JP2022518574A - 低排出電子喫煙装置および排出物フィルタ装置 - Google Patents

低排出電子喫煙装置および排出物フィルタ装置 Download PDF

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Abstract

本開示は、一実施形態において、吸い口を備えるフィルタ装置と、吸い口の中へ吐出された空気を濾過するために吸い口と連通するフィルタアセンブリと、空気が吸い口を通してフィルタアセンブリへ吐出されることを可能にするとともに、実質的に空気がフィルタアセンブリから吸い口の中へ吸入されることを妨げる排出口逆止弁と、を提供する。

Description

本技術は電子喫煙装置の分野に関する。特に、本技術は低排出電子喫煙装置に関する。
植物性の物質を喫煙することは、何世紀にもわたって多くの文化で行われてきた。しかしながら、喫煙の排出物（例えば副流煙）の環境および健康のリスクに関する科学的および医学的な証拠が増えたので、多くの公共的な空間で従来のタバコまたはその他の植物由来の物質の喫煙が禁止されている。さらに、社会規範は一般的に、他人が喫煙の排出物によって影響を受ける可能性がある場所での喫煙を思いとどまらせるようになってきている。
一般的にイーシガレッツ、ベーパライザ、またはベイプとして知られている電子喫煙装置は、煙草またはパイプ等の従来の喫煙手段を置き換えるまたは補うために人気が出てきている。電子喫煙装置は、一般的に、例えば従来の煙草よりも健康的であると主張されている。電子喫煙装置はまた、一般的に、従来の喫煙手段よりも有害な排出物が少ないと主張されている。しかしながら、電子喫煙装置は、依然として健康および／または環境のリスクを引き起こす可能性がある排出物を発生させ、公共的または社会的な環境において否定的に見られる可能性がある。
一実施形態において、本開示は、吸い口を備えるフィルタ装置、吸い口の中へ吐出された空気を濾過するために吸い口と連通するフィルタアセンブリ、および、空気が吸い口を通してフィルタアセンブリへ吐出されることを可能にするとともに、実質的に空気がフィルタアセンブリから吸い口の中へ吸入されることを妨げる排出口逆止弁、において具体化され得る。
一実施形態において、排出口逆止弁は、使用者が吸い口へ吐出する際には開き、使用者が吸い口から吸入する際にはシールする一方向弁である。
一実施形態において、吸い口はフィルタアセンブリに取り外し可能に固定される。
一実施形態において、フィルタアセンブリはべンチュリコアを含む。べンチュリコアは、吸い口に吹き込まれた排出物を受け取るために吸い口に向けられる広い端部と吸い口から離れる方向に向けられる狭い端部とを有する漏斗状の入口部分と、漏斗状の入口部分の狭い端部から延びるステム部と、を含む。
一実施形態において、ステム部の内表面は内側空洞を画定し、ステム部の内表面は複数の壁部を含む。
一実施形態において、ステム部は、排出物が内側空洞から出ていくことを許容する１つ以上の開口を含む。
一実施形態において、１つ以上の開口はフィルタによって覆われる。
一実施形態において、フィルタはＨＥＰＡフィルタである。
一実施形態において、フィルタはポリエステル製ＨＥＰＡフィルタである。
一実施形態において、ステム部は外側本体内に収容され、ステム部と外側本体との間の範囲が外側空洞として定義され、１つ以上の開口は排出物が内側空洞から外側空洞へ出ていくことを許容する。
一実施形態において、外側空洞は複数の吸臭ペレットを収容する。
一実施形態において、複数の吸臭ペレットは複数の炭素ペレットを含む。
一実施形態において、外側空洞は複数の吸湿ペレットを含む。
一実施形態において、外側本体は中空状であり、第２開口端と反対側の第１開口端を有し、外側本体は第１開口端において、ベンチュリコアの漏斗状の入口部分によってシールされ、外側本体は第２端においてベースエンクロージャに固定される。ベースエンクロージャは１つ以上の開口を含み、排出口逆止弁は、フィルタアセンブリ内を通る空気の流れの方向に基づいて、１つ以上の開口を選択的にシールするように構成される。
一実施形態において、排出口逆止弁は、使用者が吸い口内に吐出する際に、ベースエンクロージャ内の１つ以上の開口から押し出されるように構成され、使用者が吸い口において吸入する際には、ベースエンクロージャ内の１つ以上の開口へ引き寄せられて１つ以上の開口をシールするように構成される。
本開示はまた、本明細書で説明される、様々な電子喫煙装置、フィルタカートリッジアセンブリ、および独立したフィルタ装置の、使用、組立、および／または作成するための１つ以上の方法において、具体化され得る。
本発明の他の特徴および利点は、例えば発明の原理を説明する添付の図面とあわせて、好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるはずである。
図１Ａは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置の斜視図である。 図１Ｂは、本開示の一実施形態に係る図１Ａの電子喫煙装置の分解図である。 図２Ａは、本開示の一実施形態に係る図１Ａの電子喫煙装置の正面図である。 図２Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図２Ａの電子喫煙装置の図２Ａの２Ｂ－２Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図２Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図２Ｂの領域２Ｃによって画定される、図２Ｂに示される断面図の拡大図である。 図３Ａから３Ｃは、本開示の一実施形態に係る吸い口および切替弁の様々な断面図である。 図４は、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリの分解図である。 図５Ａは、本開示の一実施形態に係る図４のフィルタカートリッジアセンブリの平面図である。 図５Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図５Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図５Ａの５Ｂ－５Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図５Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図５Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図５Ａの５Ｃ－５Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図６Ａは、本開示の一実施形態に係る図４のフィルタカートリッジアセンブリの平面図である。 図６Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図６Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図６Ａの６Ｂ－６Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図６Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図６Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図６Ａの６Ｃ－６Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図７Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリの分解図である。 図７Ｂは、本開示の一実施形態に係る同心の４段階フィルタの分解図である。 図８Ａは、本開示の一実施形態に係る図７Ａのフィルタカートリッジアセンブリの平面図である。 図８Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図８Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図８Ａの８Ｂ－８Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図８Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図８Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図８Ａの８Ｃ－８Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図９Ａは、本開示の一実施形態に係る図７Ａのフィルタカートリッジアセンブリの平面図である。 図９Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図９Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図９Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図９Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図９Ａの９Ｃ－９Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図１０は、本開示の様々な実施形態に係る、それぞれの電子喫煙装置の気化器部分にアクセスする様々な方法を有する、様々な電子喫煙装置の斜視図である。 図１１Ａは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置の側面図である。 図１１Ｂは、本開示の一実施形態に係る図１１Ａの電子喫煙装置の正面図である。 図１２は、本開示の一実施形態に係る、図１１Ｂの電子喫煙装置の図１１Ｂの１２－１２線に沿って得られる断面図である。 図１３は、本開示の一実施形態に係る図１１Ａの電子喫煙装置の分解図である。 図１４は、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリの分解図である。 図１５Ａは、本開示の一実施形態に係る図１４のフィルタカートリッジアセンブリの平面図である。 図１５Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図１５Ａのフィルタカートリッジアセンブリの図１５Ａの１５Ｂ－１５Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図１５Ｃは、本開示の一実施形態に係る図１５Ｂのフィルタカートリッジアセンブリの拡大図である。 図１５Ｄは、本開示の一実施形態に係る、図１５Ｃのフィルタカートリッジアセンブリの図１５Ａの１５Ｄ－１５Ｄ線に沿って得られる断面図である。 図１６Ａは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置の斜視図である。 図１６Ｂは、本開示の一実施形態に係る図１６Ａの電子喫煙装置の分解図である。 図１７Ａは、本開示の一実施形態に係る図１６Ａの電子喫煙装置の正面図である。 図１７Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図１７Ａの電子喫煙装置の図１７Ａの１７Ｂ－１７Ｂ線に沿って得られる断面図である。 図１８Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリの分解図である。 図１８Ｂは、本開示の一実施形態に係る図１８のフィルタカートリッジアセンブリの正面図である。 図１８Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図１８Ｂのフィルタカートリッジアセンブリの図１８Ｂの１８Ｃ－１８Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図１９Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリの分解図である。 図１９Ｂは、本開示の一実施形態に係るメッシュフィルタ構造の平面図である。 図１９Ｃは、本開示の一実施形態に係る、図１９Ｂのメッシュフィルタ構造の図１９Ｂの１９Ｃ－１９Ｃ線に沿って得られる断面図である。 図２０Ａは、本開示の一実施形態に係る図１６Ａの電子喫煙装置の斜視図である。 図２０Ｂは、本開示の一実施形態に係る図２０Ａの電子喫煙装置のいくらかの分解図である。 図２１Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタ装置の斜視図である。 図２１Ｂは、本開示の一実施形態に係る図２１Ａのフィルタ装置の分解図である。 図２１Ｃは、本開示の一実施形態に係る図２１Ａのフィルタ装置の側面図である。 図２１Ｄは、本開示の一実施形態に係る、図２１Ｃのフィルタ装置の図２１Ｃの２１Ｄ－２１Ｄ線に沿って得られる断面図である。 図２１Ｅは、本開示の一実施形態に係る、図２１Ｃのフィルタ装置の図２１Ｃの２１Ｅ－２１Ｅ線に沿って得られる断面図である。 図２１Ｆは、本開示の一実施形態に係る、図２１Ｄにおいて既に示されたフィルタ装置の断面図である。 図２１Ｇは、本開示の一実施形態に係る図２１Ｆのフィルタ装置の拡大図である。 図２１Ｈは、本開示の一実施形態に係る、図２１Ｄにおいて既に示されたフィルタ装置の断面図である。
図面は例示のみを目的とする開示された技術の様々な実施例を示し、図面は、同様の要素を識別するために同様の参照番号を使用する。当業者は、以下の議論から、図に示される構造および方法の代替の実施形態が、本明細書に記載される開示された技術の原理から逸脱することなく使用され得ることを容易に認識するであろう。
低排出電子喫煙装置
植物性の物質を喫煙することは、何世紀にもわたって多くの文化で行われてきた。しかしながら、喫煙の排出物（ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ）（例えば副流煙）の環境および健康のリスクに関する科学的および医学的な証拠が増えたので、多くの公共的な空間で従来のタバコまたはその他の植物由来の物質の喫煙が禁止されている。さらに、社会規範は一般的に、他人が喫煙の排出物によって影響を受ける可能性がある場所での喫煙を思いとどまらせるようになってきている。
一般的にイーシガレッツ、ベーパライザ、またはベイプとして知られている電子喫煙装置は、煙草またはパイプ等の従来の喫煙手段を置き換えるまたは補うために人気が出てきている。電子喫煙装置は、一般的に、例えば従来の煙草よりも健康的であると主張されている。電子喫煙装置はまた、一般的に、従来の喫煙手段よりも有害な排出物が少ないと主張されている。しかしながら、電子喫煙装置は、依然として健康および／または環境のリスクを引き起こす可能性がある排出物を発生させ、公共的または社会的な環境において否定的に見られる可能性がある。
そのため、有害な、または望ましくない排出物を、削減し、最小化し、および／または除去する電子喫煙装置に対するニーズが存在している。本開示の発明者による以前の研究は、上で議論された問題のいくつかに対処するための改善策を提示した。これらの研究は、２０１４年１１月３日に出願され、２０１６年８月２日に発行された、Shenkalによる米国特許第９４０２４２２号「呼気フィルタ性能を備えるハイブリッドイーシガレッツ／ベーパライザ」および、２０１６年３月１５日に出願された、Shenkalらによる米国特許出願第１５０７０１８６号「呼気フィルタを可能にするバルブを備えるイーシガレッツ」を含み、その内容の全体は、本明細書で述べられているかのように、本明細書に参照によって組み込まれる。本開示は、喫煙の排出物のフィルタリングが可能な低排出（ｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ）（またはゼロ排出（ｚｅｒｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ））電子喫煙装置における追加のバリエーションおよび改良を提供する。
図１Ａは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置１００の斜視図である。図１Ｂは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置１００の分解図である。電子喫煙装置１００は、中間エンクロージャ１０４に固定された吸い口１０２を含む。示されている例示的な実施形態において、吸い口１０２は、最大の吸入および／または吐出を可能にしつつ、人間工学的に使用者の口をシールするように設計された曲げられた設計を有する。ある実施形態において、吸い口１０２は使い捨ておよび／または交換可能な構成要素であり得る。さらに、様々な実施形態において、吸い口１０２は様々な味および／または香りを（例えば吸い口１０２の材料に染み込ませることによって）染み込まされ得る。中間エンクロージャ１０４は、クッカ室１０７を収容する。クッカ室１０７は、液体、オイル、花、または葉の物質等の、加熱され気化される物質を収容するように構成される。クッカ室１０７は、透明な物質（例えばガラスまたは透明なプラスチック）を含み得て、中間エンクロージャ１０４は、使用者がクッカ室１０７内に収容されている物質を見ることができる透明な部分１０９（または切り欠き部）を含み得る。
クッカ室１０７は、クッカ室１０７内に収容された物質を加熱するためのコイル１０６を含む。コイル１０６は、電子装置ハウジング１０８内に収容されたプリント回路基板（ＰＣＢ）／バッテリ１１０と電気的に通信する。ＰＣＢ／バッテリ１１０は、コイル１０６を加熱するためにコイル１０６に電力を供給し、電子喫煙装置１００の様々な機能を制御するための回路も有する。これらの機能は電子装置ハウジング１０８上に提供される様々な入力を使用する使用者によって制御されてもよい。例えば、電子装置ハウジング１０８は、コイル１０６へ伝達される電力を生じさせ、それによってコイル１０６を加熱し、クッカ室１０７内に収容された物質を気化させる、点火器ボタン１２０を有する。電子装置ハウジング１０８はまた、電子喫煙装置１００の現在のワット数または充電レベル等の情報を表示するためのディスプレイ１２２を含む。電子装置ハウジング１０８は、様々なオプションを選択するためのボタン１２４，１２６を含む。例えば、ボタン１２４，１２６は、電子喫煙装置１００のワット数を設定するために使用され得る。電子装置ハウジング１０８はまた、ＰＣＢ／バッテリ１１０を充電するためのマイクロＵＳＢ充電ポート１２８を含む。底部カバー１１２は、電子装置ハウジング１０８内のＰＣＢ／バッテリ１１０を囲む。
電子喫煙装置１００は、一実施形態においては、クッカ室１０７、コイル１０６、電子装置ハウジング１０８、およびＰＣＢ／バッテリ１１０を備える、気化器部を備える。気化器部は、使用者が気化された物質を加熱して吸い込むことを可能にする。電子喫煙装置１００はまた、フィルタカートリッジアセンブリ１１４を備えるフィルタ部を含む。フィルタカートリッジアセンブリ１１４は、使用者が排出物中の臭いおよび／または粒子状物質を除去するために、電子喫煙装置１００に排出物を吐き出すことを可能にする。したがって、気化器部分は、電子喫煙装置１００の「吸入」機能を提供すると見なすことができ、一方で、フィルタカートリッジアセンブリ１１４および／またはフィルタ部分は、電子喫煙装置１００の「吐出」機能を提供すると見なすことができる。以下でより詳しく説明されるように、使用者は、気化された物質を吸入することおよび排出物を吐出することの両方を、吸い口１０２を介してできる。
図１Ｂに示され、本明細書でより詳しく説明されているように、フィルタカートリッジアセンブリ１１４は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４を底部カバー１１２、電子装置ハウジング１０８、および中間エンクロージャ１０４を通して挿入することによって、吸い口１０２に固定され得る。図示されている実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１１４は、電子喫煙装置１００の底部を通して電子喫煙装置１００に挿入および／または電子喫煙装置１００から取り外される。ある実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１１４は、使い捨ておよび／または交換可能であり得、そのため、フィルタカートリッジアセンブリ１１４は、もはや効果がない、または効果が低い（例えば使い過ぎによる）時、新しいものと交換され得る。
図２Ａは、電子喫煙装置１００の正面図である。図２Ｂは、本開示の一実施形態に係る、図２Ａの電子喫煙装置１００の図２Ａの２Ｂ－２Ｂ線に沿って得られる断面図である。図２Ｂにおいて、フィルタカートリッジアセンブリ１１４を含むフィルタ部が、電子喫煙装置１００の一方の側を占め、気化器部２００が電子喫煙装置１００のもう一方の側を占めることが分かる。使用者が吸い口１０２において吸い込むと、気化した物質がクッカ室１０７から使用者の口に引き上げられる。使用者が吸い口１０２へ吐き出すと、使用者の口からの排出物は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４に向けられる。排出物がフィルタカートリッジアセンブリ１１４に含まれる様々な濾過機構（その様々な実施形態は本明細書においてより詳細に説明される）を介して処理されるので、臭いおよび／または粒子状物質は濾過される。そして、臭いおよび／または特定の物質を実質的に含まない濾過された排出物は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４の底部から排出される。
気化された物質の吸入と排出物の吐出の両方のために単一のマウスピースを使用することは、様々な課題を生じさせ得ることが理解される。例えば、使用者が吸い込む際に、クッカ室１０７からの気化された物質のみが吸い口１０２を通して引き上げられるべきである。使用者は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４に以前に吹き込まれた排出物にさらされるべきではない。同様に、使用者が吐き出す際に、使用者の吐き出した排出物は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４へそらされるべきであり、そのような排出物はクッカ室１０７に入るべきではない。さらに、濾過されていない排出物の漏れは、低排出／ゼロ排出の本開示の目標に反するので、フィルタカートリッジアセンブリ１１４へそらされた排出物は、濾過されていない排出物がほとんどまたは全く漏れずにフィルタカートリッジアセンブリ１１４を通過するべきである。
これらの機能を実行するために、図２Ａから２Ｃに示される実施形態においては、気化された物質のみが使用者によって吸入され、吐出された排出物が正確かつ効果的にフィルタカートリッジアセンブリ１１４へ送られることを保証するために、切替弁２１０が利用される。図２Ｃは、図２Ｂの領域２Ｃ－２Ｃによって画定される、図２Ｂに示される断面図の拡大図である。図２Ｃは、切替弁２１０の拡大図を提供する。切替弁２１０は、フィルタカートリッジアセンブリ１１４からの排出物および／またはクッカ室１０７からの気化された物質の望ましくない漏れを防ぐために、吸い口１０２に対してシールされる。ある実施形態において、切替弁２１０は、２つの一方向弁、吸入口逆止弁２１２および排出口逆止弁２１４を含む。吸入口逆止弁２１２は、吸入時に蒸気がクッカ室から吸い口１０２へ逃げることを可能にするが、吐出時に排出物が吸い口１０２からクッカ室へ入ることを実質的に防止および／または禁止する一方向弁である。排出口逆止弁２１４は、吐出された排出物が吸い口１０２からフィルタカートリッジアセンブリ１１４へ入ることを可能にするが、吸入時に排出物がフィルタカートリッジアセンブリ１１４から吸い口１０２へ出ることを実質的に防止および／または禁止する一方向弁である。
図示される実施形態において、吸入口逆止弁２１２は、一方向アンブレラ弁を用いて実施される。使用者が吸い口１０２において吸入すると、吸入による圧力差がアンブレラ弁の本体部をベース部から持ち上げ、それによって、気化された物質がクッカ室１０７から吸い口１０２に移動して吸い口１０２から出ることが可能になる。しかしながら、使用者が吸い口１０２へ吐出すると、アンブレラ弁の本体部は基部に押し込まれる。これによって、本体部が基部内に着座して吸入口逆止弁２１２が閉じ、それによって、排出物が吸い口１０２からクッカ室１０７へ入ることが阻止される。
図示される実施形態において、排出口逆止弁２１４は、ダックビル弁を用いて実施される。ダックビル弁は、点（２２０）で交わる２つ以上のフラップを含む。使用者が吸い口１０２において吸入すると、フラップは互いに向かって引っ張られ、それによって排出口逆止弁２１４が閉じる。従って、吸入は排出物がフィルタカートリッジアセンブリ１１４から吸い口１０２へ逃げることを発生させない。使用者が吸い口１０２へ吐出すると、フラップは押し離され、端点２２０において開口が形成され、吐出された排出物が吸い口１０２から排出口逆止弁２１４を通ってフィルタカートリッジアセンブリ１１４へ流れることができる。
実施例および図面は、吸入口逆止弁２１２をアンブレラ弁として、排出口逆止弁２１４をダックビル弁として表しているが、様々な実施形態において、吸入口逆止弁２１２および排出口逆止弁２１４の両方が任意の一方向弁を用いて実施され得ることが理解されるべきである。
図２Ｃにおいて、吸入口逆止弁２１２が排出口逆止弁２１４に向かって傾斜していることが見て取れる。この吸入口逆止弁２１２の傾きが、重力によって非ガス状排出物（例えば、唾、樹脂等）が排出口逆止弁２１４へ、そしてフィルタカートリッジアセンブリ１１４へ引き込まれることを可能にする。あるシナリオにおいて、吸入口逆止弁２１２が排出口逆止弁２１４に向かって傾いていない場合、液体および粘着性樹脂が吸い口１０２内に閉じ込められ、吸い口１０２内の廃棄物の望ましくない蓄積が起こり得る。
図３Ａから３Ｃは、吸い口１０２、吸入口逆止弁２１２、および排出口逆止弁２１４の様々な断面図を提供する。
図４は、本開示の一実施形態に係る例示的なフィルタカートリッジアセンブリ４００の分解図である。ある実施形態において、図４のフィルタカートリッジアセンブリ４００は、図１Ｂのフィルタカートリッジアセンブリ１１４のように用いられる。
フィルタカートリッジアセンブリ４００は、少なくとも部分的に上部が吸入口キャップ４０２によって囲まれ、少なくとも部分的に底部が通気排出口キャップ４２２によって囲まれる、端の開いた管状である、円筒状メインエンクロージャ本体４１４を含む。吸入口キャップ４０２と通気排出口キャップ４２２との間にあり、メインエンクロージャ本体４１４内に収容されるのは、フィルタカートリッジアセンブリ４００に吹き込まれた排出物からの臭いおよび粒子状物質の除去を支援する様々な濾過機構である。排出物は、吸入口キャップ４０２を介してフィルタカートリッジアセンブリ４００に受け取られる。一度排出物がメインエンクロージャ本体４１４内に収容される様々な濾過機構を通過すると、清浄で濾過された排出物が、通気排出口キャップ４２２を介して放出される。
吸入口キャップ４０２は、フィルタカートリッジアセンブリ４００に入った排出物が、吸入口キャップと排出口逆止弁２１４との接合部において漏れないことを確実にするために、排出口逆止弁２１４（図２Ｂ，２Ｃ，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ参照）と気密シールを形成するように構成され得る。例えば吸入口キャップ４０２は、排出口逆止弁２１４を囲む、対応するねじに固定され得るねじを含み得る。吸入口キャップ４０２はまた、吸入口キャップ４０２と排出口逆止弁２１４との間のしっかりとしたシールをさらに確実にするために、Ｏリング４０４を含み得る。
吸入口キャップ４０２の下側の部材はメッシュスクリーン４０６である。メッシュスクリーン４０６は、デミスタとして機能し、蒸気排出物を凝縮物に凝縮するのを助ける。メッシュスクリーン４０６、および本明細書で開示されているその他の構成要素は、任意の適切な材料から作成され得る。例えば、ある実施形態において、メッシュスクリーン４０６はステンレス製またはプラスチック製であり得る。メッシュスクリーン４０６の下側の部材は空気分離器吸入口４０８である。メッシュスクリーン４０６は、空気分離器吸入口４０８の上部の開口を実質的に覆うようなサイズにされ得る。空気分離器吸入口４０８は、空気分離器吸入口４０８の実質的な長さに沿って走る仕切壁によってセクションに分割された細長い管である。仕切壁は図５Ｃにおいてより明確に示される。空気分離器吸入口４０８内の仕切壁は、吐出された排出物を様々なセクションに分配し、排出物のさらなる凝縮を促進する表面積を提供する。空気分離器吸入口４０８は、ベンチュリ反応室４１２に供給する。空気分離器吸入口４０８とベンチュリ反応室４１２との間に位置するのは、ポリエステルフェルトフィルタ４１０である。ポリエステルフェルトフィルタ４１０は、既に形成された凝縮物の一部を吸収し、また、排出物中の一部の粒子状物質を濾過する。ある実施形態において、ポリエステルフェルトフィルタ４１０は、１ミクロンのポリエステルフェルトフィルタである。
そして、排出物は、より狭いステム部へ向かって狭くなる、より広い口部分を有する漏斗状の管であるベンチュリ反応室４１２に入る。この狭まりによって、排出物はベンチュリ反応室４１２を通って加速する。排出物がベンチュリ反応室４１２を通って加速するので、追加の空気が、ベンチュリ反応室４１２のステム部の上端に近接する開口４１３を通ってベンチュリ反応室４１２に引き込まれる。以下でより詳細に説明されるように、ベンチュリ反応室４１２の設計は、より長い期間、排出物をフィルタカートリッジアセンブリ４００内に閉じ込め続けることを支援し、それによって、排出物が濾過される効率を高める。
ベンチュリ反応室４１２のより狭いステム部は、円筒状メッシュフィルタ４１６によって囲まれる。ベンチュリ反応室４１２のステム部および円筒状メッシュフィルタ４１６は、方向転換具（ｄｉｖｅｒｔｅｒ）４１８に挿入される。方向転換具４１８は、リブ付きエンクロージャ４１９に囲まれる。リブ付きエンクロージャ４１９は、方向転換具４１８をメインエンクロージャ本体４１４の中心に位置させる。リブ付きエンクロージャ４１９の開口は、排出物が方向転換具４１８の外面とメインエンクロージャ本体４１４の内面との間の領域を循環することを可能にする。
方向転換具４１８が円筒状の本体と円錐状の底部を有することが、図４から分かる。方向転換具４１８は、底部が囲まれ、上部が開いている。排出物がベンチュリ反応室４１２のステム部を出ると、排出物は、方向転換具４１８の円錐状の底部に向けられ、反射され、方向転換具４１８の円筒状の本体に戻る。排出物が方向転換具４１８の円筒状の本体を通って流れるので、円筒状メッシュフィルタ４１６は、排出物の凝縮物への凝縮を促進する。残った排出物の一部は、開口４１３を通ってベンチュリ反応室４１２へ引き戻される一方で、排出物の一部は、方向転換具４１８の上部から逃げることができる。方向転換具４１８の上部から逃げた排出物は、最終的に方向転換具４１８の外面の周りを、（リブ付きエンクロージャ４１９の開口を介して）ＨＥＰＡフィルタ４２０に向かって下へ移動する。いくつかの実施形態において、ＨＥＰＡフィルタ４２０は０．２５ミクロンＨＥＰＡフィルタである。ある実施形態において、残っている臭いの除去を助けるために、カーボンフィルタをＨＥＰＡフィルタ４２０と重ね得る。ＨＥＰＡフィルタ４２０（および存在する場合はカーボンフィルタ）は、通気排出口キャップ４２２とリブ付きエンクロージャ４１９との間に固定され得る。一度ＨＥＰＡフィルタ４２０を通過すると、濾過された排出物は、通気排出口キャップ４２２を介してフィルタカートリッジアセンブリ４００を出る。
図５Ａは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の平面図である。図５Ｂは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の図５Ａの５Ｂ－５Ｂ線に沿った断面図であり、図５Ｃは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の図５Ａの５Ｃ－５Ｃ線に沿った断面図である。図５Ｂは、完全に組み立てられた形状のフィルタカートリッジアセンブリを示している。図５Ｃは、空気分離器吸入口４０８内に形成される仕切壁を示している。
図６Ａは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の平面図であり、図６Ｂは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の図６Ａの６Ｂ－６Ｂ線に沿った断面図である。図６Ｂは、図４を参照して上で説明したように、排出物がフィルタカートリッジアセンブリ４００をどのような経路で通過するかを示す矢印を含む。排出物は、電子喫煙装置の吸い口に吹き込まれ、排出口逆止弁を通過する。一度排出口逆止弁を通過すると、排出物は、吸入口４０２を介してフィルタカートリッジアセンブリ４００に入る。そして、排出物は、メッシュスクリーン／デミスタ４０６を通過し、空気分離器吸入口４０８を通過する。空気分離器吸入口４０８を出た後、排出物は、ポリエステルフェルトフィルタ４１０を通過してベンチュリ反応室４１２の口部に入る。排出物は、ベンチュリ反応室４１２のより狭いステム部を通って加速する。排出物がベンチュリ反応室４１２を通って加速するので、フィルタカートリッジアセンブリ４００の内部の周囲の空気は、開口４１３を介してベンチュリ反応室４１２に引き込まれる。排出物がベンチュリ反応室４１２の底部ステム部を出ると、排出物は方向転換具４１８の円錐状の底部から跳ね返る。排出物は、方向転換具４１８の円錐状の底部から、ベンチュリ反応室４１２の外面および方向転換具４１８の円筒状の本体の内面によって画定される空洞４１７へ跳ね返る。空洞４１７内にも円筒状メッシュフィルタ４１６が収容される。排出物が空洞４１７を通って上へ移動すると、円筒状メッシュフィルタ４１６は、一部の排出物の凝縮物への凝縮を引き起こす。空洞４１７内の一部の排出物は、開口４１３を通ってベンチュリ反応室４１２へ引き戻される一方で、排出物の一部は、方向転換具４１８の上部から逃げる。方向転換具４１８の上部から逃げる排出物は、ＨＥＰＡフィルタおよび／またはチャコールフィルタ４２０に向かって、外側エンクロージャ４１４の内面および方向転換具４１８の外面によって画定される外側空洞４２１へ下に戻される。そして、排出物は、通気排出口キャップ４２２を介してフィルタカートリッジアセンブリ４００を出る。
図６Ｃは、フィルタカートリッジアセンブリ４００の図６Ａの６Ｃ－６Ｃ線に沿った断面図である。前述のように、ＨＥＰＡフィルタ４２０は、通気排出口キャップ４２２とリブ付きエンクロージャ４１９との間に固定される（図４参照）。しかしながら、ＨＥＰＡフィルタ４２０が効果的に機能するために、排出物がＨＥＰＡフィルタ４２０を通過できるようにＨＥＰＡフィルタ４２０が露出する十分な表面積がなければならない。そのため、材料の狭いストリップ（例えばリブ）が、排出物が通過し濾過されるのに十分な開かれた表面積を確保しながら、ＨＥＰＡフィルタ４２０を通気排出口キャップ４２２とリブ付きエンクロージャ４１９との間の位置に固定するために利用される。ある実施形態において、排出物がＨＥＰＡフィルタの表面積の少なくとも７６．５パーセントを通過できるように、ＨＥＰＡフィルタ４２０の表面積の２３．５パーセント以下が覆われるべきである。例えば、図６Ｃに示されるＨＥＰＡフィルタ４２０の表面積の合計が約４６０平方インチ（０．３平方メートル）である場合、ＨＥＰＡフィルタ４２０の表面積の１０８平方インチ（０．０７平方メートル）以下が、通気排出口キャップ４２２およびリブ付きエンクロージャ４１９によって覆われる／遮られるべきである。
図７Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリ７００の分解図である。ある実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ７００は、図１Ｂのフィルタカートリッジアセンブリ１１４のように用いられる。上で説明されたフィルタカートリッジアセンブリ４００は、凝縮器の設計とフィルタとの組み合わせを、排出物を凝縮物に凝縮するため、および粒子と臭いとを濾過するために利用した。図７から９に示されるフィルタカートリッジアセンブリ７００は、より多くの毛管濾過手法を利用する。図７Ａに示されるように、フィルタカートリッジアセンブリ７００は、フィルタカートリッジアセンブリ４００と同様に、上部が吸入口キャップ７０２によってシールされ、底部が通気排出口キャップ７１０によってシールされる、メインエンクロージャ本体７０６を有する。メインエンクロージャ本体７０６に収容されるのは、同心の４段階フィルタ７０４である。
図７Ｂは、同心の４段階フィルタ７０４の分解図である。同心の４段階フィルタ７０４は、小径発泡材７１８（この実施例においては、０．２５ミクロン発泡材）に囲まれた外側メッシュ基板７１６に囲まれた、大径発泡材７１４（この実施例においては、１ミクロン発泡材）に囲まれた内側メッシュ基板７１２を含む。これらの４つの同心の層は、ベース７２０に固定される。図８および９を参照してより詳細に説明するように、排出物が同心の４段階フィルタ７０４に入ると、排出物は、同心の４段階フィルタ７０４の中心軸から離れて外側へ押し出される。排出物が外側へ押し出されると、排出物は同心の４段階フィルタ７０４の４つの層を通過しなければならない。各層は、粒子状物質および臭いを除去するために、排出物を濾過および／または凝縮する。表される実施例は４つの同心の層を有するが、より少ないまたはより多い同心の層が使用され得ることが理解されるべきである。
図７Ａに示されるように、ＨＥＰＡフィルタ７０８は、ベース７２０と通気排出口キャップ７１０との間に固定される。一度排出物が同心の４段階フィルタを通過すると、排出物はＨＥＰＡフィルタ７０８を通過し、清浄で濾過された排出物が通気排出口キャップ７１０を出る。上述のように、ベース７２０上の幅の狭いリブおよび通気排出口キャップ７１０は、排出物がＨＥＰＡフィルタ７０８を通過できる十分な開かれた表面積を可能にしながら、ＨＥＰＡフィルタ７０８を所定の位置に固定できる。
図８Ａは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の平面図である。図８Ｂは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の図８Ａの８Ｂ－８Ｂ線に沿って得られた断面図である。図８Ｃは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の図８Ａの８Ｃ－８Ｃ線に沿って得られた断面図である。図に示されるように、排出物が濾過されるために通過できる多孔質の濾過材（メッシュスクリーンと発泡材の交互の層）の４つの層が存在する。
図９Ａは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の平面図である。図９Ｂは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線に沿って得られた断面図である。図９Ｃは、フィルタカートリッジアセンブリ７００の図９Ａの９Ｃ－９Ｃ線に沿って得られた断面図である。
図９Ｂは、排出物がフィルタカートリッジアセンブリ７００を通過する際に排出物によってとられる一般的な気流の経路を示している。排出物は、フィルタカートリッジアセンブリ７００の上部を通って入り、内側空洞９０２に入る。ある実施形態において、図８Ｃおよび９Ｃに示されるように、内側空洞９０２は、１つ以上の仕切りによって、１つ以上の部分に分割され得る。内側空洞９０２の下端はベース７２０によってシールされ、フィルタカートリッジアセンブリ７００の上部は吐出逆止弁（図２から３の排出口逆止弁２１４のような逆止弁）によってシールされる。従って、排出物は、内側空洞９０２の側壁を画定する同心の４段階フィルタ７０４の多孔質の濾過層を通過させられる。使用者がフィルタカートリッジアセンブリ７００へ吐出すると、排出物は、内側メッシュ基板７１２、大径発泡材７１４、外側メッシュ基板７１６、および小径発泡材７１８を通過させられる。発泡材層７１４，７１８が粒子状物質および臭いを濾過する一方で、メッシュ基板７１２，７１６は、排出物の一部を凝縮物に凝縮させ、ある程度の濾過能力を提供する。一度４層すべてを通過すると、排出物は、ベース７２０およびＨＥＰＡフィルタ７０８を通過でき、そして、通気排出口キャップ７１０を出られる。
図１０は、本開示の様々な実施形態に係る、それぞれが電子喫煙装置の気化器部分にアクセスする異なる方法を有する、様々な電子喫煙装置の斜視図である。上述のように、一度排出物が電子喫煙装置１００に吐出されると、排出物は内部にシールされ、フィルタカートリッジアセンブリの濾過機構を通過せずに漏れ出さないことが、一般的に望ましい。従って、ある実施形態において、切替弁を通って吸い口の外に漏れることを防ぐため、図２の切替弁２１０のような切替弁は、図２の吸い口１０２のような吸い口にシールされ得る。しかしながら、使用者は、一般的に電子喫煙装置の気化器部にアクセスする必要がある。例えば、図２から３に示される実施形態において、使用者は、クッカ室１０７内の物質を変更、および／または補充しなければならない。切替弁２１０と吸い口１０２との間のシールが安全で漏れないことを保証するために、使用者は、切替弁２１０と吸い口１０２との間のシールを妨げることのない電子喫煙装置の気化器部へのアクセスが与えられる。図１０に、使用者が吸い口１０２を取り外すことなく気化器部にアクセスできる４つの異なる実施形態が示されている。左端の実施形態では、吸い口１０２を取り外すことのない気化器部へのアクセスを提供する取り外し可能なキャップが提供される。同様に、２つの中央の実施形態では、側部ヒンジキャップおよび頂部ヒンジキャップが気化器部へのアクセスを提供する。右端の実施形態では、吸い口１０２がオフセットされる。吸い口１０２はもはや中央に配置されず、気化器部へのより便利なアクセスを提供するために、電子喫煙装置のフィルタカートリッジアセンブリの方に配置される。
図に示され、上で説明された様々な例示的な実施形態は、使用者がクッカ室内の物質にアクセスして補充することができるオープンタンク電子喫煙装置を利用しているが、そのような例示的な実施形態は、説明を容易にするために提供され、本開示はそのような実施形態に限定されないことに留意されるべきである。例えば、オンボード濾過方法、双方向切替弁システム等の本明細書で説明される様々な特徴および改良は、任意の電子喫煙装置、非電子喫煙装置、および／または任意の形状因子、形、および／またはサイズのベーピング装置において実施することができる。例えば、本明細書で開示されている技術は、オープンタンク液体デバイス、クローズドタンク液体デバイス、および液体、蝋、および大麻などの乾燥葉材料を含む任意の材料で使用するために設計された装置に適用できる。
図１１Ａおよび図１１Ｂはそれぞれ、本開示の一実施形態に係る別の電子喫煙装置１０００の側面図および正面図である。電子喫煙装置１０００は、中間エンクロージャ１００４に固定された吸い口１００２を含む。ある実施形態において、吸い口１００２は使い捨ておよび／または交換可能な構成要素であり得る。様々な実施形態において、異なる吸い口１００２は、使用者が、使用者の選択した味に基づいて吸い口１００２を選択して取り付け、使用者が異なる味を経験したい場合に吸い口を新しいものと交換できるように、異なる味で味をつけられ得る。この特徴は本明細書で開示される様々な吸い口のいずれにも適用でき、同様に、本明細書で開示される特定の構成要素または実施形態に関して記載される任意の特徴は、本明細書で開示される他の同様の構成要素または実施形態に適用できることが理解されるべきである。
中間エンクロージャ１００４は、液体、オイル、花、または葉の物質等の、加熱され気化される物質を収容するように構成されたクッカ室を収容する。中間エンクロージャ１００４は、使用者がクッカ室内に収容されている物質を見ることができる透明な部分１００９を含み得る。電子喫煙装置１０００は、使用者がクッカ室内の物質を加熱し気化させるために押すことができる点火ボタン１０２０と、電子喫煙装置１０００を充電するための充電ポート１０２８とを含む。
図１２は、本開示の一実施形態に係る、電子喫煙装置１０００の図１１Ｂの１２－１２線に沿って得られる断面図である。図１２において、フィルタカートリッジアセンブリ１０１４を含むフィルタ部が、電子喫煙装置１０００の一方の側を占め、気化器部１１００が電子喫煙装置１０００のもう一方の側を占めることが分かる。様々な実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１０１４は、使用者がフィルタカートリッジアセンブリ１０１４を新しく新鮮なフィルタカートリッジアセンブリと定期的に交換することができるように、使い捨ておよび／または交換可能な構成要素であり得る。
概ね、電子喫煙装置１０００の構造は、本明細書で既に開示した電子喫煙装置１００にかなり似ていることが分かる。しかしながら、本実施形態における１つの顕著な違いは、気化器部１１００内の吸入口逆止弁１１１２およびフィルタカートリッジアセンブリ１０１４内の排出口逆止弁１１１４の配置である。図２Ｂおよび図３Ａから３Ｃに示される前の実施形態では、吸入口逆止弁２１２および排出口逆止弁２１４は、吸い口１０２内に配置された。しかしながら、本実施形態では、これらの構成要素はそれぞれ、気化器部１１００およびフィルタカートリッジアセンブリ１０１４に移動されている。気化器部１１００およびフィルタカートリッジアセンブリ１０１４の様々な構成要素が、図１３、１４、および１５Ａから１５Ｄを参照してより詳細に説明される。
図１３は、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置１０００の、フィルタカートリッジアセンブリ１０１４を除いた、特に気化器部１１００に重点を置いた、分解図である。図１３は、中間エンクロージャ１００４に固定される吸い口１００２を示す。中間エンクロージャ１００４は、少なくとも部分的に外側ハウジング１００８によって囲まれる。中間エンクロージャ１００４は、加熱され気化される物質を収容するように構成されたクッカ室１００６を収容する。クッカ室１００６も、その中に収容された物質を加熱し気化させるためのコイル等の加熱要素を含む。加熱要素は、バッテリ１０１０から電力を引き出す。クッカ室１００６はシール１１１３によってシールされる。シール１１１３およびバルブハウジング１１１５は、吸入口逆止弁１１１２を収容するために互いに取り付けられる。吸入口逆止弁１１１２は、使用者が吸い口１００２において吸入する際に、蒸気がクッカ室１００６から吸い口１００２へ逃げることを可能にするが、使用者が吸い口１００２において吐出する際に、排出物がクッカ室１００６または気化器部１１００へ入ることを実質的に防止および／または禁止する一方向弁である。例えば、使用者が吸入すると、吸入口逆止弁１１１２がバルブハウジング１１１５から持ち上がり、空気がクッカ室１００６に流入し、吸い口１００２から流出することを可能にする。使用者が吐出すると、吸入口逆止弁１１１２がバルブハウジング１１１５に対して押し付けられ、クッカ室１００６または気化器部１１００に空気が入ることを防止する。
図１４は、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリ１４００の分解図である。様々な実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１４００は、図１２のフィルタカートリッジアセンブリ１０１４のように用いられる。様々な実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１４００は、本明細書で開示される様々な電子喫煙装置の実施形態のいずれかとあわせて使用され得る。
フィルタカートリッジアセンブリ１４００は、少なくとも部分的に上部が吸入口キャップ１４０２によって囲まれ、少なくとも部分的に底部が通気排出口キャップ１４２２によって囲まれる、端の開いた円筒状の外側本体１４１４を含む。吸入口キャップ１４０２は、様々な実施形態において、漏れのないシールを形成するために、Ｏリング、クォーターターンロック、および／または外側本体１４１４とのねじ式のシール、またはその他の適切なシール機構によってシールされる。吸入口キャップ１４０２と通気排出口キャップ１４２２との間にあり、メインエンクロージャ本体１４１４内に収容されるのは、フィルタカートリッジアセンブリ１４００に吹き込まれた排出物からの臭いおよび粒子状物質の除去を支援する様々な濾過機構である。排出物は、吸入口キャップ１４０２を介してフィルタカートリッジアセンブリ１４００に受け取られる。一度排出物がメインエンクロージャ本体１４１４内に収容される様々な濾過機構を通過すると、清浄で濾過された排出物が、通気排出口キャップ１４２２を介して放出される。
図１４に示される例示的な実施形態では、排出物は、吸入口キャップ１４０２を通過して空気分離器１４０８に入る。空気分離器１４０８は、図４を参照して上で説明された空気分離器吸入口４０８と同様に、仕切壁によってセクションに分割された細長い管であり得る。空気分離器１４０８は、吐出された排出物を様々なセクションに分配し、排出物のさらなる凝縮を促進する表面積を提供する。一度排出物が空気分離器１４０８を通過すると、排出物は、円筒状メッシュフィルタ１４１６を通過する。様々な実施形態において、メッシュフィルタ１４１６は、ステンレス鋼材料、プラスチック、および／またはポリマー材料を含み得る。メッシュフィルタ４１６はまた、ＨＥＰＡフィルタ１４２０によって囲まれる。ＨＥＰＡフィルタ１４２０は、ＨＥＰＡフィルタ１４２０の周囲を囲む接着テープ１４２１によってメッシュフィルタ１４１６および／または空気分離器１４０８に固定およびシールされる。一度排出物がＨＥＰＡフィルタ１４２０を通過すると、排出物は、別の空気分離器１４０９に向かって押し下げられ、排出口逆止弁１１１４を通過し、通気キャップ１４２２を通って出ていく。
空気分離器１４０９および通気キャップ１４２２は、空気が通過できるようにリブが付けられ（図１５Ｄ参照）、排出口逆止弁１１１４は、空気分離器１４０９と通気キャップ１４２２との間に固定される。排出口逆止弁１１１４は、上述の吸入口逆止弁１１１２と逆に作用する一方向弁である。排出口逆止弁１１１４は、使用者が吸い口１００２に空気を吐き出し、フィルタカートリッジアセンブリ１４００を通って出ていくことを可能にするが、使用者が吸い口１００２において吸入する際に、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１４００を通過して吸い口１００２に入ることを実質的に防止および／または禁止する。例えば、使用者が吐出すると、排出口逆止弁１１１４が空気分離器１４１９から持ち上がり、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１４００に流入し、通気排出口キャップ１４２２から流出することを可能にする。使用者が吸入すると、排出口逆止弁１１１４が空気分離器１４１９に対して押し付けられ、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１４００を通って移動することを防止する。
図１５Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリ１４００の平面図である。図１５Ｂは、フィルタカートリッジアセンブリ１４００の図１５Ａの１５Ｂ－１５Ｂ線に沿った断面図である。図１５Ｃは、フィルタカートリッジアセンブリ１４００の拡大図である。図１５Ｂおよび図１５Ｃにおいて、使用者が電子喫煙装置の吸い口（図１２の電子喫煙装置１０００の吸い口１００２のような）に吐出した際、使用者からの排出物が吸入口キャップ１４０２を通って空気分離器１４０８に入るようにフィルタカートリッジアセンブリ１４００に入ることをより明確に見ることができる。そして、排出物は、メッシュフィルタ１４１６およびＨＥＰＡフィルタ１４２０を通って押し出される。そして、濾過された排出物が空気分離器１４１９および排出口逆止弁１１１４を通過し、通気キャップ１４２２を介してフィルタカートリッジアセンブリ１４００の外に出る。
図１５Ｄは、フィルタカートリッジアセンブリ１４００の図１５Ａの１５Ｄ－１５Ｄ線に沿った断面図である。図１５Ｄは、２つの構成要素が空気が通過することを可能にしながら排出口逆止弁１１１４を固定できる、空気分離器１４１９および通気排出口キャップ１４２２の開口を示す。使用者が電子喫煙装置において吸入すると、排出口逆止弁１１１４は、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１４００を通って流れることを防ぐため、空気分離器１４１９に対してシールする。使用者が電子喫煙装置において吐出すると、排出口逆止弁１１１４は空気分離器１４１９から持ち上がり、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１４００を通って流れることを可能にする。
図１６Ａは、本開示の一実施形態に係る電子喫煙装置１６００の斜視図である。図１６Ｂは、電子喫煙装置１６００の分解図である。電子喫煙装置１６００は、ボディエンクロージャ１６０４に固定された吸い口１６０２を含む。ある実施形態において、上述したように、吸い口１６０２は使い捨ておよび／または交換可能な構成要素であり得る。ボディエンクロージャは、気化器カートリッジアセンブリ１６２０およびフィルタカートリッジアセンブリ１６３０を収容する。気化器カートリッジアセンブリ１６２０は、加熱され気化される物質を収容する。様々な実施形態において、気化器カートリッジアセンブリ１６２０は、気化器カートリッジアセンブリ１６２０が実質的に空である際、（例えば使用者が気化器カートリッジアセンブリ１６２０内に収容されたすべての物質を気化させた際）それを新しい気化器カートリッジアセンブリと交換できるように、取り外し可能かつ使い捨ての構成要素であり得る。様々な実施形態において、気化器カートリッジアセンブリ１６２０はまた、使用者が気化器カートリッジアセンブリを補充することを思いとどまらせるおよび／または防止するように、シールされたアセンブリであり得る。
ボディエンクロージャ１６０４はディスプレイ１６０６を含む。ディスプレイ１６０６は、例えば、電子ディスプレイであり得る。別の実施形態において、ディスプレイ１６０６は、使用者がそれを通してカートリッジアセンブリ１６２０内に収容された物質を見ることができる透明な窓であり得る。電子喫煙装置１６００は、使用者が気化器カートリッジアセンブリ１６２０内の物質を加熱し気化させるために押すことができる点火ボタン１６０８、１つ以上のＬＥＤディスプレイライト１６１０、および電子喫煙装置１６００を充電するための充電ポート１６１２を含む。１つ以上のＬＥＤディスプレイライト１６１０は、例えば、電子喫煙装置１６００に残っている残りのバッテリ充電量、電子喫煙装置１６００のワット数レベル、および／または気化器カートリッジアセンブリ１６２０の残りのカートリッジ寿命の表示を提供し得る。ボディエンクロージャ１６０４はまた、取り外し可能なストレージカバー１６１４を含む。以下で詳細に説明されるように、取り外し可能なストレージカバー１６１４は、例えば、追加の気化器カートリッジアセンブリを保管できる収納区画を見せるために取り外される。
図１７Ａは、電子喫煙装置１６００の正面図である。図１７Ｂは、本開示の一実施形態に係る、電子喫煙装置１６００の図１７Ａの１７Ｂ－１７Ｂ線に沿って得られる断面図である。図１７Ｂにおいて、気化器カートリッジアセンブリ１６２０がＰＣＢ／バッテリ１６２２と接続されていることが分かる。電子喫煙装置１６００は、気化器カートリッジアセンブリ１６２０およびＰＣＢ／バッテリ１６２２を備える気化器部１６０２を備える。電子喫煙装置１６００はまた、フィルタカートリッジアセンブリ１６３０を備えるフィルタ部１６０３を備える。様々な実施形態において、気化器カートリッジアセンブリ１６２０およびフィルタカートリッジアセンブリ１６３０の両方は、使用者が気化器カートリッジアセンブリ１６２０を新しい気化器カートリッジアセンブリと定期的に交換することができ、フィルタカートリッジアセンブリ１６３０を新しいフィルタカートリッジアセンブリと定期的に交換することができるように、使い捨ておよび／または交換可能な構成要素であり得る。
図１２から１５に示される実施形態と同様に、気化器カートリッジアセンブリ１６２０は、吸入口逆止弁１６５０を含み、フィルタカートリッジアセンブリ１６５０は、排出口逆止弁１６６０を含む。本明細書で開示される他の吸入口逆止弁と同様に、吸入口逆止弁１６２０は、使用者が吸い口１６０２において吸入する際に、蒸気が気化器カートリッジアセンブリ１６２０から吸い口１６０２へ逃げることを可能にするが、使用者が吸い口１６０２において吐出する際に、排出物が気化器カートリッジアセンブリ１６２０へ入ることを実質的に防止および／または禁止する一方向弁である。排出口逆止弁１６６０は、使用者が吸い口１６０２に空気を吐き出し、フィルタカートリッジアセンブリ１６３０を通って出ていくことを可能にするが、使用者が吸い口１６０２において吸入する際に、空気がフィルタカートリッジアセンブリ１６３０を通過して吸い口１６０２に入ることを実質的に防止および／または禁止する。
図１８Ａは、本開示の一実施形態に係るフィルタカートリッジアセンブリ１８００の分解図である。図１８Ｂは、本開示の一実施形態に係る組み立てられた状態におけるフィルタカートリッジアセンブリ１８００の平面図である。図１８Ｃは、組み立てられた状態におけるフィルタカートリッジアセンブリ１８００の図１８Ｂの１８Ｃ－１８Ｃ線に沿った断面図である。様々な実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１８００は、図１６Ｂのフィルタカートリッジアセンブリ１６３０のように用いられる。様々な実施形態において、フィルタカートリッジアセンブリ１８００は、本明細書で開示される様々な電子喫煙装置の実施形態のいずれかとあわせて使用され得る。様々な実施形態において、本明細書で開示される様々なフィルタカートリッジアセンブリの実施形態のいずれかは、本明細書で開示される様々な電子喫煙装置の実施形態のいずれかとあわせて使用され得る。
フィルタカートリッジアセンブリ１８００は、上部が吸入口キャップ１８０４によって囲まれ、底部が通気排出口キャップ１８１４によって囲まれる、端の開いた外側本体１８１０を含む。吸入口キャップ１８０４は、様々な実施形態において、漏れのないシールを形成するために、Ｏリング（Ｏリング１８０２のような）、クォーターターンロック、ねじ式のシール、または単に外側本体１８１０内に適合する緊密な物質、またはその他の適切なシール機構によってシールされ得る。吸入口キャップ１８０４と通気排出口キャップ１８１４との間にあり、メインエンクロージャ本体１８１０内に収容されるのは、フィルタカートリッジアセンブリ１８００に吹き込まれた排出物からの臭いおよび粒子状物質の除去を支援する様々な濾過機構である。排出物は、吸入口キャップ１８０４を介してフィルタカートリッジアセンブリ１８００に受け取られる。一度排出物がメインエンクロージャ本体１８１０内に収容される様々な濾過機構を通過すると、清浄で濾過された排出物が、通気排出口キャップ１８１４を介して放出される。
図１８に示される例示的な実施形態では、排出物は、吸入口キャップ１８０４を通過してメッシュ支持構造１８０７に入る。メッシュ支持構造１８０７は、円筒状メッシュフィルタ１８０６を支持する。様々な実施形態において、メッシュフィルタ１８０６は、ステンレス鋼材料、プラスチック、および／またはポリマー材料を含み得る。メッシュフィルタ１８０６はまた、ＨＥＰＡフィルタ１８０８によって囲まれる。ＨＥＰＡフィルタ１８０８は、ＨＥＰＡフィルタ１８０８の周囲を囲む接着テープ１８０９によって、メッシュフィルタ１８０６、メッシュ支持構造１８０７、吸入口キャップ１８０４、および／または通気排出口キャップ１８１４に固定およびシールされる。吸入口キャップ１８０４に近接するメッシュ支持構造の上端は、排出物が吸入口キャップ１８０４から流入できるように開いている。メッシュ支持構造１８０７の反対側の下端は、吸入口キャップ１８０４に入った排出物がメッシュフィルタ１８０６およびＨＥＰＡフィルタ１８０８を通過しなければならないように、閉じられ得る。一度排出物がメッシュフィルタ１８０６およびＨＥＰＡフィルタ１８０８の両方を通過すると、排出物は、開いた排出口逆止弁１８１２を通過し、通気排出口キャップ１８１４を通ってフィルタカートリッジアセンブリ１８００から出ることができる。
図１９Ａは、フィルタカートリッジアセンブリ１８００のわずかに変更された実施形態であるフィルタカートリッジアセンブリ１９００の分解図である。図１９Ａにおいて、図１８ＡのＨＥＰＡフィルタ１８０８は、波形フィルタ１９０８によって置き換えられている。波形フィルタ１９０８もＨＥＰＡフィルタであってもよいが、波形にされる。波形フィルタ１９０８の波形形状は、フィルタカートリッジアセンブリ１８００を通る改善された空気流を提供するためのより多くのチャネルを提供しながら、追加の濾過のための追加の表面積を提供する。図１９Ｂは、支持構造１８０７および波形フィルタ１９０８の平面図を提供する。図１９Ｃは、支持構造１８０７および波形フィルタ１９０８の図１９Ｂの１９Ｃ－１９Ｃ線に沿って得られる断面図を提供する。
図２０Ａは、図１６Ａの電子喫煙装置１６００の斜視図である。図２０Ｂは、取り外し可能なストレージカバー１６１４が、追加の気化器カートリッジアセンブリ１６２０ａ，１６２０ｂを保管するための２つの区画を見せるために取り外されている、電子喫煙装置１６００の斜視図である。
図２１Ａは、本開示の一実施形態に係る例示的な独立型フィルタ装置１７００の斜視図である。独立型フィルタ装置１７００は、使用者が臭いおよび／または粒子状物質を濾過するために、独立型フィルタ装置１７００に排出物を吐出することを可能にする。独立型フィルタ装置１７００が特定の実施形態において示されているが、本明細書で開示される様々なフィルタアセンブリおよび／またはそれらの様々な構成要素のいずれもが、本開示の範囲内の代替の独立型フィルタ装置の実施形態との様々な組み合わせにおいて利用され得ることが理解されるべきである。独立型フィルタ装置１７００は、吸い口１７０２、外側本体（または外側エンクロージャ）１７０４、および通気排出口キャップ１７０６を含む。使用者は吸い口１７０２へ吐出できる。吸い口１７０２は、本明細書で開示される様々な吸い口の任意の特徴を有し得る。例えば、吸い口は、取り外し可能および／または交換可能であり得、様々な味および／または香りを染み込まされ得る。使用者の吐出した排出物は、外側本体１７０４内に収容された様々な濾過要素を含むフィルタアセンブリによって濾過され、濾過された空気は、通気排出口キャップ１７０６を通して独立型フィルタ装置１７００から出る。
図２１Ｂは、本開示の一実施形態に係る独立型フィルタ装置１７００の分解図である。図２１Ｃは、独立型フィルタ装置１７００の平面図である。図２１Ｄは、独立型フィルタ装置１７００の図２１Ｃの２１Ｄ－２１Ｄ線に沿った断面図であり、図２１Ｅは、独立型フィルタ装置１７００の図２１Ｃの２１Ｅ－２１Ｅ線に沿った断面図である。図２１Ｆは、図２１Ｄに示されているものと同じ独立型フィルタ装置１７００の断面図である。図２１Ｇは、図２１Ｆの領域２１Ｇによって画定される独立型フィルタ装置１７００の拡大図である。
図２１Ｂにおいて最も明確に見えるように、独立型フィルタ装置１７００は、端の開いた中空の外側本体１７０４を含む。外側本体１７０４の一端は、吸い口１７０２に固定されるように構成され、外側本体１７０４の反対側の端部は、通気排出口キャップ１７０６に固定されるように構成される。吸い口１７０２と通気排出口キャップ１７０６との間にあり、外側本体１７０４内に収容されるのは、独立型フィルタ装置１７００に吹き込まれた排出物からの臭いおよび粒子状物質の除去を支援する様々な濾過機構を備えるフィルタアセンブリである。一度排出物がメイン外側本体１７０４内に収容されるフィルタアセンブリを通過すると、清浄で濾過された排出物が、通気排出口キャップ１７０６を介して放出される。
使用者が排出物を吸い口１７０２に吹き込むと、排出物はベンチュリコア１７０８に入る。図２１Ｇにおいて最も明確に見えるように、ベンチュリコア１７０８および外側本体１７０４は、独立型フィルタ装置１７００に入った排出物が漏れないことを保証するために、気密シールを形成するように構成され得る。例えば、ベンチュリコア１７０８および外側本体１７０４は、接着剤、超音波溶接、またはその他の気密シールの手段を用いて、永久的におよび／または半永久的に共にシールされ得る。ベンチュリコア１７０８は、ステム部１７１９へ向かって狭くなる、より広い口部を有する漏斗状の吸入口１７１８を含む。漏斗状の吸入口１７１８のステム部１７１９への狭まりは、いくつかの目的の役に立つ。第１に、狭まりは、吸い口１７０２に吹き込まれた厚い排出物の雲をより薄くより長い形状にする。排出物が厚さの減少は、排出物のより多くの部分がベンチュリコア１７０８の内壁のいずれかと接触するようにし、それによって、排出物の凝縮が促進される。排出物の凝縮は、排出物から不純物および粒子状物質を除去する。
漏斗状の吸入口１７１８のステム部１７１９への狭まりはまた、排出物がベンチュリ効果によってベンチュリコア１７０８の狭いステム部を通って加速するようにする。内側空洞１７２０は、図２１Ｄおよび２１Ｅに最も明確に示されているように、実質的にベンチュリコア１７０８の狭いステム部１７１９の長さに沿って延びる複数の内面（例えば壁）によって画定される。図２１Ｄにおいて最も明確に見られるように、内側空洞１７２０は、ステム部１７１９の周りに位置するいくつかの開口１７１０を除いて実質的に囲まれる。内側空洞１７２０の限られた開口１７１０によって、内側空洞１７２０に入る排出物は、様々な開口１７１０を徐々に出る前に、内側空洞１７２０を循環する。排出物が内側空洞１７２０を循環すると、排出物は内側空洞１７２０内の様々な表面に接触する。狭い本体部１７１９内の表面（例えば壁）は、排出物の凝縮を促進する表面積を提供する。ベンチュリ効果および排出物の速度の増加はまた、より多い凝縮および不純物の除去を促進する、内側空洞１７２０内でのより大きい程度の対流および動きを引き起こす。このようにして、ベンチュリコア１７０８の設計は、より長い期間、排出物を独立型フィルタ装置１７００内に閉じ込め続けることを支援し、ベンチュリコア１７０８内での排出物の凝縮を促進し、それによって、排出物が濾過される効率を高める。
ベンチュリコア１７０８のより狭いステム部１７１９は、円筒状のフィルタ１７１２によって囲まれる。フィルタ１７１２は、例えば、ポリエステル、金属、またはその他の適切な材料からなるＨＥＰＡフィルタであり得る。様々な実施形態において、フィルタ１７１２は、本明細書で開示されるその他のフィルタ材料から作られ得る。排出物は、ステム部１７１９内の１つ以上の開口１７１０を介して内側空洞１７２０を出て、そしてフィルタ１７１２を通過する。排出物は、フィルタ１７１２を通過して、円筒状のフィルタ１７１２と外側本体１７０４との間の領域によって画定される外側空洞１７２２に入る（図２１Ｄ）。一実施形態において、外側空洞１７２２は、吸臭マイクロペレット（例えば、炭素マイクロペレット）および／または吸湿マイクロペレットで満たされ得る。排出物は、外側空洞１７２２内の吸臭および／または吸湿マイクロペレットを通過し、ベースエンクロージャ１７１４へ向かう。ベースエンクロージャ１７１４は、１つ以上の開口を含む。１つ以上の開口は、一方向排出口逆止弁１７１６と一直線に並べられる。ベースエンクロージャ１７１４は、外側本体１７０４と永久的におよび／または半永久的に、シールされ得る。例えば、ベースエンクロージャ１７１４は、接着剤および／または超音波溶接によって、外側本体１７０４と永久的におよび／または半永久的に、シールされ得る。一方向排出口逆止弁１７１６は、使用者が独立型フィルタ装置１７００に排出物を吐出することのみできるように、使用者が吸い口１７０２において吸入することを防ぐ。示されている実施形態において、使用者が吸い口１７０２において吸入しようとすると、一方向排出口逆止弁１７１６は、ベースエンクロージャ１７１４に向かって引き込まれ、吸入を防ぐ気密シールを形成するように、ベースエンクロージャ１７１４のすべての開口を覆う。使用者が吸い口１７０２へ吐出すると、一方向排出口逆止弁１７１６は、ベースエンクロージャ１７１４から押し出され、ベースエンクロージャの１つ以上の開口を露出させる。濾過された排出物は、ベースエンクロージャ１７１４の１つ以上の開口を通過し、通気排出口キャップ１７０６の１つ以上の開口を介して独立型フィルタ装置１７００の外に出る。通気排出口キャップ１７０６もまた、（例えば、接着剤、または超音波溶接、またはその他の適切な手段を用いて）外側本体１７０４に永久的におよび／または半永久的にシールされ得る。
一実施形態において、独立型フィルタ装置１７００は、電子喫煙装置に挿入されるフィルタカートリッジアセンブリとして使用され得て、その様々な実施形態は本明細書で開示されている。例えば、上で説明されているように、外側本体１７０４は、これらの構成要素およびそれらに収容される構成要素（例えば、フィルタ１７１２、排出口逆止弁１７１６、吸臭および／または吸湿マイクロペレット）が閉じられたフィルタカートリッジアセンブリを画定するように、ベンチュリコア１７１８、ベースエンクロージャ１７１４、および通気排出口キャップ１７０６に永久的におよび／または半永久的にシールされ得る。閉じられたフィルタカートリッジアセンブリは、吸い口１７０２を固定することによって独立型フィルタ装置として用いられ、または、吸い口１７０２は取り外されることができ、閉じられたフィルタカートリッジアセンブリは電子喫煙装置に挿入され得る。
図２１Ｈは、図２１Ｄに示されているものと同じ独立型フィルタ装置１７００の断面図である。図２１Ｈは、図２１Ａから２１Ｈを参照して上で説明したように、排出物が独立型フィルタ装置１７００をどのような経路で通過するかを示す矢印を含む。排出物は、独立型フィルタ装置１７００の吸い口１７０２へ吹き込まれ、ベンチュリコア１７０８の漏斗状の吸入口１７１８に入る。漏斗状の吸入口１７１８は、排出物をより薄く、かつ、より引き伸ばされた形状にし、また、排出物をより狭いステム部１７１９の内側空洞１７２０へ加速させる。排出物は、内側空洞１７２０内を循環する。内側空洞１７２０を囲む複数の表面／壁は、排出物を凝縮物に凝縮させる。排出物が内側空洞１７２０内を循環すると、排出物は、ステム部１７１９内の１つ以上の開口１７１０を通って内側空洞１７２０から徐々に出ていく。狭いステム部１７１９は、フィルタ（例えばＨＥＰＡフィルタ）１７１２によって囲まれる。従って、１つ以上の開口を通過する排出物は、フィルタ１７１２を通過して外側空洞１７２２に入る。外側空洞１７２２は、様々な実施形態において、吸臭および／または吸湿マイクロペレットで満たされ得る。排出物は、ベースエンクロージャ１７１４へ向かって、外側空洞１７２２内の吸臭および／または吸湿マイクロペレットを通過する。下に向かって動く排出物は、ベースエンクロージャ１７１４の１つ以上の開口から一方向排出口逆止弁１７１６を押し出し、通気排出口キャップ１７０６を通って独立型フィルタ装置１７００から出ていく。
開示された技術の様々な実施形態が上述されているが、それらは単なる例を示しており、限定ではないことが理解されるべきである。当業者は、本発明から逸脱することなく様々な修正が行われ得ることを理解するであろう。同様に、様々な図は開示された技術の様々な構成例を示しており、これは、開示された技術に含まれ得る特徴および機能の理解を助けるために行われる。例えば、例示的な電子喫煙装置１００が、気化器部２００およびフィルタカートリッジアセンブリ１１４と共に描かれ、説明されているが、電子喫煙装置１０００は気化器部１１００およびフィルタカートリッジアセンブリ１０１４と共に描かれ、説明され、電子喫煙装置１６００は気化器部１６０１およびフィルタ部１６０３と共に描かれ、説明されており、様々な気化器部および／または濾過部およびそれらのそれぞれの構成要素は、交換可能かつ様々な組み合わせで使用でき、異なる電子喫煙装置の実施形態において使用され得ることが理解されるべきである。同様に、様々な例示的な材料および例示的なサイズが開示されているが、そのような材料およびサイズは、開示されている技術の様々な特徴および機能の理解および説明を助けるための実現可能な実施形態としてのみ開示されている開示されている技術は、図示されている例示的な構成に限定されないが、望ましい特徴は様々な代替可能な構成を用いて実現される。そのため、本発明の範囲がこの詳細な説明によってではなく、むしろ本明細書に基づく出願の請求項によって限定されることが意図されている。従って、本発明の実施形態の開示は、本発明の範囲の限定ではなく説明であることが意図されている。従って、本発明は、次の請求項のみによって定義される。

Claims (15)

  1. 吸い口と、
    前記吸い口に吐出された空気を濾過するために前記吸い口と連通するフィルタアセンブリと、
    空気が前記吸い口を通して前記フィルタアセンブリへ吐出されることを可能にするとともに、実質的に空気が前記フィルタアセンブリから前記吸い口の中へ吸入されることを妨げる排出口逆止弁と、を備えるフィルタ装置。
  2. 前記排出口逆止弁が、使用者が前記吸い口へ吐出する際には開き、使用者が前記吸い口から吸入する際にはシールする一方向弁である、請求項１に記載のフィルタ装置。
  3. 前記吸い口が前記フィルタアセンブリに取り外し可能に固定される、請求項１に記載のフィルタ装置。
  4. 前記フィルタアセンブリが、
    前記吸い口に吹き込まれた排出物を受け取るために前記吸い口に向けられる広い端部と、前記吸い口から離れる方向に向けられる狭い端部とを有する漏斗状の入口部分と、
    前記漏斗状の入口部分の前記狭い端部から延びるステム部と、を備えるベンチュリコアを備える、請求項１に記載のフィルタ装置。
  5. 前記ステム部の内表面が内側空洞を画定し、前記ステム部の前記内表面は複数の壁部を含む、請求項４に記載のフィルタ装置。
  6. 前記ステム部が、排出物が前記内側空洞から出ていくことを許容する１つ以上の開口を含む、請求項４に記載のフィルタ装置。
  7. 前記１つ以上の開口がフィルタによって覆われる、請求項６に記載のフィルタ装置。
  8. 前記フィルタがＨＥＰＡフィルタである、請求項７に記載のフィルタ装置。
  9. 前記フィルタがポリエステル製のＨＥＰＡフィルタである、請求項８に記載のフィルタ装置。
  10. 前記ステム部が外側本体内に収容され、
    前記ステム部と前記外側本体との間の領域が外側空洞を画定し、
    前記１つ以上の開口が、排出物が前記内側空洞を出て前記外側空洞に入ることを許容する、請求項６に記載のフィルタ装置。
  11. 前記外側空洞が複数の吸臭ペレットを収容する、請求項１０に記載のフィルタ装置。
  12. 前記複数の吸臭ペレットが複数の炭素ペレットを含む、請求項１１に記載のフィルタ装置。
  13. 前記外側空洞が複数の吸湿ペレットを収容する、請求項１０に記載のフィルタ装置。
  14. 前記外側本体が中空状であって、第２開口端と反対側に第１開口端を有し、
    前記外側本体は前記第１開口端において、前記ベンチュリコアの前記漏斗状の入口部分によってシールされ、前記外側本体は前記第２端においてベースエンクロージャに固定され、さらに、
    前記ベースエンクロージャが１つ以上の開口を備え、
    前記排出口逆止弁が、前記フィルタアセンブリ内を通る空気の流れの方向に基づいて、前記１つ以上の開口を選択的にシールするように構成される、請求項１０に記載のフィルタ装置。
  15. 前記排出口逆止弁は、使用者が前記吸い口に吐出する際に、前記ベースエンクロージャ内の前記１つ以上の開口から押し出されるように構成され、使用者が前記吸い口において吸入する際には、前記ベースエンクロージャ内の前記１つ以上の開口へ引き寄せられて前記１つ以上の開口をシールするように構成される、請求項１４に記載のフィルタ装置。
JP2021543510A 2019-01-25 2020-01-24 低排出電子喫煙装置および排出物フィルタ装置 Pending JP2022518574A (ja)

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