體234的可撓囊袋元件230與232。囊袋元件呈弧形，其中 央部份實質上與本體234等距地延伸且靠近本體234之一中 心軸236壓合在一起。中央部份與本體234分開以便將囊袋 元件230與232與中心軸236分開，形成一流體可在該流體之 壓力為一預定壓力時傳送通過其中的開口。在流體壓力為 大約等於或大於200psi下，依據設計之囊袋元件230與232 與中心軸236分開。回流閥96係由聖托普林(3&111;〇^代116)或等 效物形成。 請參閱第3與6圖，撓性膜58具有保留存在流體注入總 成22中之如水等流體，直到室88到達一超過一wiOpsi以上 之預定大小的壓力P2為止的功能。一旦獲得壓》P2，撓性 部份86移動遠離流體歧管56，使得液體可傳送通過蓮蓬頭 54且進入收集總成20。依此方式，可沖煮如義式濃縮咖啡 等咖啡。為了沖煮義式濃縮咖啡，壓力P2必須在該室88内 201032736 持在最小壓力值以上—段足以沖煮於容器30中之沖煮物質 (圖未示）上方之水的時間，例如20-25秒。所得之飲料產物， 例如義式濃縮咖辦’可接著由收集總成20經由流體排出口 36排出且最後進入一杯子或其他容器。為了協助使用者， 觸發器總成220讦具有一可感受指示器，例如一喀嚒聲 (click)機構，該可感受指示器將協助裝置1〇之使用者選擇一 所需或最適當沖煮結果。 請參閱第3、7與11圖’裝置10之操作係以閥本體128、 MPR182及壓力調節器152協同操作以提供在裝置1〇中之流 體壓力與流動之控制來說明。如C02、N2、周圍空氣或其他 在流體容器1〇8中含有壓力P〇之氣體等流體連通或流體性 地連通壓力調節器152，壓力調節器152操作以將壓力P〇降 低至Pi，其係在包含165psi至135psi之範圍中。依此方式， 一所需壓力P2可在沖煮系統12中產生，其控制存在流體注 入總成22中之如水及/或蒸汽等流體在容器30中之沖煮物 質上方的流動。如此，以這種壓力提供氣體流體將使一裝 置可以一高品質義式濃縮咖啡沖煮所需之適當壓力沖煮如 義式濃縮咖啡等物質。為達此目的’ PRS55之操作係藉觸發 器總成22 0控制以調節由流體注入總成2 2進入收集總成2 0 之流體的流動。依此方式’在了解壓力p2可以在沖煮過程 中變化之情形下，可以裯節在收集總成2〇中之壓力P3。壓 力卩2係依據包括沖煮物質、收容在容器1〇8中之流體等不同 因素來決定，且壓力P3隨著在容器30中之沖煮物質（圖未示) 對流體流動之阻力及製造換性構件86之材料而改變。壓力 21 201032736 P2需建立成可產生在1至2盎斯之間的沖煮物質在20至30秒 離開流體排出口 36。 請參閱第卜7與17圖，在操作時，開關總成220為PRS55 提供以1、2與3顯示之三種操作组態。在觸發器組態1中， 藉暴露排出口 148與150，使其與通道84流體性地連通，開 關總成220提供一通氣操作250。依此方式，存在流體注入 總成22中之流體傳送經由通道84通過回流閥96至流道87而 通氣至孔洞100中。在觸發器組態2中，開關總成220構形成 使PRS55終止流道85，如第8圖所示，且有效地防止流體由 調節器152流至通道84且不產生流道87,如第15圖所示，這 使裝置10位於一顯示於第12與13圖之“無流動”組態。在觸 發器組態3中，開關總成220構形成使PRS55產生流道87而不 產生流道85，如第8圖所示。請參閱第8、15與17圖，依此 方式，來自流體容器108之流體可經由回流閥96傳送至流體 注入總成22中。 請參閱第3、15與17圖，在裝置内的流體連通係以流體 容器108與壓力調節器152流體性地連通來顯示。壓力調節 器152依據由開關總成220所提供之觸發器組態225，選擇性 地流體性連通流道87、孔洞100或兩者皆不連通。在觸發器 組態1中，壓力調節器152係被設置成與孔洞1〇〇流體性地連 通。在觸發器組態2中，由於裝置10被設置成在一不流動狀 況257 ’壓力調節器152係被設置成未與流道87或孔洞100流 體性地連通。在觸發器組態3中’壓力調節器丨52被設置成 經由流道87與回流閥96流體性地連通流體注入總成22。因 201032736 此’來自容器108之流體移動進入流體注入總成22，驅動存 在流體注入總成22中之液體或其他流體通過流體傳送控制 系統52而進入容器30且通過流體排出口 36。 請參閱第3與18圖’其中顯示流體由流體容器1〇8傳送 通過沖煮裝置10。在操作3〇〇時，使來自流體容器1〇8之流 體可以一壓力pG到達裝置，在操作3〇2時，pRS55之組態係 由開關總成220決定為三種觸發器組態中之其中一種。在觸 發器組態1中’在操作304時使流道87無效且建立流道85。 在觸發器組態2中，在操作3〇6時使裝置1〇位於一無流動狀 況。在觸發器組態1中，在操作3〇8時使流道85無效且產生 流道87,藉此使來自流體容器1〇8之流體傳送至流體注入總 成22中，並且防止經由排出口 148與15〇通氣至孔洞1〇〇中。 在操作310時，維持觸發器組態丨、2或3之任一者直到開關 總成220之觸發器位置已決定而已進行組態變化為止。如果 觸發器組態沒有發生變化，該方法進行至其中維持裝置1〇 之流道配置的操作312。若開關總成220之觸發器組態被決 定為已改變，則該方法進行至操作3〇2。開關總成22〇必須 被偏向成位於觸發器組態1。 在觸發器組態1與3之間的PRS55移動不是一雙態操 作’相反地，開關總成220使PRS55移動於一在觸發器組態！ 與3之間的動作範圍且產生或使—或多個流道85與87無 效。因此，在觸發器組態1中，開關總成220將PRS55安置在 一第一動作範圍中，在該第一動作範圍時，通道84如前述 所地與孔洞100流體性地連通；在觸發器組態2中，開關總 23 201032736 成220將PRS55安置成位在—第二動作範圍中，在該第二動 作範圍時，裝置1〇位於無流動狀況；在觸發器組態3中， PRS55係在-第三動作範圍中，在該第三動作範圍時，在流 體注入總成22中建立壓力!>2，直到它超過一預定間值，在 此時，撓性膜58移動以容許與收集總成2〇流體性地連通。 該預定閾值通常是在包含125psi至145psi之範圍中，—旦到 達該壓力，存在流體注入總成22中之流體可傳送至收集總 成20中且流過如咖啡渣等沖煮物質，以沖煮義式濃縮咖 啡。因此，撓性膜58係構形成可在流體注入總成沒有被加 參 壓至預定閾值以上時，在流體注入總成22與收集總成2〇之 間維持流體密閉式密封。如此，對設置在流體注入總成22 中以通過在容器30中之沖煮物質之如熱水等流體而言，壓 . 力P2必須等於或大於最小扣持閥壓力，使得挽性膜5 8釋放 . 水至咖啡渣上。為了沖煮義式濃縮咖啡，當該流體移動通 過沖煮物質時，壓力P2必須維持在最小預定閾值壓力以上 例如，20-25秒。 請參閱第3、7、9與19圖，依據本發明之另一實施例， © PRS55可省略壓力調節器152且與沖煮裝置1〇之所有其他組 件一起使用。使用一流動限制裝置來取代壓力調節器152， 以減少在流體傳送通過通道120時之壓力P〇。流動限制裝置 包括流道260、261與263及一形成在牆板212中之可變容積 通道(VVC)264 ’流道260沿著一第一方向由通道120延伸且 於靠近一直與其流體性地連通之流道261處終止。流道261 沿著一與第一方向橫交之第二方向延伸且終止於 24 201032736 VVC264，VVC264沿著平行於流道26〇之第一方向延伸。流 道263沿著平行於流道261之第二方向延伸，終止於一面向 閥本體128之開口。一内孔217形成在牆板212之一側且終止 於VVC264之-開口中，VVC264之容積可以藉一流體限制 閥219來改變。在此例中，流體限制閥219是一可移入與移 出VVC264之具螺紋構件。依此方式，在通道12〇與中央通 路130之間的壓力降可以被控制以提供傳送通過中央通路 130朝向流體注入總成22之所需壓力，例如，135psi至 165psi 〇 請參閱第3、8、19與20圖，操作時，於操作400時藉流 體谷器108以大約6〇〇pSi提供大約丨盎斯之加壓氣體。在操作 402時，該流動限制裝置使該氣體在一所需時間範圍中到達 —所需壓力值，例如，在大約25秒到達大約i35psi。如果在 操作404時，在流道2〇〇中之壓力在所需安全極限，在這例 子中為200psi ’以上’則在操作406時使用最大壓力釋放MPR 閥182達成通氣至孔洞i〇〇。或者，操作4〇8發生，其中傳送 至流體注入總成22中之流體對至多3盎斯水加壓。接著，在 操作410時，離開流體注入總成22之水沖擊在該容器30中之 沖煮物質。在操作410之後，在操作412時，義式濃縮咖啡 由排出口 36流出。 请參閱第21圖，顯示一基站602，其中準備用以沖煮一 沖煮物質之裝置610。為達此目的，基站602可包括一熱水 加熱器606 ’以增加存在流體注入總成622中之水或液體或 氣體等流體的溫度。在一實施例中，熱水加熱器可將水運 25 201032736 送至流體注入總成622，與其耦合可藉由一扣合連接器612 達成。因此，可包括一管路連接616及AC(或DC)電源連接 618。或者，熱水加熱器可僅透過傳導及/或對流加熱存在 流體注入總成622中之水至一所需溫度。基站6〇2可包括一 用以利用所需流體加壓容器608之系，與其麵合可藉一扣合 連接器614達成。該裝置可構形成可被一扣合耗合624固持 定位且以壓縮氣體補注並以熱水再充滿。其他設計可具有 一特徵或另一特徵，或兩者。 請參閱第22圖，一用於一沖煮裝置71〇之可攜式補注站 參 702可包括一熱水源7〇4及壓縮空氣源7〇1。此外，可包括一 用於二氣栗或壓縮機或一用於水之加熱器之可選擇的電力 源720。一耦合裝置711可提供透過管線2210與沖煮系統712 且透過管線714與流體筒708兩者之耦合。 . 由以上以水-泵為基礎之義式濃縮咖啡機的說明 ，可以 看出該栗亦是一種控制流動裝置。在一壓縮氣體義式濃縮 咖_系統中，該泵之功能可以被—㈣流動限制器取代。 這可不需要-氣壓調㈣，且解決有關快速減壓之安全$ © 題。然後壓縮氣體系統重現一以水_泵為基礎之義式濃縮咖 嗓機的行為’且具有一可攜帶、無電力與寂靜之主動力的 優點。 在此應了解的是前述說明是本發明不同實施例之例 子’發明所屬技術領域中具有通常知識者可了解許多修改 與變化。因此，本發明之範圍不應受限前述說明，反之， 該範圍應由包括全·之等效_中請專職圍來決定。 26 201032736 【圖式簡單説明】 第1圖是本發明之-可攜式沖煮裝置的立體圖； 閥的操作； 第4圖是第 圖， 第2圖是-立體圖，顯示幻圖所示之裝置的一框架； 第3圖是-示意圖’顯示在本發明之第i圖所示之趣流 3圖所示之―流體注人總成之組件的分解
第5圖是第3圖所示之一流體注入總成之分解圖； 第6圖是第3圖所示之-流體傳送控制系統之分解圖； 第7圖是本發明之-動調節系統之側視圖； =8圖是沿線8_8所截取之第3圖所示之握把總成的放 大橫載面圖，顯示包含於其中之組件之位置，且一觸發器 總成放置被呈—第一觸發器組態； 第9圖是第3圖所示之握把總成的放大橫載面圖，顯示 包含於其巾之組件之位置，且—觸發魏成被放置呈一第 一觸發器組態； 第10圖是第9圖所示之一壓力調節系統之壓力調節器 之組件及周圍組件的放大圖； 第11圖是第8圖所示之最大壓力調節器之組件的放大 圖 第12圖是第8圖所示之握把總成的放大橫戴面圖，顯示 包含於其中之組件之位置’且一觸發器總成被放置呈一第 二觸發器組態； 第13圖是第9圖所示之握把總成的放大橫戴面圖，顯示 27 201032736 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 二觸發器組態； 第14圖是第8圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 三觸發器組態； 第15圖是第9圖所示之握把總成的放大橫截面圖，顯示 包含於其中之組件之位置，且一觸發器總成被放置呈一第 三觸發器組態； 第16圖是本發明另一實施例之第4圖示之流體注入總 成之容器的簡化放大圖； 第17圖是一流程圖，顯示用於不同觸發器組態之在第1 與3圖所示之裝置之各種零件之間發生之流體連通； 第18圖是一簡化流程圖，顯示用於不同觸發器組態之 第1與3圖所示之裝置的不同流道； 第19圖是本發明之另一實施例之第9圖所示之握把總 成的放大橫截面圖； 第20圖是一流程圖，顯示第19圖所示之沖煮裝置之操 作； 第21圖是本發明第二另一實施例之可被用來補注第 1、3、16與19圖所示之沖煮裝置的對接站；及 第22圖是本發明第二另一實施例之可被用來補注第 1、3、16與19圖所示之沖煮裝置的可攜式補注站。 【主要元件符號說明】 10...可攜式沖煮裝置 12...沖煮系統 201032736
14.. .握把總成 16.. .框架 17.. .中央通道 18.. .軸桿(頸部） 19.. .框架部份 20.. .收集總成 21.. .握把蓋 22.. .流體注入總成 24.. .壁 26.. .圓孔 28.. .收集室 30.. .容器 32.. .環形肩部 34.. .最低表面 36.. .流體排出口 38…套筒 40.. .蓋 42.. .壓力容器 44.. .凹部 46.. .環形表面 48.. .孔 50.. .突起 52··.流體傳送控制(FPC)系統 53.. .蓋子 54.. .蓮蓬頭 55…壓力調節系統(PRS) 56…流體歧管 57.. .圓孔 58.. .撓性膜 59,60,62 ...Ο環 64…肩部 66··.篩網部份 68.. .圓形肩部區域(肩部) 70.. .第一表面 72.. .第二表面 73.. .膜耦合器 74.. .孔 76.. .輻條 78.. .通道 80.. .第一環形凹部 82.. .第二環形凹部 84.. .通道 85.. .流道 86.. .撓性區域(撓性部份) 87.. .流道 88.. .室 90.. .撓性通道(管） 92.. .耦合孔口 29 201032736 96.. .回流閥 98.. .墊圈 99.. .流體 100.. .孔洞 101.. . Ο環 102…具螺紋表面 103.. .頸耦合器 104.. .末端 106…具螺紋表面 108.. .流體容器 110.. .密封物 112.. .牆板 116.. .第一牆板凹部 117.. .端部 118.. .穿刺用具 119.. .墊片 120.. .通道 122.. . Ο環 124.. .第二牆板凹部 125.. .環形凹部 126.. .軸承構件 128.. .閥本體 130.. .中央通路 132.. .第一閥元件 134.. .第二閥元件 136.. .内孔 138.140.142.. .0. 146.. .螺旋彈簧 148.150.. .排出口 151…開口 152.. .壓力調節器 154.. .閥本體 156.. .通道 158.. .中空凹部 160.. .螺旋彈簧 162.. .中空室 164.165.166.. .0. 168.. .套筒 170.. .0. 171,173···蓋 172…圓孔 174…第一開口 175.177.. .具螺紋固結件 176.. .第二開口 178.. .通道 179.. .0. 180.. .通道 182.. .最大壓力調節器(MPR)
30 201032736 184...套筒 229…第二頸軸承 185...圓孔 228···室(容積） 186...内孔 230,232.··囊袋元件(囊袋） 190...蓋 234...本體 191...具螺紋固結件 236...中心轴 192...錐形部份 242...容器 194...0環 243...加厚區域 196…套筒之一部份 245...導管 ® 198…閥本體 250…抓握部 200...通道 260,261,263··.流道 204...螺旋彈簧 264...可變容積通道(VVC) ' 205,206...0環 300-312...操作 * 208··.室 400-412.··操作 210...開口 602...基站 212...具螺紋栓塞；牆板 606…熱水加熱器 214.. .通路 217.. .内孔 608.. .容器 610.. .裝置 219…流體限制閥 612,614...扣合連接器 220. ·.觸發器總成(開關總成） 616...管路連接 221,223...軸頸 618...AC(或DC)電源連接 222...觸發器元件 622...流體注入總成 223…固結件開口 624...扣合搞合 225...凸輪元件；螺絲 701…壓縮空氣源 227…第一頸軸承 702...可攜式補注站 31 201032736 704.. .熱水源 708.. .流體筒 710.. .沖煮裝置 711.. .耦合裝置 712.. .沖煮系統 714.. ·管線 720.. .可選擇的電力源 2210.. .管線
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