KR102021878B1 - 전자 담배 - Google Patents

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마리아 다니엘레 킬리
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Abstract

기부와 이에 결합되도록 구성된 카트리지를 포함하는 전자 담배로서, 상기 기부는 배터리와 상기 배터리에 연결되는 적어도 하나의 가열 요소를 포함하고, 상기 카트리지는 제연되는 물질을 내부에 포함하도록 구성된 물질 챔버(상기 물질 챔버는 물질 출구를 포함), 상기 물질을 내부에 받아들이기 위하여 상기 물질 출구와 교통하는 증기화 챔버, 및 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 기부의 상기 가열 요소에 의하여 가열되도록 그리고 상기 증기화 챔버에서 물질의 증기화를 위하여 상기 물질 출구를 통하여 제공되는 상기 물질을 가열하도록 구성되는 적어도 하나의 열 전달 유닛을 포함한다.

Description

전자 담배
본 발명은 전자 담배, 구체적으로는 재사용가능한 부분에 가열 요소를 포함하고 추가적인 사용자 특징을 포함하는 전자 담배에 대한 것이다.
전자 담배는 일반 담배를 대체하고, 흡연 경험에 큰 영향을 주지 않으면서 통상의 타바코 기반의 물질에 대한 보다 건강한 대안을 제공하면서 최근에 상당히 대중화되었다.
전자 담배는 전자 담배의 모든 다른 작동 구성요소들(프로세서, 배터리 등)을 수용하는 기부(base part)와, 충전 제연 물질(smoked substance filling)을 포함하고 특정 기간의 사용 후에 폐기/재충전되는 일회용부(disposable part)를 공통적으로 포함한다.
일반적으로, 기부는 일회용부에서 액체 상태에 존재하는 제연 물질(smoked substance)을 증기화하도록 구성되는 전자 담배의 핵심 구성요소이다. 이를 위하여, 일회용부와 기부가 결합된 이후에 배터리에 전기적으로 와이어링되고 그러한 증기화 목적으로 제연 물질에 열을 전달하기 위하여 구성되는 가열 요소(예를 들어서, 코일)가 일회용부에 공통적으로 설치된다.
카트리지의 가열 요소에 대한 예시적 특허는 아래에 기초하고 있다:
- 카트리지 파이프의 분무화 구성요소의 가열 요소(Shenzhen smoore technology Ltd., 전자 담배, WO2015043126)
- 분무기를 구성하는 가열 요소 및 전자 액상(e-liquid) (SIS Resources Ltd. WO2015028891) 및
- 2개의 다른 저장소로부터 2개의 증기화된 액체들을 동일한 영역(에어로졸화 존)에 모으는 2개의 가열 요소. 운송 요소들은 가열 요소와 결합되고 에어로졸화 존을 생성한다(R.J. Reynolds Tobacco Co. US 2014/0000638).
일회용부에서의 가열을 다룬 예시적 특허들은 메쉬(mesh)의 함입(impregnation) 및/또는 전자 액상과의 이동(roving)과 이것을 별도의 가열된 코일에 의하여 가열하는 것에 기초한다. 가열된 코일은 일회용부에 (배터리와 함께) 위치되고 카트리지는 일회용부에 위치한다. 따라서 증기화 챔버가 없다(메쉬와 액체 저장소 사이의 거리, Ruyan investment holdings Ltd., 전자 담배 WO2013155645 참조).
상기 참조문헌들은 본 명세서에서 개시된 내용들의 특허성과 어떠한 방식으로라도 관련이 있다는 것을 의미하는 것은 아니라는 점을 밝혀둔다.
본 발명의 개시 내용의 제1 태양에 따르면, 기부와 이에 결합되도록 구성된 카트리지를 포함하는 전자 담배가 제공되고, 상기 기부는 배터리와, 상기 배터리에 연결된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하고, 상기 카트리지는, 제연될 물질(substance to be smoked)을 내부에 수용하기 위하여 구성되고 물질 출구를 포함하는 물질 챔버; 상기 물질을 내부에 받아들이기 위하여 상기 물질 출구와 교통하는 증기화 챔버; 및 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 기부의 상기 가열 요소에 의하여 가열되도록 그리고 상기 증기화 챔버에서의 물질의 증기화를 위하여 상기 물질 출구를 통하여 제공되는 상기 물질을 가열하도록 구성되는 적어도 하나의 열 전달 유닛을 포함한다.
본 발명의 개시 내용의 다른 태양에 따르면, 전자 담배를 위한 카트리지가 제공되고, 상기 카트리지는 배터리와 상기 배터리에 연결된 적어도 하나의 가열 요소를 구비한 상기 전자 담배의 기부에 결합되도록 구성되고, 상기 카트리지는, 제연될 물질(substance to be smoked)을 내부에 수용하기 위하여 구성되고 물질 출구를 포함하는 물질 챔버; 상기 물질을 내부에 받아들이기 위하여 상기 물질 출구와 교통하는 증기화 챔버; 및 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 기부의 상기 가열 요소에 의하여 가열되도록 그리고 상기 증기화 챔버에서 물질의 증기화를 위하여 상기 물질 출구를 통하여 제공되는 상기 물질을 가열하도록 구성되는 적어도 하나의 열 전달 유닛을 포함한다.
상기 제연될 물질(substance to be smoked)은 이하에서는 “제연 물질”(smoked substance)로 호칭된다. 상기 용어 “제연 물질”은 실제의 흡연을 필요로 하지 않고 단순히 흡연 경험을 사용자에게 제공하기 위하여 궁극에 증기화될 수 있는 물질(예를 들어서, 액체)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같은 구성에 따라서, 상기 가열 요소는 상기 물질 챔버와, 보다 중요하게는 상기 제연 물질 자체와는 직접 접촉은 하지 않게 된다.
상기 카트리지는 상기 증기화 챔버 내에 적어도 부분적으로 배열되는 수착 부재(sorption member)를 추가적으로 포함할 수 있다. 그러한 디자인 하에서, 열은 열 전달 유닛으로부터 수착 부재로 전도에 의하여 전달된다.
상기 수착 부재는 임의의 재료의 수착 및/또는 흡수를 수행할 수 있는 임의의 물질 또는 그러한 물질들의 조합에 의하여 제작될 수 있고, 예를 들어서, 다음의 물질들의 하나 이상으로 만들어질 수 있다: 섬유, 유리, 알루미늄, 면(cotton), 세라믹, 셀룰로오스, 유리 섬유 윅(glass fiber wick), 스테인레스 스틸 메쉬, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리(사이클로헥산다이메틸렌 테레프탈레이트)(PCT), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE), 및 BAREX® 등.
열 전달 유닛은, 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 이로부터 열을 받아들이기 위하여 상기 가열 요소와 인터페이싱하도록 구성되는 제1측과, 상기 물질 출구로부터 제공되는 상기 물질에 열을 제공하기 위하여 상기 물질 출구를 향하는 제2측을 구비할 수 있다.
상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때, 상기 가열 요소는 상기 열 전달 유닛에 의하여 상기 증기화 챔버로부터 분리될 수 있다.
상기 카트리지는 상기 물질 출구와 상기 열 전달 유닛 사이에 끼워지는(interposed) 다공성 부재를 추가로 포함할 수 있다. 상기 다공성 부재는 또한 상기 물질 챔버와 상기 증기화 챔버 사이에 끼워질 수 있다. 상기 다공성 부재와 상기 수착 부재는 동일 부재로 일체화될 수 있다. 상기 수착 부재는 상기 다공성 부재에 의하여 최소한 부분적으로 둘러 싸이거나 그 내에 배열될 수 있다. 상기 다공성 부재는 상기 수착 부재를 보호할 수 있고 그리고/또는 상기 수착 부재를 고정할 수 있다. 상기 다공성 부재는 메쉬(mesh)로서 형성될 수 있다. 상기 다공성 부재는 예를 들어서 스테인레스 스틸, 또는 물질을 전달할 수 있는 임의의 다른 유사 물질로 제작될 수 있다.
상기 증기화 챔버는 상기 다공성 부재와 상기 열 전달 유닛 사이에 끼워질 수 있다.
상기 다공성 부재는 상기 물질을 흡수하기 위하기 위하여 상기 물질 출구에 연결되는 제1 표면과, 상기 물질 챔버로부터 상기 증기화 챔버로 상기 물질의 통과를 허용하기 위하여 상기 열 전달 유닛에 연결되는 제2 표면을 포함할 수 있다. 상기 제1 표면은 상기 물질에 담가질 수 있다.
상기 제2 표면은 상기 열 전달 유닛을 향하게 함으로써 상기 열 전달 유닛과 연결될 수 있고 그리고 상기 증기화 챔버에 의하여 상기 열 전달 유닛으로부터 분리될 수 있어서 상기 물질을 상기 제2 표면으로부터 상기 증기화 챔버로 그 가열과 이로 인한 그 증기화를 위하여 도입할 수 있게 된다.
일 형태의 실시예에 따르면, 상기 구성은 상기 다공성 부재의 상기 제2 표면이 상기 열 전달 유닛과 직접 접촉하지 않게 됨으로써 상기 열 전달 유닛에 의한 상기 다공성 부재에 대한 어떠한 손상의 가능성도 최소화된다.
상기 다공성 부재는 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 관통 연장하고 상기 카트리지의 마우스피스와 상기 증기화 챔버 사이에서 증기화 채널을 통하여 유체 교통을 형성해서는 증기화된 물질이 상기 증기화 챔버로부터 상기 마우스피스를 통해서 탈출할 수 있게 하는 구멍이 형성될 수 있다. 상기 구멍은 상기 증기화 챔버의 적어도 일부를 구성할 수 있다.
다른 형태의 실시예에 따르면, 상기 다공성 부재의 상기 제2 표면은 상기 열 전달 유닛과 적어도 부분적으로 직접 접촉할 수 있어서 상기 수착 부재로의 열 전달 효율을 증가시키고, 이로써 상기 제연 물질의 증기화를 증대한다. 그러한 형태 하에서, 상기 열은 상기 열 전달 유닛으로부터 상기 다공성 부재의 상기 제2 표면으로 전도에 의하여 전달된다.
상기 수착 부재는 세장형 형상을 가질 수 있다(예를 들어서, 줄이나 스트립 등).
상기 수착 부재는 유연한 물질의 평탄한 뚜껑(cap), 덮개 또는 쿠션의 형태일 수 있다. 특히, 상기 수착 부재는 상기 증기화 챔버와 물질 챔버 중 하나의 횡단면에 맞게 크기가 형성되고 형상이 정해질 수 있다. 상기 다공성 부재는 상기 증기화 챔버와 물질 챔버 중 하나의 횡단면에 맞게 크기가 형성되고 형상이 정해질 수 있다.
상기 카트리지는, 상기 물질 챔버와 상기 증기화 챔버를 적어도 부분적으로 포함하는 카트리지 하우징, 및 상기 증기화 챔버와 유체 교통하고 상기 카트리지 하우징을 따라서 연장하는 증기화 채널을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 카트리지 하우징은 상기 증기화 채널을 통해서 상기 증기화 챔버와 유체 교통하는 마우스피스와 함께 구성되는 근단부(proximal end)와, 상기 열 전달 유닛과 연결되는 원단부(distal end)를 포함할 수 있다. 상기 마우스피스는 상기 사용자에게 상기 증기화된 물질을 제공하기 위하여 형성된다. 상기 열 전달 유닛은 상기 원단부에 배열될 수 있다. 상기 열 전달 유닛은 상기 증기화 채널에 직교할 수 있다.
상기 물질 챔버는 상기 증기화 챔버와 상기 마우스피스 사이에서 연장하는 상기 증기화 채널과 병치(juxtapose)될 수 있다. 상기 물질 챔버는 상기 증기화 채널의 둘레에 배열될 수 있다.
상기 카트리지 하우징은 상기 증기화 챔버 내로 그 내에서의 그러한 상기 물질과의 증기화를 위한 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 증기화 챔버와 상기 카트리지의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 내부에 형성되는 제1 공기 입구를 포함할 수 있다.
상기 제1 공기 입구는 상기 카트리지의 상기 원단부에 근접하게 배열될 수 있다.
상기 기부는, 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 가열 요소가 상기 열 전달 유닛과 접촉하거나 근접하도록 상기 카트리지 하우징의 상기 원단부에 인터페이싱하기 위하여 구성되고 상기 가열 요소와 연계된 인터페이싱부(interfacing portion)를 구비하는 기부 하우징을 포함할 수 있다.
상기 인터페이싱부는, 그 내부에 형성되고 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 증기화 챔버 내로 그 내에서의 그러한 상기 물질과의 증기화를 위한 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 제1 공기 입구를 통하여 상기 증기화 챔버와 상기 전자 담배의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 구성되는 제2 공기 입구를 포함할 수 있다. 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때, 상기 제1 공기 입구와 상기 제2 공기 입구는 서로에 대하여 일직선(inline)을 이룰 수 있다.
결합 시에, 상기 카트리지는 상기 기부에 부착되어서 상기 열 전달 유닛이 상기 가열 요소와 접촉하게 되고 이로부터 전도에 의하여 열을 받게 된다.
작동 시, 상기 전자 담배를 켜면, 상기 배터리가 상기 기부의 상기 가열 요소를 전기적으로 가열하고, 그리고 이것은 그 열을 전도에 의하여 상기 가열 요소에 제공한다. 이것은 다시 열을 수착 부재에 제공하고 내부에 흡수된 상기 물질의 증기화를 수반한다.
이러한 프로세스가 계속됨에 따라서, 상기 물질 챔버로부터의 물질은 (모세관 흡수 효과로 인하여) 상기 수착 부재를 지속적으로 충전하고 이로써 상기 수착 부재에 물질 공급을 지속하게 된다. 상기 프로세스 과정에서 생성된 물질 증기는 상기 증기화 채널을 통하여 상기 카트리지를 빠져나가서 상기 마우스피스와 사용자에게 이르도록 한다.
상기 열 전달 유닛은 열전도성 재료, 예를 들어서, 금속(예를 들어서, 알루미늄, 구리 등)으로 만들어 질 수 있다.
상기 카트리지 하우징은 다음의 물질들의 하나 이상으로 만들어질 수 있다:
알루미늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), Kapton®과 같은 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(PBT), 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 및 비닐 수지. 상기 카트리지 하우징의 부품들은 조립되거나 또는 적어도 부분적으로 오버몰딩(overmolding)될 수 있다.
상기 가열 요소는 전기 저항 물질로 만들어질 수 있다. 상기 가열 요소는 비탄성 물질, 예를 들어서, 알루미나(AI2O3) 및 실리콘 나이트라이드(S13N4)와 같은 세라믹 소결 물질(ceramic sintered material), 또는 인쇄 회로 기판, 또는 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 상기 가열 요소는 탄성, 금속성 물질, 예를 들어서 철합금 또는 니켈 크롬 합금을 포함할 수 있다.
상기 가열 요소의 상기 전기 저항 물질은 하나 이상의 다음 물질들을 포함할 수 있다: 도핑 세라믹(doped ceramic)과 같은 반도체, 전기 “전도성” 세라믹(예를 들어서, 몰리브데넘 디실리사이드와 같은 것), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금 및 세라믹 물질과 금속 물질로 제작된 복합 물질. 그러한 복합 물질은 도핑 또는 미도핑 세라믹을 포함할 수 있다. 적절한 도핑 세라믹의 예들에는 도핑 실리콘 카바이드 등이 있다. 적절한 금속의 예들에는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 백금 그룹의 금속 등이 있다. 적절한 금속 합금의 예들에는 스테인레스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브데넘-, 탄탈륨-, 텅스텐, 주석-, 갈륨- 및 망간 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스텐인레스 스틸, Timetal® 및 철-망간-알루미늄 기반 합금에 기반한 슈퍼 합금(super-alloy) 등이 있다. Timetal®은 Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver, Colorado의 등록상표이다. 복합 재료에서, 전기 저항 물질은 필요한 외부 물리화학적 성질과 에너지 전달 동특성(kinetics)에 따라서 절연 재료로 선택적으로 임베드, 캡슐화 또는 코팅화 되거나 그 반대로 할 수 있다.
가열 요소는 온도와 저항 사이의 소정의 관계를 가지는 금속을 사용해서 형성될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 상기 금속은 적절한 절연 물질들의 2개 레이어들 사이의 트랙(track)으로서 형성될 수 있다. 이러한 방법으로 형성된 가열 요소는 가열기와 온도 센서 모두로서 사용될 수 있다.
상기 가열 요소는 내부에 임베드되거나 또는 이에 부착된 온도 센서를 포함할 수 있다.
상기 가열 요소는 유리와 같은 보호 물질로 적어도 부분적으로 캡슐화되거나 또는 코팅될 수 있다.
상기 배터리는 DC 전압원일 수 있다. 예를 들어서, 배터리는 니켈 수소 배터리(Nickel-metal hydride battery), 니켈 카드뮴 배터리 또는 리튬 기반 배터리, 예를 들어서, 리튬-코발트, 리튬-철-인산(Lithium-Iron-Phosphate), 리튬-이온, 리튬-폴리머 배터리일 수 있다.
전체 프로세스에 걸쳐서 상기 물질 또는 상기 수착 부재 어느 것도, 이들이 적어도 상기 열 전달 유닛에 의하여 분리되므로 상기 가열 요소와 어떠한 접촉도 하지 않는다. 다시 말해서, 상기 수착 부재의 제2 표면은 이것의 상기 열 전달 유닛과의 연결에 의해서만 가열 된다.
그러한 구성은 적어도 다음의 장점이 있다.
- 가열 요소의 부식 진행 위험, 증기화 온도의 변경 및 가열기 효율성의 저하의 감소
- 필터 부가물이 있는 가열 요소 또는 불완전 증기화 프로세스로 인한 액체 섭취 위험의 감소
- 부착물에 대한 노출, 스팀 특성 변경 및 카트리지 가격 증가의 감소
- 압력 장치에 기반한 불완전 증기화로 인한 폭발 위험의 감소
- (본 기술분야에서 알려진 바와 같은) 수착 부재와 가열 요소 사이의 접촉으로 인한 인화 위험의 감소
또한, 상기 가열 요소가 재사용가능한 상기 기부 내에 수용되기 때문에, 이것이 더 높은 등급의 가열 요소의 사용을 개선된 안전 특성과 가열 성능과 효율성으로 가능하게 하고, 상기 가열 요소가 일회용부(즉, 카트리지) 내에 수용될 때 경제적으로 실행가능하지 않은 중요한 것을 가능하게 한다는 것이 이해되어야 한다.
또한, 상기 제연 물질과 상기 가열 요소 사이의 접촉을 제거하면 상기 카트리지의 재충전/교체들 사이에서 전달되는 것에 기인한 임의의 잔여 맛의 가능성이 모든 실질적 목적을 위하여 상당히 감소될 수 있다.
상기 기부는 상기 배터리를 포함하여 상기 전자 담배의 전기적 구성요소들과 연계되는 프로세서를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 전기적 구성요소들은 상기 전자 담배에 추가적 특징을 제공하기 위하여 형성될 수 있는데, 그 중 일부는 아래와 같다:
- 상기 전자 담배의 움직임이나 위치를 식별함으로써 전자 담배의 몸짓(제스처, gesture) 기반 작동이 가능하게 하는 프로세서에 연결된 감지 유닛(예를 들어서, 자이로스코프, 가속도계, 컴파스 등). 내부 자이로스코프의 경우, 이것은 제스처를 탐지하도록 구성된 가속도계나 컴파스와 같은 다른 임의의 센서에 의하여 구성되거나 보완될 수 있다. 예를 들어서, 상기 전자 담배를 두 번 가볍게치면(tipping) “스위치 온”이 되거나 그리고/또는 스위치 오프를 나타내는 측으로 물러서게 될 수 있다. 프로세서에 연결된 압력 센서 또는 마이크로폰에 기반한 퍼핑 탐지기(puff detector). 상기 퍼핑 탐지기가 마이크로폰인 예에서, 사용자가 숨을 들이쉬면 이것은 퍼핑을 카운팅하는데 사용되는 특정 진동을 생성한다. 상기 퍼핑 탐지기는 사용자가 숨쉬는 데 쓰는 힘을 탐지할 수 있어서 자동적으로 전달된 제연 물질의 양을 적용할 수 있다.
- 상기 프로세서로 하여금 각 퍼핑의 길이와 퍼핑들의 수에 기초하여 사용자에 의하여 흡연되는 대응되는 “실생활 담배(real life cigarettes)”의 산정된 수가 얼마인지를 결정하게 하고 그 사실을 사용자에게 경고할 수 있게 하는 담배 등가 측정(cigarette equivalency measure). 예를 들어서, 상기 프로세서는 사용자가 10개피 이상의 담배를 흡연한다는 신호를 사용자에게 제공하고 경고를 설정하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 사용자는 이를 넘어서면 소정의 시간 길이 동안 전자 담배가 셧다운되는 담배 제한을 미리 설정할 수 있다.
- 상기 퍼핑 수 및/또는 정의된 들숨 퍼핑 시간(puffing time breathed in)이 정의된 퍼핑 수 및/또는 정의된 퍼핑 시간과 균등할 때 담배를 전자적으로 꺼버림.
일반적으로, 본 발명의 개시 내용은 적어도 다음의 장점을 제공한다.
- 한 카트리지를 다른 카트리지로 교체함으로써 간단하게 풍미(flavor)의 변경
- 상기 카트리지의 상기 물질과, 상기 가열 요소 사이의 접촉을 방지하여 하나의 카트리지로부터 다른 카트리지로 풍미가 전달되는 것을 방지. 드러난 수착 부재와 가열 요소 사이의 접촉을 방지하여 불꽃 점화가 이동하는 위험(risk roving fire ignition )을 감소.
- 재활용 가능한 개방된 (또는 계속 사용가능한) 카트리지의 사용 가능.
본 발명의 개시 내용의 다른 태양에 따르면, 기부와 이에 결합되도록 구성된 카트리지를 포함하는 전자 담배가 제공되고, 상기 기부는 배터리와, 상기 배터리와 연결된 프로세서, 및 상기 프로세서에 연결된 하나 이상의 방향 구성요소(orientation component)를 포함하고, 상기 방향 구성요소는 적어도 상기 기부의 움직임, 방향 또는 공간적 위치를 식별하기 위하여 그리고 상기 움직임에 관한 데이터를 상기 프로세서에게 제공하기 위하여 형성되고, 이를 기초로 상기 프로세서는 상기 배터리를 적어도 작동/정지 시키도록 구성된다. 사용자에 의하여 행해지는 다른 제스처들, 예를 들어서 상기 전자 담배를 특정 방식으로 향하게 하거나 또는 이것을 특정 방향으로 이동하는 것에 기초하여 상기 프로세서는 상기 전자 담배의 추가 작동 모드, 예를 들어서, 대기 모드, 증기량 조절(regulation), 시간맞춤 흡연 프로그램(timed smoking program) 등을 제공할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 사용자가 전자 담배를 소정의 흔드는 동작을 하면 상기 전자 담배가 “작동” 상태가 되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 개시 내용의 또 다른 태양에 따르면, 물질을 포함하여 카트리지에 결합되도록 구성되는 기부를 포함하는 전자 담배가 제공되고, 상기 기부는 배터리, 상기 배터리에 연결된 프로세서, 및 상기 프로세서와 상기 카트리지에 연결된 적어도 하나의 감지 구성요소를 포함하고, 상기 감지 구성요소는 상기 카트리지로부터 적어도 하나의 흡연 파라미터(smoking parameter)를 획득하기 위하여 그리고 상기 데이터를 상기 프로세서에 제공하기 위하여 구성되고, 상기 프로세서는 상기 전자 담배가 최소한 작동하는 중에, 상기 제1 흡연 파라미터에 기초하여 제2 흡연 파라미터를 계산하기 위하여 그리고 사용자 또는 상기 배터리에 대응하는 출력을 제공하도록 구성된다.
본 명세서에서 설명되는 기술적 사상을 보다 잘 이해하기 위하여 그리고 이것이 실제로 어떻게 작동될 수 있는지를 예시하기 위하여, 단지 비제한적 방식으로 이하의 첨부한 도면을 참조하여 실시예들이 설명된다.
도 1은 금번에 개시되는 기술적 사상의 일예에 따른 전자 담배의 개략적 횡단면도.
도 2a는 도 1에 도시된 전자 담배에서 사용되는 카트리지의 일예의 개략적 횡단면도.
도 2b는 도 1에 도시된 전자 담배에서 사용되는 카트리지의 다른 예의 개략적 횡단면도.
도 2c는 도 1에 도시된 전자 담배에서 사용되는 카트리지의 또 다른 예의 개략적 횡단면도.
도 3a는 금번에 개시되는 기술적 사상의 다른 예에 따른 분해된 전자 담배의 개략적 횡단면도.
도 3b는 도 3a의 전자 담배가 결합된 형태의 개략적 횡단면도.
전체적으로 도면부호 1이 지정되고 기부(10)와 서로 부착된 카트리지(20)를 포함하는 본 발명의 전자 담배의 개략적 횡단면이 도시된 도 1을 우선 참조한다.
상기 기부(10)는 가열 요소(16)에 연결된 배터리(14)를 그 내부에 수용하고 상기 카트리지의 대응하는 인터페이스 표면(27)과 매칭하도록 형성되는 인터페이스 표면(17)을 구비하는 원통형 하우징(12)을 포함하고, 상기 가열 요소(16)는 상기 하우징(12)의 제1단부(12a)에 위치된다. 상기 배터리(14)는 가열 요소의 작동을 위하여 필요한 파워를 상기 가열 요소(16)에 제공하도록 구성되고, 가열 요소를 필요한 온도로 가열되게 할 수 있다.
상기 배터리(14)는 또한 프로세서 유닛(18)과 센서(15)에 연결되고 이들의 작동을 위하여 필요한 파워를 제공한다. 상기 프로세서 유닛(18)은 상기 센서(15)와 상기 가열 요소(16)에 모두 연결된다. 프로세서 유닛(18)과 상기 센서(15) 모두 본 특정 예에서는 상기 가열 요소(16)의 측과는 반대되는 배터리(14)의 일측에 위치되고, 상기 배터리(14)는 상기 가열 요소(16)와 전자 담배(1)의 다른 민감한 구성요소들 사이의 분할자(divider)로서 역할한다. 그러나 이러한 구성은 필수적인 것은 아니고 상기 기부(10) 내의 구성요소들의 다른 임의의 구성도 가능할 수 있다.
또한, 상기 센서(15)는 적어도 상기 기부(10)의 움직임, 방향 및 공간적 위치를 식별하도록, 그리고 이러한 정보(이하에서는 공간적 데이터)를 상기 프로세서(18)에 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 공간적 데이터에 기초하여, 상기 프로세서(18)는 상기 가열 요소(16)를 작동/정지할지, 그리고 상기 전자 담배(1)의 특정 작동 체제(regime), 예를 들어서 대기 모드, 증기량 조절(regulation), 시간맞춤 흡연 프로그램(timed smoking program) 등을 설정할지를 결정할 수 있다.
따라서, 작동 시에, 상기 센서(15)에 의해서 사용자의 소정의 제스처가 식별되면, 이 정보는 상기 센서(15)로부터 상기 프로세서(18)로 제공되고, 그리고 이것은 상기 제스처에 기초하여 전자 담배(1)의 적절한 작동 모드를 결정한다. 그러한 모드가 결정되면, 상기 가열 요소(16)에 직접 연결된 상기 프로세서(18)는 후자(즉 상기 가열 요소)에 상기 가열 요소(16)의 필요한 온도와 가열 속도(rate)를 결정하는 적절한 작동 신호를 제공하고, 한편으로 그러한 가열을 위한 파워는 상기 배터리(14)에 의하여 공급된다.
결과적으로, 상기 전자 담배(1)는 전자 담배의 제스처와 위치를 사용하여 작동될 수 있도록 구성될 수 있는데, 예를 들어서 상기 전자 담배(1)를 두 번 흔들면 상기 프로세서로 하여금 전자 담배(1)를 온/오프하도록 할 수 있고 한편 상기 전자 담배(1)를 수직 방향으로 고정하면 상기 프로세서로 하여금 상기 전자 담배(1)의 대기 모드를 설정하도록 할 수 있다. 상기 센서는 여러 유형(예를 들어서, 소리, 동작, 방향, 가속도 등)일 수 있고, 이로써 상기 전자 담배를 작동하기 위하여 사용자로부터 필요로하는 제스처는 대응해서 변경될 수 있다는 점이 이해되어야 한다(예를 들어서, 전자 담배를 표면에 대해서 치기, 동작의 속도[speed of motion eng.]).
추가적으로 도 2a를 참조하면, 상기 카트리지(20)가 상기 기부(10)에 부착될 때, 상기 전자 담배(1)의 상기 카트리지(20)는 열 전달 유닛(24)을 수용하고 상기 가열 요소(16)의 대응하는 인터페이스 표면(17)과 매칭되도록 구성되는 인터페이스 표면(27)을 구비하는 카트리지 하우징(22)을 포함하고, 상기 열 전달 유닛은 상기 카트리지 하우징(22)의 원단부(22a)에 위치된다. 상기 카트리지 하우징(22)의 반대측 근단부(22b)에서는 상기 카트리지(20)가 사용자의 입(도시되지 않음)으로 도입되도록 구성된 마우스피스(30)를 포함한다.
상기 하우징(22)은 사용자에 의해서 흡연되는 풍미가 나는 물질(flavored substance)(S)을 그 내에 수용하도록 구성된 물질 챔버(28)가 형성된다. 상기 챔버(28)는 상기 근단부(22b)와 상기 원단부(22a) 사이에서 연장되나 상기 원단부(22a)로부터 떨어져 있다. 상기 물질 챔버(28)는 그 내에 구멍으로 형성된 증기화 챔버(23)를 둘러싼다. 상기 증기화 챔버(23)는 상기 마우스피스(30)의 마우스피스 채널(32)과 함께 공동연장하는(coextend) 증기화 채널(25)과 공동연장한다.
상기 하우징(20)은 상기 열 전달 유닛(24)과 상기 물질 챔버(28) 사이에서 병치되는 수착 부재(26)를 내부에서 추가적으로 수용한다. 상기 수착 부재(26)는 한편으로는 상기 물질(S)의 일부를 내부에서 흡수하도록 구성되고, 다른 한편으로는 상기 열 전달 유닛(24)에 의해서 가열됨으로써 상기 물질(S)이 그 내에서 흡수되어 상기 증기화 챔버(23)로 증기화가 되어 상기 증기화 채널(25)을 통해서 상기 증기화 챔버(23)로부터 상기 마우스피스(30)를 통해서 사용자에게로 탈출할 수 있도록 구성된다. 도 2a에 도시되지는 않았지만, 상기 증기화 챔버(23)는 사용자가 상기 마우스피스(30)를 통해서 제연 물질을 들이쉴 때 그 내로 공기를 받아들이기 위하여 상기 전자 담배(1)의 외부와 유체 교통한다.
작동 시에, 상기 가열 요소(16)는 상기 배터리에 의하여 가열되고 그 열을 상기 인터페이스 표면들(17, 27) 사이의 전도에 의해서 상기 열 전달 유닛(24)에 제공한다. 따라서, 상기 수착 부재(26)는 상기 가열 요소를 통해서 직접적으로가 아닌 상기 열 전달 유닛(24)을 통해서 간접적으로 가열되어 상기 전자 담배(1)의 안전성, 온도 제어 및 신뢰성 측면에서 상당한 장점들을 가져온다.
상기 수착 부재(26)의 가열의 결과로서 그 내에 흡수된 물질(S)은 증기화 챔버(23)에서 증기화되고 상기 증기는 화살표들로 표시된 바와 같이 증기화 채널(25)을 통해서 카트리지(20)를 떠난다.
본 예에서, 상기 수착 부재(26)가 상기 물질 챔버(28)와 상기 열 전달 유닛(24) 사이의 모든 공간을 실질적으로 차지하여 이것이 상기 물질 챔버(28)로부터 상기 물질(S)을 흡수하도록 구성된 제1 표면(26a)과 열 전달 유닛(24)에 의해서 가열되도록 구성된 반대편의 제2 표면(26b)을 구비하게 된다는 것을 주목하는 것이 중요하다.
이제 도 2b와 도 2c를 살펴보면, 카트리지 형상의 두 가지 추가적인 예들이 각각 도면 부호 20' 및 20''가 할당되어 도시되어 있다.
도 2b에 도시된 예에서, 수착 부재(26')는 그 제1 측면 테두리(side rim)(26a')가 물질 챔버(28) 내에 배열된 고리 형태이어서 이것이 물질(S)에 담그어진다. 제2 측면 테두리(26b')는 열 전달 유닛(24)에 더 가깝게 배열되고 이에 의하여 가열되도록 구성된다. 본 예에서 증기화 챔버(23)를 구성하는 물질 챔버(28)와 열 전달 유닛(24) 사이로 구획된 전체 공간을 수착 부재(26')가 점유하지 않는다는 것을 알 수 있다.
본 예에서는 열 전달 유닛(24)에 의해서 제공되는 열에 의해서 증기화되는 임의의 물질(S)이 우선 증기화 챔버(23)에 위치하고 점진적으로 그리고 계속적으로 이로부터 채널(25)을 통해서 사용자의 퍼핑과 마우스피스에서의 빨아드림(sucking)에 의하여 제거된다.
도 2c를 참조하면, 또 다른 예가 전체적으로 도면부호 20''가 할당되어 도시되어 있는데, 여기서는 고리형 수착 부재(26') 대신에 여기서 사용되는 것은 물질 챔버(28)에 수용된 물질(S)에 담그어진(dipped) 연장부를 구비한 수착 부재(26'')인데 상기 수착 부재(26'')로 물질(S)이 점진적으로 흡수된다. 작동은 도 2b를 참조하여 이전에 설명한 것과 유사하다.
전체적으로 도면부호 100이 할당되고 기부(110)와 카트리지(150)를 포함한 전자 담배의 다른 예의 횡단면도를 도시한 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 도 3a에서, 기부(110)와 카트리지(150)는 서로 결합되고 사용자에 의하여 작동된다.
기부(110)는 가열 요소(116)에 연결된 배터리(114)를 그 내에 수용하고 인터페이스 표면(117)을 구비한 원통형 기부 하우징(112)을 포함하고, 상기 기부 하우징(112)의 제1단부(112a)에 가열 요소가 위치된다. 배터리(114)는 가열 요소(116)에 그 작동을 위해 필요한 파워를 제공해서 그로 하여금 필요한 온도로 가열될 수 있도록 하게 구성된다.
카트리지(150)는 사용자의 입(도시되지 않음)으로 도입되도록 구성된 마우스피스(156)가 있는 근단부(154)와 상기 기부 하우징(110)의 제1단부(112a)로 도입되도록 구성된 제2단부(158)을 포함하는 카트리지 하우징(152)에 의해서 구성된다. 카트리지 하우징(152)은 그 길이를 따라서 연장되고 제연되는 물질(162)을 그 내에 수용하는 물질 챔버(160)를 포함한다. 물질 챔버는 카트리지 하우징(150)의 원단부(158)에 배열되고 물질 챔버(160)로부터 물질(162)이 나갈 수 있게 하도록 구성되는 물질 출구(161)를 구비한다.
카트리지 하우징(152)은 그 내에 물질(162)을 받아들이기 위하여 물질 출구(161)와 교통하는 증기화 챔버(170)와, 카트리지가 기부(110)에 결합될 때 기부(110)의 가열 요소(116)에 의해서 가열되도록 그리고 증기화 챔버(170)에서 물질의 증기화를 위하여 물질 출구(161)를 통하여 제공되는 물질(162)을 가열하도록 구성되는 열 전달 유닛(180)을 추가적으로 포함한다. 증기화 챔버(170)는 증기화 챔버(170)로부터 마우스피스(156)로 연장하는 증기화 채널(172)과 유체 교통한다. 증기화 챔버(170)는 물질 챔버(160)와 함께 공동연장하고 한편 물질 챔버(160)는 증기화 채널(172)을 완전히 둘러싼다. 열 전달 유닛(180)은 증기화 채널(172)과 직교한다. 가열 요소는 이에 부착되거나 그 내에 일체화된 온도 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있어 가열 요소(116)의 필요한 온도와 가열 속도를 결정하는 신호를 제공할 수 있고, 한편 그러한 가열의 파워는 배터리(114)에 의해서 공급된다.
열 전달 유닛(180)은 카트리지(150)가 기부(110)에 결합될 때 이로부터 열을 받아들이기 위하여 가열 요소(116)의 가열 표면(117)과 인터페이싱하도록 구성되는 제1측(181)과, 물질 출구(161)로부터 제공되는 물질에 열을 제공하기 위하여 물질 챔버(170)를 향하는 반대측의 제2측(182)을 포함한다.
기부 하우징(112)은 카트리지(150)가 기부(110)에 결합될 때 가열 요소(116)가 열 전달 유닛(180)과 접촉하도록 카트리지 하우징(152)의 원단부(158)에 인터페이싱하도록 구성되고 가열 요소(116)에 근접하게 배열되는 인터페이싱부(interfacing portion)(120)를 구비한다. 구체적으로, 카트리지(150)를 기부(110)에 결합할 시, 가열 표면(117)은, 가열 요소(116)로부터 열 전달 유닛(180)으로, 그리고 열 전달 유닛(180)으로부터 제2측(182)을 통해서 제연 물질이 가열되고 증기화되는 증기화 챔버(170)로 열을 전달하기 위하여 열 전달 유닛(180)의 제1측(181)과 완전히 매칭된다. 따라서 전자 담배의 상기 구성은 카트리지(150)가 기부(110)에 결합될 때 가열 요소(116)가 열 전달 유닛(180)에 의해서 증기화 챔버(170)로부터 분리되게 한다.
카트리지 하우징(154)은 증기화 챔버(170) 내로 그 내에서 물질 출구(161)를 통해서 공급되는 물질(162)과의 그러한 증기화를 위한 공기의 통과를 허용하기 위하여 증기화 챔버(170)와 카트리지(150)의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 원단부(158)에 형성된 제1 공기 입구(159)를 추가적으로 포함한다.
인터페이싱부(120)는, 그 내부에 형성되고 카트리지(150)가 기부(110)에 결합될 때 증기화 챔버(170) 내로 그 내에서의 물질 출구(161)를 통하여 공급되는 물질(162)과의 그러한 증기화를 위한 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 제1 공기 입구(159)를 통하여 증기화 챔버(170)와 전자 담배(100)의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 구성되는 제2 공기 입구(121)를 포함한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 카트리지(150)가 기부(110)에 결합될 때, 상기 제1 공기 입구(159)과 상기 제2 공기 입구(121)는 서로에 대하여 일렬이 된다.
증기화 챔버(170)는 내부에 배열된 수착 부재(175)를 포함한다. 수착 부재(175)는 한편으로는 물질(162)의 일부를 흡수하도록 구성되고, 다른 한편으로는 열 전달 유닛(180)에 의해서 가열됨으로써 물질(162)이 그 내에서 흡수되어 증기화 챔버(170)로 증기화가 되어 증기화 채널(172)을 통해서 증기화 챔버(170)로부터 마우스피스(156)를 통해서 사용자에게로 빠져나가게할 수 있도록 구성된다.
카트리지 하우징(152)은 물질 출구(161)와 증기화 챔버(170) 사이에 끼여지고(interposed)는 다공성 부재(190)를 추가적으로 포함해서 증기화 챔버(170)가 다공성 부재(190)와 열 전달 유닛(180) 사이에 끼여지게 된다. 다공성 부재(190)는 물질 출구(161)를 향하는 제1 표면(191)과 증기화 챔버(170)에서 수착 부재(175)를 향하는 반대측의 제2 표면(192)을 포함하여, 상기 물질 챔버(160)로부터 수착 부재(175)로 물질(162)의 통과가 가능하게 한다. 제2 표면(192)은 그 제2측(182)을 향하게 함으로써 열 전달 유닛(180)에 연결되고 상기 증기화 챔버(170)에 의해서 열 전달 유닛(180)으로부터 분리되어 제2 표면(192)으로부터 증기화 챔버(170)의 수착 부재(175)로 그 가열과 이로 인한 그 내부에서의 그 증기화를 위하여 물질(160)이 도입될 수 있게 한다. 다공성 부재(190)는 카트리지 하우징(154)의 원단부(158)의 횡단부에 맞도록 크기와 형상이 정해진다.
다공성 부재(190)는 제1 표면(191)과 제2 표면(192) 사이에서 관통 연장하고 증기화 챔버(170) 및 마우스피스(156) 사이에서 증기화 채널(172)을 통하여 유체 교통을 형성해서는 증기화된 물질이 증기화 챔버(170)로부터, 특히, 수착 부재(175)로부터 마우스피스(156)를 통해서 사용자가 증기화된 물질을 흡연하는 중에 탈출할 수 있게 하는 구멍(193)이 형성된다. 전자 담배(100)의 작동 중에, 열은 열 전달 유닛(180)으로부터 수착 부재(175)로 전도에 의하여 전달되도록 구성된다.
다른 예들에 따르면 수착 부재(175)와 다공성 부재(190)는 동일 부재로 일체화될 수 있어서 수착 부재가 물질 출구(161)와 직접 접촉한다는 것이 이해되어야 한다.
전자 담배(100)가 사용자에 의해서 사용 중일 때의 작동 방식을 설명하기 위하여 도 3b를 특히 참조한다. 작동 중에 가열 요소(116)는 배터리(114)에 의해서 가열되고 그 가열 표면(117)으로부터 열 전달 유닛(180)의 제1측(181)으로 24번 부재를 통해서 전도에 의해 열을 전달한다. 열 전달 유닛으로부터의 열은 화살표(200)에 의해서 표시된다. 사용자가 전자 담배(100)를 사용하는 중에, 사용자는 증기화 챔버(170)로, 특히 수착 부재(175)로 제2 공기 입구(121)와 제1 공기 입구(159)를 통해서 제공되고 화살표 210으로 표시되는 공기를 흡입한다. 동시에 제연 물질(160)은 다공성 부재(190)의 제2 표면(192)을 통해서 증기화 챔버(170)로도 제공되고 이 물질은 화살표 220으로 표시된다. 제연 물질(220)은 증기화 챔버(170)에서 공기(210)와 혼합되고 열(200)에 의해서 가열된다. 공기(210)와 제연 물질(220)의 가열은 증기화 챔버(170) 내에서의 수착 부재(175)에서의 이들의 증기화로 귀결된다. 화살표 230으로 표시된 증기화된 물질은 이후 증기화 채널(172)를 통해서 마우스피스(156)로, 그리고 이곳으로부터 사용자에게 전달된다.
이와 같은 작동 중에, 수착 부재(175)는 가열 요소(116)를 통해서 직접적으로가 아닌 열 전달 유닛(180)을 통해서 간접적으로 가열되어 전자 담배(100)의 안전성, 온도 제어 및 신뢰성 측면에서 상당한 장점들을 가져온다.
배터리(114)는 또한 프로세서(118)와 감지 유닛(119)을 포함하는 전자 유닛(115)에 연결되어 전자 유닛(115)과 이것의 구성요소들의 작동에 필요한 파워를 제공한다. 프로세서(118)는 감지 유닛(119)과 가열 요소(116) 모두에 연결된다. 감지 유닛(119)은 적어도 기부(110)의 움직임, 방향 및 공간적 위치를 식별하도록, 그리고 이러한 정보(이하에서는 공간적 데이터)를 프로세서(118)에 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 공간적 데이터에 기초하여, 프로세서(118)는 가열 요소(116)을 작동/정지할지, 그리고 전자 담배(100)의 특정 작동 체제(regime), 예를 들어서 대기 모드, 증기량 조절(regulation), 시간맞춤 흡연 프로그램(timed smoking program) 등을 설정할지를 결정할 수 있다.
따라서, 작동 시에, 감지 유닛(119)에 의해서 사용자의 소정의 제스처가 식별되면, 이러한 정보는 감지 유닛(119)으로부터 프로세서(118)에 전달되고 그리고 이것은 상기 제스처에 기초하여 전자 담배(100)의 적절한 작동 모드를 결정한다. 그러한 모드가 결정되면, 가열 요소(116)에 직접 연결된 프로세서(118)는 후자(즉 상기 가열 요소)에 가열 요소(116)의 필요한 온도와 가열 속도(rate)를 결정하는 적절한 작동 신호를 제공하고, 한편으로 그러한 가열을 위한 파워는 배터리(114)에 의하여 공급된다.
결과적으로, 전자 담배(100)는 전자 담배의 제스처와 위치를 사용하여 작동될 수 있도록 구성될 수 있는데, 예를 들어서 전자 담배(100)를 두 번 흔들면 상기 프로세서로 하여금 전자 담배(100)를 온/오프하도록 할 수 있고 한편 상기 전자 담배(100)를 수직 방향으로 고정하면 상기 프로세서로 하여금 상기 전자 담배(100)의 대기 모드를 설정하도록 할 수 있다. 상기 감지 유닛(119)은 여러 유형의 센서들(예를 들어서, 소리, 동작, 방향, 가속도 등)을 포함할 수 있고, 이로써 상기 전자 담배(100)를 작동하기 위하여 사용자로부터 필요로 하는 제스처는 대응해서 변경될 수 있다는 점이 이해되어야 한다(예를 들어서, 전자 담배를 표면에 대해서 치기, 동작의 속도[speed of motion eng.]).
기부(110)는 퍼핑 탐지를 제공하기 위하여 프로세서(118)에 연결된, 퍼핑 탐지기(puff detector)(111)(예를 들어서, 압력 센서 또는 마이크로폰)를 추가적으로 포함한다. 퍼핑 탐지기(111)는 제3 공기 입구(122)를 통하여 제2 공기 입구(121)와 유체 교통하게 배열되어서 공기(210)가 제2 공기 입구(210)를 따라서 통과할 때 이것은 또한 제3 공기 입구(122)에 들어간다. 제3 공기 입구(122)를 따라 들어간 공기는 도 3b에서 화살표 240으로 표시된다. 전자 담배의 작동 중에, 퍼핑 탐지기(111)와 프로세서(118)는 공기(240)의 공기 압력 변화를 식별하고, 그리고 여러 작동들을 각각 수행하도록 구성된다. 이러한 작동은 예를 들어서 다양한 목적으로 퍼핑을 세는 것, 들이쉰 퍼핑 수가 정해진 퍼핑 수 및/또는 퍼핑 시간과 같아질 때 담배를 끄는 것, 사용자가 숨쉬는 파워를 탐지해서는 자동적으로 전달되는 제연 물질의 양을 적용하는 것을 포함한다. 퍼핑 탐지기(111)에 의해서 제공되는 정보는 프로세서(118)로 하여금 각 퍼핑의 퍼핑 수와 길이에 기초하여 사용자에 의해서 흡연되는 대응되는 “실생활 담배(real life cigarettes)”의 산정된 수가 얼마인지를 결정하게 하고 그 사실을 사용자에게 경고할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어서, 프로세서(118)는 사용자가 10개피 이상의 담배를 흡연한다는 신호를 사용자에게 제공하고 경고를 설정하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 사용자는 이를 넘어서면 소정의 시간 길이 동안 전자 담배가 셧다운되는 담배 제한을 미리 설정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 필요한 부분만 조금씩 수정하여 다양한 변경, 변화 및 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 가능하다는 것이 쉽게 이해될 것이다.

Claims (39)

  1. 기부(10;110)와 이에 결합되도록 구성된 카트리지(20; 20'; 150)를 포함하는 전자 담배(1;100)로서,
    상기 기부는 배터리(14; 114)와, 상기 배터리에 연결된 적어도 하나의 가열 요소(16; 116)를 포함하고,
    상기 카트리지는, 제연될 물질(substance to be smoked)(S; 162)을 내부에 수용하기 위하여 구성되고 물질 출구(161)를 포함하는 물질 챔버(28; 160); 상기 물질을 내부에 받아들이기 위하여 상기 물질 출구와 교통하는 증기화 챔버(23; 170); 및 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 기부의 상기 가열 요소에 의하여 가열되도록 그리고 상기 증기화 챔버에서 물질의 증기화를 위하여 상기 물질 출구를 통하여 제공되는 상기 물질을 가열하도록 구성되는 적어도 하나의 열 전달 유닛(24; 180)을 포함하고,
    상기 카트리지는 상기 물질 출구와 상기 증기화 챔버 사이에 끼여지고(interposed) 상기 물질 챔버로부터 상기 증기화 챔버로 상기 물질의 통과를 허용하도록 구성되는 다공성 부재(porous member)(26; 26'; 26''; 190)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  2. 제1항 있어서
    상기 카트리지는 상기 증기화 챔버 내에 적어도 부분적으로 배열되는 수착 부재(sorption member)(26; 26'; 26''; 175)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열 전달 유닛은, 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 이로부터 열을 받아들이기 위하여 상기 가열 요소와 인터페이싱하도록 구성되는 제1측(181)과, 상기 물질 출구로부터 제공되는 상기 물질에 열을 제공하기 위하여 상기 물질 출구를 향하는 제2측(182)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때, 상기 가열 요소는 상기 열 전달 유닛에 의하여 상기 증기화 챔버로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증기화 챔버는 상기 다공성 부재와 상기 열 전달 유닛 사이에 끼어지는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 상기 물질 출구를 향하는 제1 표면(191)과 상기 열 전달 유닛을 향하는 제2 표면(192)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다공성 부재에는, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 관통 연장하고 상기 카트리지의 마우스피스(156)와 상기 증기화 챔버의 사이에서 증기화 채널(172)을 통하여 유체 교통을 형성함으로써, 증기화된 물질이 상기 증기화 챔버로부터 상기 마우스피스를 통해서 탈출할 수 있게 하는 구멍(193)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 상기 증기화 챔버 및 물질 챔버 중 하나의 횡단면에 맞게 크기가 정해지고 형상이 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는, 상기 물질 챔버와 상기 증기화 챔버를 적어도 부분적으로 포함하는 카트리지 하우징(22; 152), 및 상기 증기화 챔버와 유체 교통하고 상기 카트리지 하우징을 따라서 연장하는 증기화 채널(25; 172)을 추가적으로 포함하고,
    상기 카트리지 하우징은 상기 증기화 채널을 통해서 상기 증기화 챔버와 유체 교통하는 마우스피스(30; 156)와 함께 구성되는 근단부(22b; 154)와, 상기 열 전달 유닛과 연결되는 원단부(22a; 158)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열 전달 유닛은 상기 원단부에 배열되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열 전달 유닛은 상기 증기화 채널에 직교하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 카트리지 하우징은 상기 증기화 챔버 내에서의 공기와 상기 물질과의 증기화를 위하여 상기 증기화 챔버 내로 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 증기화 챔버와 상기 카트리지의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 내부에 형성되는 제1 공기 입구(159)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공기 입구는 상기 카트리지의 상기 원단부에 근접하게 배열되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 기부(110)는, 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 가열 요소가 상기 열 전달 유닛과 접촉하거나 근접하도록 상기 카트리지 하우징의 상기 원단부에 인터페이싱하도록 구성되고 상기 가열 요소와 연계된 인터페이싱부(interfacing portion)(120)를 구비하는 기부 하우징(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 카트리지 하우징은 상기 증기화 챔버 내에서의 공기와 상기 물질과의 증기화를 위하여 상기 증기화 챔버 내로 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 증기화 챔버와 상기 카트리지의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 내부에 형성되는 제1 공기 입구(159) 를 포함하고,
    상기 인터페이싱부는, 상기 인터페이싱부에 형성되고, 적어도 상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때 상기 증기화 챔버 내에서의 상기 물질과 공기와의 증기화를 위하여 상기 증기화 챔버 내로 공기의 통과를 허용하기 위하여 상기 제1 공기 입구를 통하여 상기 증기화 챔버와 상기 전자 담배의 외부 사이에 유체 교통을 형성하도록 구성되는 제2 공기 입구(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 카트리지가 상기 기부에 결합될 때, 상기 제1 공기 입구와 상기 제2 공기 입구는 서로에 대하여 일직선(inline)을 이루는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 기부의 상기 가열 요소를 전기적으로 가열하도록 구성되어서 그 열을 전도에 의하여 상기 열 전달 유닛에 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 기부는 상기 배터리를 포함하여 상기 전자 담배의 전기적 구성요소와 연계되는 프로세서(18; 118)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기부는 상기 전자 담배의 움직임이나 위치를 식별하기 위하여 상기 프로세서에 연결된 감지 유닛(15; 119)을 추가적으로 포함하여 상기 전자 담배의 몸짓(gesture) 기반 작동이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기부는 퍼핑(puff, 뻐끔뻐금 피움) 탐지를 제공하기 위하여 상기 프로세서에 연결된, 압력 센서 또는 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 프로세서는 들숨 퍼핑 수가 정의된 퍼핑 수 및/또는 퍼핑 시간과 균등한 경우 상기 담배를 끄도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
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