KR101787985B1 - 전자식 증기 제공 장치 - Google Patents

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Abstract

전자식 증기 제공 장치가 전지 및 컴퓨터를 포함하며, 상기 컴퓨터는 컴퓨터 프로세서, 메모리 및 입력-출력 수단을 포함하고; 상기 장치는 압력 센서 및 온도 센서를 더 포함한다.

Description

전자식 증기 제공 장치 {ELECTRONIC VAPOUR PROVISION DEVICE}
본 명세서는 전자식 증기 제공 장치들에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 하지만 배타적이지는 않게, 본 명세서는 전자 담배들과 같은 전자식 증기 제공 장치들에 관한 것이다.
전자식 증기 제공 장치들은 통상적으로는 담배 크기이고 사용자가 마우스피스에 흡입력을 가하는 것에 의해서 액체 저장소로부터 니코틴 증기를 들이마시는 것을 가능하게 함으로써 기능한다. 일부 전자식 증기 제공 장치들은 사용자가 흡입력을 가하고 히터 코일이 액체를 가열하고 기화되는 것을 야기할 때 활성화되는 압력 센서를 갖는다. 전자식 증기 제공 장치들은 전자 담배들을 포함한다.
전자식 증기 제공 장치는 전지(power cell) 및 컴퓨터를 포함하며, 이 컴퓨터는 컴퓨터 프로세서, 메모리 및 입력-출력 수단을 포함하고; 상기 장치는 압력 센서 및 온도 센서를 더 포함한다.
온도 센서를 갖는 것은 이 장치가 제어 및 안전 모두를 위한 작업들을 이행하는 더 세련된 장치를 제공하기 위해 온도 판독들을 사용할 수 있다는 이점을 갖는다.
적절하게는, 전자식 증기 제공 장치는 전자 담배이다.
적절하게는, 컴퓨터는 마이크로프로세서이다.
적절하게는, 전자식 증기 제공 장치는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 상기 제 1 단부는 마우스피스 단부이고, 제 2 단부는 선단 단부이며 온도 센서가 선단 단부를 향하여 위치된다. 적절하게는, 컴퓨터는 선단 단부를 향하여 위치된다. 적절하게는, 압력 센서는 선단 단부를 향하여 위치된다.
온도 센서를 장치의 선단 단부를 향하여 위치시키는 것은 센서가 마우스피스 단부로부터 가장 먼 거리에 있는 것을 보장한다. 통상적으로 가열 요소를 포함하는 기화기가 마우스피스 단부를 향하여 위치되어서 이는 유리하게는 온도 센서를 멀리 있도록 유지한다. 이는 온도 센서가 가열 요소로부터의 열에 의해 현저한 영향을 받지 않는 것을 보장하며, 따라서 온도 센서는 주위 환경 온도를 더 신뢰할 수 있게 측정할 수 있다. 또한, 액체 저장소는 통상적으로 마우스피스 단부 근처에 위치된다. 온도 센서, 압력 센서 및 컴퓨터를 선단 단부를 향하여 위치시키는 것은 이러한 구성요소들을 방해하는 액체의 위험을 최소화한다.
적절하게는, 온도 센서는 사용시 주위 온도를 측정하도록 구성된다. 적절하게는, 압력 센서는 사용시 주위 압력을 측정하도록 구성된다. 적절하게는, 컴퓨터는 사용시 실질적으로 동시에 압력 및 온도 모두를 판독하도록 구성된다.
온도 및 압력 모두를 실질적으로 동시에 측정함으로써, 따라서 컴퓨터는 이러한 값들의 스냅샷(snapshot)을 획득하고 임의의 요구되는 물리적 조정들 또는 보상들을 가능하게 할 수 있다.
적절하게는, 압력 센서 및 온도 센서는 조합된 센서를 형성한다.
적절하게는, 조합된 센서는 교정 센서(calibrated sensor)이다. 적절하게는, 교정 센서는 압력 및 온도를 교정한다. 적절하게는, 교정 센서는 대기 조건들에서의 사용을 위해 교정된다.
적절하게는, 조합된 센서는 단일 전자 구성요소로서 구성된다.
조합된 센서는 온도 및 압력이 동시에 측정되는 것뿐만 아니라, 동일한 위치에서 측정되는 것을 보장한다. 이는 이러한 값들의 더욱더 정확한 판정을 부여한다. 조합된 유닛은 더 용이한 제작 및 더 작은 구성요소를 유도하는 단지 단일 유닛이 필요하다는 이점을 또한 갖는다. 또한, 온도 및 압력 모두를 동시에 그리고 위치를 측정하기 위해 의도적으로 디자인된 센서를 사용함으로써, 이 목적을 위해 특별히 교정되고 따라서 더 정확한 판독을 제공하는 교정 센서가 사용될 수 있다.
적절하게는, 조합된 센서는 사용시 온도 및 압력을 판정하고 온도에 의존하는 압력 판독을 제공하도록 구성된다.
적절하게는, 조합된 센서는 사용시 온도 및 압력을 판정하고 전압 출력과 측정된 압력 사이의 실질적으로 선형 관계를 제공하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독 및 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 온도 판독을 보상하기 위해 압력 판독을 조정하도록 구성된다.
압력 및 온도가 서로 관련되고 영향을 미치기 때문에, 조합된 센서가 주어진 온도에 대한 압력의 변경들을 보상하는데 사용될 수 있다. 유리하게는, 이는 조합된 센서 자체에 의해 또는 컴퓨터에 의해 달성될 수 있다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 압력 센서에 의해 측정된 압력이 역치 압력 미만으로 감소될 때 가열 요소에 전류를 전달하도록 구성된다. 적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 온도 판독을 기본으로 하여 역치 압력을 조정하도록 구성된다.
장치가 사용자의 장치의 흡입 및 역치 압력을 초과하는 압력의 감소에 의해 활성화되는 것을 고려하여, 정확한 압력 측정이 정확한 사용을 위해 필수적이다. 따라서, 이러한 역치 압력값에 대한 변경들을 가능하게 하는 것은 더 정확한 장치를 허용한다.
적절하게는, 전자식 증기 제공 장치는 제어 유닛 및 기화기를 포함하고, 제어 유닛은 전지, 컴퓨터, 압력 센서 및 온도 센서를 포함하고, 기화기는 가열 요소를 포함한다.
적절하게는, 장치는 사용시 기화기 가열 요소에 액체를 공급하도록 구성된 액체 저장소를 더 포함한다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 기화기가 미리 정해진 양의 액체를 기화하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 기화기가 단위 시간당 미리 정해진 양의 액체를 기화하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 기화기가 매번 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 기화기가 단위 시간당, 매번 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 기화기가 단위 시간당, 매번 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 기화를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 기화기가 단위 시간당, 매번 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 기화를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 온도 판독을 기본으로 하여 가열 요소의 가열 온도를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 압력 판독을 기본으로 하여 가열 요소의 가열 온도를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 온도 판독을 기본으로 하여 기화기로 전달되는 전류를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 압력 판독을 기본으로 하여 기화기로 전달되는 전류를 조정하도록 구성된다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 주위 온도가 증가함에 따라 가열 요소로 전달되는 가열 전력을 감소시키도록 구성된다.
가열 요소의 열 출력은 시작 온도 및 가열 전력에 의존한다. 기화 효과는 또한 시작 온도에 의존하는데 이는 시작 온도가 기화되는 액체의 점성에 영향을 미치기 때문이다. 시작 온도를 측정함으로써, 가열 전력이 일관된 가열 및 기화 효과를 제공하기 위해 제어될 수 있다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 판독이 제 1 역치 온도를 초과할 때 대기 모드로 진입하도록 구성된다. 적절하게는, 대기 모드는 정상 작동 모드와 비교할 때 저전력 모드이다.
적절하게는, 대기 모드에서 기화기는 활성화될 수 없다.
적절하게는, 컴퓨터는 미리 정해진 대기 시간 동안 대기 모드로 남아있도록 구성된다.
온도가 너무 뜨겁게 될 때 대기 모드를 갖는 것은 사용자를 위한 부가된 안전을 제공하고 사용자가 해를 입지 않는 것을 보장한다.
적절하게는, 대기 모드를 떠나기에 앞서, 컴퓨터는 사용시 온도를 측정하고 그 후 온도가 제 2 역치 온도를 초과한다면 대기 모드에 남아있거나, 온도가 제 2 역치 온도 미만이라면 대기 모드를 떠나도록 구성된다. 적절하게는, 제 1 역치 온도는 제 2 역치 온도와 동일하다.
적절하게는, 컴퓨터는 사용시 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 임계 역치(critical threshold) 온도를 초과한다면 장치를 이용 불가능하게 하도록 구성된다. 적절하게는, 장치는 컴퓨터에 연결되는 퓨즈를 더 포함하고 장치는 퓨즈를 나가게 함으로써 이용 불가능하게 된다.
장치가 장치에 대한 손상이 발생할 수 있는 안전 작동 온도를 초과한다면 그 후 장치를 이용 불가능하게 하는 것이 유리하다.
본 개시의 더 양호한 이해를 위해, 그리고 예시적인 실시예들이 어떻게 실행될 수 있는지를 도시하기 위해, 첨부된 도면들이 이제 참조될 것이다.
도 1은 전자식 증기 제공 장치의 측면 사시도이고;
도 2는 도 1의 장치를 통한 측면 단면도이고;
도 3은 분리된 마우스피스와 제어 유닛을 갖는 전자식 증기 제공 장치의 분해된 측면 사시도이고;
도 4는 연결된 마우스피스 및 제어 유닛을 갖는 도 3의 장치를 통한 측면 단면도이고;
도 5는 분리된 마우스피스, 기화기 및 제어 유닛을 갖는 전자식 증기 제공 장치의 분해된 측면 사시도이고;
도 6은 연결된 마우스피스, 기화기 및 제어 유닛을 갖는 도 5의 장치를 통한 측면 단면도이고;
도 7은 내부 구성요소들을 더욱 상세하게 도시하는, 도 3 및 도 4와, 그리고 도 5 및 도 6과 유사한 전자식 증기 제공 장치의 다른 실시에의 분해된 길이방향 단면도이고;
도 8은 조립될 때 도 7의 전자식 증기 제공 장치의 단면도이고;
도 9는 도 7 및 도 8의 증기 제공 장치의 개략적인 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 담배 형상의 전자 담배의 형태로 전자식 증기 제공 장치가 도시된다. 전자식 증기 제공 장치는 마우스피스(2) 및 담배 본체(4)를 갖는다. 마우스피스(2)는 제 1 단부에 공기 출구(6)를 갖고 제 2 단부에서 담배 본체(4)에 연결된다.
전자식 증기 제공 장치 내측에는 마우스피스 단부를 향하여 액체 저장소(8)가 그리고 코일(12)을 갖는 기화기(10)가 있다. 기화기(10)는 액체가 기화를 위해 기화기(10) 상으로 전달되는 것을 가능하게 하기 위해 액체 저장소(8) 옆에 배열된다. 회로 보드(14)가 압력 센서(16), 온도 센서(18) 및 컴퓨터(20)를 갖는다. 전지(22)가 장치에 전력을 제공한다.
전자식 증기 제공 장치의 일반적인 작동은 공지된 장치들의 작동과 유사하다. 사용자가 전자식 증기 제공 장치를 빨아들일 때, 흡입력이 마우스피스(2) 및 공기 출구(6)에 가해진다. 전자식 증기 제공 장치 내측의 감소된 압력은 전지(22)가 기화기(10)에 전력을 제공하는 것을 야기하고 이는 결국 니코틴 액체 용액을 기화시킨다. 결과적인 증기가 그 후 사용자에 의해 들이마셔진다.
이러한 예에서 전자식 증기 제공 장치의 작동은 일반적인 장치보다 뛰어나다. 사용시, 사용자가 전자식 증기 제공 장치에 흡입력을 가할 때, 결과적인 기류는, 장치 내에서 주위 압력으로부터 더 낮은 압력으로의 압력 강하를 야기한다. 압력 센서(16)는 컴퓨터(20)에 신호를 제공한다. 컴퓨터(20)는 압력 센서(16)로부터의 압력 신호를 감시하는 소프트웨어를 실행시키고 이 압력이 역치 압력 미만으로 감소된 것으로 컴퓨터가 판정할 때, 컴퓨터(20)는 가열 코일(12)을 가열하고 액체 저장소(8)로부터의 액체를 기화시키기 위해 가열 코일(12)에 전류를 제공한다.
온도 센서(18)는 압력 센서(16)에 인접하고 또한 컴퓨터(20)에 온도 신호를 제공한다. 압력 센서(16), 온도 센서(18) 및 컴퓨터(20)를 갖는 회로 보드(14)가 장치의 선단을 향하여 위치된다. 그리하여, 온도 센서(18)는 기화기(10) 및 가열 코일(12)로부터 가능한 한 가장 먼 지점에 위치된다. 이는 온도 센서(18)가 주위 온도를 측정하기 위해 작용하고 사용시 가열 코일이 뜨거워질 때 가열 코일(12)에 의해 영향을 받지 않는 것을 보장한다.
컴퓨터(20)는 압력 센서(16) 및 온도 센서(18)로부터 신호를 수신하고 주위 압력과 주위 온도 모두를 동시에 판정하는 것이 가능하다. 그리하여, 측정된 압력은 압력이 측정되는 온도에 의존하기 때문에, 컴퓨터(20)는 주어진 온도에 대하여 압력 측정을 조정하는 것이 가능하다. 사용시, 컴퓨터는 그 후 이러한 조정된 압력을 사용하고 사용자의 들이마심에 의해 야기되는 조정된 감소된 압력이 역치 압력값을 초과할 때를 판정하는 것이 가능하다.
대안적으로는, 컴퓨터(20)는 주위 압력 및 주위 온도에 대한 값을 얻을 수 있고 보상된 역치 압력을 주기 위해 역치 압력값을 조정할 수 있다. 사용시, 가열 코일(12)은 측정된 압력이 보상된 역치 압력을 초과하여 감소될 때 활성화된다.
컴퓨터(20)는 다른 목적들을 위해 온도 판독을 사용하는 것이 또한 가능하다. 주위 온도는 액체의 기화에 2 가지 방식들로 영향을 미친다. 첫째로, 액체의 점성은 온도 의존성이며 따라서 액체가 가열 코일(12) 상으로 유동하는 속도(rate) 및 기화가 발생하는 속도는 주위 온도에 다소 의존한다. 둘째로, 가열 코일이 도달되는 온도는 코일에 인가되는 전류 또는 전력 및 또한 코일의 시작 온도 및 액체가 코일로 전달되는 속도에 의존하는데, 이는 기화 자체가 코일로부터 열을 제거하기 때문이다. 따라서 컴퓨터(20)는 주위 온도를 측정하고 주위 압력의 변경들을 보상하기 위해 코일에 전달되는 전류 및 가열 전력을 조정하는 것이 가능하다. 따라서 이는 주위 압력의 변경들과 관계없이 일관된 기화를 제공한다.
게다가, 컴퓨터(20)는 사용자가 장치를 작동시키기에 안전한지를 판정하기 위해 온도 센서(18)로부터 주위 온도 판독을 감시한다. 주위 온도가 제 1 안전 역치 온도를 초과한다면 장치는 기화기가 이용 불가능하게 되는 대기 모드로 진입할 수 있다. 장치는 주위 온도가 다시 한번 안전하고 제 2 안전 역치 온도 미만으로 떨어질 때를 판정하기 위해 온도를 주기적으로 측정한다. 제 1 및 제 2 안전 역치 온도는 동일한 온도일 수 있거나, 제 1 안전 역치 온도는 제 2 안전 역치 온도보다 더 높을 수 있거나 또는 제 2 안전 역치 온도는 제 1 안전 역치 온도보다 더 높을 수 있다.
온도 센서(18)는 주위 온도가 임계 안전 온도를 초과할 때를 판정하는데 또한 사용될 수 있다. 이는 장치를 사용하기에 영구적으로 안전하지 않도록 장치에 잠재적으로 손상을 야기할 수 있는 온도이다. 이러한 경우 장치는 회로 보드(14)의 퓨즈를 나가게 함으로써 장치를 영구적으로 이용 불가능하게 한다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2와 관련되어 도시된 것과 유사한 전자식 증기 제공 장치를 도시한다. 차이는 마우스피스(2)가 담배 본체(4)에 해제 가능하게 부착 가능하다는 것이다. 마우스피스는 암형 나사 스레드 연결 수단을 포함하며, 장치 본체(4)는 수형 나사 스레드 연결 수단을 갖는 제어 유닛(24)이다. 마우스피스(2) 및 제어 유닛(24)은 함께 나사 연결될 수 있거나 해체될 수 있다.
이러한 예에서, 마우스피스(2)는 액체 저장소(8) 및 가열 코일(12)을 갖는 기화기(10)를 포함한다. 제어 유닛(24)은 전지(22); 그리고 압력 센서(16), 온도 센서(18) 및 컴퓨터(20)를 갖는 회로 보드(14)를 포함한다. 나사 스레드 연결은 마우스피스(2) 및 제어 유닛(24)이 함께 나사 연결될 때, 전류가 기화기(10)의 활성화 시에 가열 코일(12)에 전달될 수 있도록 전기 연결을 제공한다.
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4와 관련하여 도시된 것과 유사한 전자식 증기 제공 장치를 도시한다. 하지만 이 예에서, 기화기(10)는 마우스피스(2)로부터 제거 가능하다. 마우스피스(2)는 기화기(10)의 억지 푸시 피팅(interference push-fit)을 형성하는 원통형 개구를 포함한다. 그리하여 마우스피스(2)는 기화기(10)로부터 분리될 수 있다. 마우스피스(2)는 액체 저장소(8)를 포함한다. 기화기(10)는 가열 코일(12) 및 심지(wick)(26)를 포함한다. 심지(26)는 마우스피스(2) 및 기화기(10)가 연결될 때, 심지(26)가 액체 저장소(8)에 담가 지도록 기화기(10)의 단부로부터 돌출한다.
사용시, 사용자가 장치를 들이마실 때, 액체가 액체 저장소(8)로부터 기화를 위해 가열 코일(12) 상으로 전달되기 전에 심지(26) 상으로 전달된다.
이러한 예에서 장치는 온도 센서와 압력 센서가 조합된 센서(28)를 형성한다는 점에서 이전의 예들과 또한 상이하다. 따라서 조합된 센서(28)는 단일 전자 구성요소이고 컴퓨터에 연결된다. 조합된 센서(28)는 컴퓨터(20)에 온도 및 압력 모두의 판독들을 동시에 제공하는 것이 가능하다. 조합된 센서(28)는 이 센서가 서로 의존하여 정확한 압력 및 온도 신호들을 제공하기 위해 교정된다는 점에서 교정 센서이다. 그리하여 센서 자체가 온도 변동들을 보상하는 조정된 압력 판독을 제공하는 것이 가능하다.
압력 센서(16) 및/또는 조합된 압력 및 온도 센서(28)는 상기 설명된 요구되는 파라미터들을 따라 작동하는 것이 가능하도록 적절하게는 충분히 민감하다. 이에 관하여, 센서는 약 ± 5 ㎩ 의 민감도를 가질 수 있고, ± 3 ㎩ 의 민감도를 가질 수 있으며, 더 적절하게는 ± 1 ㎩ 의 민감도를 가질 수 있다. 표준 주위 압력이 약 100,000 ㎩ 정도인 것을 고려하면, 센서(16/28)가 매우 민감한 것이 자명하다. 민감도는 센서 자체에 사용되는 하드웨어에 의해 제공될 수 있고, 또한 컴퓨터(20) 상으로 로딩되는 센서에 의해 제공되는 보상 알고리즘에 의해 제공될 수 있다. 사용시, 센서는 원래 압력 데이터를 제공하고, 원래 온도 데이터가 별개의 온도 센서(18)에 의해 또는 조합된 압력 및 온도 센서(28)에 의해 제공될 수 있다. 이는 온도를 보상한 압력을 계산하는 컴퓨터(20)로 이송된다. 하지만, 대안적인 실시예에서, 센서(16, 18, 28)들은 내부 마이크로프로세서를 포함할 수 있어서 센서(16, 18, 28)들 자체가 직접 출력으로서 보상된 판독을 제공하는 것이 가능할 수 있다. 온도 센서(18) 및 압력 센서(16), 또는 조합된 온도 및 압력 센서(28)는 또한 조합으로서, 즉 회로 보드(14)에 존재한다. 이는 전자식 증기 제공 장치에서 유리한데 온도 프로파일이 많은 이유들 - 예컨대, 장치에 있는 히터, 장치의 유지 등 - 로 인해 이러한 장치들 전반에 걸쳐서 변할 수 있다. 센서(16, 18, 28)(들)로부터의 출력은 또한 디지털이며, 이는 장치의 정황에서 전체적으로 유리하다.
상기 설명된 장치들 내에서, 온도는 압력 판독에 대한 보상 데이터를 제공할 때와 동시에 독립적으로 감시될 수 있다. 이는 센서(들)가 원래 온도 및 압력 출력들을 제공하기 때문이다. 이는 센서(들)가, 예컨대 50℃ 인, 특정한 미리 규정된 온도들에서 컷아웃 신호를 보낼 수 있는 컴퓨터에 장치의 온도에 관한 정보를 제공할 수 있다는 점에서 센서(들)가 안전 구성요소로서 또한 작용하는 것을 가능하게 한다.
보상된 압력 판독이 또한 중요하다. 조절의 목적을 위해, 장치가 입 내에 있지 않을 때, 또는 장치가 사용자의 입에 있을 때이더라도 이들이 의도적으로 들이마시지 않을 때와 같이 장치가 부주의하게 작동되지 않는 것이 유리하다. 이를 달성하는 하나의 방식은 규정된 압력 역치들을 설정하고 이들이 고장난 센서의 결과로서 "위반(breached)"되지 않는 것을 보장하는 것에 의한 것이다.
도 7 및 도 8은 전자 담배의 형태로 전자식 증기 제공 장치의 다른 실시예를 예시한다. 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 실시예, 그리고 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 유사하지만, 도 7 및 도 8의 실시예는 전자식 증기 제공 장치의 내부 구성요소들을 더욱 상세하게 도시한다. 장치는 종래의 타바코 연소 담배의 대체물로서 사용될 수 있는 일반적으로 원통형 장치를 제공하기 위해 도 8에 도시된 것과 같이 조립될 수 있는 마우스피스(31), 기화기 장치(32) 및 제어 유닛(33)을 포함한다. 제어 유닛(33)에는 기화 장치(32)의 내부 스레드(35)에 수용되는 스레드형 연장부(34)가 제공된다. 마우스피스(31)는 기화 장치(32) 상에 푸시 피팅될 수 있는 일반적으로 원통형 플라스틱 케이싱(36)을 포함한다.
마우스피스(31)는 사용자의 입에 증기를 제공하기 위해 출구(37)를 그리고 사용시 기화 장치(32)에 의해 발생되는 증기를 위한 출구 통로(38)를 갖는다. 마우스피스(31)는 사용시 기화 장치(32)에 의해 기화되는 니코틴 함유 액체와 같은 기화 가능한 액체에 의해 침지된 플라스틱 개구 발포 재료와 같은 다공성 저장소 매트릭스(39)를 포함하는 액체 저장소를 또한 포함한다. 매트릭스(39)는 액체를 위한 저장소로서 작용하며 마우스피스(31)가 즉시 제거 가능하고 교체 가능하기 때문에, 다공성 매트릭스(39) 내의 액체가 고갈되고 보충될 필요가 있을 때 재충전 캡슐로서 사용될 수 있다.
기화 장치(32)는 세라믹 베이스(42)에 지지되는 세라믹 코어(41) 주위에 감긴 전자 가열 코일(40)을 포함한다. 일반적으로 U 형상 심지 부재(43)는 모세관 작용에 의해 가열 요소(40)를 향하여 저장소(39)로부터 액체를 운반하도록 구성된다. 심지 부재(43)는 예컨대 니켈 발포체와 같은 금속성 발포체로 만들어질 수 있다.
히터 코일(40)은 제어 유닛(33)이 스레드(34, 35)들의 맞물림에 의해 기화 장치(32)에 피팅될 때 배터리(44)에 히터 코일을 전기적으로 커플링하는 전기 접촉부(48, 49)들(도 7 및 도 8에 도시되지 않음, 도 9 참조)을 통하여 제어 유닛(33)에 위치되는 재충전 가능한 배터리(44)에 의해 전력이 공급된다. 배터리(44)의 전력은 제어 유닛(33) 내의 회로 보드(46)에 장착된 제어 회로(45)의 제어 하에 히터 코일(40)에 공급된다.
도 9에 도시된 것과 같이, 제어 회로(45)는 제어 유닛(33)이 도 7에 도시된 스레드(34, 35)들에 의해 기화 장치(32)와 스레드식으로 맞물릴 때 전기 연결이 되게 하는 접촉부(48, 49)들을 통하여 코일(40)에 전기 가열 전류를 공급하기 위해 배터리(44)에 의해 전력이 공급되는 마이크로 제어기(47)를 포함한다.
압력 센서(50)는, 이후에 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 사용자가 마우스피스(38)를 빨아들일 때 검출한다.
또한, 신호 유닛(51)이 장치의 작동 상태들을 표시하는 음향 또는 시각적 출력들을 사용자에게 제공하기 위해 제공된다. 예컨대, 신호 장치는 사용자가 장치를 빨아들일 때 붉게 빛이 나는 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 신호 장치는 예컨대 배터리(44)가 재충전될 필요가 있는 것을 표시하기 위해 미리 정해진 음향 또는 시각적 신호들을 제공할 수 있다.
배터리(44)로부터 마우스 제어기로의 전류의 공급은 스위칭 트랜지스터(52)에 의해 제어된다.
사용자가 출구(37)를 통하여 증기를 빨아들이기 위해 마우스피스(1)를 빨아들일때, 압력 센서(50)는 제어 유닛(33)의 내부를 통하여 기화 장치(32) 내로부터 회로 보드(45)로 연통되는 압력의 강하를 검출한다. 마이크로제어기(47)는, U 형상 심지 부재(43)를 통하여 모세관 작용에 의해 공급되는 액체를 기화하는, 히터 코일(40)에 전류를 공급하기 위해 센서(50)에 의해 검출된 압력 강하에 대응한다. 공기 입구 통로(55)가 기화 유닛(32)과 제어 유닛(33) 사이의 조인트에 제공되어서 공기가 제어 유닛(33)의 스레드형 연장부(34)를 통하여 기화 장치(32) 안으로 화살표 A 의 방향으로 빨아들여질 수 있어서, 결과적인 증기는 통로(38)를 통하여 출구(37)로 화살표 A 의 방향으로 빨아들여진다.
도 7 및 도 8의 장치의 작동은 이전에 설명된 도 1 내지 도 6의 장치들의 작동과 동일할 수 있어서 이러한 작동의 상세한 설명은 여기서 반복되지 않을 것이다. 하지만, 도 7 및 도 8의 실시예들의 제어 회로(46)는 도 1 내지 도 6의 실시예들의 회로 보드(14)에 의해 구성될 수 있으며, 그 역도 가능하다. 구체적으로, 회로 보드(46)는 온도 센서(18), 또는 조합된 온도 및 압력 센서(28)를 포함할 수 있다. 또한, 압력 센서(50)는 제어 유닛(33) 내의 회로 보드(46)에 배치될 수 있으며 기화 장치(32)는, 예컨대 개구 통로(도시되지 않음)를 통하여 제어 유닛(33) 내부의 영역과 유체 연통할 수 있어서, 기화 장치(32) 내의 압력 강하가 제어 유닛(33) 내부의 회로 보드(46)의 압력 센서에 의해 검출 가능하다. 또한, 도 7 및 도 8의 실시예의 마이크로제어기(47)는 이전에 설명된 것과 같이 그리고 센서(들)로부터 측정된 온도 및 압력 모두를 감시하고 이에 따라 장치를 제어하기 위해 도 1 내지 도 6의 실시예의 컴퓨터(20)에 따라 프로그래밍될 수 있다.
비록 예들이 도시되고 설명되었지만 당업자들에게 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 컴퓨터 프로세서는 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기일 수 있다. 장치는 담배 형상으로 제한되지 않는다. 컴퓨터 프로세서, 온도 센서 및 압력 센서는 동일한 회로 보드에 있는 것으로 제한되지 않는다. 기화를 위해 사용되는 가열 코일은 다른 타입의 비-가열 코일 요소에 의해 대체될 수 있다.
다양한 문제들을 처리하고 기술을 발전시키기 위해, 본 개시의 전체는 청구된 발명(들)이 실행될 수 있고 우수한 전자식 증기 제공 장치들을 제공할 수 있는 다양한 실시예들을 예시로서 도시한다. 본 개시의 이점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플들이며, 완전하고/하거나 배타적이지 않다. 이들은 단지 이해를 돕고 청구된 특징들을 교시하기 위해 나타낸다. 본 개시의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 규정되는 개시의 제한들로서 또는 청구항들과 등가물들의 제한들로서 고려되지 않아야 하며, 다른 실시예들이 이용될 수 있고 수정들이 본 개시의 범주 및/또는 사상으로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 적절하게는 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 포함하거나, 이루어지거나, 또는 본질적으로 이루어질 수 있다. 게다가, 본 개시는 현재 청구되지 않지만 미래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함한다. 임의의 실시예의 임의의 특징이 임의의 다른 특징들과 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

Claims (41)

  1. 전지, 가열 요소 및 컴퓨터를 포함하는 전자식 증기 제공 장치로서,
    상기 컴퓨터는 컴퓨터 프로세서, 메모리 및 입력-출력 수단을 포함하고;
    상기 장치는 단일 전자 구성요소로서 구성되어 조합된 센서를 형성하는 압력 센서 및 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 컴퓨터는 사용시 압력 및 온도 모두를 실질적으로 동시에 판독하고, 압력 센서에 의해 측정된 압력이 역치 압력 미만으로 감소될 때 가열 요소에 전류를 전달하도록 구성되고,
    상기 조합된 센서는 사용시 온도 및 압력을 판정하고 온도에 의존하는 압력 판독을 제공하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자식 증기 제공 장치는 전자 담배인,
    전자식 증기 제공 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 마이크로프로세서인,
    전자식 증기 제공 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자식 증기 제공 장치는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 상기 제 1 단부는 마우스피스 단부이고, 상기 제 2 단부는 선단 단부이며 온도 센서가 선단 단부를 향하여 위치되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 선단 단부를 향하여 위치되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 선단 단부를 향하여 위치되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 사용시 주위 온도를 측정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 사용시 주위 압력을 측정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조합된 센서는 교정 센서인,
    전자식 증기 제공 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 교정 센서는 압력 및 온도에 대해 교정되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 교정 센서는 대기 조건들에서 사용하기 위해 교정되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조합된 센서는 사용시 온도 및 압력을 판정하고 전압 출력과 측정된 압력 사이에 실질적으로 선형 관계를 제공하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독 및 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 온도 판독을 보상하기 위해 압력 판독을 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 온도 판독을 기본으로 하여 역치 압력을 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자식 증기 제공 장치는 제어 유닛 및 기화기를 포함하고, 상기 제어 유닛은 전지, 컴퓨터, 압력 센서 및 온도 센서를 포함하고, 상기 기화기는 가열 요소를 포함하는,
    전자식 증기 제공 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는, 사용시 기화기의 가열 요소에 액체를 공급하도록 구성되는 액체 저장소를 더 포함하는,
    전자식 증기 제공 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 기화기가 미리 정해진 양의 액체를 기화하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 기화기가 단위 시간당 미리 정해진 양의 액체를 기화하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 기화기가 매번 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 기화기가 매번, 단위 시간당 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 기화기가 매번, 단위 시간당 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 기화를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  22. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 기화기가 매번, 단위 시간당 실질적으로 동일한 양의 액체를 기화하도록 기화를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  23. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 상기 온도 판독을 기본으로 하여 가열 요소의 가열 온도를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  24. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 상기 압력 판독을 기본으로 하여 가열 요소의 가열 온도를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  25. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서로부터 온도 판독을 얻고 상기 온도 판독을 기본으로 하여 기화기에 전달되는 전류를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  26. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 압력 센서로부터 압력 판독을 얻고 상기 압력 판독을 기본으로 하여 기화기로 전달되는 전류를 조정하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  27. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 주위 온도가 증가할 때 가열 요소로 전달되는 가열 전력을 감소시키도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  28. 제 1 항, 제 2 항, 제 16 항, 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 판독이 제 1 역치 온도를 초과할 때 대기 모드로 진입하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 대기 모드는 정상 작동 모드와 비교할 때 저전력 모드인,
    전자식 증기 제공 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    대기 모드에서 기화기는 활성화될 수 없는,
    전자식 증기 제공 장치.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 미리 정해진 대기 시간 동안 대기 모드로 남아있도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  32. 제 28 항에 있어서,
    대기 모드를 떠나기에 앞서, 상기 컴퓨터는 사용시 온도를 측정하고 그 후 온도가 제 2 역치 온도 초과라면 대기 모드에 남아있거나, 온도가 제 2 역치 온도 미만이라면 대기 모드를 떠나도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 역치 온도는 제 2 역치 온도와 동일한,
    전자식 증기 제공 장치.
  34. 제 1 항, 제 2 항, 제 16 항, 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용시 온도 센서에 의해 측정된 온도가 임계 역치 온도를 초과한다면 장치를 이용 불가능하게 하도록 구성되는,
    전자식 증기 제공 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 장치는 컴퓨터에 연결되는 퓨즈를 더 포함하고 상기 장치는 퓨즈를 나가게 함으로써 이용 불가능하게 되는,
    전자식 증기 제공 장치.


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