KR20180116368A - 증기 제공 장치 - Google Patents

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Abstract

증기 제공 장치는 증기 전구체 물질로부터 증기를 발생시키기 위한 기화기를 구비한 증기 발생 챔버; 및 증기 발생 챔버와, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 장치의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구(vapour outlet) 사이에서 공기 채널을 한정하고 있는 공기 채널 벽을 포함하며, 상기 공기 채널 벽의 내부 표면에는 사용 중에 상기 공기 채널 내의 공기의 흐름을 변경하기 위해 상기 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공된다. 예를 들어, 적어도 하나의 돌출부는 사용 중에 공기 채널에 흐르는 공기에 대해 공기 채널의 확장축에 대한 어느 정도의 회전을 부여하기 위해 공기 채널 내로 연장되는 나선형 벽의 하나 또는 그 초과의 부분들을 한정하도록 배치될 수 있다.

Description

증기 제공 장치
본 발명은 니코틴 전달 시스템들(예를 들어, 전자 시가레트들(electronic cigarettes) 등)과 같은 증기 제공 시스템들(vapour provision systems) 및 이 시스템들에 사용하기 위한 분리가능한 카트리지들(cartridges)/카토마이저들(cartomisers)에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 증기 제공 시스템들에서의 공기 흐름들(airflows)에 관한 것이다.
전자 시가레트들(e-시가레트들(e-cigarettes))과 같은 전자 증기 제공 시스템들은 일반적으로, 성분배합물(formulation)을 함유하는 소스 액상(source liquid)의 저장조(reservoir)와 같이 니코틴을 전형적으로 포함하는 증기 전구체 물질, 또는 담배 기반 제품(tobacco-based product)과 같은 고체 물질을 구비하며, 이들 물질로부터의 증기는, 예를 들어, 가열 기화를 통해 사용자의 흡입에 의해 발생된다. 따라서, 증기 제공 시스템은 전형적으로, 증기 발생 챔버에서 증기를 발생시키기 위해 전구체 물질의 일부를 기화시키도록 배열된 기화기(vaporiser), 예를 들어, 가열 요소를 구비한 증기 발생 챔버를 포함할 것이다. 사용자가 디바이스 상에서 흡입하고 기화기에 전력이 공급됨에 따라, 공기는 유입구들(inlet holes)을 통해 그 디바이스 및 증기 발생 챔버 내로 흡입되며(drawn) 증기 발생 챔버 내에서 공기는 기화된 전구체 물질과 혼합된다. 증기 발생 챔버와 마우스피스(mouthpiece)의 개구(opening) 사이를 연결하는 흐름 경로(flow path)가 존재하여, 증기 발생 챔버를 통해 흡입된 흡입 공기는 흐름 경로를 따라 계속 이동하여 마우스피스의 개구로 유입되며, 그와 함께 일부의 증기를 운반하며, 사용자에 의한 흡입을 위해 마우스피스 개구를 통해 배출된다.
예를 들어, 심부 폐 전달(deep lung delivery), 입안 감(mouth feel) 및 성능의 일관성과 같은 사용자 흡입을 위해 제공되는 증기의 성질과 관련하여 전자 증기 제공 시스템들이 더욱 정교해짐에 따라 그 전자 증기 제공 시스템들에 대한 사용자 경험은 지속적으로 향상되고 있다. 그럼에도 불구하고, 전자 증기 제공 시스템들의 그러한 측면에 대해 더 개선하기 위한 접근법들은 여전히 관심사로 남아 있다.
특정 실시예들의 제1 양태에 따르면, 증기 제공 장치가 제공되며, 이 증기 제공 장치는 증기 전구체 물질로부터 증기를 발생시키기 위한 기화기를 구비한 증기 발생 챔버; 및 증기 발생 챔버와, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 장치의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구(vapour outlet) 사이에서 공기 채널을 한정하는 공기 채널 벽을 포함하며, 상기 공기 채널 벽의 내부 표면에는 사용 중 상기 공기 채널 내의 공기의 흐름을 변경하기 위해 상기 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공된다.
또 다른 양태에 따르면, 증기 제공 수단이 제공되며, 이 증기 제공 수단은 증기 전구체 물질 수단으로부터 증기를 발생시키기 위한 증기 발생 수단을 구비한 증기 발생 챔버 수단; 및 상기 증기 발생 챔버 수단과, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 수단의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구 수단 사이를 유체 연통(fluidly connecting)하는 공기 채널 수단을 한정하는 공기 채널 벽 수단을 포함하며, 상기 공기 채널 벽 수단의 내부 표면에는 사용 중에 상기 공기 채널 수단 내의 공기의 흐름을 변경하기 위해 상기 공기 채널 수단 내로 연장되는 돌출 수단이 제공된다.
특정 실시예들의 이들 및 추가 양태들은 첨부된 독립 및 종속 청구항들에 제시된다. 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에서 명시적으로 제시된 것들 이외의 조합들에서 서로 및 독립항들의 특징들과 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본원에 기술된 접근법들은 이하에 제시되는 예들과 같은 특정 실시예들에 한정되지 않고, 본원에 제공되는 특징들의 임의의 적절한 조합들을 포함 및 고려한다. 예를 들어, 증기 제공 시스템은 적절한 것으로 후술되는 다양한 특징들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함하는 본원에 기술된 접근법들에 따라 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저 및 제어 유닛을 포함하는 e-시가레트(e-cigarette)의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 카토마이저의 외부 등각 투영도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 카토마이저의 5 개의 외부도들의 집합이다. 특히, 하부도는 하방으로부터의 카토마이저를 나타내고, 상부도는 상방으로부터의 카토마이저를 나타내고, 중앙도는 (전방 또는 후방으로부터의) 카토마이저의 정면도를 나타내고, 중앙도의 양 측면들은 카토마이저의 각각의 측면도들을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 카토마이저의 분해도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저 플러그 내로 심지(wick)/히터 조립체가 장착되는 것을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저 플러그 내로 내부 프레임(inner frame) 및 통기 시일(vent seal)이 장착되는 것을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 내부 프레임, 심지/히터 조립체, 및 일차 시일(primary seal)의 조합체가 셀(shell) 내부로 장착되고 그 후 저장조(reservoir)에 e-액상(e-liquid)이 충전되는 것을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저의 형성을 완료하기 위해 PCB 및 단부 캡(end cap)이 다른 구성 요소들에 장착되는 것을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 제어 유닛 상으로 내려다 본 상부도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트를 통과하는 공기 흐름을 도시하는 (a) 측방에서 측방으로의 단면도 및 (b) 전방에서 후방으로의 단면도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 공기 채널들의 다양한 양태들의 개략도들이다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의/기술된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결성을 위해 상세하게 논의/기술되지 않는다. 따라서, 상세하게 기술되지 않는 본원에서 논의되는 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 종래의 기술들에 따라 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 e-시가레트들(e-cigarettes)과 같은, 증기 제공 시스템들로 지칭되기도 하는, 에어로졸 제공 시스템들(aerosol provision systems)에 관한 것이다. 아래의 설명 전체에 걸쳐 “e-시가레트” 또는 “전자 시가레트”라는 용어가 때때로 사용될 수 있으나, 이 용어는 에어로졸(증기) 공급 시스템 및 전자 에어로졸(증기) 공급 시스템과 상호 교환적으로 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 일 예의 e-시가레트(e-cigarette)(100)(즉, 일 예의 증기 제공 시스템)의 단면도이다. e-시가레트(100)는 서로 분리가능한 2 개의 주요 구성 요소, 즉, 카토마이저(cartomiser)(200) 및 제어 유닛(300)을 포함한다.
아래에서 보다 상세히 논의하는 바와 같이, 카토마이저는 액상 저장조(reservoir of liquid)를 구비한 챔버(270), 분무화기(atomiser) 또는 기화기(vaporiser)로서 작용하는 히터, 및 마우스피스를 포함한다. 저장조 내의 액상(때로는 e-액상(e-liquid)으로 지칭됨)은 전형적으로, 적절한 용매 내의 니코틴을 포함하며, 예를 들어, 에어로졸 형성을 보조하거나 추가적인 향미료(flavouring)를 제공하기 위한 추가적인 성분들을 포함할 수 있다. 카토마이저(200)는 저장조로부터 소량의 액상을 히터 상의 또는 그 인접한 가열 위치로 이송하기 위한 심지 또는 유사한 수단을 구비하는 심지/히터 조립체(500)를 더 포함한다. 제어 유닛(300)은 e-시가레트(100)에 전력을 제공하기 위한 재충전가능한 전지 또는 배터리(350), e-시가레트를 전반적으로 제어하기 위한 인쇄 회로 기판(PCB)(도 1에 도시되지 않음), 및 (압력 강하를 통한) 사용자 흡입을 검출하기 위한 마이크로폰(345)을 포함한다. 마이크로폰(345)이 e-시가레트(100)에 대한 사용자 퍼프(user puff)를 검출하는 것에 응답하여 PCB에 의해 제어되는 바와 같이 히터가 배터리로부터 전력을 수신하면, 히터는 심지로부터의 액상을 기화시키고, 그후 이 증기는 마우스피스를 통해 사용자에 의해 흡입된다.
쉽게 이해할 수 있도록 x 축과 y 축이 도 1에 표시되어 있다. x 축은 본원에서 디바이스의 폭(도 1에 도시된 바와 같이 측면에서 측면까지)으로 지칭되는 반면, y 축은 본원에서 높이 축(도 1에 도시된 바와 같이 하부에서 상부까지)으로 지칭될 것이며, 여기서 카토마이저(200)는 e-시가레트(100)의 상부 부분을 나타내고 제어 유닛(300)은 e-시가레트의 하부 부분을 나타낸다. 주목할 것은, 이러한 방향은, 심지가 카토마이저(200) 내의 저장조의 하부 부분에 위치하는 경우, 사용자가 디바이스의 정상적인 작동 중에, 예를 들어, 퍼프들(puffs) 사이에서 e-시가레트(100)를 어떻게 파지할 수 있는지를 반영한다는 것이다. 따라서, e-시가레트(100)를 이러한 방향으로 파지하면 심지가 액상 저장조(270)의 하부에서 액상과 접촉하는 것을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다.
본 발명자는 또한 z 축(도 1에 표시되지 않음)이 도 1에 표시된 x 및 y 축에 수직이라고 가정한다. z 축은 여기서 깊이 축으로 지칭될 것이다. 이 예에서 e-시가레트(100)의 깊이는 e-시가레트의 폭보다 현저히 작으며, 그에 따라 (x-y 평면에서) 대체로 편평하거나 평면인 구성이 된다. 따라서, z 축은 e-시가레트(100)의 면들 간에서 연장되는 것으로 간주될 수 있으며, 여기서 (임의의) 한 면은 e-시가레트의 전면으로 간주될 수 있으며, 대향 면은 e-시가레트(100)의 후면으로 간주될 수 있다. 그러나, 본원에 기술된 원리들은 일반적으로 상이한 형상들 및 크기들을 갖는 전자 시가레트들에도 또한 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
카토마이저(200) 및 제어 유닛(300)은 y 축에 대해 평행한 방향으로 분리함으로써 서로 분리 가능하지만, 디바이스(100)가 사용 중일 때는 카토마이저(200)와 제어 유닛(300) 사이의 기계적 및 전기적 접속을 제공하도록 함께 결합된다. 카토마이저 저장조 내의 e-액상이 고갈되었을 때, 또는 사용자가, 예를 들어 상이한 향미료의 증기 전구체 물질을 함유한 다른 카토마이저로 전환하기를 원할 때, 카토마이저(200)는 제거되고 새로운 카토마이저가 제어 유닛(300)에 부착된다. 따라서, 카토마이저(200)는 종종 e-시가레트(100)의 일회용 부분으로 지칭될 수 있는 반면, 제어 유닛(300)은 재사용가능 부분을 나타낸다. 대안으로, 카토마이저는 e-액상으로 재충전 가능해지도록 구성될 수 있으며, 일부의 경우들에서 충전 포트에 접근하기 위해 제어 유닛으로부터 분리될 필요가 있을 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 카토마이저의 외부 등각 투영도이다. 도 1의 도면과 관련한 방향은 xyz 축들의 표현으로부터 명백하다. 이 외부도는 이 특정 예에서 z 축에 평행하게 측정된 (전체로서의 e-시가레트(100)에 대한) 카토마이저(200)의 깊이가 x 축에 평행하게 측정된 카토마이저(200)(및 전체로서의 e-시가레트(100))의 폭보다 다소 작다는 것을 예시하고 있다. 그러나, 이미 상술한 바와 같이, 본원에 기술된 원리들은, 예를 들어, 일반적으로 원통형 시스템들 또는 상자형 기반 시스템들과 같은 보다 통상적인 형상들의 증기 제공 시스템들을 포함하는 상이한 크기들 및 형상들의 증기 제공 시스템들에 동일하게 적용 가능하다.
카토마이저(200)는 적어도 외부의 관점으로부터 2 개의 주요 부분들을 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 특히, 하부 부분 또는 베이스 부분(210) 및 상부 부분(220)(상부 및 하부의 용어들은 여기서 도 1에 도시된 방향을 참조하여 사용된다)이 존재한다. 카토마이저(200)가 제어 유닛(300)과 함께 조립될 때, 카토마이저의 베이스 부분(210)은 제어 유닛(300) 내에 배치되므로 외부에서는 보이지 않지만, 카토마이저의 상부 부분(220)은 제어 유닛(300) 위로 돌출하므로 외부에서 보이게 된다. 따라서, 베이스 부분(210)의 깊이와 폭은 상부 부분(220)의 깊이와 폭보다 작아서, 그 베이스 부분은 제어 유닛(300) 내에 장착가능하게 된다. 베이스 부분(210)과 비교하여 상부 부분(220)의 깊이 및 폭의 증가는 립(lip) 또는 림(rim)(240)에 의해 제공된다. 카토마이저(200)가 제어 유닛(300) 내에 삽입될 때, 이 립 또는 림(240)은 제어 유닛의 상부에 접하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 부분(210)의 측벽은 제어 유닛(300)으로부터의 대응하는 래칭 부재(latching member)를 수용하기 위한 노치(notch) 또는 오목부(indentation)(260)를 포함한다. 베이스 부분(210)의 대향 측벽에는 마찬가지로 제어 유닛(300)으로부터의 대응하는 래칭 부재를 수용하기 위한 유사한 노치 또는 오목부가 제공된다. 베이스 부분(200)상의 이 노치들(260)의 쌍(및 제어 유닛의 대응하는 래칭 부재들)은 디바이스의 작동 중에 제어 유닛(300) 내에 카토마이저(200)를 견고하게 고정하기 위한 래치 또는 스냅 피트(fit) 연결을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 카토마이저(200)의 형성에 이용되는 추가적인 노치 또는 오목부(261)가 노치(260)에 인접하게 위치된다.
도 2에 또한 도시된 바와 같이, 베이스 부분(210)의 하부 벽(211)은 공기 흡입을 위한 보다 작은 홀(hole)(214)의 양측에 두 개의 보다 큰 홀들(212A, 212B)을 포함한다. 보다 큰 홀들(212A 및 212B)은 제어 유닛(300)으로부터 카토마이저(200)로의 양 및 음의 전기 연결을 제공하기 위해 사용된다. 따라서, 사용자가 마우스피스(250)를 통해 흡입하고 디바이스(100)가 작동될 때, 공기는 유입구(214)를 통해 카토마이저(200) 내로 흐르게 된다. 이 흡입 공기는 히터(도 2에는 보이지 않음)를 지나 흐르며, 이 히터는 저장조로부터의(및 보다 특히 심지로부터의) 액상을 기화시키기 위해 제어 유닛(300) 내의 배터리로부터 전력을 수신한다. 이 기화된 액상은 그 후 카토마이저를 통하는 공기 흐름에 통합되거나 비말동반되며(entrained), 따라서, 사용자에 의한 흡입을 위해 마우스피스(250)를 통해 카토마이저(200)의 외부로 배출된다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 카토마이저(200)의 5 개의 외부도들의 집합이다. 특히, 하부도는 (도 1의 방향을 참조하여) 하방으로부터의 카토마이저를 나타내고, 상부도는 상방으로부터의 카토마이저를 나타내고, 중앙도는 (전방 또는 후방으로부터의) 카토마이저의 정면도를 나타내고, 중앙도의 양 측면들에는 카토마이저의 각각의 측면도들이 존재한다. 주목할 것은, 카토마이저가 (z 축에 대해) 대칭적인 정면/후면을 가지므로, 카토마이저의 정면과 후면 모두는 도 3의 중앙도에 대응한다는 것이다. 게다가, 카토마이저는 폭 방향에서(즉, x 축에 대하여) 대칭이기 때문에, 중앙도의 좌/우측의 두 개의 측면도들은 동일하게 보인다.
도 3은 도 2와 관련하여 이미 상기 논의된 카토마이저의 다양한 특징들을 도시한다. 예를 들어, 중앙도는 카토마이저의 상부 부분(220) 및 하부 부분(210)을 명확하게 나타낸다. 하부도는 제어 유닛(300)으로부터 카토마이저(200)로의 양 및 음의 전기적 연결들을 제공하기 위해 사용되는 2 개의 보다 큰 홀들(212A 및 212B)과 카토마이저 내로의 공기 흡입을 위한 보다 작은 홀(214)을 포함하는 베이스 부분(211)의 하부 벽을 나타낸다. 또한, 2 개의 측면도들은 각각의 측벽 내의 두 개의 노치들, 즉 상부 노치들(261A, 261B) 및 하부 노치들(260A, 260B)을 나타내며, 하부 노치들은 카토마이저(200)를 제어 유닛(300)에 체결하는데 사용된다.
상부도는 마우스피스(250) 내의 홀(280)을 추가로 나타내며, 이는 카토마이저(200)로부터의 공기/증기 배출구를 나타낸다. 따라서, 작동시, 사용자가 흡입할 때, 공기는 유입구(214)를 통해 하부의 카토마이저로 들어가고, 증기를 얻는 히터를 지나는 것을 포함하여 분무화기를 통과하고, 그후, 상방으로 카토마이저의 중앙으로 이동하여 공기 배출구(280)를 통해 빠져 나간다.
구체적인 예를 제공하기 위해, 도 3은 약 31.3 mm의 (y 방향의) 최대 높이, 약 35.2 mm의 (x 방향의) 최대 폭 및 약 14.3 mm의 (z 방향에 평행한)의 최대 깊이를 나타내는 카토마이저(200)의 예시적인 치수들을 제공한다. 주목할 것은, 이러한 최대 폭 및 최대 깊이의 측정치들은 카토마이저의 상부 부분(220)에 관한 것이고; 베이스 부분(210)의 폭 및 깊이는 그 베이스 부분이 제어 유닛(300) 내로 수용될 수 있게 하기 위해 다소 더 작다는 것이다. 상부 부분(220)과 베이스 부분(210) 사이의 폭 과 깊이의 차이는 전술한 바와 같이 림 또는 플랜지(240)에 의해 수용된다.
도 3은 또한 마우스피스(250)의 크기 및 형상의 표시를 제공한다. 스트로(straw) 또는 종래의 궐련과 유사한 원형 마우스피스를 제공하는 많은 e-시가레트들과는 대조적으로, 이 예의 마우스피스(250)는 전체적으로 상이한 형상을 갖는다. 특히, 이 마우스피스는 한 쌍의 크고 비교적 편평한 대향면들을 포함한다. 이 마우스피스의 면들 중 하나는 도 3의 중앙도에서 면(251)으로 표시되고, 디바이스의 후방에는 대응하는 대향면이 존재한다. (주목할 것은, 카토마이저에 대한 전방 및 후방의 라벨은 그 전방 및 후방이 z 축에 대해 대칭이고 제어 유닛(300) 상에 어느 주위의 방향으로나 장착될 수 있기 때문에 임의적이라는 것이다). 그럼에도 불구하고, 이미 언급한 바와 같이, 본원에 기술되는 원리들은 상이한 전체 형상 및 크기의 디바이스들로 구현될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 전방 및 후방면들(251)은 마우스피스의 상부에서 완전히 수렴하지 않고 오히려 디바이스의 x 방향으로 연장되는 작은 계곡(284)을 제공하기 위해 돌출하게(overhang) 된다. 공기 및 증기가 카토마이저(200)로부터 배출되도록 하는 개구(280)가 계곡(284)의 중심에 형성된다. 마우스피스 개구(280)가 그루브 또는 계곡(284)에 위치되도록 이 작은 돌출부를 가짐으로써, 마우스피스 개구를 물리적 접촉으로부터 보호하여 잠재적 손상 및 오물로부터 보호하는 데 도움을 준다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 카토마이저(200)의 분해도이다. 카토마이저는 셀(shell)(410), 통기 시일(vent seal)(420), 내부 프레임(430), 심지(wick)(440) 상에 위치된 가열 코일(450), 일차 시일(primary seal)(460)(카토마이저 플러그로 지칭되기도 함), 인쇄 회로 기판(PCB)(470) 및 단부 캡(480)을 포함한다. 도 4의 도면은 카토마이저(200)의 종 방향(높이 또는 y) 축을 따라 분해된 상기 구성 요소들을 도시한다.
단부 캡(480)은 폴리프로필렌과 같은 실질적으로 강성인 플라스틱으로 형성되고, 카토마이저의 베이스 부분(210)을 제공한다. 단부 캡에는 각 측면 상의 2 개의 홀들(260, 261)이 제공된다(도 4에서는 단지 하나의 측면만이 보이지만, 보이지 않는 측면은 보이는 측면과 동일하다). 하부 홀(260)은 카토마이저(200)를 제어 유닛(300)에 래칭하기 위한 것이지만, 상부 홀(261)은 단부 캡(480)을 셀(410)에 래칭하기 위한 것이다. 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 단부 캡(480)과 셀(410)을 실제로 래칭하게 되면, 카토마이저의 조립은 완료되고, 도 4에 도시된 다양한 구성 요소들은 올바른 위치로 유지된다.
단부 캡 위에는 PCB(470)가 위치하며, 이는 공기를 PCB를 통해 분무화기로 흐를 수 있게 하는 중앙 공기 홀(471)을 포함하여 분무화기 내로의 이러한 공기 흐름을 지원하고 있다(단부 캡(480)에는 마찬가지로 도 4에서는 볼 수 없지만 도 2에서는 분명한 중앙 공기 홀이 제공된다). 일부 실시예들에 따르면, PCB는 임의의 능동 전기 구성 요소들을 포함하지 않고 오히려 제어 유닛(300)과 히터(450) 사이에 회로 또는 도전성 경로를 제공한다.
PCB(470) 위에는 일차 시일(카토마이저 플러그)(460)이 위치하며, 이 일차 시일은 두 개의 주요 부분들, 즉, 분무화 챔버(증기 발생 챔버)(465)를 (부분적으로) 한정하는 상부 부분 및 저장조(270)용의 단부 시일(end seal)로서 작용하는 하부 부분(462)를 갖는다. 주목할 것은 조립된 카토마이저(200)에서, e-액상의 저장조는 분무화 챔버의 외측 둘레에 위치되고, 그 e-액상이 카토마이저 플러그(460)의 하부 부분(462)에 의해 카토마이저로부터 이탈되는 것이 (적어도 부분적으로) 방지된다는 것이다. 카토마이저 플러그는 약간 변형 가능한 물질로 만들어진다. 이는 하부 부분(462)이 셀(410) 내로 삽입될 때 하부 부분(462)이 조금 압축될 수 있게 하고, 따라서 저장조(270) 내에 e-액상을 유지하기 위한 양호한 시일(seal)을 제공한다.
분무화 챔버(465)의 두 개의 대향 측벽들에는 심지(440)가 삽입되는 각각의 슬롯들(569)이 제공된다. 이러한 구성은, 심지 상에 위치한 히터(기화기)(450)가 분무화 챔버의 하부 근처에 위치하여 분무화 챔버(465) 내로 유입된 액상을 심지(440)에 의해 기화시킬 것을 보장하는 데 도움을 준다. 일부 실시예들에서, 심지(440)는 유리 섬유 로프(glass fibre rope)(즉, 유리 섬유의 필라멘트들 또는 스트랜드들이 함께 꼬임)로 만들어지고, 히터 코일(450)은 심지 둘레로 감겨진 니크롬(니켈 및 크롬의 합금)선으로 만들어진다. 그러나, 다양한 다른 유형들의 심지 및 히터는 공지되어 있으며, 이들은 다공성 세라믹으로 제조된 심지 및/또는 (코일보다는) 임의의 형태의 평면형 히터와 같은 카토마이저(200)에 사용될 수 있다. 주목할 것은, 도 4가 히터 코일(450)이 각각의 단부에서 심지로부터 아래로 떨어지는 와이어의 루프를 갖는 것을 시사하지만, 실제로는 각 단부에는 단지 하나의 리드만이 존재한다는 것이다.
카토마이저 플러그(460) 및 심지/히터 조립체 위에는 3 개의 주요 섹션들을 갖는 내부 프레임(430)이 탑재된다. 내부 프레임은 실질적으로 강성이며, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 물질로 제조될 수 있다. 내부 프레임(430)의 최하부 섹션(436)은 카토마이저 플러그(460)의 하부 부분(462)을 덮고 있는 반면에, 중간 섹션(434)은 카토마이저 플러그의 분무화 챔버(465)를 완성한다. 특히, 내부 프레임은 분무화 챔버의 상부 벽을 제공하고, 또한 카토마이저 플러그의 분무화 챔버(465)의 두 개의 측벽들과 중첩하는 두 개의 측벽들을 제공한다. 내부 프레임의 최종 섹션은, 분무화 챔버의 상부 벽(중간 섹션(434)의 부분)으로부터 상방으로 이어지며 마우스피스 홀(280)과 결합하는 내부 공기 채널을 한정하는 공기 채널 벽/공기 흐름 튜브(432)를 포함한다. 다시 말해서, 튜브(공기 채널 벽)(432)는 분무화 챔버(증기 발생 챔버)(465)에서 발생된 증기에 대한 통로(공기 채널)를 제공하여, 증기가 이 통로를 따라 유입되어 증기 제공 시스템/장치(100)의 마우스피스 단부(250) 내의 마우스피스 출구 홀(증기 배출구)(280)를 통해 사용자 흡입을 위해 e-시가레트(100)로 배출된다.
내부 프레임이 실질적으로 강성이기 때문에, 통기 시일(420)은 공기 흐름 튜브(432)의 상부에 제공되어(상부 둘레에 삽입되어), 내부 프레임과 마우스피스 출구 홀(280) 둘레의 셀(410)의 내부 사이의 적절한 시일(seal)을 보장하는 것을 돕는다. 통기 시일(420)은 실리콘과 같은 적절하게 변형 가능하고 탄성적인 물질로 만들어진다. 마지막으로, 셀(410)은 마우스피스(250) 및 립 또는 플랜지(240)를 포함하는 카토마이저(200)의 상부 부분(220)의 외부 표면을 제공한다. 단부 캡과 마찬가지로, 셀(410)은 폴리프로필렌과 같은 실질적으로 강성인 물질로 형성된다. 셀(410)의 하부 섹션(412)(즉, 립(240) 아래)은 카토마이저가 조립될 때 단부 캡(480)의 내부에 배치된다. 셀에는 각 측면 상의 래치 탭(413)이 제공되어 단부 캡(480)의 각 측면상의 홀(261)과 맞물림으로써 카토마이저(200)를 조립된 상태로 유지한다.
카토마이저를 통과하는 공기 흐름 경로는 단부 캡(480)의 중앙 홀(214)(도 4에서는 보이지 않지만 도 2에서 명확히 보임)로 진입하고, 그 후 PCB 내의 홀(471)을 관통한다. 공기 흐름은 다음으로, 상방으로 진행하여 적어도 부분적으로는 카토마이저 플러그(460)의 일부로서 형성되는 분무화 챔버(465) 내로 통과하고, 심지 및 히터 조립체(500) 주변으로 그리고 내부 프레임(430)의 튜브(공기 채널 벽)(432)에 의해 한정된 공기 채널을 따라(그리고 통기 시일(420)을 통해) 흐르며, 최종적으로 마우스피스(250) 내의 홀(280)을 통해 빠져 나간다.
e-액상의 저장조(270)는 카토마이저(200)를 통과하는 이 공기 흐름 경로와 카토마이저(200)의 외부 표면 사이의 공간 내에 수용된다. 따라서, 셀(410)은 저장조(270)를 위한 하우징의 외부 벽들(및 상부)을 제공하는 반면, 내부 프레임의 하부 섹션(436)은 일차 시일(460) 및 단부 캡(480)의 베이스 부분(462)와 함께 결합하여 e-액상의 저장조를 위한 하우징의 하부 또는 플로어(floor)를 제공한다. 이 하우징의 내부 벽들은, 내부 프레임의 중간 섹션(434)과 협력하여 일차 시일(460)의 분무화 챔버(증기 발생 챔버)(465)에 의해, 그리고 또한 내부 프레임(430)의 공기 흐름 튜브(432) 및 통기 시일(420)에 의해 제공된다. 즉, e-액상은 외부 벽들과 내부 벽들 사이의 저장조 공간에 저장된다. 이상적으로, e-액상은 심지(440)를 통하는 것을 제외하고는 내부 벽들의 내부의 공기 흐름 통로로 침투해서는 안되며, 그렇지 않으면 액상이 마우스피스 홀(280)의 외부로 누출될 위험이 있다.
이 공간의 용적은 일부 실시예들에 따라 전형적으로 2 ml 정도이지만, 이 용적은 임의의 주어진 디자인의 특정 특징들에 따라 달라질 것이라는 것이 이해될 것이다. 주목할 것은, 일부의 e-시가레트들과는 달리, 이 예의 e-액상 저장조(270)에는 e-액상을 유지하기 위한 임의의 흡수성 물질(가령, 면, 스폰지, 발포체 등)이 제공되지 않는다는 것이다. 오히려, 저장조 챔버는 액상만을 포함하므로, 그 액상은 저장조(270) 둘레로 자유롭게 이동할 수 있다. 그러나, 이 자체는 분무화 챔버와 증기 배출구 사이에서 연장되는 공기 채널에 관한 에어로졸 제공 시스템의 양태들에 관해 본원에 기재된 원리들에 있어 중요한 것이 아니라는 것이 이해될 것이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저 플러그 내로 심지/히터 조립체가 장착되는 것을 도시한다. 심지/히터 조립체(500)는 히터 와이어(450) 및 심지(440)로 형성된다. 전술한 바와 같이, 이 예의 심지는 일반적으로 원통형 또는 막대 형상으로 형성된 유리 섬유들을 포함한다. 히터/기화기(450)는 심지 둘레에 감긴 와이어 코일(551)을 포함한다. 코일의 각 단부에는, 코일이 전력을 수신할 수 있도록 양 및 음의 단자들로서 함께 기능하는 접촉 와이어(552A, 552B)가 존재한다.
도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 일차 시일(460)은 베이스 부분(462) 및 분무화 챔버(465)를 포함한다. 베이스 부분에는 2 개의 외부로 향하는 리브들(libs)이 제공된다. 셀(410)이 베이스 부분 위에 장착될 때, 이들 리브들은 셀(410) 내부에 장착되도록 약간 압축된다. 이러한 리브들의 압축과 이에 따른 약간의 탄성적 변형은 카토마이저 저장조의 베이스에서 e-액상을 위한 양호한 시일을 보장하는 것을 돕는다.
또한 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 증기 발생 챔버(465)는 실질적으로 직사각형 배치의 4 개의 벽들, 즉, 한 쌍의 대향하는 측벽들(568) 및 한 쌍의 대향하는 전방 및 후방 벽들(567)을 포함한다. 대향하는 측벽들(568)의 각각은 측벽의 상부(및 중앙 내)에서의 개방 단부 및 분무화 챔버(465)의 하부의 비교적 근방의 폐쇄 단부(564)를 갖는 슬롯(569) 포함한다. 즉, 두 개의 슬롯들(569)은 각각의 측벽들(568) 아래로 절반을 초과하게 연장된다.
이제 도 5b를 참조하면, 이는 심지/히터 조립체(500)가 카토마이저 플러그의 분무화 챔버(465) 내로 장착되는 것을 도시한다. 특히, 심지/히터 조립체는 2 개의 대향하는 슬롯들(569A, 569B) 사이로 연장되고 이들로부터 외부로 돌출하도록 위치한다. 그후 심지는 각 슬롯의 폐쇄 단부(564)에 도달할 때까지 낮아진다. 주목할 것은, 이 위치에서, 코일(551)은 완전히 분무화 챔버(465)에 내에 위치된다는 것이다. 즉, 슬롯들로부터 저장조 영역(270) 내로 연장되는 것은 심지 그 자체(440) 만이다. 이러한 배치는 와이어 히터 코일(551)에 의한 기화를 위해 심지가 저장조(270)로부터 분무화 챔버(465) 내로 e-액상을 유입시킬 수 있게 한다는 것으로 이해될 것이다. 심지를 분무화 챔버의 하부 근방에 위치시키고, 또한 더욱 구체적으로는 저장조(270)의 하부 근방에 위치시키면, e-액상이 소비되어 그에 따라 저장조 내의 e-액상의 레벨이 떨어지더라도 심지가 저장조 내의 액상에 대한 접근을 유지하도록 보장하는 데 도움이 된다. 도 5b는 또한 히터 접촉 와이어들(552A, 552B)이 일차 시일(460) 아래로 연장되는 것을 도시한다.
도 5c는 일차 시일(460)의 베이스 부분(462)의 하부를 도시한다. 이 도면은 베이스 부분이 2 개의 홀들(582A, 582B)을 포함하며, 이는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 저장조(270)를 e-액상으로 충전하는 데 사용되는 것을 도시한다. 상기 하부는 PCB(470)를 수용하기 위한 직사각형의 오목부/리세스(584)를 더 포함한다. 중앙 홀(583)은 이 오목부(584)에 제공되어, 카토마이저의 하부(및 외부)로부터 분무화기(기화기) 챔버(465) 내로의 공기 통로를 제공한다. 조립 후, 카토마이저 플러그 내의 이 중앙 홀(583)은 PCB 내의 대응하는 중앙 홀(471)과 정렬된다는 것을 이해할 것이다.
또한, 중앙 홀(583)의 양측에 하나씩인, 2 개의 더 작은 홀들(587A, 587B)이 카토마이저 플러그(460)의 하부 부분의 직사각형 오목부(584)에 형성된다. 접촉 와이어들(552A, 552B)는 히터(450)로부터 하방으로 연장되고, 분무화 챔버(465)를 빠져 나가기 위해 이들 2 개의 홀들(587A, 587B)을 각각 관통한다.
슬릿(590A, 590B)은 직사각형 오목부(584)의 전방 벽 및 후방 벽의 각각에 형성된다. 2 개의 홀들(587A, 587B)을 통해 연장된 후에, 히터로부터의 각 접촉 와이어는 카토마이저 플러그의 하부상으로 편평하게 구부러지고, 그후 각각의 슬릿들(590A, 590B)을 통해 직사각형 오목부를 떠난다. 따라서, 접촉 와이어(552A)는 분무화 챔버(465)로부터 홀(587A)을 통과하고, 그후 슬롯(590A)을 통해 직사각형 오목부(584)를 빠져 나가며; 마찬가지로, 접촉 와이어(552B)는 분무화 챔버(465)로부터 홀(587B)을 통과하고, 그후 슬롯(590B)을 통해 직사각형 오목부(584)를 빠져 나간다. 그후, 각 와이어(552A, 552B)의 나머지 부분은 카토마이저 플러그(460; 도 5b 참조)의 각각의 홈(597) 내에 위치하도록 분무화 챔버(465)를 향해 상류로 휘어진다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저 플러그 내로 내부 프레임 및 통기 시일이 장착되는 것을 도시한다. 따라서, 전술한 바와 같이, 내부 프레임(430)은 베이스 섹션(436), 중간 섹션(434), 및 카토마이저(200)가 사용을 위해 조립될 때 증기 발생 챔버(465)와 증기 배출구(80) 사이의 유체 연통을 제공하는 공기 채널을 한정하는 공기 채널 벽(432)을 제공하는 상부 섹션을 포함한다.
내부 프레임의 베이스 섹션은 (x 축에 평행한) 수평의 측방향들로 연장되는 2 개의 슬롯들(671A, 671B)을 포함한다. 내부 프레임의 베이스 섹션(436)이 분무화 챔버(465)를 지나 아래로 내려감에 따라, 분무화 챔버(465)의 각각의 측면으로부터 외부로 연장되는 심지(440)의 부분들은 이들 슬롯들(671A, 671B)을 통과하여, 내부 프레임의 베이스 섹션이 카토마이저 플러그의 하부 부분(462) 내에 수용될 때까지 더 낮추어 질 수 있다.
전술한 바와 같이, 내부 프레임의 중간 섹션(434)은 카토마이저 플러그(460)의 증기 발생/분무화 챔버(465)를 보완하고 완성한다. 특히, 중간 섹션은 2 개의 대향 측벽들(668) 및 상부 벽 또는 루프(roof)(660)를 제공한다. 상부 벽 또는 루프는, 분무화 챔버(465)로부터 상방으로 마우스피스(250)의 출구 홀(280)까지 연장되는 공기 튜브(432)에 대한 것을 제외하고는, 분무화 챔버(465)의 상부를 폐쇄한다.
대향 측벽들(668)의 각각은 측벽의 하부로부터 (y 축에 평행하게) 상방으로 각각의 슬롯의 폐쇄 단부까지 연장되는 슬롯(669A, 669B)을 포함한다. 따라서, 내부 프레임의 베이스 섹션(436)이 분무화 챔버(465)를 지나 아래로 내려감에 따라, 분무화 챔버(465)의 각 측면으로부터 외부로 연장되는 심지(440)의 부분들은 (슬롯들(671A, 671B) 외에도) 이들 슬롯들(669A, 669B)을 통과하게 된다. 따라서, 이는 내부 프레임(430)의 측벽들(668)이 카토마이저 플러그의 측벽들(568)과 중첩되게 한다. 일단 슬롯들(669A, 669B)의 폐쇄 단부가 심지(440)와 접촉하게 되면 내부 프레임(430)의 추가적인 하류 이동은 방지되고, 이는 내부 프레임의 베이스 섹션(436)이 카토마이저 플러그의 하부 부분(462) 내에 수용되는 것과 일치하게 된다. 이 단계에서,도 6b에 도시된 바와 같이, 카토마이저 플러그(460), 히터/심지 조립체(500) 및 내부 프레임(430)의 조합이 형성되었고, 통기 시일(420)이 이제 내부 프레임(430)의 공기 튜브(파이프/공기 채널 벽)(432) 상으로 장착될 수 있다.
도 7a는 내부 프레임(430), 심지/히터 조립체(500) 및 일차 시일(460)의 조합체가 쉘(410) 내에 장착되는 것을 도시한다. 이러한 삽입이 발생함에 따라, 쉘(410)의 하부 부분(412)의 전방 면 및 후방 면의 각각의 슬롯(415)은, 슬롯(590)을 통과하고 카토마이저 플러그(460)의 외부 둘레로 그리고 홈(597) 내에서 후상방으로 감겨진 와이어(552)의 일부를 수용한다. 또한, 일차 시일의 하부 부분(462) 둘레의 변형 가능한 리브(563)는 삽입 중에 쉘(410)의 하부 부분(412)의 내부 벽에 의해 약간 압축되고, 이로써 결과적인 저장조(270) 내에서 e-액상을 유지하기 위한 시일을 형성한다. 따라서,도 7b에 도시된 바와 같이, 카토마이저(200)는 이제 e-액상을 충전하기 위한 준비가 되어 있다. 이 충전은 화살표들(701A, 701B)에 의해 표시되는 바와 같이, 일차 시일(460) 내의 홀들(582A, 582B) 및 (도 7b에서는 보이지 않는) 내부 프레임의 슬롯들(671A, 671B)을 통해 수행된다.
도 8a는 PCB(470)가 일차 시일(460)의 하부의 직사각형 오목부(584) 내로 장착되는 것을 도시한다. 이 장착은 카토마이저(200) 내로 주요 공기 흐름 채널을 제공하기 위해 PCB 내의 중앙 홀(471)을 일차 시일(460) 내의 중앙 홀(583)과 정렬시킨다.
전술한 바와 같이, 직사각형 오목부(584)에는 중앙 홀(583)의 양측에 위치된 한 쌍의 홀들(587)이 제공된다. 각각의 홀은 분무화 챔버(465)로부터 각각의 접촉 와이어(552A, 552B)의 방출을 허용한다. 접촉 와이어들(552A, 552B)은 직사각형 오목부(584)의 플로어에 대향하여 편평하게 휘어져 있고, 그후 직사각형 오목부의 전방 벽 및 후방 벽 내의 각각의 슬롯들(590A, 590B)을 통해 직사각형 오목부(584)를 빠져 나간다. 각각의 히터 접촉 와이어(552A, 552B)의 최종 부분은 그 후 상류쪽으로 휘어지고, 다시 카토마이저 및 마우스피스(250)의 상부를 향해 뒤로 휘어지고, 카토마이저 플러그 내에 형성된 대응하는 홈 또는 채널(597)에 위치하게 된다. 또한, 쉘의 베이스 부분은 각각의 히터 접촉 와이어(552A, 552B)를 수용하기 위해 각각의 전면 및 후면 상의 슬롯(415)을 포함한다.
일부 실시예들에 따르면, PCB(470)는 어떠한 활성 구성 요소도 포함하지 않고 오히려 중앙 홀(471)의 양측에 2 개의 커다란 접촉 패드들(810A, 810B)을 제공한다. 이들 접촉 패드들은 PCB의 하부 면, 즉 조립 후에 제어 유닛(300)을 향하는 측면의 도 8a에서 볼 수 있다. PCB의 대향면, 즉, 직사각형 오목부(584)에 수용되어 히터(450)를 향하는 상부측에는 (도 8a에서는 보이지 않는) 유사한 대응하는 구성의 접촉 패드들이 제공된다. 히터 접촉 와이어들(552A, 552B)은 PCB의 상부측 상의 각각의 접촉 패드와 물리적으로 접촉하고, 그에 따라 전기적으로 접촉하게 된다.
PCB(470)의 양측 상에 대향하는 접촉 패드들의 쌍들은 하나 또는 그 초과의 비아들(vias)(820A, 820B)의 각각의 세트들에 의해 접속된다. 즉, 비아들(820A)은 PCB의 하부면 상의 하나의 접촉 패드와 PCB의 상부면 상의 대응하는 접촉 패드 사이의 도전성 경로를 제공하고, 비아들(820B)은 PCB의 하부면 상의 다른 접촉 패드와 PCB의 상부면 상의 그 대응하는 접촉 패드 사이의 도전성 경로를 제공한다. 따라서, 제어 유닛이 카토마이저에 접속될 때, 제어 유닛으로부터의 핀들은 PCB (470)의 하부 측 상의 접촉 패드들에 접촉하고, 전류는 각각의 비아들, PCB(470)의 상부 측 상의 접촉 패드들, 및 각각의 히터 접촉 와이어들(552A, 552B)을 통해 히터(450)으로/으로부터 흐르게 된다.
도 8b는 단부 캡(480)이 본 발명의 일부 실시예들에 따른 카토마이저(200)에 장착되는 것을 도시한다. 특히, 단부 캡(480)은 카토마이저 플러그(460)의 단부 및 쉘(410)의 하부 섹션(412) 위에 장착되고, 이 위치에서 쉘의 하부 섹션(412)의 각 측면에 제공된 돌출 부재(413)에 의해 유지되어, 단부 캡의 각 측면 상의 대응하는 홀 또는 슬롯(261)에 맞물리게 된다. 이러한 완전히 조립된 상태(도 2 참조)에서, 단부 캡(480)은 액상 저장조(270)를 충전하기 위해 사용된 카토마이저 플러그 내의 홀들(582A, 582B)을 덮고 따라서 그 홀들을 폐쇄한다. 실제로, 도 10a에서 알 수 있는 바와 같이, 단부 캡(480)에는 충전 홀들(582A, 582B)을 각각 관통하고 폐쇄하는 2 개의 상방으로 향하는 플러그들(870A 및 870B)이 제공된다. 따라서, 저장조(270)는 이제, 심지(440)가 분무화 챔버(465) 내로 통과하는 분무화 챔버(465)의 각각의 측면 상의 개구를 제외하고는, 완전히 실링된다.
이미 논의된 바와 같이, 단부 캡은 3 개의 홀들, 즉 중앙 홀(214)과 이 중앙 홀의 양측에 위치한 2 개의 홀들(212A, 212B)을 포함한다. 이 단부 캡(480)의 장착은 카토마이저(200) 내로 주요 공기 흐름 채널을 제공하기 위해 단부 캡의 중앙 홀(214)을 PCB 내의 중앙 홀(471) 및 일차 시일(460) 내의 중앙 홀(583)과 정렬시킨다. 2 개의 측면 홀들(212A, 212B)은 양 단자 및 음 단자로서 기능하는 제어 유닛(300)으로부터의 핀들이 단부 캡(480)을 관통하여 PCB의 하부 측 상의 각각의 접촉 패드들(810A, 810B)과 접촉하게 함으로써, 제어 유닛(300) 내의 배터리(350)가 히터(450)에 전력을 공급할 수 있게 한다.
일부 실시예들에 따르면, 전술한 바와 같이 실리콘과 같은 탄성 변형 가능한 물질로 만들어진 일차 시일(460)은 내부 프레임(430)과 단부 캡(480) 사이에서 압축된 상태로 유지된다. 다시 말하면, 단부 캡은, 래치 구성 요소들(413, 261)이 서로 맞물리기 전에, 카토마이저(200) 상으로 푸시되어, 일차 시일(460)을 약간 압축시킨다. 결과적으로, 일차 시일은 단부 캡(480)과 쉘(410)이 함께 래칭된 후에 약간 압축된 상태로 유지된다. 이러한 압축의 하나의 이점은 단부 캡이 PCB(470)를 히터 접촉 와이어들(552A, 550B) 상으로 푸시하도록 기능하여 땜납을 사용하지 않고도 양호한 전기적 연결을 보장하는 데 도움을 준다는 것이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트의 제어 유닛(300) 상으로 내려다 본 상부도이다. 제어 유닛은, 카토마이저의 하부 부분(210)을 수용하기 위한 공동을 정의하도록 (도 1에서 가장 잘 도시된 바와 같이) 제어 유닛의 나머지 위로 상승하는 외부 벽들(315)을 포함한다. 이들 벽들(315)의 각각의 측면에는 카토마이저(200)(도 2 참조)의 각각의 측면 상의 홀 또는 슬롯(260)과 맞물리는 스프링 클립(931A, 931B)이 제공되어, 카토마이저를 제어 유닛(300)과 맞물린 상태를 유지함으로써 조립된 e-시가레트(100)를 형성한다.
제어 유닛 벽들(315)의 상부 부분에 의해 (그러나 이와 달리 제어 유닛(300)의 주요 본체의 상부에) 형성된 공동의 하부에는 배터리 시일(battery seal)(910)이 위치한다(도 1 참조). 배터리 시일(910)은 실리콘과 같은 탄성(및 압축가능한) 물질로 형성된다. 배터리 시일 (910)은 저장조(270)로부터 디바이스를 통해 주요 공기 통로 내로 e-액상이 누출되는 e-시가레트(100)에서의 하나의 잠재적인 위험을 완화하는 데 도움을 준다(이러한 위험은 액상이 발포체 또는 다른 물질에 의해 유지되는 경우보다 오히려 저장조에 자유로운 액상이 존재하는 경우 더 크다). 특히, e-액상이 배터리(350) 및 제어 전자 장치를 포함하는 제어 유닛의 부분 내로 누설될 수 있다면, 이는 그러한 부품을 단락시키거나 부식시킬 수 있다. 또한, e-액상 그 자체는 카토마이저(200)로 되돌아와서 마우스피스 홀(280)을 통해 빠져 나가기 전에 오염될 위험도 있다. 따라서, 임의의 e-액상이 카토마이저의 중앙 공기 통로로 누설되는 경우, 배터리 시일(910)은 배터리(350) 및 제어 전자 장치를 포함하는 제어 유닛의 부분으로 그러한 누출이 진행하는 것을 방지하는 데 도움을 준다. 배터리 시일(910) 내의 작은 홀들(908)은 마이크로폰(345) 또는 다른 센서 디바이스와의 매우 제한된 유체 연통을 제공하지만, 마이크로폰(345) 그 자체는 그러한 임의의 누출이 제어 유닛 내로 더 진행하는 것에 대한 장벽으로 기능할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 배터리 시일(910)의 상부와 제어 유닛의 벽들(315)의 내부 사이의 주변부 둘레에는 작은 홈 또는 공간(921)이 있으며, 이것은 주로 배터리 시일(910)의 둥근 모서리에 의해 형성된다. 배터리 시일에는 전방에서 후방으로의 중앙 홈(922)이 더 제공되며, 중앙 홈 (922)은 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 모든 단부들(전방 및 후방 단부들)에서 주변부 홈(921)과 접속되어 카토마이저 내로의 공기 흐름을 지원한다. 중앙 홈(922)에 바로 인접하게는 홈(922)의 양측에 하나씩 2 개의 홀들(908A, 908B)이 위치한다. 이들 공기 홀들은 하방으로 마이크로폰(345)까지 연장되어 있다. 따라서, 사용자가 흡입할 때, 이는 공기 튜브(432)에 의해 정의되는 바와 같이 카토마이저(200)를 통한 중앙 공기 통로, 일차 시일(460) 등 내의 중앙 홀(583), 및 또한, 중앙 공기 통로의 단부에 위치하는 중앙 홈(922) 내에서 압력 강하를 야기한다. 압력 강하는 홀들(908A, 908B)을 통해 마이크로폰(345)으로 추가로 연장되며, 마이크로폰(345)은 압력 강하를 검출하고, 그후 이러한 검출은 히터(450)의 활성화를 촉발하는 데 사용된다.
또한 도 9에는 배터리(350)의 양 및 음의 단자들에 연결된 두 개의 접촉 핀들(912A, 912B)이 도시되어 있다. 이들 접촉 핀들(912A, 912B)은 배터리 시일(910) 내의 각각의 홀들을 관통하여 단부 캡의 홀들(212A, 212B)을 통해 연장되어 PCB 상의 접촉 패드들(810A, 810B)과 제각기 접촉한다. 따라서, 이는 히터(450)에 전력을 공급하기 위한 전기 회로를 제공한다. 접촉 핀들은 배터리 시일(때때로 “포고 핀들(pogo pins)”로 지칭되기도 함) 내에 탄성적으로 장착될 수 있어, 카토마이저(200)는 제어 유닛(300)에 래칭될 때 압축 상태에 있게 된다. 이러한 압축은 상기 장착을 야기하여 접촉 핀들을 PCB 접촉 패드들(810A, 810B)에 대해 가압시킴으로써, 양호한 전기 접속을 보장하도록 돕는다.
전술한 바와 같이, 실리콘과 같은 탄성 변형 가능한 물질로 만들어진 배터리 시일(910)은 카토마이저(200)와 제어 유닛(300) 사이에서 압축 상태로 유지된다. 다시 말해서, 벽들(315)에 의해 형성된 공동 내로 카토마이저를 삽입하면, 제어 유닛의 스프링 클립들(931A, 931B)이 카토마이저의 하부 부분(210) 내의 대응하는 홀들(260A, 260B)과 맞물리기 전에, 카토마이저의 단부 캡(480)이 배터리 시일(910)을 약간 압축하게 된다. 결과적으로, 배터리 시일(910)은 카토마이저(200)와 제어 유닛(300)이 함께 래칭된 후에 이렇게 약하게 압축된 상태로 유지되며, 이는 상기 논의된 바와 같이 e-액상의 임의의 누출에 대한 보호를 제공하는 데 도움을 준다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 e-시가레트를 통과하는 공기 흐름을 도시하는 (a) 측방에서 측방으로의 단면도 및 (b) 전방에서 후방으로의 단면도이다. 공기 흐름은 도 10a 및 도 10b에서 굵은 검은 점선 화살표로 표시된다. (주목할 것은 도 10a는 디바이스의 한 측면 상에서의 공기 흐름만을 나타내지만, 다른 측면 상에서도 유사한 공기 흐름이 또한 존재한다는 것이다. 즉, 그러한 공기 흡입구들이 여러 개인 경우 사용자가 디바이스를 파지하고 있는 동안 손가락들로 인해 의도하지 않게 공기 흡입구들이 차단될 위험이 줄어들게 된다).
공기 흐름은 제어 유닛의 벽들(315)의 상부와 카토마이저 쉘(410)의 플랜지 또는 림(240) 사이에서 e-시가레트(100)의 측면들에 있는 간극(gap)을 통해 진입한다. 그 다음, 공기 흐름은 (도 9에 도시된 바와 같이) 벽들(315)의 내부와 카토마이저(200)의 하부 부분(210)의 외부 사이의 약간의 공간 아래로 나아가고, 스프링 클립들(931)을 지나고, 이후 주변부 홈(921) 내로 나아간다. 그 다음, 공기 흐름은 주변부 홈(921) 둘레로 유입되며, 그후 도 10a 및 도 10b의 평면 외부로 빠져 나간다(따라서, 이러한 공기 흐름 경로의 부분은 이들 두 개의 도면에서는 보이지 않는다). 주목할 것은, 통상적으로, 제어 유닛의 벽들의 내부와 카토마이저의 단부 캡의 외부 사이의 홈(921) 위에는 약간의 공간이 존재하므로, 공기 흐름은 홈(921) 그 자체에 반드시 제한되지는 않는다는 것이다.
주변부 홈(921) 둘레로 약 90도 각도로 진행한 후에, 공기 흐름은 중앙 홈(922) 내로 들어가고, 여기서부터 단부 캡(480)의 중앙 홀(583)로 진행 및 이를 관통하며, 이후 증기 발생 챔버(465)의 상류를 따라 카토마이저의 중앙 공기 통로 내로 (즉, 증기 발생 챔버(465)라기보다는 증기 배출구(280)로부터 더 멀리) 이동하게 된다. 주목할 것은, 도 10b는 중앙 홈(922)을 따라 중앙 공기 통로 내로 들어가는 이러한 공기 흐름을 도시하고, 이후 중앙 공기 통로를 통해 상방으로의 공기의 흐름이 도 10a 및 도 10b 모두에 도시되고 있다는 것이다. 홈(921)과는 대조적으로, 홈(922) 위의 공간은 개방되는 것이 아니고, 오히려 배터리 시일(910)이 카토마이저(200)의 단부 캡(480)에 대해 압축된다. 이러한 구성의 결과로서 단부 캡이 홈을 덮어 한정된 공간을 갖는 폐쇄 채널을 형성하게 된다. 이 한정된 채널은 e-시가레트(100)의 흡인 저항(draw resistance)을 제어하는 데 도움이 되도록 이용될 수 있다.
공기 유입구(214)를 통해 카토마이저로 진입한 후, 공기 흐름은 증기 발생 챔버(465)로 들어가 기화기에 의해 발생된 증기와 혼합된다. 그후 증기는 (상기 논의된 바와 같이 카토마이저의 내부 프레임 구성 요소에 의해 제공되는) 공기 채널 벽(432)에 의해 한정되는 공기 채널(33)을 따라 공기에 의해 운반된다.
따라서, 카토마이저(200)는, 제어 유닛(300)에 결합될 때 증기 제공 시스템을 형성하는 증기 제공 장치를 포함하며, 증기 제공 시스템에서 카토마이저는 증기 전구체 물질/e-액상으로부터 증기를 발생시키기 위한 기화기(예를 들어, 전기 히터)(450)를 구비한 증기 발생 챔버(465)를 포함한다. 카토마이저는 증기 발생 챔버와, 사용 중에 증기가 디바이스를 빠져 나가는 증기 배출구(280) 사이에 공기 채널(433)을 한정하는 공기 채널 벽(432)을 더 포함한다. 본 발명의 특정 실시예들에 따라, 이하에서 더 논의되는 바와 같이, 공기 채널 벽의 내부 표면에는 사용 중에 공기 채널 내의 공기 흐름을 변경/방향 재지정/방해하기 위해 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공된다. 이 접근법은 사용자들에 의해 전달 및 수용된 에어로졸의 성질을 개선시키는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 이론에 구애됨이 없이, 본원에 기술된 원리들에 따른 접근법들은 공기 흡입구(214)를 통해 환경으로부터 카토마이저(200) 내로 유입된 공기와 증기 발생 챔버(465)에서 기화기(450)에 의해 발생된 증기의 상호 혼합을 향상시켜 보다 균일한/일관성있는 증기를 제공하는 것으로 간주될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 특정 실시예들에 따라 확장축(740)를 따라 연장되는 공기 채널(433)을 한정하는 공기 채널 벽(432)의 매우 개략적인 도면들이다. 도 11a는 점선으로 도시된 공기 채널 벽(432)의 외부 표면 뒤에 숨겨진 요소들을 가진 공기 채널 벽(432)의 사시도를 개략적으로 나타낸다. 도 11b는 공기 채널 벽(432)의 단부도를 개략적으로 나타내며, 이 예에서는 도 11a의 좌측 단부(즉, 도 1에 도시된 y 축에 평행한 도면)가 된다. 도 11c는 공기 채널 벽(432)의 측면도(즉, 도 1에 도시된 x 축에 평행한 도면)를 개략적으로 나타낸다. 카토마이저가 사용 중일 때 정상적인 공기 흐름의 방향은 도 11a 및 도 11c에서 화살표로 표시되어 있다. 도시의 용이함을 위해, 도 11a 내지 도 11c에 도시된 공기 채널 벽(432)은 공기 채널(433)을 (배출구 시일(420)을 거쳐) 단순화를 위해 도시되지 않은 증기 발생 챔버(465) 및 증기 배출구(280)에 결합시키는 것과 관련된 구조적 특징들과 함께 대체로 원통형의 형상을 포함하는 것으로 도시되고 있다.
또한 도 11a 내지 도 11c에는 증기 제공 시스템이 사용 중일 경우 공기가 흐르는 공기 채널(433)의 외부 표면을 한정하는 공기 채널 벽(432)의 내부 벽(432A)이 도시되어 있다. 이들 도면들에 또한 개략적으로 도시된 바와 같이, 공기 채널 벽(432)은 내부 벽(432A)의 일부로부터 공기 채널(433) 내로 연장되는 돌출부(750)를 포함한다. 이 예에서, 돌출부는 대체로 나선형 경로를 따라서 도 11에 도시된 공기 채널의 일부분의 길이로 진행함에 따라 대략 1회전을 완결하는 돌출 벽의 형태로 되어 있다.
공기 채널의 길이에 따라서 있는 돌출부(750)의 나선형(helical/spiral) 경로는, 돌출부가, 공기 채널을 따라 유입되는 공기와 대면하고 공기 채널(433)의 확장축(740)(즉, 사용중인 공기 흐름의 방향에 대해 대체로 대응하는 축)에 대해 비-제로(non-zero) 각도로의 경사진 표면과 함께 공기 채널 내로 연장되는 벽을 제공한다는 것을 의미한다. 이는 공기 채널(433)을 따라 통과하는 공기가 공기 흐름 튜브의 중심축에 대해 편향(이 예에서는 상향 단부에서 볼 때 시계 방향으로)되게 하여, 공기 채널을 통해 흐르는 공기에 대해 공기 채널의 확장축에 대한 어느 정도의 회전을 부여한다. 따라서, 돌출부로 인해 공기 채널내의 공기 흐름은 사용 중에, 이 경우에는 회전의 도입으로 인해 변경된다.
회전의 정도는 돌출부의 크기와 같은 다양한 인자들(즉, 돌출부가 공기흐름 채널(433) 내로 얼마나 멀리 연장되는지(그의 높이), 확장축(740)에 대한 돌출부에 의해 제공되는 편향 벽의 경사, 및 돌출부들의 개수)에 따라 달라질 것이다. 도 11a 내지 도 11c에 도시된 예에서, 공기흐름 채널(433)은 약 5 mm의 직경을 가지며 돌출부는 약 2 mm의 거리로 공기흐름 채널 내로 연장된다. 돌출부(750)는 유입 공기에 대해 비교적 얕은 각도, 예를 들어, 약 15 도를 제공한다. 또한, 이 예에서는 단지 하나의 돌출부만이 존재한다.
보다 큰 정도의 공기흐름 변경(즉, 더 많은 회전)이 요구되는 경우, 더 많은 수의 벽들, 예를 들어 하나 또는 그 초과의 추가 돌출 벽들이 도 11a 내지 도 11c에 도시된 돌출 벽(750)으로부터 적절한 방위각 오프셋으로(예를 들어, 하나의 추가 벽에 대해 180도 오프셋, 두 개의 추가 벽들의 각각에 대해 120도 오프셋, 등으로) 부가될 수 있다. 또한, 공기 채널(433) 내로 돌출하는 벽(들)(또는 다른 돌출부들/릿지들)의 정도는 공기 흐름에 대한 변경을 증가시키도록 증가될 수 있다. 더욱이, 공기 채널에 흐르는 공기에 대해 제공되는 편향 각을 증가시키기 위해 더 밀집된 나선(즉, 공기 채널(433)의 길이를 따라서 더 많은 회전들)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 편향 각은 적어도 10 도; 적어도 20 도; 적어도 30 도; 적어도 40 도; 적어도 50 도; 적어도 60 도; 적어도 70 도; 및 적어도 80 도를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
보다 작은 정도의 회전을 도입하기 위해, 돌출 벽(750)은 더 작게 만들어 질 수 있거나, 나선형 경로를 따라 다수의 비연속 부분들로 쪼개질 수 있다.
보다 일반적으로, 원하는 회전 정도를 제공하도록 조정될 수 있는 하나 또는 그 초과의 돌출부들의 구성을 위한 많은 변수들이 존재한다는 것을 이해할 것이다. 임의의 주어진 구현을 위한 적절한 정도의 회전은 경험적으로, 예를 들어 상이한 예 구성들의 성능을 테스트함으로써 결정될 수 있다.
일부 양태들에서, 공기 채널(433)을 따라서 공기 흐름 내로 회전을 도입하는 접근법들은 강선 효과(rifling effect)를 제공하는 것으로 간주될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 도 11b 및 도 11c와 유사하지만, 도 11b 및 도 11c와는상이한 돌출 형상을 나타낸다는 것을 이해할것 이다. 특히, 도 12a 및 도 12b의 예에서, 공기 채널 벽(432)의 내부 벽(432A)으로부터의 단일 리본형 나선형 돌출보다는 오히려, 공기 채널(433)을 한정하는 내부 벽(432A)으로부터 내측으로 연장되는 복수의 개별 돌출부들이 존재한다. 이들 돌출부들(760)은 공기흐름의 방향과 대면하는 다소 정사각형의 표면들을 제공한다(즉, 유입되는 공기와 대면하는 각각의 돌출부들(760)의 주요 표면들은 공기흐름 채널(433)/공기흐름의 방향의 확장축(740)에 대해 실질적으로 직각이다). 따라서, 이러한 형상은 공기흐름 내로 회전을 도입하기보다는 오히려, 공기 채널(433) 내에 도시된 공기 흐름 화살표들에 의해 개략적으로 표시된 바와 같이, 난류를 도입한다. 돌출부들의 특정 배치는 요구되는 공기흐름 변경의 정도에 따라 달라질 것이라는 것을 다시금 이해할 것이다. 예를 들어, 도 12a 및 도 12b에서, 개별 돌출부들(760)은 비교적 작은 방위각 범위 주위로 연장되는 반면, 다른 예들에서는 더 큰 방위각 범위 주위로 연장되어, 아마도 폐쇄될 링들을 형성함으로써 공기 채널에서 공기흐름 변경/난류의 증가된 정도를 제공할 수 있다. 유사하게, 더 많거나 더 적은 수의 돌출부들이 공기흐름 경로의 확장축을 따라 제공되어 돌출부들에 기인한 공기 채널에서 공기흐름 변경의 정도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
그러한 구조의 관점에서, 도 11a 내지 도 11c 및 도 12a 내지 도 12b의 각각의 실시예들에서 나타낸 돌출부들(750, 760) 및 공기흐름 벽(732)은 각각의 경우에, 예를 들어 적절한 성형 및/또는 기계 가공 기술로 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 공기 채널 벽의 내부 표면에 본원에 설명된 원리들에 따라 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공되는 다른 예들에서, 적어도 하나의 돌출부는 공기 채널 벽과는 별도로 형성될 수 있으며, 대신에 공기 채널을 위한 별도의 인서트(separate insert)를 포함할 수 있다.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 도 11a, 도 11b 및 도 11c와 대체로 유사하다는 것을 이해할 것이다. 그러나,도 11a, 도 11b 및 도 11c의 예에서 공기흐름 변경(회전)이 공기 채널 벽(432)과 일체로 형성된 나선형 벽을 포함하는 돌출부를 사용하여 달성되는 반면, 도 13a, 도 13b 및 도 13c의 예에서 나선형 스프링 형상 구조를 포함하는 돌출부(770)는 다른 평탄한 내부 벽(432A)에 의해 한정되는 공기 채널(433) 내로 삽입된다. 이 예에서, 나선형 스프링 형상 구조는 적절한 외부 직경 및 두께(게이지)를 갖는 종래의 스프링을 포함한다. 이와 관련하여, 도 13a 내지 도 13b에서 돌출부를 제공하는 스프링(770)의 두께는 이 예에서 도 13a 내지 도 13b에서 돌출부를 제공하는 벽(750)의 높이보다 낮지만, 스프링(770)은 유입되는 공기에 대해 더 가파른 각도를 제공하도록 배치되며(즉, 더 많은 회전수를 갖는 더 밀집된 나선형으로 배치되며), 그에 따라 공기 채널에 흐르는 공기에 대해 대체로 상응하는 회전 정도를 도입할 수 있다. 임의의 경우에, 그리고 위에서 논의된 바와 같이, 경험적 테스트를 통해, 예를 들어 상이한 치수들의 스프링들을 사용하여 성능을 평가함으로써 바람직한 정도의 공기흐름 변경을 제공하는 적절한 구성이 수립될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 확장축(840)을 따라 연장되는 공기 채널(833)을 한정하고 본 발명의 특정 실시예들에 따른 카토마이저에 사용하기 위한 돌출부들(835A 및 835B)을 포함하는 공기 채널 벽(832)의 부분들을 개략적으로 나타낸다. 카토마이저가 사용 중일 때 정상적인 공기흐름의 방향은 도 14a에서 화살표(836)로 표시되어 있다. 이 예에서, 공기 채널 벽(832)은 두 개의 부분들로 제조되며, 각각의 부분은, 예를 들어 플라스틱 물질로 일체로 성형되며, 돌출부들(835A, 835B)의 각각을 갖는다. 따라서, 공기 채널 벽(832)은 대체로 튜브형인 공기 채널(833)을 형성하도록 조립되는 제1 부분(832A) 및 제2 부분(832B)을 포함하며, 본원에서 설명된 원리들에 따라 공기흐름을 변경시키기 위해 공기 채널(833) 내로 연장되는 돌출부들(835A, 835B)를 갖는다. 도 14a 및 도 14b 모두에서, 단순화를 위해 돌출부들(835A, 835B) 부근의 공기 채널 벽(832)의 일부만이 도시되어 있고, 또한 공기 채널 벽의 제1 절반부(832A)만이 도 14a에 도시되어 있다.
이러한 종류들의 돌출부들은 전자 시가레트의 나머지 부분들의 전체 구조 및 작동과 관계없이 공기 채널 내에 통합될 수 있으며, 이러한 의미에서, 공기 채널 벽(832)이 전자 시가레트에 통합되는 방식은, 예를 들어, 전자 시가레트의 다른 부분들에 대한 실링 및 결합의 관점에서, 본원에 설명된 원리들에 대해 중요한 것이 아니라는 것이 이해될 것이다.
크기의 관점에서, 이 특정 구현예의 공기 채널 벽(832)은 돌출부들의 부근에서 약 6 mm의 외경 및 약 3 mm의 내경(즉, 벽 두께는 약 1.5 mm임)을 갖는다. 각각의 돌출부들은 약 4 mm의 길이를 가지며, 이 예에서 공기 채널 벽에 대해 약 40°의 각도로 경사져 있다. 돌출부들은 약 0.5 mm의 두께 및 약 1.5 mm의 높이를 갖는다. 결과적으로, 공기 채널 벽(832)의 2 개의 절반부들이 사용을 위해 함께 조립될 때, 각각의 돌출부들(835A, 835B)은 도 14b에서 알 수 있는 바와 같이, 공기 채널(833)의 중앙에서 만나게 될 것이다. 이러한 의미에서 돌출부들은 공기 채널 벽에서 공기 채널의 중심으로 확장되도록 배치되고, 그에 따라, 함께 결합하여 공기 채널 직경의 대다수(예를 들어, 공기 채널 직경의 50 %, 60 %, 70 %, 80 % 또는 90 % 초과)를 차지하며, 일부의 경우들에서, 개별 돌출부들은 그 벽에서 공기 채널의 중심 상으로 연장되고, 그에 따라 어 공기 채널의 한 측면 상의 돌출부들은 공기 채널의 다른 측면 상의 돌출부들과 중첩할 수 있게 된다. 즉, 돌출부는 공기 채널 벽으로부터 공기 채널의 중심축을 향하여 공기 채널 벽과 중심축 간의 거리의 적어도 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 및 100 %에 해당하는 거리만큼 연장될 수 있다.
돌출부들이 공기 채널의 축에 따른 대략 동일한 위치에서 공기 채널 벽으로부터 공기 채널의 중심 주위로 연장되는 두 개의 각진 벽들(날개들)을 포함하는 상기 논의된 배열체에 대해, 상기 돌출부들은 공기 채널의 축을 따라 볼 때 공기 채널의 단면적의 약 50 %를 차지하는 것이 이해될 것이다. 그러나, 다른 예들에서 돌출부들은, 예를 들어, 돌출부들에 의해 제공되는 흡인 저항의 바람직한 증가를 고려하여 공기 채널의 상기 단면적의 양과 상이한 양을 차지할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 경우들에서, 돌출부들은 투영시에 그 확장축에 대해 수직인 평면에서 공기흐름 채널의 단면적의 20 % 내지 80 %, 30 % 내지 70 % 또는 40 % 내지 60 %를 차지할 수 있다.
상술한 특정 예의 크기들 및 형상들은 단지 하나의 특정 구현예를 위한 것이며 다른 구현예들은 상이한 구조, 예를 들어, 공기 채널이 제공되는 카토마이저의 전체 구조를 고려하여 상이한 크기를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 공기 채널의 공기 채널 벽/종 방향 축에 대한 40 도의 각 돌출부들에 대한 경사각의 특정 예는 단지 하나의 특정 구현예에 불과하다는 것이 이해될 것이다. 다른 구현예들에서는 다른 각도들, 예를 들어 10 도 내지 70 도, 20 도 내지 60 도 및 30 도 내지 50 도 범위의 각도들이 사용될 수 있다.
도 14a 및 도 14b와 관련하여 상기 논의된 예들에 따른 접근법들, 즉, 공기 채널의 중심에서 거의 만나도록 배치된 2 개의 돌출부들로 구성된 접근법들은, 사용시 흡인 저항 및/또는 응축의 바람직하지 않은 높은 증가를 발생시키지 않으면서 공기흐름에 대해 적절한 정도의 변경을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본원에 기술된 원리들에 따라, 에어로졸 제공 장치에서, 예를 들어, 증기 발생 챔버 내의 기화기에 전력을 선택적으로 공급하기 위해 배터리를 포함하는 제어 유닛에 결합하기 위한 카토마이저에서, 증기 발생 챔버와 증기 배출 개구 사이의 유체 연통을 제공하는 공기 채널에는, 예를 들어, 어느 정도의 회전 및/또는 어느 정도의 난류를 부여함으로써 공기 채널 내의 공기 흐름을 변경하기 위한 수단(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 돌출부들)이 제공된다. 위에서 언급했듯이, 이는 증기/에어로졸에 사용자의 인식 측면에서 향상된 특성들을 제공하는 데 도움을 줄 수 있다.
따라서, 기술된 증기 제공 장치(예를 들어, 증기 제공 시스템용의 분리가능한 카트리지)는 증기 전구체 물질로부터 증기를 발생시키기 위한 기화기를 구비한 증기 발생 챔버; 및 증기 발생 챔버와, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 장치의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구 사이에서 공기 채널을 한정하는 공기 채널 벽을 포함하며, 상기 공기 채널 벽의 내부 표면에는 사용중 상기 공기 채널 내의 공기의 흐름을 변경(방향 재지정)하기 위해 상기 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공된다. 예를 들어, 적어도 하나의 돌출부는 사용 중 공기 채널에 흐르는 공기에 대해 공기 채널의 확장축에 대한 어느 정도의 회전을 부여하기 위해 공기 채널 내로 연장되는 나선형 벽의 하나 또는 그 초과의 부분들을 한정하도록 배치될 수 있다.
일부 특정 예들이 위에서 설명되었지만, 다른 구현예들에 따라 행해질 수 있는 많은 변경예들이 있다는 것을 이해할 것이다.
예를 들어, 일부 실시예들이 상기 논의된 상이한 실시예들의 특징들, 예를 들어, 난류 유도 돌출부들 및 회전 유도 돌출부들의 조합을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
상기 논의된 다양한 요소들의 특정 형상 및 구성은, 예를 들어 전자 시가레트의 원하는 전체 크기 및 형상에 따라 상이한 구현예들을 위해 변경될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 이 시스템은 대체로 편평할 필요는 없지만, 기화 챔버를 증기 배출구에 연결시키는 공기 채널을 따르는 공기흐름과 관련하여 본원에 기술된 원리들을 여전히 이용하면서 더욱 원통형일 수 있다.
전술한 실시예들이 주로 전기 히터에 기초한 기화기에 초점을 맞추었지만, 다른 기술들, 예를 들어, 압전 진동기 기반 기화기들에 기초한 기화기들에 따라 동일한 원리들이 채용될 수 있음을 더 이해할 것이다.
전술한 실시예들이 주로 액상 기반의 에어로졸 제공 시스템에 초점을 맞추었지만, 증기 제공 시스템의 배출구 공기 채널에서 공기의 흐름을 조작하기 위한 동일한 원리들이 고체 또는 다른 비 액상의 전구체 물질로부터 증기를 발생시키는 시스템들에 대해 동일하게 적용될 수 있으며, 예를 들어 가열 담배(heating tobacco) 또는 담배 유도체(tobacco derivative)에 기초한 에어로졸 제공 시스템이 또한 본원에 기재된 원리들을 이용할 수 있다는 것이 유사하게 이해될 것이다.
다양한 실시예들이 본원에 상세히 설명되었지만, 이는 단지 예일 뿐이고, 이미 언급된 바와 같이, 본원에 설명된 원리들에 따른 접근법들이 많은 다른 구성들에 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 이러한 접근법들은 (본원에서 기술된 바와 같이, 2-피스 디바이스, 즉 카토마이저 및 제어 유닛이라기 보다는) 1-피스 또는 3-피스 디바이스용으로 사용될 수도 있다. 유사하게, 이미 언급한 바와 같이, 이들 접근법들은 비 액상 에어로졸 전구체 물질, 예를 들어, 담배 식물들(tobacco plants)로부터 유도되고, 다른 형태(예를 들어, 분말, 페이스트, 파쇄된 잎 물질, 등)로 제공되고 그후 사용자에 의한 흡입을 위한 휘발성 물질을 발생시키도록 가열되는 물질을 포함하는 전자 증기 제공 시스템과 함께 이용될 수 있다. 본원에 설명된 접근법들은 또한 e-시가레트용의 다양한 유형들의 히터, 다양한 유형들의 공기 흐름 구성, 카토마이저와 제어 유닛 간의 다양한 유형들의 접속(가령, 스크류(screw) 또는 바요넷(bayonet)) 등과 함께 사용될 수있다. 당업자는 상기 논의된 종류의 접근법들을 채택할 수도 있는 다양한 다른 형태들의 전자 증기 제공 시스템을 인식할 것이다.
보다 일반적으로, 본원에 기술된 다양한 실시예들은 청구된 특징들을 이해하고 교시하는 것을 돕기 위해서만 제공되는 것이 이해될 것이다. 이들 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되며, 완전한 및/또는 배타적인 것은 아니다. 본원에 설명된 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위에 대한 제한들 또는 청구범위와 동등한 것에 대한 제한들로 간주될 수 없으며, 청구된 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 실시예들이 이용될 수 있고 변경들이 가해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 기술된 것 이외의, 개시된 요소들, 구성 요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적절하게 포함하거나, 이들 조합들로 구성될 수 있거나, 또는 이들 조합들이 필수적으로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 현재 청구되지는 않으나 장래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (21)

  1. 증기 제공 장치로서,
    증기 전구체 물질로부터 증기를 발생시키기 위한 기화기를 구비한 증기 발생 챔버; 및
    상기 증기 발생 챔버와, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 장치의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구 사이의 공기 채널을 한정하고 있는 공기 채널 벽을 포함하며;
    상기 공기 채널 벽의 내부 표면에는 사용 중에 상기 공기 채널 내의 공기의 흐름을 변경하기 위해 상기 공기 채널 내로 연장되는 적어도 하나의 돌출부가 제공되는,
    증기 제공 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 공기 채널 내로 연장되고 상기 공기 채널의 확장축에 대해 비-제로(non-zero)의 각도로 경사진 표면을 갖는 적어도 하나의 돌출 벽을 한정하고 있는,
    증기 제공 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 비-제로의 각도는 적어도 10 도; 적어도 20 도; 적어도 30 도; 적어도 40 도; 적어도 50 도; 적어도 60 도; 적어도 70 도; 및 적어도 80 도를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 각도를 포함하는,
    증기 제공 장치.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출 벽은 사용 중에 상기 공기 채널을 따라 흐르는 공기에 대해 상기 공기 채널의 확장축에 대한 어느 정도의 회전을 부여하도록 상기 공기 채널 벽의 적어도 일부분을 따라서 연장된 나선형 경로 상에 배치되는,
    증기 제공 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 사용 중에 상기 공기 채널을 따라 흐르는 어느 정도의 난류를 도입하도록 배치되는,
    증기 제공 장치.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부와 상기 공기 채널 벽은 일체로 형성되는,
    증기 제공 장치.
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 공기 채널 벽과는 별도로 형성되고 상기 공기 채널을 위한 인서트(insert)를 포함하는,
    증기 제공 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 인서트는 나선형 스프링을 포함하는,
    증기 제공 장치.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기 제공 장치는 분리가능한 카트리지 및 제어 유닛을 포함하는 증기 제공 시스템용 분리가능한 카트리지이며, 상기 제어 유닛은 상기 분리가능한 카트리지가 사용을 위해 상기 제어 유닛에 결합될 때 상기 기화기에 전력을 선택적으로 공급하는 전력 공급원을 포함하는,
    증기 제공 장치.
  10. 제1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기화기에 전력을 선택적으로 공급하기 위한 전력 공급원을 더 포함하는,
    증기 제공 장치.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기화기는 상기 증기 전구체 물질의 적어도 일부분에 근접한 히터를 포함하는,
    증기 제공 장치.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기 전구체 물질은 액상을 포함하는,
    증기 제공 장치.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기 전구체 물질은 고체 물질을 포함하는,
    증기 제공 장치.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 공기 채널 내로 연장되고 상기 공기 채널의 확장축에 대해 비-제로의 각도로 경사진 표면을 갖는 적어도 하나의 돌출 벽을 한정하고 있으며, 상기 비-제로의 각도는 10 도 내지 70 도; 20 도 내지 60 도; 또는 30 도 내지 50 도의 범위 내의 각도를 포함하는,
    증기 제공 장치.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 공기 채널 벽으로부터 상기 공기 채널의 중심축을 향하여 상기 공기 채널 벽과 상기 중심축 간의 거리의 적어도 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 및 100 %의 거리만큼 연장되는,
    증기 제공 장치.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 두 개의 돌출부들을 포함하고, 상기 공기 채널 벽은 제1 벽 부분 및 제2 벽 부분으로 형성되고, 각각의 벽 부분은 상기 돌출부들 중의 하나와 일체로 성형되는,
    증기 제공 장치.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 공기 채널의 축을 따라 동일한 위치에서 상기 공기 채널로 연장되는 두 개의 돌출부들을 포함하는 증기 제공 장치.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 확장축에 대해 수직인 평면에서 공기흐름 채널의 단면적의 20 % 내지 80 %, 30 % 내지 70 % 또는 40 % 내지 60 %를 차지하는,
    증기 제공 장치.
  19. 증기 제공 수단으로서,
    증기 전구체 물질 수단으로부터 증기를 발생시키기 위한 증기 발생 수단을 구비한 증기 발생 챔버 수단; 및
    상기 증기 발생 챔버 수단과, 사용자가 사용 중에 증기를 흡입할 수 있는 증기 제공 수단의 마우스피스 단부에서의 증기 배출구 수단 사이를 유체 연통시키는 공기 채널 수단을 한정하고 있는 공기 채널 벽 수단을 포함하며;
    상기 공기 채널 벽 수단의 내부 표면에는 사용 중에 상기 공기 채널 수단 내의 공기의 흐름을 변경하기 위해 상기 공기 채널 수단 내로 연장되는 돌출부 수단이 제공되는,
    증기 제공 수단.
  20. 첨부된 도면들을 참조하여 실질적으로 전술한 바와 같이 기술되는 에어로졸 제공 시스템.
  21. 첨부된 도면들을 참조하여 실질적으로 전술한 바와 같이 기술되는 방법.
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