KR102530785B1 - 개방 미세 채널을 갖는 e-베이핑 장치용 카트리지 - Google Patents

개방 미세 채널을 갖는 e-베이핑 장치용 카트리지 Download PDF

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Abstract

e-베이핑 장치(60)용 카트리지(70)는 기화전 제제를 보유하도록 구성된 저장조(24) 및 채널 구조(25)를 포함하며, 채널 구조는 제1 채널 표면부, 제2 채널 표면부, 및 적어도 하나의 개방 미세 채널을 갖는 채널 표면을 포함한다. 채널 표면은 제1 채널 표면부와 제2 채널 표면부 사이에서 연장되는 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함한다. 채널 구조(25)는 기화전 제제의 모세관 작용에 따라 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 저장조(24)로부터 제2 채널 표면부까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다. 카트리지(70)는 제2 채널 표면부까지 흡인된 기화전 제제를 기화시켜 증기를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 가열 요소(28)를 또한 포함한다.

Description

개방 미세 채널을 갖는 e-베이핑 장치용 카트리지
본 개시는 전자 베이핑 장치 또는 e-베이핑 장치, 또는 e-베이핑 장치용 카트리지에 관한 것이다. 본원에서 전자 베이핑 장치(EVD)로도 지칭되는 e-베이핑 장치는 휴대 가능한 전자 흡연용으로 성인 전자 담배 사용자에 의해 사용될 수 있다. e-베이핑 장치 내의 향미 처리된 증기는 e-베이핑 장치에 의하여 생성될 수 있는 증기와 함께 향미를 전달하는데 사용될 수 있다.
일부 사례에서, e-베이핑 장치는 저장조 내에 기화전 제제를 보유할 수 있고, 저장조로부터 기화전 제제를 흡인하고, 흡인된 기화전 제제에 열을 가하여 기화전 제제를 기화시키는 것에 기반하여 증기를 형성할 수 있다.
일부 사례에서, e-베이핑 장치 내에서 증기가 형성됨에 따라 e-베이핑 장치 내에 잔여물이 축적될 수 있다. 이러한 잔여물은 e-베이핑 장치 내의 하나 이상의 재료에 접착된 기화전 제제 재료의 성분에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, e-베이핑 장치가 저장조로부터 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하기 위한 연질 또는 섬유질 심지를 포함하는 경우, 잔여물이 심지 상에 또는 심지 내에 축적될 수 있다. 잔여물이 축적되면, 증기 형성 속도에 미치는 영향, 잔여물과 e-베이핑 장치의 하나 이상의 요소 사이에서 화학 반응이 일어날 확률의 증가, 형성된 증기에 포함된 성분에 미치는 영향, 베이핑 동안에 e-베이핑 장치에 의해 형성된 증기의 양에 미치는 영향, 이들의 일부 조합 등에 따라, 전자 장치의 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
일부 사례에서, e-베이핑 장치는 대량 생산을 통해 제조될 수 있다. 이러한 대량 생산은 적어도 부분적으로 자동화될 수 있다. 일부 사례에서, e-베이핑 장치의 복잡성은 e-베이핑 장치 제조 품질의 일관성, e-베이핑 장치 제조 속도, 및 e-베이핑 장치의 제조 비용 중 적어도 하나에 악영향을 미칠 수 있다.
일부 예시적인 구현예에 따르면, e-베이핑 장치용 카트리지는 기화전 제제를 보유하도록 구성된 저장조, 채널 구조, 및 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수 있다. 채널 구조는 채널 표면을 포함할 수 있다. 채널 표면은 제1 채널 표면부 및 인접하는 제2 채널 표면부를 포함할 수 있다. 제1 채널 표면부는 저장조의 적어도 하나의 내부 표면을 형성할 수 있다. 제2 채널 표면부는 저장조의 외부에 있을 수 있다. 채널 표면은 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 제1 채널 표면부와 제2 채널 표면부 사이에서 연장될 수 있다. 채널 구조는 기화전 제제의 모세관 작용에 따라 저장조로부터 제2 채널 표면부까지 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 증기를 형성하기 위해, 제2 채널 표면부에 흡인된 기화전 제제를 기화시키도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 심지를 포함하여, 카트리지는 섬유질 분배 인터페이스와 독립적일 수 있다. 이러한 카트리지를 제조하는 것은, 저장조로부터 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하기 위해 섬유질 또는 연질 분배 인터페이스를 포함하는 카트리지를 제조하는 것에 비해 단순화되거나, 더 신속하거나, 더 저렴하거나, 이들의 조합일 등일 수 있다.
적어도 하나의 개방 미세 채널은 사다리꼴의 채널 단면을 가질 수 있다.
채널 구조는 채널 표면 상에 친수성 층을 포함할 수 있다.
가열 요소는 표면 히터를 포함할 수 있다.
가열 요소는 채널 구조의 제2 채널 표면부에 결합될 수 있다.
저장조는, 저장조와 제2 채널 표면부 사이에서 인터페이스를 실질적으로 밀봉하도록 구성된 밀봉 요소를 포함할 수 있다.
카트리지는 복수의 저장조를 포함할 수 있다. 각각의 저장조는 적어도 하나의 기화전 제제를 보유하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 복수의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 각각의 개방 미세 채널은 복수의 저장조의 개별 저장조와 유체 연통할 수 있다.
저장조는 환형 구조이고, 환형 구조 내에 기화전 제제를 보유하도록 구성될 수 있다. 채널 구조는, 제1 채널 표면부가 채널 표면의 외부의 환형부이면서 환형 구조의 베이스를 형성하고, 제2 채널 표면부가 채널 표면의 내측 부분인 디스크 구조일 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 채널 표면의 외부 환형부와 채널 표면의 내측 부분 사이에서 방사상으로 연장될 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 채널 구조의 내측 부분에 결합될 수 있다.
채널 구조는 관형 구조를 포함할 수 있다. 채널 표면은 관형 구조의 외부 표면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 관형 구조의 외부 표면을 따라 축 방향으로 연장될 수 있다.
채널 구조는 성형된 구조일 수 있다.
카트리지는 제2 채널 표면부 및 가열 요소와 접촉하는 심지 재료를 포함할 수 있다. 심지 재료는, 제2 채널 표면부 내의 적어도 하나의 개방 미세 채널로부터 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다.
일부 예시적 구현예에 따르면, e-베이핑 장치는 e-베이핑 장치용 카트리지, 및 카트리지에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함할 수 있다. 카트리지는 기화전 제제를 보유하도록 구성된 저장조, 채널 구조, 및 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수 있다. 채널 구조는 채널 표면을 포함할 수 있다. 채널 표면은 제1 채널 표면부 및 인접하는 제2 채널 표면부를 포함할 수 있다. 제1 채널 표면부는 저장조의 적어도 하나의 내부 표면을 형성할 수 있다. 제2 채널 표면부는 저장조의 외부에 있을 수 있다. 채널 표면은 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 제1 채널 표면부와 제2 채널 표면부 사이에서 연장될 수 있다. 채널 구조는 기화전 제제의 모세관 작용에 따라 저장조로부터 제2 채널 표면부까지 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 증기를 형성하기 위해, 제2 채널 표면부에 흡인된 기화전 제제를 기화시키도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 개방 미세 채널은 사다리꼴의 채널 단면을 가질 수 있다.
채널 구조는 채널 표면 상에 친수성 층을 포함할 수 있다.
가열 요소는 표면 히터를 포함할 수 있다.
가열 요소는 채널 구조의 제2 채널 표면부에 결합될 수 있다.
저장조는, 저장조와 제2 채널 표면부 사이에서 인터페이스를 실질적으로 밀봉하도록 구성된 밀봉 요소를 포함할 수 있다.
e-베이핑 장치는 복수의 저장조를 포함할 수 있다. 각각의 저장조는 적어도 하나의 기화전 제제를 보유하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 복수의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 각각의 개방 미세 채널은 복수의 저장조의 개별 저장조와 유체 연통할 수 있다.
저장조는 환형 구조이고, 환형 구조 내에 기화전 제제를 보유하도록 구성될 수 있다. 채널 구조는 디스크 구조일 수 있다. 제1 채널 표면부는 채널 표면의 외부 환형부이면서 환형 구조의 베이스를 형성할 수 있다. 제2 채널 표면부는 채널 표면의 내측 부분일 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 채널 표면의 외부 환형부와 채널 표면의 내측 부분 사이에서 방사상으로 연장될 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 채널 구조의 내측 부분에 결합될 수 있다.
채널 구조는 관형 구조를 포함할 수 있다. 채널 표면은 관형 구조의 외부 표면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개방 미세 채널은 관형 구조의 외부 표면을 통해 축 방향으로 연장될 수 있다.
채널 구조는 성형된 구조일 수 있다.
전원은 충전식 배터리를 포함할 수 있다.
카트리지 및 전원은 서로 착탈식으로 연결될 수 있다.
카트리지는 제2 채널 표면부 및 가열 요소와 접촉하는 심지 재료를 더 포함할 수 있다. 심지 재료는, 제2 채널 표면부 내의 적어도 하나의 개방 미세 채널로부터 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에 따르면, 방법은: 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 저장조로부터 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하는 단계로서, 적어도 하나의 개방 미세 채널은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 제1 부분은 저장조와 유체 연통되며, 제2 부분은 가열 요소와 결합되는 단계; 및 증기를 형성하기 위해 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 가열 요소에 흡인된 기화전 제제를 기화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 복수의 평행한 개방 미세 채널을 통해 기화전 제제를 가열 요소까지 흡인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은: 복수의 개방 미세 채널을 통해 복수의 저장조로부터 적어도 하나의 가열 요소까지 복수의 기화전 제제를 흡인하는 단계로서, 각각의 개방 미세 채널은 복수의 저장조의 개별 저장조와 유체 연통하는 단계; 및 적어도 하나의 증기를 형성하기 위해 복수의 개방 미세 채널을 통해 적어도 하나의 가열 요소에 흡인된 기화전 제제를 기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원의 비한정적인 구현예의 다양한 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 더욱 명백해질 수 있다. 첨부된 도면은 단지 예시적인 목적을 위해 제공되며, 청구범위의 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 주지되지 않는 한, 특정한 비율로 도시된 것으로 간주되지 않아야 한다. 도면의 다양한 치수는, 명료성을 위해 과장되었을 수 있다.
도 1a은 일부 예시적 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 측면도이다.
도 1b는 도 1a의 선 IB-IB'을 따르는 e-베이핑 장치의 단면도이다.
도 2a는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시도이다.
도 2b는 선 IIB-IIB'을 따르는 도 2a의 기화기 조립체의 단면도이다.
도 2c는 선 IIC-IIC'을 따르는 도 2a의 기화기 조립체의 단면도이다.
도 3은 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시도이다.
도 4a는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 단면도이다.
도 4b는, 도 4a의 기화기 조립체의 섹션 A의 사시도이다.
도 5는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시 단면도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d는 일부 예시적인 구현예에 따른 개방 미세 채널의 단면도이다.
도 7은 일부 예시적인 구현예에 따른 개방 미세 채널 및 친수성 층의 단면도이다.
도 8은 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시도이다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시도이다.
도 10은 일부 예시적인 구현예에 따른 증기를 형성하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
일부 상세한 예시적인 구현예가 본원에서 개시된다. 그러나, 본원에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 세부 사항은 단지 예시적 구현예를 설명하기 위한 대표적인 예일뿐이다. 그러나, 예시적인 구현예는 많은 대체 형태로 실시될 수 있고 단지 본원에 기재된 예시적 구현예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 예시적인 구현예에서 다양한 변형 및 대체 형태가 가능하지만, 그의 예시적인 구현예는 도면에 예로서 도시되고 본원에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예를, 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없으며, 그와 반대로, 예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 범주에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 도면 부호는 도면의 설명 전반에 걸쳐 동일한 요소를 지칭한다.
한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "연결된", "결합된" 또는 "덮는" 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소 또는 층 위에, 연결되거나, 결합되거나 덮거나, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 대조적으로, 한 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접 위에", "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 지칭될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 동일한 도면 부호는 본원 전반에 걸쳐 동일한 요소를 지칭한다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 본원에서 다양한 요소, 영역, 층 또는 섹션을 설명하는 데 사용될 수 있되, 이들 요소, 영역, 층 및 섹션은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다. 이들 용어는 단지 하나의 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서 사용된다. 그러므로, 이하에서 논의되는 제1 요소, 영역, 층 또는 부분은 예시적 구현예의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 영역, 층 또는 부분으로 언급될 수 있다.
본원에서 공간적으로 상대적인 용어(예를 들어, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등)는 도면에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 기술함에 있어서 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑"으로 기재된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위"에 배향될 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위와 아래의 배향 둘 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술자는 그에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 사용된 용어는 단지 다양한 예시적 구현예를 설명하기 위한 것이고 예시적 구현예를 한정하려는 것이 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태 하나("a", "an" 및 "the")는 문맥상 달리 표시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함하다(includes, comprises)," 및 "포함하는(including, comprising)"은 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 정수(integer), 단계, 작동, 또는 요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.
예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 이상적인 구현예(및 중간 구조체)의 개략도인 단면도를 참조하여 본원에 설명된다. 이와 같이, 제조 기술 또는 공차(tolerance)의 결과로서 도면의 형상으로부터 변형이 예상된다. 따라서, 예시적 구현예는 본원에 도시된 영역의 형상에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 예시적 구현예가 속하는 당업계의 숙련자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 공통적으로 사용되는 사전에서 정의된 것을 포함하는 용어는, 관련 분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 명시적으로 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이다.
도 1a는 일부 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치(60)의 측면도이다. 도 1b는 도 1a의 선 IB-IB'을 따르는 e-베이핑 장치의 단면도이다. e-베이핑 장치(60)는 2013년 1월 31일에 출원된 Tucker 등에 의한 미국특허출원 공개번호 제2013/0192623호 및 2013년 1월 14일에 출원된 Tucker 등에 의한 미국특허출원 공개번호 제2013/0192619호에 설명된 하나 이상의 특징을 가지며, 위 특허출원들 각각의 전체 내용은 참조로써 본원에 통합된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "e-베이핑 장치"는 형태, 크기 또는 형상에 관계없이 모든 유형의 전자 베이핑 장치를 포함한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, e-베이핑 장치(60)는 교체식 카트리지(또는 제1 섹션)(70) 및 재사용식 전원 섹션(또는 제2 섹션)(72)을 포함한다. 섹션(70, 72)은 각각의 섹션(70, 72)의 상보적인 인터페이스(74, 84)에서 함께 결합될 수 있다.
적어도 일부 예시적인 구현예에서, 인터페이스(74, 84)는 나사식 커넥터이다. 각각의 인터페이스(74, 84)는 제한 없이 꼭끼워맞춤(snug-fit), 걸쇠(detent), 베이어닛(bayonet) 또는 클램프 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 유형의 커넥터일 수 있음을 인식해야 한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 구현예에서, 유출구 단부 인서트(20)는 카트리지(70)의 유출구 단부에 위치될 수 있다. 유출구 단부 인서트(20)는 e-베이핑 장치(60)의 길이 방향 축으로부터 비축으로 위치될 수 있는 적어도 하나의 유출구 포트(21)를 포함한다. 적어도 하나의 유출구 포트(21)는 e-베이핑 장치(60)의 길이 방향 축에 대해 외부로 경사질 수 있다. 다수의 유출구 포트(21)는 유출구 단부 인서트(20)의 둘레 주위에 균일하게 또는 실질적으로 균일하게 분포되어, 흡연 중에 배출구 단부 인서트(20)를 통해 흡인된 증기를 실질적으로 균일하게 분배할 수 있다. 따라서, 증기(95)가 유출구 단부 인서트(20)를 통해 흡인될 때, 증기는 상이한 방향으로 이동할 수 있다.
카트리지(70)는 길이 방향으로 연장되는 외부 하우징(16)을 포함한다. 전원 섹션(72)은 길이 방향으로 연장되는 외부 하우징(17)을 포함한다. 일부 예시적인 구현예에서, 외부 하우징(16)은 카트리지(70) 및 전원 섹션(72) 모두를 수용하는 단일 관일 수 있으며, 전체 e-베이핑 장치(60)는 일회용일 수 있다. 외부 하우징(16)은 전체적으로 원통형인 단면을 가질 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 외부 하우징(16)은 하나 이상의 카트리지(70)와 전원 섹션(72)을 따라서 대체로 삼각형의 단면을 가질 수 있다. 일부 예시적 구현예에서, 외부 하우징(16)은 e-베이핑 장치(60)의 유출구 단부에서 보다 선단부에서 더 큰 원주 또는 치수를 가질 수 있다.
도 1a~b를 계속 참조하면, 카트리지(70)는 기화전 제제의 기화에 기반하여 증기(95)를 형성하도록 구성된 기화기 조립체(22)를 포함한다. 기화기 조립체(22)는 적어도 하나의 저장조(24), 채널 구조(25), 및 가열 요소(28)를 포함한다. 저장조(24)는 기화전 제제를 보유하도록 구성된다. 채널 구조(25)는 저장조(24)로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다. 가열 요소(28)는 증기(95)를 형성하기 위해 흡인된 기화전 제제를 기화시키도록 구성된다. 기화기 조립체(22)는 적어도 도 2a~c, 도 3, 및 도 4를 참조하여 아래에 더 기술될 것이다.
저장조(24)는 저장조(24)의 내부에 기화전 제제를 보유할 수 있다. 채널 구조(25)가 저장조(24)에 결합되어, 채널 구조(25)의 적어도 일부가 저장조(24)의 내부와 유체 연통한다. 채널 구조(25)는 금속 재료, 플라스틱 재료, 이들의 일부 조합, 등을 포함하는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 구조(25)는 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다. 채널 구조(25)는 친수성 재료, 성형 가능한 재료, 이들의 일부 조합, 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 구조(25)는 친수성 사출 성형 가능한 재료를 포함할 수 있다. 친수성의 사출 성형 가능한 재료는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리유산(PLA), 이들의 일부 조합, 등을 포함할 수 있다.
아래에 더 논의되는 바와 같이, 채널 구조(25)는 저장조로부터 저장조(24)의 외부에 있는 채널 구조(25)의 하나 이상의 부분까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다. 채널 구조(25)는 개방 미세 채널 내의 기화전 제제의 모세관 작용에 따라, 저장조(24)로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성된 하나 이상의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다.
가열 요소(28)는 기화전 제제가 저장조(24)로부터 흡인될 수 있는 채널 구조(25)의 일부에 인접하여 위치된다. 가열 요소(28)는 기화전 제제가 저장조(24)로부터 흡인될 수 있는 채널 구조(25)의 일부에 결합될 수 있다. 도 1b에 도시된 예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 가열 요소(28)는 채널 구조(25)의 표면 상에서 연장될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 채널 구조(25)의 길이 방향 축에 대해 평행하거나 횡 방향(직교, 수직, 등)으로 연장될 수 있다.
가열 요소(28)는 열을 발생시키도록 구성된다. 채널 구조(25)는 저장조(24)로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성되므로, 기화전 제제는 가열 요소(28)에 의한 채널 구조(25)의 가열에 기반하여 채널 구조(25)로부터 기화될 수 있다.
베이핑 동안, 기화전 제제는 채널 구조(25)의 하나 이상의 개방 미세 채널(도 1a~b에 미도시)의 모세관 작용에 의해 저장조(24)로부터 전달될 수 있다. 가열 요소(28)가 활성화되어 열을 발생시킬 때 또는 이 경우에, 채널 구조(25)의 일부를 통해 연장되는 하나 이상의 개방 미세 채널의 부분들 내의 기화전 제제가 가열 요소(28)에 의해 기화되어 증기를 형성할 수 있도록, 가열 요소(28)는 채널 구조(25)의 일부를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입 포트(44)가 인터페이스(74)에 인접하게 외부 하우징(16)에 형성되어 베이핑 중에 성인 베이퍼의 손가락이 포트 중 하나를 막을 확률을 최소화할 수 있고 흡인 저항(RTD)을 제어할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 그 직경이 세밀하게 제어되고 하나에서 다음 e-베이핑 장치(60)로 동일하게 복제되도록 제조되는 동안 정밀 공구에 의해 외부 하우징(16) 내에 가공될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 카바이드 드릴 비트 또는 다른 고정밀 공구 또는 기술로 천공될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)의 크기 및 형상이 제조 작업, 포장, 및 베이핑 중에 변경되지 않을 수 있도록 외부 하우징(16)은 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 그러므로, 공기 유입 포트(44)는 특정한 RTD를 제공할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 e-베이핑 장치(60)가 약 40 ㎜ 수위계 내지 약 150 ㎜ 수위계 범위의 흡인 저항을 갖도록 구성되고 또 크기를 가질 수 있다.
카트리지(70)의 하나 이상의 요소는 카트리지(70) 내부에 내부 공간(42 및 46)을 형성한다. 도시된 바와 같이, 카트리지(70) 내부는, 카트리지(70)의 외부 하우징(16) 및 기화기 조립체(22)의 하나 이상의 요소에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 공간(42)을 포함한다. 카트리지 내부는, 외부 하우징(16), 기화기 조립체(22), 및 유출구 단부 인서트(20)에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 공간(46)을 더 포함한다. 내부 공간(42)은 각각 하나 이상의 공기 유입 포트(44)와 유체 연통한다. 내부 공간(46)은 각각 하나 이상의 공기 유입 포트(21)와 유체 연통한다. 내부 공간(42)은 카트리지(70) 내부의 하나 이상의 상류 부분으로서 지칭할 수 있다. 내부 공간(46)은 카트리지(70) 내부의 하류 부분으로서 지칭할 수 있다. 공기(94)는 하나 이상의 공기 유입 포트(44)를 통해 공간(42) 내로 흡인될 수 있다. 기화기 조립체(22)에 의해 형성된 증기(95)는 적어도 하나의 공간(42 및 46) 내로 방출될 수 있다. 적어도 증기(95) 및 공기(94)는 공간(46)을 통해 공기 유출구 포트(21)를 통과하여 흡인될 수 있다.
도 1a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 기화기 조립체(22)의 적어도 일부의 하류에 위치된다. 공기 유입 포트(44)는 증기(95)가 형성될 수 있는 채널 구조(25)의 일부와 유체 연통하는 공간(42) 내로 공기(94)를 유도하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 공기 유입 포트(44)를 통해 공간(42) 내로 흡인된 공기(94)가 가열 요소(28)에 인접한 채널 구조(25)의 일부와 유체 연통되어 통과할 수 있도록 공기 유입 포트(44)는 가열 요소(28)의 상류에 위치된다. 기화기 조립체(22)에 의해 형성된 증기(95)는 공기(94)와 혼합될 수 있다. 증기(95) 및 공기(94) 중 적어도 하나는 공간(46)을 통해 하류를 통과하여 하나 이상의 공기 유출구 단부(21)를 통해 카트리지(70)를 빠져나갈 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 카트리지(70)는 커넥터 요소(91)를 포함한다. 커넥터 요소(91)는 캐소드 커넥터 요소 및 애노드 커넥터 요소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 도 1b에 도시된 예시적인 구현예에서, 예를 들어, 전기 리드(26-1)는 커넥터 요소(91)에 결합된다. 도 1b에 더 도시된 바와 같이, 커넥터 요소(91)는 전원 섹션(72)에 포함된 전원(12)과 결합되도록 구성된다. 인터페이스(74, 84)가 서로 결합될 때 또는 이 경우에, 커넥터 요소(91) 및 전원(12)은 서로 결합될 수 있다. 커넥터 요소(91)와 전원(12)을 함께 결합시키면, 리드(26-1)와 전원(12)을 전기적으로 결합시킬 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 인터페이스(74, 84) 중 하나 이상은 캐소드 커넥터 요소 및 애노드 커넥터 요소 중 하나 이상을 포함한다. 도 1b에 도시된 예시적인 구현예에서, 예를 들어, 전기 리드(26-2)는 인터페이스(74)에 결합된다. 도 1b에 더 도시된 바와 같이, 전원 섹션(72)은 제어 회로(11)를 인터페이스(84)에 결합시키는 리드(92)를 포함한다. 인터페이스(74, 84)가 서로 결합될 때 또는 이 경우에, 결합된 인터페이스(74, 84)는 리드(26-2 및 92)를 전기적으로 서로 결합시킬 수 있다.
인터페이스(74, 84)가 서로 결합될 때 또는 이 경우에, 카트리지(70)와 전원 섹션(72)을 통한 하나 이상의 전기 회로가 구축될 수 있다. 구축된 전기 회로는 적어도 가열 요소(28), 제어 회로(11), 및 전원(12)을 포함할 수 있다. 전기 회로는 전기 리드(26-1 및 26-2), 리드(92) 및 인터페이스(74, 84)를 포함할 수 있다.
커넥터 요소(91)는 절연 재료(91b) 및 전도성 재료(91a)를 포함할 수 있다. 전도성 재료(91a)는 리드(26-1)를 전원(12)에 전기적으로 결합시킬 수 있고, 절연 재료(91b)는 전도성 재료(91a)를 인터페이스(74)로부터 절연시켜 리드(26-1)와 인터페이스(74) 사이에서의 전기적 쇼트의 확률을 감소시키거나 방지할 수 있다. 예를 들어, 커넥터 요소(91)가 e-베이핑 장치(60)의 길이 방향 축에 대해 직교하는 원통형 단면을 포함할 때 또는 이 경우에, 커넥터 요소(91)에 포함된 절연 재료(91b)가 커넥터 요소(91)의 외측 환형부 내에 있고, 전도성 재료(91a)는 커넥터 요소(91)의 내부 원통형부 내에 있을 수 있으므로, 절연 재료(91b)는 전도성 재료(91a)를 둘러싸고 전도성 재료(91a)와 인터페이스(74) 사이가 전기적으로 연결될 확률을 감소시키거나 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
도 1a 및 도 1b를 계속 참고하면, 전원 섹션(72)은 e-베이핑 장치(60)의 자유 단부 또는 선단부에 인접한 공기 유입 포트(44a)를 통하여 전원 섹션(72) 내로 흡인된 공기에 반응하는 센서(13), 적어도 하나의 전원(12) 및 제어 회로(11)를 포함한다. 전원(12)은 충전식 배터리를 포함할 수 있다. 센서(13)는 압력 센서, 미세전자기계 시스템(MEMS) 센서 등 중의 하나 이상일 수 있다.
도 1a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 센서(13)및 제어 회로(11)는 전원 섹션(72)의 선단부에 인접하게 위치된다. 일부 예시적인 구현예에서는 센서(13) 및 제어 회로(11) 중 하나 이상이, 전원 섹션(72)의 선단부와는 상이한 하나 이상의 위치를 포함하는, 전원 섹션(72) 내의 하나 이상의 상이한 위치에 위치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 예시적인 구현예에서, 제어 회로(11) 및 센서(13) 중 하나 이상은 전원 섹션(72)의 유출구 단부에 인접하게 위치될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 전원(12)은, 애노드가 캐소드의 하류에 있도록 e-베이핑 장치(60) 내에 배치된 배터리를 포함한다. 커넥터 요소(91)는 배터리의 하류 단부와 접촉한다. 인터페이스(74, 84)가 서로 결합될 때 또는 이 경우에, 가열 요소(28)는 적어도 전기 리드(26-1) 및 커넥터 요소(91)에 의해 전원(12)에 연결된다.
전원(12)은 리튬-이온 배터리 또는 그의 변형체 중 하나, 예를 들어 리튬-이온 폴리머 배터리일 수 있다. 대안적으로, 전원(12)은 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리 또는 연료 전지일 수 있다. e-베이핑 장치(60)는 전원(12)의 에너지가 고갈될 때까지 또는 리튬 폴리머 배터리의 경우, 최소 전압 차단 레벨이 달성될 때까지 성인 베이퍼에 의해 사용 가능할 수 있다.
또한, 전원(12)은 재충전 가능하고 배터리가 외부 충전 장치에 의해 충전 가능하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. e-베이핑 장치(60)를 충전하기 위해, USB 충전기 또는 다른 적합한 충전기 조립체가 사용될 수 있다.
카트리지(70)와 전원 섹션(72) 사이의 연결이 완료되면, 적어도 하나의 전원(12)은 센서(13)의 활성화 시 카트리지(70)의 가열 요소(28)와 전기적으로 연결될 수 있다. 공기는 주로 하나 이상의 공기 유입 포트(44)를 통하여 카트리지(70) 내로 흡입된다. 하나 이상의 공기 유입 포트(44)는 제1 및 제2 부분(70, 72)의 외부 하우징(16, 17)을 따라 또는 하나 이상의 결합된 인터페이스(74, 84)에 위치될 수 있다.
센서(13)는 공기 압력 강하를 감지하고 전원(12)으로부터 가열 요소(28)로의 전압의 인가를 개시하도록 구성될 수 있다. 도 1b에 도시된 예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 전원 섹션(72)의 일부 예시적인 구현예는 가열 요소(28)가 작동될 때 또는 이 경우에 빛나도록 구성된 히터 활성화 광(48)을 포함한다. 히터 활성화 광(48)은 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 또한, 히터 활성화 광(48)은 베이핑 동안 성인 베이퍼에게 시인되도록 배치될 수 있다. 더욱이, 히터 활성화 광(48)은 e-베이핑 시스템 진단을 위해 또는 재충전이 진행중임을 나타내기 위해 활용될 수 있다. 히터 활성화 광(48)은 또한, 프라이버시를 위해 성인 베이퍼가 히터 활성화 광(48)을 활성화시키거나, 비활성화시키거나, 혹은 활성화시키고 비활성화시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 히터 활성화 광(48)은 e-베이핑 장치(60)의 선단부에 위치될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 히터 활성화 광(48)은 외부 하우징(17)의 측면부에 위치될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 공기 유입 포트(44a)는 센서(13)에 인접하게 위치될 수 있으며, 따라서 센서(13)는 e-베이핑 장치의 유출구 단부를 통해 흡인되고 있는 증기를 나타내는 공기 흐름을 감지할 수 있다. 센서(13)는 전원(12) 및 히터 활성화 광(48)을 작동시켜 가열 요소(28)가 활성화되었음을 나타낼 수 있다.
또한, 제어 회로(11)는 센서(13)에 반응하여 가열 요소(28)로의 전력 공급을 제어할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제어 회로(11)는 최대 기간(time-period) 제한기를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제어 회로(11)는 수동으로 베이핑을 개시하도록 성인 베이퍼용 수동으로 작동되는 스위치를 포함할 수 있다. 가열 요소(28)로의 전류 공급 기간은 기화되기를 원하는 기화전 제제의 양에 따라 사전 설정될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제어 회로(11)는 센서(13)가 압력 강하를 검출하는 동안은 가열 요소(28)로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
가열 요소(28)로의 전력 공급을 제어하기 위해, 제어 회로(11)는 컴퓨터 실행 가능 프로그램 코드의 하나 이상의 인스턴스(instance)를 실행할 수 있다. 제어 회로(11)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 컴퓨터 실행 가능 코드를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다.
제어 회로(11)는 프로세서, 중앙 처리 유닛(CPU), 제어기, 산술 논리 유닛(ALU), 디지털 신호 프로세서, 미세컴퓨터, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 시스템 온 칩(SoC), 프로그램 가능 논리 유닛, 미세프로세서, 또는 정의된 방식으로 명령에 응답하고 명령을 실행할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함하되, 이에 한정되지 않는, 처리 회로를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제어 회로(11)는 주문형 집적 회로(ASIC) 및 ASIC 칩 중 적어도 하나일 수 있다.
제어 회로(11)는 저장 장치에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 코드를 실행하는 특수 목적 기계로서 구성될 수 있다. 프로그램 코드는 하나 이상의 하드웨어 장치에 의해 실시될 수 있는 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 명령, 소프트웨어 요소, 소프트웨어 모듈, 데이터 파일, 데이터 구조 등 중 적어도 하나, 예를 들어 전술한 제어 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 프로그램 코드의 예는 컴파일러에서 생성된 기계 코드와 인터프리터(interpreter)를 사용하여 실행되는 상위 레벨 프로그램 코드 둘 모두를 포함한다.
제어 회로(11)는 하나 이상의 저장 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 저장 장치는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), (디스크 드라이브와 같은) 영구적인 대용량 저장 장치, 고체 장치(예를 들어, NAND 플래시), 또는 데이터를 저장하고 기록할 수 있는 임의의 다른 유사한 데이터 저장 기계 장치와 같은 유형(tangible) 또는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체일 수 있다. 하나 이상의 저장 장치는 하나 이상의 운영 체제를 위해, 본원에서 설명된 예시적 구현예를 구현하기 위해 또는 둘 모두를 위해 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이의 일부 조합을 저장하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이의 일부 조합은 또한 구동 메커니즘을 사용하여 별도의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로부터 하나 이상의 저장 장치, 하나 이상의 컴퓨터 처리 장치 또는 둘 모두에 로딩될 수 있다. 이와 같은 별도의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 USB 플래시 드라이브, 메모리 스틱, 블루-레이/DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 및 다른 유사한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이들의 조합은, 로컬 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 통하지 않고 네트워크 인터페이스를 통하여 원격 데이터 저장 장치로부터 하나 이상의 저장 장치, 하나 이상의 컴퓨터 처리 장치 또는 둘 모두에 로딩될 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이의 일부 조합은 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이의 일부 조합으로부터 네트워크를 통해 전송, 배포, 또는 전송하고 배포하도록 구성된 원격 컴퓨팅 시스템으로부터 하나 이상의 저장 장치, 하나 이상의 프로세서 또는 둘 모두에 로딩될 수 있다. 원격 컴퓨팅 시스템은 유선 인터페이스, 무선 인터페이스 및 임의의 다른 유사한 매체 중 적어도 하나를 통해 컴퓨터 프로그램, 프로그램 코드, 명령어 또는 이의 일부 조합을 전송, 배포, 또는 전송하고 배포할 수 있다.
제어 회로(11)는 가열 요소(28)로의 전력 공급을 제어하기 위하여 컴퓨터 실행 가능 코드를 실행하도록 구성된 특수 목적 기계일 수 있다. 가열 요소(28)로의 전력 공급을 제어하는 것은 가열 요소(28)를 활성화시키는 것과 상호 교환적으로 본원에서 지칭될 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 계속 참조하면, 가열 요소(28)가 활성화될 때 또는 이 경우에, 활성화된 가열 요소(28)는 채널 구조(25)의 일부를 약 10초 미만 동안 가열할 수 있다. 따라서, 전력 사이클(또는 최대 베이핑 길이)은 약 2초 내지 약 10초(예를 들어, 약 3초 내지 약 9초, 약 4초 내지 약 8초, 또는 약 5초 내지 약 7초) 기간일 수 있다.
기화전 제제는 증기로 변환될 수 있는 재료 또는 재료들의 조합이다. 　 예를 들어, 기화전 제제는 물, 비드, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향미, 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제, 및 이들의 조합을 포함하되, 이들로 한정되지 않는, 액체, 고체, 및 겔 제제 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화전 제제는 프로필렌 글리콜, 글리세린, 및 이들의 조합 중 하나이다.
기화전 제제는 니코틴을 포함할 수 있거나, 니코틴을 배제할 수 있다. 기화전 제제는 하나 이상의 담배 향미제를 포함할 수 있다. 기화전 제제는 하나 이상의 담배 향미제와 별개인 하나 이상의 향미제를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 니코틴을 포함하는 기화전 제제는 또한 하나 이상의 산을 포함할 수 있다. 하나 이상의 산은, 피루브산, 포름산, 옥살산, 글리콜산, 아세트산, 이소발레르산, 발레르산, 프로피온산, 옥탄산, 젖산, 레불린산, 소르브산, 말산, 타르타르산, 숙신산, 구연산, 벤조산, 올레산, 아코니트산, 부티르산, 신남산, 데칸산, 3,7-디메틸-6-옥텐산, 1-글루탐산, 헵탄산, 헥산산, 3-헥센산, 트랜스-2-헥센산, 이소부티르산, 라우르산, 2-메틸부티르산, 2-메틸발레르산, 미리스트산, 노난산, 팔미트산, 4-펜텐산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산, 염산, 인산, 황산 및 이들의 조합 중 하나 이상일 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)에서 형성된 증기(95)에는 기체 상태인 하나 이상의 재료가 실질적으로 없을 수 있다. 예를 들어, 증기(95)는 실질적으로 미립자 상태이며 실질적으로 기체 상태가 아닌 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
저장조(24)의 저장 매체는 면, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 레이온 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 섬유상 재료일 수 있다. 섬유는 약 6 ㎛ 내지 약 15 ㎛(예를 들어, 약 8 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 또는 약 9 ㎛ 내지 약 11 ㎛)의 크기 범위의 직경을 가질 수 있다. 저장 매체는 소결형이거나, 다공성이거나 혹은 발포체형 재료일 수 있다. 또한, 섬유는 흡입할 수 없는 크기일 수 있고 Y자 형상, 십자 형상, 클로버 형상 또는 임의의 다른 적합한 형상을 갖는 단면을 가질 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 저장조(24)는 임의의 저장 매체가 없고 단지 기화전 제제를 포함하는 충진된 탱크를 포함할 수 있다.
저장조(24)는 e-베이핑 장치(60)로 적어도 약 200초 동안 베이핑할 수 있도록 충분한 기화전 제제를 보유하도록 구성되고 또 크기를 가질 수 있다. e-베이핑 장치(60)는 각각의 베이핑이 최대 약 5초 동안 지속될 수 있도록 구성될 수 있다.
가열 요소(28)는 임의의 적합한 전기 저항 재료로 형성될 수 있다. 적합한 전기 저항 재료의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금 군으로부터의 금속을 포함할 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈, 코발트, 크롬, 알루미늄-티타늄-지르코늄, 하프늄, 니오븀, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간 및 철-함유 합금, 그리고 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기반한 초합금을 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가열 요소(28)는 니켈 알루미나이드, 표면에 알루미나 층을 가진 재료, 철 알루미나이드 및 다른 복합 재료로 형성될 수 있고, 전기 저항 재료는 요구되는 외부 물리화학적 특성과 에너지 전달 동역학에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다. 가열 요소(28)는 스테인리스 스틸, 구리, 구리 합금, 니켈-크롬 합금, 초합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 니켈-크롬 합금 또는 철-크롬 합금으로 형성될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 외부 표면 상에 전기 저항 층을 갖는 세라믹 히터일 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 다공성 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 세라믹 재료가 다공성 세라믹 물질을 포함하는 경우, 가열 요소(28)는 세라믹 재료 내에 포함된 하나 이상의 와이어를 포함하는 하나 이상의 저항 요소를 포함할 수 있다.
가열 요소(28)는 열 전도에 의해 기화전 제제를 가열할 수 있다. 대안적으로, 가열 요소(28)로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기화전 제제로 전도될 수 있거나 가열 요소(28)가 베이핑 동안에 e-베이핑 장치(60)를 통해 흡인되는 유입 주변 공기로 열을 전달할 수 있으며, 이는 결국 대류에 의해 기화전 제제를 가열한다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는, 신속하게 열을 발생시킬 수 있는 높은 전기 저항을 갖는 재료로 형성된 저항 히터를 포함하는 다공성 재료인 가열 요소(28)를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 카트리지(70)는 교체 가능할 수 있다. 즉, 카트리지의 향미제 또는 기화전 제제 중 하나가 고갈되면, 카트리지(70)만 교체할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 저장조(24)가 고갈되면 e-베이핑 장치(60) 전체가 폐기될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치(60)의 길이는 약 80 ㎜ 내지 약 110 ㎜이고, 직경은 약 7 ㎜ 내지 약 8 ㎜일 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치(60)는 약 84 ㎜의 길이일 수 있으며, 약 7.8㎜의 직경을 가질 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화전 제제는 하나 이상의 향미제를 포함할 수 있다. 향미제는 자연 향미제 또는 인공("합성") 향미제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 향미제는 하나 이상의 식물 추출물을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 향미제는 담배 향, 멘톨, 노루발풀 향, 박하, 허브 향, 과일 향, 너트 향, 주류 향, 및 이들의 조합 중 하나 이상이다. 일부 예시적인 구현예에서, 향미제는 식물성 재료에 포함된다. 식물성 재료는 하나 이상의 식물의 재료를 포함할 수 있다. 식물성 재료는 하나 이상의 허브, 향신료, 과일, 뿌리, 나뭇잎, 풀 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 식물성 재료는 오렌지 껍질 재료 및 스위트 그라스 재료를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 식물성 재료는 담배 재료를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 담배 재료는 니코티아나(Nicotiana) 속의 임의의 일원에서 유래한 재료를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 담배 재료는 2개 이상의 상이한 담배 품종의 블렌드를 포함한다. 사용될 수 있는 담배 재료의 적합한 유형들의 예는 황색종 연초(flue-cured tobacco), 버얼리종 담배(Burley tobacco), 다크 담배(Dark tobacco), 메릴랜드 담배(Maryland tobacco), 오리엔탈 담배, 희귀 담배, 특제품 담배, 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 담배 재료는 담배 잎몸, 체적 팽창된 또는 부풀려진 담배 같은 가공된 담배 재료, 예컨대 절단하여 감겨지거나(cut-rolled) 또는 절단하여 부풀려진(cut-puffed) 줄기와 같은 가공된 담배 줄기, 환원된 담배 물질, 이들의 혼합체 등을 포함하되, 이에 한정되지 않는 임의의 적합한 형태로 제공될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 담배 재료는 실질적으로 건조한 담배 덩어리의 형태이다.
도 2a는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체(22)의 사시도이다. 도 2b는 선 IIB-IIB'을 따르는 도 2A의 기화기 조립체의 단면도이다. 도 2c는 도 2a의 선 IIC-IIC'을 따르는 기화기 조립체의 단면도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 2a~c에 도시된 기화기 조립체(22)는 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 도시된 기화기 조립체(22)일 수 있다.
기화기 조립체(22)는 저장조(24), 채널 구조(25), 및 가열 요소(28)를 포함한다. 저장조(24)는 외부 하우징(202) 및 저장조(24)의 내부(201)에 적어도 부분적으로 형성된 밀봉 요소(204)(예를 들어, O-링 요소)를 포함한다. 저장조(24)는 저장조 내부(201)에 기화전 제제를 보유할 수 있다. 외부 하우징(202), 밀봉 요소(204), 및 채널 구조(25)의 적어도 일부는 저장조(24)의 내부(201)를 형성한다. 저장조(24)는 내부(201) 내에 기화전 제제를 보유한다.
일부 예시적인 구현예에서, 적어도 아래 도 2a~c 및 도 3에 도시된 예시적인 구현예를 포함하여, 채널 구조(25)는, 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2)를 각각 포함하는 채널 표면(216)을 포함한다. 채널 표면부(216)의 제1 채널 표면부(212-1)는 저장조 내부(201)와 유체 연통하도록 채널 구조(216)의 제1 채널 표면부(212-1)는 저장조 내부(201)의 경계를 형성한다.
채널 구조(25)는 채널 표면(216)에서 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함한다. "N"은 적어도 (1)의 값을 갖는 양의 정수일 수 있다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 제1 및 제2 채널부(212-1 및 212-2) 사이에서 연장된다. 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 채널 표면(216) 내 홈(groove)이다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 각각의 깊이는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 길이 방향 축에 직교하여, 채널 표면(216)으로부터 채널 구조(25)의 내부 내로 연장된다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 제1 채널 표면부(212-1)로부터 제2 채널 표면부(212-2)까지 저장조(24)로부터 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통한 기화전 제제의 운반에 기반하여 저장조(24)로부터 기화전 제제를 흡인할 수 있다.
제1 채널 표면부(212-1)를 통해 연장되는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 일부는 저장조 내부(201)와 유체 연통한다. 제1 채널 표면부(212-1)를 통해 연장되는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 일부는 저장조 내부(201)로부터 기화전 제제를 수용할 수 있다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 모세관 작용에 따라, 제1 채널 표면부(212-1)로부터 제2 채널 표면부(212-2)까지 수용된 기화전 제제를 운반할 수 있다.
제2 채널 표면부(212-2)는 저장조 내부(201)와 직접 유체 연통하는 것이 제한된다. 제2 채널 표면부(212-2)는 저장조 내부(201)에 보유된 기화전 제제와 직접 유체 연통하는 것이 제한된다. 도 2a 및 2c에 도시된 바와 같이, 저장조 내부(201)로부터 기화전 제제의 흐름이 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 흐르도록 제한되도록 밀봉 요소(204)는 채널 표면(216)과의 인터페이스(230)를 밀봉하거나 실질적으로 밀봉한다.
도 2a~c에 도시된 예시적인 구현예를 포함하는, 일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 의해 제2 채널 표면부(212-2)에 흡인된 기화전 제제를 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 요소(28)를 포함한다. 도 2a~c에 도시된 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 가열 요소(28)는 제2 채널 표면부(212-2)에서 채널 구조(25)와 결합된다.
도 2a~c에 도시된 예시적인 구현예를 포함하는, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 원통형 구조(210)를 포함한다. 원통형 구조(210)가 제1 채널 표면부(212-1)를 둘러싸는 환형 저장조 내부(210)를 적어도 부분적으로 형성하도록, 원통형 구조(210)는 저장조(24)와 저장조(24)의 내부 사이에서 연장된다. 도 2a~c에 도시된 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 저장조 내부(201)의 베이스를 형성하는 디스크 구조(214)를 포함한다. 도 2a~c에 더 도시된 바와 같이, 채널 구조(216)는 원통형 및 디스크 구조(210 및 214) 사이에서 연장될 수 있고, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 원통형 및 디스크 구조(210 및 214) 사이에서 연장될 수 있다.
도 2a~c에 도시된 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 원통형 및 디스크 구조(210 및 214) 사이에 연속적인 커브 형상(예를 들어, 표면 정점 또는 에지가 없음)을 포함한다. 이러한 연속적인 커브 형상은 저장조 내부(201)에 보유된 기화전 제제의 양이 고갈됨에 따른 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통한 기화전 제제의 이동을 개선할 수 있다. 예를 들어, 기화전 제제의 양이 고갈됨에 따라, 기화전 제제가 디스크 구조(214)를 따라 연장되는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 유체 연통 상태로 유지되도록, 남은 기화전 제제는 디스크 구조(214)의 일부를 둘러싸는 환상 풀(pool)을 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 원통형 구조(210)의 길이 방향 축과 평행하거나 실질적으로 평행하게 원통형 구조(210) 상에서 연장되고, 개방 미세 채널(220-1)은 디스크 구조(214)의 외부 경계에 방사상으로, 원통형 구조(210)에 비교하여, 디스크 구조(214) 상에서 더 연장된다.
일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 원통형 구조(210) 및 디스크 구조(214)는 채널 구조(25)에 부재할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는, 저장조(24)로부터, 하나 이상의 특정 범위의 고유 특성을 갖는 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다. 예를 들어, 채널 구조(25)는 기화전 제제가 하나 이상의 특별한 고유 특성을 가질 때 또는 이 경우에 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 모세관 작용에 따라 기화전 제제를 흡인하도록 구성된, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함할 수 있다.
이러한 고유 특성은 기화전 제제의 점성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 모세관 작용에 따라, 약 1 센티푸아즈 내지 약 60 센티푸아즈 범위의 점성을 갖는 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다.
이러한 고유 특성은 기화전 제제의 재료 조성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 모세관 작용에 따라, 80 질량%의 글리세롤과 20 질량%의 프로필렌 글리콜의 혼합물을 포함하는 기화전 제제를 흡인하도록 구성된다.
일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 하나 이상의 개방 미세 채널 형성 프로세스의 구현을 통해 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로세스는 운영자 및 기계 장치 중 하나 이상에 의해 구현될 수 있다. 기계 장치는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 하나 이상의 인스턴스 상에 저장된, 컴퓨터 실행 가능 프로그램 명령의 하나 이상의 인스턴스를 실행하는 단계에 기반하여 이러한 프로세스를 구현할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)이, 채널 구조(25)가 형성되는 형판(mold)에 따라 채널 구조(25)의 형성과 동시에 형성되도록 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함하도록 성형되는 성형 구조이다. 예를 들어, 채널 구조(25)는 PTFE 구조로 성형될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조는 3차원(3D) 인쇄 프로세스를 통해 형성될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)이, 채널 구조(25)가 형성되는 주물(cast)에 따라 채널 구조(25)의 형성과 동시에 형성되도록 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함하는 주형 구조이다.
일부 예시적인 구현예에서, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 채널 구조(25)의 하나 이상의 부분을 제거하는 단계를 통해 형성된다. 이러한 형성은 채널 구조(25)의 하나 이상의 표면에 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 형성하기 위해 "절단", "에칭", "연삭" 또는 이들의 조합, 등을 포함할 수 있다.
도 3은 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체(22)의 사시도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 3에 도시된 기화기 조립체(22)는 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 포함된 기화기 조립체(22)일 수 있다.
도 3을 참조하면, 기화기 조립체(22)는, 적어도 부분적으로 저장조 내부(201)의 경계("표면")을 형성하고 저장조(24) 너머로 연장되는, 평면이거나 실질적으로 평면인 채널 구조(25)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 평면 채널 구조(25)는 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2)를 갖는 채널 표면(216)을 포함한다. 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2)는 저장조 내부(201)에 노출됨으로써 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 저장조 내부(201)가 채널 구조(25), 외부 하우징(202), 및 베이스(302)에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 경우, 제1 채널 표면부(212-1)는, 저장조 내부(201)와 직접 유체 연통하는 채널 표면(216)의 적어도 일부이다. 제2 채널 표면부(212-2)는, 저장조 내부(201)와 직접 유체 연통하는 것이 제한되는 채널 표면(216)의 일부이다. 제1 및 제2 채널부(212-1 및 212-2)는, 밀봉 요소(204)와 채널 표면(216) 사이의 인터페이스(230)에 의해 형성될 수 있다. 밀봉 요소(204)는 저장조 내부(201)로부터 기화전 제제의 흐름이, 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2) 사이에서 연장되는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 흐르도록 제한되도록 밀봉 요소(204)는 인터페이스(230)를 밀봉하거나 실질적으로 밀봉한다.
채널 구조(25)는, 저장조 내부(201)로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성된 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함한다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2) 사이에서 연장된다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통한 기화전제제의 모세관 작용에 따라 저장조 내부(201)로부터 제2 채널 표면부까지 흡인할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기화기 조립체(22)의 일부 예시적인 구현예는, 제2 채널 표면부(212-2)와 결합되는 가열 요소(28)를 포함한다. 가열 요소(28)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 의해 제2 채널 표면부(212-2)에 흡인된 기화전 제제를 가열할 수 있다. 가열 요소(28)는 그렇게 함으로써, 증기(95)를 형성하도록, 흡인된 기화전 제제를 기화시킬 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 하나 이상의 제2 채널 표면부(212-2)의 일부 및 가열 요소(28)와 접촉하는 심지 재료(390)를 포함한다. 심지 재료(390)는 섬유상 심지 재료를 포함할 수 있다. 심지 재료(390)는 제2 채널 표면부(212-2) 내에서 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 유체 연통할 수 있다. 심지 재료(390)는 가열 요소(28) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 유체 연통할 수 있다.
심지 재료(390)는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 가열 요소(28)에 결합할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 심지 재료(390)는, 심지 재료(390) 내의 기화전 제제가 가열 요소(28)와 유체 연통하도록 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)로부터 가열 요소(28)를 향해 기화전 제제를 흡인할 수 있다. 심지 재료(390)에 의해 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)로부터 흡인된 기화전 제제는 가열 요소(28)에 의해 가열되고 기화될 수 있다.
심지 재료(390)의 적합한 재료의 예는 유리, 세라믹계 또는 흑연계 재료일 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 심지 재료(390)는 밀도, 점도, 표면 장력 및 증기압과 같은 상이한 물리적 특성을 갖는 기화전 제제를 수용하는 임의의 적합한 모세관 흡인 작용을 가질 수 있다.
도 4a는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 단면도이다. 도 4b는, 도 4a의 기화기 조립체의 섹션 A의 사시도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 4a~b에 도시된 기화기 조립체(22)는, 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 포함된 기화기 조립체(22)일 수 있다.
도 4a~b를 참조하면, 일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 환형 구조 내에 기화전 제제를 보유하도록 구성된 환형 구조인 저장조를 포함하고, 기화기 조립체(22)는 디스크 구조인 채널 구조(25)를 더 포함하고, 채널 구조(25)는 채널 표면(216)의 외부 환형 채널 표면부이며 저장조(24)의 환형 구조의 베이스를 형성하는 제1 채널 표면부(212-1)를 포함하고, 채널 구조(25)는 채널 표면(216)의 내부 채널 표면부인 제2 채널 표면부(212-2)를 포함한다. 채널 구조(25)는 외부 환형 채널 표면부(212-1)와 내부 채널 표면부(212-2) 사이에서 방사상으로 연장되는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-2)을 포함할 수 있다. 또한, 기화기 조립체(22)는 내부 채널 표면부(212-2)에 결합되는 가열 요소(28)를 포함할 수 있다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 기화기 조립체(22)의 베이스를 형성하는 디스크 채널 구조(25)를 포함한다. 디스크 채널 구조(25)는 채널 표면(216)인 상부 표면을 가진다. 도 4a~b에 도시된 바와 같이, 채널 표면(216)은 채널 구조(25)의 디스크 구조의 내부로부터 방사상으로 연장되는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함한다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 원통형 외부 하우징(202) 및 환형 저장조(24) 사이에 형성된 내부 튜브(404)를 포함한다. 내부 튜브(404)는 내부 튜브(404) 내에 원통형 내부 공간(401)을 더 형성한다. 도시된 바와 같이, 외부 하우징(202) 및 내부 튜브(404)는 저장조(24)의 상류 경계를 형성하도록 기화기 조립체(22)의 상류 일부에 함께 결합될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 개스킷(도 4a~b에 미도시)은 내부 튜브(404)와 외부 하우징(202) 모두에 결합되어 저장조(24)의 적어도 부분적으로 디스크 채널 구조(25)에 의해 형성되는 저장조(24)의 단부에 대해 저장조(24)의 반대 단부인 상단부를 형성할 수 있다.
도 4a~b에 도시된 일부 예시적인 구현예에서, 채널 표면(216)의 제1 채널 표면부(212-1)가 저장조(24)의 베이스 경계를 형성하도록, 내부 튜브(404) 및 외부 하우징(202)은 디스크 채널 구조(25)에 결합된다. 채널 표면(216)의 제1 채널 표면부(212-1)는 채널 표면(216)의 환형 외부 부분이다. 채널 표면(216)의 제1 채널 표면부(212-1)는 저장조(24)의 내부와 유체 연통한다. 제1 채널 표면부(212-1)를 통해 연장되는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 일부는 저장조(24) 내에 기화전 제제를 수용할 수 있다.
도 4a~b에 도시된 바와 같이, 내부 튜브(404)는 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2) 사이에서 채널 표면(216)을 구획한다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2) 사이에서 방사상으로 연장될 수 있다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 환형 저장조(24) 구조로부터 제2 채널 표면부(212-2)까지 기화전 제제를 흡인할 수 있다. 도 4a에 도시된 제2 채널 표면부(212-2)는 내부 공간(401)과 유체 연통한다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 채널 구조(25)의 내부 부분을 통해 연장되는 개구(402)를 포함하므로 채널 구조(25)는 링(ring) 구조이다. 개구(402)는 공기 유입 포트일 수 있다. 기화기 조립체(22)는 개구(402)를 통해 내부 공간(401)으로 공기를 흡인하도록 구성될 수 있다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 적어도 부분적으로 내부 공간(401)을 형성하는 표면에 결합되는 하나 이상의 가열 요소(28)를 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 가열 요소(28)는 내부 튜브(404)에 결합될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 하나 이상의 채널 표면(216)의 제2 채널 표면부(212-2)의 일부와 결합할 수 있다. 가열 요소(28)는, 기화전 제제 증기가 내부 공간(401)에 형성되도록, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 의해 채널 표면(216)의 제2 채널 표면부(212-2)에 흡인된 기화전 제제를 가열시키기 위한 열을 발생할 수 있다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 내부 공간(401)의 상류 단부를 정의하는 개구(410)를 포함한다. 개구(410)는 채널 구조(25)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 내부 공간(401)의 단부에 대해, 내부 공간(401)의 대향 단부에 있을 수 있다. 채널 구조(25)에 형성된 증기는, 채널 표면(216)의 제2 채널 표면부(212-2)에 흡인된 기화전 제제의 기화를 통해, 내부 공간(401)을 통해 흡인되어 개구(410)를 통해 기화기 조립체(22)를 빠져나갈 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제2 채널 표면부(212-2)에 형성된 증기는, 개구(402)를 통해 내부 공간(401) 내로 흡인된 공기 내에 비말동반될 수 있다. 공기와 비말동반된 증기의 혼합물은 내부 공간(401)을 통해 개구(402)로부터 멀리 개구(410)를 향하고 통해 흡인될 수 있다.
도 4a~b에 도시된 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 내부 공간(401)과 저장조(24) 사이의 내부 튜브(404)를 통해 연장되는 하나 이상의 환기구(412)를 포함한다. 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 환기구(412)는, 저장조 내의 내부 압력이 특정 임계 압력 이상일 때 또는 이 경우에, 저장조(24)로부터 내부 공간(401) 내로 하나 이상의 유체(액체, 가스, 및 등등)를 방출하도록 구성된 압력 완화 환기구일 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는 하나 이상의 제2 채널 표면부(212-2)의 일부 및 가열 요소(28)와 접촉하는 심지 재료(490)를 포함한다. 심지 재료(490)는 섬유상 심지 재료를 포함할 수 있다. 심지 재료(490)는 제2 채널 표면부(212-2) 내에서 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 유체 연통할 수 있다. 심지 재료(490)는 가열 요소(28) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 유체 연통할 수 있다.
심지 재료(490)는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 가열 요소(28)에 결합할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 심지 재료(490)는, 심지 재료(490) 내의 기화전 제제가 가열 요소(28)와 유체 연통하도록 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)로부터 가열 요소(28)를 향해 기화전 제제를 흡인할 수 있다. 심지 재료(490)에 의해 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)로부터 흡인된 기화전 제제는 가열 요소(28)에 의해 가열되고 기화될 수 있다.
심지 재료(490)의 적합한 재료의 예는 유리, 세라믹계 또는 흑연계 재료일 수 있되, 이에 한정되지 않는다. 심지 재료(490)는 밀도, 점도, 표면 장력 및 증기압과 같은 상이한 물리적 특성을 갖는 기화전 제제를 수용하는 임의의 적합한 모세관 흡인 작용을 가질 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시 단면도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 5에 도시된 기화기 조립체(22)는 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 포함된 기화기 조립체(22)일 수 있다.
도 5를 참조하면, 일부 예시적인 구현예에서, 기화기 조립체(22)는, 채널 구조(25)의 채널 표면(216)이 채널 구조(25)의 내부 표면이 되도록 적어도 부분적으로 저장조(24)를 둘러싸는 채널 구조(25)를 포함한다. 또한, 제1 채널 표면부(212-1)는 저장조(24) 내부의 경계를 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 채널 구조(25)는, 일 단부에 개구(512)를 갖는 내부 공간(510)을 형성하는 중공 원통형 구조일 수 있으며, 중공 원통형 구조의 내부 표면(216)에 의해 경계를 이룬다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 내부 공간(510)을 경계짓는 제1 및 제2 채널부(212-1 및 212-2) 사이에서 연장된다.
저장조(24)는 적어도 제1 채널 표면부(212-1)에 의해 형성될 수 있다. 저장조(24)는 인터페이스(230)에서 내부 공간(510)을 밀봉하거나 실질적으로 밀봉하는 밀봉 요소(204)에 의해 더 형성될 수 있다. 밀봉 요소(204)는 제1 섹션(채널 표면(216)의 제1 채널 표면부(212-1)로 경계지어짐), 및 제2 섹션(채널 표면(216)의 제2 채널 표면부(212-2)로 경계지어짐)으로 내부 공간(510)을 구획한다. 제1 섹션은 저장조(24)를 형성할 수 있다. 밀봉 요소(204)는 제1 및 제2 채널 표면부(212-1 및 212-2) 사이에서 연장되는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 흐르도록 저장조(24)로부터의 기화전 제제의 흐름을 제한할 수 있다.
도 5에 도시된 기화기 조립체(22)의 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 채널 구조(25)의 외부와 내부 공간(510) 사이에서 연장되는 하나 이상의 공기 유입 포트(504)를 포함한다. 공기 유입 포트(504)는 내부 공간(510) 내로 공기를 보낼 수 있다. 내부 공간으로 보내진 이러한 공기는 채널 구조(25)의 단부에서 개구(512)를 통해 내부 공간(510)으로부터 흡인될 수 있다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 개방 내부 공간(510)의 경계를 한정하는 제2 채널 표면부(212-2)에 대한 저장조(24)의 경계를 한정하는 제1 채널 표면부(212-1)로부터　기화전 제제를 흡인할 수 있다.
도 5에 도시된 기화기 조립체(22)의 일부 예시적인 구현예에서, 가열 요소(28)는 제2 채널 표면부(212-2)와 결합된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가열 요소(28)는 내부 표면(216) 주위로 연장될 수 있다. 더 도시된 바와 같이, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 가열 요소(28)와 유체 연통하도록 제2 채널 표면부(212-2)를 통해 연장될 수 있다. 기화전 제제가 저장조(24)로부터 적어도 제2 채널 표면부(212-2)까지 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 의해 흡인될 때 또는 이 경우에, 가열 요소(28)는 기화전 제제를 가열하여 제2 채널 표면부(212-2)에 의해 경계지어진 내부 공간(510) 내에 증기를 형성할 수 있다. 도 5에 더 도시된 바와 같이, 가열 요소(28)는 공기 유입 포트(504)와 개구(512) 간 거리보다 개구(512)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 따라서, 가열 요소(28)에 의해 기화된 기화전 제제는 하나 이상의 공기 유입 포트(504)를 통해 내부 공간(510) 내로 흡인된 공기에 의해 개구(512)를 통해 흡인될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 도 5에 도시된 채널 구조(25)는 도 1a~b에 도시된 카트리지(70)의 외부 하우징(16)의 적어도 부분이다. 공기 유입 포트(504)는 도 1a~b에 도시된 공기 유입 포트(44)일 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d는 일부 예시적인 구현예에 따른 개방 미세 채널의 단면도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 6a~d에 도시된 개방 미세 채널(220-1)은, 도 1b에 도시된 채널 구조(25)를 포함하여 본원에 포함된 채널 구조(25)의 예시적인 구현예 중 임의의 것에 포함된 개방 미세 채널(220-1)일 수 있다.
도 6a~d를 참조하면, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25) 내의 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 하나 이상의 다양한 치수, 단면적, 단면적 형상, 및 이들의 조합을 가질 수 있다. 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 치수, 단면적, 단면적 형상 및 이들의 조합은, 각각의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 의해 운반될 수 있는 기화전 제제의 하나 이상의 특성에 기반할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 개방 미세 채널(220-1)은 특정한 폭(602), 특정한 깊이(604), 및 특정한 단면적(610-1)을 갖도록 개방 미세 채널(220-1)은 직사각형 단면적 형상을 가질 수 있다. 개방 미세 채널(220-1)은, 소정의 개방 미세 채널(220-1)의 하나 이상의 폭(602), 깊이(604), 단면적(610-1), 및 단면적 형상에 기반한 하나 이상의 유동 속도로 소정의 기화전 제제를 전달하도록 구성될 수 있다.
아래 표 1을 참조하면, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 하나 이상의 다양한 폭과 깊이를 가질 수 있다. 이러한 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은, 도 6a에 도시된 바와 같은, 직사각형 개방 미세 채널(220-1)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 직각형 개방 미세 채널의 폭은 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위(100 ㎛와 300 ㎛ 포함)일 수 있다. 도시된 바와 같이, 직각형 개방 미세 채널(220-1)의 깊이는 포괄적으로 약 150 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위(150 ㎛와 300 ㎛ 포함)일 수 있다. 표 1에 도시된 개방 미세 채널 치수는 아래에서 설명되는 바와 같이, 비 직사각형 단면적 형상을 갖는 개방 미세 채널(220-1)의 치수일 수 있는 것으로 이해될 것이다.
개방 미세 채널 치수

미세 채널 크기
폭(㎛)
깊이(㎛)
단면적 (㎡)

"소형" 미세 채널
100
150
1.5x10-8

"중형" 미세 채널
200
300
6.0x10-8

"대형" 미세 채널
300
300
9.0x10-8
일부 예시적인 구현예에서, 기화전 제제가 개방 미세 채널(220-1)에 의해 흡인되는 속도는, 개방 미세 채널(220-1)의 치수 및 단면적 중 하나 이상에 기반할 수 있다. 예를 들어, 개별적인 "소형" 개방 미세 채널(220-1)은 초당 약 0.01 ㎕의 속도로 소정의 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 개별적인 "중형" 개방 미세 채널(220-1)은 초당 약 0.06 ㎕의 속도로 소정의 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 개별적인 "대형" 개방 미세 채널(220-1)은 초당 약 0.09 ㎕의 속도로 소정의 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)에 포함된 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 양은 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 하나 이상의 치수 및 단면적에 반비례할 수 있다. 예를 들어, 다수의 "대형" 개방 미세 채널(300 ㎛ 폭 및 300 ㎛ 깊이)을 포함하는 채널 구조(25)는 복수의 "소형" 개방 미세 채널(100 ㎛의 폭 및 150 ㎛의 깊이)을 포함하는 채널 구조(25) 보다 적은 양의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 가질 수 있다.
따라서, 일부 예시적인 구현예에서, 기화전 제제가 채널 구조(25)에 의해 흡인되는 전체 속도는 채널 구조(25)에 포함된 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 하나 이상의 치수 및 단면적에 기반할 수 있다.
예를 들어, 다수의 "소형" 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함하는 채널 구조(25)는 약 0.5 ㎕/초의 전체 속도로 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 다수의 "대형" 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 포함하는 채널 구조(25)는 약 4.0 ㎕/초의 전체 속도로 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 개방 미세 채널(220-1)이 특정한 폭(602), 특정한 깊이(604), 및 특정한 삼각형 단면적(610-2)을 갖도록 개방 미세 채널(220-1)은 삼각형 단면적 형상을 가질 수 있다. 도 6b에 도시된 예시적인 구현예는, 등변 삼각형 단면적(610-2)을 갖는 개방 미세 채널을 도시하지만, 개방 미세 채널(220-1)은 이등변 삼각형 형상, 직각 삼각형 형상, 및 부등변 삼각형 형상을 포함하는 하나 이상의 다양한 삼각형 단면 형상을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 개방 미세 채널(220-1)은, 소정의 개방 미세 채널의 하나 이상의 폭(602), 깊이(604), 단면적(610-2), 및 단면적 형상에 기반한 하나 이상의 유동 속도로 소정의 기화전 제제를 전달하도록 구성될 수 있다. 표 1을 다시 참조하면, 삼각형 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서 표 1에 포함된 폭 중 하나와 동일한 폭(602)을 가질 수 있다. 표 1을 계속 참조하면, 삼각형 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서 표 1에 포함된 깊이 중 하나와 동일한 깊이를 가질 수 있다.
도 6c를 참조하면, 개방 미세 채널(220-1)이 특정한 폭(602), 특정한 깊이(604), 및 특정한 포물선형 단면적(610-3)을 갖도록 개방 미세 채널(220-1)은 포물선형 단면적 형상을 가질 수 있다. 도 6c에 도시된 예시적인 구현예는 반원형 단면적(610-3)을 갖는 개방 미세 채널을 도시하지만, 개방 미세 채널(220-1)은 하나 이상의 다양한 포물선형 단면적을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 개방 미세 채널(220-1)은, 소정의 개방 미세 채널의 하나 이상의 폭(602), 깊이(604), 단면적(610-3), 및 단면적 형상에 기반한 하나 이상의 유동 속도로 소정의 기화전 제제를 전달하도록 구성될 수 있다. 표 1을 다시 참조하면, 포물선형 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서, 표 1에 포함된 폭 중 하나와 동일한 폭(602)을 가질 수 있다. 표 1을 계속 참조하면, 포물선형 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서, 표 1에 포함된 깊이 중 하나와 동일한 깊이를 가질 수 있다.
도 6d를 참조하면, 개방 미세 채널(220-1)은, 개방 미세 채널(220-1)이 특정한 제1 폭(602), 특정한 제2 폭(603), 특정한 깊이(604), 및 특정한 사다리꼴 단면적(610-4)을 갖도록 사다리꼴 단면적 형상을 가질 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 제1 폭(602)은 제2 폭(603)보다 클 수 있다. 제1 폭(602)은 개방 미세 채널(220-1)의 형성을 단순화하기 위해 제2 폭(603)보다 클 수 있다. 개방 미세 채널(220-1)은, 소정의 개방 미세 채널의 하나 이상의 폭(602), 깊이(604), 단면적(610-3), 및 단면적 형상에 기반한 하나 이상의 유동 속도로 소정의 기화전 제제를 전달하도록 구성될 수 있다. 표 1을 다시 참조하면, 사다리꼴 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서, 표 1에 포함된 폭 중 하나와 동일한 제1 폭(602)을 가질 수 있다. 표 1을 계속 참조하면, 사다리꼴 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서, 표 1에 포함된 폭 중 하나와 동일한 제2 폭(603)을 가질 수 있다. 표 1을 계속 참조하면, 사다리꼴 개방 미세 채널(220-1)은 일부 예시적인 구현예에서, 표 1에 포함된 깊이 중 하나와 동일한 깊이를 가질 수 있다.
도 7은 일부 예시적인 구현예에 따른 개방 미세 채널 및 친수성 층의 단면도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 7에 도시된 채널 표면(216) 및 개방 미세 채널(220-1)은, 도 1b에 도시된 채널 구조(25)를 포함하여 본원에 포함된 채널 구조(25)의 예시적인 구현예 중 임의의 것에 포함된 채널 표면(216) 및 개방 미세 채널(220-1)일 수 있다.
전술된 바와 같이, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 친수성 재료를 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 상에 친수성 층(702)을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 친수성 층(702)은 하나 이상의 재료의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 친수성 층(702)은 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 포함할 수 있다. 친수성 층(702)은 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 상에 PEG 코팅을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 친수성 층(702)은 하나 이상의 그래프팅(grafting) 공정에 따라 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에 적용될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 플라즈마 활성화 공정은, 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 친수성으로 구성되도록, 플라즈마 처리를 통해 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)과 관련하여 구현될 수 있다. 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 방 미세 채널(220-1 내지 220-N)은 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)이 유체와 접촉할 때 또는 이 경우에, 플라즈마 활성화 상태를 유지할 수 있다. 플라즈마 처리를 통한 플라즈마 활성화는, 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)으로부터의 약한 경계층의 제거, 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 표면 분자의 가교 결합, 하나 이상의 채널 표면(216) 및 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)에서의 극성 그룹의 생성, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 예시적인 구현예를 포함하는 일부 예시적인 구현예에서, 친수성 층(702)은 채널 표면(216)의 적어도 일부와 개방 미세 채널(220-1)의 하나 이상의 미세 채널 표면(701) 둘 모두 상에 존재한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 친수성 층(702)은 채널 표면(216) 상의 제1 층부(704-1) 및 하나 이상의 미세 채널 표면(701) 상의 제2 층부(704-2)를 가질 수 있다.
채널 구조(25)상의 친수성 층(702)은 개선된 속도로 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 기화전 제제를 흡인하도록 채널 구조(25)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 친수성 층(702)은 개방 미세 채널(220-1)을 통한 기화전 제제의 개선된 모세관 작용에 따라 개방 미세 채널(220-1)을 통한 기화전 제제의 전달을 개선시킬 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 친수성 층(702)이, 미세 채널 표면(701) 상에 있고 채널 표면(216)에 부재하는 부분(704-2)으로 제한되도록 제1 층부(704-1)는 채널 구조(25)에 부재할 수 있다. 제1 층부(704-1)는 채널 표면(216)과 미세 채널 표면(701) 둘 모두에 친수성 층(702)을 도포한 후에 제거될 수 있다. 예를 들어, 친수성 층(702)은 하나 이상의 다양한 층 도포 방법(코팅, 증착, 등)에 따라 도포될 수 있다. 층의 제1 부분(704-1)은 제2 층부(704-2)가 잔류되도록 하나 이상의 층 제거 방법(예를 들어, 에칭, 연삭, 등)에 따라 제거될 수 있다.
도 8은 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체(22)의 사시도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 8에 도시된 기화기 조립체(22)는 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 포함된 기화기 조립체(22)일 수 있다.
도 8을 참조하면, 기화기 조립체(22)는 다수의 저장조(804-1 내지 804-N)을 포함할 수 있다. 각각의 저장조(804-1 내지 804-N)는 상이한 기화전 제제를 보유할 수 있다. 기화기 조립체(22)는 각각의 개별적인 적어도 2개의 저장조(804-1 내지 804-N)를 포함하는 하나 이상의 파티션(810-1 내지 810-N)을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 채널 구조(25)는 각각의 저장조(804-1 내지 804-N)의 경계를 적어도 부분적으로 형성할 수 있다. 채널 구조(25)는 각각 저장조(804-1 내지 804-N)의 개별 저장조와 각각 유체 연통하는 다수의 채널 표면부(212-1)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 원통형 채널 구조(25)는 채널 구조(25)가 채널 표면(216)의 다수의 개별 제1 채널 표면 부분(212-1)을 포함하도록, 각각의 저장조(804-1 내지 804-N)의 측면 경계의 일부를 형성할 수 있으며, 각각의 개별 제1 채널 표면 부분(212-1)은 개별 저장조(804)와 유체 연통한다.
도 8에 도시된 예시적인 구현예를 포함하는, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 다수의 세트(802-1 내지 802-N)를 포함한다. 각각의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 개방 미세 채널 중 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 개방 미세 채널의 각각의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는　채널 표면의 개별적인 제1 채널 표면 부분(212-1)을 통해 연장된다. 따라서, 개방 미세 채널의 각각의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 상이한 저장조(804-1 내지 804-N)와 적어도 부분적으로 유체 연통할 수 있다. 따라서, 개방 채널 미세 채널의 각각의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 상이한 저장조(804-1 내지 804-N)로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다.
2개 이상의 저장조(804-1 내지 804-N)가 상이한 기화전 제제를 보유할 때 또는 이 경우에, 개방 미세 채널의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 상이한 저장조(804-1 내지 804-N)로부터 상이한 기화전 제제를 각각 흡인할 수 있다.
개방 미세 채널의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 상이한 치수, 특성, 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 세트(802-1)는 특정 폭, 특정 깊이, 및 특정 단면적 형상을 갖는 특정량의 미세 채널을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 세트(802-2)는 세트(802-1)에 포함된 개방 미세 채널에 대해, 별도의 양의 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 세트(802-2)는 세트(802-1) 내에 포함된 개방 미세 채널에 대해, 별도의 폭, 별도의 깊이 및 별도의 단면적 형상 중 하나 이상을 갖는 개방 미세 채널을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 개방 미세 채널의 세트(802-1)는 개방 미세 채널의 표면 상에 친수성 층을 포함하고, 친수성 층은 개방 미세 채널의 세트(802-2)에 부재할 수 있다.
개별 세트(802-1 내지 802-N)는 저장조(804-1 내지 804-N) 내에 각각 보유될 수 있는 상이한 기화전 제제에 따라 상이한 치수, 특성을 가질 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 개방 미세 채널의 개별 세트(802-1 내지 802-N)는 개방 미세 채널의 개별 세트(802-1 내지 802-N)가 유체 연통하는 개별적인, 저장조(804-1 내지 804-N) 각각과 관련된 상이한 기화전 제제의 유속에 따라 상이한 치수, 특성을 가질 수 있다.
기화기 조립체(22)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 중 하나 이상의 세트를 통해 저장조(804-1 내지 804-N) 중 하나 이상으로부터 흡인된 기화전 제제를 기화시키도록 구성될 수 있는 하나 이상의 가열 요소(28)(도 8에 미도시)를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 개별 가열 요소(28)는 개방 미세 채널의 개별적인 세트(802-1 내지 802-N) 각각을 통해 개별적인 저장조(804-1 내지 804-N) 각각으로부터 흡인된 다수의 기화전 제제를 기화시키도록 구성될 수 있다.
도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 일부 예시적인 구현예에 따른 기화기 조립체의 사시도이다. 일부 예시적인 구현예에서, 도 9a~d에 도시된 하나 이상의 기화기 조립체(22)는 도 1a~b의 카트리지(70) 내에 도시된 기화기 조립체(22)일 수 있다. 도 9a~d를 참조하면, 기화기 조립체(22)는 원통형 구조를 갖는 채널 구조(25)를 포함할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 기화기 조립체(22)는 표면 히터(902)를 포함하는 가열 요소(28)를 포함할 수 있다. 히터(902)의 표면은 채널 구조(25)의 채널 표면(216)의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 표면 히터(902)는, 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 일부의 인클로저를 적어도 부분적으로 형성한다. 따라서, 하나 이상의 개방 미세 채널은 폐쇄형 미세 채널부를 포함할 수 있다. 도 9a의 예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 폐쇄형 미세 채널부는 채널 구조(25) 및 표면 히터(902)에 의해 형성될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(902)는 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 단면적을 적어도 부분적으로 점유하여, 기화전 제제가 하나 이상의 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 흐를 수 있는 흐름 단부를 구축한다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 흐를 수 있는 기화전 제제는 표면 히터(902)와 접촉하면서 흐를 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(902)는 평면 히터, 컨포멀(conformal) 히터, 이들의 일부 조합 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 도 9a에 도시된 예시적인 구현예에서, 예를 들어, 표면 히터(902)는 채널 구조(25)의 일부를 둘러싸는 컨포멀 히터일 수 있다.
도 9a에 도시된 구현예를 포함하는 일부 예시적인 구현예에서, 히터(902)는 채널 구조(25)의 원통형 구조의 원주 둘레를 적어도 부분적으로 감쌀 수 있다. 이러한 히터(902)는 채널 구조(25)의 길이("L")의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(902)는 채널 구조(25)의 원통형 구조의 외측 원주의 일부와 접촉할 수 있다. 컨포멀 평면 표면 히터(902)는 구조(25)의 원주의 특정 비율을 따라 연장될 수 있다. 컨포멀 평면 표면 히터(902)는 하나 이상의 패턴으로 배치된 히터 요소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 패턴은 파형 패턴을 포함할 수 있다. 파형 패턴은 히터 요소의 사인파(sinusoidal wave) 패턴을 포함할 수 있다. 사인파 패턴에 포함된 사인파는 특정 거리만큼 이격될 수 있다.
도 9a에 도시된 예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 표면 히터(902)는 채널 구조(25)의 원주 둘레로 완전히 연장되는 컨포멀 링 표면 히터를 포함할 수 있다. 컨포멀 링 표면 히터(902)는 하나 이상의 패턴으로 배치된 히터 요소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 패턴은 파형 패턴을 포함할 수 있다. 파형 패턴은 히터 요소의 사인파 패턴을 포함할 수 있다. 사인파 패턴에 포함된 사인파는 특정 거리만큼 이격될 수 있다. 컨포멀 링 표면 히터는 채널 구조(25) 길이("L")의 특정 비율을 따라 연장될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 히터는 저항 히터이다.
컨포멀 히터, 평면 히터, 등을 포함하는 표면 히터는 가요성 히터일 수 있다. 가요성 히터는 하나 이상의 후막(thick films)으로 구성된 후막 히터일 수 있다. 가요성 히터는 기재 상에 저항 트레이스(resistive trace)의 패턴으로 배치된 하나 이상의 저항 트레이스를 포함할 수 있다. 기재는 가요성 기재일 수 있다. 가요성 히터는 겔 제제 표면을 포함하는 표면에 가요성 히터를 접착시키도록 구성된 하나 이상의 접착층을 포함할 수 있다. 접착층은 감압 접착(PSA) 층을 포함할 수 있다.
후막 히터는 후막 히터에 포함된 저항 트레이스의 패턴이 막 기재층 상에 인쇄된 잉크 재료의 패턴인, 인쇄식 후막 히터일 수 있다. 잉크 재료는 저항성 잉크를 포함할 수 있다. 막은 잉크가 인쇄되는 기재 상에 도포된 PSA 층을 포함할 수 있다. 후막 히터는 기재에 적층된 다른 층 및 PSA 층을 갖는 잉크층을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 막층(film layer)은 0.05 인치 두께의 열가소성 또는 열경화성 폴리머 재료를 포함하며, 재료는 전기 절연성을 제공하면서 열 전도성을 나타내도록 구성된다. 예를 들어, 막층은 폴리에스테르 또는 폴리이미드로 형성될 수 있다. 후막 히터가 채널 구조(25)에 직접 결합될 수 있도록 추가 PSA 층이 후막 히터의 외부 표면에 도포됨으로써, 히터(902)와 채널 구조(25) 사이의 열 전달을 향상시킬 수 있다. 채널 구조(25)를 통한 전도를 통해 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 내로 운반된 기화전 제제에 열이 전달될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 후막 히터는 폴리 에스테르, 폴리에틸렌, 폴리 염화 비닐, 열 경화성 라미네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 실리콘 고무, 또는 이들의 일부 조합 중 하나 이상으로 구성된 기재를 포함한다. 후막 히터는 하나 이상의 아크릴 재료 또는 실리콘 재료로 형성된 PSA 층을 포함할 수 있다. 후막 히터는 최소 폭이 6 ㎜일 수 있다. 후막 히터는 최대 1500 VAC의 내전압을 가질 수 있다. 후막 히터는 평방 인치 당 최대 25 와트의 와트 밀도를 가질 수 있다. 후막 히터는 최대 약 277 VAC 또는 277 VDC의 동작 전압을 가질 수 있다. 후막 히터는 전반적으로 약 482℃의 최대 동작 온도를 가질 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 가요성 히터는 단면 히터, 양면 히터, 다층 히터, 경-연성(rigid-flex) 히터, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함한다. 단면 히터는, 저항 트레이스일 수 있는 단면 가열 요소 층을 포함한다. 양면 히터는 2개의 가열 요소 층을 포함한다. 가요성 히터는 조각된 가열 요소를 포함할 수 있으며, 조각된 가열 요소는 히터 구조를 통해 가변적인 두께를 가진다. 조각된 가열 요소는 히터 구조로부터 노출된 금속부를 가질 수 있다. 경-연성 히터는 적어도 하나의 경질층 및 적어도 하나의 연질층을 포함한다. 가요성 히터는 적어도 0.004 인치의 두께를 가질 수 있다. 가요성 히터는 상이한 저항을 갖는 적어도 2개의 병렬 트레이스를 포함할 수 있다. 병렬 트레이스는 개별적, 선택적으로 활성화되어 상이한 가열 속도를 제공할 수 있다. 가요성 히터는 가요성 히터 두께의 약 10배인 굽힘 반경을 가질 수 있다. 가요성 히터 내의 하나 이상의 가열 요소는 반경 방향의 저항 트레이스일 수 있다. 가요성 히터가 다수의 병렬 가열 요소 층을 포함하는 경우, 별개의 층은 엇갈린 구조를 가질 수 있고, 이로써 가요성 히터의 증가된 가요성을 제공할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(902)는 고상(solid state) 히터를 포함한다. 고상 히터는 하나 이상의 저항 트레이스인 가열 요소를 포함할 수 있다. 고상 히터는 세라믹 고상 히터일 수 있다. 고상 히터는 백금과 적어도 하나의 세라믹 재료의 조합으로 구성될 수 있다. 고상 히터는 3차원 가열 요소 기하 구조를 가질 수 있다. 고상 히터는 다수의 개별 가열 요소를 포함할 수 있다. 고상 히터는 질화 알루미늄 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 고상 히터는 세라믹 재료 및 하나 이상의 내부 저항 트레이스를 포함할 수 있다. 저항 트레이스는 텅스텐으로 구성될 수 있다. 고상 히터는 질화 알루미늄(ALN) 세라믹 및 텅스텐을 포함할 수 있다. 고상 히터가 ALN 및 텅스텐을 포함하는 경우, 텅스텐 금속 및 ALN은 화학 결합을 통해 결합될 수 있다. 산화물 상(oxide phase)은 ALN과 텅스텐 금속 사이에서 상호 확산될 수 있다.
고상 히터는 1℃ 당 약 4.3x10-6의 선형 팽창 계수를 가질 수 있다. 고상 히터는 14 KV/mil의 DC 차단, 약 322 ㎬의 영률, 약 350 ㎫의 굽힘 강도, 200℃에서 약 130 W/(mK)의 열 전도율, 상온에서 180 W/(mK)의 열 전도율, 상온에서 약 1.2x10-4의 유전손실 및 1mhz의 주파수, 상온에서 약 8.5~8.7의 유전 상수 및 1mhz의 주파수, 및 이들의 일부 조합을 가질 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 평면 히터는 평면 금속 표면 히터를 포함한다.
도 9b를 참조하면, 기화기 조립체(22)는 코일 히터(904)를 포함하는 가열 요소(28)를 포함할 수 있다. 코일 히터(904)는 채널 구조(25)의 채널 표면(216)의 원주 둘레를 둘러쌀 수 있다. 코일 히터(904)는, 일부 예시적인 구현예에서, 채널 구조(25) 둘레에 특정량의 코일을 포함할 수 있다. 코일 히터(904)는 원통형 몸체(50)의 표면으로부터 특정 거리만큼 이격될 수 있다. 코일은 특정 거리만큼 이격될 수 있다.
코일 히터(904)는 와이어 코일을 포함할 수 있다. 와이어 코일은 금속 와이어를 포함할 수 있다. 와이어 코일은 분배 인터페이스의 길이를 따라 완전히 또는 부분적으로 연장될 수 있다. 와이어 코일은 채널 구조(25)의 원주 둘레로 완전히 또는 부분적으로 더 연장될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 와이어 코일은 채널 구조(25)와 직접 접촉된 상태로부터 분리될 수 있다.
도 9c를 참조하면, 기화기 조립체(22)는, 유도 코일 히터(906)를 포함하는 가열 요소(28)를 포함할 수 있다. 유도 코일 히터(906)는 채널 구조(25)의 채널 표면(216)과 접촉하지 않을 수 있다. 유도 코일 히터(906)는 채널 구조(25)의 표면(216)과 접촉으로부터 분리되는 것으로 지칭될 수 있다. 유도 코일 히터(902)는 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N) 내에 담긴 기화전 제제를 기화시키기에 충분한 온도로 기화전 제제를 가열하도록 구성될 수 있다. 유도 코일 히터(906)는, 채널 구조(25) 둘레에 특정 양의 코일을 포함할 수 있다. 유도 코일 히터(906)는 채널 구조(25)의 표면(216)으로부터 특정 거리(910)만큼 이격될 수 있다.
유도 코일 히터(906)를 포함하는 가열 요소(28)는 코일 히터(906)가 2차 코일인, 1차 코일(도 9c에 미도시)로부터 코일 히터(906)까지 에너지를 전달함으로써 유도 가열을 적용하도록 구성될 수 있다.
도 9d를 참조하면, 기화기 조립체(22)는, 표면 히터(912)를 포함하는 가열 요소(28)를 포함할 수 있다. 표면 히터(912)는 채널 구조(25)의 일 단부 상에 위치할 수 있다. 도 9d에 도시된 예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 표면 히터(912)는 채널 구조(25)와 접촉하는 표면 히터일 수 있다. 표면 히터(912)는, 전도에 의해 채널 구조(25)를 통해 개방 미세 채널 내로 운반된 기화전 제제에 열을 전달하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)이 채널 구조(25)의 단부로 연장될 때 또는 이 경우에, 표면 히터(912)는 채널 구조(25)의 단부에서 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)의 말단을 설정할 수 있다. 개방 미세 채널(220-1 내지 220-N)을 통해 채널 구조(25)의 단부에 흡인된 기화전 제제는 하나 이상의 표면 히터(912)의 일부와 접촉할 수 있다. 표면 히터(912)는, 채널 구조(25)의 단부에서 표면 히터(912)와 기화전 제제 사이의 인터페이스에서, 표면 히터(912)와 기화전 제제 사이의 전도에 적어도 부분적으로 기반하여, 기화전 제제에 열을 전달할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(912)는 평면 히터, 컨포멀 히터, 링 히터, 이들의 일부 조합, 등 중 하나일 수 있다. 컨포멀 히터, 평면 히터, 등을 포함하는 표면 히터는 가요성 히터일 수 있다. 가요성 히터는 하나 이상의 후막(thick films)으로 구성된 후막 히터일 수 있다. 가요성 히터는 기재 상에 저항 트레이스의 패턴으로 배치된 하나 이상의 저항 트레이스를 포함할 수 있다. 기재는 가요성 기재일 수 있다. 가요성 히터는 겔 제제 표면을 포함하는 표면에 가요성 히터를 접착시키도록 구성된 하나 이상의 접착층을 포함할 수 있다. 접착층은 감압 접착(PSA) 층을 포함할 수 있다.
후막 히터는 후막 히터에 포함된 저항 트레이스의 패턴이 막 기재층 상에 인쇄된 잉크 재료의 패턴인, 인쇄식 후막 히터일 수 있다. 잉크 재료는 저항성 잉크를 포함할 수 있다. 막은 잉크가 인쇄되는 기재 상에 도포된 PSA 층을 포함할 수 있다. 후막 히터는 기재에 적층된 다른 층 및 PSA 층을 갖는 잉크층을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 막층은 0.05 인치 두께의 열가소성 또는 열경화성 폴리머 재료를 포함하며, 재료는 전기 절연성을 제공하면서 열 전도성을 나타내도록 구성된다. 예를 들어, 막층은 폴리에스테르 또는 폴리이미드로 형성될 수 있다. 후막 히터가 채널 구조(25)에 직접 결합될 수 있도록 추가 PSA 층이 후막 히터의 외부 표면에 도포됨으로써, 히터(912)와 채널 구조(25) 사이의 열 전달을 향상시킬 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 후막 히터는 폴리 에스테르, 폴리에틸렌, 폴리 염화 비닐, 열 경화성 라미네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 실리콘 고무, 또는 이들의 일부 조합 중 하나 이상으로 구성된 기재를 포함한다. 후막 히터는 하나 이상의 아크릴 재료 또는 실리콘 재료로 형성된 PSA 층을 포함할 수 있다. 후막 히터는 최소 폭이 6 ㎜일 수 있다. 후막 히터는 최대 1500 VAC의 내전압을 가질 수 있다. 후막 히터는 최대 25 W/평방 인치의 와트 밀도를 가질 수 있다. 후막 히터는 최대 약 277 VAC 또는 277 VDC의 동작 전압을 가질 수 있다. 후막 히터는 전반적으로 약 482℃의 최대 동작 온도를 가질 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 가요성 히터는 단면 히터, 양면 히터, 다층 히터, 경-연성 히터, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함한다. 단면 히터는, 저항 트레이스일 수 있는 단면 가열 요소 층을 포함한다. 양면 히터는 2개의 가열 요소 층을 포함한다. 가요성 히터는 조각된 가열 요소를 포함할 수 있으며, 조각된 가열 요소는 히터 구조를 통해 가변적인 두께를 가진다. 조각된 가열 요소는 히터 구조로부터 노출된 금속부를 가질 수 있다. 경-연성 히터는 적어도 하나의 경질층 및 적어도 하나의 연질층을 포함한다. 가요성 히터는 적어도 0.004 인치의 두께를 가질 수 있다. 가요성 히터는 상이한 저항을 갖는 적어도 2개의 병렬 트레이스를 포함할 수 있다. 병렬 트레이스는 개별적, 선택적으로 활성화되어 상이한 가열 속도를 제공할 수 있다. 가요성 히터는 가요성 히터 두께의 약 10배인 굽힘 반경을 가질 수 있다. 가요성 히터 내의 하나 이상의 가열 요소는 반경 방향의 저항 트레이스일 수 있다. 가요성 히터가 다수의 병렬 가열 요소 층을 포함하는 경우, 별개의 층은 엇갈린 구조를 가질 수 있고, 이로써 가요성 히터의 증가된 가요성을 제공할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(912)는 고상 히터를 포함한다. 고상 히터는 하나 이상의 저항 트레이스인 가열 요소를 포함할 수 있다. 고상 히터는 세라믹 고상 히터일 수 있다. 고상 히터는 백금과 적어도 하나의 세라믹 재료의 조합으로 구성될 수 있다. 고상 히터는 3차원 가열 요소 기하 구조를 가질 수 있다. 고상 히터는 다수의 개별 가열 요소를 포함할 수 있다. 고상 히터는 질화 알루미늄 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 고상 히터는 세라믹 재료 및 하나 이상의 내부 저항 트레이스를 포함할 수 있다. 저항 트레이스는 텅스텐으로 구성될 수 있다. 고상 히터는 질화 알루미늄(ALN) 세라믹 및 텅스텐을 포함할 수 있다. 고상 히터가 ALN 및 텅스텐을 포함하는 경우, 텅스텐 금속 및 ALN은 화학 결합을 통해 결합될 수 있다. 산화물 상은 ALN과 텅스텐 금속 사이에서 상호 확산될 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 표면 히터(902, 912)는 채널 구조(25)의 하나 이상의 표면과 접촉할 수 있는 구불구불한 히터를 포함하는 하나 이상의 다양한 히터 형상을 포함할 수 있다.
도 10은 일부 예시적인 구현예에 따른, 증기를 형성하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 상기 방법은 기화기 조립체에 의해 구현될 수 있다. 이러한 기화기 조립체는 도 1~9c에 도시된 기화기 조립체(22)의 예시적인 구현예 중 임의의 것을 포함하여 본원에 포함된 기화기 조립체(22)의 예시적인 구현예 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 그러나, 도 10에 도시된 방법을 구현할 수 있는 기화기 조립체의 구현예는 도 1~9c 중 하나 이상에 도시된 예시적인 구현예에 한정되지 않는다.
전술한 바와 같이, 기화기 조립체는 기화전 제제를 보유하는 저장조, 하나 이상의 개방 미세 채널을 통해 저장조로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성된 채널 구조, 및 가열 요소를 포함한다.
단계(1002)에서, 기화기 조립체는 채널 구조의 하나 이상의 미세 채널을 통해 기화전 제제의 모세관 작용에 따라 저장조로부터 기화전 제제를 흡인한다. 채널 구조는 제1 및 제2 부분을 갖는 채널 표면을 포함한다. 채널 표면의 제1 채널 표면부는 저장조의 외부와 유체 연통되고 채널 표면의 제2 채널부는 저장조의 외부에 있다. 채널 표면은, 채널 표면의 제1 부분을 통해 연장되는 개방 미세 채널의 부분이 저장조 내부와 유체 연통하도록, 채널 표면의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 연장되는 하나 이상의 개방 미세 채널을 포함한다. 채널 표면의 제1 부분을 통해 연장되는 개방 미세 채널의 일부는 저장조 내부로부터 기화전 제제를 수용할 수 있다. 개방 미세 채널은, 채널 표면의 제1 부분으로부터 채널 표면의 제2 부분까지 개방 미세 채널을 통한 기화전 제제의 흡인에 기반하여 저장조 내부로부터 기화전 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다.
단계(1004)에서, 기화기 조립체는 기화전 제제를 가열 요소까지 운반한다. 전술한 바와 같이, 채널 표면의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 연장되는 개방 미세 채널은 저장조로부터 기화전 제제를 운반할 수 있다. 개방 미세 채널은, 개방 미세 채널 내의 기화전 제제가 가열 요소에 의해 발생된 충분한 양의 열을 수용하여 기화되도록 기화전 제제를 가열 요소의 적어도 특정한 근접 위치까지 운반할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 하나 이상의 가열 요소는 개방 미세 채널에 결합될 수 있다. 개방 미세 채널은 하나 이상의 가열 요소와 접촉하도록 기화전 제제를 운반할 수 있다.
단계(1006)에서, 기화기 조립체는 개방 미세 채널에 의해 운반된 기화전 제제를 채널 표면의 제2 부분까지 기화시킨다. 채널 표면의 제2 부분으로 운반된 기화전 제제가 가열 요소에 의해 가열되고 적어도 부분적으로 기화되도록, 이러한 기화 단계는 가열 요소에 의해 열을 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 증기는 개방 미세 채널로부터 방출될 수 있다.
다수의 예시적인 구현예가 본 명세서에 개시되었지만, 다른 변형이 가능할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 변형은 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되며, 당업자에게 자명한 것과 같은 모든 이러한 변형은 다음의 청구범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (27)

  1. e-베이핑 장치용 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    기화전 제제를 보유하도록 구성된 저장조;
    채널 표면을 포함하는 채널 구조로서, 상기 채널 표면은 제1 채널 표면부 및 인접한 제2 채널 표면부를 포함하고, 상기 제1 채널 표면부는 상기 저장조 내부의 경계를 형성하는 상기 저장조의 적어도 하나의 내부 표면을 형성하고, 상기 제2 채널 표면부는 상기 저장조의 외부에 있는, 채널 구조;
    상기 제1 채널 표면부와 상기 제2 채널 표면부 사이에서 연장되는 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함하는 상기 채널 표면;
    상기 기화전 제제의 모세관 작용에 따라 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통해 상기 저장조로부터 상기 제2 채널 표면부까지 상기 기화전 제제를 흡인하도록 구성되는 상기 채널 구조; 및
    증기를 형성하기 위해, 상기 제2 채널 표면부까지 흡인된 상기 기화전 제제를 기화시키도록 구성된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 사다리꼴 채널 단면을 갖는, 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 채널 구조는 상기 채널 표면 상에 친수성 층을 포함하는, 카트리지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 요소는 표면 히터를 포함하는, 카트리지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 채널 구조의 상기 제2 채널 표면부에 결합되는, 카트리지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장조는, 상기 저장조와 상기 제2 채널 표면부 사이의 인터페이스를 실질적으로 밀봉하도록 구성된 밀봉 요소를 포함하는, 카트리지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서:
    각각이 적어도 하나의 기화전 제제를 보유하도록 구성된 복수의 저장조를 더 포함하되,
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은, 각각이 상기 복수의 저장조 중 별도의 저장조와 유체 연통하는 복수의 개방 미세채널을 포함하는, 카트리지.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저장조는 환형 구조이며, 상기 환형 구조 내에 상기 기화전 제제를 보유하도록 구성되고;
    상기 채널 구조는 디스크 구조이고, 상기 제1 채널 표면부는 상기 채널 표면의 외부 환형부이면서 상기 환형 구조의 베이스를 정의하고, 상기 제2 채널 표면부는 상기 채널 표면의 내측 부분이고;
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 상기 채널 표면의 외부 환형부와 상기 채널 표면의 내측 부분 사이에서 방사상으로 연장되고;
    상기 적어도 하나의 가열 요소는 상기 채널 구조의 상기 내측 부분에 결합되는, 카트리지.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 채널 구조는 관형 구조를 포함하고;
    상기 채널 표면은 상기 관형 구조의 외부 표면을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 상기 관형 구조의 상기 외부 표면을 따라 축 방향으로 연장되는, 카트리지.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 채널 구조는 성형된(molded) 구조인, 카트리지.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서:
    상기 제2 채널 표면부 및 상기 가열 요소와 접촉하는 심지 재료를 더 포함하되, 상기 심지 재료는 상기 제2 채널 표면부 내의 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널로부터 상기 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성되는, 카트리지.
  12. e-베이핑 장치로서,
    e-베이핑 장치용 카트리지 및 상기 카트리지에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함하되, 상기 카트리지는:
    기화전 제제를 보유하도록 구성된 저장조;
    채널 표면을 포함하는 채널 구조를 포함하되, 상기 채널 표면은 제1 채널 표면부 및 인접한 제2 채널 표면부를 포함하며, 상기 제1 채널 표면부는 상기 저장조 내부의 경계를 형성하는 상기 저장조의 적어도 하나의 내부 표면을 형성하고, 상기 제2 채널 표면부는 상기 저장조의 외부에 있고;
    상기 채널 표면은 적어도 하나의 개방 미세 채널을 포함하되, 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 상기 제1 채널 표면부와 상기 제2 채널 표면부 사이에서 연장되고;
    상기 채널 구조는 상기 저장조로부터 상기 제2 채널 표면부까지 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널을 통한 상기 기화전 제제의 모세관 작용에 기반하여 상기 기화전 제제를 흡인하도록 구성되며;
    증기를 형성하기 위해 상기 제2 채널 표면부에 흡인된 상기 기화전 제제를 기화시키도록 구성되는 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는, e-베이핑 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 사다리꼴 채널 단면을 갖는, e-베이핑 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 채널 구조는 상기 채널 표면 상에 친수성 층을 포함하는, e-베이핑 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 가열 요소는 표면 히터를 포함하는, e-베이핑 장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 채널 구조의 상기 제2 채널 표면부에 결합되는, e-베이핑 장치.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 저장조는, 저장조와 제2 채널 표면부 사이의 인터페이스를 실질적으로 밀봉하도록 구성된 밀봉 요소를 포함하는, e-베이핑 장치.
  18. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    각각이 적어도 하나의 기화전 제제를 보유하도록 구성된 복수의 저장조를 더 포함하되,
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 각각이 상기 복수의 저장조 중 별도의 저장조와 유체 연통하는 복수의 개방 미세 채널을 포함하는, e-베이핑 장치.
  19. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 저장조는 환형 구조이며, 상기 환형 구조 내에 상기 기화전 제제를 보유하도록 구성되고;
    상기 채널 구조는 디스크 구조이고, 상기 제1 채널 표면부는 상기 채널 표면의 외부 환형부이고, 상기 환형 구조의 베이스를 형성하며, 상기 제2 채널 표면부는 상기 채널 표면의 내측 부분이고;
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 상기 채널 표면의 외부 환형부와 상기 채널 표면의 상기 내측 부분 사이에서 방사상으로 연장되며;
    상기 적어도 하나의 가열 요소는 상기 채널 구조의 상기 내측 부분에 결합되는, e-베이핑 장치.
  20. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 채널 구조는 관형 구조를 포함하고;
    상기 채널 표면은 상기 관형 구조의 외부 표면을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 개방 미세 채널은 상기 관형 구조의 상기 외부 표면을 통해 축의 방향으로 연장되는, e-베이핑 장치.
  21. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 채널 구조는 성형된(molded) 구조인, e-베이핑 장치.
  22. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 전원은 충전식 배터리를 포함하는, e-베이핑 장치.
  23. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 카트리지 및 상기 전원은 탈착식으로 서로 연결되는, e-베이핑 장치.
  24. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 카트리지는 제2 채널 표면부 및 상기 가열 요소와 접촉하는 심지 재료를 더 포함하되, 상기 심지 재료는 상기 제2 채널 표면부 내의 상기 적어도 하나의 개방 미세 채널로부터 상기 가열 요소까지 기화전 제제를 흡인하도록 구성되는, e-베이핑 장치.
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