KR102255263B1 - 흡연 가능한 물질을 가열하기 위한 장치 - Google Patents

흡연 가능한 물질을 가열하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치(1)에 관한 것이다. 장치는, 하우징(1)―하우징(1)은 일 단부에 삽입 지점(20)을 가지며, 삽입 지점(20)을 통해, 흡연 가능한 물질을 포함하는 소모성 물품(21)이 장치 내로 제거 가능하게 삽입될 수 있음―; 및 소모성 물품(21) 내의 상기 흡연 가능한 물질을 가열하기 위해 하우징(1) 내에 배열된 적어도 하나의 히터(23)를 포함한다. 하우징은, 상기 흡연 가능한 물질로부터의 적어도 하나의 가열된 휘발 성분이 장치를 빠져 나오고 그리고/또는 공기가 장치에 들어갈 수 있게 하도록, 삽입 지점에서 상기 소모성 물품의 외측 주위에 통기부를 포함한다.

Description

흡연 가능한 물질을 가열하기 위한 장치
본 발명은 흡연 가능한 물질(smokable material)을 가열하도록 배열된 장치에 관한 것이다.
시가레트들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 물품들은 사용 중에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 만들어내는 것에 의해서, 담배를 태우는 이러한 물품들에 대한 대안들을 제공하고자 하는 시도들이 있어 왔다. 이러한 제품들의 예들로는, 물질을 가열하되 태우지 않음으로써 화합물들을 방출하는, 담배 가열 제품들 또는 담배 가열 디바이스들로서도 알려져 있는, 소위 비연소식 가열(heat-not-burn) 제품들이 있다. 이 물질은 예를 들어, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비담배(non-tobacco) 제품들 또는 블렌딩된 혼합물과 같은 조합물일 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치로서, 이 장치는: 하우징―하우징은 일 단부에 삽입 지점을 가지며, 삽입 지점을 통해, 사용시에 흡연 가능한 물질을 포함하는 소모성 물품이 장치 내로 제거 가능하게 삽입될 수 있음―; 소모성 물품 내의 상기 흡연 가능한 물질을 가열하기 위해 하우징 내에 배열된 적어도 하나의 히터를 포함하며; 하우징은, 상기 흡연 가능한 물질로부터의 적어도 하나의 가열된 휘발 성분이 장치를 빠져 나오게 하고 그리고/또는 공기가 장치로 들어가게 할 수 있도록, 삽입 지점에서 상기 소모성 물품의 외측 둘레에 통기부를 포함하는, 장치가 제공된다.
예시적인 실시예에 있어서, 삽입 지점은 칼라 내에 형성되고, 칼라는 삽입 지점 둘레로 원주 방향으로 배열된 복수의 리지들을 포함하며, 복수의 리지들은 삽입 지점 내로 돌출한다.
장치에 통기부를 제공하면, 공기가 장치에 유입되어 흡연 가능한 물질로부터의 가열된 휘발 물질이 냉각될 수 있고, 또한 가열된 휘발 물질 중 일부가 사용자에 의해 흡입되지 않고 장치를 빠져 나갈 수 있다.
이제 본 발명의 실시예들이 하기의 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 흡연 가능한 물질을 가열하기 위한 장치의 일 예의 사시도를 도시하고;
도 2는 소모성 물품이 삽입되어 있는, 도 1의 장치의 측방향 단면도를 도시하고;
도 3은 소모성 물품이 삽입되어 있지 않은, 도 1의 장치의 측방향 단면도를 도시하고;
도 4는 장치의 내부 컴포넌트들을 도시하기 위해 일부 외부 패널들이 없는, 도 1의 장치의 측면 사시도를 도시하며, ;
도 5a는 도 1의 장치의 내부 컴포넌트의 측면도를 도시하며;
도 5b는 도 1의 장치의 내부 컴포넌트의 제1 사시도를 도시하며;
도 5c는 도 1의 장치의 내부 컴포넌트의 제2 사시도를 도시하며;
도 5d는 도 1의 장치의 내부 컴포넌트의 단면도를 도시하고;
도 6은 도 1의 장치의 대안적인 내부 컴포넌트의 단면도를 도시하며;
도 7은 흡연 가능한 물질을 가열하기 위한 장치의 최상부 패널의 평면도를 도시하고;
도 8은 도 7의 장치의 최상부 패널의 측면도를 도시하고;
도 9는 도 7의 장치의 최상부 패널의 사시도를 도시하고;
도 10은 소모성 물품이 삽입되어 있는, 도 7의 장치의 최상부 패널의 평면도를 도시한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "흡연 가능한 물질(smokable material)"은, 가열시에 휘발된 성분들을, 전형적으로 에어로졸(aerosol) 형태로, 제공하는 물질들을 포함한다. "흡연 가능한 물질"은 임의의 담배-보유 물질을 포함하고, 예를 들어, 담배, 담배 유도체들(tobacco derivatives), 팽화 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco), 또는 담배 대용품들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. "흡연 가능한 물질"은 또한 다른 비담배 제품들을 포함할 수 있는데, 그 제품에 따라서, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. "흡연 가능한 물질"은 예를 들어, 고체, 액체, 겔 또는 왁스 등의 형태일 수 있다. "흡연 가능한 물질"은 또한 예를 들어, 물질들의 조합 또는 블렌드(blend)일 수 있다.
흡연 가능한 물질을 태우거나 연소시키지 않으면서, 전형적으로, 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해, 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 흡연 가능한 물질을 가열하는 장치가 공지되어 있다. 그러한 장치는 때로 "비연소식 가열(heat-not-burn)" 장치 또는 "담배 가열 제품" 또는 "담배 가열 디바이스" 또는 이와 유사한 것으로 기술된다. 유사하게, 전형적으로 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태로 흡연 가능한 물질을 기화시키는(vaporise), 소위 "e-시가레트 디바이스들(e-cigarette devices)"이 또한 있다. 흡연 가능한 물질은, 장치 내로 삽입될 수 있는 로드(rod), 카트리지 또는 카세트 등의 형태일 수 있거나 또는 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 흡연 가능한 물질을 가열하고 휘발시키기 위한 히터가, 장치의 "영구적인" 부분으로서 제공될 수 있거나, 또는 사용 이후에 폐기되고 교체되는 소모품 또는 흡연 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 이러한 문맥에서의 "흡연 물품"은, 사용시에 흡연 가능한 물질을 포함하거나 보유하는 디바이스 또는 물품 또는 다른 컴포넌트이며, 이는 사용시에, 흡연 가능한 물질을, 그리고 선택적으로 다른 성분들을 휘발시키기 위해 가열된다.
처음에 도 1 내지 도 4를 참조하면, 전형적으로 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해, 흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치(1)의 일 예가 도시되어 있다. 장치(1)는 흡연 가능한 물질을 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 장치(1)이다.
제1 단부(3)는 때로 본원에서 디바이스(1)의 입구(mouth) 또는 근위 단부(3)로서 언급되며, 제2 단부(5)는 때로 본원에서 디바이스(1)의 원위 단부(5)로서 언급된다. 장치(1)는 사용자에 의해 장치(1)를 전체적으로 원하는 대로 온 및 오프로 전환될 수 있게 하는 온/오프 버튼(7)을 갖는다.
장치(1)는 장치(1)의 다양한 내부 컴포넌트들을 위치시키고 보호하기 위한 하우징(9)을 포함한다. 도시된 예에 있어서, 하우징(9)은 장치(1)의 주변부를 둘러싸는 단일 몸체 슬리브(uni-body sleeve: 11)를 포함하며, 이 단일 몸체 슬리브는 일반적으로 장치(1)의 '최상부(top)'를 규정하는 최상부 패널(17), 및 일반적으로 장치(1)의 '최하부(bottom)'를 규정하는 최하부 패널(19)로 덮인다. 다른 예에서, 하우징은, 최상부 패널(17) 및 최하부 패널(19)에 부가하여, 전방 패널, 후방 패널 및 한 쌍의 대향하는 측방 패널을 포함한다.
최상부 패널(17) 및/또는 최하부 패널(19)은, 장치(1)의 내부에 쉽게 접근할 수 있도록 단일 몸체 슬리브(11)에 제거 가능하게 고정될 수 있게 하거나, 또는 예를 들어, 사용자가 장치(1)의 내부에 접근하는 것을 방지하도록 단일 몸체 슬리브(11)에 "영구적으로" 고정될 수 있다. 일 예에서, 패널들(17 및 19)은 예를 들어, 사출 성형에 의해 형성된 유리-충전된 나일론을 포함하는 플라스틱 재료로 만들어지며, 단일 몸체 슬리브(11)는 알루미늄으로 만들어지지만, 다른 재료들 및 다른 제조 공정들이 사용될 수 있다 .
장치(1)의 최상부 패널(17)은 장치(1)의 입구 단부(3)에 개구(20)를 가지며, 이 개구(20)를 통해, 사용시에, 흡연 가능한 물질을 보유하는 소모성 물품(21)이 사용자에 의해 장치(1) 내로 삽입되고 장치(1)로부터 제거될 수 있다.
하우징(9)은 그 내부에 히터 배열체(heater arrangement: 23), 제어 회로(25) 및 전원(27)을 위치시키거나 고정시킨다. 이 예에서, 히터 배열체(23), 제어 회로(25) 및 전원(27)은 측방향으로 인접하고(즉, 일 단부로부터 보았을 때 인접하고), 이때 제어 회로(25)는 일반적으로 히터 배열체(23)와 전원(27) 사이에 위치되지만, 다른 위치들도 가능하다.
제어 회로(25)는 추가로 하기 논의되는 바와 같이 소모성 물품(21) 내의 흡연 가능한 물질의 가열을 제어하도록 구성되고 배열된 마이크로프로세서 배열체와 같은 제어기를 포함할 수 있다.
전원(27)은 예를 들어, 배터리일 수 있으며, 이는 재충전식 배터리 또는 비-재충전식 배터리일 수 있다. 적합한 배터리들의 예들은, 예를 들어, 리튬-이온 배터리, 니켈 배터리(예컨대, 니켈-카드뮴 배터리), 알칼리 배터리 및/또는 그와 같은 것을 포함한다. 배터리(27)는, 히터 배열체(23)에 전기적으로 결합되어, 필요시 그리고 제어 회로(25)의 제어하에 전력을 공급함으로써, 소모품 내의 흡연 가능한 물질을 가열시킨다(논의된 바와 같이, 흡연 가능한 물질을 태우게 하지 않으면서 흡연 가능한 물질을 휘발시킨다).
히터 배열체(23)에 측방으로 인접하게 전원(27)을 위치시키는 것의 이점은, 장치(1) 전체를 과도하게 길게 하지 않고 물리적으로 큰 전원(25)을 사용할 수 있다는 것이다. 이해할 수 있는 바와 같이, 일반적으로, 물리적으로 큰 전원(25)은 용량(즉, 공급될 수 있고 종종 Amp-시간 등으로 측정되는 총 전기 에너지)이 더 높으며, 따라서 장치(1)에 대한 배터리 수명이 더 길어질 수 있다.
일 예에서, 히터 배열체(23)는, 일반적으로, 중공의 내부 가열 챔버(29)를 갖는 중공 원통형 튜브의 형태이며, 흡연 가능한 물질을 포함하는 소모성 물품(21)이 사용시에 가열을 위해 중공의 내부 가열 챔버(29) 내로 삽입된다. 히터 배열체(23)를 위한 상이한 배열체들도 가능하다. 예를 들어, 히터 배열체(23)가 단일 가열 요소를 포함할 수 있거나 또는 히터 배열체(23)의 종방향 축선을 따라 정렬된 복수의 가열 요소들로 형성될 수 있다. 상기 또는 각각의 가열 요소는 그 원주 둘레에서 환형 또는 튜브형일 수 있거나, 또는 적어도 부분-환형 또는 부분-튜브형일 수 있다. 일 예에서, 상기 또는 각각의 가열 요소는 박막 히터(thin film heater)일 수 있다. 다른 예에서, 상기 또는 각각의 가열 요소는 세라믹 물질로 만들어질 수 있다. 적절한 세라믹 물질들의 예들은, 적층 및 소결될 수 있는 알루미나 및 질화 알루미늄 및 질화 규소 세라믹들을 포함한다. 예를 들어, 적외선 복사를 방출함으로써 가열하는 유도 가열식 적외선 히터 요소들 또는 예를 들어, 저항성 전기 권선에 의해 형성된 저항성 가열 요소들을 포함하는 다른 가열 배열체들이 가능하다.
하나의 특정 예에서, 히터 배열체(23)는 스테인레스 스틸 지지 튜브에 의해지지되고 폴리이미드 가열 요소를 포함한다. 히터 배열체(23)는, 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 삽입될 때 실질적으로 흡연 가능한 물질 전체가 사용시에 가열되도록 치수가 정해진다.
상기 또는 각각의 가열 요소는, 흡연 가능한 물질의 선택된 존들(zoens)이, 원하는 대로, 예를 들어, (시간이 경과하면서) 차례차례로 또는 함께 (동시에), 독립적으로 가열될 수 있도록 배열될 수 있다.
이 예에서 히터 배열체(23)는 그 길이의 적어도 일부분을 따라 단열체(thermal insulator: 31)로 둘러싸여 있다. 단열체(31)는 히터 배열체(23)로부터 장치(1)의 외부로 통과하는 열을 감소시키는데 도움을 준다. 이는 단열체가 대체로 열 손실들을 감소시키기 때문에 히터 배열체(23)에 대한 전력 요건들을 낮추는데 도움을 준다. 또한, 단열체(31)는 히터 배열체(23)의 작동 중에 장치(1)의 외부를 차갑게 유지하는데 도움을 준다. 일 예에서, 단열체(31)는 슬리브의 2 개의 벽들 사이에 저압 구역(low pressure region)을 제공하는 이중벽 슬리브일 수 있다. 즉, 단열체(31)는 예를 들어, "진공" 튜브, 즉 전도 및/또는 대류에 의한 열 전달을 최소화하도록 적어도 부분적으로 진공배기된 튜브일 수 있다. 이중 벽 슬리브에 부가하여 또는 그 대신에 예를 들어, 적절한 발포형 물질을 포함하는 단열 물질들을 사용하는 것을 포함해서, 단열체(31)를 위한 다른 배열체들이 가능하다.
하우징(9)은, 히터 배열체(23) 뿐만 아니라 모든 내부 컴포넌트들을 지지하기위한 다양한 내부 지지 구조체들(37)(도 4에 가장 잘 도시됨)을 더 포함할 수 있다.
장치(1)는, 개구(20) 주위로 연장되고 개구(20)로부터 하우징(9)의 내부로 돌출하는 칼라(33) 및 칼라(33)와 진공 슬리브(31)의 일 단부 사이에 위치되는 대체로 관형의 챔버(35)를 더 포함한다.
챔버(35)의 일 단부는 칼라(33)에 연결되고 칼라(33)에 의해 지지되며, 챔버(35)의 타 단부는 진공 슬리브(31)의 일 단부에 연결되고 그에 따라서 진공 슬리브(31)를 지지한다. 따라서, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 칼라(33), 챔버(35) 및 진공 튜브(31)/히터 배열체(23)는 동축으로 배열됨으로써, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 삽입될 때 소모성 물품(21)이 칼라(33) 및 챔버(35)를 통해 가열 챔버(29) 내로 연장된다.
전술한 바와 같이, 이 예에서, 히터 배열체(23)는 일반적으로 중공 원통형 튜브의 형태이며, 이 튜브는 챔버(35) 및 칼라(33)를 통해 디바이스(1)의 입구 단부(3)에서 개구(20)와 유체 연통하고 있다.
이제 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 이 예에서, 챔버(35)는 제1 개방 단부(35b) 및 제2 개방 단부(35c)을 갖는 관형 본체(35a)를 포함한다. 관형 본체(35a)는, 제1 개방 단부(35b)로부터 관형 본체(35a)를 따라 대략 절반부까지 연장되는 제1 섹션(35d), 및 대략 절반부로부터 관형 본체(35a)를 따라 제2 개방 단부(35c)까지 연장되는 제2 섹션(35e)을 포함한다. 제1 섹션(35d)은 실질적으로 일정한 내경을 갖고, 제2 섹션(35e)은 제2 개방 단부(35c)를 향하여 가늘어지는 내경을 갖는다.
챔버(35)는 냉각 구조물(35f)을 더 포함하며, 이 냉각 구조물(35f)은 이 예에서 본체(35a)를 따라 이격된 복수의 냉각 핀들(cooling fins: 35f)을 포함하며, 각각의 냉각 핀은 본체(35a) 둘레에 원주 방향으로 배열된다.
챔버(35)는, 또한 제2 개방 단부(35c) 둘레의 플랜지 부분(35g)과, 제2 개방 단부(35c) 둘레에 또한 배열된 복수의 돌출부들 또는 클립들(35h)을 포함한다. 각각의 클립(35h)은 대체로 'L'자형이고, 플랜지 부분(35g)에 결합되는 제1 부분(35h1)과, 제1 부분(35h1)에 대체로 수직하고 관형 본체(35a)의 종방향 축선에 대체로 평행한 방향으로 연장되는 제2 부분(35h2)를 포함한다. 각각의 제2 부분(35h2)은 관형 본체(35a)의 종방향 축선을 따라 연장되는 축선을 향하고 있는 단차면(35i)을 포함하고, 이 단차면(35i)은 약간 만곡된다.
도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이 예에서, 챔버(35)는 하우징(9) 내에서 칼라(33)와 진공 튜브(31)/히터(23) 사이에 위치된다. 보다 구체적으로, (i) 제2 개방 단부(35c)에서, 플랜지(35g)는 히터 배열체(23)의 폴리이미드 튜브의 단부 부분과 접하며, 클립들(35h)은 그들의 단차면들(35i)을 거쳐서 폴리이미드 튜브와 탄성적으로 결합하고 클립들의 외면들은 진공 슬리브(31)의 내측과 정합하며, (ii) 제1 개방 단부(35b)에서, 챔버(35)는, 칼라(33)의 일부를 형성하고 챔버(35) 내로 돌출하는 리지들(ridges)(60)에 의해 칼라(33)에 연결된다. 리지들(60)은 챔버(35) 및 칼라(33)의 종방향 축선을 따라 연장되는 축선을 향하여 칼라(33)의 제1 단부(62)로부터 칼라(33)의 제2 단부(63)까지 경사진다(angled). 리지들은 챔버(35)의 내면과 동일 높이에 놓여서 꼭 맞는 끼워맞춤(snug fit)을 형성한다.
도 2로부터 가장 잘 이해되는 바와 같이, 중공 챔버(35)의 제1 섹션(35d)의 내경은 소모성 물품(21)의 외경보다 더 크다. 따라서, 소모성 물품(21)이 중공 챔버(35)의 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 장치 내에 삽입될 때 중공 챔버(35)와 소모성 물품(21) 사이에 에어 갭(36)이 있다. 에어 갭(36)은 그 구역에서 소모성 물품(21)의 원주 전체 둘레에 있다.
도 5c 및 도 5d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 개방 단부(35c)에서, 챔버(35)는 제2 개방 단부(35c)의 주변부에서 챔버(35)의 내면 둘레에 원주 방향으로 배열된 복수(이 예에서는 3 개)의 작은 로브들(lobes) 또는 리지들(35j)을 포함한다. 각각의 로브들(35j)은 제2 개방 단부(35c)에서 챔버(35)의 종방향 축선에 평행한 방향으로 작은 거리로 연장되고 또한 반경방향으로 소량 연장된다. 로브들(35j)은, 함께, 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 있을 때 챔버(35) 내에 있는 소모성 물품(21)의 부분을 정확히 위치 및 유지시키기 위해 소모성 물품(21)을 파지하는 파지 섹션을 제공한다. 소모성 물품과 챔버 사이에서, 로브들(35j)은 로브들(35j)에 의해 접촉되는 소모성 물품의 구역 또는 구역들에서 소모성 물품(21)을 부드럽게 압축하거나 낀다(pinch). 로브들(35j)은, 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 삽입될 때 소모성 물품(21)을 보다 잘 파지하기 위해 약간 변형(예를 들어, 압축)하지만, 그 다음에 소모성 물품(21)이 장치(1)로부터 제거될 때 그들의 원래 형상을 회복하도록 탄성 물질(resilient material)로 구성될 수 있다(또는 어떤 다른 방식으로 탄성일 수 있다). 로브들(35j)은 챔버(35)와 일체로 형성될 수 있거나, 또는 챔버(35) 내에 부착된 별개의 컴포넌트들일 수 있다. 로브들 둘레의 내경은 예를 들어, 5.377mm 일 수 있다.
도 6에 도시된 대안적인 예에서, 중공 챔버(35) 내의 탄성 파지 섹션(35k)은 중공 챔버(35)의 종방향 축선을 따라 연장될 수 있는 실질적으로 타원형 구멍(351)을 규정하고, 타원형 구멍(351)은 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 삽입될 때 타원형 구멍(351) 내에 있는 소모성 물품(21)의 섹션을 부드럽게 압축하거나 끼게하여(pinch), 소모성 물품의 이 섹션이 원형 단면으로부터 타원형 단면으로 변형되게 한다. 일 예에서, 파지 섹션(35k)은 제1 개방 단부(35b)를 향하여 위치된다. 일 예에서, 타원형 섹션의 폭은 삽입/유지력을 증가 또는 감소시키기 위해 증가 또는 감소될 수 있다. 추가 예에서, 타원형 구멍(351)의 전체 표면 영역보다는 오히려 소모성 물품(21)과 간섭할 것인 타원형 구멍(351)의 표면에 작은 홈들(도시되지 않음)이 부가될 수 있다. 이것은 파지 섹션(35k)을 통과하는 다양한 소모성 물품 컴포넌트들(담배, 티핑 페이퍼(tipping paper), 종이 튜브)의 변화들에 대한 삽입/제거 감도를 최소화할 것이다.
추가의 예에서, 로브들(35j)과 타원형 파지 섹션(35k)의 조합을 사용하여, 소모성 물품(21)을 중공 챔버(35) 내에 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 타원형 파지 섹션(35k) 및 로브들(35j)의 배열체는 중공 챔버(35) 내에서 종방향으로 이격될 수 있으며, 삽입된 소모성 물품(21)을 제 위치에 유지하도록 개별적으로 작용할 수 있거나, 또는 로브들(35j)이 타원형 파지 섹션(35k)의 표면 둘레에 배열될 수 있다.
챔버(35)는 예를 들어, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 예를 들어, 플라스틱 물질로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 다시 참조하면, 일 예에서, 가열 챔버(29)는 원위 단부(5)를 향하여 감소된 내경의 구역(38)을 갖는다. 이 구역(38)은 입구 단부(3)에서 개구를 통과한 소모성 물품(21)에 대한 단부 정지부(end stop)를 제공한다. 이러한 감소된 내경의 구역(38)은 예를 들어, 본 출원인의 미국 공계류 출원인 미국 특허 가출원 제62/185,227호(2015 년 6 월 26 일 출원)에 상세히 기술된 유형의 중공 튜브에 의해 제공될 수 있으며, 상기 특허출원의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
장치(1)는, 가열 챔버가 세척될 수 있도록 가열 챔버(29)로의 접근을 제공하기 위해 후방 패널의 개구를 개폐하는 도어(39)를 원위 단부(5)에 더 포함할 수 있다. 적합한 도어들의 예들은 또한 본 출원인의 미국 공계류 출원 제62/185,227호에 보다 상세히 논의되어 있다.
이제 특히 도 7 내지 도 10을 참조하면, 장치(1)의 최상부 패널(17)의 일 예가 도시된다. 최상부 패널(17)은 일반적으로 장치의 하우징(9)의 전방 단부(3)를 형성한다. 최상부 패널(17)은 사용시에 소모성 물품(21)이 장치(1) 내로 제거 가능하게 삽입되게 하는 개구(20) 형태의 삽입 지점을 규정하는 칼라(33)를 지지한다.
칼라(33)는 개구(20) 둘레로 연장되고 개구(20)로부터 하우징(9)의 내부로 돌출한다. 일 예에서, 칼라(33)는 하우징의 최상부 패널(17)과 일체형이어서 칼라(33) 및 최상부 패널(17)은 단일 피스(single piece)를 형성한다. 대안적인 예에서, 칼라(33)는 최상부 패널(17)과 별개의 요소이지만, 잠금 기구, 접착제, 나사들과 같은 부착물을 통해 최상부 패널(17)에 부착될 수 있다. 칼라(33)를 최상부 패널(17)에 부착하기에 적합한 다른 부착물들이 사용될 수 있다.
이 예에서, 칼라(33)는, 개구(20)의 주변부 둘레에 원주 방향으로 배열되고 개구(20) 내로 돌출하는 복수의 리지들(60)을 포함한다. 리지들(60)은, 리지들(60)의 위치들에서 개구(20)의 개방 스팬(open span)이 리지들(60)이 없는 위치들에서 개구(20)의 개방 스팬보다 작도록 개구(20) 내의 공간을 차지한다. 리지들(60)은 소모성 물품(21)을 장치(1) 내에 고정하는데 도움을 주기 위해 장치 내로 삽입된 소모성 물품(21)과 맞물림하도록 구성된다.
일 예에서, 리지들(60)은 개구(20)의 주변부 둘레에 원주 방향으로 균등하게 이격되어 있다. 일 예에서, 4 개의 리지들(60)이 있고, 다른 예들에서는, 4 개 초과 또는 4 개 미만의 리지들(60)이 있을 수 있다.
도 9는, 소모성 물품(21)이 개구(20) 내에 삽입되어 있는, 장치의 상부 패널(17)의 평면도를 도시한다. 리지들(60)은 소모성 물품(21)과 맞물림하도록 개구(20) 내로 돌출한다. 인접한 리지들(60)의 쌍들과 소모성 물품(21)에 의해 규정된 개방 공간들(61)이 소모성 물품(21)의 외부 둘레에 통기 경로들(61)을 형성한다. 이들 통기 경로들(61)은, 이하에 더 상세히 설명하는 바와 같이, 소모성 물품(21)으로부터 방출된 고온 증기들이 장치(1)를 빠져 나오게 하고 냉각 공기가 소모성 물품(21) 둘레의 장치(1) 내로 흐르게 한다. 도 10의 예는, 장치(1)에 통기를 제공하는, 소모성 물품(21)의 주변부 둘레에 위치된 4 개의 통기 경로들(61)을 도시하지만, 그러한 통기 경로들(61)이 보다 많이 또는 보다 적게 있을 수 있다.
전술한 바와 같이, 리지들(60)은 개구(20) 내로 반경 방향으로 돌출하지만,도 8로부터 가장 잘 이해되는 바와 같이, 리지들(60)은 또한 최상부 패널(17)로부터 하우징(9) 내로 연장된다. 리지들(60)의 돌출부는 서로를 향하여 경사져서, 리지들(60)이 하우징 내로 연장됨에 따라 리지들(60) 사이의 거리가 감소된다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리지들(60)을 하우징 내로 돌출시키는 것은, 챔버(35)의 제1 개방 단부(35b)를 통해 연장하고 챔버(35)의 내벽과 맞물림하는 리지들(60)에 의해, 칼라(33)가 챔버(35)에 연결되는 것을 가능하게 한다.
특히 도 2를 다시 참조하면, 일 예에서, 소모성 물품(21)은, 소모성 물품(21)이 장치(1) 내에 삽입될 때 히터 배열체(23) 내에 있는 소모성 물품(21)의 섹션 내의 후방 단부에 흡연 가능한 물질(21a)을 가지거나 보유하는 원통형 로드의 형태이다. 소모성 물품(21)의 전방 단부는 장치(1)로부터 연장되고, 에어로졸을 여과하기 위한 필터 및/또는 에어로졸을 냉각하기 위한 냉각 요소(21c) 중 하나 또는 그 초과를 포함하는 마우스피스 조립체(21b)로서 작용한다. 필터/냉각 요소(21c)는 공간(21d)만큼 흡연 가능한 물질(21a)로부터 이격되고, 추가의 공간(21e)만큼 마우스피스 조립체(21b)의 팁(tip)으로부터 또한 이격된다. 소모성 물품(21)은 외부 층(도시 생략)으로 원주방향으로 둘러싸인다. 일 예에서, 소모성 물품(21)의 외부 층은 흡연 가능한 물질로부터의 일부 가열된 휘발 성분들이 소모성 물품(21)을 빠져 나갈 수 있도록 투과성이다.
작동시, 히터 배열체(23)는 소모성 물품(21)을 가열하여 흡연 가능한 물질(21a)의 적어도 하나의 성분을 휘발시킬 것이다.
흡연 가능한 물질(21a)로부터의 가열된 휘발 성분들을 위한 주요 흐름 경로는, 마우스 피스 조립체(21b)의 개방 단부를 통해 사용자의 입으로 들어가기 전에, 축방향으로 소모성 물품(21)을 통하여 공간(21d), 필터/냉각 요소(21c) 및 추가의 공간(21e)을 통과한다. 그러나, 휘발 성분들 중 일부는 소모성 물품(21)으로부터 그의 투과성 외부 래퍼(outer wrapper)를 통해, 그리고 챔버(35) 내의 소모성 물품(21)을 둘러싸는 공간(36) 내로 빠져 나갈 수 있다.
소모성 물품(21)으로부터 챔버(35) 내로 유동하는 휘발 성분들은, 이러한 휘발 성분들이 필터/냉각 요소(21c)를 통과하지 않고 그에 따라서 여과 및 냉각되지 않기 때문에, 사용자가 흡입하는 것은 바람직하지 않을 것이다.
유익하게도, 챔버(35)의 핀 냉각된(fin-cooled) 내부 벽 및 챔버(35) 내의 소모성 물품(21)을 둘러싸는 공기의 체적은, 소모성 물품(21)의 외부 층을 통해 소모성 물품(21)을 빠져 나가는 휘발 성분들의 적어도 일부가 챔버(35)의 내부 벽 상에서 냉각 및 응축되도록 하여, 사용자가 그러한 휘발 성분들을 혹시나 흡입하는 것을 방지한다.
이러한 냉각 효과는 유체가 장치 내외로 흐를 수 있게 되는, 장치(1)의 외부로부터 통기 경로들(61)을 통해 챔버(35) 내의 소모성 물품(21)을 둘러싸는 공간(36) 내로 유입될 수 있는 냉각 공기에 의해 도움을 받을 수 있다. 통기 경로(61)는 복수의 이웃하는 리지들(60)의 쌍 사이에 규정되어, 삽입 지점에서 소모성 물품(21)의 외측 둘레에 통기를 제공한다.
일 예에서, 적어도 하나의 가열된 휘발 성분들이 제2 위치에서 소모성 물품(21)으로부터 흐를 수 있도록 제2의 이웃하는 리지들의 쌍 사이에 제2 통기 경로(61)가 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 통기 경로들(61)에 의해 삽입 지점에서 소모성 물품(21)의 외측 둘레로 통기가 제공된다.
게다가, 소모성 물품(21)의 외부 래퍼를 통해 소모성 물품(21)에서 빠져 나가는 가열된 휘발 성분들은 챔버(35)의 내부 벽 상에서 응축되지 않으며, 사용자에 의해 흡입되지 않으면서 통기 경로들(61)을 통해 장치(1) 밖으로 안전하게 흐를 수 있다.
챔버(35) 및 통기의 양자 모두는 흡연 가능한 물질로부터의 가열된 휘발 성분들에서 방출되는 수증기 조성물의 온도 및 함량을 감소시키는데 도움을 준다.
본원에 기술된 다양한 실시예들은 단지 청구된 특징들을 이해하고 교시하는데 도움을 주기 위해서만 제공된다. 이들 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되며, 여기에만 국한되거나 그리고/또는 배타적인 것이 아니다. 본원에 설명된 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한들로서 또는 청구범위에 관한 균등물들에 대한 제한들로 고려되어서는 안 되며, 청구된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 이용될 수 있고 변경예들이 만들어질 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은, 본원에 구체적으로 기술된 것들 이외에, 개시된 요소들, 컴포넌트들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적절하게 포함하거나, 또는 이들로 구성되거나, 또는 이들을 필수 구성으로 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않았으나 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (13)

  1. 흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치로서,
    하우징(housing)―상기 하우징은 일 단부에 삽입 지점을 가지며, 상기 삽입 지점을 통해, 사용시에 흡연 가능한 물질을 포함하는 소모성 물품이 상기 장치 내로 제거 가능하게 삽입될 수 있음―; 및
    상기 소모성 물품 내의 상기 흡연 가능한 물질을 가열하기 위해 상기 하우징 내에 배열되는 적어도 하나의 히터(heater)를 포함하며;
    상기 하우징은, 상기 흡연 가능한 물질로부터의 적어도 하나의 가열된 휘발성분이 상기 장치를 빠져 나오고 그리고/또는 공기가 상기 장치로 들어갈 수 있도록, 상기 삽입 지점에서 상기 소모성 물품의 외측 둘레에 통기부(ventilation)를 포함하고,
    상기 삽입 지점은 칼라(collar) 내에 형성되고, 상기 칼라는, 사용시에 상기 장치 내에 수용된 상기 소모성 물품과 맞물림하도록 구성되며 상기 삽입 지점 둘레로 원주 방향으로 배열된 복수의 리지들(ridges)을 포함하며, 상기 복수의 리지들은 상기 삽입 지점 내로 돌출하고 상기 하우징 내로 연장하며,
    상기 복수의 리지들은 서로를 향하여 경사져서, 상기 리지들이 상기 하우징 내로 연장함에 따라 상기 리지들 사이의 거리가 감소되는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 리지들의 제1 인접한 쌍의 리지 사이에 제1 통기 경로가 규정되고, 상기 통기부는 상기 제1 통기 경로에 의해 제공되는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 리지들의 제2 인접한 쌍의 리지 사이에 제2 통기 경로가 규정되고, 상기 통기부는 상기 제2 통기 경로에 의해 추가로 제공되는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 통기부는, 챔버로 들어와서 상기 소모성 물품을 둘러싸는 상기 적어도 하나의 가열된 휘발 성분이 상기 장치를 빠져 나갈 수 있게 하도록 구성되는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 리지들은 상기 복수의 리지들의 위치에서 상기 삽입 지점의 스팬(span)을 감소시키기 위해 상기 삽입 지점 내로 돌출하는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 칼라와 상기 챔버는 일체형인,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 챔버에 연결 가능한,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 하우징에 대해 일체형인,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라는 상기 하우징과 별개인(distinct),
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 칼라는 4 개의 리지들을 포함하는,
    흡연 가능한 물질을 가열하여 상기 흡연 가능한 물질의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 배열된 장치.
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