KR102555034B1 - 전자 베이핑 장치에서 벤튜리 효과로 구동되는 제제 전달 - Google Patents

Abstract

마우스 단부 삽입부(550) 및 상기 마우스 단부 삽입부(550)에 연결 가능한 저장부(570)를 포함하는 전자 베이핑 장치(500)가 제공되고, 상기 저장부(570)는 상기 전자 베이핑 장치(500)의 길이 방향축을 따라 공동부를 포함한다. 전자 베이핑 장치(500)는 또한 저장부(570)의 내부 표면을 따라 분포된 복수의 구멍들(530) 및 상기 저장부(570)에 연결 가능한 전원부(510)를 포함한다.

Description

전자 베이핑 장치에서 벤튜리 효과로 구동되는 제제 전달

구현예들은 일반적으로 기화 전 제제(formulation) 전달 방법 및 시스템 그리고 벤튜리 효과에 기반한 기화전 제제 전달 방법 및 시스템에 관한 것이다.

전자 베이핑 장치들은 액체 물질을 증기로 기화시켜 성인 흡연자가 베이핑 장치의 하나 이상의 배출구를 통하여 증기를 흡인하기 위해 사용된다. 이들 전자 베이핑 장치들은 전자 베이핑 장치로서 지칭될 수 있다. 전자 베이핑 장치는 통상적으로 전력 공급부 및 카트리지와 같은 몇몇 전자 베이핑 요소를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 배터리를 포함하며, 카트리지는 기화 전 제제 또는 액체 물질을 담을 수 있는 저장부와 함께 히터를 포함한다. 저장부는 내부관 둘레 또는 저장부의 일부 둘레에 면 또는 셀룰로오스 거즈(gauze)로 이루어진 권선을 포함할 수 있다. 카트리지는 통상적으로 심지를 경유하여 기화 전 제제와 연통되는 히터를 포함한다. 기화 전 제제는 통상적으로 증기 형성제(vapor former)뿐만 아니라 소정 량의 니코틴 및 아마도 물, 산, 향미제 및 아로마 중 적어도 하나를 포함한다. 기화 전 제제는 증기로 변환될 수 있는 재료 또는 재료들의 조합을 포함한다. 예를 들면, 기화 전 제제는, 물, 비드, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향미, 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제, 및 이들의 조합을 포함하는 액체, 고체, 또는 겔 제제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

전자 베이핑 장치에 포함되는 기화 전 제제는 성인 흡연자가 이 장치를 작동하는 동안 전자 베이핑 장치의 마우스 단부 삽입부까지 구동된다. 기화 전 제제가 마우스 단부 삽입부까지 구동되는 방식은 성인 흡연자에게 전달되는 기화 전 제제의 양뿐만 아니라 전달율에 영향을 미치고, 순차적으로 성인 흡연자의 경험에 영향을 미친다.

적어도 하나의 예시적 구현예는 전자 베이핑 장치가 작동하는 동안 전자 베이핑 장치의 기화 전 제제가 그 장치의 마우스단부 삽입부까지 전달됨에 있어서 벤튜리 효과로 구동되는 시스템에 관한 것이다.

적어도 하나의 예시적 구현예에서, 전자 베이핑 장치는 마우스 단부 삽입부, 상기 마우스 단부 삽입부에 연결 가능하며 내부 저장부를 포함하는 저장부, 상기 내부 저장부의 표면을 따라서 분포된 복수의 구멍, 및 상기 저장부에 연결 가능한 전원부를 포함한다. 일부 예시적 구현예들에서, 내부 저장부는 동심원 내부 저장부이다. 일부 예시적 구현예들에서, 복수의 구멍은 내부 저장부의 표면을 따라서 실질적으로 균일하게 분포된다.

적어도 하나의 예시적 구현예에서, 복수의 구멍들은 이들의 평균 직경의 약 1.5 내지 약 2배로 이격된다. 예를 들어, 복수의 구멍들의 평균 직경은 약 0.3 mm 내지 약 0.8 mm이고, 내부 저장부의 벽의 평균 두께는 약 0.1 mm 내지 약 0.4 mm이다.

일부 예시적 구현예들에서, 내부 저장부는 전자 베이핑 장치의 길이 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 좁은 통로 및 적어도 하나의 더 넓은 통로를 정의한다. 예를 들어, 내부 저장부는 전자 베이핑 장치의 길이 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 두 개의 더 넓은 통로들 사이에 좁은 통로를 정의한다. 일부 예시적 구현예들에서, 좁은 통로는 약 0.5 mm 내지 약 1.0 mm의 폭을 가지며, 복수의 구멍들의 평균 직경은 약 0.3 mm 내지 약 0.8 mm이다.

일부 예시적 구현예들에서, 내부 저장부는 실질적으로 원형 단면, 실질적으로 사각형 단면, 실질적으로 타원형 단면, 또는 실질적으로 삼각형 단면을 가질 수 있다.

일부 예시적 구현예들에서, 마우스 단부 삽입부는 헤드 및 소정량의 기화 전 제제를 상기 헤드로 향하게 하도록 구성되는 부분을 포함한다. 상기 부분은 동심원일 수 있고 전자 베이핑 장치의 길이 방향을 따라서 연장된다. 저장부의 표면 또는 전자 베이핑 장치의 길이 방향 축과 상기 부분 사이의 각은 약 30도 내지 약 120도일 수 있고, 예를 들어 약 90도일 수 있다.

적어도 하나의 예시적 구현예에서, 전자 베이핑 장치는, 성인 흡연자가 마우스 단부 삽입부로 흡인하는 시간과 상관 있는 소정량의 기화 전 제제를 전달한다. 예를 들어, 성인 흡연자가 마우스 단부 삽입부를 흡인하는 시간이 길수록, 상기 저장부로부터 이송되어 기화되는 기화 전 제제의 양이 더 많아진다.

첨부된 도면을 참조하여 예시적인 구현예를 상세히 설명함으로써, 예시적인 구현예의 전술된 그리고 다른 특징 및 장점들이 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 예시적인 구현예를 도시하도록 의도된 것이며, 청구범위의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 주지되지 않는 한, 일정한 비율로 도시된 것으로 간주되지 않아야 한다.
도 1은 전자 베이핑 장치의 측면도이고;
도 2 내지 도 4는 전자 베이핑 장치의 길이방향 단면도이고;
도 5는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 전자 베이핑 장치의 길이 방향 단면도이고;
도 6a와 도 6b는 하나의 예시적 구현예에 따른 벤튜리 효과 기반의 기화 전 제제용 저장부의 단면을 도시하고;
도 7은 하나의 예시적 구현예에 따른 벤튜리 효과 기반의 기화 전 제제용 저장부의 상세 단면이고;
도 8a 내지 도 8d는 예시적 구현예들에 따른 기화 전 제제의 단면들이다.

일부 상세한 예시적인 구현예가 본원에서 개시된다. 그러나, 본원에 개시된 특정 구조적 그리고 기능적 세부 사항은 단지 예시적 구현예를 설명하기 위한 대표적인 예일뿐이다. 그러나, 예시적인 구현예는 많은 대안적인 형태로 구현될 있으며, 본 명세서에서 설명된 구현예에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

따라서, 예시적인 구현예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 구현예는 도면에 예로서 도시되며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적 구현예를 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없으며, 그와 반대로, 예시적 구현예는 예시적 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 있지만, 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 구현예를 설명하기 위한 것이며, 예시적인 구현예를 제한하려는 것은 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, 언급된 특징, 정수(integer), 단계, 작동, 또는 요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 또는 이의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.

예시적 구현예는 예시적 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. 따라서, 도면들에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이며, 그 형상들은 장치의 영역의 실제 형상을 예시하기 위한 것이 아니며, 예시적인 구현예들의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

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.

"약" 또는 "실질적으로"라는 용어가 수치와 관련되어 본 명세서에 사용될 때, 연관된 수치는 대략 언급된 수치의 ±10%의 허용 오차를 포함하도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에서 백분율을 지칭할 때, 이들 백분율은 중량, 즉 중량%를 기준으로 하도록 의도된다. "최대(up to)"라는 표현은 0 내지 표현된 상한 및 그 사이의 모든 값의 양을 포함한다. 범위가 특정될 때, 범위는 0.1%의 증분과 같은 그 사이의 모든 값을 포함한다. 또한, 용어 "일반적으로" 및 "실질적으로"가 기하학적 형상과 연관되어 사용될 때, 기하학적 형상의 정확성이 요구되는 않고 개시의 범주 내에서 형상에 대한 관용성이 있는 것으로 의도된다. 구현예의 관형(tubular) 요소들은 원통형일 수 있지만, 관형 단면의 다른 형상으로 정사각형, 직사각형, 타원형, 삼각형, 및 기타 등이 고안될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "증기 형성제"는, 사용 시, 증기의 형성을 용이하게 하고 증기 발생 장치의 작동 온도에서 열적 열화(degradation)에 실질적으로 내성인 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 나타낸다. 적절한 증기 형성제는 프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올의 다양한 조성물로 이루어진다. 적어도 하나의 구현예에서, 증기는 프로필렌 글리콜이다.

도 1은 예시적인 구현예에 따른 전자 베이핑 장치 또는 "시가-형태" 장치(60)의 측면도이다. 도 1에서, 전자 베이핑 장치(60)는 제1 섹션 또는 카트리지(70), 및 나사 조인트(74) 또는 다른 연결 구조물, 예컨대, 스너그 피트, 스냅 피트, 멈춤쇠, 클램프, 클래스프 등 중에서 적어도 하나에 의해 서로 커플링되는 제2 섹션(72)을 포함한다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 섹션 또는 카트리지(70)는 교체 가능한 카트리지일 수 있으며, 제2 섹션(72)은 재사용 가능한 섹션일 수 있다. 대안으로, 제1 섹션 또는 카트리지(70)와 제2 섹션(72)은 일체로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 제2 섹션(72)은 그의 원위 단부(28)에 LED를 포함한다.

도 2는 전자 베이핑 장치의 다른 예시적인 구현예의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 섹션 또는 카트리지(70)는 마우스-단부 삽입부(20), 모세관(18) 및 저장부(14)를 수용할 수 있다.

일부 구현예에서, 저장부(14)는 내부 튜브(도시되지 않음) 주위에 거즈로 이루어진 랩핑(wrapping)일 수 있다. 저장부(14)는 동일 또는 다른 재료로 이루어진 거즈의 내부 랩핑을 둘러싸는 거즈로 이루어진 외부 랩핑을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예시적 구현예에서, 저장부(14)는 느슨한 입자들, 느슨한 섬유들 또는 직포 또는 부직포 섬유들의 형태로 된 알루미나 세라믹으로부터 구성될 수 있고, 또는 선택적으로 저장부(14)는 느슨한 섬유들의 꾸러미의 형태로 된 면 또는 거즈 재료와 같은 셀룰로오스 재료, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 고분자 재료로부터 구성될 수 있다. 저장부(14)에 대한 더 상세한 설명은 아래에서 제공된다.

제2 섹션(72)은 전력 공급부(12), 전력 공급부(12)를 제어하도록 구성된 제어 회로(11), 및 퍼프 센서(16)를 수용할 수 있다. 퍼프 센서는 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치(60)를 빨아들이는 시점을 센싱하도록 구성되며, 이는 제어 회로(11)를 통해 전력 공급부(12)의 작동을 유발시켜 저장부(14)에 수용된 기화 전 제제를 가열하여 증기를 형성한다. 제2 섹션(72)의 나사 부분(74)은 제1 섹션 또는 카트리지(70)에 연결되지 않을 때 배터리 충전기에 연결되어 배터리 또는 전원 섹션(12)을 충전할 수 있다.

일부 예시적인 구현예들에서, 모세관(18)은 전도성 재료로 형성되거나 이를 포함하므로, 상기 튜브를 통해 전류를 통과시킴으로써 스스로 히터로서 작용한다. 모세관(18)은, 모세관(18)이 경험하는 작동 온도에서 필요한 구조적 완전성을 유지하면서, 저항에 의해 가열될 수 있고, 기화 전 제제와 반응하지 않는 임의의 전도성 재료일 수 있다. 모세관(18)의 형성에 적합한 재료는 스테인리스 강, 구리, 구리 합금, 막 저항 재료로 코팅된 다공성 세라믹 재료, 니켈-크롬 합금, 및 이들의 조합 중 하나 이상이다. 예를 들어, 모세관(18)은 스테인리스 강 모세관(18)이고 모세관(18)의 길이를 따라 직류 또는 교류의 통과를 위해 그에 부착된 전기 리드(26)를 통해 히터로서의 기능을 한다. 따라서, 스테인리스 강 모세관(18)은 저항 가열에 의해 가열된다. 대안적으로, 모세관(18)은, 예를 들어 글라스 튜브와 같은 비-금속 튜브일 수 있다. 이러한 구현예에서, 모세관(18)은 예를 들어 글라스 튜브를 따라 배치된 스테인리스 강, 니크롬선 또는 백금선과 같이 저항에 의해 가열될 수 있는 전도성 재료로 형성되거나 이를 포함한다. 글라스 튜브를 따라 배치된 히터가 가열되면, 모세관(18) 내의 기화 전 제제는, 모세관(18) 내의 기화 전 제제를 적어도 부분적으로 휘발시키기에 충분한 온도로 가열된다.

적어도 하나의 구현예에서, 적어도 두 개의 전기 리드(26)가 금속 모세관(18)에 접합된다. 적어도 하나의 구현예에서, 하나의 전기 리드(26)는 모세관(18)의 제1 상류부(101)에 결합되고, 제2 전기 리드(26)는 모세관(18)의 하류 말단부(102)에 결합된다.

작동시, 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치를 퍼핑할 때, 퍼프 센서(16)는 성인 흡연자의 퍼핑에 의해 야기된 압력 구배를 검출하며, 제어 회로(11)는 모세관(18)에 전력을 제공함으로써 저장부(14) 내에 위치된 기화 전 제제를 가열한다. 일단 모세관(18)이 가열되면, 모세관(18)의 가열된 부분 내부에 함유된 기화 전 제제는 휘발되어 배출구(63)로부터 방출되고, 여기서 기화전 제제는 팽창하여 공기와 혼합하고 혼합 챔버(240)에 증기를 형성한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 저장부(14)는, 저장부(14) 내부에 기화 전 제제를 유지하고 저장부(14)가 압착되어 거기에 압력이 가해질 때 개방되도록 구성된 밸브(40)를 포함하며, 이러한 압력의 인가로 인해 저장부(14)는 저장부(14)의 배출구(62)를 통해 모세관(18)으로 기화전 제제를 가압하게 한다. 적어도 하나의 구현예에서, 밸브(40)는 저장부(14)로부터 기화 전 제제의 부주의한 분배를 예방하도록 임계 최소 압력에 도달할 때 개방된다. 적어도 하나의 구현예에서, 압력 스위치(44)를 누르기 위해 필요한 압력은 우발적인 가열이 방지되도록 충분히 높다.

예시적인 구현예의 전원(12)은 전자 베이핑 장치(60)의 제2 섹션(72)에 배치된 배터리를 포함할 수 있다. 전원(12)은 전압을 인가하여 저장부(14) 내에 수용된 기화 전 제제를 휘발시키도록 구성된다.

적어도 하나의 구현예에서, 모세관(18)과 전기 리드(26) 사이의 전기 접점 또는 연결부는 실질적으로 전도성이고 온도 저항성인 반면에, 모세관(18)은 발열이 주로 모세관(18)을 따라 발생하고 접점에서 발생하기 않도록 실질적으로 저항성이다.

전원 섹션 또는 배터리(12)는 재충전 가능하고 외부 충전 장치에 의한 배터리의 충전을 허용하는 회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 회로는 충전됐을 때 소정 횟수의 퍼핑 동안 전력을 공급하며 이 후 회로는 외부 충전 장치에 다시 연결되어야 한다.

적어도 하나의 구현예에서, 전자 베이핑 장치(60)는 인쇄 회로 기판(11) 상에 존재할 수 있는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로(11)는 장치가 활성화될 때 빛을 내도록 구성된 히터 활성화 라이트(27)를 또한 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 히터 작동 라이트(27)는 적어도 하나의 LED를 포함하고, 퍼핑 중 히터 작동 라이트(27)가 불타는 석탄의 외형을 본뜬 마개에 조명을 비추도록 전자 베이핑 장치(60)의 말단(28)에 위치한다. 또한, 히터 작동 라이트(27)는 성인 흡연자에게 보이도록 구성될 수 있다. 라이트(27)는 성인 흡연자가 원할 때 라이트(27)를 활성화하거나, 비활성화하거나, 활성화 및 비활성화할 수 있도록 구성될 수도 있으므로, 원하는 경우, 라이트(27)는 흡연하는 동안 활성화되지 않는다.

적어도 하나의 구현예에서, 전자 베이핑 장치(60)는 적어도 두 개의 비축(off-axis) 분기 배출구(21)를 갖는 마우스 단부 삽입부(20)를 더 포함하고 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 마우스 단부 삽입부(20)는 적어도 두 개의 분기 배출구(21)를 포함할 수 있다(예를 들어, 3개 내지 8개 이상의 배출구). 적어도 하나의 구현예에서, 마우스 단부 삽입부(20)의 배출구(21)는 비축 통로(23)의 말단에 위치되고 전자 베이핑 장치(60)의 길이 방향에 대해 외측으로 (즉, 분기되도록) 경사진다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "비축(off-axis)"은 전자 베이핑 장치의 길이 방향에 대한 각도를 나타낸다. 또한, 사용 중 성인 흡연자의 입 안에서 실질적으로 균일하게 증기를 분배하기 위하여 마우스 단부 삽입부(또는 흐름 가이드)(20)는 마우스 단부 삽입부(20) 주위에 균일하게 분포된 배출구들을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 구현예에서, 전자 베이핑 장치(60)는 종래 담배 기반 제품과 대략 동일한 크기이다. 일부 구현예에서, 전자 베이핑 장치(60)는 약 80 mm 내지 약 110 mm의 길이, 예를 들어 약 80 mm 내지 약 100 mm의 길이일 수 있고, 약 7 mm 내지 약 10 mm의 직경일 수 있다.

전자 베이핑 장치(60)의 외부 원통형 하우징(22)은 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합으로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 외부 원통형 하우징(22)은 금속으로 적어도 부분적으로 형성되고 제어 회로(11), 전원(12), 및 퍼프 센서(16)를 연결하는 전기 회로의 일부이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전자 베이핑 장치(60)는 또한 기화 전 제제 저장부(14) 및 모세관(18)을 수용할 수 있는 중간 섹션(제3 섹션)(73)을 포함할 수 있다. 중간 섹션(73)은 제1 섹션 또는 카트리지(70)의 상류 단부에서 나사 조인트(74')에 피팅되고 제2 섹션(72)의 하류 단부에서 나사 조인트(74)에 피팅되도록 구성될 수 있다. 이러한 예시적인 구현예에서, 제1 섹션 또는 카트리지(70)는 마우스 단부 삽입부(20)를 수용하는 반면에 제2 섹션(72)은 전원(12) 및 전원(12)을 제어하도록 구성되는 제어 회로(11)를 수용한다.

도 3은 예시적인 구현예에 따른 전자 베이핑 장치의 단면도이다. 적어도 하나의 구현예에서, 제1 섹션 또는 카트리지(70)는 모세관(18)을 세정할 필요를 예방하도록 교체 가능할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 섹션 또는 카트리지(70) 및 제2 섹션(72)은 일회용 전자 베이핑 장치를 형성하기 위해 나사 연결부없이 일체형으로 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 다른 예시적인 구현예들에서, 밸브(40)는 양방향 밸브일 수 있고, 저장부(14)는 가압될 수 있다. 예를 들면, 저장부(14)는 저장부(14)에 일정한 압력을 인가하도록 구성된 가압 장치(405)를 사용되어 가압될 수 있다. 그 때문에, 저장부(14)에 수용된 기화 전 제제의 가열을 통해 형성된 증기의 방출이 용이해진다. 일단 저장부(14)에 대한 압력이 해제되면, 밸브(40)는 폐쇄되고, 가열된 모세관(18)은 밸브(40)의 하류에 남아있는 임의의 기화 전 제제를 배출한다.

도 4는 전자 베이핑 장치의 다른 예시적인 구현예의 길이 방향 단면도이다. 도 4에서, 전자 베이핑 장치(60)는 상류 시일(15) 내에 중앙 공기 통로(24)를 포함할 수 있다. 중앙 공기 통로(24)는 내부 튜브(65)에게 개방된다. 또한, 전자 베이핑 장치(60)는 기화 전 제제를 저장하도록 구성된 저장부 또는 카트리지(14)를 포함한다. 저장부(14)는 기화 전 제제, 및 선택적으로 그 안에 기화 전 제제를 저장하도록 구성된 거즈와 같은 저장 매체(25)를 포함할 수 있다. 구현예에서, 저장부(14)는 외부 튜브(6)와 내부 튜브(65) 사이의 외부 환형체 내에 포함된다. 외부 환형체는 저장부(14)로부터 기화전 제제의 누출을 방지하기 위해서 상류 단부에서 시일(15)에 의해 그리고 하류 단부에서 스토퍼(10)에 의해 밀봉된다. 히터(19)는, 히터가 활성화될 때 심지(220)의 중앙 부분 내에 있는 기화 전 제제가 기화되어 증기를 형성하도록 심지(220)의 중앙 부분을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 히터(19)는 2개의 이격된 전기 리드(26)에 의해 배터리(12)에 연결된다. 전자 베이핑 장치(60)는 적어도 2개의 배출구(21)를 갖는 마우스 단부 삽입부(20)를 더 포함한다. 마우스 단부 삽입부(20)는 스토퍼(10)를 통해 연장하는 중앙 통로(64)와 내부 튜브(65)의 내측을 통하여 중앙 공기 통로(24)와 유체 연통한다.

전자 베이핑 장치(60)는 시일(15) 내의 중앙 공기 통로(24)의 하류 단부(82)에 불침투성 플러그(30)를 포함하는 기류 전환기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 중앙 공기 통로(24)는 외부 튜브(6)와 내부 튜브(65) 사이의 환형체의 상류 단부를 밀봉하는 시일(15) 내의 축 방향 연장 중앙 통로이다. 반경 방향 공기 채널(32)은 공기를 중앙 통로(20)로부터 내부 튜브(65)를 향해 아래쪽으로 지향시킨다. 작동시, 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치를 퍼핑할 때, 퍼프 센서(16)는 성인 흡연자의 퍼핑에 의해 야기된 압력 구배를 검출하며, 제어 회로(11)는 히터(19)에 전력을 제공함으로써 저장조(14) 내에 위치된 기화 전 제제를 가열한다.

도 5는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 전자 베이핑 장치의 길이 방향 횡단면도이다. 도 5에서, 전자 베이핑 장치(500)는 예컨대 배터리(도시되지 않음)와 같은 전원을 포함하는 전원부(510), 기화부(520), 및 마우스 단부 삽입부(550)를 포함한다. 기화부 또는 저장부(570)에서, 기화 전 제제(560)는 저장부(570) 내에 수용된다. 일부 예시적 구현예에서, 저장부(570)는 축 통로(580)를 둘러싸도록 동심원으로 구성될 수 있는 데, 상기 축 통로(580)는, 전자 베이핑 장치(500)의 길이 방향 또는 축을 따라 히터(540)를 포함하는 전자 베이핑 장치(500)의 가열부와 배터리부(510) 사이에 있다. 축 통로(580)를 둘러싸는 저장부(570)의 내부 표면은 통로(580)의 실질적인 길이를 따라서 그리고 전자 베이핑 장치(500)의 축을 따라서 복수의 구멍(530)을 포함한다.

작동에서, 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치를 작동하는 동안, 예를 들어 성인 흡연자가 마우스 단부 삽입부(550)를 통하여 흡인 시, 음압이 생성되면, 기화 전 제제(560)의 작은 부분들, 예컨대 작은 물방울들이 음압에 의해 마우스 단부 삽입부(550)쪽으로 흡인된다. 일부 예시적 구현예에서, 통로(580)의 직경은 충분히 작기 때문에, 벤튜리 효과를 통하여 성인 흡연자의 흡인 작용에 의해 생성된 압력은, 기화 전 제제(560)의 방울들이 저장부(570)로부터 그리고 구멍들(530)을 통하여 추출되어 통로(580)를 통하여 마우스 단부 삽입부(550)까지 이송되도록 한다. 저장부(570)와 마우스 단부 삽입부(550) 사이에 위치된 히터(540)는 방울들을 가열하여 마우스 단부 삽입부(550)를 통하여 전자 베이핑 장치(500)로부터 나오는 증기를 발생시킨다.

일부 예시적 구현예에서, 구멍들(530)은 저장부(570)의 내표면에 조밀하게 분포된다. 예를 들어, 구멍들(530)은, 구멍들(530)의 평균 직경의 약 1.5배 내지 약 2배로 이격될 수 있다. 구멍들(530)의 평균 직경은 일반적으로 기화 전 제제(560)의 점성에 의존하고, 예컨대 약 0.3 mm 내지 약 0.8 mm 범위일 수 있고, 예컨대 0.35 mm, 0.40 mm, 0.45 mm, 0.50 mm, 0.55 mm, 0.60 mm, 0.65 mm, 0.70 mm 및 0.75 mm일 수 있다. 일반적으로 기화 전 제제의 점도가 높을수록 구멍은 커져야만 한다. 예를 들어, 저장부(570)의 제1 부분이 소정의 점섬을 갖는 액체를 수용하고, 저장부(570)의 제2 부분이 다른 점성을 갖는 액체를 수용하는 경우, 저장부(570)의 제1 및 제2 부분에 있는 구멍들(530)은 저장부(570)의 양 부분들에 있는 액체들 간 점성 차이를 설명하기 위해 다른 크기를 가질 수 있다.

일부 예시적 구현예들에서, 통로(580)에 인접한, 저장부(570)의 내표면에서 벽 두께는 약 0.1 mm 내지 약 0.4 mm이다. 일반적으로, 구멍들(530)을 통하여 저장부(570)의 내부로부터 저장부(570)의 외부로 이송할 때 기화 전 제제(560)의 이동 거리가 더 짧기 때문에, 얇은 저장부 벽은 공기 통로(580)를 통하여 기화 전 제제(560)를 더 잘 이송할 것이다.

일부 예시적 구현예에서, 히터(540)는 리드(545)를 통하여 전원부(510)에 포함된 배터리(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 히터는, 예를 들어 코일 히터, 플랫 히터 또는 메쉬 히터일 수 있다.

다양한 예시적 구현예들에 따르면, 지향부 또는 깔때기부(525)가 저장부(570)와 히터(540) 사이에 제공될 수 있고, 상기 지향부(525)는 기화 전 제제를 히터(540) 위로 향하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 지향부(525)는 깔때기 형상을 가진 부분일 수 있다. 일부 예시적 구현예에서, 지향부(525)는 동심원일 수 있고, 전자 베이핑 장치(500)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 도 5에 지향부(525)가 저장부(570)의 표면에 실질적으로 수직한 것으로 도시되지만, 지향부(525)는 저장부(570)의 표면에 대하여 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 저장부(570)의 표면과 지향부(525) 사이의 각도 α는 약 30도 내지 120도일 수 있다. 도 5에서, 각도 α는 약 90도인 것으로 도시된다.

도 6a 내지 도 6b는 하나의 예시적 구현예에 따른 벤튜리 효과 기반의 기화 전 제제용 저장부의 단면 및 결과적인 공기압 프로파일을 도시한다. 도 6a에서, 저장부(570)는 통로(580)의 일부에서 더 좁은 통로(585)를 정의하고, 상기한 더 좁은 통로(585)는 충분히 좁아서, 벤튜리 효과로 인해 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치를 작동하는 동안 충분히 큰 음압을 제공하고, 구멍들(530)을 통하여 저장부(570)로부터 마우스 단부 삽입부(도시되지 않음)까지 충분한 양의 기화 전 제제(560)를 이송한다. 저장부(570)는 전자 베이핑 장치의 길이 방향으로 좁은 통로(585)의 양측 각각에 가장 좁은 통로(585)로부터 가장 넓은 통로(580)까지 테이퍼지거나 깔때기 형상의 내표면을 가질 수 있다. 벤튜리 효과로 인해 그 위치에서 더 높은 음압을 생성하는 통로(585)의 좁은 폭 때문에, 기화 전 제제의 방울들은 전자 베이핑 장치의 길이 방향으로 마우스 단부 삽입부(도시되지 않음) 쪽으로 저장부(570)의 외부로 보다 효율적으로 이송된다. 이후 인출된 방울들은, 전자 베이핑 장치를 작동하는 동안 성인 전자 흡연자에게 수용되기 전에 가열되어 기화된다.

도 6b는 통로(580)를 따라 압력 프로파일을 도시한다. 구체적으로, 도 6b는 벤튜리 효과로 인해 가장 좁은 통로(585)에서 가장 큰 음압이 발생함을 보여준다. 가장 좁은 통로(585)로부터 멀어질수록, 통로(580)의 넓어짐과 관련되어 압력이 증가하지만, 성인 흡연자가 전자 베이핑 장치를 계속 사용함으로 인해 음압으로 유지된다. 통로(585 및 580)를 따라 압력이 신뢰성 있게 음이기 때문에, 기화 전 제제(560)의 방울들은 저장부(570)로부터 마우스 단부 삽입부(도시되지 않음)까지 통로(585 및 580)를 통하여 전달된다.

도 7은 하나의 예시적 구현예에 따른 벤튜리 효과 기반의 기화 전 제제용 저장부의 상세 단면을 도시한다. 도 7에서, 기화 전 제제(560)를 담고 있는 저장부(570)는 전자 베이핑 장치의 길이 방향축을 따라 좁은 통로(585)를 포함한다. 저장부(570)의 내표면은 적어도 하나의 구멍(530)을 포함하고, 통로(585)는 평균 직경 "D"를 가진다. 일부 예시적 구현예에서, 통로(585)의 직경 "D"는 약 0.5 mm 내지 약 1.0 mm의 범위에 있을 수 있다. 일부 예시적 구현예에서, 구멍(530)의 직경 "d"는 약 0.3 mm 내지 약 0.8 mm의 범위에 있을 수 있다.

도 8a 내지 도 8d는 예시적 구현예들에 따른 기화 전 제제의 단면들을 도시한다. 도 8a 내지 도 8d는 다른 단면 형상을 갖는 저장부(570)를 도시한다. 예를 들어, 도 8a는 전자 베이핑 장치의 길이 방향축 둘레에 실질적으로 원형의 단면을 가진 내표면을 갖는 저장부(570)를 도시한다. 저장부(570)는 기화 전 제제(560)을 포함하고, 그의 내부 표면에 복수의 구멍(530)을 가진다. 도 8b에서, 저장부(570)의 단면은 실질적으로 직사각형이다. 도 8c는 실질적으로 타원형의 단면을 도시하고, 도 8d는 실질적으로 삼각형의 단면을 도시한다. 도 8a 내지 도 8d에서 특정 단면들이 도시되지만, 예시적 구현예에 따른 저장부(570)는 다른 단면 형상을 가질 수 있다.

따라서 예시적인 구현예가 기술되었지만, 구현예는 많은 방식으로 변형될 수 있음이 명백할 것이다. 이러한 변형은 예시적인 구현예의 의도된 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되며, 당업자에게 자명한 것과 같은 모든 변형은 다음의 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 전자 베이핑 장치로서,
   마우스 단부 삽입부;
   상기 마우스 단부 삽입부에 연결 가능하고, 기화 전 제제를 저장하도록 구성되며, 상기 전자 베이핑 장치의 길이 방향축을 따라 공동부를 포함하는 저장부;
   상기 저장부와 상기 마우스 단부 삽입부 사이의 경로 상에 위치된 히터;
   소정 량의 기화 전 제제를 상기 히터로 향하게 하도록 구성되고, 상기 전자 베이핑 장치의 길이 방향으로 상기 저장부의 표면으로부터 멀어지게 연장되는 깔때기부;
   상기 저장부의 내부 표면을 따라 분포된 복수의 구멍; 및
   상기 저장부에 연결 가능한 전원부를 포함하는 전자 베이핑 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 히터는 상기 전자 베이핑 장치의 길이 방향축 상에 위치되는, 전자 베이핑 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 깔때기부는 실질적으로 동심원인, 전자 베이핑 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부의 표면과 상기 깔때기부 사이의 각도는 30도 내지 120도인, 전자 베이핑 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부의 표면과 상기 깔때기부 사이의 각도는 90도인, 전자 베이핑 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부는 동심원 저장부인, 전자 베이핑 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 구멍은 상기 저장부의 내부 표면을 따라서 실질적으로 균일하게 분포되는, 전자 베이핑 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 구멍들은 상기 복수의 구멍들의 평균 직경의 1.5 내지 2배로 이격되는, 전자 베이핑 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 구멍들의 평균 직경은 0.3 mm 내지 0.8 mm인, 전자 베이핑 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부의 벽의 평균 두께는 0.1 mm 내지 0.4 mm인, 전자 베이핑 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부는 상기 전자 베이핑 장치의 축 방향으로 좁은 통로 및 적어도 하나의 더 넓은 통로를 정의하는, 전자 베이핑 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 저장부는 상기 전자 베이핑 장치의 축 방향으로 두 개의 더 넓은 통로들 사이에 좁은 통로를 정의하는, 전자 베이핑 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 좁은 통로는 0.5 mm 내지 1.0 mm의 폭을 가지는, 전자 베이핑 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부는 실질적으로 사각형의 단면을 가지는, 전자 베이핑 장치.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부는 실질적으로 타원형의 단면을 가지는, 전자 베이핑 장치.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장부는 실질적으로 삼각형의 단면을 가지는, 전자 베이핑 장치.
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