TW201927358A - 電子菸之流體供應系統 - Google Patents

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TW201927358A
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喬治 博思達克
達瑞爾斯 薩克
伊恩 麥克迪阿米德
強 庫克
安德魯 勞柏特 約翰 羅根
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瑞士商傑太日煙國際股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種用於一電子菸(2)之閥(10)，其包括具有一第一主體(12)、一第二主體(18)及經組態以在該第一主體與該第二主體之間施加一偏置力(Fb )之一偏置部件(34)之一閥。該閥可回應於該第一主體相對於該第二主體之相對角位置而在一打開位置與一關閉位置之間操作。
該閥進一步包括一致動器(44)，該致動器(44)經組態以產生反作用於來自該偏置部件之該偏置力(Fb )之一力(F a )，其中當來自該致動器之該力(F a )超過該偏置力(F b )時，該閥之該位置改變。

Description

電子菸之流體供應系統
本發明係關於個人蒸發裝置(諸如電子菸)。特定言之，本發明係關於用於一電子菸之流體閥、一流體供應系統及一消耗品。
電子菸係習知菸之一替代品。其等蒸發可被一使用者吸入之一液體來代替產生一燃燒菸霧。該液體通常包括一氣溶膠形成物質，諸如產生蒸氣之甘油或丙二醇。液體中之其他常見物質係尼古丁及調味料。
電子菸係一手持式電子菸系統，其包括一嘴件區段、一液體儲存器、一蒸發器或加熱器單元及一電力供應單元。電子菸之液體儲存器之一常見問題在於其等可能對壓力差及定向敏感。因此，其等可能自液體儲存器洩漏液體且裝置之一使用者可變得曝露於該液體。
鑑於先前技術之上述缺點，本發明之一目的係改良一電子菸中之流體控制。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一電子菸之流體供應系統，其包括：
一流體輸送元件，其連接至一液體儲存器且經組態以供應液體至一加熱元件，
一第二主體，及
一第一主體，其可相對於該第二主體在一第一位置與一第二位置之間移動，使得當該第一主體處於該第一位置中時，該第一主體經組態以施加一壓縮力以相對於該第二主體壓縮該流體輸送元件且限制液體流通過其中，
且當該第一主體處於該第二位置中時，該第一主體係自該第二主體釋放或部分釋放，使得通過該流體輸送元件之該液體流增大，
且其中該第一主體可操作地連接至一偏置部件及一致動器，其中該偏置部件經組態以施加一偏置力以使該第一主體偏置朝向該第一位置及該第二位置之一者且該致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，
藉此當來自該致動器之該力超過該偏置部件之該力時，該第一主體自該第一位置朝向該第二位置移動。
本發明係基於如下認識，即可藉由壓縮一流體輸送元件來控制至一電子菸之一加熱器之流體供應。
根據一例示性實施例，第一主體包括一第一閉合表面且其中第二主體包括經組態為一第二閉合表面之一鄰接表面，且其中當該第一主體處於第一位置中時，該流體輸送元件經壓縮在該第一閉合表面與該第二閉合表面之間。
根據一例示性實施例，流體輸送元件包括一芯。視需要，流體輸送元件進一步包括具有一可撓性外壁之一導管。圍封管狀部件較佳為一耐熱且食品級材料(諸如矽)。
根據一例示性實施例，芯具有定位於導管內之一經覆蓋部分及與一加熱器接觸之一曝露部分。芯之一暴露部分亦使芯能夠在藉由一圍封管狀部件覆蓋時與一加熱器接觸。流體輸送芯可具有擁有可壓縮性及毛細管作用之不同區域。芯可為一纖維元件或一海綿型材料。
根據一例示性實施例，致動器係一可變長度致動器。在一項實施例中，該可變長度致動器包括一形狀記憶合金。可變長度致動器可經組態以在熱量影響下縮短長度。在一例示性實施例中，其中可變長度致動器係一導線。替代性地，可變長度致動器可為一金屬桿。
根據一例示性實施例，第一主體經組態以可線性地移動藉此抵靠第二主體壓縮流體輸送元件。在一項實施例中，第二主體可為一鄰接件。第一主體可定位於一導引通道中。一導引通道幫助再現用於第一主體之相同行進路徑，使得針對第一主體之各移動實現流體輸送元件之相同位準之壓縮。
根據一例示性實施例，流體輸送元件可為筆直的。在另一實施例中，流體輸送元件可為L形。流體輸送元件之形狀可經選擇使得至加熱器之流體連接經增強且適於加熱器之定向。
根據一例示性實施例，第一主體環繞流體輸送元件。第一主體經定位為與流體輸送元件接觸。
根據一例示性實施例，偏置部件經組態以使第一主體抵靠流體輸送元件偏置。
在一項實施例中，偏置部件及致動器係定位於閉合部件之不同側上。藉由將偏置部件及致動器定位在不同側上，實現該兩個組件之間的較小干涉風險。
根據另一例示性實施例，偏置部件及致動器係定位於閉合部件之相同側上。藉由將偏置部件及致動器定位於相同側上，閉合部件可抵靠一鄰接件移位。
根據本發明之一第二態樣，其係關於一種用於一電子菸之消耗品，該消耗品包括：
一蒸發單元，其包括一流體輸送元件，
一液體儲存器，及
呈一第一主體之形式之一閥部件，該第一主體可相對於一第二主體在一第一位置與一第二位置之間移動，使得當該第一主體處於該第一位置中時，其抵靠該流體輸送元件及該第二主體按壓，使得自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流關閉且當該可移動部件處於該第二位置中時，自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流打開，
其中該第一主體可操作地連接至一偏置部件及一致動器，其中該偏置部件經組態以施加一偏置力以使該第一部件偏置朝向該第一位置及該第二位置之一者且該致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，藉此當該致動力超過該偏置力時，該第一部件可自該第一位置朝向該第二位置移動。
根據一例示性實施例，第一主體包括具有一液體入口之至少一液體通道且其中第二主體包括自液體儲存器至一出口之至少一液體通道，且其中當第一主體之該液體入口與第二主體中之該出口未對準時，閥關閉。
根據一例示性實施例，其中第二主體經組態以可釋放地安裝至一電子菸之外殼。
根據本發明之其他態樣，其係關於一種用於一電子菸之閥。用於一電子菸之該閥可整合至根據本發明之第一態樣之液體供應系統中或整合至根據本發明之第二態樣之消耗品中。
因此本發明之另一態樣係關於一種用於一電子菸之閥，該閥包括一第一主體、一第二主體及經組態以在該第一主體與該第二主體之間施加一偏置力之一偏置部件，
該第一主體與該第二主體圍繞一旋轉軸彼此可旋轉地連接，使得該閥可基於該第一主體相對於該第二主體之角位置而在一打開位置及一關閉位置中操作，
其中該閥進一步包括一致動器，該致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，其中該致動力在距該旋轉軸之一徑向距離處施加，且其中當該致動力超過該偏置力時，該閥自關閉變為打開。
在一項實施例中，致動器係一可變長度致動器。替代性地，致動器可耦合至一馬達及一運動傳遞機構(諸如一齒輪式結構)。
可變長度致動器可具有連接至第一主體之一第一部分及連接至第二主體之一第二部分。將可變長度致動器連接至第一主體及第二主體兩者之一優點在於該等主體可相對於彼此移動。
在一項實施例中，可變長度致動器係一導線。該導線提供可易於整合至閥中之一可撓性結構。替代性地，可變長度致動器可為一桿。
形狀記憶導線可在其原始及鬆弛狀態中為筆直的。替代性地，形狀記憶導線可在其原始及鬆弛狀態中具有一螺旋形狀。一筆直導線易於整合至閥中。另一方面，一非筆直導線可達成一較大變形長度。
閥可具有一圓柱形外表面。可變長度致動器可經配置以至少部分環繞閥之該外表面。一圓柱形外表面使閥能夠配裝至一圓柱形電子菸外殼中。此外，圓柱形外表面使第一主體及/或第二主體能夠在該電子菸外殼內自由地旋轉。
可變長度致動器可經組態以在熱量影響下縮短長度。可變長度致動器可因此包括一形狀記憶合金。一形狀記憶合金容許導線在熱量影響下縮短。
在一項實施例中，閥體具有經組態以容納可變長度致動器之一凹槽或一通道。該凹槽可較佳地定位於閥之圓柱形外表面上之圓柱形外周邊上。
在一項實施例中，施加致動力所處之徑向距離實質上對應於閥之半徑。致動器之力可在實質上對應於閥之半徑之徑向距離處施加。在一例示性實施例中，徑向距離對應於閥半徑之80%至100%。
在一有利實施例中，偏置部件經組態以使閥偏置朝向關閉位置。偏置部件可為一扭力彈簧。替代性地，偏置部件可為一板片彈簧或一彈性材料。在一項實施例中，偏置部件係嵌入於第一主體及第二主體中。有利的是，偏置部件經組態以將閥偏置至關閉位置中。
根據一例示性實施例，電子菸進一步包括一外殼且其中第一主體固定地連接至該外殼之一內表面，且其中第二主體可相對於第一主體旋轉。
根據一例示性實施例，可變尺寸之一孔隙係穿過第一主體及第二主體產生，其中該孔隙在閥處於其打開位置中時處於其最大尺寸且在閥處於其關閉位置中時處於其最小尺寸。
根據一例示性實施例，第一主體包括一第一閉合表面且第二主體包括一第二閉合表面，其中可變長度致動器經組態以改變該第一閉合表面與該第二閉合表面之間的一距離。
根據本發明之另一態樣，其係關於一種用於一電子菸之流體供應系統，其包括如前述實施例之任一者之閥，且其中該流體供應系統進一步包括經組態以傳輸來自一液體儲存器之流體之一流體供應導管。該閥可經組態以回應於第一閥體與第二閥體之間的角位置而夾緊及釋放該流體供應導管，使得可調節來自液體儲存器之液體之流速。
根據一例示性實施例，用於一電子菸之流體供應系統包括如本發明之第三態樣之閥。流體供應系統進一步包括一容器內所含有之一可撓性液體儲存器，其中該閥經組態以調節進入外殼中之空氣供應，使得當閥打開時，空氣可進入外殼且來自該可撓性液體儲存器之液體可被排出。
根據本發明之另一態樣，其係關於用於一電子菸之一消耗品，該消耗品包括：
一蒸發單元，
一液體儲存器，及
呈一第一主體之形式之一閥部件，該第一主體可相對於一第二主體在一第一位置與一第二位置之間移動，使得當該第一主體處於該第一位置中時，該第一主體抵靠該第二主體密封，使得自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流關閉且當該可移動部件處於該第二位置中時，自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流打開，
其中該第一主體可操作地連接至一偏置部件及一致動器，其中該偏置部件經組態以施加一偏置力以使該第一部件偏置朝向該第一位置及該第二位置之一者且該致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，藉此當該致動力超過該偏置力時，該第一部件可自該第一位置朝向該第二位置移動。
在一項實施例中，第一主體經組態為經組態以圍繞一軸旋轉且定位於該液體儲存器內之一圓柱形部件。
第一主體可移除地連接至一轉子且其中該轉子可操作地連接至致動器及偏置部件。該轉子及該第一主體亦可包括對應接合結構。此外，消耗品可經組態以僅在閥處於關閉位置中時，與該轉子連接及斷開。
在一項實施例中，第一主體包括具有一液體入口之至少一液體通道且其中第二主體包括自液體儲存器至一出口之至少一液體通道，且其中當第一主體之該液體入口與第二主體中之該出口未對準時，閥關閉。
參考圖式且特定言之參考圖1a及圖1b，繪示用於蒸發一液體L 之一電子菸2。電子菸2包括一嘴件區段4及一電力供應區段6。電子菸2可用作一習知菸之一替代品。
嘴件區段4包括一嘴件5且較佳亦包括一液體儲存部分7。然而，液體儲存部分7亦可配置於電力供應區段6中。液體儲存部分7可為經組態以接納含有待蒸發之液體L 之呈一拋棄式膠囊8之形式之一液體儲存器8之一腔。替代性地，液體儲存部分7可包括可藉由一外部裝置(諸如一液體再裝填瓶)再裝填之一可再裝填貯器8。後者實例因此將係指一所謂之「開放式槽」系統。
電子菸2經組態以自待蒸發之液體L 產生一蒸氣。液體L 可包括一氣溶膠形成物質(諸如丙二醇或甘油)且可含有其他物質(諸如尼古丁)。液體L 亦可包括調味料，例如，諸如菸草、薄荷醇或果味。
電力供應區段6包括一電力單元60，例如，該電力單元60可為一可再充電鋰電池或任何其他合適電力單元。電力供應區段6進一步包括經組態以基於手動使用者輸入或來自一或若干感測器64之自動輸入來控制裝置之操作之一控制單元62。控制單元62經組態以接收及處理手動輸入資料及感測器資料以啟動一加熱器及電子菸2之整體操作。電力供應區段6可有利地包括至少一感測器64，諸如經組態以感測通過電子菸2之一空氣流(此在一使用者自嘴件5吸入時發生)之一流量感測器64。其他合適感測器可包含溫度感測器及經組態以偵測液體儲存器8之損耗之感測器。
電子菸2包括經組態以蒸發來自液體儲存器8之液體L 之一蒸發單元11。蒸發單元11包括一加熱元件13及一流體輸送元件15。流體輸送元件15經組態以藉由毛細管作用將液體L 自液體儲存器8輸送至加熱元件13。流體輸送元件15可為一纖維或多孔元件，諸如由搓棉(twined cotton)或二氧化矽製成之一芯。替代性地，流體輸送元件15可為一多孔元件。加熱元件13並不限於一特定類型且可為一水平或垂直線圈或一扁平加熱元件。此外，蒸發單元11並不限於使用熱量，而是可(例如)包括一振動傳感器元件來代替一加熱器。
如圖2及圖3中最佳所見，本發明之電子菸2具有包括液體儲存器8及一閥10之一流體供應系統80。閥10經組態以調節自液體儲存器8至蒸發單元11之流體供應。如圖2中示意性地繪示，閥10可配置於液體儲存器8之出口處且經組態使得液體L 流動通過閥10中之一可變尺寸孔口。該孔口愈大，通過其之流速愈高，如將結合圖4a進一步描述。閥10可包括呈一第一閉合表面14及一第二閉合表面26之形式之閉合表面，其等在一閉合位置中經組態以提供一密封表面以限制或關閉自液體儲存器8至蒸發單元11之流體流。
為建立與流體輸送元件15之一流體連接，流體供應系統80可包括配置於閥10之下游之一流體供應導管42。流體輸送元件15可部分定位於流體供應導管42內，或與流體供應導管42之一出口實體接觸。
圖3中之流體供應系統80係類似於圖2之流體供應系統80，但包括配置於閥10之各側上之一上部流體供應導管部分42a及一下部流體供應導管部分42b。上部流體供應導管部分42a及下部流體供應導管部分42b被提供為一單個及連續流體供應導管42。
在此實施例中，閥10藉由限制通過流體供應導管42之流體流而間接調節自液體儲存器8至蒸發單元11之流體供應。閥10因此經組態以壓縮流體供應導管42，使得液體供應被調節。閥10可完全關閉流體供應或限制流量。流體供應導管42可為一可撓性管狀部件。流體供應導管42較佳由一合適食品級材料製成，諸如矽、PVC、PU及LLDPE。當流體不直接與閥10中之可移動部分接觸時，流體供應導管42提供一乾淨閉合表面。
在圖7a至圖7e中所描繪之一替代實施例中，閥10經組態以間接調節來自液體儲存器8之流體供應。液體儲存器8可為可撓性的且容置於一剛性容器90內。液體儲存器8具備與剛性容器90中之一開口94重合之一出口92。剛性容器90之開口94抵靠可撓性液體儲存器8之出口92氣密密封。在使用中，剛性容器90具有被液體儲存器8之體積Vls 及一圍封氣體之一體積Vg 佔據之一內部體積Vtot 。例如，該圍封氣體可為空氣。在電子菸2中，液體儲存器8可經配置成出口與電子菸2之縱向方向一致。
如圖7e中所見，當電子菸2處於一垂直位置中時(即，當電子菸2之縱向方向與垂直方向一致時)且當閥10關閉時，來自液體儲存器8之流體供應關閉。此係歸因於經關閉閥阻斷空氣進入剛性容器90中及補償流出液體儲存器8之液體之效應。
當閥10打開時，空氣可進入剛性容器90中，同時液體L 能夠歸因於重力及可撓性液體儲存器8中之張力而自液體儲存器8流出。如圖7d中所見，液體儲存器8可回應於作用於液體儲存器8上之重力而取決於電子菸2之位置變形。變形關閉來自液體儲存器之出口92，藉此減少或關閉來自液體儲存器8之液體流。此在電子菸2處於一不操作位置中時，在電子菸2中產生一洩漏保護。電子菸2內之液體儲存器8之定向可取決於什麼位置被定義為操作位置而改變。在本實例中，電子菸2之一水平位置將為一不操作位置，因為在此一位置中之電子菸2通常將置放於一表面上(例如，在一桌子上)。
現參考圖4a至圖4c、圖5a、圖5b、圖6a及圖6b，其等繪示根據本發明之一實施例之閥10之組件之細節。閥10包括一第一主體12及一第二主體18。第一主體12及第二主體18可旋轉地彼此連接。第一主體12與第二主體18之間的該可旋轉連接可藉由延伸穿過中心軸38中之一孔隙102之一接頭101 (諸如一銷101)實現。第一主體12包括一第一閉合表面14且第二主體18包括一第二閉合表面26。第一閉合表面14與第二閉合表面26之間的距離dc 可回應於第一主體12與第二主體18之間的相對角位置而改變。
如圖中所見，第二主體18可由一第一部分18a及一第二部分18b組成。替代性地，第二主體18可為一整合件。第一主體12及第二主體18經組態以相對於彼此移動。此具有改變第一主體12與第二主體18之間的相對角位置之效應。當第一主體12及第二主體18分別具備一第一閉合表面14及一第二閉合表面26時，閉合表面14、26之間的距離dc 亦將改變。
圖5a繪示處於一關閉位置中之閥10且圖5b繪示處於一打開位置中之閥10。當閥10處於一關閉位置中時，第一閉合表面14與第二閉合表面26之間的距離dc 係處於其最小值dmin 。最小距離dmin 可為一正距離(諸如幾毫米)，或完成關閉，藉此距離dmin 係零。在適用於圖2之流體供應系統中之實施例中，第一閉合表面14及第二閉合表面26係彼此接觸且距離因此為零。在其中閥10間接作用於一流體供應導管42上之圖3之實施例中，距離dmin 近似對應於該流體供應導管之雙倍壁厚度。在關閉位置中，流體供應導管42係經完全密封。
當閥10處於一打開位置中時，第一閉合表面14及第二閉合表面26係配置於彼此相距一距離處，使得產生通過閥10之一孔隙。第一閉合表面14與第二閉合表面26之間的打開距離dopen 可在打開位置中改變，使得至蒸發單元11之流體供應可改變。為對使用者之吸入型樣作出回應及對不同蒸氣需求率作出較佳回應，此可為有利的。
在一有利實施例中，第二主體18可固定地連接至電子菸2之外殼3之內部分，且第一主體12經配置以可相對於第二主體18自由地旋轉。
圖6a及圖6b繪示與圖3之流體供應系統80連接之閥10之一實施例。在圖6a及圖6b中，流體供應導管42係回應於第一閉合表面14與第二閉合表面26之間的可變距離而壓縮。圖6a繪示處於一關閉位置中之閥10且圖6b繪示處於一打開位置中之閥10。
第一主體12及第二主體18較佳為圓形的。圓形形狀使閥10能夠對應於一圓柱形電子菸2之外殼3之內部形狀且在其中提供一適貼配合及在其中自由地旋轉。
閥10係藉由經組態以使第一主體12相對於第二主體18移位之一致動器44操作。致動器44可為經組態以使第一主體12移位之一機電配置。致動器44可經組態以在熱量影響下改變長度。
在一較佳實施例中，致動器44包括一形狀記憶導線，該形狀記憶導線包括一形狀記憶合金。形狀記憶導線44經組態以使第一主體12相對於第二主體18移動。明確言之，形狀記憶導線44經組態以使第一主體12相對於第二主體18旋轉以改變第一主體12相對於第二主體18之角位置。形狀記憶導線44可為藉由銅鋁鎳、鎳鈦(NiTi)形成之一合金，或包括鋅、銅、金及鐵之其他合金。合適合金之實例係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-Zr。其他合適合金可包含Ag-Cd、Au-Cd、Co-Al、Co-Ni-Al、Cu-Al-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-Al、Ni-Mn、Ni-Mn-Ga、Ta-Ru、Ti-Au、Ti-Nb、Ti-Pd、Ti-Pt-Ir、U-Nb、Zr-Cu。
形狀記憶合金(SMA)以兩種相異晶體結構(馬氏體及奧氏體)存在。經顯示之晶體結構係藉由溫度判定。當電能(熱量)供應至SMA時，發生自馬氏體至奧氏體之一相變。在奧氏體相中，形狀記憶合金記住其在變形之前所處之形狀。當形狀記憶合金返回至其未變形形狀時，此相變產生一力Fa 。
形狀記憶導線44能夠在曝露至熱量時縮短長度。在其未加熱狀態中，形狀記憶導線44具有一未加熱長度lmax 且在一加熱狀態中其具有一加熱長度lmin 。形狀記憶導線44之變形長度差∆l 對應於lmax -lmin 。當電子菸2未在使用中時，在偏置部件34抵靠第二閉合表面26推動第一閉合表面14時，形狀記憶導線44具有其最長長度lmax 。
力Fa 係作為操作閥10之一打開力。力Fa 係與導線之橫截面積(標準尺寸(gauge) )及變形長度成比例。兩種晶體結構之間的導線長度差使第一主體部分相對於第二主體部分旋轉且因此打開閥。
形狀記憶導線44可容置於一凹槽32中。凹槽32導引導線且以一恆定半徑提供一光滑表面，使得促進導線之移動。凹槽可具備一金屬塗層。該金屬塗層係耐熱的且提供形狀記憶導線44與凹槽32之間的一低摩擦。形狀記憶導線44經組態以使第一主體12及第二主體18相對於彼此移動以致動閥10。
閥10包括經組態以將閥10偏置至一關閉位置中之一偏置部件34。如圖4c中最佳所見，偏置部件34係配置於第一主體12與第二主體18中間。第一主體12及第二主體18因此經由偏置部件34可操作地彼此連接。
可變長度致動器44經組態以產生反作用於來自偏置部件34之偏置力Fb 之一力F a 。致動器之力F a 係在距旋轉軸之一徑向距離dr 處施加。徑向距離dr 對應於凹槽32中之導線44相對於中心軸A之徑向位置。徑向距離dr 產生用於連同致動力Fa 一起產生一較高扭矩之一槓桿。當來自致動器之力Fa 超過偏置力F b 時，閥10打開。當熱量不再施加至可變長度致動器時，來自偏置部件之力F b 超過可變長度致動器中之力Fa ，藉此來自偏置部件之力F b 使可變長度致動器變形至其最大長度lmax 且關閉閥10。
偏置部件34提供關閉位置與打開位置之間的一往復運動。如圖4c中所見，偏置部件34可(例如)為一扭力彈簧34。如圖4b及圖4c中所見，偏置部件34可分別嵌入於第一主體12之一第一切口16及第二主體18之第二切口28中。當閥10打開時，形狀記憶導線44中之力Fa 克服偏置力Fb 及閥10之內部摩擦損耗。
形狀記憶導線44可藉由一電供應導線46啟動。電供應導線46係電阻式的且在電能通過其時作為一加熱器。電供應導線46連接至電力供應單元60且經組態以轉變來自電力供應單元60之能量以加熱形狀記憶導線44。例如，典型及合適加熱導線可包括銅。然而，在一替代實施例(未繪示)中，電供應導線46可被排除且形狀記憶導線44可直接緊鄰加熱器配置於電子菸2中。緊鄰加熱器配置形狀記憶導線44可使來自加熱器之殘餘熱量能用於啟動記憶導線44。
形狀記憶導線44固定地連接至第一主體12及第二主體18。如圖4a中所見，一第一連接點48及一第二連接點50較佳經定位使得形狀記憶導線44沿著一長距離延伸。形狀記憶導線44因此較佳環繞或部分環繞閥10。此實現閥10之一較長變形長度距離∆l 及一較高打開力Fa 。第一連接點48及第二連接點50可呈導線托架之形式。
形狀記憶導線44在一第一連接點48中固定地連接至第一主體12且在一第二連接點50中固定地連接至第二主體18。第一連接點及第二連接點較佳具備一第一導線托架48及一第二導線托架50。第一導線托架48及第二導線托架50提供強連接件且促進閥10之組裝。第一導線托架48及第二導線托架50亦可為將形狀記憶導線44接合至電供應導線46之連接點。
圖9繪示用於一電子菸2之一閥10之另一例示性實施例。閥10包括一第一主體12及一第二主體18。第一主體12可經組態為一圓柱形部件且可定位於包括液體儲存器8之第二主體18內。第一主體12可圍繞一軸A 相對於第二主體18旋轉。第一主體12因此同心地配置於第二主體18內。
第二主體18經組態以固定地安裝至電子菸2之外殼3。在所繪示之實施例中，第二主體18係液體儲存器8之一外殼19之一整合部分。第二主體18可(例如)藉由一螺紋連接、一磁性耦合、一卡口式耦合或一按扣鎖定連接而連接至電子菸2之外殼3。第二主體18包括具有來自液體儲存器8之一流體出口之至少一液體通道21。第二主體18可具備若干出口21以便在流體輸送元件15中分配液體。
第一主體12包括與流體輸送元件15流體連接之一液體通道22。當第二主體18之液體通道21與第一主體12中之液體通道22對準時，液體可自液體儲存器8流動至流體輸送元件15。
當第二主體18進一步旋轉時，閥10被帶至一關閉位置中，其中第二主體18之液體通道21與第一主體12中之液體通道22未對準。來自液體儲存器8之出口接著抵靠第一主體12之一表面關閉。第一閉合表面14係第一主體12之圓柱形表面區域且第二閉合表面26係第二主體18之圓柱形表面區域。
第一閉合表面14與第二閉合表面26之間的一密封可藉由第一主體12與第二主體18之間的一干涉配合實現。替代性地，一密封表面可提供於第二主體上，例如，由一彈性體材料(諸如橡膠)製成。
第一主體12可操作地耦合至一轉子108。轉子108可為經組態以保持於電子菸2之一圓柱形外殼內且圍繞軸A 旋轉之一圓柱形部分。轉子108較佳可釋放地耦合至第一主體12。轉子108與第一主體12之間的可釋放耦合可藉由一可互連及可斷開接合結構110 (諸如互連花鍵或花鍵及孔隙連接件)實現。可斷開接合結構110之其他可能實例可包含齒形結構(castellation)或摩擦表面。
有利的是，僅當閥處於一關閉位置中時，且因此當第一主體中之通道與來自液體儲存器8之開口未對準時，消耗品70上之接合結構110a僅可與轉子108上之接合結構110b互連。此可藉由在閥10處於一打開位置中時接合且在閥10處於一關閉位置中時經組態以脫離之一鎖定元件(未繪示)實現，例如，諸如一掣子。
類似於先前描述之實施例，轉子108連接至一致動器44且經組態以藉由致動器44操作。致動器44可為一形狀記憶導線44，其在連接至電子菸2之外殼之一第一連接點48及一第二連接點50中固定地連接至轉子108。此使致動器能夠在形狀記憶導線被加熱且縮短長度時使轉子旋轉。
為實現一往復運動，轉子108可操作地連接至一偏置部件34 (未展示)。偏置部件34經組態以將轉子108偏置至一關閉位置中。偏置部件34可為可操作地連接至轉子108且較佳嵌入於轉子108中之一扭力彈簧34。當來自致動器44之力超過偏置部件34之力Fb 時，或當來自偏置部件34之力F b 超過致動器44之力時，可移動第一主體12之位置改變。
如圖9中所見，第一主體12可與第二主體18 (含有液體儲存器8)及蒸發單元11組合且因此經組態為一拋棄式消耗品70。蒸發單元11包括流體輸送元件15及加熱元件13。消耗品70可包括一嘴件部分5。當致動器44係電力供應區段6之部分時，其可被再使用。
流體輸送元件15可容置於第一主體12內。加熱元件13可定位於第一主體12之一中心部分中且藉由流體輸送元件15環繞。流體輸送元件15可具有一管狀形狀且經組態以在其中所界定之中空空間中容置加熱元件13。
現參考圖8a至圖8c，其等繪示根據本發明之一流體供應系統80之進一步實施例。類似於先前描述之實施例，一第一主體12可在一第一位置與一第二位置之間移動。在所繪示實例中，該第一位置可為其中閥10打開之一位置且該第二位置可為其中閥10關閉之一位置。
第一主體12可經組態為一可移動閉合部件12且可藉由如在先前描述之實施例中組態之一致動器44操作。然而，圖8a至圖8c之實施例與先前描述之實施例之不同之處在於致動器44可經組態以提供第一主體12之一線性位移。致動器44亦可包括一形狀記憶導線44且連接至一電阻式加熱導線46，如結合先前實施例所描述。
流體供應系統80包括一液體儲存器8、一流體輸送元件15及一閥10。閥10具有擁有一第一閉合表面14之一第一主體12及擁有一第二閉合表面26之第二主體18。第二閉合表面26可呈一鄰接件26之形式。流體輸送元件15連接至一液體儲存器8且經組態以將液體供應至一加熱元件13。
第一主體12及第二主體18經組態以作為一閥10操作。當第一主體12處於一第一位置中時，第一主體12部件經組態以施加一力至流體輸送元件15上以抵靠第二閉合表面26 (鄰接件)壓縮流體輸送元件15且限制液體流通過其中。當可移動第一主體12處於一第二位置中時，可移動第一主體12係自第二閉合表面26釋放或部分釋放，使得通過流體輸送元件15之液體流增加。
第一主體12可在一狹槽中導引以確保一可再現行進路徑。該狹槽可具有(例如)金屬之一低摩擦表面。可移動第一主體12之形狀經選擇以提供與狹槽之一低摩擦。
為實現第一主體12之一往復運動，第一主體12可操作地連接至一偏置部件34及一致動器44。偏置部件34經組態以將可移動第一主體12偏置至第一位置及第二位置之一者中且致動器44經組態以施加一反作用力Fa 至致動器44。當來自致動器44之力超過偏置部件34之力Fb 時，或當來自偏置部件34之力Fb 超過致動器44之力F a 時，可移動第一主體12之位置改變。
可移動第一主體12經組態以壓縮流體輸送元件15。可移動第一主體12經組態以在相對於流體輸送元件之軸向長度之一橫向方向上施加一力Fa 。流體輸送元件15可具有一可壓縮材料，諸如一纖維材料或一海綿材料。藉由壓縮流體輸送元件15中之毛細管，流體輸送元件15中之液體流可關閉，即便流體輸送元件15與液體儲存器8流體接觸。一優點在於，流體輸送元件15與液體儲存器8中之液體直接接觸，藉此在閥10打開時實現流體輸送元件15之一快速飽和。
偏置部件34經組態以將可移動第一主體12偏置至一關閉位置中，同時致動器44經組態以一旦施加熱量至形狀記憶導線44，便產生一打開力Fa 。
在圖8a及圖8b之實施例中，第一主體12可經組態以抵靠流體輸送元件15按壓。
替代性地，如圖8c及圖8d中所見，第一主體12可環繞流體輸送元件15。第一主體12包括流體輸送元件延伸穿過其之一孔隙。偏置部件34及致動器44可定位於可移動第一主體12之相對側上。然而，偏置部件34及致動器44亦可配置於第一主體12之相同側上。
當致動器44不再曝露於熱量時，偏置部件34之力Fb 超過致動器之力F a ，使得第一主體移動。歸因於流體輸送元件15之壓縮，修改通過流體輸送元件15之液體流。
第一主體12經移動使得其與液體儲存器之出口92未對準，藉此流體輸送元件15經壓縮在第一主體12與出口92之間。
為進一步控制通過流體輸送元件15之流體流，流體輸送元件15可具有擁有可壓縮性及毛細管作用之不同區域。
圖10a至圖10c繪示本發明之另一實施例。此實施例與圖9中所繪示之實施例功能上類似在於一閥10包括一第一主體12及一第二主體18且其中第一主體12可圍繞一軸A 相對於第二主體18旋轉。第一主體12可經組態為一圓柱形部件且可定位於液體儲存器8內。在此實施例中，第二主體經組態為較佳為圓柱形之一固定靜止部分。
第一主體12包括一第一液體通道43a且第二主體18包括一第二液體通道43b。當第一液體通道43a與第二液體通道43b之開口彼此對準時，閥處於一打開位置中。如圖10c中所繪示，第一液體通道可經組態為一長形狹槽以使閥10能夠在一延長之角距離內打開及關閉。當開口43a、43b未對準時，閥10關閉。通道係偏心地定位於第一主體12及第二主體18上。
類似於先前描述之實施例，第一主體12連接至一致動器44及偏置部件34且經組態以藉由致動器44及偏置部件34操作。
致動器44可為一形狀記憶導線44，其在連接至電子菸之外殼之一第一連接點48及一第二連接點50中固定地連接至第一主體12。此使致動器44能夠在形狀記憶導線44被加熱且縮短長度時使第一主體12旋轉。替代性地，閥10之第一主體12之操作可藉由如圖8c中所繪示之一線性位移實現。
為實現一往復運動，第一主體12可操作地連接至一偏置部件34。偏置部件34經組態以將第一主體12偏置至一關閉位置中且提供打開位置與關閉位置之間的一往復運動。
圖11繪示本發明之另一例示性實施例。電子菸2包括具有一液體儲存器8及一蒸發單元11之一嘴件區段4。液體儲存器8及蒸發室係橫向(即，並排)定位，藉此液體自液體儲存器8橫向輸送至蒸發單元11。嘴件區段4經由一接合表面160與電力供應區段6接觸。
一流體供應導管42經組態以將液體儲存器8連接至蒸發單元11。一第一主體12係定位於電子菸2之外殼內。第一主體12可定位於電子菸2之一可再使用部分中。第一主體12可定位於電力供應區段6之外殼內。第一主體12包括流體供應導管42經引導通過其等之一第一孔隙161及一第二孔隙162。外殼3上之接合表面160具備兩個對應孔隙163、164。當接合表面之孔隙163、164係與第一主體12中之孔隙161、162對準時，流體供應導管42係處於一未壓縮狀態中。當相對角位置在第一主體12與孔隙163、164之間改變時，接合表面160之孔隙163、164變得與第一主體12中之孔隙161、162未對準，藉此流體供應導管42經壓縮在接合表面160與第一主體12中間，使得通過流體供應導管42之液體流被限制或關閉。
第一主體12可整合至可再使用電力供應區段6中。液體儲存器8可經組態為包括一嘴件部分5且容納蒸發單元11之一消耗品70。
流體輸送元件15可容置於第一主體12內。當閥10處於一打開位置中時，至流體輸送元件15之流體供應打開。加熱元件13可定位於第一主體12之一中心部分中且被流體輸送元件15環繞。流體輸送元件15可具有一管狀形狀且經組態以在其中所界定之中空空間中容置加熱元件13。
液體儲存器8可具備一可刺穿膜165且流體供應導管42之一端部可具備經組態以刺穿膜165之一尖銳尖端166。膜165及尖端166可經配置(即，向下凹陷)，使得尖端166並不突出於接合表面160上方。
在本發明之範疇內，流體輸送元件15及可壓縮流體導管42執行相同功能，即，將蒸發液體輸送至一加熱元件13。壓縮一流體輸送元件15或一流體導管42，使得可控制蒸發液體流之想法涵蓋圖3、圖6a、圖6b、圖8a至圖8d及圖11中所繪示之所有實施例。
如先前結合所繪示實施例描述，流體輸送元件15可呈一芯之形式，其可為如圖8a至圖8d及圖11中所見之一可壓縮及纖維材料。然而，該芯亦可具備呈如圖3、圖6a、圖6b及圖11中所繪示之一可壓縮流體導管42之形式之一延伸部。因此，流體輸送元件15可呈一芯之形式或呈一可壓縮流體導管42之形式且應在發明申請專利範圍中可互換解譯。
熟習技術者將認識到，本發明決不限於所描述之例示性實施例。某些措施在互異之附屬發明申請專利範圍中敘述，但僅就此事實，並不指示此等措施之一組合不能用於獲得好處。此外，表述「包括」並不排除其他元件或步驟。其他非限制性表述包含「一」或「一個」並不排除複數個且一單個單元可實現若干方法之功能。發明申請專利範圍中之任何參考符號不應被解釋為限制範疇。最後，雖然已在圖式及前文描述中詳細繪示本發明，但此圖解說明及描述應被視為具闡釋性或例示性而非限制性；本發明並不限於所揭示之實施例。
2‧‧‧電子菸
3‧‧‧外殼
4‧‧‧嘴件區段
5‧‧‧嘴件/嘴件部分
6‧‧‧電力供應區段
7‧‧‧液體儲存部分
8‧‧‧拋棄式膠囊/液體儲存器
10‧‧‧閥
11‧‧‧ 蒸發單元
12‧‧‧第一主體/可移動第一主體
13‧‧‧加熱元件
14‧‧‧第一閉合表面/閉合表面
15‧‧‧流體輸送元件
16‧‧‧第一切口
18‧‧‧第二主體
18a‧‧‧第一部分
18b‧‧‧第二部分
19‧‧‧外殼
21‧‧‧液體通道/出口
22‧‧‧液體通道
26‧‧‧第二閉合表面/閉合表面/鄰接件
28‧‧‧第二切口
32‧‧‧凹槽
34‧‧‧偏置部件/扭力彈簧
38‧‧‧中心軸
42‧‧‧流體供應導管/可壓縮流體導管/流體導管
42a‧‧‧上部流體供應導管部分
42b‧‧‧下部流體供應導管部分
43a‧‧‧第一液體通道/開口
43b‧‧‧第二液體通道/開口
44‧‧‧致動器/形狀記憶導線/可變長度致動器/記憶導線
46‧‧‧電供應導線/電阻式加熱導線
48‧‧‧第一連接點/第一導線托架
50‧‧‧第二連接點/第二導線托架
60‧‧‧電力單元/電力供應單元
62‧‧‧控制單元
64‧‧‧感測器/流量感測器
70‧‧‧消耗品
80‧‧‧液體供應系統
90‧‧‧剛性容器
92‧‧‧出口
94‧‧‧開口
101‧‧‧接頭/銷
102‧‧‧孔隙
108‧‧‧轉子
110‧‧‧可互連及可斷開接合結構
110a‧‧‧接合結構
110b‧‧‧接合結構
160‧‧‧接合表面
161‧‧‧第一孔隙/孔隙
162‧‧‧第二孔隙/孔隙
163‧‧‧孔隙
164‧‧‧孔隙
165‧‧‧可刺穿膜/膜
166‧‧‧尖銳尖端/尖端
A‧‧‧中心軸
dc‧‧‧距離
L‧‧‧液體
Vg‧‧‧體積
Vls‧‧‧體積
Vtot‧‧‧內部體積
現將參考藉由實例繪示本發明之實施例且其中相同特徵係用相同元件符號表示之附圖描述本發明。
圖1a係根據本發明之一例示性實施例之一電子菸之一示意圖；
圖1b係根據本發明之一例示性實施例之一電子菸之一示意性橫截面視圖；
圖2係根據本發明之一實施例之一流體供應系統之一示意圖；
圖3係根據本發明之另一實施例之一流體供應系統之一示意圖；
圖4a係根據本發明之一實施例之一閥之一示意性透視圖；
圖4b及圖4c係根據本發明之一實施例之一閥之一分解視圖；
圖5a及圖5b係分別處於一關閉位置及一打開位置中之根據本發明之一實施例之一閥之示意性俯視圖；
圖6a係與圖3之流體供應系統連接之一閥之一示意性透視圖；
圖6b係在閥處於一打開位置中之情況下之圖6a之流體供應系統之一示意性透視圖；
圖7a至圖7d係根據本發明之另一實施例之一流體供應系統之示意性圖解說明；
圖7e係當配置於一電子菸內時之根據圖7a至圖7d之實施例之一流體供應系統之一示意性圖解說明；
圖8a至圖8d係本發明之其他例示性實施例之一液體供應系統之示意性橫截面視圖且其中閥係經線性地操作；
圖9係根據本發明之一實施例之包括一旋轉閥之用於一電子菸之一消耗品之一示意性橫截面視圖；
圖10a及圖10b係根據本發明之另一例示性實施例之用於一電子菸之一消耗品之一示意性橫截面視圖。圖10a繪示處於一關閉位置中之閥且圖10b展示處於一打開位置中之閥；
圖10c係圖10a及圖10b中之閥之第一主體及第二主體之一示意性俯視圖；及
圖11係根據本發明之一實施例之包括一旋轉閥之用於一電子菸之一消耗品之一示意性橫截面視圖，且其中該閥經組態以抵靠一流體導管夾緊。

Claims (16)

  1. 一種用於一電子菸之閥，該閥包括一第一主體、一第二主體及經組態以在該第一主體與該第二主體之間施加一偏置力之一偏置部件， 該第一主體與該第二主體圍繞一旋轉軸彼此可旋轉地連接，使得該閥可基於該第一主體相對於該第二主體之角位置而在一打開位置及一關閉位置中操作， 其中該閥進一步包括一可變長度致動器，該可變長度致動器包括經組態以在熱量影響下改變其長度之一形狀記憶合金，該可變長度致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，其中該致動力在距該旋轉軸之一徑向距離處施加，且其中當該致動力超過該偏置力時，該閥自關閉變為打開。
  2. 如請求項1之閥，其中該可變長度致動器具有連接至該第一主體之一第一部分及連接至該第二主體之一第二部分。
  3. 如請求項1或2之閥，其中該可變長度致動器係一導線。
  4. 如請求項1或2之閥，其中該閥具有一圓柱形外表面，且其中該可變長度致動器係至少部分環繞該閥之該外表面。
  5. 如請求項1或2之閥，其中該閥體具有經組態以容納該可變長度致動器之一凹槽或一通道。
  6. 如請求項5之閥，當取決於請求項4時，其中該凹槽係定位於該圓柱形外表面上之外周邊。
  7. 如請求項1或2之閥，其中施加該致動力所處之該徑向距離實質上對應於該閥之半徑。
  8. 如請求項1或2之閥，其中該偏置部件經組態以使該閥偏置朝向該關閉位置。
  9. 如請求項1或2之閥，其中該第一主體包括一第一閉合表面且該第二主體包括一第二閉合表面，其中該可變長度致動器經組態以改變該第一閉合表面與該第二閉合表面之間的一距離。
  10. 一種用於一電子菸之流體供應系統，其包括如前述請求項中任一項之閥，且其中該流體供應系統進一步包括經組態以傳輸來自一液體儲存器之流體之一流體供應導管， 其中該閥經組態以回應於第一閥體與第二閥體之間的相對角位置而壓縮該流體供應導管，使得可調節來自該液體儲存器之液體之流速。
  11. 一種用於一電子菸之消耗品，該消耗品包括： 一蒸發單元， 一液體儲存器，及 呈一第一主體之形式之一閥部件，該第一主體可相對於一第二主體在一第一位置與一第二位置之間移動，使得當該第一主體處於該第一位置中時，該第一主體抵靠該第二主體密封，使得自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流關閉且當該可移動部件處於該第二位置中時，自該液體儲存器至該蒸發單元之液體流打開， 其中該第一主體可操作地連接至一偏置部件及一致動器，其中該偏置部件經組態以施加一偏置力以使該第一部件偏置朝向該第一位置及該第二位置之一者且該致動器經組態以施加反作用於該偏置力之一致動力，藉此當該致動力超過該偏置力時，該第一部件可自該第一位置朝向該第二位置移動。
  12. 如請求項11之消耗品，其中該第一主體經組態為經組態以圍繞一軸旋轉且定位於該液體儲存器內之一圓柱形部件。
  13. 如請求項11或請求項12之消耗品，其中該第一主體可移除地連接至一轉子且其中該轉子可操作地連接至該致動器及該偏置部件。
  14. 如請求項13之消耗品，其中該轉子及該第一主體包括對應接合結構。
  15. 如請求項13之消耗品，其中該消耗品可僅在該閥處於該關閉位置中時與該轉子連接及斷開。
  16. 如請求項11或12之消耗品，其中該第一主體包括具有一液體入口之至少一液體通道且其中該第二主體包括自該液體儲存器至一出口之至少一液體通道，且其中當該第一主體之該液體入口與該第二主體中之該出口未對準時，該閥關閉。
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