KR20140125829A - 개량된 전자 담배 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20140125829A
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air inlet
smoking article
heater
electronic
drawing resistance
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KR1020147024210A
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마이클 제이. 멀린스
크로스토퍼 에스. 터커
지오프레이 브랜든 조단
배리 에스. 스미스
알리 에이. 로스타미
Original Assignee
알트리아 클라이언트 서비시스 인코포레이티드
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Abstract

전자 흡연 용품은 액체 물질을 함유하는 액체 공급부; 액체 물질을 기화하여 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 액체 물질을 가열하게 작동 가능한 히터; 액체 물질과 연통하며, 위크가 히터로 액체 물질을 전달하도록 히터와 연통하는 위크(wick); 및 흡연 용품을 테스트하면서 미리 결정된 드로잉 저항(predetermined resistance to draw)을 확립하게 작동할 수 있는 적어도 하나의 공기 입구를 포함한다.

Description

개량된 전자 담배 및 그 제조방법{IMPROVED ELECTRONIC CIGARETTE AND METHOD}
이 출원은 35 U.S.C. §119(e) 하에서 2012년 1월 31일자 출원된 미국 가특허출원 제61/593,004호, 및 2013년 1월 14일자 출원된 미국 특허출원 제13/741,267호를 우선권으로 주장하며, 이들의 전체 내용은 여기에 참조로 포함되었다.
본 발명은 개량된 전자 담배(cigarette) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
에어로졸(aerosol) 또는 "증기"를 생성하기 위해 액체 물질을 기화시키는 히터 요소를 포함하는 전자 담배 또는 시가(cigar)(통칭하여 "흡연 용품")가 제공된다. 히터 요소는 이를 통해 연장하는 위크(wick)를 구비한 저항성 히터 코일을 바람직하게 포함한다. 히터 코일은 퍼프(puff)를 하는 동안 핫 스팟(hot spot) 및 과도하게 높은 온도의 생성을 회피할 수 있는 방식으로 구성되며, 그러한 물질로 형성된다.
전자 용품은 증기를 출력하여 그로부터 충만한 입맛 느낌을 전달하기 위한 적어도 2개의 분기 출구(diverging outlet)를 갖춘 입 단부 삽입체(mouth end insert)를 바람직하게 포함한다. 바람직하게, 전술한 멀티-포트형(ported) 입 단부 삽입체는 가스켓과 협력한다. 가스켓을 통한 인출에 따라, 증기 출력은 마우스피스(mouthpiece) 바로 위의 상류 공간에 들어가며, 상기 마우스피스는 실질적으로 "흡연자"의 입술에서 또는 그 주위에서 "뜨겁다는" 인식을 피하기 위해 마우스피스 삽입체의 통로에 들어가기 전에 공기 스트림이 확장 및 감속되게 한다.
전자 용품은 금속 케이스 부분 및 상기 금속 케이스 부분을 따른, 바람직하게는 용품의 금속 측벽을 따른 위치에 정밀하게 형성된 주(primary) 공기 입구 포트를 바람직하게 포함한다. 공기 입구 포트는 정밀한 공차 범위 내에서 정밀하게 형성되며, 또한 상기 공기 입구 포트는 공기 입구와 증기 소스(히터) 사이의 공기 연통 경로를 따라 압력 강하의 지배적인 소스가 될 수 있는 크기이다. 이런 배치는 드로잉 저항(RTD: resistance to draw)이 하나의 퍼프로부터 다음 퍼프까지 또한 하나의 용품으로부터 다른 용품까지 기본적으로 동일하게 유지되게 한다. 성능의 일관성을 추가로 강화하기 위해, 용품의 드로잉 저항(RTD)이 그 제조 과정에서 체크되며, 필요하다면 수정된 측정이 취해진다.
도 1은 제1실시예에 따른 전자 담배의 상부 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자 담배의 측부 횡단면도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 전자 담배의 카트릿지 섹션을 포함하는 요소의 분해 사시도이다.
도 3b는 도 1에 도시된 전자 담배의 카트릿지 섹션의 공기 입구 포트의 상세도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전자 담배의 입 단부 삽입체의 사시도이다.
도 5는 도 4의 입 단부 삽입체의 A-A선을 따른 횡단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 전자 담배의 입 단부 삽입체의 다른 실시예의 사시도이다.
도 7은 도 6의 입 단부 삽입체의 B-B선을 따른 횡단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 전자 담배의 히터 조립체의 확대된 상세도이다.
도 9a는 폐쇄 링을 위치설정 하기 전의 위치에서 히터 코일 및 위크 조립체를 구비한 내측 튜브의 확대도이다.
도 9b는 폐쇄 링을 위치설정 한 후의 위치에서 히터 코일 및 위크 조립체를 구비한 내측 튜브의 확대도이다.
도 10은 도 1의 전자 담배에 사용하기 위한 입 단부 삽입체의 제3실시예의 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 입 단부 삽입체의 분해도이다.
도 12는 도 1의 전자 담배에 사용하기 위한 다른 연결 배치한 조립체의 상세도이다.
도 13은 노치를 포함하는 커넥터 캐소드의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 14a, 14b, 14c는 각도를 가진(angled) 구멍을 포함하는 커넥터 캐소드의 제3실시예를 도시한 도면이다.
도 15는 공기 입구와 연통하게 아노드가 단축된 커넥터 캐소드 및 아노드를 도시한 도면이다.
도 16은 그 외측 표면상에 향기(aroma) 스트립(strip)을 포함하는 전자 담배의 평면도이다.
도 17은 전자 담배에 사용하기 위한 입 단부 삽입체의 제4실시예의 사시도이다.
도 18은 제1실시예에 따른 슬리브 조립체를 추가로 포함하는 전자 담배의 횡단면도이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 전자 담배의 측면도이다.
전자 담배 레이아웃( Electronic Cigarette Layout )
도 1 및 도 2에 있어서, 제공되는 신규 전자 담배(용품)(60)는 교체가능한 카트릿지(또는 제1섹션)(70) 및 재사용 가능한 고정체(fixture)(또는 제2섹션)(72)를 포함하며, 바람직한 실시예에서 이들은 나사형 연결부(205)에 결합되거나 또는 끼워 ?춤(snug-fit), 디텐트(detent), 클램프 및/또는 체결구(clasp)와 같은 다른 편리한 기구(convenience)에 의해 함께 결합된다. 일반적으로, 제2섹션(72)은 담배(60)의 자유 단부 또는 팁 근방에 공기 입구 포트(45)를 통해 제2섹션(72) 내로 들어온 공기에 응답하는 퍼프 센서(16), 배터리(1), 및 제어 회로를 포함한다. 1회용 제1섹션(70)은 액체 공급 지역(22), 및 위크(wick)(28)를 통해 액체 공급 지역으로부터 전달된 액체를 에어로졸(aerosolize)로 하는 히터(14)를 포함한다. 나사형 연결부(205)를 완성함에 따라, 배터리(1)는 퍼프 센서의 작동에 따라 제1섹션(70)의 전자 히터(14)와 연결 가능하다. 공기는 하나 또는 그 이상의 공기 입구(44)를 통해 주로 제1섹션(70) 내로 들어간다.
바람직한 실시예에서, 카트릿지의 액체가 소비되었을 때, 제1섹션(70)만이 교체된다. 다른 배치는 액체 공급이 고갈되었을 때 전체 용품(60)이 배치되는 레이아웃을 포함한다. 이런 경우, 간단함 및 비용절감을 위해 배터리 타입 및 다른 특징부가 다루어질 수 있지만, 그러나 일반적으로 제2섹션이 재사용 및/또는 재충전되는 바람직한 실시예에서와 동일한 개념으로 실시된다.
바람직한 실시예에서, 전자 담배(60)는 종래의 담배와 거의 동일한 크기이다. 일부 실시예에서, 전자 담배(60)는 약 80 mm 내지 약 110 mm 의 길이, 바람직하게는 약 80 mm 내지 약 100 mm 의 길이 및 약 7 mm 내지 약 8 mm 의 직경일 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서 전자 담배는 약 84 mm 의 길이이며 또한 약 7.8 mm 의 직경을 갖는다.
바람직하게, 적어도 하나의 덧대임(backed) 접착 라벨이 외측 튜브(6)에 적용된다. 라벨은 전자 담배(60)를 완전히 둘러싸며, 전형적인 담배의 외관 및/또는 느낌을 주도록 채색되거나 및/또는 촉감(texture)을 가질 수 있다. 라벨은 공기 입구(44)의 차단을 방지하는 크기로 배치되는 구멍을 포함할 수 있다.
외측 튜브(6) 및/또는 내측 튜브(62)는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 물질의 예는 금속, 합금, 플라스틱, 또는 이들 물질의 하나 이상을 포함하는 복합 물질, 또는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 세라믹, 및 폴리에틸렌과 같은 식용 또는 제약용으로 적합한 열가소물을 포함한다. 바람직하게, 물질은 가볍고 취성(brittle)이 없다.
카트릿지 구조( Cartridge Structure )
도 1, 2, 및 3에 있어서, 제1섹션(70)은 길이방향으로 연장하는 외측 튜브(또는 케이싱)(6) 및 외측 튜브(6) 내에 동축으로(coaxially) 위치된 내측 튜브(또는 굴뚝)(62)를 포함한다. 바람직하게, 상류 가스켓(또는 밀봉부)(15)의 노우즈(nose) 부분(61)(도 3a 참조)은 내측 튜브(62)의 상류 단부부분(65) 내에 끼워지며, 동시에 가스켓(15)의 외주(67)는 외측 케이싱(6)의 내측 표면에 액밀(liquid-tight) 밀봉부를 제공한다. 또한, 상류 가스켓(15)은 중앙의 길이방향 공기 통로(20)를 포함하며, 이것은 중앙 채널(21)을 형성하는 내측 튜브(62)의 내부쪽으로 개방되어 있다. 가스켓(15)의 후방측 부분의 횡방향 채널(33)은 가스켓(15)의 중앙 채널(20)과 교차하며 또한 이와 연통한다. 이 채널(33)은 중앙 채널(20)과, 가스켓(15)과 캐소드 커넥터 부재(37) 사이에 형성된 공간(35)(도 2 참조)과의 사이가 연통하게 한다. 바람직한 실시예에서, 부재(37)는 나사형 연결부(206)를 실시하기 위한 나사형 섹션을 포함한다.
캐소드 커넥터 부재(37)는 그 주변(39)에 대해 마주하는 노치(38, 38')를 포함하며, 이것은 캐소드 커넥터 부재(37)를 케이싱(6) 내에 삽입함에 따라 외측 케이싱(6)에 2개의 RTD-제어 공기 입구 포트(44, 44')의 위치와 정렬된다. 실시예에서, 이런 배치는 도 3(상세도)에 도시된 바와 같이 나타날 수 있다. 이런 배치는 캐소드 커넥터 부재(37)의 존재에 의한 폐색(occlusion) 없이 나사형 연결부(205) 근방에 포트(44, 44')를 배치할 수 있게 한다. 또한, 이 배치는 포트(44, 44')의 영역을 보강하여 구멍(44, 44')의 정밀한 천공을 수월하게 한다.
공기 입구 및 드로잉 저항( RTD ; Resistance to Draw )의 제어
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 공기 입구(44)는 흡연을 하는 동안 포트들 중 하나를 폐색시키는 흡연자의 손가락의 동작기회를 최소화하고 RTD를 제어하기 위해 외측 튜브(6)에, 바람직하게는 나사형 연결부(205) 근방에 형성된다. 바람직하게, 각각의 RTD를 제어하는 공기 입구(44, 44')는 정밀한 공구작업으로 케이싱(6)에 기계가공되어, 그 직경이 이들을 제조하는 동안 면밀하게 제어되고 1개의 담배(60)로부터 다음 담배까지 복제(replicate)된다. 바람직하게, 공기 입구(44, 44')는 탄화물 드릴 바이트(carbide drill bits) 또는 다른 고정밀 공구 및/또는 기술로 천공된다. 또한 바람직하게, 외측 튜브(6)는 공기 입구(44, 44')의 크기 및 형상이 제조 공정, 포장, 및 흡연하는 동안 변경되지 않도록 금속 또는 금속 합금으로 형성된다. 따라서, 공기 입구(44, 44')는 일정한 RTD를 제공한다. 바람직한 실시예에서, 공기 입구(44, 44')는 전자 담배(60)가 약 60 mm H2O 내지 약 150 mm H2O, 바람직하게는 약 90 mm H2O 내지 약 110 mm H2O, 가장 바람직하게는 약 100 mm H2O 내지 약 130 mm H2O 범위의 RTD를 갖는 크기와 구조로 형성된다.
RTD를 제어하는 공기 입구(44, 44')는 중요한 오리피스이다[즉, 공기 입구(44, 44')로부터의 경로 및 내측 튜브(62)의 내측 통로(21)를 따라 형성되는 가장 작은 오리피스)(히터(14)가 액체를 분무화하는 구역)]. 따라서, 공기 입구(44, 44')는 담배(60)의 RTD의 레벨을 제어하며, 이것은 종래의 리트-엔드(lit-end) 담배에 따른 드로잉의 레벨과 유사한 드로잉 경험을 제공하는 레벨로 설정될 수 있다.
도 1을 특히 참조하여 설명하면, 드로잉에 대한 정밀하고 재생 가능한 저항(RTD)을 유지하는 다른 양태에서는 정밀한 공구세공(tooling) 및 기술에 도전성인 케이싱(6)에 금속물질을 사용하는 것이다. 만일, 케이싱(6)용으로 다른 물질(예를 들면, 부드러운 느낌을 주기 위한 플라스틱)이 소용되면, 공기 입구(44, 44')가 공기 입구(44, 44')의 정밀성을 유지하기 위해 공기 입구(44, 44')의 위치에 제공된 금속 플레이트 구조물(또는 삽입체)(43)로 대신하여 형성될 수 있다.
금속 플레이트 삽입체(43)는 케이싱(6)이 금속인 경우에도 포함될 수 있으며, 이런 배치는 공기 입구(44, 44')가 다수의 블랭크 금속 플레이트 삽입체(43)를 개별적으로(오프-라인) 생성 및 테스트받게 할 수 있다. 유리하게, 임의의 마무리된 금속 플레이트 삽입체(43)가 공기 입구 직경(및 RTD)에 대한 표준 또는 사양(specification)에 부응할 수 없다면, 전체 카트릿지 조립체(제1섹션)(70) 대신에 부응하지 못한 삽입체(failed inserts)를 제거할 수 있다.
도 1에 있어서, 금속 플레이트 삽입체(43)는 케이싱(6)의 외측 표면에 부착되는 또는 완전히 케이싱(6) 내에 부착되는 분리된 부재를 포함할 수 있으며, 이 경우 외측 케이싱(6)에는 큰 구멍이 제공되며, 이것은 공기 입구(44)의 영역과 중첩될 수 있다. 또한, 삽입체는 삽입체와 케이싱(6) 사이 또는 [외측 케이싱(6)의 내부] 내에 완전히 스냅 피팅 및/또는 접착제를 사용하여 케이싱(6)의 윤곽과 동일 평면상에 형성 및 삽입될 수도 있다. 바람직하게, 삽입체(43)의 공기 입구(44)의 형상 및 위치는 삽입체(43)가 도 1에 도시된 바와 같이 위치되어 있거나 또는 180도 젖혀져서 공기 입구(44)가 완전한 작동상태를 유지하도록 대칭성을 갖는다. 더욱이, 금속 플레이트 삽입체(43)는 외측 케이싱(6)의 내측 표면에 또는 외측 표면에 제공될 수도 있다. 금속 플레이트 삽입체(43)는 담배(60)의 원주에 대해 완전히 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 금속 플레이트 삽입체(43)가 원주 주위로 부분적으로 연장되는 경우, 복수의 금속 플레이트 삽입체(43)를 사용할 수 있으며, 각각의 금속 플레이트 삽입체(43)는 1개 만의 공기 입구(44, 44')에 대응한다.
바람직한 실시예에서, 제2섹션(72)은 담배(60)의 상류 단부(5)에서 공기 입구(45)를 포함하며, 이것은 근처에 위치한 퍼프 센서(16)가 적절한 작동을 하기에 충분한 크기이다. 입 단부 삽입체(8)에서의 드로잉 동작은 제1섹션(70)의 아노드 포스트(47c) 및 제2섹션(72)의 아노드 연결 포스트(47b)에 제공된 중앙 채널을 통해서, 배터리(1)와 제2섹션(72)의 케이싱과의 사이의 공간(13)을 따라 공기 입구 포트(45)와 연통된다. 이들 채널 및 포트(45) 자체는 그곳을 통과하는 공기 유량이 공기 입구(44, 44')를 통하는 유량보다 매우 작은 양이게 하는 크기 이어서, RTD에 대한 충돌은 최소화되고, 또한 RTD의 일관성이 유지된다. 예를 들어, 각각의 공기 입구는 폭이 약 2.0 mm 미만이고, 깊이가 약 1.5 mm 미만일 수 있다. 예를 들어, 각각의 공기 입구는 폭이 약 0.7 mm 내지 약 0.8 mm 이고, 깊이가 약 0.7 mm 내지 약 0.8 mm 일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 담배(60)에 도입된 공기의 95%가 공기 입구(44, 44')를 통과하는 반면에 전체 공기의 오직 5% 만이 담배(60)의 상류 단부(5)에서 입구(45)를 통해 들어간다. 바람직하게, 상기 비율은 제2섹션(72)의 아노드 포스트(47b)의 중앙 채널(34)을 공기 입구(44, 44')의 것보다 훨씬 큰 압력 강하를 부여하기에 충분히 작게 제조하여 결정된다. 예를 들어, 아노드 포스트(47b)의 중앙 채널(34)은 약 2000 mm 물의 압력 강하를 부여하는 크기를 가질 수 있다[조합된 공기 입구(44, 44')로부터 100 mm 물의 공칭 압력 강하와 대비].
도 19에 있어서, 제품에 일정한 RTD 를 유지하기 위해, 제거 가능한 보호 커버링(601)이 도 19에 도시된 바와 같이 제조, 포장, 출하, 및 판매를 하는 동안 먼지 및 부딪침으로 인한 열화를 방지하기 위해 공기 입구(44, 44')에 적용될 수 있다. 소비할 때까지 일정한 RTD 를 유지하기 위해, 원주방향 래핑(wrapping) 또는 테이프(601)로 공기 입구(44, 44')의 위치에서 외측 케이싱(6) 주위를 감쌀 수 있다. 선택적으로 또는 부가하여서, 담배(60)는 동일한 또는 추가적인 보호를 제공하기 위해 재사용 가능한 보호 커버를 포함할 수 있다.
또한, 전자 담배에 대한 현재의 제조 기술은 일정한 RTD에 대한 테스트 단계를 포함하도록 개조할 수 있다. 즉, 제품을 제조하는 과정에서 제품에 대해 일정한 RTD를 달성하는 방법에 대한 지식(상술된 기술지식)과 RTD에 대한 시험방식에 대한 지식(후술되는 기술지식)을 결합할 필요가 있다. 하나의 전자 담배로부터 다음 전자 담배까지 일정한 RTD를 달성하여 일정한 성능 및 전달 레벨을 향상시키며, 전자 담배의 이용은 리트-엔드 담배 또는 시가를 이용하는 것과 유사할 것이라는 흡연자의 기대에 부합하여 흡연 체험감을 향상시킨다. 후자는 이미 서술한 바와 같이 설치하기에 앞서 금속 플레이트 삽입체(43)를 테스트하는 단계를 포함할 수 있으며; 또는 대신에 또는 추가하여, 히터 활성화의 위험 없이 공기 흐름 동작을 정확하게 재생하는 비나인, 비활성 테스트 구조(benign, inactive test configuration)를 생성하도록 극소량의 불활성 제2섹션(72)을 새로이 생성된 제1섹션(70)에 부착하여 완성된 제1섹션(70)을 테스트하는 단계와, 압력 강하를 측정하는 동안 상기 구조에 미리 결정된 드로잉 동작을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 완전히 조립된 전자 담배는 테스트 구조를 통한 드로잉이 될 수 있으며, 압력 강하는 미국 버지니아 체스터필드 소재의 Borgwaldt KC 에서 제조된 PV10 압력 강하 기구를 사용하여 측정되었다. 전자 담배에 대한 적절한 압력 강하 테스트 방법은 "담배 및 담배 제품-담배의 드로우 저항 및 필터 막대의 압력 강하-표준 조건 및 측정"으로 명명된 표준 방법인 ISO 6565:2011 로부터 채택될 수 있고, 50 mm WG(mm water gauge) 내지 1900 mm WG 의 작업 범위와 5.0 mm 내지 9.0 mm 의 직경 범위에서 압력 강하를 측정할 수 있는 기구가 사용된다. 테스트는 몇 분 만에 완료될 수 있으며, 기구를 사용하여 50 mm WG 내지 300 mm WG 범위로 보정될 수 있다.
비활성화된 제2섹션(72)을 사용하는 대신, 비나인 (비활성) 테스트 구조로 동일한 목적을 수행하기 위해 해제 가능한 테스트 본체가 사용될 수도 있다. 테스트 본체는 RTD에 대한 실제 재사용 가능한 제2부분(72)의 공칭 충돌(nominal impact)을 재생하도록 구성되지만, 장치 가공 및 테스트를 받고 있는 새롭게 생성된 제1섹션(70)에 고속으로 자동적으로 결합 및 분리되기에 최적하게 구성될 수도 있다.
나사형 연결부(205)의 포함은 RTD 테스트의 자동화된 고속도 장치의 취급 및 실행을 수월하게 하지 않는다. 도 12에 있어서, 대안적인 커플링(205')은 핀(501) 및 해제 가능한 디텐트(503) 및/또는 해제 가능한 디텐트를 구비한 전기 베어링 표면(505), 회전 가능한 로킹(locking) 장치 등을 구비하는 연결부를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 디텐트(503)는 융기된 환형부(509)와 협력한다. 다르게는, 하나 이상의 편의된(biased) 볼이 융기된 환형부(509) 대신에 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다. 이런 배치는 자동화된 장치의 취급을 수월하게 하고, RTD 의 빠르면서 정확한 테스트를 위한 대 용적을 제공하며, RTD 테스트 작업의 자동화된 장치의 실행을 수월하게 한다. 오리피스를 천공하는 동안에 품질 제어는 피드백 루프를 포함하여, RTD 테스트 결과를 모니터하여 사양으로부터 벗어나는 경향을 검출하여서, 마모된 드릴 바이트의 교체와 같은 시정조치를 취할 수 있게 한다.
도 3a 및 도 3b에 있어서, 바람직하게, 캐소드 커넥터 부재(37)는 그 외주(39) 주위에 마주하는 노치(38, 38')를 포함하며, 이것은 외측 케이싱(6) 내에 캐소드 커넥터 부재(37)를 삽입할 때, 외측 케이싱(6)에서 2개 또는 그 이상의 RTD를 제어하는 공기 입구(44, 44')의 각각의 위치에 정렬되게 한다. 특정 실시예에서는 2개 이상의 공기 입구(44, 44')가 포함될 수 있다(예를 들어, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 그 이상). 다르게는, 1개의 공기 입구(44)가 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 이런 정렬은 도 3b에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다. 이런 배치는 캐소드 커넥터 부재(37)의 존재에 의한 폐색 없이 나사형 연결부(205) 근방에 공기 입구(44, 44')가 배치되게 한다. 또한, 이 배치는 공기 입구(44, 44')의 영역도 강화시키며, 이것은 공기 입구(44, 44')의 정밀한 천공을 수월하게 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 아래에서 논의되는 바와 같은 다른 배치도 사용될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 캐소드 커넥터 부재(37)는 캐소드 커넥터 부재(37)의 외주(39)에 형성된 하나 이상의 슬릿(slit)(300)을 포함할 수 있다. 카트릿지 부분(70)의 외측 케이싱(6)은 이것이 정지부(또는 엣지)(307)에 도달할 때까지 커넥터 부재(37)의 나사가 형성되지 않은 단부 위로 미끄러져서, 공기를 유입시키기 위해 카트릿지 부분(70)의 외부로 개방된 슬릿(300)의 미리 결정된 부분을 남긴다. 유입된 공기는 슬릿(300)을 따라 카트릿지 부분(70)의 내부로 이동할 수 있다. 슬릿(300)은 임계 오리피스로서 사용될 수 있으며, 또한 공기 입구(44, 44') 대신에 사용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 슬릿(300)은 공기 입구(44, 44')와 함께 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 도 14a, 14b, 14c에 도시된 바와 같이, 캐소드 커넥터 부재(37)는 그 내부에 형성된 하나 이상의 각진 구멍(301)을 포함할 수 있으며, 이것은 캐소드 연결 고정부(49b)의 하나 이상의 슬롯(302)과 연통한다. 바람직하게, 캐소드 연결 고정부(49b)는 그 내측 부분에서 하나 이상의 슬롯(302)과 연통하는 빈 환형 공간(303)을 포함할 수 있다. 공기는 슬롯(302)을 통해 드로잉되며, 환형 공간(303) 내로 그리고 그곳으로부터 각진 구멍(307) 내로 이동한다. 따라서, 구멍(301)과 슬롯(302)이 정렬되지 않았더라도 공기가 각진 환형 공간 둘레로 그리고 각진 구멍(301) 내로 이동할 것이기 때문에, 슬롯(302)과 각진 구멍(301)을 정렬시킬 필요가 없다. 이 배치는 각진 구멍(301)이 슬롯(302)과 정렬될 필요가 없기 때문에 제조하는 과정에서 이점을 제공한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 있어서, 아노드 포스트(47c)는 캐소드 커넥터 부재(37)의 뒤에 큰 공기 갭(gap)을 제공하도록 도 2의 아노드 포스트(47c)와 대비하여 짧게 할 수 있다. 공기는 슬롯(302')(도 15에는 그 관련 위치 외에는 도시되지 않았음)을 통해 들어가며, 내부 공기 입구(44)를 통해 환형 공간(303)을 경유하여 들어오며, 그 후 아노드 포스트(47c)의 중앙 채널(34)을 통해 공기 갭 내로 그리고 히터(14)로 이어지는 중앙 채널(20) 내로 바로 흘러간다.
액체 공급 지역, 히터, 및 위크( Wick )
바람직하게, 하류 가스켓(10)의 노우즈 부분(93)은 내측 튜브(62)의 하류 단부 부분(81) 내에 끼워진다. 가스켓(10)의 외주(82)는 외측 케이싱(6)의 내측 표면(97)에 실질적인 액밀 밀봉부를 제공한다. 하류 가스켓(10)은 내측 튜브(62)의 중앙 통로(21)와 입 단부 삽입체(8)의 내부 사이에 배치된 중앙 채널(84)을 포함하며, 상기 중앙 채널은 중심 통로(21)로부터 입 단부 삽입체(8)까지 에어로졸이 통하게 한다.
가스켓(10, 15)과 외측 튜브(6) 및 내측 튜브(62) 사이에 형성된 공간은 액체 공급 지역(22)의 범위를 형성한다. 액체 공급 지역(22)은 액체 물질 및 선택적으로 그 내부에 액체 물질을 저장하도록 작동 가능한 액체 저장 매체(210)를 포함한다. 액체 저장 매체(210)는 내측 튜브(62) 주위에 목화 거즈(cotton gauze) 또는 다른 섬유성 물질의 권취부(winding)를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 액체 공급 지역(22)은 내측 튜브(62)와 외측 튜브(6) 사이 및 복수의 가스켓(10, 15) 사이에서 외측 환형부(620)에 포함된다. 따라서, 액체 공급 지역(22)은 중앙 공기 통로(21)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 히터(14)는 액체 공급 지역(22)의 마주하는 부분들 사이에서 중앙 채널(21)을 가로질러 횡방향으로 연장한다.
바람직하게, 액체 저장 매체(210)는 목화, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 레이온(rayon), 및 그 조합물을 포함하는 섬유성 물질이다. 바람직하게, 섬유의 직경은 약 6 미크론 내지 약 15 미크론(예를 들어, 약 8 미크론 내지 약 12 미크론, 또는 약 9 미크론 내지 약 11 미크론) 범위의 크기를 갖는다. 액체 저장 매체(210)는 소결된, 다공성, 또는 발포성 물질일 수 있다. 또한 바람직하게, 섬유는 흡입할 수 없는 크기를 가지며, 또한 y 형상, 십자 형상, 클로버 형상, 또는 다른 적절한 형상을 갖는 횡단면을 가질 수 있다. 다르게는, 액체 공급 지역(22)은 섬유성 저장 매체(21)가 결여되어 있고, 오직 액체 물질만을 함유하고 채워진 탱크를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 액체 물질은 전자 담배(60)에 사용하기에 적당한 비등점을 갖는다. 비등점이 너무 높으면, 히터(14)는 위크(28)의 액체를 기화시킬 수 없을 것이다. 그러나, 비등점이 너무 낮다면, 액체는 히터(14)가 작동되지 않을 때에도 기화할 수 있다.
바람직하게, 액체 물질은 가열 시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배-함유 물질을 포함한다. 또한, 액체도 담배 향 함유 물질 또는 니코틴-함유 물질일 수 있다. 다르게는 또는 추가하여, 액체는 비-담배 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체는 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 향 또는 인공 향을 포함할 수 있다. 바람직하게, 액체는 에어로졸 형성제(former)를 추가로 포함한다. 적절한 에어로졸 형성제(aerosol formers)의 예에는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이 있다.
도 8에 있어서, 사용 시 액체 물질은 위크(28)의 모세관 작용에 의해 히터(14) 근방의 액체 공급 지역(22) 및/또는 액체 저장 매체(210)로부터 전달된다. 일 실시예에서, 위크(28)는 도 8에 도시된 바와 같이 제1단부 부분(29)과 제2단부 부분(31)을 갖는다. 제1단부(29) 및 제2단부(31)는 그 내부에 내장된 액체 물질과 접촉하기 위하여 액체 저장 매체(21)의 반대편 측으로 연장된다. 또한 바람직하게, 히터(14)는 히터(14)가 작동될 때 위크(28)의 중앙부분(113)의 액체가 히터(14)에 의해 기화되어 에어로졸을 형성하도록, 위크(28)의 중앙 부분(113)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 위크(28)는 액체를 드로잉하는 용적을 갖는 필라멘트, 바람직하게는 유리(또는 세라믹) 필라멘트의 번들, 가장 바람직하게는 유리 필라멘트의 권취부 그룹, 양호하게는 3개의 권취부로 이루어진 번들을 포함하며, 그 모든 장치는 모세관 작용을 통해 필라멘트들 사이의 이격부를 거쳐 액체를 드로잉할 수 있다. 바람직하게, 위크(28)는 가요성이며, 3개의 스트랜드(strand)를 포함하며, 각각의 스트랜드는 복수개의 필라멘트를 포함한다. 또한, 위크(28)의 단부 부분(29, 31)도 가요성이며, 액체 공급 지역(22)의 범위 내로 절첩될 수 있다.
유익하게, 액체 공급 지역(22)의 액체 물질은 산소로부터 보호된다[산소가 일반적으로는 위크(28)를 통해 액체 공급 지역(22)에 들어갈 수 없기 때문]. 특정 실시예에서, 또한 액체 물질은 액체 물질의 열화의 위험성이 현저히 감소되도록 광(light)으로부터도 보호된다. 따라서, 높은 레벨의 유통 기한(shelf-life) 및 청결성이 유지될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 액체 공급 지역(22)은 전자 담배(60)가 적어도 약 200초, 바람직하게는 적어도 약 250초, 더욱 바람직하게는 적어도 약 300초, 가장 바람직하게는 적어도 약 350초 동안 흡연하게 작동할 수 있도록, 액체 물질을 충분히 보유할 수 있는 크기와 구조로 형성된다. 따라서, 액체 공급 지역(22)은 전형적인 담배의 약 1갑과 동등하다. 더욱이, 전자 담배(60)는 각각의 퍼프가 최대 약 5초 동안 계속될 수 있게 형성할 수 있다.
단부 삽입체( Mouth End Insert )
도 2, 3a, 4, 5, 6, 7, 및 17에 있어서, 제1섹션(70)은 적어도 2개의 분기형 출구 통로(24)[예를 들어, 3, 4, 5개 또는 그 이상, 바람직하게는 2 내지 10개 또는 그 이상의 출구, 더욱 바람직하게는 6 내지 8개의 출구, 가장 바람직하게는 2 내지 6개의 출구 통로(24) 또는 4개의 출구 통로(24)]를 갖는 입 단부 삽입체(8)를 포함한다. 바람직하게, 출구 통로(24)는 축을 벗어나 위치하며, 내측 튜브(62)의 중앙 채널(21)에 대해 외향하여 경사져 있다(즉, 분기되어 있다). 또한, 바람직하게, 입 단부 삽입체(또는 흐름 가이드)(8)는 입 단부 삽입체(8)의 외주에 대해 균일하게 분포된 출구(24)를 포함하여서, 사용하는 동안 흡연자의 입 안에 에어로졸을 대체로 균일하게 배분하고, 그것이 입 안에서 널리 확산되었다는 인식이 들게 한다. 따라서, 에어로졸이 흡연자의 입 안을 통과할 때, 에어로졸은 입에 들어가서, 서로 다른 방향으로 이동하여 입 안 전체에 대한 흡연 느낌이 들게 한다. 대조적으로, 단일 축상(on-axis)에 오리피스를 갖는 전자 담배는 그 에어로졸을 흡연자의 입 안에서 매우 제한된 구역을 향하는 방향으로만 매우 빠른 속도의 단일 제트(jet)로 지향하는 경향이 있다.
또한, 분기형 출구 통로(24)가 배치되어 내부 표면(83)을 포함하여서, 에어로졸에 동반될 수 있는 에어로졸로 되지 않은 액체 물질의 방울(droplets)(만일, 있을 경우)은 입 단부 삽입체(8)의 내부 표면(83)과 충돌하고 및/또는 분기형 출구 통로(24)를 형성하는 벽(305) 부분과 충돌한다. 그 결과, 이런 방울은 제거 또는 분열(break apart)되어 실질적으로 에어로졸을 강화하게 된다.
바람직한 실시예에서, 분기형 출구 통로(24)는 외측 튜브(6)의 길이방향 축에 대해 약 5°내지 약 60°의 각도로 형성되어서, 사용을 하는 동안 흡연자의 입 안 전체를 통해 에어로졸을 전체적으로 상당히 분포시키고 또한 방울을 제거한다. 바람직한 실시예에서는 4개의 분기형 출구 통로(24)가 있으며, 그 각각은 외측 튜브(6)의 길이방향 축에 대해 약 40°내지 약 50°, 바람직하게는 약 40°내지 약 45°, 가장 바람직하게는 약 42°의 각도로 경사져 있다.
바람직하게, 각각의 분기형 출구 통로(24)는 약 0.015 인치 내지 약 0.090 인치(예를 들어 약 0.020 인치 내지 약 0.040 인치 또는 약 0.028 인치 내지 약 0.038 인치) 범위의 직경을 갖는다. 분기형 출구 통로(24)의 크기와 분기형 출구 통로(24)의 수는 필요에 따라, 전자 담배(60)의 RTD를 조정하도록 선택될 수 있다.
도 17에 도시된 일 실시예에서, 입 단부 삽입체(8)는 분기형 출구 통로(24) 및 축상(on-axis)의 출구 통로(26)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 입 단부 삽입체(8)의 내부 표면(83)은 대체로 돔형(domed) 표면(83)을 포함할 수 있다. 다르게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 입 단부 삽입체(8)의 환형 내부 표면(83')은 일반적으로 평탄한 단부 표면을 갖는 원통형 또는 절두원추형(frustoconical)일 수 있다. 바람직하게, 내부 표면(83)은 그 표면에 대해서 실질적으로 균일하다. 더욱이, 내부 표면(83)은 입 단부 삽입체(8)의 길이방향 축에 대해 대칭일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 내부 표면(83)은 불규칙할 수 있으며 및/또는 다른 형상을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 중공부(911)는 입 단부 삽입체(8) 내에서 분기형 출구 통로(24)의 수렴부(convergence)에 배치된다.
입 단부 삽입체(8)는 카트릿지(70)의 튜브(6) 내에 일체적으로 부착될 수 있다. 더욱이, 입 단부 삽입체(8)는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 그 조합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리머로 형성될 수 있다. 입 단부 삽입체(8)는 필요 시 채색될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 멀티-포트 입 단부 삽입체(8)는 완전한 입 안의 느낌을 제공하기 위해 에어로졸이 전자 담배(60)로부터 드로잉될 때 에어로졸의 방향을 확산 및 변화시킨다. 에어로졸이 형성됨으로써, 에어로졸은 내측 튜브(62)의 중앙 채널(21) 및 하류 가스켓(10)의 중앙 채널(84)을 통해 지나간다. 초기 시제품(early prototype)의 패널 테스트에서, 일부 검사원(panelist)은 복수의 분기형 출구 통로(24)를 구비하는 입 단부 삽입체 및 약 1.3 mm 의 직경을 갖는 중앙 채널(84)을 포함하도록 구성된 전자 담배의 흡연으로부터 입술에 "뜨거운(hot)" 감각이 있었음을 보고했다. 그러나, 중앙 채널(84)의 내경이 약 2.6 mm 로 증가된 전자 담배에서는, "뜨거운" 감각이 근본적으로 중단되었다고 보고했다.
하류 가스켓(10) 및 입 단부 삽입체(8)에서 그 근방 영역의 동적 모델링(dynamic modeling)은, 가스켓(10)의 작은 1 mm 폭의 중앙 채널(84)이 입 단부 삽입체를 빠져나오는 에어로졸에서 약 12 m/sec의 피크 속도를 생성하는 경향이 있음을 나타내었다. 대조적으로, 5 mm 폭의 중앙 채널(84)을 포함하는 시스템의 모델링은 입 단부 삽입체(8)의 분기형 출구 통로(24)의 출구에서 단지 2.5 m/sec 의 피크 속도만 달성되었음을 나타내었으며, 이것은 공기 속도의 약 5배 감소이다. 전술한 테스트 및 모델링으로부터, 멀티-포트 입 단부 삽입체(8)의 분기형 출구 통로(24)의 출구를 통해 드로잉되기 전에, 중앙 채널(84)의 직경을 증가시킴으로써 에어로졸 유체 흐름의 가속을 막아서, 전자 담배에 대한 감각적 체험의 추가적인 개량이 달성되는 것으로 믿어진다.
따라서, 중앙 채널(84)을 갖는 하류 가스켓(10)을 가진 전자 담배를 제공하는 것이 유리하며, 상기 중앙 채널의 직경은 입 단부 삽입체(8)에 도달하기 전에 에어로졸 흐름 스트림의 가속을 방지하기에 충분한 것이다. 바람직하게, 중앙 채널(84)의 직경은 약 2.0 mm 내지 약 3.0 mm 이며, 바람직하게는 약 2.4 mm 내지 약 2.8 mm 이다. 그 후, 입 단부 삽입체(8)는 완전한 입 안의 느낌을 제공하고 또한 "뜨겁다는" 감각을 피하기 위해서, 중앙 채널(84)로부터의 출력을 감소된 속도의 다수의 분기형 스트림으로 분할시킨다.
가스켓(10)의 적당한 크기의 중앙 채널(84)이 실질적으로 에어로졸의 가속을 방지한다는 점에서, 이런 기능은 이것이 입 단부 삽입체(8)에 도달하기 전에 에어로졸의 속도를 추가로 감소시키도록 그 출구 평면에 사면형상의 림(beveled rim)(도시되지 않음)을 가진 출구 오리피스를 제공하여 추가로 강화시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 입 단부 삽입체(8) 및 하류 가스켓(10)은 일정한 성능을 강화시키고 제조를 수월하게 하기 위해 단일 부재로 일체적으로 형성할 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서, 도 1의 전자 담배(60)는 정지형 부재(stationary piece)(27) 및 회전 가능한 부재(25)를 갖는 입 단부 삽입체(8)를 포함할 수 있다. 출구(24, 24')는 정지형 부재(27) 및 회전 가능한 부재(25)의 각각에 위치된다. 출구(24, 24')는 에어로졸이 흡연자의 입 안에 들어가는 것을 허용하도록 도시된 바와 같이 결합된다. 그러나, 회전 가능한 부재(25)는 정지형 입 단부 삽입체(28)의 하나 이상의 출구(24)를 적어도 부분적으로 차단하기 위해 입 단부 삽입체(8) 내에서 회전될 수 있다. 따라서, 소비자는 각각의 퍼프로 드로잉되는 에어로졸의 양을 조정할 수 있다. 출구(24, 24')는 출구(24, 24')가 분기되어 에어로졸을 흡입하는 동안 충만한 입맛 느낌을 제공하게 입 단부 삽입체(8)에 형성될 수 있다.
회로, 일관된 히터 성능을 향상시키는 합금, 핫 스팟 , 및 카르보닐 감퇴( Circuitry , Alloys Improving Consistent Heater Performance , Hot Spots and Carbonyl Abatement )
바람직한 실시예에서, 전력 공급부(1)는 아노드(47a)가 캐소드(49a)의 하류에 있도록 전자 담배(60)에 배치된 배터리를 포함한다. 제2섹션(72)의 배터리 아노드 포스트(47b)는 배터리 아노드(47a)와 바람직하게 접촉한다.
특히, 배터리(1)의 아노드(47a)와 제1섹션(70)의 히터 코일(14) 사이의 전기적 접촉은 전자 담배(60)의 제2섹션(72)의 배터리 아노드 연결 포스트(47b), 카트릿지(70)의 아노드 포스트(47c), 및 아노드 포스트(47c)의 림 부분(rim portion)을 히터 요소(14)의 전기 리드(lead)(109)에 연결하는 전기 리드(47d)를 통해 설정된다(도 8 참조). 마찬가지로, 배터리(1)의 캐소드(49a)와 히터 코일(14)의 다른 리드(109') 사이의 전기적 연결은 제2부분(72)의 캐소드 연결 고정체(49b)와 제1섹션(70)의 캐소드 커넥터 부재(37) 사이의 나사형 연결부(205)를 통해 설정되며, 또한 그로부터 히터 코일(14)의 반대쪽 리드(109')에 고정체(37)를 전기적으로 연결하는 전기 리드(49c)를 통해 설정된다.
바람직하게, 전기 리드(47d, 49c) 및 히터 리드(109, 109')는 고 도전성과 온도 저항성인 반면에, 히터(14)의 코일형 섹션(110)은 고 저항성이어서 열 발생이 주로 히터(14)의 코일(110)을 따라 발생한다. 또한, 바람직하게, 전기 리드(47d)는 크림핑(crimping)에 의해 히터 리드(109)에 연결된다. 마찬가지로, 전기 리드(49c)는 크림핑에 의해 히터 리드(109')에 연결된다. 다른 실시예에서, 전기 리드(47d, 49c)는 납땜을 통해 히터 리드(109, 109')에 부착될 수 있다. 크림핑은 제조를 빠르게 하므로 바람직하다.
배터리는 리튬-이온 배터리 또는 그 변형 예들 중 하나, 예를 들어 리튬-이온 폴리머 배터리일 수 있다. 다르게는, 배터리는 니켈-금속 수소화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리, 또는 연료전지일 수 있다. 이 경우에 있어서, 전자 담배(60)는 전력 공급부의 에너지가 고갈되거나 또는 리튬 폴리머 배터리의 경우 최소 전압 컷-오프(cut-off) 레벨에 도달할 때까지 흡연자가 사용 가능하다.
다르게는, 분말 공급부(1)는 재충전할 수 있으며, 또한 배터리가 외부 충전장치에 의해 충전되게 하는 회로를 포함한다. 이 경우, 바람직하게 충전 시, 회로는 미리 결정된 횟수의 퍼프를 위한 전력을 제공하며, 그 후 회로는 외부 충전 장치에 다시 연결되어야 한다. 전자 담배(60)를 재충전하기 위해, USB 충전기 또는 다른 적절한 충전기 조립체가 사용될 수 있다.
바람직하게, 전자 담배(60)는 퍼프 센서(16)를 갖춘 제어 회로도 포함한다. 퍼프 센서(16)는 공기 압력 강하를 감지하도록 작동하며, 또한 전력 공급부(1)로부터 히터(14)로 전압 인가를 개시하게 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 회로는 또한 히터(14)가 활성화될 때 광을 내도록 작동하는 히터 활성화 광(48)도 포함한다. 바람직하게, 히터 활성화 광(48)은 LED 를 포함하며, 또한 1회 퍼프 동안 히터 활성화 광(48)이 광을 내는 석탄의 외관을 나타내도록 전자 담배(60)의 상류 단부에 위치한다. 또한, 히터 활성화 광(48)은 흡연자가 볼 수 있게 배치될 수도 있다. 또한, 히터 활성화 광(48)은 담배 시스템의 진단을 위해 또는 재충전이 진행중인 것을 나타내는데 사용될 수도 있다. 또한, 광(48)은 흡연자가 사생활을 위해 광(48)을 활성화 및/또는 비활성화시킬 수 있도록 구성될 수 있으므로, 필요 시 광(48)은 흡연하는 동안 활성화되지 않을 수도 있다.
바람직하게, 적어도 하나의 공기 입구(45)(도 1)가 퍼프 센서(16)에 인접하여 위치되어서, 퍼프 센서(16)는 퍼프 시 흡연자가 나타내는 공기 흐름을 감지하고, 전력 공급부(1)와 히터 활성화 광(48)을 활성화시켜 히터(14)가 작동하고 있음을 나타낸다.
제어 회로는 퍼프 센서(16)와 일체적으로 형성되며, 전력을 최대, 시간주기 리미터(time-period limiter)와, 퍼프 센서(16)에 응답하는 히터(14)에 공급한다.
선택적으로, 제어 회로는 흡연자가 퍼프를 시작하기 위해 수동으로 작동 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 히터로 전류를 공급하는 시간의 주기는 기화시키려는 액체의 양에 따라 미리 설정될 수 있다. 선택적으로, 회로는 퍼프 센서(16)가 압력 강하를 검출하는 동안은 히터(14)에 전력을 공급할 수 있다.
바람직하게, 활성화되었을 때, 히터(14)는 히터에 의해 둘러싸인 위크(28)의 일부를 약 10 초 미만, 바람직하게는 약 7 초 미만으로 가열한다. 따라서, 전력 사이클(또는 최대 퍼프 길이)은 약 2 초 내지 약 10초(예를 들어, 약 3 초 내지 약 9 초, 약 4 초 내지 약 8 초, 또는 약 5 초 내지 약 7 초)의 범위일 수 있다.
바람직하게, 히터(14)는 위크(28)를 둘러싸는 와이어 코일이다. 적절한 전기 저항성 물질의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈럼(tantalum), 및 백금족의 금속을 포함한다. 적절한 금속 합금의 예는 스텐레스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈럼-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스텐레스 스틸 기반의 초-합금(super-alloy)을 포함한다. 예를 들어, 히터는 니켈 알루미나이드(aluminide), 표면에 알루미늄 층을 갖는 물질, 철 알루미나이드, 및 다른 복합물로 형성될 수 있으며, 운동 에너지의 전달 및 요구되는 외부 물리 화학적인 특성에 따라 전기적 저항성 물질이 선택적으로 절연 물질에 매립, 캡슐화, 또는 절연 물질로 코팅되거나 또는 그 반대로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 히터(14)는 스텐레스 스틸, 구리, 구리 합금, 니켈-크롬 합금, 초합금, 및 그 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 히터(14)는 니켈-크롬 합금 또는 철-크롬 합금으로 형성될 수 있지만, 하기와 같은 이유로 인해 후자는 바람직하지 않다. 다른 실시예에서, 히터(14)는 그 외측 표면상에 전기적 저항성의 층을 갖는 세라믹 히터일 수 있다.
다른 실시예에서, 히터(14)는 1994년 12월 29일자로 식카(Sikka) 등이 공동으로 소유한 미국 특허 제5,595,706호에 기재된 바와 같은 철-알루미나이드(예를 들어, FeAl 또는 Fe3Al), 또는 니켈 알루미나이드(예를 들어, Ni3Al)로 구성될 수 있다. 철-알루미나이드가 높은 저항율을 나타낸다는 점에서, 철-알루미나이드의 사용이 유리하다. FeAl 은 약 180 마이크로-오옴의 저항율을 나타내는 반면에, 스텐레스 스틸은 50 내지 91 마이크로-오옴을 나타낸다. 높은 저항율은 전력 공급부(배터리)(1)에 전류 소모 또는 부하를 낮춘다.
바람직한 실시예에서, 히터 코일(14)은 기본적으로 철 성분이 없는 니켈-크롬 합금으로 형성된다. 경험적으로, 히터 코일은 제조공정 동안, 유통기간 동안 및/또는 장치를 작동하는 동안 합금이 물과 접촉하였다면, 철 내용물이 산화되는 철 크롬 합금으로 구성되는 것으로 나타났다.
글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜을 특정한 온도 이상으로 가열하여 카르보닐(포름알데히드를 포함)을 생성하는 것으로 알려져 있다. 철 산화물은 카르보닐이 낮은 온도에서 생성되도록 이들 반응물에 촉매작용을 하는 성질이 있다. 기본적으로 철을 함유하지 않은 합금을 사용하여 촉매작용을 피하며, 카르보닐 및 다른 구성성분을 생성할 가능성을 최소로 한다.
더욱이, 바람직한 실시예의 제조 및 설계에 있어서는 특정 양태 및 측정기를 사용하여 가열 사이클 동안 히터 코일(14)에서의 의도하지 않은 "핫 스팟"의 발생을 피한다. 핫 스팟은 그렇지 않으면 핫 스팟이 없으면 피해질 수 있는 바람직하지 않은 구성성분을 생성할 수 있는 과도한 피크 온도에 이르게 할 수 있다.
이론을 준수하기를 원하지 않더라도, 만일 코일 루프들 사이의 이격이 국부적으로 감소되도록 코일 히터(14)의 권취를 변경한다면, 감소된 이격은 원하는 레벨 이상으로 피크 온도를 운영한다고 여겨지는 핫 스팟을 생성할 것으로 믿어진다. 또한, 히터의 코일을 따라 균일한 이격거리의 설정 및 코일 히터(14)의 권취 시 본래의 균일한 이격을 보존하는 단계의 실행은 "핫 스팟"의 발생을 회피할 것이다.
특히, 도 8을 참조하여 설명하면, 위크(28)에 대해 코일을 권취하는 자동화된 권취기를 사용하고, 또한 권취 단계를 위한 아버(arbor)로서 위크(28)를 사용하는 방법으로, 주어진 히터 코일(14)의 코일형 섹션(110)을 통한 일정한 코일 이격(111)을 생성할 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서는 3회 내지 8회의 권취가 바람직하며, 3회 내지 5회의 권취가 더욱 바람직하다.
일단 설정이 되었으면, 일정한 코일 이격(111)이 제조 과정 및 바람직한 실시예의 설계로 유지된다.
도 9a에 있어서는, 특히, 내측 튜브(62)에 마주하는 슬롯(63)을 제공하여 슬롯(63)의 엣지와 히터(14)의 코일형 섹션(도 8에 도시된) 사이의 충돌 없이 내측 튜브(62) 내의 위치로 히터(14) 및 위크(28)의 배치를 수월하게 한다. 따라서, 슬롯(63)의 엣지는 히터(14)의 코일 이격(111)이 부딪치거나 변경되지 않게 하며, 이것은 그렇지 않으면 핫 스팟의 잠재적 소스(potential sources)를 생성할 것이다.
도 9b에 있어서, 폐쇄 링(69)은 정밀하게 위크(28)에 근접하거나 접촉하지만 위크(28)에 대하여 가압하지는 않게 배치한다. 이런 위치설정은 히터 코일(14)에 굽힘 모멘트(bending moments)가 부과되지 않게 하며, 그렇지 않으면 코일 이격(111)이 압축 및 감소되는 곳에서 코일(14)의 한쪽을 따라 핫스팟을 생성할 수 있는 코일이 구부러지는(bowing) 것을 피하게 된다. 따라서, 폐쇄 링(69)의 상류 엣지(114)는 위크(28) 근방으로 이동되지만, 그러나 상술한 구부러짐이 발생할 가능성이 일어나지 않게 위크(28) 위에 위치하지는 않는다. 폐쇄 링(69)이 도 9b에 도시된 바와 같이 위치되었을 때, 폐쇄 링(69)은 히터 코일 조립체와 슬롯(63) 사이에 제공된 개방된 공간의 나머지 부분을 폐쇄시킨다.
바람직한 실시예에서, 내측 튜브(62) 및 폐쇄 링(69)은 직조된 섬유 유리로 구성된다.
바람직한 실시예에서, 내측 튜브(62)는 약 4 mm 의 직경을 가지며, 마주하는 슬롯(63)의 각각은 약 2 mm x 약 4 mm 의 주 치수와 부 치수로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 히터(14)는 위크(28)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 와이어 코일을 포함한다. 이 실시예에서, 바람직하게는 와이어가 금속 와이어이며 및/또는 히터 코일은 위크(28)의 길이를 따라 전체적으로 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 히터 코일(14)은 위크(28)의 원주 둘레로 전체적으로 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 다른 실시예에서, 히터 코일은 위크(28)와 접촉하지 않는다.
바람직하게, 히터(14)는 열전도에 의해 위크(28)의 액체를 가열한다. 선택적으로, 히터(14)로부터의 열은 열전도성 요소에 의해 액체로 전도되거나, 또는 히터(14)가 전자 담배(60)를 사용하는 동안 그를 통해 흡입되는 유입된 주위 공기로 열을 전달할 수 있으며, 그것은 차례로 대류(convection)에 의해 액체를 가열한다.
일 실시예에서, 위크(28)는 액체를 드로잉하는 용적을 갖는 세라믹 필라멘트의 세라믹 위크를 포함한다. 상술한 바와 같이, 위크(28)는 히터(14)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 또한, 바람직한 실시예에서, 위크(28)는 위크(28)의 각각의 단부가 액체 공급 지역(22)(도 2에 도시됨)과 접촉하도록 내측 튜브(62)의 마주하는 슬롯(63)을 통해 연장한다.
바람직한 실시예에서, 위크(28)는 필라멘트 및 유리 필라멘트의 번들을 포함한다. 예를 들어, 위크(28)는 복수의 필라멘트를 포함할 수 있다. 필라멘트 또는 나사는 일반적으로 전자 담배의 길이방향과 직교하는(횡단하는) 방향으로 정렬될 수 있다. 바람직하게, 위크(28)는 1개 내지 8개, 바람직하게는 2개 내지 6개의 필라멘트를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 위크(28)는 3개의 스트랜드를 포함하며, 각각의 스트랜드는 함께 비틀린 복수의 유리 필라멘트를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 위크(28)의 구조는 필라멘트로 형성되며, 이것을 통해 액체가 모세관 작용에 의해 히터(14)로 전해질 수 있다. 위크(28)는 일반적으로 십자 형상, 클로버 형상, Y 형상, 또는 임의의 다른 적절한 형상의 횡단면을 갖는 필라멘트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 위크(28)는 적절한 물질 또는 물질들의 조합을 포함한다. 적절한 물질의 예는 유리, 세라믹-, 또는 그라파이트-기반 물질이다. 또한, 위크(28)는 밀도, 점도, 표면 장력, 및 증기 압력과 같은 서로 다른 액체의 물리적 특성을 갖는 에어로졸 발생 액체를 수용하기 위해 임의의 적절한 모세관 드로잉 동작을 가질 수 있다. 액체의 특성과 조합된 위크(28)의 모세관 특성은 히터(14)의 과열을 피하기 위해 위크(28)가 히터(14)의 영역에서 항상 젖어 있게 하는 것이다.
위크(28)를 사용하는 대신, 히터(14)를 다공성 물질로 할 수 있으며, 상기 물질은 신속하게 열을 발생할 수 있는 높은 전기저항성을 가진 물질로 형성된 저항 히터를 포함하는 것이다.
바람직하게, 위크(28) 및 액체 공급 지역(22)의 섬유성 매체는 유리 섬유로 구성된다.
슬리브 조립체( Sleeve Assembly )
도 18에 도시된 바와 같이, 전자 담배(60)는 전자 담배(60)의 제1섹션(70) 주위에 제거 가능하게 및/또는 회전 가능하게 위치한 슬리브 조립체(87)도 포함할 수 있다. 더욱이, 슬리브 조립체(87)는 흡연자에게 전달하기 전에 에어로졸의 온도를 유지하도록 제1섹션(70)의 적어도 일부를 격리시킨다. 바람직한 실시예에서, 슬리브 조립체(87)는 전자 담배(60)에 대하여 회전 가능하며, 또한 흡연자가 퍼프를 드로잉할 때 공기가 전자 담배(60) 내로 통과하는 것을 허용하기 위해 슬롯(88)이 제1섹션(70)에서 공기 입구(44, 44')와 정렬하도록, 슬리브 조립체에 대해 횡방향으로 배치된 이격된 슬롯(88)을 포함한다. 흡연 전에 또는 흡연 중에, 흡연자는 필요 시 전자 담배(60)의 RTD 및/또는 통기를 조정하기 위해 공기 입구(44, 44')가 슬리브 조립체(87)에 의해 적어도 부분적으로 차단되도록, 슬리브 조립체(87)를 회전시킬 수 있다.
바람직하게, 슬리브 조립체(87)는 흡연자에게 부드러운 입맛 느낌을 제공하기 위해 실리콘 또는 다른 순응성 물질로 제조된다. 그러나, 슬리브 조립체(87)는 하나 이상의 부재로 형성될 수 있으며, 플라스틱, 금속, 및 그 조합을 포함하는 다양한 물질로 형성될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 슬리브 조립체(87)는 실리콘으로 형성된 단일 부재이다. 슬리브 조립체(87)는 제거되어, 다른 전자 담배에 재사용되거나 또는 제1섹션(70)과 함께 폐기될 수 있다. 슬리브 조립체(87)는 임의의 적절한 색상일 수 있으며 및/또는 그래픽 또는 다른 표시부(indicia)를 포함할 수 있다.
향기 전달( Aroma Delivery )
도 11에 도시된 바와 같이, 전자 담배(60)는 제1섹션(70) 및 제2섹션(72) 중 적어도 하나의 외측 표면(91)에 배치된 향기 스트립(89)도 포함할 수 있다. 선택적으로, 향기 스트립(89)은 슬리브 조립체(87)의 일부분에 배치될 수 있다. 바람직하게, 향기 스트립(89)은 향기 스트립(89)이 흡연하는 동안 흡연자의 코에 인접하도록 장치의 배터리와 히터(14) 사이에 배치된다. 향기 스트립(89)은 향미 향기 겔(flavor aroma gel), 필름, 또는 흡연 전에 및/또는 중에 방출되는 향 물질을 함유하는 용액을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 겔, 유체, 및/또는 용액의 향미 향기는 제1섹션(70)(도시되지 않음)의 내측에 위치되었을 때 향기 스트립 위의 통기구를 개방시킬 수 있는 퍼프의 동작에 의해 방출될 수 있다. 선택적으로, 히터(14)가 발생한 열이 향기의 방출을 유발시킬 수 있다.
[0103]
일 실시예에 있어서, 향기 스트립(89)은 담배 향미 추출물을 포함할 수 있다. 이런 추출물은 담배 물질을 작은 피스로 갈아내고(grinding) 또한 혼합물을 흔들음으로써 수 시간 동안 유기 솔벨트로 추출함으로써 얻어질 수 있다. 그 후, 추출물은 여과되고, 건조되고(예를 들어, 나트륨 황산염으로), 제어된 온도 및 압력으로 응축될 수 있다. 선택적으로, 추출물은 비-휘발성 유분(fraction)으로부터 휘발성 유분을 분리할 수 있는 솔벤트 지원형 향미 추출(SAFE:solvent assisted flavor extraction) 증류 기술(엥겔 등, 1999년)과 같은 향미 화학 분야에서 알려진 기술을 사용하여 얻어질 수 있다. 추가로, 특정 성분의 추가적인 분리 및/또는 격리를 위해 pH 분별(fractionation) 및 크로마토그래픽 방법이 사용될 수 있다. 추출의 세기는 유기 솔벤트 또는 물로 희석시킴으로써 조정될 수 있다.
향기 스트립(89)은 예를 들어 추출물이 페인트브러시(paintbrush)를 사용하여 또는 함침법(impregnation)에 의해 적용될 수 있는 폴리머 또는 종이 스트립일 수 있다. 선택적으로, 추출물은 종이 링 및/또는 스트립으로 캡슐화될 수 있으며, 또한 예를 들어 흡연을 하는 동안 향기 스트립을 압착하는, 흡연자에 의해 수동으로 방출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 2, 5, 7, 및 9의 전자 담배(60)는 히터(14)의 상류에 필터 세그먼트도 포함할 수 있으며, 전자 담배(60)를 통하는 공기의 흐름을 제한하도록 작동할 수도 있다. 필터 세그먼트의 추가는 RTD를 조정하는데 도움을 줄 수 있다.
"약"이라는 단어가 수치값과 관련하여 본 명세서에 사용될 때, 관련된 수치값은 언급한 수치값의 ±10% 정도의 오차를 포함하는 것으로 기재한 것이다. 더욱이 본 명세서에서 퍼센트에 대해 기준이 이루어질 때, 이들 퍼센트는 중량, 즉 중량% 에 기초하는 것으로 기재한 것이다.
또한, "일반적으로" 및 "실질적으로"라는 단어가 기하학적 형상과 관련하여 사용될 때, 기하학적 형상의 정밀도가 요구되지 않지만, 형상에 대한 한도는 기재된 범위 내에 있는 것으로 한다. 기하학적 용어와 함께 사용될 때, "일반적으로" 및 "실질적으로"라는 단어는 엄격한 정의에 부합하는 특징뿐만 아니라 엄격한 정의와 거의 유사한 특징부도 포함하는 것으로 한다.
새로운, 개량된, 및 명료한 전자 담배가 본 기술분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 충분히 세밀하게 본 명세서에 서술되었음이 명확해질 것이다. 더욱이, 본 기술분야의 숙련자라면 많은 수정, 변경, 치환, 및 등가물이 본 발명의 정신 및 범주로부터 물질적으로의 일탈 없는 전자 담배의 특징을 위해 존재하는 것을 인식할 것이다. 따라서, 첨부의 청구범위에 의해 한정되는 바와 같이 본 발명의 정신 및 범주내에 속하는 이런 모든 수정, 변경, 치환, 및 등가물은 첨부의 청구범위에 의해 포함될 것임이 명확하게 의도된다.
1: 배터리 45: 공기 입구 포트
14: 히터 15: 가스켓
16: 퍼프 센서 70: 제1섹션
72: 제2섹션

Claims (41)

  1. 전자 흡연 용품에 있어서, 상기 전자 흡연 용품은:
    길이방향으로 연장되는 케이싱;
    마우스피스; 및
    상기 마우스피스와 연통하는 적어도 하나의 공기 입구를 포함하며;
    상기 적어도 하나의 공기 입구는 흡연 용품을 테스트할 때 미리 결정된 드로잉 저항(RTD; resistance-to-draw)을 확립하게 작동 가능한 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱은 금속 또는 금속 합금으로 형성되며, 상기 적어도 하나의 공기 입구는 상기 케이싱에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구가 케이싱의 내측 또는 외측 표면에 배치된 금속 플레이트 삽입체에 형성되며, 그것은 선택적으로 케이싱에 형성된 적어도 하나의 공기 입구를 중첩하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구는 약 2.0 mm 미만의 폭과 약 1.5 mm 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구를 형성 한 후 상기 적어도 하나의 공기 입구 위에 위치하며 흡연에 앞서 제거되는 제거 가능한 보호 커버링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구는 약 60 mm H20 내지 약 150 mm H20 의 흡연을 하는 동안 드로잉 저항을 확립하게 작동 가능한 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구는 약 90 mm H20 내지 약 110 mm H20 의 흡연을 하는 동안 드로잉 저항을 확립하게 작동 가능한 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  8. 제1항에 있어서,
    공기 입구는 연결 고정체 근방에 배치되며, 상기 연결 고정체는 적어도 하나의 공기 입구의 위치에 대응하는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구는 연결 고정체 근방에 배치되며, 상기 연결 고정체는 각도를 가진 구멍 및 적어도 하나의 공기 입구와 연통하는 대응 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자 흡연 용품은 부가로:
    케이싱 내에 위치하며, 1쌍의 마주하는 슬롯을 구비하는 내측 튜브;
    액체 물질을 보유하며, 케이싱과 내측 튜브 사이의 외측 환형부에 내장된 액체 공급부;
    내측 튜브에 위치한 코일 히터;
    위크가 액체 물질을 코일 히터로 전달하여, 코일 히터가 액체 물질이 기화하여 내측 튜브에 에어로졸을 형성하기에 충분한 온도로 액체 물질을 가열하도록, 코일 히터로 둘러싸인, 액체 공급부와 연통하는 위크; 및
    코일 히터에 연결 가능하며 코일 히터를 가로질러 전압을 인가하도록 작동 가능한 전력 공급부도 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  11. 제1항에 있어서,
    내측 튜브는 약 4 ㎜의 직경을 갖고, 대향 슬롯의 각각은 약 2 mm x 약 4 ㎜의 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  12. 제12항에 있어서,
    전자 흡연 용품은 제2섹션에 부착가능한 제1섹션을 포함하며, 상기 위크, 액체 공급부 및 마우스피스는 제1섹션에 포함되며, 상기 전력 공급부는 제2섹션에 포함되는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  13. 제12항에 있어서,
    전자 흡연 용품은 단일 케이싱을 포함하며, 상기 위크, 액체 공급부, 마우스피스 및 전력 공급부는 케이싱에 포함되는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  14. 제12항에 있어서,
    내측 튜브는 직조 유리섬유 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  15. 제12항에 있어서,
    코일 히터는 스테인리스 스틸, 구리, 구리 합금, 니켈-크롬 합금, 철 알루미늄 합금, 철 크롬 합금, 초합금(superalloys), 철 알루미나이드, 니켈 알루미나이드 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  16. 제12항에 있어서,
    코일 히터는 4회 권취 내지 8회 권취를 포함하며, 상기 권취는 실질적으로 균일하게 이격된 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  17. 제12항에 있어서,
    전력 공급부는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  18. 제17항에 있어서,
    히터는 전기적 리드에 의해 배터리에 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1섹션과 제2섹션은 동일한 외부 직경을 갖고, 제1섹션은 일회성 하류 섹션이며, 제2섹션은 재사용가능한 상류 섹션인 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 전자 흡연 용품은 부가로 퍼프 센서를 가진 제어 회로도 포함하며; 상기 퍼프 센서는 공기 흐름을 감지하여, 전력 공급부로부터 코일 히터로 전압의 인가를 개시하게 작동 가능한 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전자 흡연 용품은 부가로 퍼프 센서 근방에 배치된 적어도 하나의 제2공기 입구도 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어 회로는 부가로 전자 흡연 용품의 상류 단부에서 히터 활성 광을 포함하며, 상기 히터 활성 광은 히터가 활성화될 때 광을 내도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  23. 제12항에 있어서,
    액체 공급부는 부가로 액체 물질을 저장하도록 작동 가능한 다공성 액체 저장 매체를 포함하며, 상기 액체 저장 매체는 섬유질이며, 레이온, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 목화, 세라믹, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  24. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 공기 입구가 케이싱의 내부에 형성되고, 상기 케이싱은 포트를 포함하며, 상기 포트는 적어도 하나의 공기 입구보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 흡연 용품.
  25. 복수의 전자 흡연 용품을 개량하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    각각의 전자 흡연 용품의 외측 튜브에 공기 입구를 형성하는 단계와;
    전자 흡연 용품을 제조하는 동안 드로잉 저항의 테스트를 각각의 흡연 용품의 공기 입구가 받게 하는 단계를 포함하며;
    상기 공기 입구는 미리 결정된 드로잉 저항을 가진 전자 흡연 용품을 제공하는 크기와 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 복수의 전자 흡연 용품을 개량하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    (a)전자 흡연 용품에 금속 플레이트 삽입체를 배치하기에 앞서 금속 플레이트 삽입체에 공기 입구를 형성하는 단계; 및
    (b)전자 흡연 용품을 제조하는 동안 드로잉 저항의 테스트를 공기 입구가 받게 하는 단계를 포함하며;
    상기 공기 입구는 미리 결정된 드로잉 저항을 가진 전자 흡연 용품을 제공하는 크기와 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    전자 흡연 용품의 외측 튜브의 내부 표면 또는 외부 표면에 금속 플레이트 삽입체를 부착하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 (b)단계는 비나인 테스트 구조(benign test configuration)를 확립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 확립 단계는 비나인 테스트 구조의 구성요소들 간의 해제가능한 연결을 사용하는 단계를 포함하며, 상기 연결은 자동화된 기계 처리단계로 전도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 (b)단계 후, 우선하여 제거가능한 테이프로 공기 입구를 보호하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 복수의 전자 담배 중에서 일정한 드로잉 저항을 달성하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    원하는 드로잉 저항을 제공하는 전자 담배의 외측 튜브에 임계 오리피스의 치수를 결정하는 단계;
    각각의 전자 담배에 대해, 상기 결정된 치수에 따른 전자 담배의 외측 튜브의 벽에 임계 오리피스를 정밀하게 천공하여, 상기 천공 단계로 전도되며 상기 치수를 유지하는 용적을 가진 물질을 선택하여서 임계 오리피스를 확립하는 단계; 및
    원하는 드로잉 저항을 제공하기 위한 각각의 확립된 임계 오리피스를 테스트하여, 상기 테스트에서 탈락된 임의적으로 확립된 임계 오리피스를 거절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 테스트 단계는 전자 담배의 분리된 부재에 확립된 임계 오리피스를 테스트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제31항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 60 mm 물 내지 약 150 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 60 mm 물 내지 약 150 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 90 mm 물 내지 약 110 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 테스트 단계는 테스트 결과를 모니터링 하여 임계 오리피스의 치수를 벗어나는 경향을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 일정한 드로잉 저항을 갖는 복수의 전자 담배에 있어서, 상기 복수의 전자 담배의 각각은:
    복수의 전자 담배의 각각의 외측 튜브에 있는 정밀하게 천공된 임계 오리피스를 포함하며, 상기 임계 오리피스는 원하는 드로잉 저항을 제공하는 치수를 갖고, 물질에 정밀하게 천공된 임계 오리피스는 치수를 유지하기 위한 용적을 갖고, 각각의 확립된 임계 오리피스는 원하는 드로잉 저항을 제공하기 위해 테스트 되며;
    복수의 전자 담배는 테스트에서 탈락된 임계 오리피스를 배제하는 것을 특징으로 하는 복수의 전자 담배.
  38. 일정한 드로잉 저항을 제공하게 작동 가능한 전자 담배에 있어서, 상기 전자 담배는:
    원하는 드로잉 저항을 제공하도록 작동할 수 있는 외측 케이싱에 있는 임계 오리피스를 포함하며;
    임계 오리피스는 정밀한 천공에 의해 형성되며, 미리 결정된 치수를 갖고, 그리고 외측 케이싱은 정밀한 천공으로 전도되며 그곳에 형성된 임계 오리피스의 미리 정해진 치수를 유지하게 작동 가능한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 담배.
  39. 제38항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 60 mm 물 내지 약 150 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 60 mm 물 내지 약 150 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    원하는 드로잉 저항은 약 90 mm 물 내지 약 110 mm 물 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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