KR20110089175A - 흡연물품 속으로 물체를 삽입하는 방법 및 장치 - Google Patents

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로베르토 리브라
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Abstract

본 발명은 흡연물품 속으로 물체(4)를 삽입하는 장치(2;3)에 관한 것으로, 흡연물품 속으로 삽입될 다수의 물체(4)를 공급하는 저장조(20;30);와 물체가 흡연물품 속으로 삽입될 위치까지 물체를 이송하는 회전 휠(22;32); 다수의 물체(4)를 회전 휠(22;32)로 이송하도록, 저장조(20;30)와 회전 휠(22;32) 사이에 배열되고 물체(4)가 수직방향으로 배열된 단일 층으로 정렬되게 형성되어 있는 이송챔버(21;31); 및 물체를 수직방향으로 배열된 단일 층에서 회전 휠(22;32)의 바깥 표면을 향하거나 따라는 방향으로 이송챔버(21;31)로 이동하는 수단(211,221;311,316);으로 이루어진다.

Description

흡연물품 속으로 물체를 삽입하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for introducing objects into a smoking article}
본 발명은 흡연물품 속으로 물체를 삽입하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 예컨대, 물체는 흡연물품의 필터 부재를 제작하는 동안에 필터 소재 속으로 삽입될 비드(bead) 혹은 캡슐(capsule)일 수 있다.
흡연물품, 예컨대 궐련(cigarette),은 통상적으로 로드형상 구조물로 되어 있으며, 포장지에 둘러싸인 각초(cut tobacco)와 같은 흡연 재료의 충전물, 롤 혹은 컬럼(column)으로 구비하여 소위 "흡연 로드" 혹은 "담배 로드"를 형성한다. 원통형상의 필터 부재는 담배 로드와 끝과 끝을 붙여(end-to-end) 정렬된다. 예로서, 필터 부재는 (가소화된) 필터 재료와 같은 셀룰로오스 아세테이트 토우(cellulose acetate tow)로 이루어질 수 있고, 토우는 "필터 권지(plug wrap)"로 알려져 있는 종이 재료로 에워싸여질 수 있다. 필터 부재는 "팁 페이퍼(tipping paper)"로 알려져 있는 둘러싸는 포장지를 사용하여 담배 로드의 일측 단부에 부착된다.
궐련 흡연의 관능적 특성은 담배에 부가물의 사용 및/또는 궐련의 다수 구성부재 속으로 향미제를 병합시켜 변경될 수 있다. 예컨대, 이미 잘 알려져 있는 유형의 담배-향미제는 맨톨(menthol)이다.
궐련 흡연의 관능적 특성을 변경하려는 제안된 다양한 방법으로는 궐련 내에서 주흐름 연기에 향미를 추가하는 매체인 필터 재료를 사용하고 있다. 예컨대, 필터 재료를 제작하는 도중에 필터 재료 속으로 비드 혹은 캡슐과 같은 물체를 삽입하도록 제안되었다.
다양한 장치가 필터 부재를 제작하는 도중에 필터 재료 속으로 이러한 물체의 삽입을 위해서 제안되었다. 예컨대, 이러한 장치는 미국 제US-A-4 862 905호, 동 제US-B-7 115 085호, 및 국제특허출원 제WO-A-2007/038053호에 기재되어 있다.
국제특허출원 제WO-A-2007/038053호에 기재된 장치에서, 필터 재료 속으로 삽입될 물체는 상부 호퍼의 형태로 된 저장조로 공급된다. 하부 호퍼는 상부 호퍼의 하단부에 연결되어 있다. 수직방향으로 뻗어 있는 다수의 통로를 갖춘 왕복 바아는 상부 호퍼와 하부 호퍼를 분리하며, 상부 호퍼에서 통로를 통해 하부 호퍼까지 물체의 공급을 제어한다. 하부 호퍼는 차례로 쌓여 있는 다수의 열(row)에 물체를 배열할 수 있게 되어 있다. 하부 호퍼의 개방 바닥은 회전 휠의 일부 위로 연장되되, 이 회전 휠은 단일 물체가 중력을 통해 위치선정되고 포켓에 가해질 진공의 도움으로 지지보유될 수 있는 개별적인 포켓을 구비한다. 그런 다음에, 포켓 내에 보유된 물체는 회전 휠의 회전을 통해 필터 재료 속으로 삽입될 수 있는 위치까지 이송된다. 개별적인 포켓으로부터 물체의 방출과 필터 재료 속으로 물체의 삽입은 바람직한 시간에 포켓에 공기 분사를 적용하여 실행된다.
궐련 필터의 대량 제조에서 물체가 고속으로 그리고 신뢰가능한 방식으로 필터 재료 속으로 삽입될 필요가 있다. 더욱 일반적으로, 이러한 물체는 흡연물품 속으로 삽입될 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 흡연물품 속으로 물체를 삽입할 수 있는 장치가 구비된다. 아래의 명세서에 실시예는 물체가 흡연물품의 필터 재료 속으로 삽입시킬 수 있게 기술되어 있지만, 본 발명은 또한 물체가 흡연물품의 다른 부분 속으로, 예컨대 담배 로드 속으로 혹은 흡연물품에 공동부 속으로 삽입되는 경우도 가능하다. 본 발명에 따른 장치는 흡연물품 속으로 삽입될 다수의 물체를 공급하는 저장조와, 물체가 흡연물품 속으로 삽입되는 위치까지 물체를 운반하는 회전 휠, 이 회전 휠까지 물체를 이송하고, 저장조와 회전 휠 사이에 배열되며 물체가 수직으로 배열된 단일 층 내에 정렬되도록 되어 있는 이송챔버, 및 수직방향으로 배열된 단일 층으로부터 회전 휠의 바깥 표면을 따라 혹은 이를 향한 방향으로 이송챔버에 물체를 이송하는 수단으로 이루어진다. 단일 층으로부터 물체를 이송하는 이들 수단들은 중력 때문에 물체의 이동에 추가 이동을 야기한다.
회전 휠의 바깥 표면을 따르거나 이를 향한 방향으로 물체를 이송하는 수단을 통해서, 장치는 고속으로 작동할 수 있으며 동시에 물체가 보유되고 일반적으로 흡연물품 속으로 특별하기로는 필터 재료 속으로 주입되는 위치까지 운반하는 회전 휠의 개별적인 포켓으로 신뢰할만한 하게 적재될 수 있다. 예컨대, 물체는 비드, 캡슐 혹은 펠릿(pellet)일 수 있지만, 이들은 임의의 다른 적당한 유형일 수도 있다. 예컨대, 물체는 궐련 흡연의 관능적 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 물체는 주흐름 연기에 향미를 부가할 수 있는 매체로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 일 실시예에서, 물체를 이동하는 수단은 이송챔버로 물체의 순환이동을 야기하는 수단으로 이루어져, 회전 휠의 바깥 표면에서 물체가 회전 휠의 회전방향으로 뻗은 순환경로를 따라 이동한다. 본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에서, 이송챔버로 물체의 순환이동을 야기하는 이들 수단들은 이송챔버의 내부로 공기를 분사하는 다수의 노즐을 구비한다. 노즐은 순환경로를 따라 물체의 이동을 야기시킬 수 있는 공기 흐름을 발생시킬 수 있게 배열된다.
물체가 노즐에 의해 이송챔버로 분사된 공기로 가속되어 순환경로를 따라 이동한다. 이는 회전 휠과 필터 재료의 속도가 증가되고 이송챔버에서 회전 휠의 개별적인 포켓 속으로 물체를 신뢰할 수 있게 이송시켜, 필터 부재의 전반적인 생산율을 향상시킨다.
본 발명에 따른 장치의 다른 실시예는 회전 휠을 따라 물체의 순환경로의 단부에 배열된 회전 브러쉬를 추가로 구비한다. 이송챔버의 만곡된 측벽과 함께 회전 브러쉬는 이송챔버에 물체의 이송방향과 반대로 배열되어, 순환이동에 도움을 준다. 회전 브러쉬가 일반적으로 선택적일지라도, 이는 물체의 이동방향과 반대방향으로 지지되며 순환경로를 따라 물체의 이동을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 선택가능한 실시예에서, 물체를 이동하는 수단은 이송챔버 내에 물체를 회전 휠의 바깥 표면을 따라 이동하도록 진공을 발생하는 흡입수단을 구비한다. 이 실시예는 또한 회전 휠의 포켓 내에서 물체를 끌어내는 외력이 흡입의 작용을 통해 증가될 수 있기 때문에 회전 휠의 속도와 필터 재료의 속도를 증가시킬 수 있도록 하는 동시에 이송챔버로부터 회전 휠의 개별적인 포켓 속으로 물체를 신뢰할 수 있게 적재시킬 수 있게 허여한다. 따라서, 이 기준은 또한 전반적인 필터 부재의 생산율을 증가시킬 수 있다. 또한, 회전 휠을 향해 물체를 이동시키려는 바람직한 실시예에 따른 진공의 적용은 이송챔버 내에서 물체의 순환이동을 야기하는 전술된 실시예들과 조합될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 선택가능한 실시예의 일 변형예는 이송챔버에 공기를 분사하는 하나 이상의 노즐을 추가로 구비하는데, 이런 노즐이 배열되어 공기 흐름이 이송 챔버와 함께 이송챔버의 만곡된 측벽에서 발생되고 이송챔버에 물체의 이동방향과 반대로 움직인다. 노즐은 회전 휠의 바깥 표면을 따라 이송챔버를 통해 지나가지만 회전 휠의 포켓으로 들어가지 않게 물체의 이동방향과 반대로 지지된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공기가 물체의 순환을 위해 이송챔버로 분사되거나 흡입이 회전 휠의 포켓 속에서 물체를 끌어당기는 외력을 증가시키기 위해 적용됨에도 불구하고, 회전 휠은 회전 휠의 바깥 표면에서 등거리로 배열된 개별적인 다수의 포켓을 구비하는데, 각각의 개별적인 포켓은 일반적으로 흡연물품 속으로 특별하기로는 필터 재료로 삽입될 물체를 정위치로 이동하는 동안에 단일 물체를 보유지지하기에 적합하다. 회전 휠의 바깥 표면은 추가로 회전 휠의 전체 외주면에 대해 형성되고 개별적인 포켓을 통해 지나가는 홈을 추가로 구비한다. 흡입, 예컨대 진공의 형태,은 물체가 이송챔버에서 일반적으로 흡연물품 속으로 그리고 특별하기로는 필터 재료 속으로 삽입되는 위치까지 이동하는 동안에 포켓에 물체를 보유지지하도록 각각의 개별적인 포켓에 적용된다.
스크레이퍼(scraper)는 물체가 각각의 흡연물품 혹은 필터 재료 속으로 삽입될 위치에 근접한 홈 속으로 뻗어 있는 방식으로 배열된다. 스크레이퍼는 포켓에서 물체를 방출하고 흡연물품 혹은 필터 재료에 바람직한 위치로 이들을 안내하기 위한 팁(tip)과 경사면을 갖춘다. 스크레이퍼의 팁은 회전 휠의 개별적인 포켓에 적용될 진공상태를 중단하는 기능을 수행하여, 회전 휠의 추가적인 회전하는 동안에, 물체가 흡연물품 혹은 필터 재료에 바람직한 위치에 도달할 때까지 스크레이퍼의 경사면을 따라 안내된다. 이 해결책은 개별적인 포켓에서 물체의 신뢰성 있는 방출을 허여하고 추가로 일반적으로 흡연물품 및 특별하기로는 필터 재료에 바람직한 위치로 정밀하게 물체를 안내할 수 있게 허여한다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 실시예에서, 회전 휠의 각각의 개별적인 포켓은 개별적인 포켓에 흡입을 적용하기 위해 공동 흡입공급채널까지 방사상으로 내부를 향해 뻗은 채널로 바닥에서 연결된다. 공동 흡입공급채널은 일 진공원으로부터 회전 휠의 개별적인 포켓까지 진공을 분배한다.
본 발명에 따른 장치의 추가 실시예에서, 회전 휠의 개별적인 포켓은 회전 휠이 바깥 표면에 전환지점에서 모따기된다. 모따기된 전환지점은 추가로 물체를 이송챔버에서 회전 휠의 포켓 속으로 신뢰성 있게 삽입되도록 추가로 구비된다.
본 발명에 따른 장치의 다른 실시예는 필터 재료를 안내하는 안내 원추형상부를 추가로 구비한다. 안내 원추형상부는 안내 원추형상부의 길이방향으로 뻗은 개방부를 구비하고, 회전 휠은 개방부를 통해 물체를 필터 재료 속으로 삽입하기 위한 안내 원추형상부의 내부로 관통되게 배열된다. 덧붙여서, 압축 설부(compression tongue)는 삽입될 물체와 필터 재료를 압축하기 위해 안내 원추형상부의 하류에 배열되게 구비될 수 있어, 물체가 필터 재료 속으로 삽입된 후에 필터 재료 속에 물체를 고정한다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 바람직한 일례는 첨부도면을 참조로 하여 장치의 실시예를 아래에서 기술하여 명백해질 것이다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 흡연물품 또는 필터 재료 속으로 물체의 삽입을 돕도록 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 구비한 필터 로드를 형성하는 기계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 제3실시예의 이송챔버에 물체(미도시)의 순환이동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치의 제4실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 회전 휠의 일부를 도시한 도면이다.
도 7은 회전 휠의 포켓의 모따진 일부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 8은 회전 휠의 포켓에서 물체를 방출하는 스크레이퍼의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 회전 휠의 개별적인 포켓의 확대도이다.
도 10은 길이방향으로 뻗은 개방부를 갖춘 필터 재료를 안내하는 안내 원추형상부와 이 안내 원추형상부의 하류에 배열된 압축 설부를 도시한 도면이다.
도 11은 안내 원추형상부의 개방부 속으로 회전 휠의 관통을 도해한 측면도이다.
도 12는 안내 원추형상부의 개방부에 회전 휠과, 필터 재료에 물체를 방출하고 위치선정하는 스크레이퍼의 배열을 도해한 단면도이다.
필터 로드의 생산은 종래기술로 이미 널리 알려져 있으며, 예컨대 독일, 함부르크, Hauni-Werke Kober & Co. KG 사의 KDF2-AF2 유닛와 같은 상업적으로 구매가능한 필터 제조 기계로 실행될 수 있다. 이러한 기계로, 단일 필터 부재에서 늦게 절단되는 필터 로드가 제작될 수 있다. 또한, 이러한 장치는 필터 재료의 연속적인 길이부 내에 미리 결정된 간격으로 필터 재료에 물체의 삽입을 허용할 수 있게 변경가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치(1)를 갖춘 필터 로드를 형성하는 기계를 도시한다. 필터 재료는 필터 재료의 연속 스트랜드(strand)의 형태로 저장 곤포(bale), 보핀 등과 같은 공급원(미도시)에서 공급될 수 있다. 연속식 필터 재료는 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치(1)를 통해 끌어당겨지고, 개별적인 물체들은 미리 결정된 간격으로 필터 재료 속으로 삽입된다.
도 1에 도시된 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 본 발명에 따른 장치(1)의 제1실시예는 도 2에 사시도로 도시된다. 이는 필터 재료 속으로 삽입될 물체를 위한 저장조(10)와 물체를 회전 휠(12)로 공급하는 이송챔버(11)를 구비한다. 적합한 물체는 예컨대 비드, 캡슐 혹은 펠릿, 또는 각각의 목적에 따른 적당한 임의의 물체로 되어 있다. 이송챔버(11) 내에서, 물체는 수직방향으로 배열된 단일 층을 형성한다. 이송챔버(11)는 좌측 안내부(110)와 우측 안내부(113)로 이루어진 2개의 안내부의 측벽으로 형성된다. 좌측 안내부(110)는 비드의 회전운동을 쉽고 최대화시킬 수 있게 되어 있다. 바람직하기로, 이는 비드 운동을 위한 최적 위치에 안착될 수 있게 조정가능하다. 우측 안내부(113)는 이송챔버(11)에 비드에 작용하는 저장조(10)에 저장된 비드의 무게를 제한한다. 또한, 이미 전술된 바와 같이, 이는 이송챔버(11) 내에 비드의 회전운동을 쉽고 최대화시킬 수 있게 되어 있다. 노즐(111)은 이송챔버(11) 내에서 물체의 순환이동을 야기할 수 있도록 구비되어 회전 휠(12)의 포켓(120) 속으로의 삽입을 향상시킨다. 회전 휠(12)은 물체를 필터 재료 속으로 삽입될 위치까지 이동할 수 있게 돕는다. 작동하는 동안에, 회전 휠은 화살표(122) 방향으로 회전한다. 회전 휠은 필터 재료 속으로 삽입될 위치까지 물체를 이동하는 동안에 각각의 포켓(120)에서 각각의 물체를 확실하게 보유지지하도록 다수의 포켓(120)을 구비한다. 아래에서 더욱 상세하게 기술되듯이, 각각의 물체는 필터 재료 속으로 물체의 삽입이 바람직할 때까지 가해질 흡입(121)의 도움으로 이송 휠(12)의 개별적인 포켓(120)에 위치되어 있게 된다. 그런 다음에, 물체가 가압된 공기 분사 혹은 임의의 적당한 수단의 도움으로 이송 휠(12)의 포켓(120)에서 방출된다.
도 3에서, 본 발명에 따른 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치(2)의 기본적인 부분의 제2실시예를 도시한 것이다. 적합한 물체는 예컨대 비드, 캡슐 혹은 펠릿, 또는 각각의 목적에 따른 적당한 임의의 물체로 되어 있다. 장치는 삽입될 물체를 위한 저장조(20)와, 좌측 안내부(210)와 우측 안내부(213)로 이루어진 2개의 안내부의 측벽으로 형성된 이송챔버(21)로 구성된다. 좌측 안내부(210)는 비드의 회전운동을 쉽고 최대화시킬 수 있게 되어 있다. 바람직하기로, 이는 비드 운동을 위한 최적 위치에 안착될 수 있게 조정가능하다. 우측 안내부(213)는 이송챔버(21)의 비드에 작용하는 저장조(20)에 저장된 비드의 무게를 제한한다. 또한, 이미 전술된 바와 같이, 이는 이송챔버(21) 내에 비드의 회전운동을 쉽고 최대화시킬 수 있게 되어 있다. 이송챔버(21)는 필터 재료 속으로 삽입될 위치까지 물체를 운반하도록 돕는 회전 휠(22)과 저장조(20) 사이에 배열된다. 작동하는 동안에 화살표(222) 방향으로 회전하는 회전 휠(22)은 필터 재료 속으로 삽입될 위치까지 물체를 이동하는 동안에 각각의 포켓(220)에서 각각의 물체를 확실하게 보유지지하도록 다수의 포켓(220)을 구비한다. 회전 휠(22)의 개별적인 포켓(220)에 물체를 삽입하고 보유지지하는 것은 화살표(221)로 표시된 바와 같이 포켓에 가해질 흡입의 도움을 달성된다. 흡입영역은 회전 휠(22)의 대략 3/4 지점에서 스크레이퍼(23)가 배열된 위치(도 12 참조) 아래까지 뻗는다. 스크레이퍼(23)는 아래에서 더욱 구체적으로 기술되듯이 회전 휠(22)의 포켓(220)에서 물체를 방출하도록 돕는다. 또한, 이송챔버(21) 속으로 공기를 분사하는 다수의 노즐(211)은 이송챔버(21) 내에서 물체의 순환이동을 야기하도록 이송챔버(21) 내에 배열된다. 덧붙여서, 회전 브러쉬(212)가 이송챔버(21) 내에 배열될 수 있다. 브러쉬(212)는 이송챔버(21) 내에서 물체의 순환이동을 야기할 수 있는데, 이송챔버(21)를 한정하는 우측 안내부(213)의 만곡된 측벽 때문에, 물체의 이동방향이 이송챔버(21) 내에서 거꾸로 회전 휠(22)로 이송되지 않도록 하여 회전 휠(22)의 바깥 표면을 따라 비드의 전방 흐름으로 들어갈 수 있게 뒤이어 뒤로 이동한다. 회전 휠(22)의 바깥 표면을 따라 비드의 이동을 빠르게 할수록, 회전 휠(22) 상으로 비드의 이송속도도 더 좋아진다(그리고 전반적인 작동속도도 향상시킬 수 있다).
예컨대, 회전 휠은 약 309.2mm의 직경(약 154.6mm의 대응 반경)을 가질 수 있고, 회전 휠(22)의 중심은 도 3에 도시된 X-축과 Y-축을 갖춘 데카르트 좌표계의 원점(O)를 형성할 수 있으며, x-축과 y-축 상에 단위는 밀리미터(mm)로 측정된다. 최하단 노즐(211)은 좌표(x1,y1)에 배열될 수 있으며, 제2 최하단 노즐(211)은 좌표(x2,y2)에 배열될 수 있다. 제2 최상단 노즐(211)은 좌표(x3,y3)에 배열될 수 있으며 최상단 노즐(211)은 좌표(x4,y4)에 배열될 수 있다. 노즐들(211)이 이송챔버(21) 속으로 공기를 분사하는 도중에 각각의 각도는 최하단 노즐(211)의 α1, 제2 최하단 노즐(211)의 α2, 제2 최상단 노즐(211)의 α3, 및 최상단 노즐(211)의 α4일 수 있다(모든 각도는 도 3에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 측정됨). 설정치의 실례와 노즐(211)에 공급될 공기압, 다양한 좌표, 각도의 가능한 범위가 아다음의 표에 포함된다.
설명 단위 최소치 최대치 설정치
각도(α1) 도 200 250 225
압력 최하단 노즐(211) MPa 1 5 3
x1-좌표 최하단 노즐(211) mm -190 -170 -180.5
y1-좌표 최하단 노즐(211) mm 65 85 75
각도(α2) 도 290 340 315
압력 제2 최하단 노즐(211) MPa 1 5 3
x2-좌표 제2 최하단 노즐(211) mm -145 -165 -155.5
y2-좌표 제2 최하단 노즐(211) mm 110 130 120
각도(α3) 도 305 355 330
압력 제2 최상단 노즐(211) MPa 1 5 3
x3-좌표 제2 최상단 노즐(211) mm -120 -100 -110.5
y3-좌표 제2 최상단 노즐(211) mm 140 160 150
각도(α4) 도 65 115 90
압력 최상단 노즐(211) MPa 1 5 3
x4-좌표 최상단 노즐(211) mm -65 -45 -55.5
y4-좌표 최상단 노즐(211) mm 165 185 175
저장조(20)는 약 275mm의 폭(WR)을 구비할 수 있고, 이송챔버(21)와 저장조(20)를 연결하는 개방부의 폭(WB)은 하나의 단일 비드의 직경 보다 0.2~0.5mm 큰 폭을 갖출 수 있어, 비드의 하나 이상의 컬럼이 상기 개방부를 통해 이송챔버(212)로 주입될 수 있다. 이송챔버(21)의 높이(H)는 H=230mm 일 수 있다. 말할 필요도 없이 전술된 표에 값은 오직 하나의 특정 실시예만을 나타낸 것으로, 다양한 값이 본 발명의 범주 내에서 벗어나지 않게 가능하다.
이송챔버(21) 내에서 물체의 순환이동은 (회전 브러쉬 없는) 본 발명에 따른 장치의 제3실시예를 도시한 도 4로 도해된다. 공기가 노즐(211)의 도움으로 이송챔버(21) 속으로 분사되고, 물체의 최종 순환이동은 화살표(215)로 나타낸다. 최종적으로, 화살표(216)는 저장조(20)에서 이송챔버(21)로 하강이동하는 물체에 작용하는 중력으로 야기될 물체의 이동을 나타낸 것이다. 이 실시예의 이송챔버의 크기, 노즐의 배열 등은 도 4에 도시된 실시예가 회전 브러쉬를 구비하지 않고 있기 때문에 도 3에 도시된 실시예의 내용과 다를 수 있다.
도 5에서 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 장치의 제4실시예가 도시된다. 삽입될 물체용 저장조(30)를 갖추고 있는 장치(3)의 실시예에서, 물체의 추가 이동이 도 5에 도시된 개방부 전면 플레이트 흡입채널(311)을 통해 예컨대 진공, 추가적인 흡입을 적용하여 발생된다. 따라서, 추가 흡입 공기 흐름은 각각의 화살표(314)로 나타낸다. 덧붙여서, 만곡된 벽부(313)와 근접해 있는 이송챔버(31)의 일부분에서, 노즐(316)이 배열되어 이송챔버(31)와 거꾸로 물체의 이동방향을 야기시켜 저장조(30)로부터 나오는 물체의 흐름으로 이동한다. 추가 흡입은 회전 휠(32)의 포켓(320)으로 물체의 이동을 향상시키고, 따라서 필터 재료 속으로 물체를 삽입하는 공정의 전반적인 속도가 향상될 수 있다.
도 6 및 도 7은 각각의 회전 휠(22,32)의 실시예를 상세하게 도시한 것이다. 다음에서, 회전 휠(22)의 실시예를 참조로 할 것이지만, 설명이 회전 휠(32)의 실시예에 유사하게 적용된다. 따라서, 도 7로부터, 개별적인 포켓(220)은 반경(R1,R2)를 가진 2개의 만곡부를 각각 구비한 모따기부(223)를 구비하는데, 포켓(220)에서 회전 휠(22)의 바깥 표면(224)으로 부드러운 이동이 형성된다. 모따기부(223)는 이들 사이에서 각도(α5)를 가진다. 포켓(220)에서 회전 휠(22)의 바깥 표면(224)까지의 부드러운 이동이 물체(예컨대, 비드, 캡슐 또는 펠릿)를 포켓(220) 속으로 더욱 쉽게 주입될 수 있게 한다. 포켓(220)의 중심은 회전 휠(22)의 중심에서 측정된 반경(R3)에 위치된다. 예컨대, 3.5mm의 직경을 가진 비드를 위해서는, 반경(R1,R2)은 각각 5mm(또는 2mm~8mm의 범위)이고, 각도(α5)는 130°(또는 20°~160°의 범위)일 수 있다. 반경(R3)은 302.9mm의 외경을 갖춘 회전 휠을 위해 152.7mm(혹은 20mm~240mm의 범위)일 수 있다. 결과적으로, 비드가 포켓(220)에 안착될 때, 회전 휠(22)의 중심에서 측정된 외경은 308.9mm(2×152.7mm + 3.5mm)으로 비드가 (포켓(220) 내로 비드를 흡입하는 진공의 도움으로) 항상 포켓(220)에 완벽하게 배열되고 회전 휠의 외경(이 외경은 309.2mm이며, 도 3에 도시됨)을 벗어나 외부로 돌출되지 않는다. 따라서, 비드는 아래에서 기술되듯이 스크레이퍼의 도움으로 개별적인 포켓에서 기계적으로 강제로 빼낼 때까지 포켓 속에서 보유지지된다.
각각의 포켓(220)은 이의 바닥에서 공동 흡입 공급 채널(226,도 6 참조)을 향해 방사상으로 내부를 향해 뻗은 채널(225)과 연결된다. 또한, 도 6 및 도 7에서, 회전 휠(22)의 바깥 표면(224)은 회전 휠의 전반적인 외주면에 형성된 홈(227)을 구비하고 개별적인 포켓(220)을 통해 통과한다. 홈(227)은 포켓(220)에 연결되어 포켓에 가해질 흡입이 홈(227)을 따라 부분적으로 분배된다. 따라서, 포켓에 가해질 흡입은 2가지 목적을 수행하는데: 첫번째로, 이송챔버 내의 비드가 개별적인 포켓(220)을 향해 이동하여 비드를 포켓(220)으로 이동하게 하며, 두번째로, 일단 비드가 포켓(220)에 위치되면 포켓(220)에서 비드를 보유지지하게 한다. 도 9는 포켓(220)에 보유지지되는 비드(4)의 형태로 된 물체와 회전 휠(22)의 포켓(220)에 확대도이다. 도시되었듯이, 홈(227)은 충분히 깊게 형성되어 비드(4)가 필터 재료 속으로 삽입되는 위치에 도달하기 전에 스크레이퍼(23)의 팁을 홈에 주입될 수 있게 한다(도 12 참조).
이러한 스크레이퍼(23)를 위한 일 실시예는 도 8에 도시되되, 포켓(220)에서 물체를 방출하고 필터 재료에 바람직한 위치로 물체를 안내하기 위해 팁(230)과 경사면(231)을 구비한다. 이는 아래에서 더욱 구체적으로 설명될 것이다.
도 10은 삽입될 물체를 필터 부재 속으로 안내하는 안내 원추형상부(17)를 도시한다. 예컨대, 3.5mm의 직경을 가진 비드를 위해, 안내 원추형상부(17)의 내경은 7mm~21mm의 범위에 있고, 특히 비드가 필터 재료 속으로 삽입되는 위치에서는 13mm 일 수 있다. 안내 원추형상부(17)는 안내 원추형상부(17)의 길이방향으로 뻗은 개방부(170)을 구비한다. 안내 원추형상부(17)의 하류에는 설부(15)가 배열될 수 있어 안내 원추형상부(17)를 관통한 후에 필터 재료의 추가적인 조밀화를 돕는다. 길이방향으로 뻗은 슬릿(170)을 제외하고는, 안내 원추형상부(170)는 거의 종래기술과 유사하다.
도 11 및 도 12는 안내 원추형상부의 개방부 속으로 회전 휠의 관통을 도해한 측단면도이다. 도 11에서, 회전 휠(22)이 개방부(170)를 통해 안내 원추형상부(17) 내부로 관통하여 물체가 안내 원추형상부(17)를 통해 안내될 필터 재료 속으로 삽입될 수 있다. 전술된 바와 같이, 예컨대, 비드가 3.5mm의 직경을 가진 경우에, 안내 원추형상부의 내경은 7mm~21mm 범위에 있고, 특히 비드가 필터 재료 속으로 삽입되는 위치에서는 13mm 일 수 있다. 비드는 안내 원추형상부의 바닥에서 측정된 약 5.5mm의 높이에서 삽입될 수 있다. 하지만, 이러한 값은 적당한 범위 내에서 변경가능하다. 그러므로, 회전 휠의 중심의 높이는 비드가 최적 위치에서 필터 재료 속으로 삽입되게 회전 휠에 정밀하게 배열되도록 조정될 수 있다. 도 12에서 보여지듯이, 스크레이퍼(23)가 회전 휠(22)의 바깥 표면(224)의 전반적인 외주면을 따라 형성된 홈(227)에 배열된다. 일단 비드(4)가 채널(225)을 통해 가해질 흡입의 수단을 보유지지된 포켓이 스크레이퍼(23)의 팁(230)에 도달하면, 채널(225)을 통한 흡입 적용이 스크레이퍼의 존재로 차단 혹은 적어도 상당히 감소된다. 회전 휠(22)의 추가 회전은 비드(4)가 필터 재료 내에 목적 위치에 도달할 때까지 스크레이퍼의 경사면(231)을 따라 비드를 안내하게 하며, 이 위치는 비드(4)의 최하단 위치와 같이 도 12에 도시된다. 그런 다음에, 안내 원추형상부(17)를 통해 흐르는 필터 재료는 안내 원추형상부를 따라 비드(4)를 운반하고, 즉시 원추형상부(17)의 하류에서 주입된 비드와 함께 필터 재료는 설부(15)에서 추가적으로 가압되어, 비드(4)는 필터 재료 내의 바람직한 위치에서 최종적으로 고정된다. 미리 결정된 간격으로 비드를 함유하고 있는 필터 재료의 형성 로드는 그런 다음에 앞에서 기술된 바와 같이 추가적인 공정처리될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 특정 실시예는 도면을 참조로 하여 기술되며, 당해분야의 숙련자들은 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않게 다양한 변형예를 생각할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (14)

  1. 흡연물품 속으로 삽입될 물체(4)를 보유하는 저장조(10;20;30)를 구비하는 단계;와
    상기 물체(4)가 수직방향으로 배열된 단일 층으로 정렬되도록 배열된 이송챔버(11;21;31) 속으로 상기 물체(2)를 주입하는 단계;
    상기 물체가 상기 흡연물품 속으로 삽입될 위치까지 상기 물체(4)를 상기 이송챔버(11;21;31)에 인접하게 배열된 회전 휠(12;22;32)로 운반하는 단계; 및
    상기 이송챔버(11;21;31)에 수직으로 배열된 단일 층에서 상기 회전 휠(12;22;32)의 바깥 표면을 향하거나 이를 따르는 방향으로 상기 물체(4)를 이동하는 단계;를 포함하는, 흡연물품 속으로 물체(4)를 주입하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 물체(4)를 이동하는 단계는 상기 바깥 표면을 따라 상기 회전 휠(22)의 회전방향으로 뻗은 회전 휠(22)의 바깥 표면에 순환경로를 갖춰, 상기 물체(4)를 상기 순환경로(215)를 따라서 상기 이송챔버(21)로 이동하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 물체(4)를 이동하는 단계는 진공(314)의 도움으로 상기 이송챔버(31) 내에서 상기 회전 휠의 바깥 표면을 향하는 방향으로 상기 물체(4)를 이동하는 방법.
  4. 흡연물품 속으로 삽입될 다수의 물체(4)를 공급하는 저장조(10;20;30);와
    상기 물체가 상기 흡연물품 속으로 삽입될 위치까지 상기 물체를 운반하는 회전 휠(12;22;32);
    상기 다수의 물체(4)를 상기 회전 휠(12;22;32)로 이송하도록, 상기 저장조(10;20;30)와 회전 휠(12;22;32) 사이에 배열되고 상기 물체(4)가 수직방향으로 배열된 단일 층으로 정렬되도록 형성되어 있는 이송챔버(11;21;31); 및
    상기 물체를 상기 이송챔버(11;21;31)에 수직방향으로 배열된 단일 층에서 상기 회전 휠(12;22;32)의 바깥 표면을 향하거나 따라는 방향으로 이동하는 수단(111,121;211,221;311,316);으로 이루어지고, 흡연물품 속으로 물체(4)를 삽입하는 장치(1;2;3).
  5. 제4항에 있어서, 상기 물체를 이송하는 수단은 상기 이송챔버(21)에서 상기 물체(4)의 순환이동(215)을 창출하는 수단(211)을 구비하며, 상기 회전 휠(22)의 바깥 표면에서 상기 물체가 상기 회전 휠(22)의 회전방향으로 뻗은 순환경로를 따라서 이동하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이송챔버(21) 내에서 상기 물체(4)의 순환이동(215)를 창출하는 수단은 상기 이송챔버(21)의 내부로 공기를 분사하는 다수의 노즐(211)을 구비하고, 상기 노즐(211)은 상기 순환경로를 따라 상기 물체를 이동(215)을 야기하는 공기 흐름을 발생시키는 방식으로 배열되어 있는 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 회전 휠(22)을 따라 상기 물체(4)의 순환경로의 단부에 배열된 회전 브러쉬(212)를 추가로 구비하며, 상기 이송챔버(21)에서 상기 물체(4)의 이송방향과 거꾸로 배열된 이송챔버(21)의 만곡된 측벽(213)과 함께 상기 회전 브러쉬(212)가 그 내부에서 순환이동(215)에 기여하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 물체를 이동하는 수단은 상기 이송챔버(31)에서 물체를 상기 회전 휠(32)의 바깥 표면을 따라 이동하도록 야기하는 진공을 발생시키는 흡입 수단(311,314)을 구비하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이송챔버(31) 속으로 공기를 분사하는 하나 이상의 노즐(316)을 추가로 구비하며, 하나 이상의 노즐(316)은 상기 이송챔버(31)에서 상기 물체의 이동방향과 거꾸로 되어 있는 상기 이송챔버(31)의 만곡된 측벽(313)과 함께 공기 흐름이 상기 이송챔버(31)에서 발생하도록 배열되어 있는 장치.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 휠(22;32)은 상기 회전 휠(22;32)의 바깥 표면에서 등거리로 배열된 다수의 포켓(220;320)을 구비하며, 각각의 포켓(220;320)은 상기 물체가 상기 흡연물품 속으로 삽입될 위치까지 상기 물체를 운반하는 동안에 상기 단일 물체(4)를 보유지지할 수 있게 되어 있고,
    상기 회전 휠(22;32)의 바깥 표면은 상기 회전 휠의 전반적인 외주면에 대해 형성되고 개별적인 포켓을 통해 통과하는 홈(227)을 추가로 구비하며,
    스크레이퍼(23)는 상기 흡연물품 속으로 상기 물체(4)를 삽입할 위치에 인접한 상기 홈(227) 내부로 뻗어 있는 방식으로 배열되고, 상기 포켓(220;320)에서 상기 물체(4)를 방출하고 상기 흡연물품에 바람직한 위치까지 상기 물체(4)를 안내하도록 팁(230)과 경사면(231)을 구비하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 회전 휠의 각각의 포켓은 상기 개별적인 포켓에 흡입을 적용하기 위해 이의 바닥에서 공동 흡입 공급 채널(226)을 향해 방사상으로 내부를 향해 뻗은 채널(225)과 연결되는 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 회전 휠의 개별적인 각각의 포켓은 상기 회전 휠의 바깥 표면에 이동하는 모따기부(223)으로 되어 있는 장치.
  13. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡연물품의 상기 필터 재료를 안내하는 안내 원추형상부(17)를 추가로 구비하며, 상기 안내 원추형상부(17)는 상기 안내 원추형상부(17)의 길이방향으로 형성된 개방부(170)를 구비하고, 상기 회전 휠(22;32)은 상기 필터 재료 속으로 상기 물체(4)를 삽입하도록 상기 안내 상기 개방부(170)를 통해 원추형상부(17)의 내부로 관통되게 배열되어 있는, 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 필터 재료에 상기 물체(4)를 고정하도록 상기 삽입된 물체(4)와 상기 필터 부재를 압착하게 상기 안내 원추형상부(17)의 하류에 배열된 압축 설부(15)를 추가로 구비하는, 장치.
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