KR20170035962A

KR20170035962A - 전자 흡연 장치 및 그 부품들

Info

Publication number: KR20170035962A
Application number: KR1020177004262A
Authority: KR
Inventors: 에드몬드 제이. 카듀; 더글라스 에이. 버튼; 패트릭 제이. 코블러; 배리 에스. 스미스; 피터 리포비츠; 카이 차오
Original assignee: 알트리아 클라이언트 서비시즈 엘엘씨
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-03-31
Also published as: US20200275706A1; RU2017105434A3; US10660363B2; JP2017525348A; RU2017105434A; US20230225398A1; US20160021934A1; CN106686995B; WO2016014652A1; RU2679980C2; US11612184B2; EP3171721A1; CN106686995A; US10015986B2; EP3171721B1; EP3864979A1; US20180289071A1

Abstract

전자 흡연 장치의 카토마이저는 이의 공기 통로에 인접하게 위치하는 히터 회로를 포함한다. 상기 히터 회로는 이차 코일과 전기 통신하는 전기 저항 히터를 포함한다. 심지가 상기 공기 통로를 가로질러 연장된다. 상기 심지는 저수조로부터 상기 히터를 향하여 예비 증기제를 빨아드리도록 구성된다. 상기 히터는 상기 예비 증기제를 기화시키고 증기를 형성하는데 충분한 온도로 상기 예비 증기제를 가열하도록 구성된다. 상기 카토마이저는 일차 코일과 전기 통신하는 전원을 포함하는 전력 공급 부품에 연결 가능하다. 상기 전력 공급 부품은 상기 히터 회로의 상기 이차 코일에 충분한 전압을 유도하도록 구성되고, 이로써 상기 일차 코일이 상기 전원에 의해 전력이 공급될 때 상기 이차 코일은 상기 히터를 가열하고 상기 예비 증기제를 기화시키도록 구성된다.

Description

전자 흡연 장치 및 그 부품들{ELECTRONIC VAPING DEVICE AND COMPONENTS THEREOF}

본 발명은 전기 저항 히터들을 포함하는 전자 흡연 장치들에 대한 것이다.

전자 흡연 장치들은 나사 연결을 통해 제2 부분에 결합하는 제1 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1 부분은 교체 가능한 카트리지일 수 있고, 상기 제2 부분은 재사용 가능한 고정장치일 수 있다. 상기 제1 부분은 예비 증기제를 수용하는(containing) 저장소를 포함할 수 있다. 심지(wick)는 상기 저장소로부터 상기 예비 증기제를 기화시키기에 충분한 온도로 상기 예비 증기제를 가열하는 히터를 향하여 상기 예비 증기제를 빨아드린다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 전자 흡입 장치의 카토마이저(cartomizer)가 제공된다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 카토마이저는 종 방향으로 연장하는 외부 하우징(housing), 공기 유입구, 증기 배출구, 상기 공기 유입구 및 상기 증기 배출구와 연통하는 공기 통로, 및 저장소를 포함한다. 히터 회로가 상기 공기 통로에 인접하게 배치된다. 상기 히터 회로는 이차 코일과 전기 통신하는 전기 저항 히터를 포함한다. 심지가 상기 공기 통로를 가로질러 연장되고 상기 저장소와 연통된다. 상기 심지는 상기 저장소로부터 상기 히터를 향하여 예비 증기제를 빨아드리도록 구성된다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저는 상기 예비 증기제를 기화하고 상기 공기 통로 내에 증기를 형성하기에 충분한 온도로 상기 히터를 가열하기 위해 상기 히터 회로의 상기 이차 코일에 전압을 유도하는 일차 코일과 전기 통신하는 전원을 포함하는 전력 공급 부품(power supply component)과 연결되도록 구성된다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 전자 흡입 장치는 카토마이저 및 전력 공급 부품을 포함한다. 상기 카토마이저는 종 방향으로 연장하는 외부 하우징(housing), 공기 유입구, 증기 배출구, 상기 공기 유입구 및 상기 증기 배출구와 연통하는 공기 통로, 저장소, 상기 공기 통로에 인접하게 배치되는 히터 회로, 상기 히터 회로는 이차 코일과 전기 통신하는 전기 저항 히터를 포함하는 것, 및 상기 공기 통로를 가로질러 연장되고, 상기 저장소와 연통되고, 상기 저장소로부터 상기 히터를 향하여 예비 증기제를 빨아드리도록 구성되는 심지(wick)를 포함한다. 상기 전력 공급 부품은 일차 코일과 전기 통신하는 전원을 포함한다. 상기 일차 코일은 상기 히터 회로의 상기 이차 코일에 전압을 유도하도록 구성된다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 일차 코일은 상기 이차 코일의 근접 단부(proximate end)로부터 축 방향으로 분리된다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 일차 코일은 상기 이차 코일에 의해 둘러싸인다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 이차 코일은 상기 일차 코일에 의해 둘러싸인다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 일차 코일은 상기 제2 외부 하우징(the second outer housing)의 상기 종 방향 및 상기 제2 외부 하우징의 상기 종 방향에 대한 횡 방향 중 하나로 연장되는 나선이다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 일차 코일은 평면 코일이다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터는 상기 이차 코일보다 더 큰 전기 저항을 갖는다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 히터는 심지에 감겨진 코일 히터이다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 히터는 상기 심지에 감겨진, 전기 저항성 및 도전성의 망상 소재(mesh material)의 띠(ribbon)이다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터는 상기 심지의 필라멘트들을 통해 연장되는 전기 저항성 및 도전성 막대이다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터는 상기 심지와 일체인(integral with) 전기 저항성 및 도전성의 망(mesh)의 일부이다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 히터는 예비 증기제가 기화되도록 요구되는 상기 심지의 일부에 접하도록 배치되는 전기 저항성 및 도전성의 플레이트(plate)이다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 히터는 스테인리스 스틸(stainless steel), 구리, 구리 합금, 필름 저항 물질(film resistive material)로 코팅된 세라믹 물질, 니켈 크롬 합금, 산화철, 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 전력 공급 부품은 퍼프 센서(puff sensor)를 포함하는 제어 회로를 포함한다. 상기 퍼프 센서는 압력 강하를 감지하고, 상기 히터 회로의 상기 이차 코일에 전압이 유도되도록 상기 전원으로부터 상기 일차 코일에 전력을 개시하도록(initiate) 구성된다. 상기 전력 공급 부품의 상기 전원(the power supply)은 배터리이다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 전력 공급 부품은 정류 회로 및 저장 회로를 포함하는 제어 회로를 포함한다. 상기 정류 회로는 상기 일차 코일이 유도 필드(inductive field) 내에 있을 때 상기 저장 회로가 상기 배터리를 충전할 수 있도록 상기 일차 코일에 유도된 전압을 정류하도록 구성된다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 카토마이저는 기계적 또는 자기적 연결에 의해 상기 전원 공급 부품에 연결된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저는 일회용의 하류 부분이고 상기 전원 공급 부품은 재사용 가능한 상류 부분이다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 히터 및 상기 이차 코일 중 적어도 하나는 자성 물질로 제조된다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 전자 흡연 장치는 상기 외부 하우징 내에 내부 튜브(tube)를 포함할 수 있다. 상기 내부 튜브는 상기 유입구 및 상기 배출구와 연통하는 상기 공기 통로를 정의한다. 상기 공기 통로는 중앙 공기 통로이다. 상기 예비 증기제는 상기 외부 하우징과 상기 내부 튜브 사이의 환형 공간 내에 수용된다.

일부 예시적인 실시예들에서, 전자 흡연 장치로부터 증기를 생산하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 저장소로부터 공기 통로의 유입 부분에 인접하고 히터 및 이차 코일을 포함하는 히터 회로에 근접하는 위치로 예비 증기제의 일부를 위킹(wicking)하는 것, 상기 이차 코일은 전력 공급장치(power supply)의 일차 코일에 근접하게 위치하는 것, 상기 전자 흡연 장치 상의 흡입(a draw)을 전달함으로써 퍼프(puff)를 나타내는 신호를 생성하는 것, 및 상기 예비 증기제의 상기 위킹된 부분의 적어도 일부를 기화시키기 위해 상기 히터가 충분히 가열되도록 상기 이차 코일에 전압을 유도하기 위해 상기 생성된 신호에 대응하여 상기 일차 코일에 진동 전력 사이클을 인가하고 상기 공기 통로 및 상기 전자 흡연 장치를 통해 상기 기화된 예비 증기제를 흡입함으로써 상기 예비 증기제의 상기 위킹된 일부의 적어도 일부를 기화시키는 것을 포함한다. 상기 기화된 제제의 흡입은 직선형 공기 통로를 따를 수 있다.

전기 저항 히터들을 포함하는 전자 흡연 장치들을 제공한다.

여기에서 한정적이지 않은 예시적인 실시예들의 다양한 특징들 및 이점들이 첨부된 도면들과 함께 상세한 설명을 검토할 때 더욱 명백해질 수 있다. 상기 첨부된 도면들은 단지 예시적인 목적을 위해 제공되고 청구 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 상기 첨부된 도면들은 명시적으로 언급되지 않는 한 스케일되어 도시된 것으로 간주되지 않는다. 명확성을 위해, 상기 도면들의 다양한 크기들은 과장될 수 있다.
도 1은 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치의 단면도이다.
도 2A는 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치의 카토마이저의 단면도이다.
도 2B는 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치의 재사용 가능한 전원 공급 부품의 단면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치의 단면도이다.
도 4A 및 도 4B는 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치들의 단면도들이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 전기 흡연 장치의 단면도이다.

일 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "위에", "연결되어", "결합되어", 또는 "커버되어"있다고 언급될 때, 상기 다른 요소 또는 층 바로 위에, 연결되어, 결합되어, 또는 커버되어 있거나 개재하는 요소들 또는 층들이 존재할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 반대로, 일 요소가 다른 요소 또는 층"바로 위에", "바로 연결되어", 또는 "바로 결합되어" 있다고 언급될 때, 개재하는 요소들 또는 층들은 존재하지 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 동일한 번호들은 동일한 요소들을 지칭한다. 여기서 사용된 바와 같이, "및 /또는"의 용어는 하나 이상의 관련되어 열거된 사항들의 임의 및 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소들, 부품들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들을 설명하기 위해 여기서 사용될 수 있으나, 이러한 요소들, 부품들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들은 이러한 용어들에 의해 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 용어들은 단지 하나의 요소, 부품, 영역, 층, 또는 부분을 다른 영역, 층, 또는 부분으로부터 구별하는데 이용된다. 이에 따라, 아래에서 설명되는 제1 요소, 부품, 영역, 층, 또는 부분은 예시적인 실시예들의 개시들로부터 벗어남 없이 제2 요소, 부품, 영역, 층, 또는 부분으로 지칭될 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어들(예를 들면, "밑에", "아래에", "하부에", "위에", "상부에"등)이 도면에 도시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 구성(들)에 대한 하나의 요소 또는 구성의 관계를 기술하기 위해 용이한 설명을 위해 여기서 이용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시 된 방향에 더하여 사용 또는 동작시 장치의 다른 방향들을 포함하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소들 또는 구성들의 "아래에" 또는 "밑에"로 설명된 요소들은 상기 다른 요소들 또는 구성들의 "위에" 배향될 것이다. 이에 따라, "아래에"라는 용어는 위와 아래의 방향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향(90도 또는 다른 방향들로 회전)될 수 있고 여기서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어들은 그에 따라 해석된다.

여기서 사용되는 용어는 단지 다양한 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이고, 상기 예시적인 실시예들을 제한하려는 것은 아니다. 여기서 사용된 것과 같이, 단수 형태들 "하나", "일" 및 "상기"는 문맥 상 다르게 지시하지 않는 한 복수 형태를 포함하기 위한 것이다. 본 명세서에서 "포함하다", "포함하는", "구성하다", 및/또는 "구성하는"의 용어가 사용될 때, 명시된 구성들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 부품들의 존재를 열거하나, 하나 이상의 다른 구성들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 부품들. 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배재하지 않는 것으로 더 이해되어야 할 것이다.

예시적인 실시예들은 여기에서 예시적인 실시예들의 이상적인 실시예들(및 중간 구조들)의 개략적인 도시들인 단면도들을 참조하여 설명된다. 이를 테면, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 오차들의 결과로서 도면들의 형상들로부터의 변형이 예상된다. 이에 따라, 예시적인 실시예들은 여기에서 도시된 영역들의 형상들에 제한되는 것으로 해석되어서는 안되고, 예를 들면, 제조로부터 초래되는 형상들 내 편차들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 도면에 도시된 영역들은 본질적으로 개략적이고 그 형상들은 장치의 영역의 실제 형상을 도시하기 위한 것이 아니며 예시적인 실시예들의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용된 모든 용어들(기술 및 과학 용어들을 포함)은 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공통적으로 사용되는 사전들 내에 정의된 용어들을 포함하는 용어들은 관련 기술분야의 맥락에서 그들의 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 이해되지 않을 것이다.

전자 흡연 장치(60)의 예시적인 실시예들이 여기에서 개시된다. 도 1을 참조하면, 상기 전자 흡연 장치(60)는 카토마이저(제1 부분, 70) 및 전원 공급 부품(제2 부분, 72)을 포함한다. 히터 회로(81)가 상기 카토마이저(70) 내에 배치되고, 상기 히터 회로(81)는 전기 저항 히터(82) 및 이차 코일(84)을 포함한다. 상기 배터리 부분(72)는 제어 회로(또는 칩, 16), 퍼프 센서(17), 및 전원(1) 및 상기 퍼프 센서(17)와 제어 회로(16)를 통해 상기 전원(1)과 전기 통신하는 일차 코일(83)을 포함하는 전력(전달 또는 이송) 회로를 포함한다. 상기 히터 회로(81)는 상기 전력 공급 부품(72)의 전력 전달 회로와 협력한다. 상기 전원(1)은 상기 일차 코일(83)과 전기 통신하고, 이로써 상기 전기 저항 히터(82)는 상기 카토마이저(70)의 저장소(22)로부터 예비 증기제를 빨아드리는, 심지(28)로부터 상기 예비 증기제를 가열하고 기화시키도록 구성된다.

상기 카토마이저(70)는 일회용일 수 있고, 상기 카토마이저(70)는 연결부(커넥터, 205)에서 상기 전력 공급 부품(72)에 연결 가능할 수 있다. 예를 들면, 상기 연결부(205)는 나사 연결부 또는 끼워 맞춤(snug-fit), 멈춤쇠(detent), 클램프(clamp), 잠금쇠(clasp), 및/또는 지기 연결과 같은 다른 편리한 것일 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저(70) 및 상기 전력 공급 부품(72)은 일회용인 일체형 전자 흡연 장치(60)일 수 있다.

상기 연결부(205)의 닫힘시, 상기 일차 코일(83)은, 상기 전원(1)에 의해 전력이 공급될 때, 상기 이차 코일(84)에 충분한 전압을 유도하는 진동 유도 전자기장(oscillating inductive, electromagnetic field)을 생성하도록 구성되고, 이로 인해 상기 히터 회로(81)를 구동하고, 상기 전기 저항 히터(82)를 가열시킨다. 이에 따라, 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)은 상기 일차 코일(83)을 통한 전류의 변화가 전자기 유도를 통해 이차 코일(84)에 전압을 유도하도록 자기적으로 결합한다. 상기 결합은 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)을 서로 근접하게 및/또는 공통 축 상에 배치함으로써 증가될 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)은 상기 전기 저항 히터(82)를 저항적으로 가열하는데 필요한 전력의 양을 감소시키기 위해 이들 사이에 이송되는 전력의 효율이 증가되는 방법으로 서로에 대하여 물리적으로 배향된다. 더하여, 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)의 각각은 상기 전기 저항 히터(82)를 저항적으로 가열하는데 필요한 전력의 양을 감소시키기 위해 이들 사이에 이송되는 전력의 효율이 증가되도록 이들의 대응하는 코일의 요구되는(또는 이와 달리 미리 정해진) 감김 수를 포함한다.

대체 가능한 카토마이저(70)를 도시하는 도 2A와 함께, 도 1을 참조하면, 상기 카토마이저(70)는 종으로 연장하는 외부 하우징(6, 실린더형 외부 튜브와 같은) 및 하나 이상의 공기 유입구들(44)을 포함한다. 상기 외부 하우징(6) 내에 배치되는 내부 튜브(62)는, 상기 하나 이상의 공기 유입구들(44) 및 하나 이상의 증기 배출구들(24)과 연통하는, 직선형의 중앙 공기 통로(20)를 정의한다. 상기 하나 이상의 증기 배출구들(24)은 입-단부(mouth-end) 삽입체 또는 마우스피스(mouthpiece, 8) 내에 있을 수 있다. 상기 입-단부(mouth-end) 삽입체(8)는 다중-포트(multi-port) 입-단부 삽입체일 수 있다. 상기 중앙 공기 통로(20)와 연통하는 두 개의 공기 유입구들(44)이 있다. 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 세 개, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상의 공기 유입구들(44)이 있을 수 있다. 두 개 이상의 공기 유입구들이 있는 경우, 상기 공기 유입구들(44)은 상기 전자 흡연 장치(60)의 길이를 따라 그리고/또는 둘레 주위를 따라 다른 위치들에 배치된다. 더하여, 공기 유입구들(44)의 크기 및 개수를 변경하는 것은 상기 전자 흡연 장치(60)의 흡입에 요구되는 저항을 설정하는 것을 또한 도울 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 카토마이저(70)는 두 개 이상의, 축에서 벗어난(off-axis), 분기하는(diverging) 증기 배출구들(24), 또는 네 개의 이러한 배출구들(24)을 갖는 입-단부 삽입체(8)를 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 입-단부 삽입체(8)는 단일 배출구(24)를 가질 수 있다. 상기 입-단부 삽입체(8)는 내부 튜브(62)의 내부에 의해 정의되는 상기 중앙 공기 통로(20)와 유체(fluid) 연통한다.

상기 중앙 경로(central channel, 20)의 입구 부분(230)에 인접하게 상기 히터(82)를 위치시키는 것은, 상기 히터(82)의 상기 위치로부터 상기 다중-포트 입-단부 삽입체(8)의 내부로 일반적으로 직선형의 유로(flow path)를 제공함으로써 더 가득한 증기 형성을 촉진한다. 이러한 배열은 흐름의 방향의 급격한 변화를 피하거나 줄이고, 그 외 증기 성장 및 생산을 저해하는 충돌 및 다른 영향들로 인한 관련 손실들을 피하거나 줄인다. 또한, 상기 중앙 공기 통로(20)는 상기 내부 튜브(62)에 의해 형성된 상기 저장소(22)의 상기 벽들과 상기 증기 사이의 접촉 및 열 전달을 최소화 또는 줄인다.

각 공기 유입구(44)는 비스듬한 입구 및 각진 통로를 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전자 흡연 장치(60)는 한 쌍의 공기 유입구들(44)을 포함한다. 상기 공기 유입구들(44)의 각각은 상기 전자 흡연 장치(60)의 상기 입-단부 삽입체(8)를 향하여 상기 물품(60)의 종축에 대하여 약 35도 내지 약 55도의 범위 내 각도로, 또는 약 40도 내지 약 50도 범위 내 각도로 기울어진다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 공기 유입구들(44)의 각각은 상기 입-단부 삽입체(8)를 향하여 약 45도의 각도로 기울어진다. 이러한 배열은 상기 전자 흡연 장치(60)의 흡입 동안 "휘파람"소음을 최소화시키고(약화시키고) 그리고/또는 감소시킨다.

저장소(22)는 상기 외부 하우징(6)과 상기 내부 튜브(62) 사이의 환형 공간 내에 설정 또는 제공되고, 상기 환형 공간은 상류 밀봉부(15)에 의해 상류 단부에서 그리고 하류 밀봉부(또는 정지부, 10)에 의해 하류 위치에서 밀봉된다. 상기 저장소(22)는 예비 증기제, 및 선택적으로, 상기 저장소(22) 내에서 상기 예비 증기제를 분산시키도록 구성되는 저장 매체(21, 즉, 섬유질 매체)를 수용한다.

예비 증기제는 증기로 변형될 수 있는 물질 또는 물질들의 조합이다. 예를 들면, 상기 예비 증기제는 물, 비즈(beeds), 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향료, 및/또는 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제를 포함하되, 이에 한정되지 않는, 액체, 고체, 및/또 겔 제제일 수 있다.

또한, 상기 예비 증기제는 흡연 동안 증기를 형성하는데 적합한 끓는 점을 갖는다. 상기 끓는 점이 너무 높으면, 상기 히터(82)는 상기 심지(28) 내에서 예비 증기제를 기화시킬 수 없을 것이다. 그러나, 상기 끓는 점이 너무 낮으면, 상기 예비 증기제는 상기 히터(82)가 활성화되지 않는 상태에서 너무 이르게 기화될 수 있다.

상기 저장 매체(21)는 상기 내부 튜브(62) 주위의 포장 거즈일 수 있다. 상기 저장 매체(21)는 동일한 또는 다른 물질의 내부 포장 거즈를 둘러싸는 외부 포장 거즈를 포함한다. 일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 저장소(22)의 상기 저장 매체(21)는 느슨한 입자들, 느슨한 섬유들, 또는 직물 또는 부직포 섬유들의 형태인 알루미나 세라믹으로 구성되고, 또는 이와 달리 상기 저장 매체(21)는 면 또는 거즈 물질과 같은 셀룰로오스 재료, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)과 같은 직물 형태의 고분자 재료로 구성되고, 또는 이와 달리 상기 고분자 재료는 느슨한 섬유들의 다발의 형태일 수 있다.

상기 저장 매체(21)는 섬유질 재료, 예를 들면, 면, 폴리에틸렌, 폴리 에스테르, 레이온 등 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 섬유들은 약 6 미크론(microns) 내지 약 15 미크론(예를 들어, 약 8 미크론 내지 약 12 미크론 또는 약 9 미크론 내지 약 11 미크론)의 크기 범위의 직경을 가질 수 있다. 상기 저장 매체(21)는 소결된, 다공성의, 또는 발포된 물질일 수 있다. 또한, 상기 섬유들은 흡입 불가능한 크기일 수 있고, y-형상, 십자형상, 클로버 형상, 또는 다른 적절한 형상을 갖는 단면을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 저장소(22)는 저장 매체(21) 없이 예비 증기제로 채워진 탱크(tank)를 포함할 수 있다.

상기 전기 저항 히터(82) 및 상기 이차 코일(84)을 포함하는, 상기 히터 회로(81)는 상기 카토마이저(70)의 상기 중앙 공기 통로(20)의 상류 부분에 인접하게 배치된다. 상기 필라멘트형 심지(28)는 상기 저장소(22) 내 상기 예비 증기제와 접한다. 상기 심지(28)는 상기 저장소(22)로부터 상기 전기 저항 히터(82)에 근접하게 예비 증기제를 빨아드리도록 구성된다. 상기 히터 회로(81)가 상기 일차 코일(83)에 의해 생성된 진동 전자기장에 의해 구동될 때, 상기 전기 저항 히터(82)는 상기 예비 증기제를 기화시키고 증기를 생산하는데 충분한 온도로 상기 예비 증기제를 가열한다. 따라서, 상기 심지(28) 및 상기 전기 저항 히터(82)는 기화기로 지칭될 수 있다. 상기 전기 저항 히터(82)는 상기 중앙 공기 통로(20)의 상류 입구 부분(230)의 적어도 일부에 근접하고 중첩하게 상기 카토마이저(70) 내에 위치한다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 도 1 및 도 2A에 도시된 바와 같이, 상기 히터(82)는 상기 심지(28)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 전선 코일(wire coil)을 포함한다. 상기 전선 코일은 상기 코일의 감김들(turns) 사이에 간격을 가지고 또는 간격 없이 상기 심지(28)의 둘레 주위를 따라 완전히 또는 부분적으로 연장될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터 코일은 상기 심지(28)와 접하지 않는다. 이와 달리, 상기 히터(82)는 상기 심지(28)의 필라멘트들을 통해 연장되는 도전성 막대일 수 있고, 또는 이에 근접한 위치로 전달되는 예비 증기제를 가열하기 위한 임의의 적절한 수단일 수 있다. 상기 히터(82)는 상기 이차 코일(84)이 상기 전자 흡연 장치(60)의 동작 동안 과열되지 않도록 상기 이차 코일(84)보다 더 큰 전기 저항을 갖는다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 아래에서 보다 상세하게 설명될, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기 저항 히터(82)는 전기 전도성 그리고 전기 저항성 물질의 얇은 디스크(thin disc) 또는 호일(foil) 형태일 수 있다.

이제 도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 전기 저항 히터(82), 상기 일차 코일(83), 및 상기 이차 코일(84)의 물질들은 금속성 그리고 선택적으로 자성이다. 상기 전기 저항 히터(82)를 형성하는데 이용될 수 있는 적합한 전기 저항성/전도성(즉, 전기 저항성 및 전도성) 물질들의 예시들은 금속, 합금, 및 초합금(superalloys)을 포함한다. 예를 들면, 니켈, 코발트, 크롬, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 니오븀, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 백금, 오스뮴, 이리듐, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 구리, 및 이들의 합금과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는, 금속은 상기 히터(82)를 형성하는데 이용될 수 있다. 상기 히터(82)는 예를 들면, 스테인리스 스틸, 구리 합금, 니켈-크롬 합금, 코발트 합금, 초합금, 등 및 이들의 조합 중 적어도 하나의 물질을 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 예를 들면, 상기 히터(82)는 니켈 알루미나이드(nickel aluminides), 표면 상에 알루미나 층(a layer of alumina)을 갖는 물질, 철 알루미나이드(iron aluminides), 산화철, 및 다른 복합 물질들로 형성될 수 있다. 상기 전기 저항성/도전성 물질은, 에너지 이동의 동역학 및 요구되는 외부 물리 화학적 특성에 따라, 선택적으로 절연 물질 내에 매립되거나 봉지되거나, 또는 절연 물질로 코팅되거나 또는 그 반대일 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 히터(82)는 니켈-크롬 합금 또는 철-크롬 합금으로 형성된다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터(82)는 그 외부 표면 상에 전기 저항성/도전성 층을 갖는 세라믹 조성물 히터일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 전기 저항성/도전성 층은 상기 세라믹 히터 내에 매립될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 상기 히터(82)는, 그 전체 내용이 여기에 참조로 포함되는, US Patent No. 5,595,706 to Sikka et al. 에 개시된 철 알루미나이드(iron aluminides, 예를 들면, FeAl 또는 Fe3Al), 또는 니켈 알루미나이드(nickel aluminides, 예를 들면, Ni₃Al)로 구성될 수 있다.

금속 디스크 또는 호일 형태인 경우, 상기 히터(82)는 약 3 미리미터(mm) 내지 약 8 미리미터(mm) 너비 및 대략 가정용 알류미늄 호일의 두께일 수 있다.

상기 심지(28)는 유연한, 필라멘트형 물질로 구성될 수 있다. 이와 달리, 상기 심지(28)는 다공성 몸체, 또는 예비 증기제를 히터에 인접한 위치로 전달하기 위한 임의의 적절한 수단일 수 있다. 상기 심지(28)는 상기 저장소(22)로부터 예비 증기제를 빨아드리기 위해 상기 필라멘트들 사이의 간극 공간들을 통해 충분한 모세관 작용을 갖는 복수의 필라멘트들을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 심지(28)는 유리, 세라막, 또는 금속 필라멘트들과 같은 다발, 또는 분리된 다발들 또는 가닥들로 함께 묶인 필라멘트들의 권선을 포함하되, 상기 심지(28)는 묶인 섬유 유리 필라멘트들의 세 개 이상의 다발들 또는 가닥들과 같은, 이러한 복수의 다발들을 포함한다.

상기 심지(28)는 일반적으로 십자 형상, 클로버 형상, Y-형상, 또는 다른 적절한 형상인 단면을 갖는 필라멘트들을 포함할 수 있다.

상기 심지(28)는 임의의 적절한 물질 또는 물질의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 물질의 예시들은 유리 필라멘트들, 섬유 유리 필라멘트들, 및 세라믹, 금속, 또는 그래파이트(graphite) 기반 물질들이다. 더하여, 상기 심지(28)는 밀도, 점도, 표면 장력, 및 증기압과 같은 다른 물리적 특성들을 갖는 예비 증기제를 수용하기 위해 임의의 적합한 모세관 작용을 가질 수 있다. 상기 심지(28)의 상기 모세관 특성 및 상기 예비 증기제의 상기 특성들은 상기 히터(82) 및/또는 상기 심지(28)의 과열을 피하기 위해 상기 심지(28)가 상기 히터(82)에 인접하는 영역에서 항상 젖어있도록 선택될 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 심지 배열은 상기 예비 증기제의 성능 저하의 위험이 현저하게 감소되도록 상기 저장소(22) 내 상기 예비 증기제를 산소로부터 보호하는데 도움이 된다(산소는 일반적으로 상기 심지를 통해 상기 저장 부분으로 유입되지 않을 수 있기 때문에). 더욱이, 불투명한 외부 하우징(6)을 사용함으로써, 상기 저장소(22)는 상기 예비 증기제의 성능 저하의 위험이 현저하게 감소되도록 빛으로부터 보호된다. 이에 따라, 높은 수준의 품질 수명 및 위생이 유지될 수 있다.

재사용 할 수 있는, 배터리 부분 또는 전력 공급 부품(72)을 도시하는 도 2B와 함께, 도 1을 참조하면, 상기 배터리 부분(72)은 종 방향으로 연장되는 외부 하우징(6', 제2 외부 하우징)을 포함하고, 제어 회로(16)를 통해 일차 코일(83)과 전기 통신하는 전원 또는 배터리(1)를 포함한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 전력 공급 부품(72)은 외부 요소들로부터 상기 카토마이저(70)의 전자 내용물을 보호하기 위해 상기 연결부(205)에 인접하는 밀봉 단부(233)을 포함할 수 있다. 상기 밀봉 단부(233)는 상기 전력 공급 부품(72) 및 상기 카토마이저(70)가 함께 조립될 때(도 1 및 도 3 참조) 상기 일차 코일(83)이 상기 이차 코일(84) 내에 끼워지도록 상기 카토마이저(70)의 개구부에 삽입된다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 이차 코일(84)은 상기 일차 코일(83) 내에 끼워지도록 구성될 수 있다.

도 1, 도 2B, 및 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 전원(1)은 상기 전자 흡연 장치(60) 내에 배열된 배터리를 포함할 수 있다. 배터리 양극 커넥터(connector)는 상기 배터리의 상기 양극을 상기 일차 코일(83)의 한 극(pole)에 연결할 수 있다. 배터리 음극 커넥터(connector)는 상기 배터리의 상기 음극을 상기 일차 코일(83)의 다른 극에 연결할 수 있고, 이로 인해 유도 필드(inductive field)가 상기 이차 코일(84)에 전압을 유도하기 위해 생성될 수 있다. 상기 일차 코일(83)은 유도 필드를 생성하고, 상기 일차 코일(83)의 상기 유도 필드 내에 배치되는, 상기 이차 코일(84)에 전압을 유도하고, 이로 인해 상기 이차 코일(84)과 함께 상기 히터 회로(81)를 형성하는, 상기 히터(82)에 전력을 공급한다.

상기 배터리 또는 전원(1)은 리튬-이온 배터리 또는 그 변형예들 중 하나, 일 예로, 리튬-이온 고분자 배터리일 수 있다. 이와 달리, 상기 배터리는 니켈-금속 수소 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리, 또는 연료 전지일 수 있다. 이 경우, 상기 전자 흡연 장치(60)는 상기 전원(1) 내 상기 에너지가 고갈될 때까지 성인 흡연자에 의해 흡연 가능할 수 있다. 이와 달리, 상기 전원(1)은 재충전 가능할 수 있고, 상기 배터리가 외부 충전 장치에 의해 충전 가능하게 하는 회로를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 회로는, 충전되었을 때, 미리 정해진 수의 퍼프(puffs)를 위한 전력을 제공하고, 그 후 상기 회로는 외부 충전 장치에 재-연결되어야 한다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로(16)는 상기 일차 코일(83)에 제공된 상기 전력을 진동시키도록 구성되는 진동기(oscillator, 18)를 포함하고, 이로써 상기 일차 코일(83)은 요구되는 방향 및 시간 주기(time period)로 진동 유도 필드를 생성하고, 상기 일차 코일(83)은 상기 히터(82)가 요구되는(또는 이와 달리 소정의) 온도로 그리고 요구되는(또는 이와 달리 소정의) 시간 주기 동안 가열되도록 하기 위해 상기 카토마이저(70)의 상기 히터 회로(81)의 상기 이차 코일(84)에 전압을 유도한다.

상기 제어 회로(16)는 또한 상기 일차 코일(83)에 걸리는 상기 전압이 제어되도록 하는 전압 조정기(19)를 포함할 수 있다. 상기 일차 코일(83)은 약 100 kHz 내지 약 1 MHz의 주파수로 상기 진동기(18)를 통하여 상기 전원(1)에 의해 전력이 공급된다. 상기 주파수는 상기 일차 코일(83)의 파라미터들, 상기 이차 코일(84)의 파라미터들, 상기 히터(82)의 파라미터들, 및 상기 일차 코일(83)과 상기 이차 코일(84) 사이의 관계에 기초하여 선택된다. 일차 코일(83) 및 이차 코일(84)의 경우, 이들의 파라미터들은 재료의 종류, 감김 사이의 간격, 감김 수, 상기 코일의 직경, 및 상기 코일이 이어지는 길이를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 주파수는 또한 (도 3을 참조하면)상기 일차 코일(83)이 감겨질 수 있는 페라이트 코어(ferrite core, 37)의 특성들 또는 (도 4A 및 B를 참조하면)상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)이 개별적으로 감겨질 수 있는 대응하는 페라이트 코어들(37)의 특성들에 의존할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 상기 배터리 부분(72)의 말단 부분(distal end portion)에 위치하는 퍼프 센서(압력 센서, 17)에 대응하여 통신한다. 상기 퍼프 센서(17)는 상기 입-단부 삽입체(8)를 통해 상기 전자 흡연 장치(60)로부터 흡입되는 공기에 대응하는 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 퍼프 센서(17)로부터의 상기 신호에 대응하여, 상기 제어 회로(16)는 상기 히터 회로(81)의 상기 이차 코일(84)에 전압을 유도하는 상기 일차 코일(83)에 진동 전력 사이클을 전달하고, 이로 인해 상기 히터(82)가 가열된다. 카토마이저(70)의 상기 입-단부 삽입체(8) 상의 흡입(또는 퍼프(puff))의 압력 강하는 상기 연결부(205)에 각각 인접하는, 구성들 70 및 72(도 3 내지 도 5 참조) 내의 개구부들(44b 및 44c), 및 상기 하우징(6')의 인접하는 부분들과 상기 배터리(1) 사이에 제공되는 공간들을 통해 상기 퍼프 센서(17)로 전달된다.

파티션(partition, 61)이, 상기 배터리 부분(72)의 상기 말단에 위치하는, 압력 완화 유입구(pressure relief inlet, 44a)를 고립시키기 위해 상기 퍼프 센서(17) 또는 상기 퍼프 센서(17)의 상류에 제공된다. 상기 압력 완화 유입구(44a)는 상기 압력 완화 유입구(44a)가 위치하는 상기 퍼프 센서(17)의 일 측에서 압력을 완화시키는데 도움이 된다. 압력이 완화되지 않으면, 상기 압력은 상기 퍼프 센서(17)의 용이한 작동을 방해할 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 퍼프 센서(17) 및 제어 회로(16)는 단일 칩일 수 있다. 상기 칩은 저항들 및 타이밍(timing) 회로를 갖는 집적 회로일 수 있다. 상기 칩은 또한 스위칭(즉, 상기 퍼프 센서 신호에 기초하여 상기 전원(1)으로부터 상기 일차 코일에 전력을 공급하고, 전력이 낮을 때 상기 LED가 깜박거리도록, 등)을 일으키도록 기능하는 입력들 및 출력들을 포함할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 상기 히터(82)의 온도의 개선된 또는 최적의 램프-업(ramp-up) 및 요구되는(또는, 이와 달리 소정의) 시간 동안 동작 온도의 유지를 달성하는 요소들을 갖는 전력 사이클을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전력 사이클은 T1 및 T2의 대응하는 시간 주기를 각각 갖는 두 개(또는 그 이상)의 위상들로 나뉘어질 수 있다. 상기 제1 위상(T1)에서, 상기 히터(82)가 빠르게 가열되도록 하기 위해 더 높은 주파수 및 진동 크기 (magnitude of oscillation)가 채용될 수 있다. 상기 제2 위상(T2)에서, 상기 제어 회로(16)는 상기 제2 위상(T2) 동안 꾸준한 가열 효과를 달성하기 위해 더 적정한 주파수 및/또는 더 적정한 진동 크기를 갖는 전력 사이클을 제공할 수 있다. 시험, 분석, 및/또는 모델링을 통해, 요구되는 전력 사이클이 경험적으로 설정될 수 있다. 상기 전력 사이클은 진폭만 또는 주파수만 변형된 복수의 위상들을 포함할 수 있고, 상기 일차 코일(83)에 보내지는 전력 및/또는 진동이 없는 위상들을 포함할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 교류 유도 필드가 생성되도록 상기 일차 코일(83)을 제어할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로(16)는 상기 생성된 유도 필드가 상기 이차 코일(84)에 전압을 간헐적으로 유도하도록 상기 일차 코일(83)을 온 및 오프 상태 사이에서 펄스화할 수 있고, 이로 인해 상기 히터(82)에 간헐적으로 전력을 공급할 수 있다. 상기 펄스화는 상기 히터(82)의 상기 온도 및 증기 생산을 제어할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 또한 흡연 동안 상기 배터리(1)의 상기 전압 레벨이 감소되더라도 일정한 성능이 유지되도록 배터리 전압의 판독에 대응하여 주파수, 크기, 및/또는 시간 주기를 조절하도록 설정된다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로(16)는 마이크로 프로세서(microprocessor) 및 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체를 포함한다. 상기 마이크로 프로세서는 상기 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체에 결합될 수 있다. 상기 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체는 적어도 하나의 룩업 테이블(look up table) 및 상기 마이크로 프로세서에 의한 참조를 위한 다른 정보를 저장할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 경험적으로 설정될 수 있는 가능한 주파수들, 크기들, 및/또는 시간 주기들에 매핑된 배터리 전압 판독값들 포함할 수 있다. 상기 제어 회로(16)는 배터리 전압을 감지할 수 있고, 배터리 전압에 기초하여 요구되는 주파수, 크기, 및/또는 시간 주기를 포함하는 제어 파라미터들을 얻기 위해 상기 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체 내에 저장된 상기 룩업 테이블에 접속할 수 있다.

예를 들면, 상기 제어 회로(16)는 배터리 전압을 감지할 수 있고, 상기 배터리 전압에 기초하여, 상기 제1 시간 위상(T1) 및 상기 제2 시간 위상(T2)을 위한 요구되는 주파수 및 크기를 결정 및/또는 설정할 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 퍼프 센서(17)는 상기 입-단부 삽입체(8) 상의 퍼프 또는 흡입의 크기에 대응하는 신호들의 범위와 같은, 하나 이상의 신호를 생성하도록 설정되고, 이로써 상기 제어 회로(16)는 상기 제어 회로(16)가 상기 퍼프 센서(17)로부터 수신하는 상기 신호에 대응하여 상기 즉각적인 전력 사이클의 상기 주파수, 크기, 및/또는 시간 주기를 조절하도록 상기 신호들을 구별할 수 있다. 예를 들어, 많은 흡입은 상기 퍼프 센서(17)로부터 제1 신호를 발생시킬 수 있고, 그 다음으로 상기 제어 회로가 대응하여 상기 즉각적인 전력 사이클의 시간을 연장시키거나 더 많은 증기 생산을 제공하기 위해 상기 전력 사이클 내 일부 다른 조절을 하도록 한다.

활성화되었을 때, 상기 히터(82)는 상기 히터에 의해 둘러싸인 상기 심지(28)의 일부를 약 10초 미만 동안 가열한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 히터(82)는 상기 심지(28)의 일부를 약 7초 미만 동안 가열한다. 이에 따라, 상기 전력 사이클(또는 최대 퍼프 길이)는 약 2초 내지 약 10초(예를 들면, 약 3초 내지 약 9초, 약 4초 내지 약 8초, 또는 약 5초 내지 약 7초) 주기 내 범위일 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 제어 회로(16)는 퍼프를 개시하도록 성인 흡연자를 위해 수동으로 설정된 스위치를 포함할 수 있다. 상기 일차 코일(83)에의 전류 공급의 상기 시간-주기 및 특성들은 기화되기 원하는 예비 증기제의 양에 의존하여 미리-설정될 수 있다. 상기 제어 회로(16)는 이러한 목적을 위해 미리-프로그램 되거나 프로그램 가능할 수 있다. 이와 달리, 상기 회로(16)는 상기 퍼프 센서(17)가 압력 강하를 검출하는 한 상기 일차 코일(83)에 전력을 제공할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 또한 상기 히터(82)가 활성화되었을 때 빛나도록 설정된 발광 다이오드(LED, 48)를 포함할 수 있다. 상기 LED(48)는 상기 LED(48)가 퍼프 동안 불타는 숯(coal)의 외관을 모방하도록 상기 전자 흡연 장치(60)의 상류(말단) 단부에 있다. 상기 LED(48)는 상기 성인 흡연자에게 보이도록 배열될 수 있다. 또한, 상기 LED(48)는 상기 전자 흡연 장치(60)의 시스템 진단을 위해 이용될 수 있다. 상기 LED(48)는 또한 상기 성인 사용자가 프라이버시를 위해 상기 LED(48)를 활성화 및/또는 비활성화할 수 있도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 성인 흡연자는 원하면 흡연 동안 상기 LED(48)가 활성화되지 않도록, 상기 LED(48)를 비활성화하도록 선택할 수 있다.

상기 제어 회로(16)는 또한 상기 전력 공급 부품(72)이 유도 필드 내에 배치될 때 상기 배터리(1)를 재충전하기 위한 정류 회로(88) 및 저장 회로(89)를 포함할 수 있다. 상기 정류 회로(88)는 상기 일차 코일(83)이 유도 필드 내에 있을 때 상기 저장 회로(89)가 상기 배터리(1)를 충전할 수 있도록 상기 일차 코일(83)에 유도된 전압을 정류하도록 설정된다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 전력 공급 부품(72)의 상기 배터리(1)는 상기 전력 공급 부품(72)을 유도 필드 내에 위치시킴으로써 단독으로 재충전되거나, 또는 이와 달리, 상기 전력 공급 부품(72)은 상기 카토마이저(70)와 조립될 수 있고 상기 전체 전자 흡연 장치(60)가 유도 필드 내에 위치될 때 상기 제어 회로가 재충전 모드에 진입할 수 있다.

분리된 카토마이저(70) 및 전력 공급 부품(72)을 갖는 것은 상기 예비 증기제와 접촉하는, 상기 히터 회로(81)의 상기 히터, 심지(28), 및 저장소(22)가 상기 카토마이저(70)가 고갈되었을 때 폐기되도록 하고, 상기 전력 공급 부품(72)이 재사용되도록 한다. 이에 따라, 예를 들면, 다른 예비 증기제들을 사용할 때, 다른 입-단부 삽입체들(8) 사이의 교차-오염이 없을 것이다. 또한, 상기 카토마이저(70)가 적절한 간격으로 교체된다면, 상기 히터(82) 및/또는 심지(28)가 예비 증기제로 막힐 가능성이 거의 없다. 더하여, 상기 전력 공급 부품(72)의 상기 전원(1)을 상기 카토마이저(70) 내 상기 히터(82)에 물리적으로 연결하는 배선들이 없는 배치를 제공함에 의해, 상기 전자 흡연 장치(60)의 제조 비용을 감소시키는 단순한 조립이 형성될 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 상기 전자 흡연 장치(60)는 담배와 대략 동일한 크기이다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 전자 흡연 장치(60)는 약 80mm 내지 약 110mm 길이 또는 약 80mm 내지 약 100mm 길이, 및 약 10mm 또는 그 미만의 직경일 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 전자 흡연 장치는 약 84mm 길이이고 약 7.8mm의 직경을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 전자 흡연 장치는 약 10mm의 외부 직경 및 약 9.5mm의 내부 직경을 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 전자 흡연 장치(60)는 시가(cigar) 또는 파이프(pipe)에 근사한 크기 및 형태일 수 있다.

상기 외부 하우징(6) 및/또는 상기 내부 튜브(62)는 임의의 적절한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 물질들의 예시들은 금속, 합금, 플라스틱 또는 하나 이상의 이러한 물질들을 함유하는 복합 재료, 또는 식품 또는 약학적 적용에 적합한 열가소성 플라스틱, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 세라믹, 및 폴리에틸렌을 포함한다. 상기 물질은 가볍고 잘 부러지지 않을 수 있다.

상기 전자 흡연 장치의 일부 예시적인 실시예들은 실린더형으로 설명된다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 전자 흡연 장치는 직각의, 삼각형의, 타원의, 직사각형의, 또는 다른 단면들을 포함하는 다른 적절한 형태들을 가질 수 있다.

상기 전자 흡연 장치가 여기서 설명되고 전자 담배, 시가, 파이프, 물담뱃대 등을 포함하는 임의의 형태, 크기, 및 형상일 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 심지(28)는, 상기 상류 밀봉부(15) 및 상기 중앙 공기 통로(20)의 상기 상류 (입구) 부분(230)을 가로질러 연장되는(인접하는), 횡의 중간 부분(228)을 포함하고, 상기 저장소(22) 내의 예비 증기제와 접촉하도록 상기 상류 밀봉부(15)를 통해 상기 저장소(22)의 범위 내로 종 방향으로 연장하는, 제1 단부(29) 및 또한 제2 단부(31)를 포함한다. 노치(notches)가 상기 심지(28)의 상기 단부들(29, 31)의 배치를 수용하기 위해 상기 상류 밀봉부의 둘레에 따른 위치들에 제공된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 심지(28)는 상기 저장소와 연통하는 단 하나의 단부(29)를 포함할 수 있다. 상기 심지(28)의 상기 부분들의 배치 및 라우팅(routing)은, 예비 증기제가 상기 저장소(22)로부터 상기 히터(82)와 근접한 관계로 빨아드려지는 한, 어디에 위치하던지 특별히 설명된 것과 다른 것일 수 있다.

일부 예시적인 실시예들에서, 도 3 내지 도 4B에 보여지는 바와 같이, 상기 일차 코일(83)은 페라이트 물질(37)을 포함하는 실리더형 코어(core)를 더 포함할 수 있다. 상기 일차 코일(83)은 상기 코어(37)를 감싸고 상기 코어(37)는 상기 제1 및/또는 제2 외부 하우징(6, 6')의 상기 횡 방향을 따라 그리고/또는 상기 제1 및/또는 제2 외부 하우징(6, 6')의 상기 횡 방향에 수직한 종 방향을 따라 연장된다.

일부 예시적인 실시예들에서, 지지대(207)가 상기 심지(28) 및/또는 상기 연결부(205)에 대하여 고정된 위치에서 상기 카토마이저(70) 내의 상기 히터(82)를 지지한다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 예를 들면 도 3 내지 도 4B에 도시된 바와 같이, 상기 일차 코일(83) 및 대응하는 선택적인 페라이트 코어(37)의 대칭 축, 및 상기 이차 코일(84) 및 대응하는 선택적인 페라이트 코어(37)의 대칭 축은 상기 외부 하우징(6')의 상기 종 방향을 따라 연장된다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 부분(70) 및 상기 제2 부분(72)이 연결될 때, 상기 일차 코일(83)이 상기 이차 코일(84)에 의해 실질적으로 둘러싸이도록, 상기 일차 코일(83)은 상기 이차 코일(84) 내에 끼워진다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 일차 코일(83)은 상기 이차 코일(84)을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.

상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)의 각각이 대응하는 페라이트 코어(37)를 감싸는 경우, 도 4A 및 도 4B에 보여지는 바와 같이, 상기 카토마이저(70)가 상기 전력 공급 부품(72)과 조립될 때 상기 페라이트 코어들(37) 및 상기 대응하는 일차 및 이차 코일들(83, 84)의 인접하는 단부들은 서로 마주하도록, 정렬되도록, 및/또는 인접하도록 배열된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 상기 일차 코일(83)은 상기 카토마이저(70)가 상기 전력 공급 부품(72)에 연결될 때 상기 이차 코일(84)의 근접 단부로부터 축 방향으로 분리될 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 상기 전력 공급 부품(72)의 상기 페라이트 코어(37)는 상기 전력 공급 부품(72) 및 상기 카토마이저(70)의 상기 페라이트 코어들(37)의 마주하는 단부들이 노출되고 상기 연결부(연결, 205)의 닫힘 상태에서 상호 접촉하도록 상기 밀봉 단부(233)와 동일 평면일 수 있다.

다른 예시적인 실시예들에서, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84)의 대칭 축은 상기 전자 흡연 장치(60)의 상기 종축에 가로질러 배향될 수 있다. 추가적인 예시적인 실시예들에서, 상기 일차 코일(83) 및 상기 이차 코일(84) 모두는 서로 마주하도록, 정렬되도록, 및/또는 인접하도록 배열되는, 평면 코일들일 수 있다.

충분한 전압이 상기 이차 코일(84)에 유도될 때, 상기 히터(82)는 상기 심지(28)에 의해 이를 향해 빨아드려진 예비 증기제를 상기 예비 증기제를 기화하고 상기 중앙 공기 통로(20) 내에 증기를 형성하기에 충분한 온도로 가열하도록 구성된다. 상기 히터(82)는 상기 심지(28)와 열적으로 연통하고 열 전도에 의해 상기 심지(28) 내 예비 증기제를 가열한다. 이와 달리, 상기 히터(82)로부터의 열은 흡연 동안 상기 전자 흡연 장치(60)를 통해 흡입된 유입하는 주변 공기의 흐름에 전달될 수 있고, 그 다음으로 대류에 의해 상기 예비 증기제를 가열한다.

본 명세서에서 "약"이라는 단어가 수치값과 연관되어 사용될 때, 관련 수치값은 기재된 수치값에 대하여 ±10%의 오차범위를 갖는 것으로 의도된다. 더하여, 본 명세서에서 퍼센티지가 언급될 때, 이러한 퍼센티지는 질량, 즉 질량 퍼센티지에 기초하는 것으로 의도된다.

더하여, "일반적으로" 그리고 "실질적으로"와 같은 단어들이 기하학적 형상들과 연관되어 사용될 때, 정밀한 기하학적 형상이 요구되는 것이 아닌, 개시된 상기 범위들 안에서 재량의 형상을 가지는 것으로 의도된다.

새롭고, 개선되고, 그리고 자명하지 않은 전자 흡연 장치가 통상의 기술자에 의해 이해되도록 충분히 특이성과 함께 본 명세서에서 설명되었음은 명백할 것이다. 더하여, 여기서 개시된 예시적인 실시예들의 사상 및 범위으로부터 실질적으로 벗어나지 않는, 상기 전자 흡연 장치의 구성들에 대한 수정들, 변형들, 대체들, 및 균등들이 존재함은 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 모든 이러한 수정들, 변형들, 대체들, 및 균등들이 첨부된 청구항들에 의해 포괄될 것임이 명확하게 의도된다.

Claims

종 방향으로 연장하는 외부 하우징;
공기 유입구;
증기 배출구;
상기 공기 유입구 및 상기 증기 배출구과 연통하는 공기 통로;
저장소;
히터 회로, 상기 히터 회로는 이차 코일과 전기 통신하는 전기 저항 히터를 포함하고, 상기 이차 코일은 상기 히터에 인가하기 위한 전압을 유도적으로 생성하도록 구성되는 것; 및
상기 공기 통로를 가로질러 연장되고, 상기 저장소와 연통하고, 상기 저장소로부터 상기 히터를 향하여 예비 증기제를 빨아드리도록 구성되는 심지를 포함하는 전자 흡연 장치의 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일은 일차 코일 내에 끼워지도록 구성되는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일은 일차 코일에 인접하도록 구성되는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일은 일차 코일로부터 축 방향으로 분리되도록 구성되는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일은 페라이트 코어를 감싸는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일은 평면 코일인 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 히터 및 상기 이차 코일 중 적어도 하나는 자성 물질로 제조되는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 히터는 상기 이차 코일보다 더 큰 전기 저항을 갖는 카토마이저.
청구항 1에 있어서,
상기 이차 코일의 대칭 축은 상기 카토마이저의 상기 종 방향에 가로질러 배향되는 카토마이저.
일차 코일과 전기 통신하는 전원(power source)을 포함하는 전력 공급 부품; 및
카토마이저를 포함하되, 상기 카토마이저는,
종 방향으로 연장되는 외부 하우징;
공기 유입구;
증기 배출구;
상기 공기 유입구 및 상기 증기 배출구과 연통하는 공기 통로;
저장소;
히터 회로, 상기 히터 회로는 이차 코일과 전기 통신하는 전기 저항 히터를 포함하고, 상기 일차 코일은 상기 히터에 인가하기 위해 상기 이차 코일에 전압을 유도하도록 구성되는 것; 및
상기 공기 통로를 가로질러 연장되고, 상기 저장소와 연통하고, 상기 저장소로부터 상기 히터를 향하여 예비 증기제를 빨아드리도록 구성되는 심지를 포함하는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 일차 코일은 상기 이차 코일의 근접 단부로부터 축 방향으로 분리되는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 일차 코일은 상기 이차 코일 내에 끼워지는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 카토마이저가 상기 전력 공급 부품에 연결될 때 상기 이차 코일은 상기 일차 코일 내에 끼워지는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 일차 코일은 상기 제2 외부 하우징의 상기 종 방향 및 상기 제2 외부 하우징의 상기 종 방향에 대한 횡 방향 중 하나로 연장되는 나선인 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 일차 코일은 평면 코일인 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 히터는 상기 이차 코일보다 더 큰 전기 저항을 갖는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 일차 코일은:
페라이트 물질을 포함하는 실린더형 코어를 더 포함하되, 상기 일차 코일은 상기 코어를 감싸고 상기 코어는 상기 제1 외부 하우징의 상기 종 방향 또는 상기 제1 외부 하우징의 상기 종 방향에 수직한 횡 방향으로 연장되는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 전력 공급 부품의 상기 전원(power supply)은 배터리이고 상기 전력 공급 부품은:
정류 회로 및 저장 회로를 포함하는 제어 회로를 더 포함하되, 상기 정류 회로는 상기 일차 코일이 유도 필드 내에 있을 때 상기 저장 회로가 상기 배터리를 충전할 수 있도록 상기 일차 코일에 유도되는 전압을 정류하도록 구성되는 전자 흡연 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 일차 코일에 공급되는 전력을 진동시키도록 구성되는 진동기를 더 포함하는 전자 흡연 장치.
청구항 19에 있어서,
상기 일차 코일은 약 100 kHz 내지 약 1 MHz 범위의 주파수에서 상기 진동기를 통해 상기 전원에 의해 전력이 공급되는 전자 흡연 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 일차 코일에 걸치는 전압을 제어하도록 구성되는 전압 조정기(voltage regulator)를 더 포함하는 전자 흡연 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 제어 회로는 배터리 전압의 판독에 대응하여 하나 이상의 주파수 및 크기(magnitude)를 조절하도록 구성되는 전자 흡연 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 히터 및 상기 이차 코일 중 적어도 하나는 자성 물질로 제조되는 전자 흡연 장치.
저장소로부터 공기 통로의 유입 부분에 인접하고 히터 및 이차 코일을 포함하는 히터 회로에 근접하는 위치로 예비 증기제의 일부를 위킹(wicking)하는 것, 상기 이차 코일은 전력 공급장치의 일차 코일에 근접하게 위치하는 것;
전자 흡연 장치 상의 흡입을 전달함으로써 퍼프(puff)를 나타내는 신호를 생성하는 것;
상기 이차 코일에 전압을 유도적으로 생성하기 위해 상기 생성된 신호에 대응하여 상기 일차 코일에 진동 전력 사이클을 인가함으로써 상기 예비 증기제의 상기 위킹된 일부의 적어도 일부를 기화시키는 것을 포함하는 상기 전자 흡연 장치로부터 증기를 생성하는 방법.