KR20200096490A - 전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템 - Google Patents

전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템 Download PDF

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KR20200096490A
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다리우스 쟉
이안 멕디어미드
존 쿠키
앤드류 로버트 존 로건
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제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
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Abstract

제1 바디(12), 제2 바디(18), 및 제1 바디와 제2 바디 사이에 편향력을 인가하도록 구성되는 편향 부재를 구비한 밸브를 포함하는 전자 궐련을 위한 밸브. 밸브는 제2 바디에 대한 제1 바디의 상대 각위치에 응하여 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 작동될 수 있다. 밸브는 열의 영향으로 길이가 변경되도록 구성되는 형상 기억 합금을 포함하는 가변 길이 액추에이터(44)를 추가로 포함하고, 가변 길이 액추에이터(44)는 편향 부재로부터의 편향력에 반대로 작용하는 힘을 생성하도록 구성되며, 밸브의 위치는 액추에이터로부터의 힘이 편향력을 초과할 때 변경된다.

Description

전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템
본 발명은 전자 궐련과 같은 개인용 기화 기기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전자 궐련을 위한 유체 밸브, 유체 공급 시스템, 및 소모품에 관한 것이다.
전자 궐련은 종래 기술의 궐련에 대한 대안이다. 전자 궐련은 연소 연기를 발생시키는 대신 액체를 기화시키고, 이는 사용자에 의해 흡입될 수 있다. 액체는 증기를 생성하는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸-형성 물질을 일반적으로 포함한다. 액체 내의 다른 일반적인 물질로는, 니코틴 및 향료가 있다.
전자 궐련은 마우스피스부, 액체 저장소, 기화기 또는 히터 장치, 및 전원 공급 장치를 포함하는 휴대용 전자 궐련 시스템이다. 전자 궐련을 위한 액체 저장소의 흔한 문제점은 이것이 압력차와 배향에 민감할 수 있다는 것이다. 그 결과, 액체가 액체 저장소로부터 누출될 수 있고, 기기의 사용자는 액체에 노출될 수 있다.
선행 기술의 상기 언급된 단점을 고려하여, 본 발명의 목적은 전자 궐련 내의 유체 제어를 개선하는 데에 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템에 있어서,
액체 저장소에 연결되며 가열 요소에 액체를 공급하도록 구성되는 유체 전달 요소,
제2 바디, 및
제1 위치와 제2 위치 간에 제2 바디에 대해 이동 가능한 제1 바디로서, 제1 바디가 제1 위치에 있을 때, 제1 바디는 압축력을 인가하여 제2 바디에 대해 유체 전달 요소를 압축하고 이를 통한 액체 유동을 제한하도록 구성되는 제1 바디를 포함하고,
제1 바디가 제2 위치에 있을 때, 제1 바디는 유체 전달 요소를 통한 액체 유동이 증가되도록 제2 바디로부터 해제되거나 부분적으로 해제되며,
제1 바디는 편향 부재 및 액추에이터에 작동 가능하게 연결되고, 편향 부재는 편향력을 인가하여 제1 바디를 제1 및 제2 위치 중 하나를 향해 편향시키도록 구성되며, 액추에이터는 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되고,
그로 인해 액추에이터로부터의 힘이 편향 부재의 힘을 초과할 때 제1 바디는 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동되는, 유체 공급 시스템이 제공된다.
본 발명은 전자 궐련의 히터로의 유체 공급이 유체 전달 요소를 압축함으로써 제어될 수 있다는 인식에 기반한다.
예시적인 구현예에 따르면, 제1 바디는 제1 폐쇄면을 포함하고, 제2 바디는 제2 폐쇄면으로 구성되는 접경면을 포함하며, 유체 전달 요소는 제1 바디가 제1 위치에 있을 때 제1 폐쇄면과 제2 폐쇄면 사이에서 압축된다.
예시적인 구현예에 따르면, 유체 전달 요소는 심지를 포함한다. 선택적으로, 유체 전달 요소는 가요성 외벽을 갖는 도관을 추가로 포함한다. 둘러싸는 관형 부재는 바람직하게는 실리콘과 같은 내열성 식품 등급 재료이다.
예시적인 구현예에 따르면, 심지는 도관 내에 위치되는 덮임부 및 히터와 접촉하는 노출부를 구비한다. 심지의 노출부는 또한 심지가 둘러싸는 관형 부재에 의해 덮일 때 히터와 접촉하게 할 수 있다. 유체 전달 심지는 상이한 압축성 및 모세관 현상 영역들을 구비할 수 있다. 심지는 섬유상 요소 또는 스폰지형 재료일 수 있다.
예시적인 구현예에 따르면, 액추에이터는 가변 길이 액추에이터이다. 구현예에서, 가변 길이 액추에이터는 형상 기억 합금을 포함한다. 가변 길이 액추에이터는 열의 영향으로 길이가 감소되도록 구성될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 가변 길이 액추에이터는 와이어이다. 대안적으로, 가변 길이 액추에이터는 금속 로드일 수 있다.
예시적인 구현예에 따르면, 제1 바디는 선형으로 이동 가능하여 제2 바디에 대해 유체 전달 요소를 압축하도록 구성된다. 구현예에서, 제2 바디는 접경부(abutment)일 수 있다. 제1 바디는 안내 채널 내에 위치될 수 있다. 안내 채널은 제1 바디의 각각의 이동에 대해 유체 전달 요소의 동일한 수준의 압축이 달성되도록 제1 바디를 위한 동일한 이동 경로를 재현하는 데에 도움이 된다.
예시적인 구현예에 따르면, 유체 전달 요소는 직선형일 수 있다. 다른 구현예에서, 유체 전달 요소는 L자형일 수 있다. 유체 전달 요소의 형상은 히터에 대한 유체 연결이 향상되고 히터의 배향에 순응되도록 선택될 수 있다.
예시적인 구현예에 따르면, 제1 바디는 유체 전달 요소를 둘러싼다. 제1 바디는 유체 전달 요소와 접촉하여 위치된다.
예시적인 구현예에 따르면, 편향 부재는 유체 전달 요소에 대해 제1 바디를 편향시키도록 구성된다.
구현예에서, 편향 부재 및 액추에이터는 폐쇄 부재의 상이한 측에 위치된다. 편향 부재 및 액추에이터를 상이한 측에 위치시킴으로써, 두 구성요소 사이의 간섭의 위험성이 감소된다.
다른 예시적인 구현예에 따르면, 편향 부재 및 액추에이터는 폐쇄 부재의 동일한 측에 위치된다. 편향 부재 및 액추에이터를 동일한 측에 위치시킴으로써, 폐쇄 부재는 접경부에 대해 변위될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명은, 전자 궐련을 위한 소모품에 있어서,
유체 전달 요소를 포함하는 기화 장치,
액체 저장소, 및
제1 위치와 제2 위치 간에 제2 바디에 대해 이동 가능한 제1 바디 형태의 밸브 부재로서, 제1 바디가 제1 위치에 있을 때, 제1 바디는 액체 저장소로부터 기화 장치로의 액체 유동이 폐쇄되도록 유체 전달 요소 및 제2 바디를 가압하고, 가동 부재가 제2 위치에 있을 때, 액체 저장소로부터 기화 장치로의 액체 유동이 개방되는 밸브 부재를 포함하며,
제1 바디는 편향 부재 및 액추에이터에 작동 가능하게 연결되고, 편향 부재는 편향력을 인가하여 제1 부재를 제1 및 제2 위치 중 하나를 향해 편향시키도록 구성되며, 액추에이터는 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되고, 그로 인해 액추에이터 힘이 편향력을 초과할 때 제1 부재는 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동 가능한, 소모품에 관한 것이다.
예시적인 구현예에 따르면, 제1 바디는 액체 유입구를 구비한 적어도 하나의 액체 채널을 포함하고, 제2 바디는 액체 저장소에서 토출구까지의 적어도 하나의 액체 채널을 포함하며, 밸브는 제1 바디의 액체 유입구가 제2 바디의 토출구와 오정렬될 때 폐쇄된다.
예시적인 구현예에 따르면, 제2 바디는 전자 궐련의 하우징에 해제 가능하게 장착되도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 전자 궐련을 위한 밸브에 관한 것이다. 전자 궐련을 위한 밸브는 본 발명의 제1 양태에 따른 액체 공급 시스템 또는 본 발명의 제2 양태에 따른 소모품에 통합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 양태는, 전자 궐련을 위한 밸브에 있어서,
밸브는 제1 바디, 제2 바디, 및 제1 바디와 제2 바디 사이에 편향력을 인가하도록 구성되는 편향 부재를 포함하고,
제1 바디 및 제2 바디는, 밸브가 제2 바디에 대한 제1 바디의 각위치에 기반하여 개방 위치 및 폐쇄 위치로 작동될 수 있도록, 회전축을 중심으로 서로 회전 가능하게 연결되며,
밸브는 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되는 액추에이터를 추가로 포함하고, 액추에이터 힘은 회전축으로부터 반경방향 거리에서 인가되며, 밸브는 액추에이터 힘이 편향력을 초과할 때 폐쇄에서 개방으로 변경되는, 밸브에 관한 것이다.
구현예에서, 액추에이터는 가변 길이 액추에이터이다. 대안적으로, 액추에이터는 모터 및 운동 전달 메커니즘, 예컨대 기어식 구조에 결합될 수 있다.
가변 길이 액추에이터는 제1 바디에 연결되는 제1 부분 및 제2 바디에 연결되는 제2 부분을 구비할 수 있다. 제1 및 제2 바디 둘 다에 가변 길이 액추에이터를 연결하는 이점은 두 바디가 서로에 대해 이동될 수 있다는 것이다.
구현예에서, 가변 길이 액추에이터는 와이어이다. 와이어는 밸브에 용이하게 통합될 수 있는 가요성 구조를 제공한다. 대안적으로, 가변 길이 액추에이터는 로드일 수 있다.
형상 기억 와이어는 원래의 상태 및 이완된 상태에서 직선형일 수 있다. 대안적으로, 형상 기억 와이어는 원래의 상태 및 이완된 상태에서 나선형 형상을 가질 수 있다. 직선형 와이어는 밸브에 통합하기가 용이하다. 한편, 비직선형 와이어는 더 큰 변형 길이를 달성할 수 있다.
밸브는 원통형 외표면을 구비할 수 있다. 가변 길이 액추에이터는 밸브의 외표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 원통형 외표면은 밸브가 원통형 전자 궐련 하우징에 끼워맞춤되게 할 수 있다. 또한, 원통형 외표면은 제1 및/또는 제2 바디가 전자 궐련 하우징 내에서 자유롭게 회전하게 할 수 있다.
가변 길이 액추에이터는 열의 영향으로 길이가 감소되도록 구성될 수 있다. 그러므로, 가변 길이 액추에이터는 형상 기억 합금을 포함할 수 있다. 형상 기억 합금은 와이어가 열의 영향으로 짧아지게 할 수 있다.
구현예에서, 밸브 바디는 가변 길이 액추에이터를 수용하도록 구성되는 채널 또는 홈을 구비한다. 홈은 바람직하게는 밸브의 원통형 외표면 상의 원통형 외주에 위치될 수 있다.
구현예에서, 액추에이터 힘이 인가되는 반경방향 거리는 밸브의 반경에 실질적으로 대응한다. 액추에이터의 힘은 밸브의 반경에 실질적으로 대응하는 반경방향 거리에서 인가될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 반경방향 거리는 밸브 반경의 80 내지 100%에 대응한다.
유리한 구현예에서, 편향 부재는 밸브를 폐쇄 위치를 향해 편향시키도록 구성된다. 편향 부재는 토션 스프링일 수 있다. 대안적으로, 편향 부재는 리프 스프링 또는 탄성 재료일 수 있다. 구현예에서, 편향 부재는 제1 및 제2 바디 내에 삽입된다. 유리하게는, 편향 부재는 밸브를 폐쇄 위치로 편향시키도록 구성된다.
예시적인 구현예에 따르면, 전자 궐련은 하우징을 추가로 포함하고, 제1 바디는 상기 하우징의 내표면에 고정 연결되며, 제2 바디는 제1 바디에 대해 회전 가능하다.
예시적인 구현예에 따르면, 가변 크기의 구멍이 제1 바디 및 제2 바디를 통해 형성되고, 구멍은 밸브가 개방 위치에 있을 때 최대 크기이며 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 최소 크기이다.
예시적인 구현예에 따르면, 제1 바디는 제1 폐쇄면을 포함하고, 제2 바디는 제2 폐쇄면을 포함하며, 가변 길이 액추에이터는 제1 폐쇄면과 제2 폐쇄면 사이의 거리를 변경하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은, 전술한 구현예들 중 어느 하나에 따른 밸브를 포함하는 전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템에 있어서, 액체 저장소로부터의 유체를 이송하도록 구성되는 유체 공급 도관을 추가로 포함하는, 유체 공급 시스템에 관한 것이다. 밸브는 액체 저장소로부터의 액체의 유속이 조절될 수 있도록 제1 밸브 바디와 제2 밸브 바디 사이의 각위치에 응하여 유체 공급 도관을 압축 및 해제하도록 구성될 수 있다.
예시적인 구현예에 따르면, 전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템은 본 발명의 제3 양태에 따른 밸브를 포함한다. 유체 공급 시스템은 용기 내에 담긴 가요성 액체 저장소를 추가로 포함하고, 밸브는, 밸브가 개방될 때 공기가 하우징에 유입될 수 있고 가요성 액체 저장소로부터의 액체가 배출될 수 있도록, 하우징 내로의 공기 공급을 조절하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은, 전자 궐련을 위한 소모품에 있어서,
기화 장치,
액체 저장소, 및
제1 위치와 제2 위치 간에 제2 바디에 대해 이동 가능한 제1 바디 형태의 밸브 부재로서, 제1 바디가 제1 위치에 있을 때, 제1 바디는 액체 저장소로부터 기화 장치로의 액체 유동이 폐쇄되도록 제2 바디에 대해 밀봉되고, 가동 부재가 제2 위치에 있을 때, 액체 저장소로부터 기화 장치로의 액체 유동이 개방되는 밸브 부재를 포함하며,
제1 바디는 편향 부재 및 액추에이터에 작동 가능하게 연결되고, 편향 부재는 편향력을 인가하여 제1 부재를 제1 및 제2 위치 중 하나를 향해 편향시키도록 구성되며, 액추에이터는 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되고, 그로 인해 액추에이터 힘이 편향력을 초과할 때 제1 부재는 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동 가능한, 소모품에 관한 것이다.
구현예에서, 제1 바디는 축을 중심으로 회전되도록 구성되는 원통형 부재로 구성되며 액체 저장소 내에 위치된다.
제1 바디는 로터에 제거 가능하게 연결될 수 있고, 로터는 액추에이터 및 편향 부재에 작동 가능하게 연결된다. 로터 및 제1 바디는 또한 대응하는 맞물림 구조를 포함할 수 있다. 게다가, 소모품은 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때에만 로터와 연결 및 분리되도록 구성될 수 있다.
구현예에서, 제1 바디는 액체 유입구를 구비한 적어도 하나의 액체 채널을 포함하고, 제2 바디는 액체 저장소에서 토출구까지의 적어도 하나의 액체 채널을 포함하며, 밸브는 제1 바디의 액체 유입구가 제2 바디의 토출구와 오정렬될 때 폐쇄된다.
본문 내에 포함되어 있음.
이하에서, 본 발명은 예시의 차원에서 본 발명의 구현예들을 도시하는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이며, 유사한 특징부들은 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1a는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 전자 궐련의 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 전자 궐련의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 유체 공급 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 유체 공급 시스템의 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 구현예에 따른 밸브의 개략적인 사시도이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 구현예에 따른 밸브의 분해도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 구현예에 따른 밸브의, 각각 폐쇄 위치 및 개방 위치에서의, 개략적인 평면도이다.
도 6a는 도 3의 유체 공급 시스템과 연관된 밸브의 개략적인 사시도이다.
도 6b는 밸브가 개방 위치에 있는 도 6a의 유체 공급 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 구현예에 따른 유체 공급 시스템의 개략도이다.
도 7e는 전자 궐련 내에 배치될 때 도 7a 내지 도 7d의 구현예에 따른 유체 공급 시스템의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8d는 밸브가 선형으로 작동될 때 본 발명의 다른 예시적인 구현예들의 액체 공급 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 구현예에 따른 로터리 밸브를 포함하는 전자 궐련을 위한 소모품의 개략적인 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 예시적인 구현예에 따른 전자 궐련을 위한 소모품의 개략적인 단면도이다. 도 10a는 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태를 도시하고, 도 10b는 밸브가 개방 위치에 있는 상태를 도시한다.
도 10c는 도 10a 및 도 10b의 밸브의 제1 및 제2 바디의 개략적인 평면도이다.
도 11은 본 발명의 구현예에 따른 로터리 밸브를 포함하는 전자 궐련을 위한 소모품의 개략적인 단면도로, 밸브는 유체 도관을 압축하도록 구성된다.
첨부 도면, 특히 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 액체(L)를 기화시키기 위한 전자 궐련(2)이 도시되어 있다. 전자 궐련(2)은 마우스피스부(4) 및 전원 공급부(6)를 포함한다. 전자 궐련(2)은 종래 기술의 궐련의 대용품으로 사용될 수 있다.
마우스피스부(4)는 마우스피스(5) 및 바람직하게는 또한 액체 저장부(7)를 포함한다. 그러나, 액체 저장부(7)는 또한 전원 공급부(6) 내에 배치될 수 있다. 액체 저장부(7)는 기화될 액체(L)를 담는 일회용 캡슐(8)의 형태인 액체 저장소(8)를 수용하도록 구성되는 공동일 수 있다. 대안적으로, 액체 저장부(7)는 액체 리필 용기와 같은 외부 기기에 의해 리필될 수 있는 리필형 저장소(8)를 포함할 수 있다. 따라서, 후자의 예는 이른바 "오픈 탱크" 시스템을 가리킨다.
전자 궐련(2)은 기화될 액체(L)로부터 증기를 발생시키도록 구성된다. 액체(L)는 프로필렌 글리콜 또는 글리세롤과 같은 에어로졸-형성 물질을 포함할 수 있고, 니코틴과 같은 다른 물질을 포함할 수 있다. 액체(L)는 또한 예를 들어 담배, 멘톨, 또는 과일향과 같은 향료를 포함할 수 있다.
전원 공급부(6)는 예를 들어 충전식 리튬 배터리 또는 임의의 다른 적절한 전원 장치일 수 있는 전원 장치(60)를 포함한다. 전원 공급부(6)는 하나 또는 여러 개의 센서(64)로부터의 자동 입력 또는 수동 사용자 입력에 기반하여 기기의 작동을 제어하도록 구성되는 제어 장치(62)를 추가로 포함한다. 제어 장치(62)는 수동 입력 데이터 및 센서 데이터를 수신하고 처리하여 히터 및 전자 궐련(2)의 전체 작동을 활성화시키도록 구성된다. 전원 공급부(6)는 유리하게는 적어도 하나의 센서(64), 예컨대 사용자가 마우스피스(5)로부터 흡입할 때 일어나는 전자 궐련(2)을 통한 공기 유동을 감지하도록 구성되는 유동 센서(64)를 포함할 수 있다. 다른 적절한 센서에는, 온도 센서 및 액체 저장소(8)의 소모를 감지하도록 구성되는 센서가 포함될 수 있다.
전자 궐련(2)은 액체 저장소(8)로부터의 액체(L)를 기화시키도록 구성되는 기화 장치(11)를 포함한다. 기화 장치(11)는 가열 요소(13) 및 유체 전달 요소(15)를 포함한다. 유체 전달 요소(15)는 액체 저장소(8)로부터 가열 요소(13)로의 모세관 현상에 의해 액체(L)를 전달하도록 구성된다. 유체 전달 요소(15)는 꼬인 면사(twined cotton) 또는 실리카로 이루어지는 심지와 같은 섬유상 또는 다공성 요소일 수 있다. 대안적으로, 유체 전달 요소(15)는 다공성 요소일 수 있다. 가열 요소(13)는 특정 유형에 국한되지 않으며 수평 또는 수직 코일이거나 평면 가열 요소일 수 있다. 아울러, 기화 장치(11)는 열 사용에 국한되는 것이 아니라, 예를 들어 히터 대신에 진동 변환 요소를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전자 궐련(2)은 액체 저장소(8) 및 밸브(10)를 포함하는 유체 공급 시스템(80)을 구비한다. 밸브(10)는 액체 저장소(8)로부터 기화 장치(11)로의 유체 공급을 조절하도록 구성된다. 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 밸브(10)는 액체 저장소(8)의 토출구에 배치될 수 있고 액체(L)가 밸브(10)의 가변 크기 오리피스를 통해 흐르도록 구성될 수 있다. 오리피스가 더 클수록, 이를 통한 유속이 더 높아지는데, 이는 도 4a와 관련하여 추가로 설명될 것이다. 밸브(10)는 제1 폐쇄면(14) 및 제2 폐쇄면(26) 형태의 폐쇄면들을 포함할 수 있고, 이들은 폐쇄 위치에서 밀봉면을 제공하여 액체 저장소(8)로부터 기화 장치(11)로의 유체 유동을 제한하거나 차단하도록 구성된다.
유체 전달 요소(15)와의 유체 연결을 형성하기 위해, 유체 공급 시스템(80)은 밸브(10)의 하류에 배치되는 유체 공급 도관(42)을 포함할 수 있다. 유체 전달 요소(15)는 유체 공급 도관(42) 내에 부분적으로 위치될 수 있거나, 유체 공급 도관(42)의 토출구와 물리적으로 접촉될 수 있다.
도 3의 유체 공급 시스템(80)은 도 2의 유체 공급 시스템(80)과 유사하지만, 밸브(10)의 양측에 배치되는 상부 유체 도관부(42a) 및 하부 유체 공급 도관부(42b)를 포함한다. 상부 유체 공급 도관부(42a) 및 하부 유체 공급 도관부(42b)는 하나의 연속적인 유체 공급 도관(42)으로 제공된다.
이 구현예에서, 밸브(10)는 유체 공급 도관(42)을 통한 유체 유동을 제한함으로써 액체 저장소(8)로부터 기화 장치(11)로의 유체 공급을 간접적으로 조절한다. 그러므로, 밸브(10)는 액체 공급을 조절하기 위해 유체 공급 도관(42)을 압축하도록 구성된다. 밸브(10)는 유체 공급을 완전히 폐쇄하거나 유동을 제한할 수 있다. 유체 공급 도관(42)은 가요성 관형 부재일 수 있다. 유체 공급 도관(42)은 바람직하게는 적절한 식품 등급 재료, 예컨대 실리콘, PVC, PU, 및 LLDPE로 이루어진다. 유체 공급 도관(42)은 유체가 밸브(10) 내의 가동부들과 직접 접촉하지 않기 때문에 청결한 폐쇄면을 제공한다.
도 7a 내지 도 7e에 나타낸 대안적인 구현예에서, 밸브(10)는 액체 저장소(8)로부터의 유체 공급을 간접적으로 조절하도록 구성된다. 액체 저장소(8)는 가요성일 수 있고 강성 용기(90) 내에 수용될 수 있다. 액체 저장소(8)는 강성 용기(90)의 개구(94)와 일치하는 토출구(92)를 구비한다. 강성 용기(90)의 개구(94)는 가요성 액체 저장소(8)의 토출구(92)에 대해 밀폐식으로 밀봉된다. 사용 중에, 강성 용기(90)는 액체 저장소(8)의 부피(Vls) 및 주변 가스의 부피(Vg)에 의해 점유되는 내부 부피(Vtot)를 갖는다. 주변 가스는 예를 들어 공기일 수 있다. 전자 궐련(2)에서, 액체 저장소(8)는 토출구가 전자 궐련(2)의 종방향과 일치하도록 배치될 수 있다.
도 7e에 나타낸 바와 같이, 전자 궐련(2)이 수직 위치에 있고(즉, 전자 궐련(2)의 종방향이 수직 방향과 일치함) 밸브(10)가 폐쇄될 때, 액체 저장소(8)로부터의 유체 공급은 폐쇄된다. 이는 폐쇄된 밸브가 액체 저장소(8)에서 흘러나오는 액체를 보상하기 위해 공기가 강성 용기(90)에 들어가는 것을 차단한 효과로 인한 것이다.
밸브(10)가 개방될 때, 공기는 강성 용기(9)에 들어갈 수 있는 한편, 액체(L)는 가요성 액체 저장소(8) 내의 장력과 중력으로 인해 액체 저장소(8)로부터 흘러나올 수 있다. 도 7d에 나타낸 바와 같이, 액체 저장소(8)는 액체 저장소(8)에 작용하는 중력에 응하여 전자 궐련(2)의 위치에 따라 변형될 수 있다. 변형은 액체 저장소의 토출구(92)를 폐쇄하고, 그로 인해 액체 저장소(8)로부터의 액체 유동이 감소되거나 폐쇄된다. 이는 전자 궐련(2)이 비작동 위치에 있을 때 전자 궐련(2)의 누출 보호를 형성한다. 전자 궐련(2) 내의 액체 저장소(8)의 배향은 어떤 위치가 작동 위치로 획정되는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 이 예에서는, 전자 궐련(2)이 수평 위치에서 일반적으로 표면 상에(예를 들어, 테이블 상에) 놓임에 따라, 전자 궐련(2)의 수평 위치가 비작동 위치일 것이다.
이제 도 4a 내지 도 4c, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 구현예에 따른 밸브(10)의 구성요소들의 세부사항이 도시되어 있다. 밸브(10)는 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)를 포함한다. 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)는 서로 회전 가능하게 연결된다. 제1 바디(12)와 제2 바디(18) 사이의 회전 가능한 연결은 중심축(38)의 구멍(102)을 통해 연장되는 핀(101)과 같은 조인트(101)에 의해 달성될 수 있다. 제1 바디(12)는 제1 폐쇄면(14)을 포함하고 제2 바디(18)는 제2 폐쇄면(26)을 포함한다. 제1 폐쇄면(14)과 제2 폐쇄면(26) 사이의 거리(dc)는 제1 바디(12)와 제2 바디(18) 사이의 상대 각위치에 응하여 달라질 수 있다.
도면에 나타낸 바와 같이, 제2 바디(18)는 제1 부분(18a) 및 제2 부분(18b)으로 구성될 수 있다. 대안적으로, 제2 바디(18)는 일체형 부품일 수 있다. 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)는 서로에 대해 이동되도록 구성된다. 이는 제1 바디(12)와 제2 바디(18) 사이의 상대 각위치를 변경하는 효과가 있다. 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)가 각각 제1 폐쇄면(14) 및 제2 폐쇄면(26)을 구비함에 따라, 폐쇄면들(14, 26) 사이의 거리(dc)도 역시 변경될 것이다.
도 5a는 폐쇄 위치의 밸브(10)를 도시하고 도 5b는 개방 위치의 밸브(10)를 도시한다. 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 폐쇄면(14)과 제2 폐쇄면(26) 사이의 거리(dc)는 최소 거리(dmin)이다. 최소 거리(dmin)는 양의 거리, 예컨대 수 밀리미터일 수 있거나, 완전히 폐쇄되어 거리(dmin)가 영(null)이 될 수 있다. 도 2의 유체 공급 시스템에 사용하기 적절한 구현예에서, 제1 폐쇄면(14) 및 제2 폐쇄면(26)은 서로 접촉하고 그에 따라 거리는 영이다. 밸브(10)가 유체 공급 도관(42)에 간접적으로 작용하는 도 3의 구현예에서, 거리(dmin)는 유체 공급 도관의 이중 벽 두께에 대략적으로 대응한다. 폐쇄 위치에서, 유체 공급 도관(42)은 완전히 밀봉된다.
밸브(10)가 개방 위치일 때, 제1 폐쇄면(14) 및 제2 폐쇄면(26)은 구멍이 밸브(10)를 통해 형성되도록 서로 떨어져 배치된다. 제1 폐쇄면(14)과 제2 폐쇄면(26) 사이의 개방 거리(dopen)는 개방 위치에서 달라질 수 있고, 그에 따라 기화 장치(11)로의 유체 공급이 달라질 수 있다. 이는 사용자의 흡입 패턴에 반응하고 상이한 증기 수요 속도에 더 잘 반응하는 데에 유리할 수 있다.
유리한 구현예에서, 제2 바디(18)는 전자 궐련(2)의 하우징(3)의 안쪽 부분에 고정 연결될 수 있고, 제1 바디(12)는 제2 바디(18)에 대해 자유롭게 회전 가능하도록 배치된다.
도 6a 및 도 6b는 도 3의 유체 공급 시스템(80)과 관련하여 밸브(10)의 구현예를 도시한다. 도 6a 및 도 6b에서, 유체 공급 도관(42)은 제1 폐쇄면(14)과 제2 폐쇄면(26) 사이의 가변 거리에 응하여 압축된다. 도 6a는 폐쇄 위치의 밸브(10)를 도시하고 도 6b는 개방 위치의 밸브(10)를 도시한다.
제1 바디(12) 및 제2 바디(18)는 바람직하게는 원형이다. 원형 형상으로 인해, 밸브(10)는 원통형 전자 궐련(2)의 하우징(3)의 내부 형상에 대응하며, 그 안에 미끄럼 끼워맞춤(snug fit)을 제공하고 그 안에서 자유롭게 회전할 수 있다.
밸브(10)는 제2 바디(18)에 대해 제1 바디(12)를 변위시키도록 구성되는 액추에이터(44)에 의해 작동된다. 액추에이터(44)는 제1 바디(12)를 변위시키도록 구성되는 전기-기계 장치일 수 있다. 액추에이터(44)는 열의 영향으로 길이가 변경되도록 구성될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 액추에이터(44)는 형상-기억 합금을 포함하는 형상 기억 와이어를 포함한다. 형상 기억 와이어(44)는 제2 바디(18)에 대해 제1 바디(12)를 이동시키도록 구성된다. 구체적으로, 형상 기억 와이어(44)는 제2 바디(18)에 대해 제1 바디(12)를 회전시켜서 제2 바디(18)에 대한 제1 바디(12)의 각위치를 변경하도록 구성된다. 형상 기억 와이어(44)는 구리-알루미늄-니켈, 니켈-티타늄(NiTi)에 의해 형성된 합금, 또는 아연, 구리, 금, 및 철을 포함하는 다른 합금일 수 있다. 적절한 합금의 예로, Ni-Ti, Ni-Ti-Au, Ni-Ti-Cr, Ni-Ti-Cu, Ni-Ti-Fe, Ni-Ti-Hf, Ni-Ti-Pd, Ni-Ti-Pt, Ni-Ti-Zr이 있다. 다른 적절한 합금에는, Ag-Cd, Au-Cd, Co-Al, Co-Ni-Al, Cu-AI-Ni, Cu-Al-Nb, Cu-Sn, Cu-Zn, Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Si, Cu-Zn-Sn, Fe-Mn-Si, Fe-Pt, In-Ti, Mn-Cu, Nb-Ru, Ni-AI, Ni-Mn, Ni-Mn-Ga, Ta-Ru, Ti-Au, Ti-Nb, Ti-Pd, Ti-Pt-Ir, U-Nb, Zr-Cu가 포함될 수 있다.
형상 기억 합금(SMA)은 2가지 다른 결정 구조(마르텐사이트 및 오스테나이트)로 존재한다. 표시된 결정 구조는 온도에 의해 결정된다. 전기 에너지(열)가 SMA에 공급될 때, 마르텐사이트로부터 오스텐사이트로의 상변화가 일어난다. 오스텐사이트상에서, 형상 기억 합금은 변형되기 전의 형상을 기억한다. 이러한 상변화는 형상 기억 합금이 비변형 형상으로 돌아갈 때 힘(Fa)을 야기한다.
형상 기억 와이어(44)는 열에 노출될 때 길이가 감소될 수 있다. 형상 기억 와이어(44)는 비가열 상태에서는 비가열 길이(lmax)를 가지고 가열 상태에서는 가열 길이(lmin)를 갖는다. 형상 기억 와이어(44)의 변형 길이차(Δl)는 lmax - lmin에 대응한다. 전자 궐련(2)이 사용되지 않을 때는, 편향 부재(34)가 제2 폐쇄면(26)에 대해 제1 폐쇄면(14)을 밀기 때문에, 형상 기억 와이어(44)는 최대 길이(lmax)를 갖는다.
힘(Fa)은 밸브(10)를 작동시키는 개방력으로 작용한다. 힘(Fa)은 와이어의 단면적(게이지) 및 변형의 길이에 비례한다. 2가지 결정 구조 간의 와이어의 길이차는 제2 바디 부분에 대해 제1 바디 부분을 회전시키고, 그에 따라 밸브를 개방한다.
형상 기억 와이어(44)는 홈(32) 내에 수용될 수 있다. 홈(32)은 와이어를 안내하며, 와이어의 이동이 용이해지도록 일정한 반경으로 평활면을 제공한다. 홈은 금속 코팅을 구비할 수 있다. 금속 코팅은 내열성이며 형상 기억 와이어(44)와 홈(32) 사이의 낮은 마찰을 제공한다. 형상 기억 와이어(44)는 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)를 서로에 대해 이동시켜서 밸브(10)를 구동하도록 구성된다.
밸브(10)는 밸브(10)를 폐쇄 위치로 편향시키도록 구성되는 편향 부재(34)를 포함한다. 도 4c에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 편향 부재(34)는 제1 바디(12)와 제2 바디(18) 사이에 배치된다. 따라서, 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)는 편향 부재(34)를 통해 서로 작동 가능하게 연결된다.
가변 길이 액추에이터(44)는 편향 부재(34)로부터의 편향력(Fb)에 반대로 작용하는 힘(Fa)을 생성하도록 구성된다. 액추에이터의 힘(Fa)은 회전축으로부터 반경 방향(dr)으로 인가된다. 반경방향 거리(dr)는 중심축(A)에 대한 홈(32) 내의 와이어(44)의 반경방향 위치에 대응한다. 반경방향 거리(dr)는 액추에이터 힘(Fa)과 함께 더 높은 토크를 생성하기 위한 레버를 야기한다. 밸브(10)는 액추에이터로부터의 힘(Fa)이 편향력(Fb)을 초과할 때 개방된다. 열이 더 이상 가변 길이 액추에이터에 인가되지 않을 때, 편향 부재로부터의 힘(Fb)이 가변 길이 액추에이터의 힘(Fa)을 초과하고, 그로 인해 편향 부재로부터의 힘(Fb)은 가변 길이 액추에이터를 최대 길이(lmax)까지 변형시키며 밸브(10)를 폐쇄한다.
편향 부재(34)는 폐쇄 위치와 개방 위치 간의 왕복 운동을 제공한다. 도 4c에 나타낸 바와 같이, 편향 부재(34)는 예를 들어 토션 스프링(34)일 수 있다. 도 4b 및 도 4c에 나타낸 바와 같이, 편향 부재(34)는 각각 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)의 제1 및 제2 절개부(16, 28) 내에 삽입될 수 있다. 밸브(11)가 개방될 때, 형상 기억 와이어(44)의 힘(Fa)은 편향력(Fb) 및 밸브(10)의 내부 마찰 손실을 극복한다.
형상 기억 와이어(44)는 전기 공급 와이어(46)에 의해 활성화될 수 있다. 전기 공급 와이어(46)는 저항성이며 전기 에너지가 이를 통과할 때 히터의 역할을 한다. 전기 공급 와이어(46)는 전원 공급 장치(60)에 연결되며, 전원 공급 장치(60)로부터의 에너지를 변환하여 형상 기억 와이어(44)를 가열하도록 구성된다. 통상의 적절한 가열 와이어는 예를 들어 구리를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 구현예(미도시)에서, 전기 공급 와이어(46)는 생략될 수 있고 형상 기억 와이어(44)는 히터에 바로 근접하게 전기 궐련(2) 내에 배치될 수 있다. 형상 기억 와이어(44)를 히터에 근접하게 배치하면, 히터의 잔류 열이 기억 와이어(44)를 활성화시키기 위해 사용될 수 있다.
형상 기억 와이어(44)는 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)에 고정 연결된다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 제1 연결점(48) 및 제2 연결점(50)은 바람직하게는 형상 기억 와이어(44)가 긴 거리를 따라 연장되도록 위치된다. 그러므로, 형상 기억 와이어(44)는 바람직하게는 밸브(10)를 둘러싸거나 부분적으로 둘러싼다. 이는 밸브(10)의 더 높은 개방력(Fa) 및 더 긴 변형 길이 거리(Δl)를 가능하게 한다. 제1 및 제2 연결점(48, 50)은 와이어 브래킷의 형태일 수 있다.
형상 기억 와이어(44)는 제1 연결점(48) 내에서 제1 바디(12)에 그리고 제2 연결점(50) 내에서 제2 바디(18)에 고정 연결된다. 제1 연결점 및 제2 연결점은 바람직하게는 제1 와이어 브래킷(48) 및 제2 와이어 브래킷(50)을 구비한다. 제1 와이어 브래킷(48) 및 제2 와이어 브래킷(50)은 강한 연결을 제공하며 밸브(10)의 조립을 용이하게 한다. 제1 와이어 브래킷(48) 및 제2 와이어 브래킷(50)은 또한 전기 공급 와이어(46)에 형상 기억 와이어(44)를 연결하는 연결점일 수 있다.
도 9는 전기 궐련(2)을 위한 밸브(10)의 다른 예시적인 구현예를 도시한다. 밸브(10)는 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)를 포함한다. 제1 바디(12)는 원통형 부재로 구성될 수 있으며, 액체 저장소(8)를 포함하는 제2 바디(18) 내에 위치될 수 있다. 제1 바디(12)는 축(A)을 중심으로 제2 바디(18)에 대해 회전 가능하다. 따라서, 제1 바디(12)는 제2 바디(18) 내에 동심 배치된다.
제2 바디(18)는 전자 궐련(2)의 하우징(3)에 고정 장착되도록 구성된다. 도시된 구현예에서, 제2 바디(18)는 액체 저장소(8)의 하우징(19)의 일체형 부품이다. 제2 바디(18)는 예를 들어 나사산 연결, 자기 결합, 베이오닛 결합, 또는 스냅 잠금 결합에 의해 전자 궐련(2)의 하우징(3)에 연결될 수 있다. 제2 바디(18)는 액체 저장소(8)로부터의 유체 토출구를 구비한 적어도 하나의 액체 채널(21)을 포함한다. 제2 바디(18)는 유체 전달 요소(15) 내에 액체를 분배하기 위해 여러 개의 토출구(21)를 구비할 수 있다.
제1 바디(12)는 유체 전달 요소(15)와 유체 연결되는 액체 채널(22)을 포함한다. 제2 바디(18)의 액체 채널(21)이 제1 바디(12)의 액체 채널(22)과 정렬될 때, 액체는 액체 저장소(8)로부터 유체 전달 요소(15)로 흐를 수 있다.
제2 바디(18)가 추가로 회전됨에 따라, 밸브(10)는 폐쇄 위치가 되고, 여기서 제2 바디(18)의 액체 채널(21)은 제1 바디(12)의 액체 채널(22)과 오정렬된다. 이후, 액체 저장소(8)의 토출구는 제1 바디(12)의 면에 대해 차단된다. 제1 폐쇄면(14)은 제1 바디(12)의 원통형 표면적이고, 제2 폐쇄면(26)은 제2 바디(18)의 원통형 표면적이다.
제1 폐쇄면(14)과 제2 폐쇄면(26) 사이의 밀봉은 제1 바디(12)와 제2 바디(18) 사이의 강제 끼워맞춤에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 고무와 같은 엘라스토머 재료로 이루어지는 밀봉면이 제2 바디 상에 제공될 수 있다.
제1 바디(12)는 로터(108)에 작동 가능하게 결합된다. 로터(108)는 전자 궐련(2)의 원통형 하우징 내에 유지되며 축(A)을 중심으로 회전하도록 구성되는 원통형 부품일 수 있다. 로터(108)는 바람직하게는 제1 바디(12)에 해제 가능하게 결합된다. 로터(108)와 제1 바디(12) 사이의 해제 가능한 결합은 상호 연결 및 분리 가능한 맞물림 구조(110), 예컨대 스플라인 상호연결 또는 스플라인/구멍 연결에 의해 달성될 수 있다. 분리 가능한 맞물림 구조(110)의 다른 가능한 예로, 성곽부들 또는 마찰면들이 포함될 수 있다.
유리하게는, 소모품(70) 상의 맞물림 구조(110a)는 단지 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때에만, 그에 따라 제1 바디의 채널들이 액체 저장소(8)의 개구들과 오정렬될 때에만, 로터(108) 상의 맞물림 구조(110b)와 상호 연결 가능하다. 이는, 밸브(10)가 개방 위치에 있을 때 맞물리고 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있을 때 맞물림 해제되도록 구성되는 잠금 요소(미도시), 예를 들어 걸쇠(catch)에 의해 달성될 수 있다.
로터(108)는 전술한 구현예들과 마찬가지로 액추에이터(44)에 의해 작동되도록 연결되고 구성된다. 액추에이터(44)는 전자 궐련(2)의 하우징에 연결되는 제1 연결점(48) 및 제2 연결점(50) 내에서 로터(108)에 고정 연결되는 형상 기억 와이어(44)일 수 있다. 이로써, 액추에이터는 형상 기억 와이어가 가열되어 길이가 감소됨에 따라 로터를 회전시킬 수 있다.
왕복 운동을 달성하기 위해, 로터(108)는 편향 부재(34; 미도시)에 작동 가능하게 연결된다. 편향 부재(34)는 로터(108)를 폐쇄 위치로 편향시키도록 구성된다. 편향 부재(34)는 로터(108)에 작동 가능하게 연결되며 바람직하게는 로터(108) 내에 삽입되는 토션 스프링(34)일 수 있다. 이동 가능한 제1 바디(12)의 위치는 액추에이터(44)로부터의 힘(Fa)이 편향 부재(34)의 힘(Fb)을 초과할 때 또는 편향 부재(34)로부터의 힘(Fb)이 액추에이터(44)의 힘을 초과할 때 변경된다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 바디(12)는 (액체 저장소(8)를 포함하는) 제2 바디(18) 및 기화 장치(11)와 결합될 수 있고, 그에 따라 일회용 소모품(70)으로 구성될 수 있다. 기화 장치(11)는 유체 전달 요소(15) 및 가열 요소(13)를 포함한다. 소모품(70)은 마우스피스 부분(5)을 포함할 수 있다. 액추에이터(44)는 전원 공급부(6)의 일부이므로 재사용될 수 있다.
유체 전달 요소(15)는 제1 바디(12) 내에 수용될 수 있다. 가열 요소(13)는 제1 바디(12)의 중앙 부분에 위치되며 유체 전달 요소(15)에 의해 둘러싸일 수 있다. 유체 전달 요소(15)는 관형 형상을 가질 수 있고, 그 안에 획정되는 중공 공간 내에 가열 요소(13)를 수용하도록 구성될 수 있다.
이제 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명에 따른 유체 공급 시스템(80)의 다른 구현예가 도시되어 있다. 전술한 구현예들과 마찬가지로, 제1 바디(12)는 제1 위치와 제2 위치 간에 이동이 가능하다. 도시된 예에서, 제1 위치는 밸브(10)가 개방되는 위치일 수 있고, 제2 위치는 밸브(10)가 폐쇄되는 위치일 수 있다.
제1 바디(12)는 가동 폐쇄 부재(12)로 구성될 수 있으며, 전술한 구현예들에서와 같이 구성되는 액추에이터(44)에 의해 작동될 수 있다. 그러나, 도 8a 내지 도 8c의 구현예는 액추에이터(44)가 제1 바디(12)의 선형 변위를 제공하도록 구성될 수 있다는 점에서 전술한 구현예들과 상이하다. 이전 구현예들과 관련하여 설명된 바와 같이, 액추에이터(44)는 또한 형상 기억 와이어(44)를 포함할 수 있으며 저항성 가열 와이어(46)에 연결될 수 있다.
유체 공급 시스템(80)은 액체 저장소(8), 유체 전달 요소(15), 및 밸브(10)를 포함한다. 밸브(10)는 제1 폐쇄면(14)을 갖는 제1 바디(12) 및 제2 폐쇄면(26)을 갖는 제2 바디(18)를 구비한다. 제2 폐쇄면(26)은 접경부(26)의 형태일 수 있다. 유체 전달 요소(15)는 액체 저장소(8)에 연결되며 가열 요소(13)에 액체를 공급하도록 구성된다.
제1 바디(12) 및 제2 바디(18)는 밸브(10)로 작동하도록 구성된다. 제1 바디(12)가 제1 위치에 있을 때, 제1 바디(12) 부재는 유체 전달 요소(15)에 힘을 인가하여 유체 전달 요소(15)를 제2 폐쇄면(26; 접경부)에 대해 압축하고 이를 통한 액체 유동을 제한하도록 구성된다. 이동 가능한 제1 바디(12)가 제2 위치에 있을 때, 이동 가능한 제1 바디(12)는 유체 전달 요소(15)를 통한 액체 유동이 증가되도록 제2 폐쇄면(26)으로부터 해제되거나 부분적으로 해제된다.
제1 바디(12)는 슬롯 내에서 안내되어 재현형 이동 경로를 보장할 수 있다. 슬롯은 예를 들어 금속의 저마찰면을 구비할 수 있다. 이동 가능한 제1 바디(12)의 형상은 슬롯에 대해 낮은 마찰을 제공하도록 선택된다.
제1 바디(12)의 왕복 운동을 달성하기 위해, 제1 바디(12)는 편향 부재(34) 및 액추에이터(44)에 작동 가능하게 연결된다. 편향 부재(34)는 이동 가능한 제1 바디(12)를 제1 및 제2 위치 중 하나로 편향시키도록 구성되고, 액추에이터(44)는 액추에이터(44)에 반대-작용력(Fb)을 인가하도록 구성된다. 이동 가능한 제1 바디(12)의 위치는 액추에이터(44)로부터의 힘이 편향 부재(34)의 힘(Fb)을 초과할 때 또는 편향 부재(34)로부터의 힘(Fb)이 액추에이터(44)의 힘(Fa)을 초과할 때 변경된다.
이동 가능한 제1 바디(12)는 유체 전달 요소(15)를 압축하도록 구성된다. 이동 가능한 제1 바디(12)는 유체 전달 요소의 축방향 길이에 대해 횡방향으로 힘(Fa)을 인가하도록 구성된다. 유체 전달 요소(15)는 섬유상 또는 스폰지 재료와 같은 압축성 재료일 수 있다. 유체 전달 요소(15) 내의 모세관들을 압축함으로써, 유체 전달 요소(15)가 액체 저장소(8)와 유체 접촉할지라도, 유체 전달 요소(15) 내의 액체 유동이 차단될 수 있다. 유체 전달 요소(15)는 액체 저장소(8) 내의 액체와 직접 접촉하고, 그로 인해 밸브(10)가 개방될 때 유체 전달 요소(15)의 신속한 포화가 달성된다는 이점이 있다.
편향 부재(34)는 이동 가능한 제1 바디(12)를 폐쇄 위치로 편향시키도록 구성되는 반면, 액추에이터(44)는 열이 형상 기억 와이어(44)에 인가되면 개방력(Fa)을 생성하도록 구성된다.
도 8a 및 도 8b의 구현예에서, 제1 바디(12)는 유체 전달 요소(15)를 가압하도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 도 8c 및 도 8d에 나타낸 바와 같이, 제1 바디(12)는 유체 전달 요소(15)를 둘러쌀 수 있다. 제1 바디(12)는 구멍을 포함하고, 유체 전달 요소(15)는 이를 통해 연장된다. 편향 부재(34) 및 액추에이터(44)는 이동 가능한 제1 바디(12)의 상이한 측에 위치될 수 있다. 그러나, 편향 부재(34) 및 액추에이터(44)가 제1 바디(12)의 동일한 측에 배치되는 것도 가능하다.
액추에이터(44)가 더 이상 열에 노출되지 않을 때, 제1 바디가 이동되도록 편향 부재(34)의 힘(Fb)이 액추에이터(44)의 힘(Fa)을 초과한다. 유체 전달 요소(15)의 압축으로 인해, 유체 전달 요소(15)를 통한 액체의 유동이 변화된다.
제1 바디(12)는 토출구(92) 액체 저장소와 오정렬되도록 이동되고, 그로 인해 유체 전달 요소(15)는 제1 바디(12)와 토출구(92) 사이에서 압축된다.
유체 전달 요소(15)를 통한 유체 유동을 추가로 제어하기 위해, 유체 전달 요소(15)는 상이한 압축성 및 모세관 현상 영역들을 구비할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 구현예를 도시한다. 이 구현예는 밸브(10)가 제1 바디(12) 및 제2 바디(18)를 포함하고 제1 바디(12)가 축(A)을 중심으로 제2 바디(18)에 대해 회전 가능하다는 점에서 도 9에 도시된 구현예와 기능적으로 유사하다. 제1 바디(12)는 원통형 부재로 구성될 수 있으며 액체 저장소(8) 내에 위치될 수 있다. 이 구현예에서, 제2 바디는 바람직하게는 원통형인 고정 정지부로 구성된다.
제1 바디(12)는 제1 액체 채널(43a)을 포함하고 제2 바디(18)는 제2 액체 채널(43b)을 포함한다. 밸브는 제1 액체 채널(43a) 및 제2 액체 채널(43b)의 개구들이 서로 정렬될 때 개방 위치에 있다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 액체 채널은 밸브(10)가 연장된 각거리에 걸쳐 개폐될 수 있도록 세장형 슬롯으로 구성될 수 있다. 개구들(43a, 43b)이 오정렬될 때, 밸브(10)는 폐쇄된다. 채널들은 제1 바디(12) 및 제2 바디(18) 상에 편심 위치된다.
제1 바디(12)는 전술한 구현예들과 마찬가지로 액추에이터(44) 및 편향 부재(34)에 의해 작동되도록 연결되고 구성된다.
액추에이터(44)는 전자 궐련의 하우징에 연결되는 제1 연결점(48) 및 제2 연결점(50) 내에서 제1 바디(12)에 고정 연결되는 형상 기억 와이어(44)일 수 있다. 이로써, 액추에이터(44)는 형상 기억 와이어(44)가 가열되어 길이가 감소됨에 따라 제1 바디(12)를 회전시킬 수 있다. 대안적으로, 밸브(10)의 제1 바디(12)의 작동은 도 8c에 도시된 바와 같이 선형 변위에 의해 달성될 수 있다.
왕복 운동을 달성하기 위해, 제1 바디(12)는 편향 부재(34)에 작동 가능하게 연결된다. 편향 부재(34)는 제1 바디(12)를 폐쇄 위치로 편향시키고 개방 및 폐쇄 위치 간의 왕복 운동을 제공하도록 구성된다.
도 11은 본 발명의 다른 예시적인 구현예를 도시한다. 전자 궐련(2)은 액체 저장소(8)와 기화 장치(11)를 구비한 마우스피스부(4)를 포함한다. 액체 저장소(8)와 기화 챔버는 측방향으로, 즉 나란히 위치되고, 그로 인해 액체는 액체 저장소(8)에서 기화 장치(11)까지 측방향으로 전달된다. 마우스피스부(6)는 맞물림면(160)을 통해 전원 공급부(6)와 접촉한다.
유체 공급 도관(42)이 기화 장치(11)에 액체 저장소(8)를 연결하도록 구성된다. 제1 바디(12)가 전자 궐련(2)의 하우징 내에 위치된다. 제1 바디(12)는 전자 궐련(2)의 재사용 가능한 부분 내에 위치될 수 있다. 제1 바디(12)는 전원 공급부(6)의 하우징 내에 위치될 수 있다. 제1 바디(12)는 제1 구멍(161) 및 제2 구멍(162)을 포함하고, 유체 공급 도관(42)은 이들을 통해 전도된다. 하우징(3) 상의 맞물림면(160)은 2개의 대응하는 구멍(163, 164)을 구비한다. 맞물림면의 구멍들(163, 164)이 제1 바디(12)의 구멍들(161, 162)과 정렬될 때, 유체 공급 도관(42)은 비압축 상태이다. 제1 바디(12)와 구멍들(163, 164) 사이의 상대 각위치가 변경됨에 따라, 맞물림면(160)의 구멍들(163, 164)은 제1 바디(12)의 구멍들(161, 162)과 오정렬되고, 그로 인해 유체 공급 도관(42)은 유체 공급 도관(42)을 통한 액체 유동이 제한되거나 폐쇄되도록 맞물림면(160)과 제1 바디(12) 사이에서 압축된다.
제1 바디(12)는 재사용 가능한 전원 공급부(6)에 통합될 수 있다. 액체 저장소(8)는 마우스피스 부분(5)을 포함하며 기화 장치(11)를 수용하는 소모품(70)으로 구성될 수 있다.
유체 전달 요소(15)는 제1 바디(12) 내에 수용될 수 있다. 밸브(10)가 개방 위치에 있을 때, 유체 전달 요소(15)로의 유체 공급이 개방된다. 가열 요소(13)는 제1 바디(12)의 중앙 부분에 위치되며 유체 전달 요소(15)에 의해 둘러싸일 수 있다. 유체 전달 요소(15)는 관형 형상을 가질 수 있고, 그 안에 획정되는 중공 공간 내에 가열 요소(13)를 수용하도록 구성될 수 있다.
액체 저장소(8)는 관통 가능한 박막(165)을 구비할 수 있고, 유체 공급 도관(42)의 단부 부분은 박막(165)을 관통하도록 구성되는 날카로운 선단부(166)를 구비할 수 있다. 박막(165) 및 선단부(166)는 선단부(166)가 맞물림면(160) 위로 돌출되지 않도록 배치될 수 있다(즉, 가라앉을 수 있다).
본 발명의 범주 내에서, 유체 전달 요소(15) 및 압축성 유체 도관(42)은 동일한 기능을 수행한다(즉, 가열 요소(13)에 기화 액체를 전달한다). 기화 액체의 유동을 제어할 수 있도록 유체 전달 요소(15) 또는 유체 도관(42)을 압축한다는 사상은 도 3, 도 6a, 도 6b, 도 8a 내지 도 8d, 및 도 11에 도시된 구현예들을 모두 포괄한다.
도시된 구현예들과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 유체 전달 요소(15)는 심지의 형태일 수 있고, 이는 도 8a 내지 도 8d 및 도 13에 나타낸 바와 같이 압축성 및 섬유상 재료일 수 있다. 그러나, 심지는 또한 도 3, 도 6a, 도 6, 및 도 11에 도시된 바와 같이 압축성 유체 도관(42) 형태의 연장부를 구비할 수 있다. 그러므로, 유체 전달 요소(16)는 심지의 형태 또는 압축성 유체 도관(42)의 형태일 수 있으며 청구범위에서 상호교환 가능하게 해석되어야 한다.
당업자는 본 발명이 결코 전술한 예시적인 구현예들에 국한되지 않음을 인식할 것이다. 특정 방안들이 서로 다른 종속항들에 인용된다는 사실만으로는 이 방안들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타낼 수 없다. 또한, "포함하는"이라는 표현은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 다른 비제한적 표현들은 단수("a" 또는 "an")가 복수를 배제하지 않는다는 것과 단일 장치가 여러 개의 수단의 기능들을 이행할 수도 있다는 것을 포함한다. 청구범위의 임의의 참조 부호는 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 마지막으로, 본 발명이 첨부 도면과 전술한 설명에 상세히 도시되었지만, 이와 같은 도시 및 설명은 제한적이 아닌 예증 또는 예시적인 것으로 고려된다; 본 발명은 개시된 구현예들에 국한되지 않는다.

Claims (16)

  1. 전자 궐련을 위한 밸브에 있어서,
    상기 밸브는 제1 바디, 제2 바디, 및 상기 제1 바디와 상기 제2 바디 사이에 편향력을 인가하도록 구성되는 편향 부재를 포함하고,
    상기 제1 바디 및 상기 제2 바디는, 상기 밸브가 상기 제2 바디에 대한 상기 제1 바디의 각위치에 기반하여 개방 위치 및 폐쇄 위치로 작동될 수 있도록, 회전축을 중심으로 서로 회전 가능하게 연결되며,
    상기 밸브는 열의 영향으로 길이가 변경되도록 구성되는 형상 기억 합금을 포함하는 가변 길이 액추에이터를 추가로 포함하고, 상기 가변 길이 액추에이터는 상기 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되며, 상기 액추에이터 힘은 상기 회전축으로부터 반경방향 거리에서 인가되고, 상기 밸브는 상기 액추에이터 힘이 상기 편향력을 초과할 때 폐쇄에서 개방으로 변경되는, 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가변 길이 액추에이터는 상기 제1 바디에 연결되는 제1 부분 및 상기 제2 바디에 연결되는 제2 부분을 구비하는, 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가변 길이 액추에이터는 와이어인, 밸브.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브는 원통형 외표면을 구비하고, 상기 가변 길이 액추에이터는 상기 밸브의 상기 외표면을 적어도 부분적으로 둘러싸는, 밸브.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 바디는 상기 가변 길이 액추에이터를 수용하도록 구성되는 채널 또는 홈을 구비하는, 밸브.
  6. 제4항에 종속되는 제5항에 있어서,
    상기 홈은 상기 원통형 외표면의 외주에 위치되는, 밸브.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터 힘이 인가되는 상기 반경방향 거리는 상기 밸브의 반경에 실질적으로 대응하는, 밸브.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향 부재는 상기 밸브를 폐쇄 위치를 향해 편향시키도록 구성되는, 밸브.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 바디는 제1 폐쇄면을 포함하고, 상기 제2 바디는 제2 폐쇄면을 포함하며, 상기 가변 길이 액추에이터는 상기 제1 폐쇄면과 상기 제2 폐쇄면 사이의 거리를 변경하도록 구성되는, 밸브.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 밸브를 포함하는 전자 궐련을 위한 유체 공급 시스템에 있어서,
    상기 유체 공급 시스템은 액체 저장소로부터의 유체를 이송하도록 구성되는 유체 공급 도관을 추가로 포함하고,
    상기 밸브는 상기 액체 저장소로부터의 액체의 유속이 조절될 수 있도록 상기 제1 밸브 바디와 상기 제2 밸브 바디 사이의 상대 각위치에 응하여 상기 유체 공급 도관을 압축하도록 구성되는, 유체 공급 시스템.
  11. 전자 궐련을 위한 소모품에 있어서,
    기화 장치,
    액체 저장소, 및
    제1 위치와 제2 위치 간에 제2 바디에 대해 이동 가능한 제1 바디 형태의 밸브 부재로서, 상기 제1 바디가 제1 위치에 있을 때, 상기 제1 바디는 상기 액체 저장소로부터 상기 기화 장치로의 액체 유동이 폐쇄되도록 상기 제2 바디에 대해 밀봉되고, 상기 가동 부재가 제2 위치에 있을 때, 상기 액체 저장소로부터 상기 기화 장치로의 액체 유동이 개방되는 밸브 부재를 포함하며,
    상기 제1 바디는 편향 부재 및 액추에이터에 작동 가능하게 연결되고, 상기 편향 부재는 편향력을 인가하여 상기 제1 부재를 제1 및 제2 위치 중 하나를 향해 편향시키도록 구성되며, 상기 액추에이터는 상기 편향력에 반대로 작용하는 액추에이터 힘을 인가하도록 구성되고, 그로 인해 상기 액추에이터 힘이 상기 편향력을 초과할 때 상기 제1 부재는 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 이동 가능한, 소모품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 바디는 축을 중심으로 회전되도록 구성되는 원통형 부재로 구성되며 상기 액체 저장소 내에 위치되는, 소모품.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 바디는 로터에 제거 가능하게 연결되고, 상기 로터는 상기 액추에이터 및 상기 편향 부재에 작동 가능하게 연결되는, 소모품.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 로터 및 상기 제1 바디는 대응하는 맞물림 구조를 포함하는, 소모품.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 소모품은 상기 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때에만 상기 로터와 연결 및 분리될 수 있는, 소모품.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 바디는 액체 유입구를 구비한 적어도 하나의 액체 채널을 포함하고, 상기 제2 바디는 상기 액체 저장소에서 토출구까지의 적어도 하나의 액체 채널을 포함하며, 상기 밸브는 상기 제1 바디의 상기 액체 유입구가 상기 제2 바디의 상기 토출구와 오정렬될 때 폐쇄되는, 소모품.

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