KR102069656B1 - 전자 증기 공급 디바이스 - Google Patents
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Abstract
파워 셀(9, 54) 및 증기화기(6, 52)를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스(1)가 제공되며, 상기 증기화기(6, 52)는 가열 엘리먼트(17) 및 가열 엘리먼트 지지부(20)를 포함하고, 상기 가열 엘리먼트(17)와 상기 가열 엘리먼트 지지부(20) 간에 하나 또는 그 초과의 갭들(80)이 제공된다.
Description
본 출원은 전자 증기 공급 디바이스들에 관한 것이다.
전자 담배들과 같은 전자 증기 공급 디바이스들은 통상적으로 담배-크기이며, 통상적으로 흡입력을 마우스피스에 인가함으로써 사용자가 액체 저장소로부터 니코틴 증기를 흡입하도록 허용함으로써 기능한다. 몇몇 전자 증기 공급 디바이스들은, 사용자가 흡입력을 인가하고, 히터 코일이 액체를 가열하고 증기화하게 할 때 작동하는 공기흐름 센서를 갖는다.
일 실시예에서, 파워 셀 및 증기화기를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스가 제공되며, 증기화기는 가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부를 포함하고, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭이 제공된다. 가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부 외부 상에 있을 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트 지지부는 지지부 외부 표면을 가질 수 있고, 갭이 가열 엘리먼트와 지지부 외부 표면 간에 제공될 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부는 가열 막대를 형성할 수 있다.
다른 실시예에서, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부를 포함하는 증기 공급 디바이스에서 이용하기 위한 증기화기가 제공되며, 여기서 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭이 제공된다.
다른 실시예에서, 전자 증기 공급 디바이스가 제공되며, 이 전자 증기 공급 디바이스는 액체 저장소; 액체 저장소로부터의 액체를 증기화하기 위한 가열 엘리먼트로 위킹(wicking)하도록 구성된 위킹 엘리먼트; 가열 엘리먼트에 의해 생성된 증기화된 액체를 위한 공기 배출구; 및 가열 엘리먼트 지지부를 포함하고, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭이 제공된다.
전자 증기 공급 디바이스는 가열 엘리먼트에 전력을 공급하기 위한 파워 셀을 포함할 수 있다.
본 개시의 더 나은 이해를 위해, 그리고 예시적인 실시예들이 어떻게 실시될 수 있는지를 보여주기 위해, 이제 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 전자 담배의 측면 투시도이다.
도 2는 수직 코일을 갖는 전자 담배의 개략적 단면도이다.
도 3은 평행 코일을 갖는 전자 담배의 개략적 단면도이다.
도 4는 가열 엘리먼트 코일의 측면 투시도이다.
도 5는 피팅된 표면을 갖는 원통 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 6은 피팅된 표면을 갖는 가열 엘리먼트 코일 및 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 7은 채널들을 갖는 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 8은 채널들을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 가열 엘리먼트 코일의 측면 투시도이다.
도 9는 도 7의 가열 엘리먼트 지지부의 단부도이다.
도 10은 도 8의 가열 엘리먼트 코일 및 지지부의 단부도이다.
도 11은 채널을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 12는 원형 세그먼트 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 13은 계란형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 14는 플랫 직사각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 15는 4개의 암(arm) 크로스 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 16은 8개의 암 크로스 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 17은 8각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 18은 3각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 19는 정사각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 20은 6각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 21은 5각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 22는 서로 합쳐진 3개의 원들의 단면 형상을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 23은 가열 엘리먼트 지지 기판 및 가열 엘리먼트의 전면도이다.
도 24는 스레딩된(threaded) 가열 엘리먼트와 더불어 가열 엘리먼트 지지 기판의 전면도이다.
도 2는 수직 코일을 갖는 전자 담배의 개략적 단면도이다.
도 3은 평행 코일을 갖는 전자 담배의 개략적 단면도이다.
도 4는 가열 엘리먼트 코일의 측면 투시도이다.
도 5는 피팅된 표면을 갖는 원통 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 6은 피팅된 표면을 갖는 가열 엘리먼트 코일 및 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 7은 채널들을 갖는 가열 엘리먼트 지지부의 측면 투시도이다.
도 8은 채널들을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 가열 엘리먼트 코일의 측면 투시도이다.
도 9는 도 7의 가열 엘리먼트 지지부의 단부도이다.
도 10은 도 8의 가열 엘리먼트 코일 및 지지부의 단부도이다.
도 11은 채널을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 12는 원형 세그먼트 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 13은 계란형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 14는 플랫 직사각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 15는 4개의 암(arm) 크로스 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 16은 8개의 암 크로스 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 17은 8각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 18은 3각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 19는 정사각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 20은 6각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 21은 5각형 단면을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 22는 서로 합쳐진 3개의 원들의 단면 형상을 갖는 가열 엘리먼트 지지부 및 코일의 단부도이다.
도 23은 가열 엘리먼트 지지 기판 및 가열 엘리먼트의 전면도이다.
도 24는 스레딩된(threaded) 가열 엘리먼트와 더불어 가열 엘리먼트 지지 기판의 전면도이다.
일 실시예에서, 파워 셀(power cell) 및 증기화기(vaporiser)를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스가 제공되며, 여기서 증기화기는 가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부를 포함하고, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭(gap)이 제공된다.
별개의 가열 엘리먼트 및 지지부를 갖는 것은 더 가느다란 가열 엘리먼트가 구성되도록 허용한다. 이는 더 가느다란 가열 엘리먼트가 보다 효율적으로 가열될 수 있기 때문에 유리하다. 가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭을 제공하는 것은 액체가 수집되고 증기화를 위한 갭 지역에 저장되도록 허용한다. 이 갭은 또한 가열 엘리먼트 상으로 액체를 위킹(wicking)하도록 작용할 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트와 지지부 간에 갭을 제공하는 것은 가열 엘리먼트의 더 큰 표면 영역이 노출되어 가열 및 증기화를 위한 더 큰 표면 영역을 제공한다는 것을 의미한다.
가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부 외부 상에 있을 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트 지지부는 지지부 외부 표면을 포함할 수 있고, 갭은 가열 엘리먼트와 지지부 외부 표면 간에 제공될 수 있다.
가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부는 가열 막대를 형성할 수 있다. 가열 엘리먼트 지지부는 예를 들어, 단단한 지지부일 수 있고 및/또는 가열 엘리먼트 지지부는 고체일 수 있다. 이는, 단단하거나 고체인 지지부가 더 섬세하고 더 효율적인 가열 엘리먼트가 이용되는 것을 가능케 한다는 이점을 갖는다. 지지부 및 가열 엘리먼트의 결합은 더 강건한 가열 막대를 제공한다.
가열 엘리먼트 지지부는 다공성일 수 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트 지지부는 다공성 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 다공성 지지부를 갖는 것은 액체가 다공성 지지부에 저장되는 것을 가능케 한다. 따라서, 액체는 가열 엘리먼트에 의한 증기화를 위해 지지부와 접촉하는 가열 엘리먼트에 쉽게 전달될 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트와 지지부 간의 갭은 다공성 지지부로부터 가열 엘리먼트로의 그리고 저장을 위해 다공성 지지부 내로의 액체의 위킹을 허용한다.
가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부 둘레에 형성될 수 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트는 가열 코일일 수 있다. 또한, 가열 코일은 가열 엘리먼트 지지부 둘레에 코일링될 수 있다. 가열 코일은 예를 들어, 와이어 코일일 수 있다. 갭은 코일 턴(coil turn)과 가열 엘리먼트 지지부 간에 있을 수 있다. 갭들은 코일 턴들과 가열 엘리먼트 지지부 간에 있을 수 있다.
지지부를 감싸는 가열 엘리먼트를 갖는 것은 보다 튼튼한 구조를 제공한다. 지지부는 또한 와이어가 지지부를 감싸는 것을 가능케 함으로써 코일의 생성을 용이하게 한다. 코일 턴과 지지부 간에 갭을 제공함으로써, 액체는 갭 내로 위킹되고 증기화를 위해 갭에 보유될 수 있다. 특히, 액체는 코일 턴들 간의 공간들에 의해 그리고 코일 턴과 지지부 간의 갭 내로 위킹될 수 있다.
증기화기는 이용 시에 증기화 캐비티가 부압 지역(negative pressure region)이 되도록 구성된 증기화 캐비티를 추가로 포함할 수 있다. 가열 엘리먼트의 적어도 일부는 증기화 캐비티 내부에 있을 수 있다. 또한, 전자 증기 공급 디바이스는 마우스피스 섹션을 포함할 수 있고, 증기화기는 마우스피스 섹션의 부분일 수 있다.
사용자가 전자 증기 공급 디바이스를 통해 흡입(inhale)할 때 결국 부압 지역인 증기화 개비티 내에 가열 엘리먼트를 가짐으로써, 액체는 직접 증기화되고 사용자에 의해 흡입된다.
가열 엘리먼트 지지부는 길이 방향(lengthwise direction)으로 연장될 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트 지지부는 그 지지부를 따라 길이 방향으로 연장되는 측면 채널을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 가열 엘리먼트 지지부는 지지부를 따라 길이 방향으로 연장되는 2개 또는 그 초과의 측면 채널들을 포함할 수 있다. 또한, 측면 채널들은 가열 엘리먼트 지지부 둘레에 실질적으로 균등하게 분포될 수 있다.
지지부의 채널은 지지부와 가열 엘리먼트 간에 자연적인 갭을 제공한다. 이는 특히 가열 엘리먼트가 지지부를 감싼 코일일 때의 경우이다. 채널은 그에 따라 액체를 위킹 및 저장하기 위한 필수적인 갭을 제공한다. 노출된 가열 엘리먼트의 영역은 또한 채널을 따라 증가되어 이 지역에서 증가된 증기화를 야기한다.
가열 엘리먼트 지지부는 비-원통일 수 있다. 가열 엘리먼트 지지부는 원통과 유사하지만 비-원통일 수 있다. 가열 엘리먼트 지지부는 비-원형 단면을 가질 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트 지지부는 오목하게 파인 표면(pitted surface)을 가질 수 있다.
와이어의 단단함으로 인해 코일은 형성될 때 자연적으로 원통이기 때문에, 비-원통 지지부는 코일과 지지부 간에 갭들이 자연적으로 존재할 것이라는 이점을 갖는다. 이 갭은 증가된 위킹, 액체 저장 및 증기화를 야기하다. 피팅된 표면을 갖는 원통-유사 지지부는 피팅 지역들에서 코일과 지지부 간에 갭들을 제공한다. 단면들은 연장된 길이방향에 수직인 섹션들이다.
가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 다각형일 수 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 3개의 변(side)들, 4개의 변들, 5개의 변들, 6개의 변들 또는 8개의 변들을 가질 수 있다.
대안적으로 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 플랫 직사각형일 수 있다. 대안적으로 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 타원형일 수 있다. 대안적으로 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 서로 합쳐진 3개의 중첩하는 원들과 등가일 수 있다.
대안적으로, 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 크로스(corss)일 수 있다. 가열 엘리먼트 지지부의 단면 형상은 4개의 암들을 갖는 크로스 또는 8개의 암들을 갖는 크로스일 수 있다.
게다가, 지지부의 이러한 다양한 형상들은 지지부를 감싼 가열 엘리먼트 코일과 지지부 간에 자연적인 갭들을 제공한다. 이들 갭들은 증가된 위킹, 액체 저장 및 증기화를 야기한다.
대안적으로, 가열 엘리먼트 지지부는 플랫 평면 기판일 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부의 하나의 표면 상에 있을 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부 내부 및 외부로 스레딩될 수 있다. 가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트 지지부를 감쌀 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트 지지부는 홀들을 갖는 기판을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 증기 공급 디바이스가 제공되며, 이 전자 증기 공급 디바이스는 액체 저장소; 액체를 증기화하기 위해 액체 저장소로부터 가열 엘리먼트로 액체를 위킹하도록 구성된 위킹 엘리먼트; 및 증기화된 액체를 그 외부로 전달하기 위한 공기 배출구를 포함하고, 가열 엘리먼트와 가열 엘리먼트 지지부 간에 갭이 제공된다. 전자 증기 공급 디바이스는 가열 엘리먼트에 전력을 공급하기 위한 파워 셀을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 마우스피스(2) 및 바디(3)를 포함하는 전자 담배(1)의 형태의 전자 증기 공급 디바이스(1)의 실시예가 도시된다. 전자 담배(1)는 원통 형상을 갖는 종래의 담배와 유사하게 성형된다. 마우스피스(2)는 공기 배출구(4)를 갖고, 전자 담배(1)는, 사용자가 자신의 입에 전자 담배(1)의 마우스피스(2)를 배치하고 흡입하여 공기 배출구(4)를 통해 공기를 빨아들일 때 동작된다. 마우스피스(2) 및 바디(3) 둘 다는 원통이며, 종래의 담배 형상을 형성하도록 동축으로 서로 연결되도록 구성된다.
도 2는 도 1의 전자 담배(1)의 예를 도시한다. 바디(3)는 배터리 어셈블리(5) 부분 및 증기화기(6) 부분을 포함하는 2개의 탈착 가능한 부분들을 포함하고, 마우스피스(2)는 액체 저장소(7)를 포함한다. 전자 담배(1)는 탈착 가능한 부분들(2, 5, 6)이 다음의 순서, 즉 마우스피스(2), 증기화기(6), 및 배터리 어셈블리(5) 순서로 연결되는 그의 어셈블리된 상태로 도시된다. 액체 저장소(7)로부터 증기화기(6)로 액체가 위킹(wick)된다. 배터리 어셈블리(5)는 배터리 어셈블리(5) 및 증기화기(6)의 상호 전기 접촉을 통해 전기 전력을 증기화기(6)에 제공한다. 증기화기(6)는 위킹된 액체를 증기화하고 공기 배출구(4) 외부로 증기를 전달한다. 액체는 예를 들어, 니코틴액을 포함할 수 있다.
배터리 어셈블리(5)는 배터리 어셈블리 케이스(8), 파워 셀(9), 전기 접촉들(10) 및 제어 회로(11)를 포함한다.
배터리 어셈블리 케이스(8)는 제 1 단부(12)에서 개방되는 중공 원통을 포함한다. 예를 들어, 배터리 어셈블리 케이스(8)는 플라스틱일 수 있다. 전기 접촉들(10)은 케이스(8)의 제 1 단부(12)에 위치되고, 파워 셀(9) 및 제어 회로(11)는 케이스(8)의 중공 내에 위치된다. 파워 셀(9)은 예를 들어, 리튬 셀일 수 있다.
제어 회로(11)는 공기 압력 센서(13) 및 제어기(14)를 포함하고, 파워 셀(9)에 의해 전력공급된다. 제어기(14)는 공기 압력 센서(13)와 인터페이싱하고 파워 셀(9)로부터 증기화기(6)로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 구성된다.
증기화기(6)는 증기화기 케이스(15), 전기 접촉들(16), 가열 엘리먼트(17), 위킹 엘리먼트(18), 증기화 캐비티(19) 및 가열 엘리먼트 지지부(20)를 포함한다.
증기화기 케이스(15)는 양자의 단부들에서 공기 유입구(21)로 개방되는 중공 원통을 포함한다. 예를 들어, 증기화기 케이스(15)는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 공기 유입구(21)는 증기화기 케이스(15)의 제 1 단부(22)에서 증기화기 케이스(15)의 홀을 포함한다. 전기 접촉들(16)은 증기화기 케이스(15)의 제 1 단부(22)에 위치된다.
증기화기 케이스(15)의 제 1 단부(22)는 배터리 어셈블리 케이스(8)의 제 1 단부(12)에 해제 가능하게 연결되어서, 증기화기의 전기 접촉들(16)은 배터리 어셈블리의 전기 접촉(10)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 디바이스(1)는, 증기화기 케이스(15)가 스레딩된 연결에 의해 배터리 어셈블리 케이스(8)에 연결되도록 구성될 수 있다.
가열 엘리먼트(17)는 단일 와이어로 형성되고 도 4 및 도 6에서 예시된 바와 같이 가열 엘리먼트 코일(23) 및 2개의 리드들(24)을 포함한다. 예를 들어, 가열 엘리먼트는 니크롬(Nichrome)으로 형성될 수 있다. 코일(23)은 와이어의 섹션을 포함하고, 여기서 와이어는 축(A)을 중심으로 한 나선으로 형성된다. 코일(23)의 양 단부에서, 와이어는 리드들(24)을 제공하도록 그의 나선 형태로부터 벗어난다. 리드들(24)은 전기 접촉들(16)에 연결되고 그에 의해 파워 셀(9)에 의해 제공되는 전기 전력을 코일(23)에 라우팅하도록 구성된다.
코일(23)의 와이어는 직경이 대략 0.12mm이다. 코일(23)은 길이가 대략 25mm이고, 대략 1mm의 내부 직경 및 대략 420마이크로미터의 나선 피치를 갖는다. 코일의 연속적인 턴들 간의 공극은 이에 따라 대략 300마이크로미터이다.
가열 엘리먼트(17)는 증기화기 케이스(15)의 제 2 단부(25) 쪽으로 위치되고, 코일(23)의 축(A)이 증기화기 케이스(15)의 원통 축(B)에 수직이 되도록 배향된다. 가열 엘리먼트(17)는 이에 따라 전자 담배(1)의 길이 축(C)에 수직이다. 또한 디바이스(1)는, 코일의 축(A)이, 사용자가 디바이스를 빨 때 디바이스를 통한 공기흐름에 실질적으로 수직이 되도록 구성된다. 사용자에 의한 디바이스(1)의 이용은 추후에 보다 상세히 설명된다.
위킹 엘리먼트(18)는 마우스피스(2)의 액체 저장소(7)와 접촉하여 증기화기 케이스(15)로부터 연장한다. 위킹 엘리먼트(18)는 마우스피스(2)의 액체 저장소(7)로부터 가열 엘리먼트(17)로의 방향(W)으로 액체를 위킹하도록 구성된다. 보다 상세히, 위크(18)는 코일(23)의 제 1 단부로부터, 증기화기 케이스(15)의 제 2 단부(25)를 지나 밖으로, 그리고 다시 코일의 제 2 단부로 연장하는 다공성 물질의 아크를 포함한다. 예를 들어, 다공성 물질은, 폼(foam)의 다공성이 설명된 위킹이 발생되도록 하는 니켈 폼(nickel foam)일 수 있다.
증기화 캐비티(19)는 액체가 증기화되는, 증기화기 케이스(15)의 중공 내의 지역을 포함한다. 위킹 엘리먼트(18)의 가열 엘리먼트(17), 가열 엘리먼트 지지부(20) 및 부분들(26)은 증기화 캐비티(19) 내에 안착된다.
가열 엘리먼트 지지부(20)는 가열 엘리먼트(17)에 의한 액체의 증기화를 용이하게 하고 가열 엘리먼트(17)를 지지하도록 구성된다. 가열 엘리먼트 지지부(20)는 내부 지지부이고 도 5 및 도 6에서 예시된다. 지지부(20)는 단단한 원통 세라믹 물질을 포함한다. 지지부(20)는 가열 엘리먼트 코일(23)의 나선 내에 동축으로 안착되고, 지지부(20)의 단부들이 코일(23)의 단부들로부터 돌출하도록 코일(23)보다 약간 더 길다. 원통 지지부(20)의 직경은 나선의 내부 직경과 유사하다. 그 결과, 코일(23)의 와이어는 실질적으로 지지부(20)와 접촉하고, 그 지지부(20)에 의해서 지지되어 코일(23)의 형상의 유지를 용이하게 한다. 가열 엘리먼트 코일(23)은 이에 따라 코일링되거나, 또는 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싼다. 가열 엘리먼트(17)의 코일(23)과 지지부(20)의 결합은 도 5 및 도 6에서 예시된 바와 같은 가열 막대(27)를 제공한다. 가열 막대는 추후에 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
지지부(20)의 표면(28)은 증기화를 위해 가열 엘리먼트(17) 부근으로의 액체의 공급을 개선하도록, 위크 엘리먼트(18)로부터의 액체가 그 상에서 그리고 거기를 따라 위킹하기 위한 루트(route)를 제공한다. 지지부(20)의 표면(28)은 또한 가열 엘리먼트(17)의 열(heat)에 위킹된 액체를 노출하기 위한 표면 영역을 또한 제공한다.
마우스피스(2)는 마우스피스 케이스(29)를 포함한다. 마우스피스 케이스(29)는 제 1 단부(30)에서 개방된 중공 원통을 포함하며, 공기 배출구(4)는 케이스의 제 2 단부(31)에 있는 홀을 포함한다. 예를 들어, 마우스피스 케이스는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
액체 저장소(7)는 마우스피스 케이스(29)의 중공 내에 안착된다. 예를 들어, 액체 저장소는 폼을 포함할 수 있으며, 여기서 이 폼은 실질적으로 증기화를 위해 의도된 액체 내에 안착된다. 액체 저장소(7)의 단면 영역은, 마우스피스 케이스(29)의 제 1 단부(30)와 공기 배출구(4) 간의 공기 통로(32)를 형성하도록 마우스피스 케이스의 중공의 단면 영역보다 작다.
마우스피스 케이스(29)의 제 1 단부(30)는 증기화기 케이스(15)의 제 2 단부(25)에 해제 가능하게 연결되어서, 액체 저장소(7)는 증기화기(6)로부터 돌출하는 위킹 엘리먼트(18)의 부분(33)과 접촉하게 된다.
액체 저장소(7)로부터의 액체는 위킹 엘리먼트(18)에 의해 흡수되고 위킹 엘리먼트(18)를 통해 루트(W)를 따라 위킹된다. 액체는 이어서, 위킹 엘리먼트(18)로부터 가열 엘리먼트(17)로, 그리고 가열 엘리먼트(17)의 코일(23)을 따라, 그리고 지지부(20) 상에 그리고 지지부(20)를 따라 위킹된다.
마우스피스 케이스(29), 증기화기 케이스(15) 및 배터리 어셈블리 케이스(8)의 인접한 중공 내부에 의해 형성되는 전자 담배(1) 내의 연속적인 내부 캐비티(34)가 있다.
이용 시에, 사용자는 마우스피스(2)의 제 2 단부(31)를 빤다(suck). 이는 전자 담배(1)의 내부 캐비티(34)에 걸쳐서, 특히 공기 배출구(3)의 공기 압력의 강하를 야기하다.
내부 캐비티(34) 내의 압력 강하는 압력 센서(13)에 의해 검출된다. 압력 센서에 의한 압력 강하의 검출에 응답하여, 제어기(14)는 전기 접촉들(10, 16)을 통해 파워 셀(9)로부터 가열 엘리먼트(17)로의 전력의 공급을 트리거한다. 가열 엘리먼트(17)의 코일은 이에 따라 가열된다. 코일(17)이 가열되면, 증기화 캐비티(19) 내의 액체는 증기화된다. 보다 상세히, 가열 엘리먼트(17) 상의 액체는 증기화되고, 가열 엘리먼트 지지부(20) 상의 액체는 증기화되고, 가열 엘리먼트(17) 바로 부근에 있는 위킹 엘리먼트(18)의 부분들(26) 내의 액체가 증기화될 수 있다.
내부 캐비티(34) 내의 압력 강하는 또한 공기 유입구(21)로부터 공기 배출구(4)로의 내부 캐비티를 통한 루트(F)를 따라, 전자 담배(1)의 외부로부터 공기가 끌어당겨 지게 한다. 공기가 루트(F)를 따라 끌어당겨 지면, 그 공기는 증기화 캐비티(19) 및 공기 통로(32)를 통과한다. 증기화된 액체는 이에 따라 사용자에 의해 흡입되도록 공기 통로(32)를 따라 그리고 공기 배출구(4) 외부로의 공기 이동에 의해 전달된다.
증기화된 액체를 함유한 공기가 공기 배출구(4)로 전달되면, 증기 중 일부는 응축되어 공기흐름에서 액체 방울들의 미세 서스펜션(fine suspension)을 생성할 수 있다. 또한, 사용자가 마우스피스(2)를 빨 때 증기화기(6)를 통한 공기의 이동은 위킹 엘리먼트(18), 가열 엘리먼트(17) 및/또는 가열 엘리먼트 지지부(20)로부터 액체의 미세 방울들을 이동시킬 수 있다. 배출구의 외부로 전달되는 공기는 이에 따라, 증기화된 액체는 물론 미세 액체 방울들의 에어로졸(aerosol)을 포함할 수 있다.
증기화 캐비티(19) 내의 압력 강하는 또한 위킹 엘리먼트(18)를 따라 액체 저장소(7)로부터 증기화 캐비티(19)로의 액체의 추가의 위킹을 조장한다.
도 3은 도 1의 전자 담배(1)의 다른 예를 도시한다. 바디(3)는 배터리 어셈블리(50)로서 본 명세서에서 지칭되는 단일 부분이고, 마우스피스(2)는 액체 저장소(51) 및 증기화기(52)를 포함한다. 전자 담배(1)는 탈착 가능한 부분들(2, 50)이 연결된 그의 어셈블리된 상태로 도시된다. 액체는 액체 저장소(51)로부터 증기화기(52)로 위킹된다. 배터리 어셈블리(50)는 배터리 어셈블리(50) 및 마우스피스(2)의 상호 전기 접촉들을 통해 전기 전력을 증기화기(52)에 제공한다. 증기화기(52)는 위킹된 액체를 증기화하고 증기는 공기 배출구(4)의 외부로 전달된다. 액체는 예를 들어, 니코틴액을 포함할 수 있다.
배터리 어셈블리(50)는 배터리 어셈블리 케이스(53), 파워 셀(54), 전기 접촉들(55) 및 제어 회로(56)를 포함한다.
배터리 어셈블리 케이스(53)는 제 1 단부(57)에서 개방된 중공 원통을 포함한다. 예를 들어, 배터리 어셈블리 케이스는 플라스틱일 수 있다. 전기 접촉들(55)은 케이스(53)의 제 1 단부(57)에 위치되고, 파워 셀(54) 및 제어 회로(56)는 케이스(53)의 중공 내에 위치된다. 파워 셀(54)은 예를 들어, 리튬 셀일 수 있다.
제어 회로(56)는 공기 압력 센서(58) 및 제어기(49)를 포함하고, 파워 셀(54)에 의해 전력공급된다. 제어기(49)는 공기 압력 센서(58)와 인터페이싱하고, 전기 접촉들(55)을 통해 파워 셀(54)로부터 증기화기(52)로의 전기 전력의 공급을 제어하도록 구성된다.
마우스피스(2)는 추가로 마우스피스 케이스(59) 및 전기 접촉들(60)을 포함한다. 마우스피스 케이스(59)는 제 1 단부(61)에서 개방되는 중공 원통을 포함하고, 공기 배출구(4)는 케이스(59)의 제 2 단부(62) 내의 홀을 포함한다. 마우스피스 케이스(59)는 또한 케이스(59)의 제 1 단부(61) 근처의 홀을 포함해서, 공기 유입구(63)를 포함한다. 예를 들어, 마우스피스 케이스는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
전기 접촉들(60)은 케이스(59)의 제 1 단부에 위치된다. 또한, 마우스피스 케이스(59)의 제 1 단부(61)는 배터리 어셈블리 케이스(53)의 제 1 단부(57)에 해제 가능하게 연결되어서, 마우스피스의 전기 접촉들(60)은 배터리 어셈블리의 전기 접촉들(55)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 디바이스(1)는, 마우스피스 케이스(59)가 스레딩된 연결에 의해 배터리 어셈블리 케이스(53)에 연결되도록 구성될 수 있다.
액체 저장소(51)는 케이스(59)의 제 2 단부(62) 쪽으로, 중공 마우스피스 케이스(59) 내에 안착된다. 액체 저장소(51)는 액체로 포화된 다공성 물질의 원통 튜브를 포함한다. 액체 저장소(51)의 외부 둘레는 마우스피스 케이스(59)의 내부 둘레와 매칭한다. 액체 저장소(51)의 중공은 공기 통로(64)를 제공한다. 예를 들어, 액체 저장소(51)의 다공성 물질은 폼을 포함할 수 있으며, 이 폼은 증기화를 위해 의도된 액체로 실질적으로 포화된다.
증기화기(52)는 가열 엘리먼트(17), 위킹 엘리먼트(65), 가열 엘리먼트 지지부(20) 및 증기화 캐비티(66)를 포함한다.
위킹 엘리먼트(65)는 다공성 물질의 원통 튜브를 포함하고, 그것이 액체 저장소(51)에 인접하게 되도록 케이스(59)의 제 1 단부(61) 쪽으로, 마우스피스 케이스(59) 내에 안착된다. 위킹 엘리먼트(65)의 외부 둘레는 마우스피스 케이스(59)의 내부 둘레에 매칭한다. 위킹 엘리먼트(65)는 마우스피스(2)의 액체 저장소(51)로부터 가열 엘리먼트(17)로의 방향(W)으로 액체를 위킹하도록 구성된다. 예를 들어, 위킹 엘리먼트(65)의 다공성 물질은 니켈 폼일 수 있으며, 여기서 폼의 다공성은 설명된 위킹이 발생하도록 된다. 액체가 액체 저장소(6)로부터 위킹 엘리먼트(65)로 W로 위킹하면, 액체는 위킹 엘리먼트(65)의 다공성 물질에 저장될 수 있다. 따라서 위킹 엘리먼트(65)는 액체 저장소(51)의 확장이다.
가열 엘리먼트(17)는 단일 와이어로 형성되고 도 4 및 도 6에서 예시된 바와 같이 가열 엘리먼트 코일(23) 및 2개의 리드들(24)을 포함한다. 예를 들어, 가열 엘리먼트는 니크롬(Nichrome)으로 형성될 수 있다. 코일(23)은 와이어가 축(A)을 중심으로 한 나선으로 형성되는 와이어의 섹션을 포함한다. 코일(23)의 어느 한 단부에서, 와이어는 리드들(24)을 제공하도록 그의 나선 형태로부터 벗어난다. 리드들(24)은 전기 접촉들(60)에 연결되고, 그에 의해 파워 셀(54)에 의해 제공된 전기 전력을 코일(23)로 라우팅하도록 구성된다.
코일(23)의 와이어는 직경이 대략 0.12mm이다. 코일(23)은 길이가 대략 25mm이고, 대략 1mm의 내부 직경 및 대략 420 마이크로미터들의 나선 피치를 갖는다. 코일의 연속적인 턴들 간의 공극은 이에 따라 대략 300마이크로미터들이다.
가열 엘리먼트(17)는 위킹 엘리먼트(65)의 튜브 내부에 위치되고, 코일(23)의 축이 마우스피스 케이스(59)의 원통 축(B)과 정렬되도록 배향된다. 가열 엘리먼트 코일(23)의 축(A)은 이에 따라 전자 담배(1)의 길이 축(C)과 평행하다. 또한, 디바이스(1)는, 사용자가 디바이스를 빨 때 코일(23)의 축(A)이 디바이스를 통한 공기 흐름(F)과 실질적으로 평행하게 되도록 구성된다. 사용자에 의한 디바이스(1)의 이용은 추후에 보다 상세히 설명된다.
도 3a는 코일(23)의 마우스피스(2)를 통한 단면을 도시한다. 도 3a에서 예시된 바와 같이, 위킹 엘리먼트(65)의 단면 프로파일은, 위킹 엘리먼트(65)의 내부 표면(65b)의 부분들(65a)이 코일(23)에 접촉하게 되도록 구성된다. 이는 액체가 위킹 엘리먼트(65)로부터 코일(23)로 위킹하기 위한 루트를 제공한다.
증기화 캐비티(66)는 액체가 증기화되는 마우스피스 케이스(59)의 중공 내의 지역을 포함한다. 위킹 엘리먼트(65)의 가열 엘리먼트(17), 가열 엘리먼트 지지부(20) 및 부분(67)은 증기화 캐비티(66) 내에 안착된다.
가열 엘리먼트 지지부(20)는 가열 엘리먼트(17)에 의한 액체의 증기화를 용이하게 하도록 그리고 가열 엘리먼트(17)를 지지하도록 구성된다. 가열 엘리먼트 지지부는 내부 지지부이고 도 5 및 도 6에서 예시된다. 지지부(20)는 세라믹 물질의 단단한 원통을 포함한다. 지지부(20)는 가열 엘리먼트 코일(23)의 나선 내에 동축으로 안착되고, 코일(23)보다 약간 더 길게 되어서, 지지부(20)의 단부들이 코일(23)의 단부로부터 돌출하게 된다. 원통 지지부(20)의 직경은 나선의 내부 직경과 유사하다. 그 결과, 코일(23)의 와이어는 실질적으로 지지부(20)에 접촉하고, 그 지지부(20)에 의해 지지되어서, 코일(23)의 형상의 유지를 용이하게 한다. 가열 엘리먼트 코일(23)은 이에 따라 가열 엘리먼트 지지부(20) 둘레에 코일링되거나, 또는 감싼다. 가열 엘리먼트(17)의 지지부(20) 및 코일(23)의 결합은 도 5 및 도 6에서 예시된 바와 같이 가열 막대(27)를 제공한다. 가열 막대(27)는 추후에 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
지지부(20)의 표면(28)은 증기화를 위해 가열 엘리먼트(17) 부근으로의 액체의 공급을 개선하도록, 위킹 엘리먼트(65)로부터의 액체가 위킹할 표면을 제공한다. 지지부(20)의 표면(28)은 또한 가열 엘리먼트(17)의 열에 위킹된 액체를 노출하기 위한 표면 영역을 제공한다.
마우스피스 케이스(59) 및 배터리 어셈블리 케이스(53)의 인접한 중공 내부들에 의해 형성되는 전자 담배(1) 내의 연속적인 내부 캐비티(68)가 있다.
이용 시에, 사용자는 마우스피스 케이스(59)의 제 2 단부(62)를 빤다. 이는 전자 담배(1)의 내부 캐비티(68)에 걸친, 특히, 공기 배출구(4)의 공기 압력의 강하를 야기한다.
내부 캐비티(68)의 압력 강하는 압력 센서(58)에 의해 검출된다. 압력 센서(58)에 의한 압력 강하의 검출에 응답하여, 제어기(49)는 전기 접촉들(55, 60)을 통해 파워 셀(54)로부터 가열 엘리먼트(17)로의 전력의 공급을 트리거한다. 가열 엘리먼트(17)의 코일은 이에 따라 가열된다. 코일(17)이 가열되면, 증기화 캐비티(66) 내의 액체가 증기화된다. 보다 구체적으로, 가열 엘리먼트(17) 상의 액체가 증기화되고, 가열 엘리먼트 지지부(20) 상의 액체가 증기화되고 가열 엘리먼트(17) 바로 부근에 있는 위킹 엘리먼트(65)의 부분들(67) 내의 액체가 증기화될 수 있다.
내부 캐비티(68) 내의 압력 강하는 또한 공기 유입구(63)로부터 공기 배출구(4)로 내부 캐비티를 통한 루트(F)를 따라, 전자 담배(1) 외부로부터 공기가 끌어당겨 지게 한다. 공기가 루트(F)를 따라 끌어당겨 지면, 증기화된 액체를 갖는 공기는 증기화 캐비티(66) 및 공기 통로(64)를 통해 전달된다. 증기화된 액체는 이에 따라 사용자에 의해 흡입되도록 공기 통로(64)를 따라 그리고 공기 배출구(4) 외부로 전달된다.
증기화된 액체를 함유하는 공기가 공기 배출구(4)로 전달되면, 증기 중 일부는 응축되어 공기흐름에서 액체 방울들의 미세 서스펜션(fine suspension)을 생성할 수 있다. 또한, 사용자가 마우스피스(2)를 빨 때 증기화기(52)를 통한 공기의 이동은 위킹 엘리먼트(65), 가열 엘리먼트(17) 및/또는 가열 엘리먼트 지지부(20)에서 떨어지게 액체의 미세 방울들을 이동시킬 수 있다. 공기 배출구의 외부로 전달되는 공기는 이에 따라, 증기화된 액체는 물론 미세 액체 방울들의 에어로졸을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 가열 엘리먼트 지지부(20)의 둘레 외부 표면(28)은 피팅되어서, 복수의 오목부들(depressions)(70) 또는 리세스들이 표면(28)에 있게 된다. 복수의 오목부들(70)의 존재를 고려할 때, 지지부(20)는 실질적으로 원통이다.
갭들(80)이 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간에 형성되며, 여기서 코일(23)은 표면(28)에서 오목부들(70)과 중첩한다. 보다 상세히, 코일(23)의 와이어가 표면(28)에서 오목부(70) 위를 지나가는 경우, 그 자신의 나선 형태를 실질적으로 유지하는 와이어로 인해, 와이어 바로 아래의 표면(28)의 영역과 와이어 간에 갭(80)이 제공된다. 갭들(80)은 이에 따라 코일(23)의 와이어와 지지부(20)의 표면(28) 간에, 코일의 축(A)으로부터 방사 방향으로 배치된다. 각각의 갭(80)에서 표면(28)과 와이어 간의 거리는 10 마이크로미터들 내지 500 마이크로미터들의 범위에 있다. 갭들(80)은 갭들(80)에서의 모세관 활동(capillary action)을 통해 지지부(20)의 길이를 따라 그리고 지지부 상으로의 액체의 위킹을 용이하게 하도록 구성된다.
둘레 표면(28)의 오목부(70) 및/또는 갭들(80)은, 증기화 이전에 액체가 지지부(20)의 표면(28) 상에서 수집되는 영역들을 제공하고, 그에 의해 증기화 이전에 액체가 저장될 영역들을 제공한다. 오목부들(70)은 또한 지지부(20)의 표면 영역을 증가시키고, 이에 따라 지지부(20)에 의해 제공된 증기화를 위해 코일(23)에 액체를 노출하기 위한 부가적인 표면 영역을 증가시킨다. 오목부들(70)은 또한 이들 영역에서 증가된 증기화를 위해 더 많은 코일(23)을 노출한다.
위에서 설명된 실시예들에 대한 다수의 대안들 및 변동들이 가능하다. 예를 들어, 도 7 내지 도 24는 가열 엘리먼트(17) 및 가열 엘리먼트 지지부(20)의 상이한 구성들을 도시한다. 각각의 경우에, 갭(80) 또는 갭들(80)은 지지부(20)의 외부 표면(28)과 코일(23)의 와이어 간에 제공된다. 이들 갭들(80)은 이미 설명된 이점들을 제공한다. 도 7 내지 도 22는 지지부(20)의 단면 프로파일에서 하나 또는 그 초과의 내향 데비에이션들(inward deviations)(81)에 의해 갭들(80)이 어떻게 제공될 수 있는지를 예시하며, 여기서 상기 프로파일은 보통은 코일(23)의 단면 내부 프로파일을 따른다.
도 7 내지 도 10은 가열 엘리먼트 지지부(20)의 상이한 예를 도시한다. 도 7 및 도 9는 가열 엘리먼트 지지부(20) 단독의 상이한 도면들을 예시한다. 도 8 및 도 10은 지지부(20)를 감싼 코일(23)을 포함해서, 가열 막대(29)의 상이한 도면들을 예시한다. 여기서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 실질적으로 원통 형상이고, 그의 길이를 따라 연장되는 지지부(20)의 외부 표면(28)에 채널들(82), 또는 길이 그루브들(82)을 갖는다. 각각의 채널(82)은 지지부(20)의 길이를 따라 연장되는 가열 엘리먼트 지지부(20)의 표면 내의 오목부(70, 81)이다. 4개의 채널들(82)이 가열 엘리먼트 지지부(20)의 둘레 주위에 균등하게 이격된다.
도 8 및 도 10에서 도시된 바와 같이, 코일(23)이 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감쌀 때, 갭들(80)이 채널(82)의 지지부(20)의 표면과 채널(82)에 중첩하는 코일(23) 섹션들의 와이어 간에 제공된다.
도 11 내지 도 22는 각각 가열 엘리먼트 지지부(20)의 단면 형상에 의해, 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸는 코일(23) 및 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간에 제공되는 갭(80) 또는 갭들(80)을 갖는 연장된 가열 엘리먼트 지지부(20)의 예를 도시한다. 각각의 예는 설명된 바와 같이 상이한 단면 형상을 갖는다. 단면들은 지지부(20)의 연장된 길이 방향에 수직인 섹션들이다.
도 11에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 그의 길이를 따라 연장되는 단일 채널(82)을 포함하는 오목부(70)를 갖는 실질적으로 원통이다. 따라서, 가열 엘리먼트 지지부(20)의 단면 형상은 채널(82)에 대한 작은 인덴트(indent)(81)를 갖는 원이다. 코일(23)과 채널(82)이 중첩하는 경우 갭들(80)이 제공된다.
도 12에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 주요 세그먼트가 원인 단면 형상을 갖는다. 이는 길이방향 오목부(70, 81)를 갖는 다른 원통 형상에 대응하며, 가열 엘리먼트 지지부(20)의 길이를 따라 연장되는 플랫 면을 발생시킨다. 코일(23)이 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸지만, 코일(23) 와이어의 단단함은 코일(23)이 플랫 지역에서 가열 엘리먼트 지지부(20)의 형상을 따르는 것을 방지한다. 따라서, 갭(80)이 플랫 지역의 영역에서 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간에 제공된다.
도 13에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 타원인 단면 형상을 갖는다. 코일(23)은 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸지만 코일(23) 와이어의 단단함은 코일(23)이 타원보다 더 둥근 형상을 형성하게 하고, 그에 의해, 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간에 갭들(80)을 제공한다.
도 14에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 플랫 직사각형인 단면 형상을 갖는 플랫 바(flat bar)이다. 코일(23)은 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸지만, 코일(23) 와이어의 단단함은 코일(23)이 직사각형보다 더 둥근 형상을 형성하게 하고, 그에 의해 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일 간에 갭들(80)을 제공한다.
도 15에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 4개의 암 크로스(arm cross)인 단면 형상을 가지며, 여기서 암들은 균등하게 이격된다. 코일(23)은 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸고, 갭들(80)이 인접한 암 섹션들과 코일(23) 간에 제공된다.
도 16에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 8개의 암 크로스(arm cross)인 단면 형상을 가지며, 여기서 암들은 균등하게 이격된다. 코일(23)은 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸고, 갭들(80)이 인접한 암 섹션들과 코일(23) 간에 제공된다.
도 17 내지 도 21은 가열 엘리먼트 지지부(20)가 정다각형인 단면 형상을 갖는 예들을 도시한다. 이들 각각은 상이한 수의 변들을 갖고, 도 17은 8각형, 도 18은 삼각형, 도 19는 사각형, 도 20은 6각형 및 도 21은 5각형이다. 코일(23)은 가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸고 단면 형상들의 코너들에 대응하는 지지부(20)의 에지들에서 가열 엘리먼트 지지부(20)와 접촉한다. 이러한 방식으로, 더 많은 변들을 갖는 다각형들이 코일(23)과의 보다 많은 접촉을 갖고 코일(23)과 가열 엘리먼트 지지부(20) 간의 더 많은 수의 더 작은 갭들(80)을 제공한다. 이는 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간의 최적의 접촉량 및 최적의 갭(80) 형성을 제공하는 단면 형상이 선택되는 것을 가능케 한다.
도 22에서 도시된 예에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 서로 합쳐진 3개의 중첩하는 원들에 대응하는 단면 형상을 갖는다. 코일(23)이 가열 엘리먼트 지지부(20) 둘레에 감싸지고 갭들(80)이 인접하는 원 섹션들과 코일(23) 간에 제공된다.
각각의 갭(80)의 표면(28)과 와이어 간의 거리는 10 마이크로미터 내지 500 마이크로미터의 범위에 있는 것으로서 위에서 설명되었다. 그러나 다른 갭(80) 크기들이 가능하다.
코일(23)의 와이어는 대략 0.12mm 두께인 것으로서 위에서 설명되었다. 그러나, 다른 와이어 직경들이 가능하다. 예를 들어, 코일(23) 와이어의 직경은 0.05mm 내지 0.2mm의 범위에 있을 수 있다. 또한 코일(23) 길이는 위에서 설명된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 코일(23) 길이는 20mm 내지 40mm의 범위에 있을 수 있다.
코일(23)의 내부 직경은 위에서 설명된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 코일(23)의 내부 직경은 0.5mm 내지 2mm의 범위에 있을 수 있다.
나선 코일(23)의 피치는 위에서 설명된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 피치는 120 마이크로미터 내지 600 마이크로미터일 수 있다.
또한, 코일의 턴들 간의 공극들의 거리가 대략 300인 것으로서 위에서 설명되었지만, 상이한 공극 거리들이 가능하다. 예를 들어, 공극은 20 마이크로미터들 내지 500 마이크로미터들일 수 있다.
갭들(80)의 크기는 위에서 설명된 것과 상이할 수 있다.
채널(82)이 가열 엘리먼트 지지부(20)에 제공되는 경우, 1 또는 4 이외의 다른 수가 이용될 수 있다.
채널(82)은 원통 지지부들(20)의 표면(28)을 따른 길이방향 그루브들로서 설명되었다. 그러나 채널(82)은 예를 들어, 대안적으로, 또는 부가적으로, 지지부의 축을 중심으로 나선을 그리도록, 원통 지지부(20)의 표면(28)의 나선 그루브들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 채널(82)은 지지부(20)의 표면(28) 둘레의 환형 링들(circumferential rings)을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 지지부(20)는 지지부가 코일(23)의 어느 한 단부로부터 돌출하도록 코일(23)보다 약간 더 길게 되는 것으로 설명된다. 대안적으로, 지지부(20)는 코일(23)보다 길이가 더 짧을 수 있고, 그에 따라 코일의 범위들 내에 완전히 상주할 수 있다.
가열 엘리먼트(17)는 코일(23)인 것으로 제한되지 않고, 지그-재그 형상(zig-zag shape)과 같은 다른 와이어 형태일 수 있다.
가열 엘리먼트 지지부(20)를 감싸는 코일(23) 및 다각형을 포함하는 지지부(20)의 단면 형상에 의해, 가열 엘리먼트 지지부(20)와 코일(23) 간에 제공되는 갭(80) 또는 갭들(80)을 갖는 연장된 가열 엘리먼트 지지부(20)를 포함하는 가열 막대들(29)이 위에서 설명된다. 이 경우에, 가열 엘리먼트 지지부(20)의 단면 형상은 예를 들어, 3변, 4변, 5변, 6변, 또는 8변 다각형일 수 있다.
가열 엘리먼트 지지부(20)는 원통과 유사하지만 비-원통일 수 있다.
도 23 및 도 24는 다른 타입의 가열 엘리먼트 지지부(20)의 예들을 도시한다. 게다가, 각각의 경우에, 지지부(20)의 형상은 지지부(20)와 가열 엘리먼트(17) 간에 자연적인 갭들(80)을 제공한다. 이들 갭들(80)은 증가된 위킹, 액체 저장 및 증기화를 용이하게 한다.
도 23에서, 가열 엘리먼트 지지부(20) 및 가열 엘리먼트(17)가 도시된다. 가열 엘리먼트 지지부(20)는 실질적으로 플랫 기판이고, 가열 엘리먼트(17)는 기판의 주어진 표면 영역에 대한 가열 엘리먼트(17)의 길이를 최대화하기 위해 지그-재그 구성으로 기판의 표면 상에 배열된다. 가열 엘리먼트 지지부(20)는 기판 어퍼처들(83)을 갖고, 갭들(80)은, 가열 엘리먼트(17)가 기판 어퍼처들(83)과 중첩할 때 가열 엘리먼트 지지부(20)와 가열 엘리먼트(17) 간에 형성된다.
도 24는 도 23에서 도시된 것과 유사한 예를 도시한다. 가열 엘리먼트 지지부(20)는 기판 어퍼처들(83) 및 지그-재그 가열 엘리먼트(17)를 포함하는 플랫 기판이다. 이 예에서, 기판 어퍼처들(83)은 지그-재그 가열 엘리먼트(17)의 터닝 지점에 위치되고, 가열 엘리먼트(17) 와이어는 각각의 턴들 상의 기판 어퍼처들(83) 내로 그리고 외부로 스레딩되어서, 가열 엘리먼트(17)는 플랫 기판의 양쪽의 표면들에 있게 된다. 갭들(80)은 기판 어퍼처(83) 위치들에서 기판과 가열 엘리먼트(17) 간에 제공된다.
실시예들에서, 가열 엘리먼트 지지부(20)는 지지부(20) 내의 액체 저장을 허용하기 위해 다공성 세라믹과 같은 다공성 물질로부터 제조될 수 있다.
전자 담배(1)를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스가 본 명세서에서 설명된다. 그러나, 다른 타입들의 전자 증기 공급 디바이스가 가능하다.
전자 담배(1)는 설명된 컴포넌트들의 시퀀스로 제한되지 않고, 제어 회로(11, 56)가 디바이스의 말단(tip)에 있거나, 액체 저장소(7, 51)가 마우스피스(2)보단 다른 전자 담배(1) 바디(3)에 있는 것과 같은 다른 시퀀스들이 이용될 수 있다.
증기화기(6, 52)는 전자 담배(1) 바디(3)의 부분을 형성할 수 있다.
가열 엘리먼트 지지부(20)가 기판인 경우, 가열 엘리먼트(17)는 기판을 감싸게 될 수 있다. 또한, 가열 엘리먼트(17)는 가열 엘리먼트 지지부(20) 내부 및 외부에서 스레딩될 수 있다.
공기 압력 센서(13, 58)가 본 명세서에서 설명된다. 실시예들에서, 사용자가 디바이스(1)를 빠는 것을 검출하기 위해 공기흐름 센서가 대안적으로 또는 부가적으로 이용될 수 있다.
증기화 캐비티(19, 66)에 대한 본 명세서에서의 참조는 증기화 지역에 대한 참조로 대체될 수 있다.
도 2의 전자 담배(1)는 3개의 탈착 가능한 부분들, 즉, 마우스피스(2), 증기화기(6) 및 배터리 어셈블리(5)를 포함하는 것으로서 설명된다. 대안적으로, 전자 담배(1)는 이들 부분들(2, 6, 5)이 단일 통합 유닛으로 결합되도록 구성될 수 있다. 즉, 마우스피스(2), 증기화기(6) 및 배터리 어셈블리(5)는 탈착 가능하지 않을 수 있다. 다른 대안으로서, 마우스피스(2) 및 증기화기(6)는 단일 통합 유닛을 포함할 수 있거나, 또는 증기화기(6) 및 배터리 어셈블리(5)는 단일 통합 유닛을 포함할 수 있다.
도 3의 전자 담배(1)는 2개의 탈착 가능한 부분들, 즉 마우스피스(2) 및 배터리 어셈블리(50)를 포함하는 바디를 포함하는 것으로서 설명된다. 대안적으로, 전자 담배(1)는 이들 부분들(2, 50)이 단일 통합 유닛으로 결합되도록 구성될 수 있다. 즉, 마우스피스(2) 및 바디(3)는 탈착 가능하지 않을 수 있다.
예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자들에 의해, 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것이 인지될 것이다.
위의 이슈들을 다루고 기술을 진보시키기 위해, 본 개시 전체는 예로서, 청구된 발명(들)이 실시될 수 있는 다양한 실시예들을 보여주며, 우월한 전자 증기 공급을 제공한다. 본 개시의 이점들 및 특징들은 실시예들의 대표적인 샘플에 관한 것이며, 총망라하지 않고 및/또는 배타적이지 않다. 이들은 청구된 특징들을 교시하고 이해를 돕기 위해서만 제시된다. 본 개시의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양상들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시에 관한 제한들 또는 청구항들의 등가물들에 대한 제한들로서 고려되지 않으며, 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 본 개시의 사상 및/또는 범위로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다양한 실시예들은 적합하게는, 개시된 엘리먼트들, 컴포넌트들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등을 포함하고, 이들로 구성되거나, 또는 본질적으로 이들로 구성된다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않지만 미래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함한다. 임의의 실시예의 임의의 특징은 독립적으로, 또는 임의의 다른 특징과 결합하여 이용될 수 있다.
Claims (18)
- 전자 증기 공급 디바이스로서,
파워 셀(power cell) 및 증기화기
를 포함하고,
상기 증기화기는 가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부를 포함하며,
상기 가열 엘리먼트 지지부는, 플랫(flat) 평면 기판이고 상기 지지부 내에 액체 저장을 가능케 하기 위해 다공성 세라믹으로 만들어지고,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 오목하게 파인(pitted) 표면을 갖는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트는 상기 가열 엘리먼트 지지부의 외부에 있는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 단단한(rigid) 지지부인,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트는 상기 기판과 동일 평면에서 지그-재그 형상을 갖는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 직사각형 형상을 갖고, 상기 지그-재그 형상의 대향하는 모서리들은 상기 직사각형 형상의 각각의 에지들을 따라 정렬되는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트는 상기 플랫 평면 기판을 통해 꿰어지는(threaded through),
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트는 와이어(wire)인,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 증기화기는 증기화 캐비티(vaporisation cavity)를 더 포함하고,
상기 가열 엘리먼트의 적어도 일부는 상기 증기화 캐비티 내부에 있는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 8 항에 있어서,
상기 증기화기는 이용 시에 상기 증기화 캐비티가 부압(negative pressure) 영역이도록 구성되는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전자 증기 공급 디바이스는 마우스피스 섹션(mouthpiece section)을 포함하고,
상기 증기화기는 상기 마우스피스 섹션의 부분인,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 길게 연장되는(elongated),
전자 증기 공급 디바이스. - 제 11 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 상기 지지부를 따라 연장되는 하나 이상의 측면 채널들을 갖는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 홀들을 갖는 기판을 포함하는,
전자 증기 공급 디바이스. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
액체 저장소;
상기 액체 저장소로부터의 액체를 상기 액체를 증기화하기 위한 가열 엘리먼트로 위킹(wicking)하도록 구성된 위킹 엘리먼트; 및
상기 가열 엘리먼트로부터의 증기화된 액체를 위한 공기 배출구
를 포함하는,
전자 증기 공급 디바이스. - 파워 셀 및 증기화기를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스에 사용하기 위한 증기화기로서,
가열 엘리먼트 및 가열 엘리먼트 지지부
를 포함하고,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 상기 지지부 내에 액체 저장을 가능케 하기 위해 다공성 세라믹으로 만들어진 플랫 평면 기판이며,
상기 가열 엘리먼트 지지부는 오목하게 파인 표면을 갖는,
증기화기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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