KR102662918B1 - 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 이러한 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지 - Google Patents
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Abstract
축방향 길이를 가지고 전력 공급원을 수용하는 세장형의 관형 구성요소를 포함하고 있는 손에 드는 에어로졸 발생 장치가 기재되어 있다. 서로 연통하는 적어도 하나의 공기 유입부 및 유출부를 갖는 마우스피스부는 세장형의 관형 구성요소와 탈착 가능하게 연결되어 있다. 전력 공급원은 관형 구성요소의 축방향 길이의 대부분에 대하여 적어도 연장되어 있는 환상(annular) 구성이며, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하고 있는 카트리지의 수용을 위해서, 마우스피스부를 향하여 개방되어 있는 세장형의 수용부(receptacle)를 에워싸고 있다.
Description
본 발명은 손에 드는 에어로졸 발생 장치, 예를 들어 전기 작동식 흡연 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 손에 드는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지에 관한 것이다.
종래 기술로부터, 기본적으로 전력 공급원을 수용하는 세장형의 전방 구성요소, 전기 작동식 증발기를 수용하는 중간 구성요소 및 마우스피스를 포함하고 있는 손에 드는 에어로졸 발생 장치들이 공지되어 있다. 일반적으로, 마우스피스는 에어로졸 형성 기재의 공급부를 갖는 카트리지를 포함하고 있다. 퍼프(puff) 센서 및 장치의 전력 관리부를 포함하고 있는 제어 전자장치는 전방 구성요소 또는 중간 구성요소 또는 심지어 마우스피스의 일부일 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 기재의 공급부와 전기 작동식 증발기 양쪽 모두를 포함하고 있는 카트리지부를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템들이 공지되어 있다. 이러한 카트리지는 때때로 “카토마이저(cartomizer)”라고 지칭된다. 증발기는 통상적으로 액체 에어로졸 형성 기재 내에 적셔진 세장형의 심지(elongate wick) 주위에 감겨진 히터 와이어의 코일을 포함하고 있다. 카트리지부는 통상적으로 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기뿐만 아니라, 사용자가 사용 시 마우스피스를 빨아서 에어로졸을 자신의 입 안으로 흡인할 수도 있는 마우스피스를 포함하고 있다. 본 발명의 목적을 위해서, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 형성 기재의 공급부와 전기 작동식 증발기 양쪽 모두를 포함하고 있는 카트리지를 포함하고 있다.
시장에 존재하는 손에 드는 에어로졸 발생 시스템들의 현재 구현예들은 일부 시장 및 고객의 요구사항에 대처하지 못하는 치수 비율을 가지고 있다. 대부분의 공지된 손에 드는 에어로졸 발생 시스템들은, 세련되고 고급스런 환경에 부응하는, 특히 슬림화, 고급스러운 모습, 유행을 따르는 심미감 및 매력에 관한 고객의 기대를 충족시키지 못하는 다소 부피가 큰 구성을 가지고 있다. 공지된 손에 드는 에어로졸 발생 시스템들은, 그들의 기술 접근법으로 인해, 그리고 공지된 배터리, 소모품/카트리지, 전자 구성요소 및 마우스피스의 치수를 포함하여, 7.5mm를 넘는 직경을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 시장 및 고객의 요구사항을 충족시키는 치수를 허용하는 손에 드는 에어로졸 발생 시스템을 위한 신규한 구성을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 축방향 길이를 가지고 전력 공급원을 수용하는 세장형의 관형 구성요소를 포함하고 있는 손에 드는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 서로 연통하는 적어도 하나의 공기 유입부 및 유출부를 갖는 마우스피스부는 세장형의 관형 구성요소와 탈착 가능하게 연결되어 있다. 전력 공급원은 관형 구성요소의 축방향 길이의 대부분에 대하여 적어도 연장되어 있는 환상(annular) 구성이며, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하고 있는 카트리지의 수용을 위해서, 마우스피스부를 향하여 개방되어 있는 세장형의 수용부(receptacle)를 에워싸고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 한 구현예를 보여주고 있으며;
도 2는 에어로졸 발생 장치의 다른 구현예를 보여주고 있으며;
도 3은 부분적으로 “조립해제된” 상태에 있는 도 2의 에어로졸 발생 장치를 보여주고 있으며;
도 4는 에어로졸 발생 장치의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 5는 에어로졸 발생 장치의 변형 구현예의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 6은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지를 보여주고 있으며;
도 7은 전기 작동식 증발기를 지탱하는 카트리지의 말단부의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 8은 카트리지가 삽입되어 있는 도 2에 따른 에어로졸 발생 장치의 도면을 보여주고 있으며;
도 9는 도 8의 카트리지를 갖는 에어로졸 발생 장치의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 10은 에어로졸 발생 장치 내부의 기류를 보여주는 도 9에 대응하는 도면이고;
도 11은 재충전 기능을 갖는 에어로졸 발생 장치의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 12는 재충전 중의 도 11에 따른 에어로졸 발생 장치의 도면을 보여주고 있으며;
도 13은 서셉터 물질 및 유도 코일을 포함하고 있는 전기 작동식 증발기를 지탱하는 카트리지의 말단부의 도 7과 유사한 축방향 단면도를 보여주고 있다.
도 2는 에어로졸 발생 장치의 다른 구현예를 보여주고 있으며;
도 3은 부분적으로 “조립해제된” 상태에 있는 도 2의 에어로졸 발생 장치를 보여주고 있으며;
도 4는 에어로졸 발생 장치의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 5는 에어로졸 발생 장치의 변형 구현예의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 6은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지를 보여주고 있으며;
도 7은 전기 작동식 증발기를 지탱하는 카트리지의 말단부의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
도 8은 카트리지가 삽입되어 있는 도 2에 따른 에어로졸 발생 장치의 도면을 보여주고 있으며;
도 9는 도 8의 카트리지를 갖는 에어로졸 발생 장치의 축방향 단면도를 보여주고 있으며;
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도 12는 재충전 중의 도 11에 따른 에어로졸 발생 장치의 도면을 보여주고 있으며;
도 13은 서셉터 물질 및 유도 코일을 포함하고 있는 전기 작동식 증발기를 지탱하는 카트리지의 말단부의 도 7과 유사한 축방향 단면도를 보여주고 있다.
본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치는 종래 기술로부터 공지된 슬림 궐련과 매우 많이 유사하다. 종래의 궐련들과 대조적으로, 에어로졸 발생 시스템은 궐련 연기를 생성하는 것이 아니라, 오히려 일반적으로 증기라 지칭되지만 실제로는 부정확하게 지칭되고 있는 에어로졸을 생성한다. 에어로졸은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 발생된다. 에어로졸 형성 기재는 프로필렌 글리콜, 글리세린 및/또는 폴리에틸렌 글리콜 및 농축 또는 추출된 향미제의 액체 혼합물일 수도 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 가변하는 농도의 담배 유래 니코틴을 포함할 수도 있다. 환상 구성의 전력 공급원의 제공은, 에어로졸 발생 장치의 세장형 및 슬림 구조를 가능하게 한다. 전력 공급원의 환상 구성 때문에, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하고 있는 카트리지용 세장형의 수용부가 제공되어 있다. 이러한 구조적 특징은 에어로졸 발생 장치의 슬림 구성에도 불구하고, 에어로졸 발생 장치의 전체 길이를 제한한다. 조립된 상태에서, 카트리지는 세장형의 수용부 내부에 배치되어 있고, 주위의 전력 공급원과 거의 동심원으로 마우스피스부를 향하여 세장형의 관형 구성요소를 통해 연장되어 있다.
전력 공급원은 관형 금속 또는 고분자 구성의 배터리 또는 축전지 중 하나일 수도 있다. 에어로졸 발생 장치, 특히 전기 작동식 증발기의 전력 요구사항을 충족시키기 위해서, 고 전력 밀도 및 용량의 배터리 또는 축전지가 채택될 수도 있다. 본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 한 구현예에서, 배터리 또는 축전지는 리튬 황 화학물질(Lithium sulphur chemistry), 또는 하이퍼-커패시터 화학물질(hyper-capacitor chemistry) 요소들 중 하나에 기초하여 구성될 수도 있다. 하이퍼-커패시터 화학물질 요소들에 기초한 배터리 또는 축전지의 예는 나노카본 구조체 내의 산화코발트 또는 그래핀/다공성 그래핀 구조체 내의 수산화니켈을 포함할 수도 있다. 전력 공급원은 또한 예컨대 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수도 있음에 유의해야 한다. 전력 공급원은 하나 이상의 흡연 경험하기에 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수도 있고; 예를 들면, 전력 공급원은 통상의 궐련을 흡연하는 데에 걸리는 통상적인 시간에 대응하여, 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 2배인 기간 동안 에어로졸의 연속적인 발생을 허용하기에 충분한 용량을 가질 수도 있다. 다른 구현예에서, 전력 공급원은 미리 정해진 수의 퍼프 또는 전기 작동식 증발기의 개별 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수도 있다.
에어로졸을 생성하는 에어로졸 발생 장치에 제공된 전력의 양은, 사용되는 가열 요소의 유형, 가열 요소의 저항, 배터리의 전압, 및 배터리에 의해 생성된 암페어 수(amperage)를 포함하고 있는 다수의 인자에 의존한다. 결국, 배터리의 전압 및 배터리에 의해 생성된 암페어 수는 배터리의 기하학적 구조, 배터리의 치수, 및 배터리 화학물질(예컨대, LiCo, LiFePo, 리튬 고분자 화학물질)에 의존한다. 에어로졸 발생 장치에 사용 가능한 전력은, 배터리가 충전될 때의 총 전력량인 밀리암페어 시간(mAh)으로 표현될 수도 있다. 에어로졸 발생 장치의 전력은 90mAh 내지 3000mAh 사이일 수도 있다.
관형 구성요소의 축방향 길이의 대부분의 요구되는 치수를 결정하는 것은 에어로졸 발생 장치에 요구되는 전력에 기초하여 계산될 수도 있다. 나노카본 구조체 내의 산화코발트 또는 그래핀/다공성 그래핀 구조체 내의 수산화니켈을 포함할 수도 있는, 하이퍼-커패시터 화학물질 요소에 기초한 고 전력 밀도 및 용량 배터리 또는 축전지가 사용되지 않는 경우, 에어로졸 발생 장치에 사용 가능한 전력은, 5mm와 8mm 사이의 직경과 80mm 내지 110mm 사이의 길이의 원하는 크기를 유지하면서 사용 가능한 치수로 제한될 것이다. 따라서, 전력은 15mAh 내지 40mAh 사이로 제한될 수도 있다. 본 발명의 목적을 위해 정의된 바와 같이 용어 관형 구성요소의 축방향 길이의 대부분(major part of the axial length of the tubular component)은 관형 구성요소의 축방향 길이의 75%의 최소 길이를 포함하며, 그의 100%까지 연장될 수도 있다. 이 목적을 위해 관형 구성요소의 축방향 길이는 마우스피스부에 대한 연결 요소가 제공되는 관의 해당 부분을 포함하지 않는다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치의 다른 구현예에서, 세장형의 관형 구성요소는 마우스피스를 향하여 대면하는 그의 길이방향 말단에 대향하는 전방 말단 상에서 개방될 수도 있다. 환상 전력 공급원, 예컨대 환상 구성의 배터리 또는 축전지에는, 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 근처에 위치하는 2개의 전기 재충전 접촉부가 제공될 수도 있다. 전기 재충전 접촉부는, 카트리지용 세장형의 수용부와 대면하도록 제공되어 있다. 그들은, 예컨대 스프링 장전형(spring loaded) 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다. 카트리지가 제거될 때, 2개의 단자 미니 잭(terminal mini jack)은 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 내에 삽입되어 2개의 전기 재충전 접촉부와의 전기 접촉을 제공할 수도 있다. 2개의 단자 미니 잭은, 예컨대 헤드폰 등에서 일반적으로 사용되는 미니 잭과 유사하게 구성될 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 환상 전력 공급원의 재충전은 에어로졸 발생 장치의 어떠한 조립해제 없이 달성될 수도 있다. 세장형의 관형 구성요소의 개방된 전방 말단은 또한 카트리지를 그의 전방 말단부터 삽입할 수 있게 한다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하고 있는 카트리지는 에어로졸 발생 장치 내에 그의 어떠한 조립해제 없이 삽입될 수도 있다. 카트리지의 후행 말단(trailing end) 상에 예컨대 캡과 같은 구조적 특징부가 제공될 수도 있어, 전기 작동식 증발기를 지탱하는 말단이 처음에 세장형의 관형 구성요소 내의 수용부로 들어가는 상태로 카트리지가 정확히 삽입되는 것을 확인할 수 있다. 카트리지의 후행 말단 상의 캡은, 예컨대 상이한 색을 가질 수도 있어, 카트리지의 특정 내용물 및 그의 브랜드를 식별할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 카트리지의 길이는, 세장형의 관형 구성요소 내에 완전히 삽입될 때, 그의 후행 말단이 관형 구성요소로부터 연장되지 않도록 선택될 수도 있다. 따라서, 카트리지의 돌출부의 돌발적인 파손이 회피될 수도 있다.
세장형의 관형 구성요소 및 마우스피스는 서로 직접 탈착 가능하게 연결될 수도 있다. 상기 연결은, 예컨대 나사식 연결 또는 베이오넷 조인트(bayonet joint)일 수도 있다. 본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 다른 구현예에서, 세장형의 관형 구성요소 및 마우스피스부는 2개의 구성요소 사이에 배열되는 관형 결합 부재에 의해 탈착 가능하게 연결될 수도 있다. 관형 결합 부재에는, 대응하는 나사가 제공될 수 있어, 세장형의 관형 구성요소 및 마우스피스부와 각각 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 관형 결합 부재는, 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소 및 카트리지 상의 전기 작동식 증발기와의 전기 연결을 확립하기 위한 기계 접촉부를 포함할 수도 있다. 삽입된 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소는 푸시 잠금/해제식일 수 있고, 스프링 및 결합 요소를 포함할 수도 있다. 카트리지가 세장형의 관형 구성요소의 세장형의 수용부 내에 삽입될 때, 전기 작동식 증발기를 지탱하는 그의 선행 말단(leading end)이 기계식 잠금 요소에 대하여 밀고, 이에 따라 카트리지가 해제 가능하게 잠긴다. 마우스피스부를 향하여 카트리지를 밀어서, 기계식 잠금 기구가 재차 활성화되고 카트리지가 방출된다. 세장형의 관형 구성요소가 마우스피스부와 직접 연결되는 경우, 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소 및 카트리지 상의 전기 작동식 증발기와의 전기 연결을 확립하기 위한 기계 접촉부는 마우스피스부 내에 제공될 수도 있다.
대안적으로, 잠금 기구는, 삽입될 때에 마찰식으로 카트리지의 벽면에 밀착하도록 적절하게 치수화되는 적어도 하나의 O-링 또는 다른 보유 매체를 포함할 수도 있다. O-링은, 예컨대 마우스피스부 또는 관형 결합 부재 내부에 배열될 수도 있다. 그러면, 사용자는, 보유 매체에 의해 벽면들이 밀착되도록 카트리지를 장치 내로 밀어서 카트리지를 삽입 또는 제거할 수 있고, 카트리지를 잡아 당겨서 장치로부터 카트리지를 제거할 수 있다. 보유 매체의 사용은 누출 방지 수단으로서 작용하고 사용 중에 액체를 보유하는 추가 이점을 가지고 있다. 카트리지가 재차 더 쉽게 잡아당겨지도록, 카트리지의 후행 말단의 작은 부분이 세장형의 관형 구성요소로부터 돌출될 수도 있다. 이 작은 부분은 사용자의 손가락으로 잡기에 충분히 길 수도 있지만, 카트리지에 대한 임의의 돌발적인 손상을 방지하기에 충분히 짧을 수도 있다. 카트리지의 돌출부는, 예컨대 카트리지의 후행 말단에 부착되는 LED일 수도 있다. 예컨대 LED를 지탱할 수도 있는 카트리지의 돌출부의 외부 직경은 세장형의 관형 구성요소의 외부 직경에 대응할 수도 있다. 이는, 전단력으로 인한 카트리지의 돌발적인 파손 위험을 감소시키고, 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 균일한 외관에 기여한다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치의 세장형의 관형 구성요소 및 마우스피스부를 탈착 가능하게 연결하기 위한 관형 결합 부재의 전용은, 본 발명의 별도의 측면을 구성할 수도 있거나, 또는 에어로졸 발생 장치의 상기 및 설명된 구현예들과 조합하여 제공될 수도 있다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치의 또 다른 구현예에서, 전력 공급원에는, 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 근처에 위치하고, 세장형의 수용부 내에 수용될 수도 있는 카트리지의 후행 말단부 근처의 대응하는 제2 전기 접촉부와의 상호 작용을 위해 카트리지용 세장형의 수용부와 대면하는 제1 전기 접촉부가 제공될 수도 있다. 제2 전기 접촉부는 카트리지의 후행 말단에 부착되는 LED와 전기적으로 연결될 수도 있다. 제2 전기 접촉부는 카트리지 주위에 금속 재킷으로서 구성될 수도 있다. 전력 공급원 상의 제1 전기 접촉부는, 예컨대 재충전 접촉부와 동일할 수도 있거나, 또는 별도의 접촉부일 수도 있다. 그들은, 예컨대 스프링 장전형 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치는, 퍼프 센서 및 장치의 전력 관리부를 포함하고 있는 제어 전자장치를 더 포함할 수도 있다. 제어 전자장치는 전력 공급원에 연결되고, 카트리지가 에어로졸 발생 장치 내에 삽입됨에 따라 전기 작동식 증발기와 전기 접촉하게 할 수 있다. 제어 전자장치는 증발기의 전기 저항을 모니터링하고, 증발기의 검출된 전기 저항에 따라 증발기로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수도 있다. 제어 전자장치는 프로그래밍 가능 마이크로프로세서일 수도 있는 마이크로프로세서를 포함할 수도 있다. 제어 전자장치는 증발기로의 전력 공급을 조절하도록 구성될 수도 있다. 전력은 증발기에 공급되어서 시스템의 활성화를 연속적으로 수반할 수도 있거나, 또는 퍼프 센서의 신호에 따라, 예를 들어 퍼프마다를 기준으로 간헐적으로 공급될 수도 있다. 제어 전자장치는 세장형의 관형 구성요소, 마우스피스부, 및 적용 가능한 경우에는 관형 결합 부재 중 하나에 제공될 수도 있다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 슬림 구조에 대처하기 위해서, 제어 전자장치는 고분자 필름 상에 인쇄 회로로서 제공될 수도 있다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치의 세장형의 관형 구성요소 및 관형 결합 부재는 강성 물질로 만들어질 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “강성(rigid)”은 세장형의 관형 구성요소 및 관형 결합 부재가 자가 지지(self-supporting)하는 것을 의미한다. 강성 물질은 금속, 합금, 플라스틱, 또는 이들 물질 중 하나 이상을 함유하는 복합 물질, 또는 식품 또는 약품 용도에 적합한, 예컨대 PET, HDPE, PP, PEEK, PS, PVC, PEN과 같은 열가소성 플라스틱, 언급된 플라스틱의 공중합체, 예컨대 PLA 또는 PEF와 같은 바이오-플라스틱, 충전된 플라스틱(filled plastics) 및 언급된 플라스틱의 혼합물로부터 선택될 수도 있다. 바람직하게, 상기 물질은 경량이며 비-취성(non-brittle)이다. 이들 물질은 요구되는 강성을 가지며, 사용자의 편안함이 손상되지 않도록 비교적 작은 중량의 것이다. 언급된 열가소성 플라스틱 물질은, 예컨대 사출 성형 공정으로 제조하기가 용이하다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치의 또 다른 구현예에서, 세장형의 관형 구성요소, 적용 가능한 경우에는 관형 결합 부재, 및 마우스피스부는 유연한 케이싱으로 에워싸여 있을 수도 있다. 케이싱은 기계식이고 투과성인 배리어를 제공한다. 본 발명의 한 구현예에서, 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 유연한 케이싱은 적층된 자가 접착성 종이 호일로 만들어진다. 종이 호일은 부드러운 촉감을 제공하며, 손에 드는 에어로졸 발생 장치에 종래 기술로부터 공지된 슬림 궐련의 것과 유사한 마무리를 제공하도록 설계될 수도 있다.
종래 기술의 공지된 에어로졸 발생 시스템 또는 “개인용 증발기”는 비교적 큰 외부 직경을 갖는 반면에, 본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치는 그의 외부 직경이 5mm 내지 8mm에 이르도록 구성될 수도 있다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 또 다른 구현예에서, 외부 직경은 단지 4mm 내지 6mm일 수도 있다. 80mm 내지 110mm의 총 축방향 길이와 함께, 본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치는 매우 슬림하고 경량인 장치이다. 그의 외관은 매우 우아하고 매력적이며, 세련된 고급 제품에 대한 고객의 요구사항에 부응한다. 세장형의 관형 구성요소는 65mm 내지 81mm에 이르는 축방향 길이를 가질 수도 있다. 세장형의 관형 구성요소 내부의 세장형의 수용부는 2mm 내지 2.6mm의 직경을 가질 수도 있다. 세장형의 수용부의 직경은 세장형의 관형 구성요소의 내부 직경에 대응한다. 관형 결합 부재는 4mm 내지 9mm에 이르는 축방향 길이를 가질 수도 있다. 마우스피스부는 11mm 내지 20mm에 이르는 축방향 길이를 가질 수도 있다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치가 세장형의 관형 부재 및 마우스피스부만을 포함하고 있는 경우, 마우스피스부의 축방향 길이는 관형 결합 부재의 길이를 포함할 것이어서, 80mm 내지 110mm의 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 특정 총 길이를 초래한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명에 따른 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에서 사용하기 위한 카트리지가 제공되며, 상기 카트리지는, 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 관형 용기로서, 개구부를 갖는 상기 관형 용기; 상기 용기 내로 연장되어 있는 제1 길이방향 부분, 및 상기 용기의 개구부를 넘어 축방향으로 연장되어 있는 제2 길이방향 부분을 갖는 세장형의 원통형 심지; 및 상기 심지의 제2 길이방향 부분에 위치하는 전기 작동식 증발기를 포함하고 있다. 상기 카트리지는 리필 가능할 수도 있다. 그 목적을 위해, 심지는 관형 용기의 개구부 내부에 단단히 그리고 탈착 가능하게 고정될 수도 있다. 관형 용기로부터 심지를 제거한 후, 예컨대 관형 용기의 개구부를 통해 도입할 수 있는 주사기의 사용으로 리필이 달성될 수 있다. 리필 후, 심지는, 제1 길이방향 부분이 용기 내로 연장되어 있고 제2 길이방향 부분이 개구부로부터 돌출한 상태로, 재차 관형 용기의 개구부 내에 고정될 수도 있다. 예컨대, 심지는 관형 용기의 개구부 내에 밀봉식으로 그리고 탈착 가능하게 삽입될 수도 있는 플러그를 통해 돌출될 수도 있다.
본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 슬림 구성은, 에어로졸 발생 장치에 끼워 맞추도록 구성되어 있는 카트리지의 마찬가지의 슬림 디자인을 필요로 한다. 심지는, 소정 양의 액체 에어로졸 형성 기재를, 에어로졸을 생성하는 전기 작동식 증발기로 일정하게 운반한다. 삽입된 위치에 있는 전기 작동식 증발기는, 적어도 하나의 공기 유입부로부터 마우스피스부의 유출부를 향하는 공기가 퍼핑 중에 심지 주위에 거의 횡단하여 이동하고, 소비자의 입을 향하여 거의 길이방향으로 이동하도록 위치한다. 심지 주위에 거의 횡단하여 이동하는 공기는 퍼핑 중에 전기 작동식 증발기에 의해 생성되는 에어로졸을 흡수한다. 일반적으로, 마우스피스부에는, 요구되는 크기의 기류를 제공하기 위해서 복수의 공기 유입부가 제공되어 있다. 마우스피스부 내부의 길이방향 공기 경로는 라발 노즐(Lavale nozzle)과 유사한, 제트 노즐의 형상을 가질 수도 있다. 이 형상 때문에, 심지 상에 전기 작동식 증발기에 의해 생성되는 에어로졸을 포함하고 있는 기류는 소비자의 입 안으로 들어가기 직전에 가속된다.
본 발명의 예시적인 구현예에서, 전기 작동식 증발기는 적어도 심지의 제2 길이방향 부분의 일부분 주위에 감겨 있는 전기 코일을 포함할 수도 있고, 전기 코일은 이 전기 코일보다도 용기의 개구부에 더 가깝게, 심지의 제2 길이방향 부분 상에 위치하는 2개의 전기 접촉부와 연결되는 2개의 말단을 가지고 있다. 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때, 심지 상의 전기 접촉부는 마우스피스 또는 관형 결합 부재 내의 대응하는 전기 접촉부와 자동적으로 접촉하게 된다.
심지 상의 2개의 전기 접촉부는, 심지의 제2 길이방향 부분 주위에 배치되어 있고 중간 고분자 재킷에 의해 서로로부터 전기적으로 분리되고 격리되는 2개의 금속 재킷일 수도 있다. 전기 접촉부의 이러한 구성은, 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때에 카트리지의 특정 회전 위치를 필요로 하지 않는다. 금속 재킷은 심지 주위에 360° 연장되어 있고, 카트리지의 회전 배향에 상관없이, 마우스피스부 또는 적용 가능한 경우에는 관형 결합 부재 내부의 대응하는 접촉부에 자동적으로 접촉하게 된다. 전력 공급원과 연결되는, 마우스피스부 또는 관형 결합 부재 내부의 2개의 대응하는 전기 접촉부는, 예컨대 스프링 장전형 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다. 에어로졸 발생 장치 내에 카트리지의 삽입 시, 자동적으로 심지 상의 2개의 전기 접촉부와 마우스피스부 또는 관형 결합 부재 내부의 2개의 대응하는 접촉부 간의 전기 접촉이 이루어진다.
본 발명의 다른 구현예에서, 전기 작동식 증발기의 전기 코일은 저항 가열 코일일 수도 있다. 전기 코일은 생성된 에어로졸과 관련하여 사실상 불활성인 스테인리스 스틸로부터 만들어질 수도 있다.
카트리지의 또 다른 구현예에서, 전기 코일은 유도 코일일 수도 있다. 카트리지의 이러한 구현예에서, 적어도 유도 코일의 길이방향 연장부 내부에서, 심지의 제2 길이방향 부분은 서셉터 물질을 포함하고 있다. 유도 코일은 LC 회로와 같은 AC원으로부터 교류 전자기장을 발생시킬 수 있다. 발열 와류(eddy currents)가 서셉터 물질에서 생성된다. 서셉터 물질은 심지에 의해 운반되는 에어로졸 형성 기재와 열적으로 인접해 있다. 결국, 가열된 서셉터 물질은, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 심지의 제2 길이방향 말단을 가열한다.
카트리지의 다른 구현예에서, 서셉터 물질은 미립자, 또는 필라멘트, 또는 메쉬형 구성, 또는 이들의 혼합물 중 하나일 수도 있다. 예컨대, 열 전달을 향상시키기 위해서, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 심지에 큰 표면적을 제공하는 서셉터 물질의 구성이 선택될 수도 있다. 따라서, 예컨대, 서셉터 물질은 미립자 구성일 수도 있다. 입자는 바람직하게는 10㎛ - 100㎛의 구형 상당 직경(equivalent spherical diameter)을 가질 수도 있고, 적어도 유도 코일의 길이방향 연장부 내부에서 심지의 제2 길이방향 부분 전반에 걸쳐서 분포될 수도 있다. 구형 상당 직경은 불규칙적인 형상의 입자들과 함께 사용되며, 상당 부피의 구의 직경으로서 정의된다. 선택된 크기에서, 입자는 필요에 따라 심지의 제2 길이방향 부분 전반에 걸쳐서 분포될 수도 있고, 그 안에 확실하게 보유될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 서셉터 물질은 필라멘트 구성일 수도 있다. 필라멘트 구성은 해당 물질의 제조, 기하학적 규칙성 및 재현성에 관한 장점을 가질 수도 있다. 카트리지의 또 다른 구현예에서, 서셉터 물질은, 예컨대 심지의 제2 길이방향 부분의 수용부(encasement)를 적어도 부분적으로 형성할 수도 있는 메쉬형 구성일 수도 있다. 용어 "메쉬형 구성(mesh-like configuration)"은 그를 통해 불연속부들을 갖는 층들을 포함하고 있다. 예를 들어, 층은 스크린, 메쉬, 격자 또는 천공된 호일일 수도 있다.
카트리지의 또 다른 구현예에서, 심지의 제2 길이방향 부분은 상기한 종류의 구성의 서셉터 물질만을 함유한다. 이 구현예에서, 유도 코일은 심지의 제2 길이방향 부분 상에 위치하지 않는다. 오히려, 유도 코일은 마우스피스부 내부에 또는 에어로졸 발생 장치의 관형 결합 부재 내부에 통합될 수도 있다. 카트리지가 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때, 서셉터 물질을 포함하고 있는 심지의 제2 길이방향 부분은 유도 코일 내부에 위치하며, 에어로졸의 생성을 위해 그의 가열이 달성될 수도 있다. 유도 코일은 LC 회로와 같은 AC원으로부터 교류 전자기장을 발생시킬 수 있다. 발열 와류는 서셉터 물질에서 생성된다. 서셉터 물질은 심지에 의해 운반되는 에어로졸 형성 기재와 열적으로 인접해 있다. 결국, 가열된 서셉터 물질은, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 심지의 제2 길이방향 말단을 가열한다.
카트리지가 세장형의 관형 구성요소 내의 세장형의 오목부 내부에 지지된다는 사실 때문에, 관형 용기는 또한 소정의 유연성을 가질 수도 있다. 이는, 관형 용기를 만들 수도 있는 물질의 선택을 증가시킨다.
카트리지의 또 다른 구현예에서, 개구부에 대향하는 길이방향 말단부에서의 관형 용기에는, 개구부에 대향하는 용기의 길이방향 말단에 부착될 수도 있는 LED와 전기적으로 연결되는 2개의 전기 접촉부가 제공될 수도 있다. LED는 고객이 마우스피스부를 빨아들이는 동안 활성화되어, 궐련의 빛나는 선단(tip)을 모방할 수도 있다. 에어로졸 형성 기재의 함유물에 따라, LED는 상이한 색을 가질 수도 있다.
카트리지의 관형 용기로부터 돌출하는 원통형 심지는 모세관 물질로 만들어질 수도 있다. 모세관 물질은 섬유상 또는 스폰지 구조체를 가질 수도 있다. 모세관 물질은 바람직하게는 모세관들의 다발을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 모세관 물질은 복수의 섬유 또는 실 또는 기타 미세 구멍 관들을 포함할 수도 있다. 모세관 물질의 구조는, 액체가 모세관 작용에 의해 운반될 수도 있는 복수의 작은 구멍 또는 관을 형성하고 있다. 적합한 모세관 물질의 예는, 스폰지 또는 발포체 물질, 섬유 형태의 세라믹계 또는 그라파이트계 물질, 발포된 금속 또는 플라스틱 물질, 예를 들어 초산 셀룰로오스, 폴리에스테르, 또는 결합된 폴리올레핀과 같은 스펀 또는 압출된 섬유, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 세라믹의 나일론 섬유로 이루어진 섬유상 물질이다. 모세관 물질은, 모세관 작용에 의해 액체가 모세관 물질을 통해 운반될 수 있게 하는, 점도, 표면 장력, 밀도, 열 전도성, 비등점 및 증기압을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 액체 물성과 함께 사용되도록 임의의 적합한 모세관 현상 및 다공성을 가질 수도 있다.
손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 적합한 카트리지의 전술한 구현예들은, 일정한 비율로 된 것이 아닌 첨부된 개략적인 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
간략화의 목적을 위해 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 구현예들의 개략적인 도면에서, 유사한 요소들 및 구성요소들은 동일한 참조 번호를 가지고 있다.
도 1에 도시되는 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 제1 구현예는 일반적으로 참조번호 1로 표기된다. 이것은, 전력 공급원을 수용하는 세장형의 관형 구성요소(2), 및 서로 연통하는 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 공기 유입부(4, 5) 및 유출부(6)가 제공되는 마우스피스부(3)를 포함하고 있다. 마우스피스부(3)는 소비자가 선택한 에어로졸을 자신의 입 안으로 흡인하기 위해서, 소비자가 빨아들이는 3에어로졸 발생 장치의 말단이다. 관형 결합 부재(7)는 세장형의 관형 구성요소(2)와 마우스피스부(3) 사이에 배열되어 있고 2개의 부분을 탈착 가능하게 조합한다. 세장형의 관형 구성요소(2)는 65mm 내지 81mm에 이르는 축방향 길이를 가지고 있다. 관형 결합 부재(7)는 4mm 내지 9mm에 이르는 축방향 길이를 가지고 있다. 마우스피스부(3)는 11mm 내지 20mm의 축방향 길이를 가지고 있다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치(1)의 총 길이는 80mm 내지 110mm에 이른다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치(1)는 5mm 내지 8mm에 이르는 외부 직경을 가지고 있다.
도 2는 재차 일반적으로 참조번호 1을 가지는 에어로졸 발생 장치의 변형예를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 장치는, 예컨대 에어로졸 발생 장치의 개별 구성요소들 주위에 포장되는 적층된 종이 호일일 수도 있는 케이싱(8)을 포함하고 있다. 케이싱(8)은 에어로졸 발생 장치(1)에 부드러운 촉감 및 우아하고 슬림한 궐련의 외관을 부여한다.
도 3은, 자가 접착성 적층된 종이 호일(8)이 장치(1)의 구성요소, 즉 세장형의 관형 구성요소(2), 관형 결합 부재(7), 및 마우스피스부(3) 주위에 포장되어 있는 상태의 에어로졸 발생 장치(1)를 보여주고 있다. 종이 호일은 에어로졸 발생 장치에 부드러운 촉감 및 우아한 외관을 부여할 뿐만 아니라, 기계적 보호부 및 투과성 배리어를 제공한다.
도 4에는, 도 1의 에어로졸 발생 장치(1)의 구현예가 축방향 단면도로 도시되어 있다. 세장형의 관형 구성요소(2), 관형 결합 부재(7), 및 마우스피스부(3)는 서로 탈착 가능하게 연결되어 있다. 공기 유입부(4, 5) 및 유출부(6)가 도면에 도시되어 있다. 세장형의 관형 구성요소(2)와 관형 결합 부재(7) 간의 탈착식 연결, 및 관형 결합 부재(7)와 마우스피스부(3) 간의 탈착식 연결은, 예컨대 각각 나사식 연결 또는 베이오넷 조인트(bayonet joint)일 수도 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 세장형의 관형 구성요소(2)는 관형 결합 부재(7) 및 마우스피스부(3)를 향하여 대면하는 길이방향 후방 말단과 대향하는 길이방향 전방 말단 상에 개구부(9)를 가질 수도 있다. 세장형의 관형 구성요소(2)의 내면 상에는 전력 공급원(10)이 배열된다. 전력 공급원(10)은 세장형의 관형 구성요소(2)의 거의 전체 길이에 대하여 75%를 따라 연장되어 있고, 환상 구성이다. 전력 공급원(10)은 관형 금속 또는 고분자 구성의 배터리 또는 축전지일 수도 있거나, 또는 예컨대 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수도 있다. 전력 공급원(10)의 환상 구성 때문에, 결합 부재(7) 및 마우스피스부(3)를 향하여 개방되어 있는 세장형의 수용부(11)가 형성된다. 세장형의 수용부(11)는 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하고 있는 카트리지를 수용하기에 적합하다. 주로 에어로졸 발생 장치(1)의 단면에 따라, 세장형의 수용부(11)는 원통형 형상일 수도 있고, 거의 원형의 단면을 가질 수도 있다. 세장형의 수용부(11)의 내부 직경은 2mm 내지 2.6mm에 이른다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치(1)는 퍼프 센서 및 장치의 전력 관리부를 포함하고 있는 제어 전자장치(미도시함)를 더 포함할 수도 있다. 제어 전자장치는 세장형의 관형 구성요소(2), 마우스피스부(3), 및 관형 결합 부재(7) 중 하나에 제공될 수도 있다. 손에 드는 에어로졸 발생 장치(1)의 슬림 구조에 대처하기 위해서, 제어 전자장치는 고분자 필름 상에 인쇄 회로로서 제공될 수도 있다.
도 5에 보여주는 에어로졸 발생 장치(1)의 구현예에서는, 고분자 필름 상의 인쇄 회로 형상의 제어 전자장치(12)가 마우스피스부(3) 내에 통합되어 있다. 그러면, 이 구현예의 에어로졸 발생 장치(1)에는, 예컨대 에어로졸 발생 장치(1)의 개별 구성요소, 즉 세장형의 관형 부재(2), 관형 결합 부재(7) 및 마우스피스(3) 주위에 포장되는 적층된 종이 호일일 수도 있는 케이싱(8)(도 2)이 제공될 수도 있다. 그러면, 케이싱(8)에는 제어 전자장치(12)를 위한 기계적 보호부가 제공되어 있다.
도 6에는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 내로 삽입하기 위한 카트리지(20)가 도시되어 있다. 카트리지(20)는 액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 관형 용기(21)를 포함하고 있다. 하나의 길이방향 말단에서의 관형 용기(21)는, 세장형의 대략 원통형 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)이 돌출하는 개구부(22)를 가지고 있다. 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)은, 전기 코일(26)을 포함하고 있는 전기 작동식 증발기를 지탱한다. 개구부(22)와 대향하는 길이방향 말단부에서, 카트리지에는, 발광 다이오드(LED)(30)와 전기적으로 연결되는 2개의 전기 접촉부가 제공될 수도 있다.
도 7은 심지(23)를 포함하고 있는 카트리지(20)의 일부의 단면도를 보여주고 있다. 심지(23)는 용기(21) 내로 연장되어 있는 제1 길이방향 부분(24)을 포함하고 있다. 여기서는, 보통 액체 에어로졸 형성 기재와 접촉하고 있다. 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)은 용기(21)의 개구부(22)를 넘어 축방향으로 연장되어 있다. 전기 작동식 증발기는, 적어도 심지(23)의 제2 부분(25)의 일부 주위에 감겨 있는 저항 가열식의 전기 코일(26)을 포함하고 있다. 전기 코일(26)은 스테인리스 스틸로부터 만들어질 수도 있고, 전기 코일(26)보다도 용기(21)의 개구부(22)에 더 가깝게, 심지(23)의 제2 부분(25) 상에 위치하는 2개의 전기 접촉부(27, 29)와 연결되는 2개의 말단을 가지고 있다. 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25) 상의 2개의 전기 접촉부(27, 29)는, 심지의 제2 부분 주위에 배치되어 있고 중간 고분자 재킷(28)에 의해 서로로부터 전기적으로 분리되고 격리되는 2개의 금속 재킷일 수도 있다. 전기 접촉부의 이러한 구성은, 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때에 카트리지(20)의 특정 회전 위치를 필요로 하지 않는다. 금속 재킷은 심지(23) 주위에 360° 연장되어 있고 2개의 대응하는 접촉부와 자동적으로 접촉하게 되며, 이들 접촉부는 전력 공급원과 연결되고, 예컨대 카트리지(20)의 회전 배향에 상관없이 관형 결합 부재(7)(도 5) 내부에 위치할 수도 있다. 관형 결합 부재 내부의 2개의 대응하는 전기 접촉부는, 예컨대 스프링 장전형 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다. 에어로졸 발생 장치(1) 내에 카트리지(20)의 삽입 시, 자동적으로 심지(23) 상의 2개의 전기 접촉부(27, 29)와 관형 결합 부재 내부의 2개의 대응하는 접촉부 간의 전기 접촉이 이루어진다. 본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 슬림 구성은 세장형의 관형 구성요소(2)(도 4) 내의 세장형의 수용부(11) 내에 끼어 맞추도록 구성되어 있는 카트리지(20)의 마찬가지의 슬림 디자인을 필요로 한다.
도 13에는, 도 7의 것과 매우 유사한 카트리지의 도면이 도시되어 있다. 카트리지는 재차 일반적으로 참조 번호 20으로 표기되어 있다. 심지(23)는 재차 용기(21) 내로 연장되어 있는 제1 길이방향 부분(24)을 포함하고 있다. 여기서는 보통 액체 에어로졸 형성 기재와 접촉하고 있다. 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)은 용기(21)의 개구부(22)를 넘어 축방향으로 연장되어 있다. 전기 작동식 증발기는, 참조 번호 36으로 표기되어 있는 유도 코일을 포함하고 있다. 유도 코일(36)은 적어도 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)의 일부 주위에 감겨 있다. 유도 코일(36)은, 전기 코일(36)보다도 용기(21)의 개구부(22)에 더 가깝게, 심지(23)의 제2 부분(25) 상에 위치하는 2개의 전기 접촉부(27, 29)와 연결되는 2개의 말단을 가지고 있다. 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25) 상의 2개의 전기 접촉부(27, 29)는 재차 심지의 제2 부분 주위에 배치되어 있고 중간 고분자 재킷(28)에 의해 서로로부터 전기적으로 분리되고 격리되는 2개의 금속 재킷일 수도 있다. 전기 작동식 증발기는, 적어도 유도 코일(36)의 길이방향 연장부 내부에 심지의 제2 길이방향 부분(25) 전반에 걸쳐서 분포되는 서셉터 물질(31, 32, 33)을 더 포함하고 있다. 사용 시, 유도 코일(36)은 서셉터 물질(31, 32, 33)에서 발열 와류를 유도하는 교류 전자기장을 생성한다. 서셉터 물질(31, 32, 33)은 심지(23)에 의해 운반되는 에어로졸 형성 기재와 열적으로 인접해 있다. 결국, 가열된 서셉터 물질(31, 32, 33)은, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 심지(23)의 제2 길이방향 부분(25)을 가열한다.
유도 가열은, 패러데이(Faraday) 유도 법칙과 옴(Ohm)의 법칙에 의해 기술되는 공지된 현상이다. 더욱 구체적으로, 패러데이 유도 법칙은, 전도체의 자기 유도가 변하면, 그 전도체의 전기장이 변하는 것을 나타낸다. 이 전기장은 전도체에서 생성되므로, 와류로 공지된 전류가 옴의 법칙에 따라 전도체에 흐른다. 와류는 전류 밀도와 전도체 고유저항에 비례하는 열을 발생시킨다. 유도 가열될 수 있는 전도체는 서셉터 물질이라고 공지되어 있다. 본 발명은, LC 회로와 같은 AC원으로부터 교류 전자기장을 발생시킬 수 있는 유도 코일을 채택한다. 발열 와류는, 심지(23)에 의해 운반되는 에어로졸 형성 기재에 열적으로 인접해 있고 에어로졸 형성 기재의 가열 시 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 서셉터 물질에서 생성된다. 서셉터 물질(31, 32, 33)로부터 에어로졸 형성 기재로의 일차 열 전달 메카니즘은, 전도, 방사, 및 가능한 경우에는 대류이다. 서셉터 물질은 미립자(31), 또는 필라멘트(32), 또는 메쉬형(33) 구성, 또는 이들의 혼합물 중 하나일 수도 있다. 도 13에서, 도시 목적만을 위해서, 전체 3개의 구성이 도시되어 있다. 카트리지는 또한 서셉터의 상기한 기하학적 구성들 중 하나만 또는 혼합물을 포함할 수도 있음에 유의해야 한다.
마지막으로, 심지의 제2 길이방향 부분 내부에 서셉터 물질만을 포함하고 있는 카트리지가 제공될 수도 있음에 또한 유의해야 한다. 심지 상의 유도 코일은 생략될 수도 있다. 대신에, 유도 코일은 마우스피스부 내에 또는 에어로졸 발생 장치의 관형 결합 부재 내에 통합될 수도 있다. 카트리지가 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때, 서셉터 물질을 포함하고 있는 심지의 제2 길이방향 부분은 유도 코일 내부에 위치하고, 에어로졸 생성을 위한 그의 비접촉 가열이 달성될 수도 있다.
도 8에는, 카트리지(20)가 삽입되어 있는 손에 드는 에어로졸 발생 장치(1)가 도시되어 있다. 이러한 구성은 고객이 사용할 준비가 되어 있을 수도 있는 손에 드는 에어로졸 발생 시스템을 구성한다. 에어로졸 발생 장치(1)는 약 80mm 내지 110mm의 총 축방향 길이를 가지고 있다. 에어로졸 발생 장치(1)의 외부 직경은 7.5mm보다도 작다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(1)의 외부 직경은 단지 약 4mm 내지 6mm에 이른다.
도 9는 카트리지(20)가 삽입되어 있는 에어로졸 발생 장치(1)의 축방향 단면도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 장치(1)는 세장형의 관형 부재(2) 내의 개구부(9)를 통한 카트리지(20)의 축방향 삽입을 위해 구성된다. 카트리지(20)는 선행 위치에서 심지(23) 및 전기 코일(26)과 함께 삽입된다. 관형 결합 부재(7)는 에어로졸 발생 장치(1) 내에 카트리지(20)를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소를 포함할 수도 있다. 삽입된 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소는 푸시 잠금/해제식일 수도 있고, 스프링(13) 및 결합 요소(14)를 포함할 수도 있다. 카트리지(20)가 세장형의 관형 구성요소(2)의 세장형의 수용부(11) 내에 삽입될 때에는, 전기 코일(26)을 지탱하는 그의 선행 말단은 기계식 잠금 요소(13, 14)에 대하여 밀고 그들을 활성화해서 카트리지(20)를 해제 가능하게 체결하고 잠근다. 마우스피스부(3)를 향하여 카트리지(20)를 축방향으로 밀어서, 기계식 잠금 기구가 재차 활성화되고, 카트리지(20)는 방출될 수도 있다. 관형 결합 부재(7)는, 카트리지(20)가 세장형의 수용부(11) 내에 삽입될 때, 심지(23) 상의 2개의 전기 접촉부(27, 29)와 자동적으로 접촉하는 2개의 대응하는 전기 접촉부(15, 16)를 더 포함하고 있다. 관형 결합 부재(7) 내부의 2개의 대응하는 전기 접촉부(15, 16)는, 예컨대 스프링 장전형 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다.
세장형의 관형 구성요소가 변형된 마우스피스부와 직접 연결되는 에어로졸 발생 장치의 구현예가 제공되는 경우, 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 잠금 요소, 및 카트리지의 심지 상의 2개의 전기 접촉부와 전기 연결을 확립하기 위한 대응하는 기계 접촉부는 변형된 마우스피스부 내부에 제공될 수도 있다. 그러면, 마우스피스부의 변형예는 주로 그의 축방향으로 더 긴 구조로 이루어진다.
도 10은 재차 카트리지(20)가 삽입되어 있는 에어로졸 발생 장치(1)의 축방향 단면도를 보여주고 있다. 더욱 구체적으로, 도면은 장치(1) 내부의 기류를 보여주고 있다. 카트리지가 에어로졸 발생 장치(1) 내에 완전히 삽입되고 그 안에 해제 가능하게 고정될 때, 전기 코일(26)을 지탱하는 카트리지의 심지(23)는 마우스피스부(3) 내의 공기 유입부(4, 5)의 바로 근처에 위치한다. 소비자가 마우스피스부(3)를 빨아들일 때, 공기는 공기 유입부(4, 5)를 통해 장치(1) 내로 들어가며, 이는 화살표 T로 표시되어 있다. 마우스피스부(3)의 유출부(6)를 향하는 그의 경로 상에서, 공기는, 전기 코일을 운반하고, 심지(23)의 가열로 인해 발생되는 에어로졸을 흡수하는 심지(23)의 일부에 대하여 거의 횡단하여 이동한다. 그런 다음, 공기와 에어로졸의 혼합물이 소비자의 입을 향하여 거의 길이방향으로 흡인되며, 이는 화살표 L로 표시되어 있다. 마우스피스부(3) 내부의 일반적으로 길이방향 공기 경로는 라발 노즐(Lavale nozzle)과 유사한, 제트 노즐의 형상을 가질 수도 있다. 이 형상 때문에, 에어로졸을 포함하고 있는 기류는 소비자의 입 안으로 들어가기 직전에 가속된다.
도 11에는, 재충전되도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 장치(1)의 한 구현예가 도시되어 있다. 그 목적을 위해, 세장형의 관형 구성요소(2) 내부의 환상 전력 공급원(10)에는, 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 근처에 위치하는 2개의 전기 재충전 접촉부(18, 19)가 제공될 수도 있다. 전기 재충전 접촉부(18, 19)는 이들이 카트리지용 세장형의 수용부(11)와 대면하도록 제공될 수도 있다. 그들은, 예컨대 스프링 장전형 금속 레버로서 또는 금속 스프링 클립으로서 구성될 수도 있다. 제거된 카트리지에 의해, 2개의 단자 미니 잭(40)은 세장형의 관형 구성요소(2)의 전방 말단에 있는 개구부(9) 내에 삽입되어 2개의 전기 재충전 접촉부(18, 19)와의 전기 접촉을 제공할 수도 있다. 2개의 단자 미니 잭(terminal mini jack, 40)은, 예컨대 헤드폰 등에서 일반적으로 사용되는 미니 잭과 유사하게 구성될 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 환상 전력 공급원(10)의 재충전은 에어로졸 발생 장치(1)의 어떠한 조립해제 없이 달성될 수도 있다.
도 12는 재충전 중의 손에 드는 에어로졸 발생 장치의 도면을 보여주고 있다. 2개의 단자 미니 잭(40)은 세장형의 관형 구성요소 내의 세장형의 수용부 내에 삽입된다. 재충전 접촉부는 외부에서 보이지 않는다. 세장형의 관형 구성요소 내측의 전력 공급원을 충전하기 위한 연결 해결책은, 장치(1)의 임의의 부분의 어떠한 조립해제 없이도 직접 연결할 수 있게 한다. 이는 매우 신뢰성이 있고, 정상적인 사용 시에 카트리지와 간섭하지 않는다. 오히려, 재충전 접촉부는, 예컨대 카트리지의 후행 말단 상의 LED에 전력을 공급하기 위해서, 전력 공급원과 카트리지 상의 추가 접촉부 간의 전기 접촉을 제공하는데 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치는 매우 슬림하고 경량의 구조이다. 그의 외관은 매우 우아하고 매력적이며, 세련된 고급 제품에 대한 고객의 요구사항에 부응한다.
본 발명의 서로 다른 구현예들을 첨부 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 구현예들로 한정되지 않는다. 본 발명의 전체적인 교시로부터 벗어나지 않고 다양한 변경과 수정이 가능하다. 따라서, 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 규정된다.
1: 에어로졸 발생 장치
2: 관형 구성요소
3: 마우스피스부
4,5: 공기 유입부
6: 공기 유출부
7: 관형 결합 부재
8: 케이싱
9: 개구부
10: 전력 공급원
11: 수용부
12: 제어 전자장치
13: 스프링
14: 결합 요소
15,16: 전기 접촉부
18,19: 전기 재충전 접촉부
20: 카트리지
21: 관형 용기
22: 개구부
23: 원통형 심지
24: 제1 길이방향 부분
25: 제2 길이방향 부분
26: 전기 코일
27,29: 전기 접촉부
28: 중간 고분자 재킷
30: 발광 다이오드(LED)
31,32,33: 서셉터 물질
36: 유도 코일
40: 미니 잭
2: 관형 구성요소
3: 마우스피스부
4,5: 공기 유입부
6: 공기 유출부
7: 관형 결합 부재
8: 케이싱
9: 개구부
10: 전력 공급원
11: 수용부
12: 제어 전자장치
13: 스프링
14: 결합 요소
15,16: 전기 접촉부
18,19: 전기 재충전 접촉부
20: 카트리지
21: 관형 용기
22: 개구부
23: 원통형 심지
24: 제1 길이방향 부분
25: 제2 길이방향 부분
26: 전기 코일
27,29: 전기 접촉부
28: 중간 고분자 재킷
30: 발광 다이오드(LED)
31,32,33: 서셉터 물질
36: 유도 코일
40: 미니 잭
Claims (31)
- 축방향 길이를 가지고 전력 공급원을 수용하는 세장형의 관형 구성요소, 및 서로 연통하는 적어도 하나의 공기 유입부 및 유출부를 갖는 마우스피스부를 포함하는 손에 드는 에어로졸 발생 장치로, 마우스피스부가 상기 세장형의 관형 구성요소와 탈착 가능하게 연결되어 있고, 상기 전력 공급원은 상기 관형 구성요소의 축방향 길이의 적어도 부분 둘레로 연장되어 있는 환상 구성으로 되어 있고, 상기 전력 공급원은, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하는 카트리지의 수용을 위해서, 상기 마우스피스부를 향하여 개방되어 있는 세장형의 수용부를 에워싸도록 되어 있고,
상기 세장형의 관형 구성요소와 상기 마우스피스부는 적층된 자가 접착성 종이 호일로 만들어지는 케이싱으로 둘러싸여져 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치. - 제1항에 있어서, 상기 전력 공급원은 배터리 또는 축전지 중 하나인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 배터리 또는 축전지는 리튬 황 화학물질, 또는 하이퍼-커패시터 화학물질 요소들 중 하나에 기초하여 구성되는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 배터리는 하이퍼-커패시터 화학물질 요소들에 기초하고 나노카본 구조체 내의 산화코발트 또는 그래핀/다공성 그래핀 구조체 내의 수산화니켈을 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소는 상기 마우스피스를 향하여 대면하는 길이방향 말단에 대향하는 전방 말단 상에서 개방되어 있고 여기서 상기 환상 전력 공급원에는 상기 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 근처에 위치하고, 상기 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 내에 수용될 수도 있는 2개의 단자 미니 잭과의 상호 작용을 위해 상기 세장형의 수용부와 대면하는 전기 재충전 접촉부가 제공되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소 및 상기 마우스피스부는, 상기 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 고정 요소 및 상기 전기 작동식 증발기와의 전기 연결을 확립하기 위한 기계 접촉부를 포함하는, 관형 결합 부재에 의해 탈착 가능하게 연결되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소 및 상기 마우스피스부는, 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 작동식 증발기를 포함하는 카트리지를 해제 가능하게 고정하기 위한 기계식 고정 요소, 및 상기 카트리지 상의 전기 작동식 증발기의 대응하는 접촉부와의 전기 연결을 확립하기 위한 기계 접촉부를 포함하는, 관형 결합 부재에 의해 탈착 가능하게 연결되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 기계식 고정 요소는 스프링 및 결합 요소를 포함하는 푸시 잠금/해제 기구의 요소인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 기계식 고정 요소는 마찰식 고정 시스템의 요소이고 적어도 하나의 O-링을 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소는 상기 관형 결합 부재를 향하여 대면하는 길이방향 말단에 대향하는 전방 말단 상에서 개방되어 있고 그의 개방된 전방 말단으로부터 상기 카트리지를 수용하도록 되어 있고, 상기 전기 작동식 증발기는 상기 카트리지의 선행 길이방향 말단에서 돌출하고 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 전력 공급원에는, 상기 세장형의 관형 구성요소의 전방 말단 근처에 위치하고, 상기 세장형의 수용부 내에 수용될 수도 있는 상기 카트리지의 후행 말단부 근처의 대응하는 제2 전기 접촉부와의 상호 작용을 위해 상기 카트리지를 수용하기 위한 상기 세장형의 수용부와 대면하는 제1 전기 접촉부가 구비되어 있으며, 상기 제2 전기 접촉부는 상기 카트리지의 후행 말단에 부착되는 LED와 전기적으로 연결되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제6항에 있어서, 퍼프 센서 및 상기 장치의 전력 관리부를 포함하는 제어 전자장치를 더 포함하며, 상기 제어 전자장치는 상기 세장형의 관형 구성요소, 상기 관형 결합 부재, 및 상기 마우스피스부 중 하나에 제공될 수도 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 제어 전자장치는 고분자 필름 상에 인쇄 회로로서 제공되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소 및 상기 관형 결합 부재는 금속, 합금, 플라스틱, 또는 이들 물질 중 하나 이상을 함유하는 복합 물질, 또는 PET, HDPE, PP, PEEK, PS, PVC, PEN과 같은 열가소성 플라스틱, 플라스틱의 공중합체, PLA 또는 PEF와 같은 바이오-플라스틱, 충전된 플라스틱 및 플라스틱의 혼합물로부터 만든 것인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 관형 결합 부재는 상기 케이싱으로 에워싸여 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 삭제
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 5mm 내지 8mm의 외부 직경을 갖는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소는 2mm 내지 2.6mm의 내부 직경을 갖는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제17항에 있어서, 80mm 내지 110mm의 축방향 길이를 갖는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지로,
액체 에어로졸 형성 기재를 보유하기 위한 관형 용기로서, 개구부를 갖는 상기 관형 용기;
상기 용기 내로 연장되어 있는 제1 길이방향 부분, 및 상기 용기의 개구부를 넘어 축방향으로 연장되어 있는 제2 길이방향 부분을 갖는 세장형의 원통형 심지; 및
상기 심지의 제2 길이방향 부분에 위치하는 전기 작동식 증발기의 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지. - 제20항에 있어서, 상기 전기 작동식 증발기의 모든 구성요소는 상기 심지의 제2 길이방향 부분에 위치하고 적어도 상기 심지의 제2 길이방향 부분의 일부분 주위에 감겨 있는 전기 코일을 포함하되, 상기 전기 코일은 상기 전기 코일보다도 상기 용기의 개구부에 더 가깝게, 상기 심지의 제2 길이방향 부분 상에 위치하는 2개의 전기 접촉부와 연결되는 2개의 말단을 가지고 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제21항에 있어서, 상기 2개의 전기 접촉부는, 상기 심지의 제2 길이방향 부분 주위에 배치되어 있고 중간 고분자 재킷에 의해 서로로부터 전기적으로 분리되고 격리되어 있는 2개의 금속 재킷인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제21항에 있어서, 상기 전기 코일은 저항 가열 코일인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제21항에 있어서, 상기 전기 코일은 유도 코일이고, 여기서 적어도 상기 유도 코일의 길이방향 연장부 내부에서, 상기 심지의 제2 길이방향 부분은 서셉터 물질을 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제20항에 있어서, 상기 전기 작동식 증발기의 적어도 하나의 구성요소는 서셉터 물질을 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제24항에 있어서, 상기 서셉터 물질은 미립자, 또는 필라멘트, 또는 메쉬형 구성 중 하나인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제20항에 있어서, 상기 관형 용기는 유연성을 갖는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제20항에 있어서, 상기 개구부에 대향하는 길이방향 말단부에서의 상기 관형 용기에는, 상기 개구부에 대향하는 상기 용기의 길이방향 말단에 부착되는 LED와 전기적으로 연결되는 2개의 전기 접촉부가 제공되어 있는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제20항에 있어서, 상기 원통형 심지는 모세관 물질로 만든 것인, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
- 제20항에 있어서, 상기 세장형의 관형 구성요소 및 상기 마우스피스부는 관형 결합 부재에 의해 탈착 가능하게 연결되어 있고, 상기 전기 작동식 증발기는 상기 마우스피스부 또는 상기 관형 결합 부재 내부에 위치하고 있는 유도 코일을 포함하는, 손에 드는 에어로졸 발생 장치 및 그 내부에서 사용하기 위한 카트리지.
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