KR102444219B1 - 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치 - Google Patents

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제시 유진 로빈슨
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Abstract

장치(1)는 끽연 가능한 재료(5)를 가열하여 끽연 가능한 재료(5)의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 배열된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 장치(1)는 하우징(2) 및 장치(1) 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료(5)를 가열하기 위한 하우징(2) 내에 길이방향으로 배열되는 복수의 히터 세그먼트들(20)을 갖는다. 하나 이상의 히터 세그먼트(20)는 하나 이상의 다른 히터 세그먼트(20)가 하나 이상의 다른 히터 세그먼트(20) 내에 담긴 끽연 가능한 재료(5)를 가열하는 것보다 하나 이상의 히터 세그먼트(20) 내에 담긴 끽연 가능한 재료(5)를 더 신속하게 가열하도록 배열된다.

Description

끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치 {APPARATUS FOR HEATING SMOKABLE MATERIAL}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2013년 10월 29일자로 출원된, 미국 가특허 출원 제 61/897,193 호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 끽연 가능한 재료를 가열하기 위해 배열되는 장치에 관한 것이다.
끽연 물품들, 이를테면 시가렛(cigarette)들, 시가(cigar)들 등은 담배 연기를 생성하기 위해 사용 동안 담배를 연소한다. 연소 없이 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써 담배를 연소하는 이러한 물품들에 대한 대안들을 제공하기 위한 시도들이 이루어져 왔다. 이러한 제품들의 예들은, 재료를 연소시키는 것이 아니라, 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스(device)들이다. 재료는, 니코틴(nicotine)을 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있는, 예컨대 담배 또는 다른 담배가 아닌 제품들일 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 끽연 가능한 재료를 가열하여 상기 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 배열되는 장치가 제공되고, 이 장치는 :
하우징(housing); 및
장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위해 하우징 내에 길이방향으로 배열되는 복수의 히터 세그먼트(heater segment)들을 포함하고,
하나 이상의 히터 세그먼트는 하나 이상의 다른 히터 세그먼트가 상기 하나 이상의 다른 히터 세그먼트 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하는 것보다 더 신속하게 상기 하나 이상의 히터 세그먼트 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하도록 배열된다.
이러한 방식으로 하나 이상의 히터 세그먼트를 배열함으로써, 이 히터 세그먼트의 끽연 가능한 재료는 사용시에 더 신속하게 기화될 것이며, 이는 일단 장치가 먼저 사용된 후 사용자가 더 신속하게 흡입(inhale)하는 것을 가능하게 한다.
예시적인 실시예에서, 상기 하나 이상의 히터 세그먼트는 상기 하나 이상의 다른 히터 세그먼트보다 더 작은 체적을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 상기 하나 이상의 히터 세그먼트는 하우징의 길이방향으로 상기 하나 이상의 다른 히터 세그먼트보다 더 짧다.
예시적인 실시예에서, 상기 하나 이상의 히터 세그먼트는 상기 하나 이상의 다른 히터 세그먼트보다 더 낮은 열 용량을 갖는다.
예시적인 실시예에서, 히터 세그먼트들은 일반적으로 가열될 끽연 가능한 재료를 내부에 담기 위한 중공 실린더(cylinder)들이다.
예시적인 실시예에서, 장치는 히터 세그먼트들이 서로 독립적으로 선택적으로 전력이 공급될 수 있도록 구성되고 배열되는 전력 회로를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 끽연 가능한 재료를 가열하여 상기 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 배열되는 장치가 제공되고, 이 장치는 :
하우징;
장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위해 하우징 내에 길이방향으로 배열되는 복수의 히터 세그먼트들; 및
하나 이상의 기계적 아이솔레이터(isolator)를 포함하고,
상기 하나 이상의 기계적 아이솔레이터는 2 개의 인접한 히터 세그먼트들 사이에 배열되고 상기 인접한 히터 세그먼트들을 지지하고 상기 인접한 히터 세그먼트들 사이의 길이방향 틈(separation)을 유지하도록 구성되고 배열된다.
예시적인 실시예의 기계적 아이솔레이터들은 히터 세그먼트들을 위한 기계적, 구조적 지지를 제공하도록 강성이다. 예시적인 실시예들에서, 기계적 아이솔레이터들은 히터 세그먼트들 및 다른 구성요소들 사이의 틈 또는 공기 갭(air gap)을 유지하기 위해 작용하고, 이는 히터 세그먼트들로부터의 열 손실을 감소시키거나 최소화하는 것을 돕는다.
예시적인 실시예에서, 히터 세그먼트들은 일반적으로 가열될 끽연 가능한 재료를 내부에 담기 위한 중공 실린더들이고, 하나 이상의 기계적 아이솔레이터는 대응적으로 환형이다.
예시적인 실시예에서, 기계적 아이솔레이터의 단부 벽은 상기 단부 벽과 인접한 히터 세그먼트와 접촉하는 복수의 접촉 돌출부들을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 접촉 돌출부들은 히터 세그먼트와 기계적 아이솔레이터 사이의 접촉 면적이 작고, 그리고 또한 히터 세그먼트로부터의 열 손실을 최소화하는데 도움을 주는, 접촉 돌출부들 사이의 공기 갭을 생성하기에 효과적이도록 배열될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기계적 아이솔레이터는 하나 이상의 히터 세그먼트들을 지나가는 전기 와이어(electrical wire)를 안내 가능하게 지지하기 위한 하나 이상의 와이어 가이드(guide) 돌출부를 갖는다. 예에서, 와이어 가이드 돌출부는 기계적 아이솔레이터의 메인(main) 외부 표면으로부터 멀리 그리고 히터 세그먼트의 외부 표면으로부터 멀리에 와이어를 유지한다. 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 와이어 가이드 돌출부는 2 개의 이어(ear)들을 갖고 이들 사이에 전기 와이어가 위치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 하나 이상의 와이어 가이드 돌출부는 인접한 히터 세그먼트를 지지하기 위해 상기 인접한 히터 세그먼트와 접촉하도록 배열된다. 하나 이상의 와이어 가이드 돌출부의 접촉은 예에서 상기 인접한 히터 세그먼트의 외부 표면과 있을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 기계적 아이솔레이터는 기계적 아이솔레이터를 지나가는 전기 와이어를 지지하기 위한 외측을 향하는 원주 리브(circumferential rib)를 갖는다.
예시적인 실시예에서, 장치는 하우징 내에 포함되는 슬리브(sleeve)를 포함하고, 히터 세그먼트들은 하나 이상의 기계적 아이솔레이터에 의해 슬리브 내에 지지된다. 예시적인 실시예에서, 슬리브는 이 슬리브의 2 개의 벽들 사이에 낮은 압력 영역을 제공하는, 이중 벽(double-walled) 슬리브이다. 이러한 예는 또한 히터 세그먼트들로부터의 열 손실을 절연하고 최소화하는 역할을 한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 하우징 내에 슬리브를 지지하는 복수의 환형 지지부들을 포함하고, 슬리브는 환형 지지부들 내에 장착되고 환형 지지부들은 하우징 내에 장착된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 끽연 가능한 재료를 가열하여 상기 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 배열되는 장치가 제공되고, 이 장치는 :
외부 하우징;
외부 하우징 내에 포함되는 슬리브;
장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 슬리브 내의 하나 이상의 히터 세그먼트; 및
외부 하우징 내에 슬리브를 지지하는 복수의 환형 지지부들을 포함하고, 슬리브는 환형 지지부들 내에 장착되고 환형 지지부들은 외부 하우징 내에 장착된다.
예에서, 환형 지지부들은 외부 하우징으로부터 멀리에 슬리브를 유지하도록 배열될 수 있고, 이는 슬리브로부터 외부 하우징으로의 열의 전도를 최소화한다.
예시적인 실시예에서, 환형 지지부들은 단지 하우징 내의 슬리브를 위한 지지부를 제공한다.
예시적인 실시예에서, 각각의 환형 지지부들은 슬리브와 접촉하는 복수의 내측을 향하는 접촉 돌출부들을 갖는다. 이는 슬리브로부터 환형 지지부들로의 열 전도를 최소화하는 것을 돕는다.
예시적인 실시예에서, 슬리브의 외측을 향하는 표면은, 슬리브에 환형 지지부를 위치시키기 위해 환형 지지부들 중 하나의 일부를 수용하는, 환형 그루브(groove) 및 하나 이상의 리세스 중 하나 이상을 갖는다.
예시적인 실시예에서, 환형 지지부들은 슬리브의 단부들로부터 멀리에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 환형 지지부들은 슬리브의 전체 길이를 따라 실질적으로 등거리로 위치된다.
예시적인 실시예에서, 환형 지지부들은 히터 지지 슬리브의 단부들로부터 멀리에 히터 지지 슬리브의 전체 길이의 실질적으로 1/3 에 각각 위치되고, 최외측 환형 지지부들 사이에 위치되는 하나 이상의 다른 환형 지지부를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 슬리브는 이 슬리브의 2 개의 벽들 사이에 낮은 압력 영역을 제공하는, 이중 벽 슬리브이다.
예시적인 실시예에서, 하우징은 비교적 조악한(poor) 열 전도체이고, 하우징의 내부면에는, 환형 지지부들이 하우징의 내부면과 접촉하는 위치들로부터 열을 멀리 전도하기 위해 비교적 양호한 열 전도체의 적어도 부분 코팅이 제공된다.
예시적인 실시예에서, 외부 하우징은 하나 이상의 공기 입구를 갖고 히터 세그먼트는 하나 이상의 공기 입구를 갖고, 외부 하우징 공기 입구로부터 히터 세그먼트 공기 입구로의 유체 연통을 제공하는 공기 입구 파이프를 포함하고, 공기가 외부 하우징 공기 입구를 통하여, 공기 입구 파이프를 통하여, 히터 세그먼트 공기 입구를 통하여 그리고 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료에 걸쳐 빨아들여질 수 있도록 배열된다. 예시적인 실시예에서, 장치는 외부 하우징의 공기 입구 또는 공기 입구들이 사용시에 공기가 장치 안으로 빨아들여지기 위한 유일한 진입 지점(들)이도록 구성되고 배열된다.
예시적인 실시예에서, 장치는 하나 이상의 히터 세그먼트로의 전력의 공급을 제어하기 위한 외부 하우징 내에 포함되는 제어 회로를 포함하고, 외부 하우징 공기 입구를 통하여 빨아들여진 공기가 제어 회로를 지나가지 않도록 배열된다.
예시적인 실시예에서, 외부 하우징은 외부 하우징의 대향하는 측들에 제 1 및 제 2 공기 입구들을 갖고, 공기 입구 파이프는 일반적으로 T 형상 또는 Y 형상 단면을 가지며 이는 각각 제 1 및 제 2 외부 하우징 공기 입구들에 연결되는 제 1 및 제 2 아암들 그리고 히터 세그먼트 공기 입구와 유체 연통하는 스템(stem)을 제공한다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 끽연 가능한 재료를 가열하여 상기 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 배열되는 장치가 제공되고, 이 장치는 :
하나 이상의 공기 입구를 갖는, 외부 하우징;
하나 이상의 공기 입구를 갖고, 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위해 외부 하우징 내에 포함되는 하나 이상의 히터 세그먼트;
외부 하우징 공기 입구로부터 히터 세그먼트 공기 입구로의 유체 연통을 제공하는 공기 입구를 포함하고;
공기가 외부 하우징 공기 입구를 통하여, 공기 입구 파이프를 통하여, 히터 세그먼트 공기 입구를 통하여 그리고 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료에 걸쳐 빨아들여질 수 있도록 배열된다.
예시적인 실시예에서 공기 입구 파이프의 사용은 장치를 통하는 기류의 더 양호한 제어를 가능하게 한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 외부 하우징의 공기 입구 또는 공기 입구들이 사용시에 공기가 장치 안으로 빨아들여지기 위한 유일한 진입 지점(들)이도록 구성되고 배열된다.
예시적인 실시예에서, 장치는 하나 이상의 히터 세그먼트로의 전력의 공급을 제어하기 위한 외부 하우징 내에 포함되는 제어 회로를 포함하고, 외부 하우징 공기 입구를 통하여 빨아들여진 공기가 제어 회로를 지나가지 않도록 배열된다.
예시적인 실시예에서, 외부 하우징은 외부 하우징의 대향하는 측들에 제 1 및 제 2 공기 입구들을 갖고, 공기 입구 파이프는 일반적으로 T 형상 또는 Y 형상 단면을 가지며 이는 각각 제 1 및 제 2 외부 하우징 공기 입구들에 연결되는 제 1 및 제 2 아암들 그리고 히터 세그먼트 공기 입구와 유체 연통하는 스템을 제공한다.
본 발명의 실시예들은, 단지 예로서, 첨부된 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치의 예의 사시도를 도시하고,
도 2는 도 1의 장치의 단면 사시도를 도시하고,
도 3은 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 지지 슬리브 및 가열 챔버의 예의 단면 사시도를 도시하고,
도 4는 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 지지 슬리브 및 가열 챔버의 예의 일부의 길이방향 단면도를 도시하고,
도 5는 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 기계적 아이솔레이터의 예의 사시도를 도시하고,
도 6은 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 2 개의 히터 세그먼트들 사이의 기계적 아이솔레이터의 예의 상세한 사시도를 도시하고,
도 7은 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 세그먼트에 대한 와이어 연결들의 상세한 사시도를 도시하고,
도 8은 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 세그먼트들에 대한 전원(power source) 및/또는 전기 제어 회로로 그리고 이들로부터 지나가는 와이어들의 개략적인 사시도를 도시하고,
도 9는 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 지지 슬리브 및 지지부들의 예의 사시도를 도시하고,
도 10은 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치의 최전방 부분의 예의 길이방향 단면도를 도시하고,
도 11은 도 1의 장치에 사용하기에 적절한 히터 지지 슬리브의 다른 예의 길이방향 단면도를 도시하고,
도 12는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치의 최후방 부분의 예의 길이방향 단면도를 도시한다.
여기서 사용되는 바와 같은, 용어 "끽연 가능한 재료" 는, 통상적으로 에어로졸(aerosol) 형태이며, 가열시에 기화된 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. "끽연 가능한 재료" 는 임의의 담배 함유 재료를 포함하고, 예컨대 담배, 담배 파생물들, 확장 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들의 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. "끽연 가능한 재료" 는 또한, 제품에 따라서, 니코틴을 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있는, 다른, 담배가 아닌 제품들을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 통상적으로 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해, 상기 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 끽연 가능한 재료를 가열하도록 배열되는 장치(1)의 예의 사시도가 도시된다. 장치(1)는 끽연 가능한 재료를 연소시키는 것이 아니라, 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 장치(1)이다. 장치(1)는 이러한 예에서 일반적으로 기다랗고, 일반적으로 원형 단면의 기다란 원통형 외부 하우징(2)을 갖는다. 외부 하우징(2)은 개방 단부(3)를 갖고, 이는 여기서 때때로 마우스 단부(mouth end)로 지칭된다.
특히 도 2의 단면도를 참조하면, 장치(1)는, 사용시에 가열되고 기화될 끽연 가능한 재료(5)를 담는 가열 챔버(4)를 갖는다. 끽연 가능한 재료(5)는 장치(1) 안으로 삽입될 수 있는 카트리지 또는 카세트(cassette) 또는 로드(rod)의 형태일 수 있다. 끽연 가능한 재료(5)의 단부는, 사용시에 사용자가 그를 통하여 흡입하는, 별개의 아이템일 수 있거나 또는 끽연 가능한 재료(5)가 제공될 수 있는, 통상적으로 필터 등에 대한 연결을 위해 하우징(2)의 개방 단부(3)를 통하여 장치(1)로부터 돌출한다. 장치(1)는, 이 예에서 전기 제어 회로(7) 및 전원(8)을 포함하는, 전자/전력 챔버(6)를 또한 갖는다. 이 예에서, 가열 챔버(4) 및 전자/전력 챔버(6)는 장치(1)의 길이방향 축선(X-X)을 따라 서로 인접한다. 도시된 예에서, 전자/전력 챔버(6)는 마우스 단부(3)로부터 멀리 있지만, 다른 위치들도 가능하다. 전기 제어 회로(7)는, 이하에 또한 논의되는 바와 같이 끽연 가능한 재료의 가열을 제어하도록 구성되고 배열되는 제어기, 이를테면 마이크로프로세서(microprocessor) 설비를 포함할 수 있다.
전원(8)은 배터리일 수 있으며, 이는 재충전 가능한 배터리 또는 재충전 가능하지 않은 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은 예컨대 리튬-이온 배터리, 니켈 배터리(이를테면, 니켈-카드뮴 배터리), 알카라인 배터리 및/또는 등등을 포함한다. 특히 바람직한 타입의 배터리는 LiFePO4 배터리이다. 배터리(8)는 끽연 가능한 재료를 가열(논의된 바와 같이, 끽연 가능한 재료가 연소되는 것을 야기하지 않으면서 끽연 가능한 재료를 기화시키기 위해)하는 것이 요구되고 전기 제어 회로(7)의 제어 하에 있을 때 전력을 공급하기 위해 가열 챔버(4)의 하나 또는 그 초과의 가열 요소들(이하에 또한 논의됨)에 전기적으로 커플링된다. 이 예에서, 배터리(8)는 전기 제어 회로(7)의 인쇄 회로 기판 내에 포함된다. 다른 예들에서, 배터리(8) 및 전기 제어 회로(7)는 상이하게 배열될 수 있고, 이를테면 예컨대 장치(1)의 길이방향 축선(X-X)을 따라 서로 인접하여 배열될 수 있다.
가열 챔버(4)는, 외부 하우징(2) 내에 포함되는, 히터 지지 슬리브(10) 내에 포함된다. 이 예에서, 히터 지지 슬리브(10)는 일반적으로 원형 단면의 기다란 실린더이다. 또한, 그리고 특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 예에서, 히터 지지 슬리브(10)는 이중 벽 슬리브이다. 따라서, 히터 지지 슬리브(10)는 외부 원통형 벽(11) 그리고 내부 원통형 벽(12)을 갖고, 이는 작은 틈(d)에 의해 분리된다. 단지 하나의 예로서 그리고 실척의 개념을 주기 위해, 히터 지지 슬리브(10)는 약 50 ㎜ 길이일 수 있고 약 9 ㎜ 의 외경을 가질 수 있고, 틈(d)은 약 0.1 ㎜ 내지 0.12 ㎜ 등일 수 있다. 외부 및 내부 원통형 벽들(11, 12)은 각각의 단부(13, 14)에서 결합된다. 하나의 예에서, 결합은 브레이징(brazing)에 의해 달성된다. 하나의 예에서 히터 지지 슬리브(10)의 기능들 중 하나는 가열 챔버(4)로부터의 외부 하우징(2)의 열-절연을 보조하여서, 외부 하우징(2)이 사용 동안 뜨겁게 되지 않거나 적어도 터치(touch)하기에 너무 뜨겁게 되지 않게 하는 것이다. 외부 원통형 벽(11)과 내부 원통형 벽(12) 사이의 공간은 공기를 포함할 수 있다. 하지만, 외부 원통형 벽(11)과 내부 원통형 벽(12) 사이의 공간은 바람직하게는 히터 지지 슬리브(10)의 열 절연 특성들을 개선하기 위해 비워진다. 대안으로서, 외부 원통형 벽(11)과 내부 원통형 벽(12) 사이의 공간은, 예컨대 적절한 발포-타입(foam type) 재료를 포함하는 어떠한 다른 절연 재료로 채워질 수 있다. 히터 지지 슬리브(10)의 재료는 바람직하게는 히터 지지 슬리브(10)가 내부에 장착되는 구성요소들에 대한 구조적 안정성을 제공하기 위해 강성이도록 된다. 적절한 재료의 예는 스테인리스 강(stainless steel)이다. 다른 적절한 재료들은 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 세라믹, 유리, 강, 알루미늄 등을 포함한다. 또한, 히터 지지 슬리브(10)의 외부 및 내부 벽들(11, 12)의 각각의 최내 및 최외 표면들 중 하나 또는 그 초과는 히터 지지 슬리브(10)로부터의 적외선 복사 열 손실들을 최소화하기 위해 적외선 복사를 반사할 수 있다. 예컨대, 외부 및 내부 벽들(11, 12)의 각각의 최내 및 최외 표면들 중 하나 또는 그 초과는 열 반사를 개선하기 위해 그리고 따라서 히터 지지 슬리브(10)의 절연 특성들을 개선하기 위해 적어도 적외선 복사를 특히 반사하는 재료로 코팅될 수 있다. 적절한 코팅의 예는 금 또는 다른 반사 금속 층의 얇은 층이다.
장치(1)의 하나의 예에서, 히터 지지 슬리브(10)는 하나 이상의 가열 요소를 포함한다. 도면들에 도시된 예에서, 히터 지지 슬리브(10)는 복수의 가열 요소들 또는 히터 세그먼트들(20)을 포함한다. 바람직하게는 2 개 이상의 히터 세그먼트들(20)이 있지만, 다른 개수들의 히터 세그먼트들(20)을 갖춘 배열들이 가능하다. 도시된 특별한 예에서, 4 개의 히터 세그먼트들(20)이 있다. 이러한 예에서, 히터 세그먼트들(20)은 히터 지지 슬리브(10)의 길이방향 축선(X-X)을 따라 또는 이에 평행하게 정렬된다. 전기 제어 회로(7) 및 히터 세그먼트들(20)에 대한 전력 연결부들은 바람직하게는 히터 세그먼트들(20)의 2 이상, 그리고 더 바람직하게는 이들 모두가 서로 독립적으로 전력이 공급될 수 있어서, 끽연 가능한 재료(5)의 선택된 구역들이, 예컨대 소망에 따라 차례로(시간에 걸쳐) 또는 함께(동시적으로) 개별적으로 가열될 수 있도록 배열된다. 이러한 특별한 예에서, 히터 세그먼트들(20)은, 사용시에 끽연 가능한 재료(5)를 담고 있는 중공 내부를 갖는, 일반적으로 환형 또는 원통형이다.
예에서, 히터 세그먼트들(20)은 세라믹 재료로 만들어질 수 있다. 예들은 알루미나 및 알루미늄 니트라이드 그리고 실리콘 니트라이드 세라믹을 포함하고, 이들은 적층되고(laminated) 소결될 수 있다. 다른 가열 설비들이 가능하며, 이는 예컨대 적외선 복사를 방출함으로써 가열하는 적외선 히터 세그먼트들(20), 또는 예컨대 히터 세그먼트들(20) 주위의 저항성 전기 와인딩(resistive electrical winding)에 의해 형성되는 저항성 가열 요소들을 포함한다.
예에서, 히터 세그먼트들(20)의 하나(20')는 낮은 열 용량 또는 열적 질량을 갖는 체적을 포함하거나 형성하는 것일 수 있고, 그리고/또는 자체가 다른 히터 세그먼트 또는 세그먼트들(20)보다 더 낮은 열 용량 또는 열적 질량을 가질 수 있다. 이는, 적어도 동일한 또는 유사한 공급되는 전력에 대하여, 더 낮은 열 용량을 갖고 그리고/또는 더 낮은 열 용량의 체적을 형성하는 히터 세그먼트(20')의 내부는 다른 히터 세그먼트들(20)의 내부보다 더 신속하게 가열될 것을 의미한다. 이는 히터 세그먼트(20') 내의 끽연 가능한 재료(5)가 더 신속하게 기화할 것을 의미하며, 이는 일단 장치(1)가 먼저 사용된 후 사용자가 더 신속하게 흡입하는 것을 가능하게 한다. 이러한 히터 세그먼트(20')가 마우스 단부(3)에 가까이 있는 것이 바람직하며, 따라서 예컨대 마우스피스(mouthpiece)(3)로부터 차례대로 멀어지게 이동하는 제 1 또는 제 2 히터 세그먼트(20)일 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 이 히터 세그먼트(20')는 마우스피스(3)에 두 번째로 가깝다.
하나의 예에서, 끽연 가능한 재료의 국부적인 영역에서의 이러한 더 신속한 가열은 그 자체가 더 작은 체적을 갖거나 또는 더 작은 체적을 형성하는 더 낮은 열 용량을 갖거나 더 낮은 열 용량을 형성하는 히터 세그먼트(20')에 의해 달성될 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 이러한 히터 세그먼트(20')의 체적은, 각각의 히터 세그먼트(20, 20')의 내부 반경은 동일하면서, 다른 히터 세그먼트(들)(20)의 길이방향 축방향 길이(들)보다 더 짧은 히터 세그먼트(20')의 길이방향 축방향 길이 덕분에 더 작다. 대안적으로 또는 부가적으로, 이러한 히터 세그먼트(20')의 체적은 다른 히터 세그먼트(들)(20)의 내부 반경보다 더 작은 이러한 히터 세그먼트(20')의 내부 반경 덕분에 더 작다. 다른 대안적인 또는 부가적인 설비로서, 더 낮은 특정 열 용량을 갖는 상이한 재료들이 이러한 히터 세그먼트(20')를 위해 사용될 수 있어서, 이러한 히터 세그먼트(20')는 전체적으로 더 작은 열 용량을 갖고 따라서 더 신속하게 가열될 것이다. 다른 대안적인 또는 부가적인 설비로서, 히터 세그먼트(20')는 다른 히터 세그먼트(들)(20)에 대해 비교하여 더 얇은 벽들을 가질 수 있어서, 따라서 이러한 히터 세그먼트(20')는 더 신속하게 가열될 것이다.
예에서, 히터 세그먼트들(20)은 기계적 아이솔레이터들(30)에 의해 히터 지지 슬리브(10) 내에 장착되고 지지된다. 기계적 아이솔레이터들(30)은 히터 세그먼트들(20)을 위한 기계적, 구조적 지지를 제공하기 위해 강성이다. 기계적 아이솔레이터들(30)은 히터 세그먼트들(20)과 히터 지지 슬리브(10) 사이의 틈 또는 공기 갭을 유지하기 위해 작용하여서, 히터 세그먼트들(20)로부터 히터 지지 슬리브(10)로의 열 손실을 감소시키거나 최소화한다. 기계적 아이솔레이터들(30)은 히터 지지 슬리브(10) 내에 히터 세그먼트들(20)을 유지하는(suspend) 서스펜션(suspension) 요소들로서 간주될 수 있다. 기계적 아이솔레이터들(30)은 인접한 히터 세그먼트들(20) 사이에 바람직한 틈을 유지하기 위해 또한 작용한다. 이러한 틈은 히터 세그먼트들(20) 사이의 열 전달을 최소화하는 것을 보조한다. 기계적 아이솔레이터들(30)은 바람직하게는 열 절연 재료로 형성된다. 특히 적절한 재료는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)이며, 이는 높은 온도들에 대해 리테이닝되는 우수한 기계적 및 화학적 내성 특성들을 갖는 반결정(semi-crystalline) 열가소성 플라스틱이다. 하지만, 다른 플라스틱들, 또는 다른 열 절연 재료들이 사용될 수 있다.
하나의 예의 기계적 아이솔레이터들(30)은 일반적으로 환형이다. 예컨대 도 4 및 도 5에서 가장 명백하게 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 예의 기계적 아이솔레이터들(30)의 단부 표면들에는 복수의 작은 접촉 돌출부들 또는 핍(pip)들 또는 포스트(post)들(31)이 형성되고, 이들은 축방향으로 외측으로, 조립된 장치(1)의 인접한 히터 세그먼트(20)를 향하여 돌출한다. 이 예에서 기계적 아이솔레이터들(30)의 반경은 히터 세그먼트들(20)의 반경과 실질적으로 동일하여서 접촉 돌출부들(31)은 인접한 히터 세그먼트(20)의 대향하는 단부 표면을 터치한다. 따라서, 이는 기계적 아이솔레이터들(30)이 인접한 단부 표면들과 히터 세그먼트들(20) 사이의 접촉 영역을 최소화하는데 이는 접촉 돌출부들(31)이 이러한 인접한 단부 표면들 사이에서만 단지 접촉을 제공하기 때문이다. 또한, 절연 공기 갭이 인접한 접촉 돌출부들(31) 사이에 효과적으로 생성된다. 따라서 접촉 돌출부들(31)은 히터 세그먼트(20)로부터 인접한 기계적 아이솔레이터(30)로의 열 전도를 최소화하는 것을 돕는다. 이는 결국 히터 세그먼트(20) 내의 끽연 가능한 재료(5)로의 열 전달을 최대화하여서, 끽연 가능한 재료(5)를 가열하는데 요구되는 시간을 최소화하고 전력 사용을 최소화한다.
전기 와이어들은 전원(8)으로부터 각각의 히터 세그먼트들(20)로 전력을 제공하는 것을 제공한다. 예에서, 각각의 히터 세그먼트(20)는 각각의 다른 히터 세그먼트(20)와 독립적으로 전력이 공급되는 것이 가능하여서, 이러한 경우에 각각의 히터 세그먼트(20)를 위해 2 개의 전력 와이어들이 있다. 예컨대 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전기 와이어들(40)은, 이 예에서, 절연 슬리브(42)에 의해 둘러싸이는 금속 또는 다른 전기 전도성 코어(41)를 갖고, 코어(41)는 전기 와이어들(40)의 단부들에서 노출된다. 슬리브(42)는 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 형성될 수 있지만, 다른 플라스틱, 또는 다른 열 절연 재료들이 사용될 수 있다. 코어들(41)의 노출된 단부들은 각각의 히터 세그먼트들(20)에 연결된다. 도 6 및 도 7에 도시된 예에서, 히터 세그먼트들(20)은 히터 세그먼트들(20)의 반경방향 외측으로 향하는 연결 탭(tab)들 또는 포스트들(21)을 갖는다. 도시된 예에서, 연결 포스트들(21)은 리세스(recess)들(22)을 제공하기 위해 노치형(notched)이고 이 리세스들 안으로 와이어 코어들(41)의 노출된 단부들이 피팅된다. (도 7에서, 인접한 히터 세그먼트들(20) 사이의 기계적 아이솔레이터(30)는 와이어들(40)의 연결을 더 명백하게 도시하기 위해 생략된다.) 연결 포스트들(21)은 히터 세그먼트들(20)과 일체로 형성될 수 있거나, 또는 히터 세그먼트들(20)에 부착되는 별개의 항목들로서 제공될 수 있다. 별개의 항목으로서 제공될 때, 연결 포스트들(21)을 위한 특히 적절한 재료는 코바(Kovar), 즉 니켈-코발트 페로스(ferrous) 합금이다. 리세스된 연결 포스트들(21)의 사용에 대한 대안으로서, 코어들(41)의 노출된 단부들은, 이를테면 예컨대 납땜에 의해, 히터 세그먼트들(20)에 직접 고정될 수 있다.
일부 예들에서, 각각의 히터 세그먼트(20)는 2 개의 전력 와이어들(40)을 위해 2 개의 연결 포스트들(21)을 갖는다. 일부 예들에서, 히터 세그먼트들(20) 중 하나 이상, 그리고 선택적으로는 히터 세그먼트들(20)의 전부는 추가의 전기 와이어들(40)을 수용하기 위한 추가의 쌍의 연결 포스트들(21)을 가질 수 있다. 이러한 추가의 전기 와이어들(40)은 이들이 연결되는 히터 세그먼트(20)를 위한 저항 온도 검출을 제공할 수 있다. 즉, 추가의 전기 와이어들(40)은 전기 제어 회로(7)로 다시 지나가는 대응하는 히터 세그먼트(20)의 온도의 측정을 제공하고, 이 전기 제어 회로는 결국 온도를 바람직한 레벨로 또는 바람직한 범위 내로 제어하기 위해 히터 세그먼트(20)에 공급되는 전력을 제어한다. 모든 히터 세그먼트들(20)에 독립적인 온도 감지 설비가 제공될 필요가 있는 것은 아닌 것에 주목해야할 수 있다. 예컨대 단지 몇몇의 또는 심지어 단지 하나의 히터 세그먼트들(20)이 온도 감지 설비를 갖는 것이 충분할 수 있다. 실제로, 온도 감지는 모든 경우들에서 특별한 히터 세그먼트(20)와 연관될 필요가 있는 것은 아니며, 대신 온도는 장치(1) 내의 어떠한 다른 위치에서 측정될 수 있다. 저항 온도 검출에 대한 대안으로서, 하나 또는 그 초과의 서미스터(thermistor)들이 가열 세그먼트들(20) 중 하나 또는 그 초과 또는 전체로서 장치(1) 내의 온도 검출을 위해 사용될 수 있다. 도 8은 전기 제어 회로(7) 및 전원(8)으로 그리고 이들로부터 히터 세그먼트들(20)로 지나가는 와이어들(40)을 개략적으로 도시한다. 이러한 예에서, 각각의 히터 세그먼트(20)에 각각 전력을 제공하는 2 개의 전기 와이어들(40)이 도시된다.
예에서, 기계적 아이솔레이터들(30)에는 히터 세그먼트들(20)을 유지하고 지지하기 위해 돌출부들(32)이 제공된다. 하나의 예에서, 돌출부들(32)은 하나 또는 그 초과의 포스트들 또는 이어들(33)로서 형성되며 이는 기계적 아이솔레이터(30)의 반경방향 외측으로 서 있고 장치(1)의 길이방향 축선(X-X)에 대해 평행하게 배열된다. 돌출부들(32)의 포스트 또는 포스트들(33)은 히터 세그먼트(20)를 효과적으로 받치고(cradle), 그러는 동안 다시 기계적 아이솔레이터들(30)과 히터 세그먼트들(20) 사이의 접촉을 최소화하고 절연 공기 갭들의 존재를 최대화한다.
예에서, 돌출부들(32) 중 하나 또는 그 초과는 한 쌍의 포스트들 또는 이어들(33)로서 형성되고 이는 전기 와이어(40)가 안으로 피팅되는 짧은 채널을 형성한다. 이러한 예에서, 돌출부들(32) 중 하나 또는 그 초과는 전기 와이어들(40)을 지지하고 안내하기 위한 와이어 가이드로서 또한 작용한다. 하나의 배열에서, 가이드 돌출 이어들(33)의 대향 단부들(34)은 내측을 향하는 포스트들을 제공하기 위해 서로를 향하여 각도를 형성하고, 이에 의해 전기 와이어(40)를 파지하는 좁은 부분을 제공한다. 가이드 돌출부들(32)의 베이스들은 전기 와이어(40)를 수용하는 리세스(35)를 가질 수 있다. 리세스(35)는 기계적 아이솔레이터(30)의 메인 최외측 표면의 반경방향 외측으로 위치되어서 전기 와이어들(40)은 아이솔레이터(30)의 표면으로부터 멀리 그리고 히터 세그먼트(20)의 외부 표면으로부터 멀리 유지되어 전기 와이어들(40)의 가열을 방지하거나 또는 최소화한다. 유사한 이유들로 인해, 기계적 아이솔레이터(30)는, 기계적 아이솔레이터들(30) 및 히터 세그먼트들(20)로부터 전기 와이어들(40)을 멀리 유지하는 것을 다시 돕기 위해, 반경방향 외측으로 돌출하는 원주 리브(36)를 가질 수 있다. 따라서, 특별한 배열 그리고 전기 와이어들(40)의 개수 및 가이드 돌출부들(32)의 개수에 의존하여, 통상적으로 일부 예들에서 특별한 히터 세그먼트(20)를 위한 전기 와이어들(40)은(이들이 전력 와이어들이든 또는 온도 센서 와이어들이든) 인접한 기계적 아이솔레이터(30)의 가이드 돌출부들(32)에 의해 유지되는 반면, 다른 히터 세그먼트들(20)을 위한 다른 전기 와이어들(40)은 단지 이 기계적 아이솔레이터(30)를 지나가지만 이 기계적 아이솔레이터(30)의 원주 리브(36)에 의해 지지된다. 이러한 예는 도 6의 예에서 볼 수 있다.
돌출부들(32)의 와이어 안내 기능은 히터 세그먼트들(20)을 지지하는 기능과 별개로 제공될 수 있어서, 예컨대 히터 세그먼트들(20)을 단지 지지하는 돌출부들(32), 그리고 전기 와이어들(40)을 단지 안내하는 돌출부들(32), 그리고 선택적으로 히터 세그먼트들(20)을 지지하고 전기 와이어들(40)을 안내하는 것 양자 모두를 하는 몇몇의 돌출부들(32)이 있을 수 있다는 것에 주목해야 한다.
예컨대 도 4에서 가장 명백하게 볼 수 있는 바와 같이, 이중 벽 히터 지지 슬리브(10)의 최전방 부분에는, 최전방 기계적 아이솔레이터(30)를 히터 지지 슬리브(10) 내에 리테이닝하기 위해 반경방향으로 내측을 향하는 환형 립(15)이 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 이러한 립(15)은 최전방 기계적 아이솔레이터(30)의 가이드 돌출부들(32)을 향하는 전위부(forward)들과 맞물린다. 이는 최전방 기계적 아이솔레이터(30)와 히터 지지 슬리브(10)의 립(15) 사이의 접촉 면적을 최소화하는 이점을 갖는다. 하지만 이러한 최전방 기계적 아이솔레이터(30)는 그의 최전방 면에서 상이하게 형성될 수 있다는 것에 주목할 수 있다. 예컨대, 이러한 최전방 기계적 아이솔레이터(30)의 최전방 면에는 접촉 면적을 추가로 최소화하기 위해 립(15)을 터치하는 간단한 작은 핍들 또는 돌출부들이 형성될 수 있다. 다른 예로서, 이러한 최전방 기계적 아이솔레이터(30)의 최전방 면에는, 예컨대 최전방 기계적 아이솔레이터(30)와 히터 지지 슬리브(10)의 립(15) 사이의 접촉 면적을 최소화하는 것이 특별히 중요한 것이 아니라면, 임의의 타입의 돌출부들도 형성되지 않을 수 있다. 이중 벽 히터 지지 슬리브(10)의 최후방 부분에서 환형 립의 유사한 배열이 최후방 기계적 아이솔레이터(30)를 히터 지지 슬리브(10) 내에 리테이닝하기 위해 대안적으로 제공될 수 있다. 다른 대안으로서, 기계적 아이솔레이터들(30)은, 예컨대 히터 지지 슬리브(10)의 전방 및/또는 후방에서의 하나 또는 그 초과의 리테이너 링(retainer ring)들의 형태의, 하나 또는 그 초과의 별개의 리테이너들의 사용에 의해 히터 지지 슬리브(10) 내에서 리테이닝될 수 있다. 다른 대안으로서, 기계적 아이솔레이터들(30)은, 외부 하우징(2)에 제공되거나 이와 일체로 형성되는, 하나 또는 그 초과의 리테이너들, 그루브들, 오목부(indentation)들 등에 의해 히터 지지 슬리브(10) 내에서 유지될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 히터 지지 슬리브(10) 및 기계적 아이솔레이터들(30)은 기계적 아이솔레이터들(30)이 히터 지지 슬리브(10) 내에 스너그 피팅(snug fit)되도록 치수가 정해질 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 하나의 예에서 히터 지지 슬리브(10)의 기능들 중 하나는 가열 챔버(4)로부터의 외부 하우징(2)의 열-절연을 보조하여서, 외부 하우징(2)이 사용 동안 너무 뜨겁게 되지 않거나 적어도 터치하기에 너무 뜨겁게 되지 않게 하는 것이다. 이를 보조하기 위해, 히터 지지 슬리브(10)는 외부 하우징(2)으로부터 이격된다. 도 9 및 도 10에 도시된 예에서, 이는 하나 또는 그 초과의 환형 지지부들(50)의 사용에 의해 달성된다. 환형 지지부 또는 지지부들(50)은 히터 지지 슬리브(10)로부터 환형 지지부들(50)로의 열 전도를 최소화하도록 배열될 수 있다. 도시된 예에서, 이는 환형 지지부들(50)과 히터 지지 슬리브(10) 사이에만 단지 접촉을 제공하는, 복수의 내측으로 향하는 접촉 돌출부들(51)을 갖는 환형 지지부들(50)에 의해 달성된다. 도시된 예에서, 접촉 돌출부들(51)은 작은 접촉 면적을 제공하기 위해 환형 지지부(50)의 중심으로 향하여 테이퍼진다(taper). 또한, 예에서, 히터 지지 슬리브(10)는 환형 지지부(50) 또는 각각의 환형 지지부(50)를 위해 외부 원주 리브(16)를 갖고, 대응하는 환형 지지부(50)가 이에 맞닿아 접한다. 유사하게는, 예에서, 장치(1)의 외부 하우징(2)은 환형 지지부(50) 또는 각각의 환형 지지부(50)를 위해 내부 원주 리브(23)를 갖고, 대응하는 환형 지지부(50)가 이에 맞닿아 접한다. 히터 지지 슬리브(10) 및 외부 하우징(2)의 각각의 원주 리브들(16, 23)은 대응하는 환형 지지부(50)가 각각의 원주 리브들(16, 23) 사이에 끼이도록 위치될 수 있다.
환형 지지부(50) 또는 각각의 환형 지지부(50)는 히터 지지 슬리브(10)의 단부들로부터 멀리에 위치될 수 있다. 이는 히터 지지 슬리브(10)가 상기 논의된 바와 같은 이중 벽 진공 슬리브인 경우에 특히 유리하다. 이는 이중 벽 히터 지지 슬리브(10)의 열 절연 특성이, 2 개의 벽들(11, 12)이 만나는 곳이기 때문에, 일반적으로 단부들(13, 14)을 제외하고는 양호하기 때문이다. 하나의 예에서, 2 개의 환형 지지부들(50)이 있다. 이는 장치(1) 내의 히터 지지 슬리브(10)를 위한 적절한 지지를 제공하는 것과 히터 지지 슬리브(10)와의 접촉을 또한 최소화하는 것 사이의 양호한 절충안(compromise)을 제공하며, 이에 의해 히터 지지 슬리브(10)로부터의 열 전도 손실들을 최소화한다. 이러한 배열에 의해, 환형 지지부들(50)은 각각 슬리브(10)의 각각의 단부로부터 히터 지지 슬리브(10)의 길이를 따라 1/3 에 또는 대략 1/3 에 각각 위치될 수 있다. 하지만 다른 위치들이 가능하다. 하나의 배열에서, 환형 지지부들(50)은 장치(1) 내의 히터 지지 슬리브(10)와의 단지 지지 접촉을 제공하며, 이는 전도성 열 손실들을 최소화하는데 도움을 준다. (히터 지지 슬리브(10)와 연결하는 다른 구성요소들이 있을 수 있지만, 일반적으로 이들은 장치(1) 내의 히터 지지 슬리브(10)를 위한 기계적 지지를 제공하지 않는 것이 이해될 것이다.) 환형 지지부들(50)을 위한 특히 적절한 재료는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)이지만, 다른 플라스틱, 또는 다른 절연 재료들이 사용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 히터 지지 슬리브(10)의 다른 예가 도시된다. 히터 지지 슬리브(10)의 이러한 예는 복수의 특징들을 갖고, 이들 중 하나 또는 그 초과는 상기 설명된 제 1 예에 포함될 수 있다.
도 11에 도시된 히터 지지 슬리브(10)의 예에서, 환형 지지부들(50) 중 하나 또는 그 초과가 히터 지지 슬리브(10)와 접촉하는 위치에서, 환형 그루브(55)가 히터 지지 슬리브(10)의 외부 벽(11)에 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 연속적인 환형 그루브 보다는, 히터 지지 슬리브(10)의 외부 벽(11)의 원주 주위로 연장하는 복수의 오목부들 또는 리세스들(55)이 있을 수 있다. 이러한 오목부들 또는 리세스들(55)은 히터 지지 슬리브(10)의 외부 벽(11)과 환형 지지부들(50) 사이의 접촉 지점들에 제공될 수 있다. 예컨대, 환형 그루브(55) 또는 각각의 환형 그루브(55) 또는 개별적인 리세스들(55)은 복수의 내측으로 향하는 환형 지지부들의 접촉 돌출부들(51)의 팁(tip)들을 수용할 수 있다. 히터 지지 슬리브(10)의 외부 벽(11)의 환형 그루브(55) 또는 각각의 환형 그루브(55) 또는 개별적인 리세스들(55)은 환형 지지부들(50)의 정확한 위치를 보조하고 정확한 위치에 환형 지지부들(50)을 리테이닝하는 것을 돕는다. 이러한 환형 그루브들(55) 및/또는 오목부들 또는 리세스들(55)은 상기 설명된 히터 지지 슬리브(10)의 제 1 예에 제공될 수 있다.
도 11에 도시된, 다른 예에서, 히터 지지 슬리브(10)의 내부 벽(12) 내에 하나 또는 그 초과의 환형 그루브들(58)이 있을 수 있다. 히터 세그먼트들(20)에 또는 그와 관련되어 제공되는 리테이닝 클립 또는 다른 피처(feature)와 조합하여, 히터 지지 슬리브(10)의 내부 벽(12)에 대한 이러한 리세스들(58)은 히터 지지 슬리브(10) 내에서 히터 조립체를 확실하고 안정적으로 보유하는 것을 보조할 수 있다. 이러한 환형 그루브들(58) 및/또는 오목부들은 상기 설명된 히터 지지 슬리브(10)의 제 1 예에 제공될 수 있다.
히터 지지 슬리브(10)의 일 단부의 개구(17)는 플레어형(flared)일 수 있다. 이는 예컨대 특히 제작 동안, 히터 세그먼트들(20) 및 기계적 아이솔레이터들(30)을 포함하는, 그 내부에 포함되는 구성요소들의 히터 지지 슬리브(10) 안으로의 쉬운 진입을 가능하게 한다. 이러한 플레어(17)는 상기 설명된 히터 지지 슬리브(10)의 제 1 예에 제공될 수 있다.
외부 하우징(2)은 열 절연 재료로 형성될 수 있다. 특히 적절한 재료는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)이지만, 다시, 예컨대 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)을 포함하는 다른 플라스틱, 또는 다른 열 절연 재료들이 사용될 수 있다. 외부 하우징(2)의 최외측 표면은 장식 코팅, 이를테면 금속성 마무리(finish)를 가질 수 있다. 외부 하우징(2)의 최내측 표면은 양호한 열 전도체인 재료에 의해, 부분적으로 또는 완전히 코팅될 수 있다. 예컨대 대략 0.05 ㎜ 일 수 있는, 구리와 같은 금속 코팅이 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 히터 지지 슬리브(10)가 상기 논의된 바와 같이 환형 지지부들(50)에 의해 지지되는 경우에, 외부 하우징(2)은 특히, 적어도 환형 지지부들(50)이 외부 하우징(2)과 접촉하는 영역들 주위의 그의 내부 표면에 열 전도성 코팅(24)을 가질 수 있다. 이는 환형 지지부들(50)에 의해 히터 지지 슬리브(10)로부터 외부 하우징(2)으로 전도된 임의의 열을 소산하는 것을 돕기 위한 열 분산기(heat spreader)로서 작용하고, 이는 외부 하우징(2)에 생성되는 고온 스팟(hot spot)들을 방지하는 것에 도움을 준다.
기계적 아이솔레이터들(30)은 모두 동일할 수 있다. 대안적으로는, 최후방 및 최전방 기계적 아이솔레이터(30) 중 하나 이상은 최후방 면/최전방 면에서 각각 상이하게 형성될 수 있다. 상이한 최전방 기계적 아이솔레이터(30)의 예는 상기에 주어진다. 최후방 기계적 아이솔레이터(30)는 가열 챔버(4) 안으로의 기류 입구를 수용하거나 용이하게 하거나 제공하기 위해 그의 최후방 면에서 상이하게 형성될 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 예를 참조하면, 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 최후방 면(37)은 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 단부 벽(37)에 중앙에 위치되는 공기 입구 오리피스(orifice)(38)를 갖춘 단부 벽(37)으로서 형성될 수 있다. 이 예에서 외부 하우징(2)은 장치(1) 안으로 그리고 그 후 최후방 기계적 아이솔레이터(30) 안으로의 공기의 진입을 허용하기 위해 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 공기 입구 오리피스(38)의 위치에 가깝게 위치되는 하나 이상의 공기 입구 오리피스(60)를 갖는다.
하나의 예에서, 장치(1) 안으로의 공기 유동이 전자/전력 챔버(6)를 지나가지 않고, 특히 전기 제어 회로(7) 및 전원(8)을 지나가지 않도록 배열된다. 이를 어떻게 달성하는지의 예가 도 12에 도시된다. 공기 입구 파이프(70)는 외부 하우징(2)의 공기 입구 오리피스(60)를 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 공기 입구 오리피스(38)에 연결하여서 공기가 외부 하우징(2)의 공기 입구 오리피스(60)를 통하여, 공기 입구 파이프(70)를 통하여 그리고 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 공기 입구 오리피스(38)를 통하여 그리고 그 뒤에 가열 챔버(4) 안으로 단지 장치(1)에 진입할 수 있게 된다. 공기 입구 오리피스(38)는 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 단부 벽(37)의 후방으로 돌출하고 공기 입구 파이프(70)를 위한 커넥터 장착부를 제공하는 원형 또는 유사한 형상의 벽(39)에 의해 형성될 수 있다.
외부 하우징(2)에는 복수의 공기 입구 오리피스들(60)이 있을 수 있고, 공기 입구 파이프(70)는 공기를 최후방 기계적 아이솔레이터(30)로 운반하기 위해 적절하게 배열된다. 하나의 배열에서, 외부 하우징(2)에 2 개의 공기 입구 오리피스들(60)이 있고, 이는 외부 하우징(2)의 대향 측들에 제공된다. 이러한 경우 공기 입구 파이프(70)는 일반적으로 T 형상 또는 Y 형상 단면을 가질 수 있고, 이는 외부 하우징의 제 1 및 제 2 공기 입구 오리피스들(60)을 각각 연결하는 제 1 및 제 2 아암들(71), 그리고 인접한, 최후방 히터 세그먼트(20) 안으로 공기 유동을 제공하기 위해 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 공기 입구 오리피스(38)에 연결되는(선택적으로는 공기 입구 오리피스(38)를 형성하는 벽(39)에 대한 장착에 의해) 스템(72)을 갖는다.
제공된다면, 어떠한 형태의 공기 입구 파이프(70)라도 최후방 기계적 아이솔레이터(30)와 일체로 형성될 수 있다. 대안으로서, 제공된다면, 어떠한 형태의 공기 입구 파이프(70)라도 외부 하우징(2)과 일체로 형성될 수 있다. 하지만, 어떠한 형태의 공기 입구 파이프(70)가 별도의 구성요소로서 제공되는 것이 더욱 편리하다. 제작 동안 장치(1)의 조립을 용이하게 하기 위해, 그리고 공기 입구 파이프(70)를 위한 장착부를 제공하기 위해, 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 공기 입구 오리피스(38)는, 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 최후방 면(37)으로부터 멀리 돌출하는 후방을 향하는 칼라(collar)(39)에 의해 제공될 수 있다. 공기 입구 파이프(70)는 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 이러한 칼라(39)에 부착될 수 있다. 공기 입구 파이프(70)가 상기 논의된 일반적으로 T 형상 또는 Y 형상 단면을 갖는 특별한 예에서, 공기 입구 파이프(70)의 스템(72)은 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 칼라(39) 주위에 스너그식으로(snugly) 피팅되도록 크기를 가질 수 있다. 대안적인 배열에서(도시되지 않음), 공기 입구 파이프(70)의 스템(72)은 최후방 기계적 아이솔레이터(30)의 칼라(39) 내에 스너그식으로 피팅될 수 있다.
다양한 이슈들을 처리하고 기술을 발전시키기 위해, 본 개시의 전체는 청구된 발명이 실행될 수 있고 끽연 가능한 재료를 연소시키는 것이 아니라 끽연 가능한 재료를 가열하도록 배열되는 우수한 장치를 제공하는 다양한 실시예들을 예시 및 예로서 도시한다. 본 개시의 이점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이며, 총괄적이고 그리고/또는 배타적이지 않다. 이들은 단지 청구된 그리고 다른 방식으로 개시된 특징들의 이해를 보조하고 교시하기 위해 나타난다. 본 개시의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은 청구항들 또는 청구항들에 대한 동등물들에 대한 제한들에 의해 규정된 바와 같이 개시에서 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 실시예들이 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함하거나, 이들로 이루어지거나 또는 본질적으로 이들로 이루어질 수 있다. 본 개시는 현재 청구되지 않지만, 미래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (33)

  1. 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 끽연 가능한 재료를 가열하도록 배열되는 장치로서,
    외부 하우징(outer housing);
    슬리브(sleeve);
    상기 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위한 상기 하우징 내의 하나 이상의 히터 세그먼트(heater segment); 및
    상기 외부 하우징 내에 상기 슬리브를 지지하는 복수의 환형 지지부들을 포함하고,
    상기 슬리브는 상기 환형 지지부들 내에 장착되고, 상기 환형 지지부들은 상기 외부 하우징 내에 장착되는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 지지부들은 상기 하우징 내의 상기 슬리브를 위한 유일한 지지(the only support)를 제공하는,
    장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 지지부들의 각각은, 상기 슬리브와 접촉하는 복수의 내측을 향하는 접촉 돌출부들(inwardly facing contact projections)을 갖는,
    장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브의 외측을 향하는 표면은, 상기 환형 지지부를 상기 슬리브에 위치시키기 위해 상기 환형 지지부들 중 하나의 일부를 수용하는, 환형 그루브(annular groove) 및 하나 이상의 리세스(recess) 중 하나 이상을 갖는,
    장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 지지부들은 상기 슬리브의 단부들로부터 멀리에 위치되는,
    장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 지지부들은 상기 슬리브의 전체 길이를 따라 실질적으로 등거리로 위치되는,
    장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 환형 지지부들은 히터 지지 슬리브의 단부들로부터 멀리에 상기 히터 지지 슬리브의 전체 길이의 실질적으로 1/3 에 각각 위치되고,
    최외측 환형 지지부들 사이에 위치되는 하나 이상의 추가의 환형 지지부를 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브는, 상기 슬리브의 2 개의 벽들 사이에 낮은 압력 영역을 제공하는 이중-벽 슬리브(double-walled sleeve)인,
    장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상대적으로 조악한 열 전도체(relatively poor heat conductor)이고, 상기 하우징의 내부면에는, 상기 환형 지지부들이 상기 하우징의 내부면과 접촉하는 위치들로부터 멀리 열을 전도하기 위해 상대적으로 양호한 열 전도체의 적어도 부분 코팅이 구비되는,
    장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 하우징은 하나 이상의 공기 입구를 갖고 상기 히터 세그먼트는 하나 이상의 공기 입구를 갖고,
    외부 하우징 공기 입구로부터 히터 세그먼트 공기 입구로의 유체 연통을 제공하는 공기 입구 파이프를 포함하고,
    공기가 상기 외부 하우징 공기 입구를 통하여, 상기 공기 입구 파이프를 통하여, 상기 히터 세그먼트 공기 입구를 통하여, 그리고 상기 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료의 위로(over) 빨아들여질 수 있도록 배열되고, 그리고 선택적으로, 상기 외부 하우징의 상기 공기 입구 또는 공기 입구들은 사용 시에 공기가 상기 장치 안으로 빨아들여지기 위한 유일한 진입 지점(들)인,
    장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 외부 하우징은 상기 외부 하우징의 대향하는 측들에 제 1 및 제 2 공기 입구들을 갖고,
    상기 공기 입구 파이프는, 제 1 및 제 2 외부 하우징 공기 입구들에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 아암들(arms) 그리고 히터 세그먼트 공기 입구와 유체 연통하는 스템(stem)을 제공하는, T 형상 또는 Y 형상 단면을 갖는,
    장치.
  12. 끽연 가능한 재료의 하나 이상의 성분을 기화시키기 위해 끽연 가능한 재료를 가열하도록 배열되는 장치로서,
    하나 이상의 공기 입구를 갖는 외부 하우징;
    하나 이상의 공기 입구를 가지며, 상기 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료를 가열하기 위해 상기 외부 하우징 내에 포함되는 하나 이상의 히터 세그먼트; 및
    외부 하우징 공기 입구로부터 히터 세그먼트 공기 입구로의 유체 연통을 제공하는 공기 입구 파이프를 포함하고,
    공기가 상기 외부 하우징 공기 입구를 통하여, 상기 공기 입구 파이프를 통하여, 상기 히터 세그먼트 공기 입구를 통하여, 그리고 상기 장치 내에 담겨 있는 끽연 가능한 재료의 위로(over) 빨아들여질 수 있도록 배열되는,
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 외부 하우징의 상기 공기 입구 또는 공기 입구들이 사용 시에 공기가 상기 장치 안으로 빨아들여지기 위한 유일한 진입 지점(들)이도록 구성 및 배열되는,
    장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 히터 세그먼트로의 전력의 공급을 제어하기 위한 상기 외부 하우징 내에 포함되는 제어 회로를 포함하고, 상기 외부 하우징 공기 입구를 통하여 빨아들여진 공기는 상기 제어 회로 위로 지나가지 않도록 배열되는,
    장치.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 하우징은 상기 외부 하우징의 대향하는 측들에 제 1 및 제 2 공기 입구들을 갖고,
    상기 공기 입구 파이프는, 제 1 및 제 2 외부 하우징 공기 입구들에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 아암들 그리고 히터 세그먼트 공기 입구와 유체 연통하는 스템을 제공하는, T 형상 또는 Y 형상 단면을 갖는,
    장치.
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