KR20050084650A - 흡입감지를 위한 다기관부를 갖춘 전기가열식 담배흡연장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기가열식 담배흡연장치에 관한 것으로, 이는 히터유니트와, 히 터유니트 내에 지지되는 담배의 부분에 열을 가하는 히터블레이드를 구비하되, 상기 히터유니트는 담배의 한 끝을 수용하도록 된 개구부를 갖추어 히터블레이드에 인접하게 담배의 끝을 위치시키도록 되어 있으며, 흡연자가 히터유니트의 안에 위치된 담배를 빨아들일 때 대기가 담배와 접촉하여 흡입되게 하는 흡입통로의 적어도 일부를 형성한다. 상기 히터유니트는 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키는 분할벽 내에 장착되고, 하우징을 둘러싸는 대기와 연통하도록 우회통로를 적어도 부분적으로 형성하며, 상기 분할벽은 추가로 흡연자가 히터유니트의 개구부에 삽입된 담배를 한모금 빨아들일 때 대기가 우회통로에서 흡입되도록 우회통로에서 흡입통로로 이어져 있는 흐름전환통로를 형성한다. 흡연자가 담배를 한모금 빨아들임을 나타내는 신호를 제공하도록 상기 흐름전환통로에 흐름센서가 위치되어진다.

Description

흡입감지를 위한 다기관부를 갖춘 전기가열식 담배흡연장치 {Electrically heated cigarette smoking system with internal manifolding for puff detection}

본 발명은 담배의 빨아들임을 감지할 때 담배를 가열시키는 전기가열식 담배흡연장치에 관한 것이다.

이전에 알려진 종래의 불이 붙여지는 담배는 담배의 연소에 따라 흡연자에게 향미를 전달한다. 주로 담배로 된 연소물질은 가해진 열에 의해 산화되는데, 담배흡입동안 종래 담배의 전형적인 연소온도는 800℃를 초과하게 된다. 열은 담배의 입쪽 끝을 빨아들임으로써 인접한 담배가루들을 통해 빨려들어온다. 이러한 가열동안, 연소가능한 물질의 비효율적인 산화가 일어나고 증류와 열분해의 여러 부산물이 생기게 한다. 이들 부산물이 흡연자의 입쪽으로 흡연장치의 본체를 통해 빨아들여지면서 냉각되고 응축되어, 흡연자에게 흡연과 관련된 향미를 제공하는 연무질을 형성한다. 종래의 불이 붙여지는 담배는 빨아들이지 않고 연기를 내는 동안 담배의 끝에서 직접 나오는 부류연(side stream smoke)을 생성하는데, 이는 비흡연자들을 불쾌하게 만든다. 또한, 일단 불이 붙여지면 종래의 담배는 완전히 태우거나 그냥 버려져야 한다.

통상적으로 양도되고 여기에 참조로 인용된 미국 특허 제5,388,594호에는 전기로 작동되는 새로운 라이터와, 이 라이터와 상호작용하도록 된 새로운 담배를 포함하는 전기흡연장치가 기재되어 있다. 상기 라이터는 담배의 담배로드부를 미끄럼가능하게 수용하는 형태로 위치된 다수의 금속히터를 구비한다. 이러한 전기흡연장치의 많은 장점들 중 하나로는 매우 많은 담배에 대해 라이터를 재사용할 수 있다는 점이다. 상기 미국 특허 제5,388,594호에 기술된 것과 같은 전기흡연장치의 주된 목적 중 하나는, 가능한 한 종래의 담배를 필 때 경험되는 느낌에 가까운 흡연의 느낌을 제공하는 데에 있다. 이러한 느낌 중 일부에는 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 경험되는 흡입에 대한 저항(Resistance-To-Draw:이하 RTD)과, 흡연자가 담배를 빨아들이기 시작할 때와 흡연자가 흡연과 관련된 향미를 처음 감지할 때 사이의 시간간격이 포함된다.

종래 담배의 RTD는 초 당 17.5ml의 속도로 표준 담배의 전체 길이를 통해 공기에 힘을 가하는 데에 필요한 압력이다. 통상, 이 RTD는 inWater 또는 mmWater로 표현된다. 흡연자는 너무 작은 RTD 또는 너무 큰 RTD가 흡연의 즐거움을 떨어뜨릴 수 있는 종래의 담배를 빨아들일 때 어떤 기대감을 갖는다. 적당한 향미전달성능을 가진 종래의 담배는 일반적으로 대략 100 내지 130mmWater의 범위내에 있는 RTD를 갖는다.

전기흡연장치의 바람직한 RTD는, 미국 특허 제5,388,594호와 동 제5,692,525호에 설명된 바와 같은 전기흡연장치에서는, 공기가 담배를 통해 빨려나오기 전에 먼저 라이터에 있는 통로를 통해 흡입되는 상황으로 인해 복잡하게 이루어진다. 이 장치의 담배의 필터팁은 바람직하기로 기류관통(flow-through)식 또는 저입자효율식 필터로 되어, 발생되는 연기의 손실을 최소화시킨다. 이러한 필터는 압력강하를 거의 일으키지 않아서 RTD에 크게 도움이 되지 못한다. 따라서, 종래에는 통상적으로 양도되고 여기에 참조로 인용된 미국 특허 제5,954,979호에 기술된 바와 같이 라이터의 공기입구에 인접한 환형상의 프릿(frit:다공성 몸체)에 의해 전기흡연장치의 라이터에서 우수하게 RTD(또는 압력강하)를 형성하는 것을 포함하고 있다. 압력강하는 협착부의 크기의 변화에 따라 광범위하게 변화될 수 있기 때문에, 라이터 본체에 있는 프릿이나 다른 형상을 가진 아주 작은 흐름의 협착부는 조심스럽게 제조되어야 한다. 그러므로, 비용이 추가되고 다른 생산성과 품질에 관계하게 된다. 더구나, 작은 흐름의 통로는 특히 한모금 흡입하는 것이 완료된 후 연기가 남아 있게 되는 라이터에서 막히게 되는 경향이 있다.

또한, 한모금 흡입하는 것에 반응하여 하나 이상의 히터부재에 의해 담배의 일부를 전기로 가열하는 신속한 반응시간은 바람직한 특성으로 이루어진다. 전통적인 담배흡연에 대한 동일한 경험을 성취하기 위해서, 이상적으로 담배의 가열은 흡입사이클의 시작과 함께 동시에 일어난다. 하지만, 센싱시스템은 전형적으로 하나 이상의 히터부재에 의한 담배의 가열과 흡입사이클의 시작 사이에 지연시간을 갖는다.

통상적으로 양도되고 여기에 그 전체가 참조로 인용된 미국 특허 제5,388,594호와 동 제5,878,752호에 기술된 바와 같은 전기흡연장치의 가열장치는 허브로부터 뻗도록 지지되고서 전기회로의 제어하에 전원에 의해 개별적으로 기동되어 삽입된 담배의 외주 주위에서 별개로 된 다수의 가열영역을 가열하는 다수의 방사상으로 이격된 가열블레이드를 구비한다. 8개의 가열블레이드가 종래의 담배에서와 같이 8모금 흡입하는 데에 바람직하지만, 보다 많은 수 또는 적은 수의 가열블레이드가 구비될 수 있다.

상기 전기흡연장치의 전기회로는 흡연자가 담배를 빨아들일 때 일어나는 압력강하에 민감한 흡입센서에 의해 기동될 수 있다. 이 흡입센서는 흡연자가 담배를 빨아들일 때 압력의 변화에 따라 담배히터부재들 또는 가열블레이드들 중 적당한 하나를 작동시킨다. 흡연동작을 시작하기 위해서 압력강하의 감지에 의존하는 센서는 담배를 통하여 종래 담배에 의한 RTD보다 높은 RTD를 필요로 한다. 전기흡연장치는 바람직하기로 가능한 한 종래 담배에 가까운 RTD를 제공해야 하면서, 전기흡연장치의 작동 또는 이 전기흡연장치를 지나는 공기이동과 같은 흡연자가 담배를 빨아들이는 것과 다른 요인에 의해 생기는 상기 장치를 통한 공기흐름 또는 충격진동에 따라 일어날 수 있는 가열블레이드의 바람직하지 못한 작동과 잘못된 신호를 방지해야 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기가열식 담배흡연장치의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 전기가열식 담배흡연장치의 분해사시도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기가열식 담배흡연장치의 히터케이스와 그 캡의 두 사시도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기가열식 담배흡연장치용 히터유니트 커넥터와 분할벽의 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 히터유니트 커넥터와 분할벽의 다른 사시도이다.

도 6은 도 4와 도 5에 도시된 히터유니트 커넥터와 분할벽의 또 다른 사시도이다.

도 7은 도 4와 도 5 및 도 6에 도시된 히터유니트 커넥터와 분할벽의 일부를 도시한 확대사시도이다.

도 8은 삽입된 담배의 필터부 주위에 형성된 센싱체임버를 갖춘 전기가열식 담배흡연장치의 단면도이다.

본 발명에 따른 전기가열식 담배흡연장치의 실시예는 히터유니트와, 이 히터유니트 내에 지지되는 담배의 부분에 열을 가하도록 히터유니트 내에 있는 다수의 히터를 구비하는데, 상기 히터유니트는 담배의 한 끝을 수용하도록 되고서 다수의 히터에 인접하게 상기 끝을 위치시키도록 된 개구부를 갖추며, 흡연자가 히터유니트에 위치된 담배를 빨아들일 때 대기가 담배와 접촉하여 흡입되는 흡입통로의 적어도 일부를 형성하게 된다. 하우징은 히터유니트와 맞춰지게 되며, 흡연자가 편안하게 잡을 수 있도록 되어 있다. 분할벽이 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키고, 하우징을 둘러싸는 대기와 연통하도록 우회통로를 적어도 부분적으로 형성하며, 이 분할벽은 추가로 흡연자가 히터유니트의 개구부에 삽입된 담배를 한모금 빨아들일 때 대기가 우회통로에서 흡입통로로 흡입되게 하는 흐름전환통로를 형성한다. 센서가 흐름전환통로 또는 흡입통로, 그리고 바람직하기로는 흡입통로로 유도하는 흐름전환통로에 위치되어, 흡연자가 담배를 한모금 빨아들임을 나타내는 신호를 제공한다.

다른 실시예에서, 전기가열식 담배흡연장치의 하우징은, 담배가 하우징에 삽입될 때 담배의 필터끝의 적어도 일부 주위에 형성된 체임버를 구비할 수 있다. 진공센서 또는 압력강하센서가 체임버에 위치되어서, 이 위치에서 생긴 진공 또는 압력강하를 감지하게 된다. 상기 위치에서 담배에 있는 개구부는, 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 담배 내에 생긴 내부진공을 감지할 수 있게 한다. 이러한 구조는 통상적으로 양도된 미국 특허 제5,954,979호에 기술된 바와 같이 라이터의 공기입구에 인접한 환형상의 프릿(다공성 몸체)에 의해, 전기흡연장치의 라이터에서 우수하게 RTD(또는 압력강하)를 형성하는 구조보다 신속한 반응시간을 제공할 수 있다.

본 발명의 다양하고 바람직한 특징과 장점은 첨부도면을 참조로 하여 주어진 아래의 상세한 설명으로 명확하게 될 것인바, 명세서 전반에 걸쳐 특정한 부분에 특별한 참조부호가 부여된다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기가열식 담배흡연장치는 히터유니트 내에 지지된 담배의 부분에 열을 가하는 가열부재를 갖춘 히터유니트를 구비한다. 이 히터유니트는 흡연자가 담배를 빨아들일 때 대기가 담배와 접촉하여 흡입되게 하는 흡입통로의 적어도 일부를 형성하게 된다. 분할벽이 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키고, 하우징을 둘러싸는 대기와 연통하도록 우회통로를 적어도 부분적으로 형성하며, 이 분할벽은 추가로 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 대기가 우회통로에서 흡입되게 하는 흡입통로로 유도하는 흐름전환통로를 형성한다.

둘러싸는 대기와 연통하는 우회통로와, 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때만 공기가 우회통로에서 흡입되게 하는 흡입통로로 유도하는 흐름전환통로를 구비함으로써, 흐름전환통로 또는 흡입통로에 위치된 센서는 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때만 기동되게 된다. 하우징 내에 있고서, 이 하우징과 히터 및 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키는 분할벽으로 형성되는 상기 통로들의 구조로 인해 전기가열식 담배흡연장치의 생산성이 향상된다. 이러한 구조는 센서가 장착될 수 있으며, 흡연자가 담배를 빨아들일 때와 다른 시간에 장치를 통한 대기의 관계없는 흐름으로부터 충분히 분리될 수 있는 흐름통로를 형성한다. 공기가 적어도 한 번 우회통로로부터 전환된 후 들어갈 수 있는 흡입통로 또는 흐름전환통로에 센서를 위치시킴으로써, 흡연자가 담배흡연장치에 삽입된 담배를 빨아들일 때 공기가 흡입통로를 통해 흐르기 때문에 잘못된 신호를 줄이게 된다. 흐름센서는 흡연자가 담배를 빨아들이기 시작하자마자 흐름을 감지할 수 있기 때문에 바람직하기로 흐름전환통로에 사용되어서, 종래의 담배를 피울 때 흡연자가 경험하는 반응시간에 매우 유사한 반응시간을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 전기가열식 담배흡연장치의 다른 실시예는 하우징과, 이 하우징 내에 배치되고서 담배의 일부를 그들 사이에 수용하도록 된 다수의 가열부재, 담배를 가열하도록 가열부재에 에너지를 공급하는 전원 및, 담배의 필터부에서 담배의 일부를 둘러싸는 흡입감지체임버를 형성하는 다기관부를 구비하고 있다. 상기 흡입감지체임버는 담배의 필터부 주위에 있는 관통부 또는 개구부를 통해 담배의 내부와 연통하여서, 이 흡입감지체임버와 연통하도록 위치된 압력센서가 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 담배를 통해 압력강하를 감지하게 된다.

이 실시예에서, 전기가열식 담배흡연장치와 분리되고 별개인 흡입감지체임버가 담배의 일부와 접하도록 형성될 수 있다. 분리된 흡입감지체임버는 한 위치에서 담배의 특정한 지점 또는 영역과 접하도록 될 수 있거나, 흡입감지체임버가 담배의 외주를 둘러쌀 수 있다. 흡입감지체임버는 다른 위치에서 이 흡입감지체임버의 진공변화를 감지하는 압력센서스위치로 배출구멍이 나있거나, 통하여 있거나, 압력센서스위치로 점유될 수 있다. 흡입감지체임버는 전기가열식 담배흡연장치에 부착되거나, 이 담배흡연장치의 분리된 영역 또는 체임버로 형성될 수 있다. 담배에서는, 흡입감지체임버가 접하게 되는 담배의 부분이 다수의 개구부나 구멍 또는 관통부를 구비하여, 한모금 흡입하는 동안 일어나는 흡연가능한 제품 내부의 압력변화가 더욱 쉽고 직접적으로 감지될 수 있게 한다. 상기 개구부나 구멍 또는 관통부는 흡연가능한 제품에 미리 형성되거나, 전기가열식 담배흡연장치에 구비된 천공도구에 의해 형성될 수 있다.

흡입감지체임버는 전기가열식 담배흡연장치의 라이터의 외부면에 부착되거나, 담배의 외주의 적어도 일부분 주위에 체임버를 형성하는 환형상의 채널을 구비할 수 있다. 이 경우에, 채널은 담배가 담배흡연장치의 라이터에 위치되면 담배의 필터끝에 위치되게 된다.

한 변형예에서, 흡입감지체임버는 가늘고 긴 담배로드부의 중심축에 평행한 방위를 갖는 중심축을 가진 둥근 원통형상으로 될 수 있다. 이 흡입감지체임버는 라이터의 한 끝에 맞춰지고 연결될 수 있는 원통형 다기관부 내에 형성되어, 담배가 다기관부를 통해 라이터 내로 삽입될 때 담배의 필터끝이 다기관부 내에 형성된 흡입감지체임버에 의해 둘러싸일 수 있다. 또한, 상기 다기관부는 라이터와 일체로 형성될 수 있다. 다기관부 내에 형성된 통로들은 담배흡연장치 또는 라이터를 둘러싸는 대기를, 담배의 담배로드부를 둘러싸는 라이터의 히터부로 유도하는 라이터의 내부통로로 안내하도록 될 수 있다.

현 기술발달의 단계에서, 진공센서는 히터조립체 내부에 있는 담배의 담배로드부 주의의 흡입진공을 감지한다. 히터는 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 압력강하를 일으키는 공기입구경로에 제한장치를 갖추고 있다. 종래의 담배와 아주 유사한 담배흡연장치의 감지된 RTD를 이루기 위해서, 상기 제한장치는 바람직하기로 본 발명의 이 실시예에서는 제거되고, 모든 RTD는 담배에 있게 된다. 따라서, 히터조립체에서 감지되는 압력강하는 없게 된다.

담배의 필터끝 주위에 있는 다기관부는 본질적으로 자유로운 대기의 흐름을 내부통로를 통해 히터로 안내하면서, 흡입센서(진공센서)로부터 담배의 필터끝 주위에 있는 흡입감지체임버로 별도의 통로를 제공한다. 담배에서 여전히 진공 또는 압력강하가 생기기 때문에, 본 발명의 이 실시예에 따른 구조는 담배에서 생긴 대체로 최대인 압력강하를 감지하게 된다. 이 구조는 라이터를 보다 신속히 반응하게 하거나 진공센서시스템에 요구되는 정교함을 줄일 수 있게 된다. 또한, 현존하는 진공센싱기술을 사용할 수 있게 한다.

흐름 또는 압력강하를 감지하는 데에 사용되는 센서는 바람직하기로 매우 작은 부피에 맞춰지는 미세-전기적으로 가공된 장치로 되어서 담배흡연장치의 전체 크기가 작게 유지될 수 있고, 센서는 매우 작은 양의 전력을 소비하면서 흡연자가 담배를 빨아들여 흐름 또는 압력변화를 일으킬 때 아주 신속한 반응시간을 제공하게 된다. 전기가열식 담배흡연장치는 센서로부터 신호를 받아들일 때 히터블레이드를 기동시키는 전자장치를 구비한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기가열식 담배흡연장치(200)가 도 1에는 조립된 상태로, 그리고 도 2에서는 분해도로 도시되어 있다. 전체 전기가열식 담배흡연장치(200)는 상부의 히터케이스캡(20)과, 앞쪽 하우징(22) 및, 좌우 배터리케이스(26,24)를 구비하고 있다. 도 2의 분해도로 도시된 바와 같이, 히터유니트(30)는 히터케이스캡(20)의 아래에 위치되는데, 이 히터유니트(30)는 담배흡연장치의 앞쪽 하우징(22)에 대해 히터유니트를 위치시키는 분할벽(40)의 내부와 맞춰지게 된다. 히터케이스캡(20)의 상부에 있는 개구부(18)는 히터유니트(30)의 상부개구부(30a)에 담배가 삽입되게 한다. 담배가 개구부(18)를 통해 히터유니트(30)의 상부개구부(30a)에 삽입되었을 때, 이 담배의 외주 주위로 배치된 다수의 히터블레이드(도시도지 않음)에 인접하게 위치된다. 히터블레이드는 담배를 한모금 빨아들일 때마다 차례로 기동되고, 히터블레이드를 관통하는 전기가 담배의 열분해를 일으키기에 충분히 히터블레이드의 온도를 상승시키는데, 통상적으로 양도되고 여기에 그 전체가 참조로 인용된 미국 특허 제5,388,594호와 동 제5,878,752호 및 동 제5,934,289호에 기술된 바와 같이 전형적으로 외부 담배종이층의 바로 안쪽에 있는 "매트(mat)"층으로 불리우는 적어도 담배의 한 층에 수용된다. 히터블레이드가 외부의 담배종이층과 접촉하고, 열은 외부 담배종이층의 내부의 매트층에 있는 담배뿐만 아니라 매트층의 내부의 담배플러그에 수용되는 추가적인 담배의 열분해를 일으키기에 충분하다.

인쇄회로기판(60)이 분할벽(40)과 앞쪽 하우징(22) 사이에 위치되며, 흡연자에게 배터리 충전수준과, 히터유니트(30)에 삽입된 담배에 남아 있는 흡입횟수와 같은 정보를 나타내는 액정표시기를 구비할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(60)은 이 인쇄회로기판에 장착될 수 있는 센서로부터 신호를 받아들일 때 히터유니트(30) 내의 히터블레이드를 기동시키는 데에 필요한 전자장치를 장착할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 히터케이스캡(20)을 통해 있는 슬롯(23,25)은 담배가 개구부(18)에 위치될 때 대기가 담배흡연장치를 들어가게 하는 통로를 제공한다.

도 2에서 잘 볼 수 있고 도 4에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 분할벽(40)은 담배흡연장치가 조립될 때 슬롯(23,25)과 정렬되는 외주 채널 또는 우회통로(42)를 형성한다.

히터유니트 커넥터(56)는 내부 하우징부재(52,54)의 안쪽에서 히터유니트(30)의 아래에 위치되어, 배터리케이스(24,26) 내에 수용된 배터리(도시되지 않음)와 같은 전원과 히터유니트(30) 내에 장착된 히터블레이드 사이에 전기적인 연결을 제공한다. 더욱 상세히 도시된 도 4 내지 도 7에서, 분할벽(40)은 히터유니트 커넥터(56)에 장착되는데, 통상 분할벽(40)에 장착되는 히터유니트(30)는 도시되어 있지 않다.

담배가 담배흡연장치에 보유지지되어 있고서 이 장치가 운반되지만 흡연자가 담배를 흡입하지 않을 때와 같이, 담배흡연장치(200)를 둘러싸고 있는 대기는 외부 슬롯(23,25)의 안팎과 외주 채널에 의해 생긴 우회통로(42)로 자유로이 흐르게 된다.

담배가 히터케이스캡(20)의 개구부(18)와 히터유니트(30)의 상부개구부(30a)에 삽입되고서 흡연자가 담배를 빨아들일 때, 외주의 우회통로(42)로부터 흐름전환통로(44)로 대기를 끌어당기는 흡입이 생기게 되는데, 공기흐름이 화살표 "A"로 표시된 도 4와 도 5 및 도 7에서 잘 볼 수 있는 바와 같이 공기는 외주흐름으로부터 방향을 바꾸어 축방향 및 방사상 안쪽으로 흘러야 한다. 흡연자가 담배를 빨아들임으로써 생긴 압력강하는 공기가 우회통로(42)에서 흐름전환통로(44)로, 그리고 도 3a 및 도 3b에 도시되고서 분할벽(40)의 내주와 히터유니트(30)의 외부면에 있는 외주홈에 의해 형성된 흡입통로(32)로 흐르게 한다. 흡입통로(32)로 흡입된 공기는 외주홈의 양쪽 끝에 있는 방사상 구멍(34a,34b)을 관통하여 히터유니트(30) 내에 있는 담배와 접촉할 수 있게 된다. 공기가 우회통로(42)에서 흐름전환통로(44)로 이동하는 것이 수반되어야 하는 방향의 변화로 인해, 흡연자가 담배흡연장치에 보유지지된 담배를 빨아들임으로써 흡입이 생길 때에만 공기가 이 경로를 따르게 된다. 담배흡연장치를 통하는 흐름통로의 다른 구조로는 흡연자가 담배를 한모금 빨아들일 때 대기가 담배와 접촉하게 하는 T형상의 배플(baffle)이 포함된다.

미세-전기적으로 가공된 흐름센서와 같은 센서가 흐름전환통로(44)에 놓이고 인쇄회로기판(60)에 장착될 수 있다. 이 센서는 바람직하기로 흐름전환통로(44)를 통해 흐르는 공기를 감지하는 흐름센서이다. 흐름전환통로에서 흡연자가 한모금 빨아들임을 감지하는 데에 이용될 수 있는 센서의 한 예로 이중 열선풍속계(dual thermal anemometer)가 있는데, 이는 미세-전기적 가공기술을 이용하여 제조될 수 있다. 이중 열선풍속계는 차등전압이나, 차등전류, 차등저항, 또는 차등온도의 원리에 근거한다. 이러한 장치를 가로지르는 공기의 흐름은 장치에 있는 2개의 전기부재의 가열시 차이를 일으키는데, 차례로 두 전기부재들 사이에 전압이나, 전류, 저항, 또는 온도의 차이가 생긴다. 이중 열선풍속계 내의 상기 전기부재들은, 통상 센싱부재들 사이에 놓이고서 이들 센싱부재에 바로 가까이에 위치된 별도의 가열부재를 사용함으로써 간접적으로 가열될 수 있다. 다른 흐름센서로는, 날개의 회전을 계수하면서 펄스 시퀀스를 공급하는 근접스위치를 갖춘 날개풍속계가 포함될 수 있는데, 이는 흐름속도에 대한 측정기구에 의해 전환된다. 날개풍속계의 예로는 패들휠(paddlewheel)형 풍속계, 컵형 풍속계, 프로펠러형 풍속계 등이 있다. 미세-전기적 가공기술을 이용하여 제조된 흐름센서는 아주 작은 크기로 만들어질 수 있는데, 이로써 담배흡연장치의 전체 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 센서의 반응시간을 향상시킬 수 있다. 압력차를 감지할 필요가 없기 때문에, 미세-전기적으로 가공된 풍속계와 같이 흐름을 감지하는 센서가 바람직하고, 따라서 담배흡연장치는 흡연자가 그 안에 장착된 담배를 한모금 빨아들일 때 흡입에 대한 낮은 저항을 유지할 수 있다. 또한, 미세-전기적으로 가공된 흐름센서는 매우 신속한 반응시간을 제공하여, 흡입의 감지와 장치 내에 장착된 담배의 가열 사이의 시간이 종래의 담배를 피우는 흡연자에 의해 경험된 느낌에 동등한 수준으로 줄어든다. 또, 미세-전기적으로 가공된 흐름센서는, 센서가 장착된 흐름전환통로의 크기가 아주 작게 유지될 수 있기 때문에, 담배흡연장치의 크기가 줄어들 수 있게 된다.

담배 흡입의 감지와 장치 내에 장착된 담배의 가열 사이의 시간길이를 줄임으로써 얻는 다른 장점으로는, 담배 제품이 열에 노출되는 흡입동안 그 시간길이가 증가한다는 것이다. 따라서, 보통 흡연자가 담배를 한모금 빠는 주어진 길이의 시간동안, 이 시간의 대부분은 담배제품에 열을 가하는 것과, 흡연자가 원하는 향미를 제공하는 전체 입자물질과 연무질이 발생하는 것을 포함한다.

도면들에 도시된 실시예에서, 공기는 분할벽(40)의 외부 주위에 형성된 우회통로(42)로부터 흐름전환통로(44)를 통해 축방향 아래쪽 및 방사상 안쪽으로 전환된 후 담배로 유도하는 흡입통로(32)에 도달한다. 당해분야의 숙련자들은 흐름통로들의 정확한 구조가 담배흡연장치 내에 있는 여러 구성부재들의 형태에 따라 변화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그 필요조건으로는, 흐름센서가 장착되는 통로가, 흡연자가 담배흡연장치 내에 보유지지된 담배를 빨아들일 때 흡입통로만을 통해 공기가 흐르는 것을 확보하는 임의의 유형의 전환통로나 기계적인 배플에 의해 외부 대기와 바로 연통하는 우회통로와 분리되어야 한다는 점이다. 이 형태로 인해, 장치의 작동에 의해 간단히 생길 수 있는 잘못된 신호가 방지되고, 이들 잘못된 신호를 제거하는 데에 필요한 전기회로가 더 이상 필요없게 된다.

부분적으로 도 8에 도시된 전기가열식 담배흡연장치의 다른 실시예에서, 흡입감지체임버(132)는 담배(15)의 중심축에 평행한 방위를 갖는 중심축을 가진 다기관부(140) 내에서 환형상의 채널로 형성될 수 있다. 이 원통형 다기관부(140)는 라이터(300)의 끝과 맞춰지고 연결되어, 담배가 다기관부(140)를 통해 라이터(300)로 삽입될 때 담배의 필터끝이 다기관부(140)에 형성된 흡입감지체임버(132)로 둘러싸일 수 있다. 또한, 상기 다기관부는 라이터와 일체로 형성될 수 있다.

다기관부(140)에 형성된 흡입감지체임버(132)와 접하는 담배(15)의 부분은 다수의 개구부(17)나 구멍 또는 관통부를 구비하여, 흡입동안 일어나는 담배 내부의 압력변화가 더욱 쉽고 바로 감지될 수 있게 한다. 상기 개구부(17)는 담배(15)에 미리 형성될 수 있거나, 담배흡연장치에 구비된 천공도구로 형성될 수 있다. 또한, 담배(15)의 필터끝 주위에 있는 다기관부(140)는, 담배(15)의 담배로드부를 둘러싸고 있는 담배종이와 접촉하도록 가열부재(130)로 안내하는 라이터(300) 내의 내부통로에 본질적으로 자유로운 대기의 흐름을 유도하는 통로를 구비할 수 있다. 별도의 통로(131)가 흡입센서(146:진공센서)로부터 담배의 필터끝 주위에 있는 흡입감지체임버(132)로 이어져 있다. 여전히 담배에 진공이 생기기 때문에, 본 발명의 이 실시예에 따른 구조는 최대에 가까운 곳에서 담배에 생긴 진공을 감지할 수 있다. 이러한 구조는 라이터가 보다 신속하게 반응하게 하거나, 진공센서시스템에 요구되는 정교함이 줄어들 수 있게 한다.

본 발명이 전술된 실시예로 설명되었지만, 당해분야의 숙련자들은 다른 변형과 응용이 가능함을 명백히 알고 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예 뿐만 아니라 그 변형과 응용이 첨부된 청구범위에 기술된 바와 같이 본 발명의 정신과 범주로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다.

Claims (22)

1. 담배의 한 끝을 수용하도록 된 개구부를 갖추고서, 이 담배의 일부에 열을 가하도록 되어 있으며, 흡연자가 그 안에 위치된 담배를 빨아들일 때 대기가 담배와 접촉하여 흡입되게 하는 흡입통로의 적어도 일부를 형성하는 히터유니트와;

   흡연자가 잡을 수 있도록 된 하우징;

   이 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키고, 하우징을 둘러싸는 대기와 연통하도록 우회통로를 적어도 부분적으로 형성하며, 추가로 흡연자가 히터유니트의 개구부에 삽입된 담배를 한모금 빨아들일 때 대기가 우회통로에서 흡입되도록 우회통로에서 흡입통로로 이어져 있는 흐름전환통로를 형성하는 분할벽 및;

   상기 흐름전환통로의 공기흐름을 감지하여, 흡연자가 담배를 한모금 빨아들임을 나타내는 신호를 출력하는 센서;를 구비하는 전기가열식 담배흡연장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서로부터 신호를 받아들일 때 상기 히터유니트를 기동시키는 전자회로를 추가로 구비하는 전기가열식 담배흡연장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 센서는 미세-전기적으로 가공된 장치인 전기가열식 담배흡연장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 센서는 이중 열선풍속계인 전기가열식 담배흡연장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 센서는 날개풍속계인 전기가열식 담배흡연장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 센서는 차압센서인 전기가열식 담배흡연장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 센서는 스트레인센서인 전기가열식 담배흡연장치.
8. 하우징과;

   이 하우징 내에 배치되고서 담배의 일부를 그들 사이에 수용하도록 된 다수의 가열부재;

   가열부재에 연결된 전원;

   상기 하우징 내에 있고서 이 하우징을 둘러싸는 대기와 연통하는 우회통로;

   상기 하우징 내에 있고서 담배와 접촉하여 흡연자가 흡입할 공기를 위한 경로를 형성하며, 흐름전환통로를 통해 우회통로에 연결되어, 흡연자가 담배를 빨아들일 때 우회통로를 통과하는 대기가 흐르도록 되어 있는 흡입통로 및;

   상기 흡입통로의 공기흐름을 감지하여, 흡연자가 담배를 한모금 빨아들임을 나타내는 신호를 출력하는 센서;를 구비하는 전기가열식 담배흡연장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 센서로부터 신호를 받아들일 때 상기 가열부재를 기동시키는 전자회로를 추가로 구비하는 전기가열식 담배흡연장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 센서는 미세-전기적으로 가공된 장치인 전기가열식 담배흡연장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 센서는 이중 열선풍속계인 전기가열식 담배흡연장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 센서는 날개풍속계인 전기가열식 담배흡연장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 센서는 차압센서인 전기가열식 담배흡연장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 센서는 스트레인센서인 전기가열식 담배흡연장치.
15. 하우징과;

    이 하우징 내에 배치되고서 담배의 일부를 그들 사이에 수용하도록 된 다수의 가열부재;

    담배를 가열하도록 가열부재에 에너지를 공급하는 전원 및;

    담배의 필터부에서 담배의 일부를 둘러싸는 체임버를 형성하되, 이 체임버는 담배의 필터부에 있는 개구부를 통해 담배의 내부와 연통하도록 되어 있는 다기관부;를 구비하는 전기가열식 담배흡연장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 체임버와 연통하게 위치된 센서를 추가로 구비하되, 이 센서는 흡연자가 담배를 한모금 빨아들임에 따라 체임버에 생기는 압력강하를 감지하는 전기가열식 담배흡연장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 전원은 상기 센서로부터 신호를 받아들일 때 가열부재에 에너지를 공급하는 전기가열식 담배흡연장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 센서는 미세-전기적으로 가공된 장치인 전기가열식 담배흡연장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 다기관부는 상기 하우징과 일체로 형성된 전기가열식 담배흡연장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 센서는 차압센서인 전기가열식 담배흡연장치.
21. 담배의 일부를 받아들이도록 된 내부의 개구부를 갖추고서 그 외주의 적어도 일부 주위에 형성된 홈을 갖춘 히터유니트를 형성하는 단계와;

    외부의 하우징과 히터유니트의 적어도 일부 사이에 분할벽으로 외부의 하우징에 대해 히터유니트를 위치시키되, 제1흐름통로는 외부의 하우징과 분할벽 사이에 형성되고, 개구부는 외부의 하우징을 통해 제1흐름통로에 구비되며, 제2흐름통로는 히터유니트와 분할벽 사이에 형성되고, 흐름전환통로는 분할벽을 통해 형성되고서 전기가열식 담배흡연장치가 조립될 때 제1흐름통로와 제2흐름통로를 연결시키는 단계 및;

    상기 흐름전환통로 내에 흐름센서를 장착하는 단계;를 포함하는, 전기가열식 담배흡연장치를 제조하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 히터유니트는 외부의 하우징에 장착된 전자회로를 통해 외부의 하우징에 장착된 전원에 연결되는 전기가열식 담배흡연장치를 제조하는 방법.