KR20190100198A - 하이브리드 e-베이핑 카트리지, 하이브리드 e-베이핑 카트리지를 포함하는 e-베이핑 장치, 및 그 제조 방법 - Google Patents

하이브리드 e-베이핑 카트리지, 하이브리드 e-베이핑 카트리지를 포함하는 e-베이핑 장치, 및 그 제조 방법 Download PDF

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에드먼드 카디예
윌리엄 제이. 크로우
배리 에스. 스미스
남 짠
크리스토퍼 에스. 터커
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

e-베이핑 카트리지(70)는 하우징 본체 내부에서 길이 방향으로 연장되고 중앙 통로(20a)를 정의하는 제1/중앙 튜브(8)을 갖는 하우징 본체를 포함하며, 제1 튜브(8)는 적어도 하나의 제1 구멍(8a)을 추가로 정의한다. 하나 이상의 흡수성 물질(10, 12) 층은 제1 튜브(8)의 적어도 일부분 주위에서 내부 환형 저장소(4b) 내부에 위치된다. 심지(28)는 중앙 통로(20a)와 연통하며, 심지(28)의 원위 단부는 제1 구멍(8a)을 횡단하고 내부 환형 저장소(4b)와 연통한다. 히터(14)는 내부 환형 저장소(4b)로부터 심지(28)로 전달된 예비-증기 제제를 기화시키도록 구성된다. e-베이핑 장치(71)는 전원 섹션(72)에 연결 가능한 카트리지(70)를 포함한다.

Description

하이브리드 E-베이핑 카트리지, 하이브리드 E-베이핑 카트리지를 포함하는 E-베이핑 장치, 및 그 제조 방법
예시적인 구현예는 일반적으로, 하이브리드 e-베이핑 카트리지, 및 하이브리드 e-베이핑 카트리지를 포함하는 e-베이핑 장치에 관한 것이다. 예시적인 구현예는 또한, 하이브리드 e-베이핑 카트리지, e-베이핑 장치, 또는 둘 모두를 제조하는 방법을 포함한다.
전자 베이핑(e-베이핑) 장치는 예비-증기 제제(pre-vapor formulation)를 "증기"로 기화시키는 데 사용될 수 있다. e-베이핑 장치는 일반적으로, 예비-증기 제제를 기화시키는 히터를 포함한다. 히터는 e-베이핑 장치의 섹션에 포함될 수 있으며, 이러한 섹션은 일반적으로, 예비-증기 제제 저장소를 또한 포함하는 e-베이핑 탱크 또는 카트리지의 형태일 수 있다. 히터를 전기적으로 활성화시키는 데 사용되는 전원은 e-베이핑 장치의 다른 섹션에 포함될 수 있다. e-베이핑 장치는 또한, 하나의 단일 섹션, 또는 2개 이상의 섹션을 수반할 수 있다.
e-베이핑 카트리지는 일반적으로 밀봉된 예비-증기 제제 저장소를 포함한다. 히터는 카트리지 내부에 위치될 수 있는 침니(chimney)와 연통할 수 있다. 히터는, 예를 들어 심지(또는 모세관 작용을 제공하는 다른 구조물)를 통해 저장소와 유체 연통할 수 있다. 저장소가 비워질 때까지 카트리지 내부의 예비-증기 제제가 사용 중에 일반적으로 고갈된다는 관점에서 저장소가 밀봉된다. 그리고 일단 비워지면, 카트리지가 예비-증기 제제로 재충진될 수 없기 때문에 카트리지는 폐기될 수 있다. 거즈 또는 다른 적합한 섬유 물질은 저장소 내부에 예비-증기 제제를 보유하는 것을 돕기 위해서 저장소 내부에 포함될 수 있다. 그러나, 거즈, 섬유 물질 또는 둘 모두는 침니에, 침니 주위에, 또는 침니에 그리고 침니 주위에 포함되지 않는다.
e-베이핑 탱크는 일반적으로, 밀봉되지 않은 예비-증기 제제 저장소를 포함하고, 본질적으로 수동 재충진을 허용하는 빈 용기일 수 있다. 카트리지와 유사하게, 히터는 탱크 내부에 위치될 수 있는 침대와 연통할 수 있다. 히터는, 예를 들어 심지(또는 모세관 작용을 제공하는 다른 구조물)를 통해 저장소와 유체 연통할 수 있다. 카트리지와 달리, e-베이핑 탱크의 저장소는 밀봉되지 않을 수 있다. 따라서, 일단 저장소로부터의 예비-증기 제제가 사용 중에 고갈되면, 저장소의 적어도 일부분은 e-베이핑 탱크의 추가 사용 전에 저장소가 예비-증기 제제로 다시 수동 충진되게 하기 위해서 접근될 수 있다. 거즈, 섬유 물질, 또는 둘 모두는 침니 내부에 위치되지 않고, 거즈, 섬유 구조물, 또는 둘 모두는 일반적으로 저장소 내부에 위치되지 않는다.
적어도 하나의 예시적인 일 구현예는 e-베이핑 카트리지에 관한 것이다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 카트리지는 하우징 본체; 하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며, 중앙 튜브 내부에 중앙 통로를 적어도 부분적으로 정의하며, 하우징 본체와 제1 튜브 사이에 정의된 제1 환형 저장소와 중앙 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제1 구멍을 추가로 정의하는 제1 튜브; 내부 환형 저장소 내부에 그리고 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 위치된 하나 이상의 흡수성 물질 층; 중앙 통로와 연통하며 심지의 원위 단부가 제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 횡단하고 제1 환형 저장소와 연통하는 심지; 및 제1 환형 저장소로부터 심지에 의해 전달되는 예비-증기 제제를 기화시키도록 구성된 히터를 포함한다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 카트리지는 하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며 제1 환형 저장소와 제2 환형 저장소 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제2 구멍을 정의하는 제2 튜브와 하우징 본체 사이에 제2 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 제2 튜브를 더 포함하며, 흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나이다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 카트리지는 제1 튜브의 단부에 연결된 제3 튜브를 더 포함하며, 제3 튜브와 제1 튜브는 중앙 통로를 전체적으로 정의하며, 심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접 접촉한다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 카트리지는 히터의 제1 단부에 그리고 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터에 전기 연결된 제1 전기 리드; 히터의 제2 단부 및 제3 튜브에 전기 연결된 제2 전기 리드를 더 포함하며, 제3 튜브는 전기 전도성이다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 카트리지는 카트리지의 제2 단부에 마우스 단부 삽입부를 더 포함하며, 제1 튜브 및 제2 튜브의 단부는 마우스 단부 삽입부와 접촉한다.
예시적인 일 구현예에서, 제2 튜브의 직경은 약 4 mm 내지 6 mm이며, 적어도 하나의 제2 구멍은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟의 총 횡단면적을 갖는 제2 튜브에 의해 정의된다.
예시적인 일 구현예에서, 제2 튜브에 의해 정의된 적어도 하나의 제2 구멍은 각각 약 1 mm 내지 4 mm의 직경을 갖는 4개의 별도 구멍을 포함한다.
예시적인 일 구현예에서, 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터는 암나사식 커넥터이며, 암나사식 커넥터의 일부분은 하우징 본체의 범위를 넘어서 연장되고 카트리지의 중앙 통로와 연통하게 적어도 하나의 공기 입구를 정의한다.
예시적인 일 구현예에서, 암나사식 커넥터의 일부분의 외부 표면은 홈을 정의하며, 제1 접착제는 하우징 본체의 원위 단부를 암나사식 커넥터의 기저부에 연결하도록 홈의 적어도 일부분을 충진하며, 밀봉제는 제2 튜브의 원위 단부와 암나사식 커넥터의 근위 단부 사이의 접합부를 적어도 부분적으로 덮는다.
예시적인 일 구현예에서, 하우징 본체의 적어도 일부분은 투명하고 반투명한 것 중 하나이다.
적어도 다른 예시적인 구현예는 e-베이핑 장치에 관한 것이다.
예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 장치는 카트리지를 포함하며, 상기 카트리지는 제1 하우징 본체, 하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며, 중앙 튜브 내부에 중앙 통로를 적어도 부분적으로 정의하며, 하우징 본체와 제1 튜브 사이에 정의된 제1 환형 저장소와 중앙 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제1 구멍을 추가로 정의하는 제1 튜브, 내부 환형 저장소 내부에 그리고 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 위치된 하나 이상의 흡수성 물질 층, 중앙 통로와 연통하며 심지의 원위 단부가 제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 횡단하고 제1 환형 저장소와 연통하는 심지, 및 제1 환형 저장소로부터 심지에 의해 전달되는 예비-증기 제제를 기화시키도록 구성된 히터를 포함하며; 카트리지에 연결 가능한 전원 섹션은 전원 섹션이 카트리지에 연결되는 경우 전원 섹션 및 카트리지 내부의 하나 이상의 내부 베이핑 조건을 검출하도록 구성된 센서, 전원, 및 센서가 하나 이상의 베이핑 조건을 검출하는 경우 전원으로부터 히터로 전류를 보내도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
예시적인 일 구현예에서, 카트리지는 하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며 제1 환형 저장소와 제2 환형 저장소 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제2 구멍을 정의하는 제2 튜브와 하우징 본체 사이에 제2 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 제2 튜브를 더 포함하며, 흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나이다.
예시적인 일 구현예에서, 카트리지는 제1 튜브의 단부에 연결된 제3 튜브를 더 포함하며, 제3 튜브와 제1 튜브는 중앙 통로를 전체적으로 정의하며, 심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접 접촉하며, 카트리지의 제2 튜브의 직경은 약 4 mm 내지 6 mm이며, 적어도 하나의 제2 구멍은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟의 총 횡단면적을 갖는 제2 튜브에 의해 정의된다.
예시적인 일 구현예에서, 카트리지는 히터의 제1 단부에 그리고 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터에 전기 연결된 제1 전기 리드; 및 히터의 제2 단부 및 제3 튜브에 전기 연결된 제2 전기 리드를 더 포함하며, 제3 튜브는 전기 전도성이다.
적어도 다른 예시적인 구현예는 e-베이핑 카트리지의 제조 방법에 관한 것이다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 중앙 통로를 제1 튜브 내부에 적어도 부분적으로 정의하는 제1 튜브를 통해 적어도 하나의 제1 구멍을 절단하고 제1 튜브의 원위 단부를 커넥터에 연결하는 단계; 제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 통해 심지 및 히터를 삽입하는 단계; 하나 이상의 흡수성 물질 층을 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 래핑하는 단계; 제1 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 하우징 본체를 제1 튜브에 걸쳐서 미끄러지게 하고 하우징 본체의 근위 단부를 커넥터에 연결하는 단계; 제1 환형 저장소를 예비-증기 제제로 충진하는 단계; 및 마우스 단부 삽입부를 하우징 본체의 원위 단부에 연결하는 단계를 포함한다.
예시적인 일 구현예에서, 제1 튜브의 원위 단부를 커넥터에 연결하는 단계는 제2 튜브를 커넥터에 연결하고 제1 튜브의 원위 단부를 제2 튜브에 연결하는 단계를 포함한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 적어도 하나의 제2 구멍을 제3 튜브 내에 절단하고 제3 튜브의 원위 단부가 커넥터의 근위 단부에 걸쳐서 끼워 맞춰질 때까지 하나 이상의 흡수성 물질 층 및 제1 튜브의 적어도 일부분에 걸쳐서 제1 튜브를 미끄러지게 하는 단계를 더 포함하며, 심지의 원위 단부는 제3 튜브에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 환형 저장소와 연통되며, 하우징 본체 및 제3 튜브는 제1 환형 저장소를 전체적으로 그리고 부분적으로 정의하며, 흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나이며, 심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접적으로 접촉한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 제1 전기 리드를 히터의 제1 단부 및 및 커넥터에 연결하는 단계, 및 하나 이상의 흡수성 물질 층이 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 씌워지기 전에 제2 전기 리드를 히터의 제2 단부 및 제2 튜브에 연결하는 단계를 더 포함하며, 제2 튜브는 전기 전도성이며; 제1 튜브의 최원위 단부는 제1 및 제2 전기 리드와 제2 튜브의 외부 표면 사이에 위치된다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 제3 튜브 내의 적어도 하나의 제2 구멍의 총 횡단면적을 조정하여 심지의 위킹 속도(wicking rate)를 제어하는 단계를 더 포함하며, 적어도 하나의 제2 구멍의 총 횡단면적은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟이다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 커넥터의 외부 표면 내에 홈을 절단하고 홈을 접착제로 적어도 부분적으로 충진하는 단계로서, 하우징 본체의 근위 단부를 커넥터에 연결하는 단계가 하우징 본체의 근위 단부를 접착제로 커넥터에 부착시키는 단계를 포함하는 단계; 및 제3 튜브의 원위 단부와 커넥터의 근위 단부의 일부분 사이의 접합부에 밀봉제를 도포하는 단계를 더 포함한다.
첨부된 도면을 참조하여 예시적인 구현예를 상세히 설명함으로써, 예시적인 구현예의 전술된 그리고 다른 특징 및 장점이 더욱 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 예시적인 구현예를 도시하도록 의도된 것이며, 청구항의 범위를 정의하는 것으로 해석되어서는 안된다. 첨부 도면은 명시적으로 언급되지 않는 한, 척도대로 도시된 것으로 간주되지 않는다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 사시도를 예시한다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 횡단면도를 예시한다.
도 3은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 분해도를 예시한다.
도 4는 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 조립 단계를 예시한다.
도 5는 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 다른 조립 단계를 예시한다.
도 6은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 다른 조립 단계를 예시한다.
도 7은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 다른 조립 단계를 예시한다.
도 8은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 다른 조립 단계를 예시한다.
도 9는 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지의 다른 조립 단계를 예시한다.
도 10은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지를 갖는 e-베이핑 장치를 예시한다.
도 11은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지를 갖는 e-베이핑 장치의 횡단면도를 예시한다.
일부 상세한 예시적인 구현예가 본원에서 개시된다. 그러나, 본원에 개시된 특정 구조적 그리고 기능적 세부 사항은 단지 예시적인 구현예를 설명하기 위한 대표적인 예일 뿐이다. 그러나, 예시적인 구현예는 많은 대안적인 형태로 구현될 있으며, 본 명세서에서 설명된 구현예에만 정의되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 예시적인 구현예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 구현예는 도면에 예로서 도시되며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예를 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없으며, 그와 반대로, 예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 범주 내에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 포함하는 것을 이해해야 한다. 동일한 도면 부호는 도면의 설명 전반에 걸쳐 동일한 요소를 지칭한다.
한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "연결된", "결합된" 또는 "덮는" 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소 또는 층 위에 연결되거나 결합되거나 덮거나, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대조적으로, 한 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접 위에", "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 언급될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 동일한 번호는 본 명세서 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 본원에서 다양한 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성 요소, 영역, 층 및 섹션은 이 용어에 의하여 정의되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션과 구별하는 데에만 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 구현예의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
본원에서 공간적으로 상대적인 용어(예를 들어, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등)는 도면에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 기술함에 있어서 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑"으로 기재된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위"에 배향될 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위와 아래의 배향 둘 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어는 그에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 사용된 용어는 단지 다양한 구현예를 설명하기 위한 것이며, 예시적인 구현예를 제한하려는 것은 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태 하나("a", "an" 및 "the")는 문맥상 달리 표시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함하다(includes, comprises)," 및 "포함하는(including, comprising)"은 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 수치(integer), 단계, 작동, 요소, 또는 구성 요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 수치, 단계, 작동, 요소, 구성 요소 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.
예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 이상적인 구현예(및 중간 구조체)의 개략도인 단면도를 참조하여 본원에 설명된다. 이와 같이, 제조 기술 또는 공차(tolerance)의 결과로서 도면의 형상으로부터 변형이 예상된다. 따라서, 예시적인 구현예는 본원에 도시된 영역의 형상에 정의되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야 한다. 따라서, 도면에 도시된 영역은 본질적으로 개략적이며, 그 형상은 장치의 영역의 실제 형상을 예시하기 위한 것이 아니며, 예시적인 구현예의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 예시적인 구현예가 속하는 당업자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 공통적으로 사용되는 사전에서 정의된 것을 포함하는 용어는, 관련 분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 명시적으로 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)의 사시도를 예시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 카트리지는 외부 하우징을 포함할 수 있다. 카트리지(70)의 단부는 (양극 단자(212a)과 같은) 전기 단자(212a)를 가질 수 있다. 카트리지(70)의 단부는 또한, e-베이핑 장치의 하나 이상의 추가 섹션과 정합할 수 있는 나사(205a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나사(205a)는 수형 커넥터(205) 상에 있을 수 있으며(도 2 참조), 여기서 나사(205a)는 e-베이핑 장치(71)의 전원 섹션(72)과 같은 다른 섹션의 암형 커넥터(206) 상의 나사(205d)와 정합하도록 구성될 수 있다(도 11 참조). 하이브리드 카트리지(70)의 나사(205a)는 또한, 카트리지(70)의 수형 커넥터(도시되지 않음)에 있을 수 있으므로, 나사(205a)는 e-베이핑 장치의 다른 섹션의 암형 커넥터와 정합할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
카트리지(70)의 단부는 또한, 커넥터(205)의 원위 단부 근처에 위치될 수 있는 하나 이상의 에어 벤트(44)를 포함할 수 있으며, 여기서 벤트 또는 벤트(44)들은 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, (카트리지(70)의 외측) 주변 공기를 카트리지(70)의 내부 공기 통로와 연통시킬 수 있다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)의 횡단면도(도 1의 뷰 '2')를 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(6)은 카트리지(70)의 길이방향 길이의 대부분을 따라 연장될 수 있다. 그러나, 커넥터(205)의 원위 단부는 하우징(6)의 범위를 넘어서 연장될 수 있고, 그에 의해 일단 완전 조립된 e-베이핑 장치(71)가 카트리지(70)와 맞춰지면 커넥터(205)의 에어 벤트 또는 에어 벤트(44)들 및 외부 표면이 보일 수 있게 하고 주변 공기로 개방되게 한다.
하이브리드 카트리지(70)는 공기의 흐름이 카트리지(70) 내부에서 지속되게 할 수 있는 다른 공기 통로(20a)와 연통되게 중앙 공기 통로(20)를 정의할 수 있다(여기서, 중앙 공기 통로(20) 및 공기 통로(20a)는 전체적으로 중앙 통로(20, 20a)로 간주될 수 있다). 구체적으로, 중앙 공기 통로(20)는 커넥터(205)에 의해 제자리에 고정될 수 있는 단부 튜브(210)(전기 전도성 튜브, 또는 "활성화된 튜브"일 수 있음)에 의해 정의될 수 있으며, 여기서 절연체(15)는 커넥터(205)로부터 활성화된 튜브(210)를 전기 절연하는 데 사용될 수 있다. 활성화된 튜브(210)의 원위 단부는, 예를 들어 양극 접점(212a)일 수 있는 전기 접점(212a)을 형성할 수 있다. 심지(28)를 갖는 히터(14)는 튜브(210)와 연통하도록 위치, 예컨대 튜브(210)의 단부 근처에 위치될 수 있다. 전기 리드(26a, 26b)는 히터(14)의 단부에 전기 연결될 수 있다. 예를 들어, 음극 전기 리드(26b)는 커넥터(205)와 히터(14)의 단부에 전기 연결될 수 있고, 양극 전기 리드(26a)는 활성화된 튜브(210)와 히터(14)의 다른 단부에 전기 연결될 수 있다.
내부 튜브(4)는 내부 환형체(4b)를 정의하는 것을 도울 수 있으며, 여기서 내부 환형체(4b)는 외부 환형 영역(6a)과 연통할 수 있다. 내부 튜브(4)의 단부는, 예를 들어 내부 튜브(4)가 근위 단부(205b)를 압축할 수 있도록 근위 단부(205b)에 걸쳐서 가압됨으로써 커넥터(205)의 근위 단부(205b)에 부착될 수 있다. 내부 튜브(4)의 다른 단부는 카트리지(70)의 마우스 단부 삽입부(9)에 연결될 수 있으며, 여기서 삽입부(9)는 하나 이상의 분기 출구(24)와 같은 출구(24)를 포함할 수 있다. 중앙 튜브(8)는 활성화된 튜브(210)의 단부에 걸쳐서 압축-끼워 맞춤될 수 있으며, 여기서 중앙 튜브(8)가 중앙 공기 통로(20)와 연통하여 공기 통로(20a)를 정의하도록 튜브(8)의 단부는 마우스 단부 삽입부(9)에 대해 가압될 수 있다.
하나 이상의 흡수성 거즈, 고밀도 거즈, 스펀지, 또는 다른 적합한 형태의 섬유 흡수성 물질 층이 내부 튜브(4) 내부에 위치되어 공기 통로(20a)를 정의하는 것을 또한 도울 수 있다. 예를 들어, 거즈(10)의 내부 층 및 거즈(12)의 외부 층이 내부 튜브(4)와 중앙 튜브(8) 사이에 위치될 수 있다. 보다 많거나 적은 거즈 층이 내부 튜브(4) 내부에 위치될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 단지 예로서, 거즈(10)의 내부 층 및 거즈(12)의 외부 층은 대안적으로 거즈의 한 층일 수 있다. 환형체(6a)에 임의의 거즈가 없는 내부 튜브(4) 내측에 하나 이상의 거즈의 층을 제공함으로써, 하이브리드 카트리지(70)는 탱크-유형의 섹션(예비-증기 제제 레벨의 용이한 관찰을 위해 예비-증기 제제(22)를 외부 환형체(6a)에 유지할 수 있고 선택적으로 재충진 가능할 수 있음)으로부터의 이점을 카트리지의 안정성(거즈(10, 12)가 누출을 방지하고 심지(28) 및 히터(14)로 예비-증기 제제(22)의 일정한 흐름을 제공할 수 있음)과 조합한다.
일 구현예에서, 각각의 거즈 층(10, 12)은 동일한 물질, 또는 상이한 물질에 의해 형성될 수 있다. 거즈 층(10, 12)은, 예를 들어 면, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 레이온, 다른 중합체 물질, 다른 섬유 필라멘트 물질, 또는 이들의 조합을 포함하며, 이들은 예비-증기 제제(22)가 심지(28)의 모세관 작용을 통해 히터(14) 내로 흡인되기 전에 예비-증기 제제(22)를 효과적으로 흡수 및 보유할 수 있는 조밀한 수의 격자간 공간을 포함한다. 일 구현예에서, 각각의 거즈 층(10, 12)은 직사각형 형상일 수 있고 약 18 mm 폭과 22 mm 길이일 수 있다.
환형 영역(6a)은 외부 하우징(6)과 내부 튜브(4) 사이에 정의될 수 있다. 환형 영역(6a)은 예비-증기 제제(22)를 포함하도록 구성될 수 있다. 내부 튜브(4) 내부의 하나 이상의 구멍(4a)은 예비-증기 제제가 환형 영역(6a)과 내부 환형 영역(4b) 사이에 연통되게 할 수 있으며, 여기서 내부 환형 영역(4b)은 내부 튜브(4), 중앙 튜브(8), 커넥터(205) 및 마우스 단부 삽입부(9)에 의해 부분적으로 정의될 수 있다. 심지(28)의 단부는 내부 환형 영역(4b)과 연통하도록 히터(14) 및 중앙 튜브(8) 내부의 관통 구멍(8a)(도 3 및 도 4에 더 명확히 도시됨)으로부터 멀리 연장될 수 있다. 특히, 이러한 심지(28)는 카트리지(70)가 작동될 때 히터가 예비-증기 제제를 기화시킬 수 있도록 히터(14)를 향해 내부 환형체(4b)로부터 예비-증기 제제를 흡인하도록 구성될 수 있다. 일 구현예에서, 심지(28)의 길이는 총 길이가 약 20 mm 내지 32 mm일 수 있다.
카트리지의 내부 환형 공간(4b)에 거즈 층(10, 12)을 제공함으로써, 심지(28)의 위킹 속도는 히터(14)로 예비-증기 제제(22)의 원하는 흐름을 얻도록 더 양호하게 제어될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 거즈 층(10, 12)은 (단순히 예비-증기 제제(22)를 보유하는 것이 아니라) 예비-증기 제제(22)의 흐름을 지향시킬 수 있는 배향된 섬유일 수 있다. 특히, 예비-증기 제제(22)의 위킹 속도가 너무 높으면, 히터(14)에서의 증기 형성이 너무 클 수 있다. 증기의 이러한 과잉 생성은 공기 통로(20a)를 빠져나가는 기류를 포화시키도록 작용하고, 그에 의해 카트리지(70)로부터 배출될 수 있는 증기가 원하지 않는 맛을 갖게 한다(또는, 출구 공기 통로(20a)가 적절히 기화되지 않은 예비-증기 제제(22)를 함유하게 하거나 이들 둘 모두를 야기할 수 있다). 한편, 예비-증기 제제의 위킹 속도가 너무 낮으면, 히터(14)에서의 증기 형성이 너무 낮을 수 있다. 더 작은 양의 이러한 증기 생성은 카트리지(70)로부터 배출될 수 있는 증기가 충분한 양의 증기를 포함하지 않게 할 수 있으며, 이것 또한 바람직하지 않다.
내부 튜브(4) 내의 구멍(4a)의 크기 및 내부 튜브(4) 내의 구멍(4a)의 총 수는 또한 심지(28)의 위킹 속도를 조정하도록 조정될 수 있다. 즉, 조합된 수의 구멍(4a)의 전체 횡단면적은 위킹 속도에 영향을 미치도록 조정될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 구멍(4a)의 총 횡단면적은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟일 수 있으며, 여기서 이러한 총 횡단면적은 약 4 mm 내지 6 mm인 튜브 내경에 대해 약 1 mm 내지 4 mm의 직경을 각각 갖는 튜브(4) 내에 4개의 별도 구멍(4a)을 포함함으로써 제공될 수 있다.
히터(14)는 와이어 코일, 평탄한 본체, 세라믹 본체, 단일 와이어, 디스크, 저항성 와이어 케이지의 형태, 또는 임의의 다른 적합한 형태일 수 있다. 또한, 히터(14)는 이들 전체가 원용에 의해 본 출원에 포함되는 다음의 두 특허 출원에 개시된 바와 같이, 구부러진 히터 또는 사형 히터의 형태일 수 있다: 미국 출원 번호 15/223,857, "Method of Making a Heater of an Electronic Vaping Device"Christopher S. Tucker 등에 의해 2016년 7월 29일자 출원됨; 그리고 미국 출원 번호 15/224,866, "Cartridge and E-Vaping Device with Serpentine Heater" Shmuel Gavrielov 등에 의해 2016년 8월 1일자 출원됨. 심지(28)는 히터(14)의 코일을 통해 길이방향으로 연장될 수 있거나, 이와는 달리 심지(28)는 히터(14)와 연통할 수 있어서, 심지(28)에 의해 히터(14)를 향하여 흡인될 수 있는 예비-증기 제제(22)를 히터(14)가 기화시킬 수 있다. 심지(28)는 섬유 및 가요성 물질로 구성될 수 있다. 심지(28)는 예비-증기 제제(22)를 흡인하는 기능을 갖는 적어도 하나의 필라멘트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 심지(28)는 필라멘트 번들을 포함할 수 있으며, 이는 유리(또는 세라믹) 필라멘트를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 유리 필라멘트의 권선 그룹(예를 들어, 3개의 이러한 권선)을 포함하는 번들이 심지(28)를 형성하도록 배열될 수 있어서, 필라멘트 내부의 격자간 공간의 모세관 작용을 통해서 예비-증기 제제(22)가 히터(14)로 흡인된다.
예비-증기 제제(22)는 카트리지(70)에서의 사용에 적합한 비등점을 가질 수 있다. 비등점이 너무 높으면, 히터(14)는 심지(28) 내의 예비-증기 제제(22)를 기화시킬 수 없을 것이다. 그러나, 비등점이 너무 낮으면, 예비-증기 제제(22)는 히터(14)의 활성화 없이 기화될 수 있다.
예비-증기 제제(22)는 가열 시 예비-증기 제제(22)로부터 방출될 수 있는 휘발성 담배 향미제 화합물을 포함한 담배 함유 물질일 수 있다. 예비-증기 제제(22)는 또한, 담배 향미제 함유 물질 또는 니코틴 함유 물질일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예비-증기 제제(22)는 비-담배 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예비-증기 제제(22)는 물, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다. 예비-증기 제제(22)는 증기 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 증기 형성제의 예는 글리세린, 프로필렌 글리콜 등이다.
도 3은 예시적인 구현예에 따른 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)의 분해도를 예시한다. 구체적으로, 도 3은 카트리지(70)의 요소의 기본 조립체를 도시한다. 카트리지(70)의 제1 단부에서, 절연체 슬리브(15)는 활성화된 튜브(210)에 걸쳐서 끼워 맞춰질 수 있고, 그 후에 커넥터(205)가 절연체 슬리브(15)에 걸쳐서 끼워질 수 있다. 전기 리드(26a, 26b)(예컨대, 음극 전기 리드(26b)) 중 하나는 커넥터(205)의 근위 단부(205b) 내에 삽입될 수 있는 반면에, 전기 리드(26a, 26b)(예컨대, 양극 전기 리드(26b)) 중 다른 하나는 활성화된 튜브(210)에 연결될 수 있다. 전기 리드 둘 모두는 히터의 각각의 단부에 연결될 수 있다.
중앙 튜브(8)는 튜브(8)를 통과하는 구멍(8a)을 정의할 수 있으며, 여기서 구멍(8a)은 심지(28) 및 히터(14)를 수용할 수 있다. 이러한 튜브(8)가 본질적으로, 내부 환형체(4b)와 공기 통로(20a) 사이에서 배리어로서 작용하는 "침니" 구조물을 형성할 수 있기 때문에, 이러한 튜브(8)는 더 견고한 구조물을 제공하기 위해, 예를 들어 섬유유리, 친수성 폴리에틸렌 산화물, 또는 유기 열가소성 중합체로 제조될 수 있다. 거즈(10)의 내부 층, 및 선택적으로 거즈(12) 외부 층(또는, 심지어 거즈와 섬유 중 적어도 하나의 추가 층)이 내부 튜브(4) 내에 삽입될 수 있다. 일단 튜브(210)의 근위 단부가 커넥터(205)를 통해 삽입되면, 내부 튜브(4)는 활성화된 튜브(210)에 걸쳐서 미끄러질 수 있다.
외부 하우징(6)은 내부 튜브(4)에 걸쳐서 끼워 맞춰질 수 있고, 다음에 마우스-단부 삽입부(9)가 하우징(6)의 근위 단부에 끼워 맞춰질 수 있다.
도 4는 예시적인 구현예에 따라서, 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 단계를 예시한다. 이러한 도시된 단계에서, 활성화된 튜브(210)는 커넥터(205)를 통해 완전히 삽입되며, 여기서 양극 전기 리드(26a)가 튜브(210)의 측면에 연결될 수 있고, 음극 전기 리드(26b)가 커넥터(205)의 근위 단부(205b)에 연결될 수 있음에 주목해야 한다. 활성화된 튜브(210)의 외부 표면 근처에서 길이 방향으로 연장되는 이들 전기 리드(26a, 26b)의 배치는 전기 리드(26a, 26b)가 내부 튜브(4) 내부에 포함되게 함을 주목해야 한다(거즈(10, 12) 및 전기 리드(26a, 26b)에 걸쳐서 끼워 맞춰지는 내부 튜브(4)를 도시하는 도 6 참조).
히터(14)는 중앙 튜브(8)에 의해 정의된 구멍(8a) 내에 삽입될 수 있으며, 여기서 심지(28)는 히터(14)의 코일을 통해 끼워 맞춰질 수 있다. 튜브(8), 및 거즈(10)의 내부 층은 활성화된 튜브(210)에 걸쳐서 미끄러질 수 있다.
도 5는 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 다른 단계를 예시한다. 이러한 단계에서, 심지(28)의 원위 단부는 중앙 튜브(8)의 구멍(8a)으로부터 나올 수 있다. 거즈(10)의 내부 층은 그 후에 튜브(8)의 근위 단부에 걸쳐서 미끄러질 수 있어서, 중간 거즈의 원위 단부가 심지(28)의 위치 근처에(중첩되지 않고) 위치될 수 있다. 외부 거즈(12)는 내부 거즈(10)와 튜브(8) 둘 모두에 걸쳐서 끼워질 수 있어서, 외부 거즈(12)는 내부 거즈 층(10)을 둘러싸거나 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
환형 홈(205c)은 커넥터의 원위 단부 근처에 존재할 수 있음에 주목해야 한다. 이러한 홈(205c)은 도 7에서(아래에서) 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하우징을 커넥터(205)에 고정하는 데 사용될 수 있다.
도 6은 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 다른 단계를 예시한다. 이러한 단계에서, 내부 튜브(4)는 거즈(10, 12)의 각각의 층에 걸쳐서 끼워 맞춰질 수 있으며, 여기서 임의의 수의 거즈 층이 사용될 수 있다. 권취된 거즈 층(10, 12)의 유효 직경 및 내부 튜브(4)의 직경은 시간이 지남에 따라 거즈 층(10, 12)의 권취 해제, 풀림, 또는 권취 해제와 풀림을 완화시키기 위해서 내부 튜브(4)가 거즈 층(10, 12)에 억지 끼워 맞춤을 제공하는 것을 보장하기 위해서 조정될 수 있음에 유의해야 한다.
도 7은 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 다른 단계를 예시한다. 이러한 단계에서, 접착제 층(밀봉제)(7a)은 내부 튜브(4)가 커넥터(205)와 접촉하는 접합부에 도포될 수 있다. 이러한 밀봉제(7a)는 실리콘 기반 접착제, 또는 다른 적합한 밀봉제일 수 있다. 밀봉제(7a)는 내부 튜브(4)의 원위 단부가 커넥터(205)의 근위 단부(205b)에 걸쳐서 가압된 후에 내부 튜브(4)와 커넥터(205) 사이의 접합부에 첨가될 수 있다. 밀봉제(7a)는 밀봉제(7a)가 예비-증기 제제(22) 내에 침지될 수 있는 환경에서, 내부 튜브(4)의 원위 단부와 커넥터(205) 사이의 접합부 사이에 액체 불투과성 시일을 제공할 수 있다. 밀봉제(7a)는 또한, 내부 튜브(4)의 원위 단부를 커넥터(205)에 확실하게 부착하는 것을 도울 수 있다.
하우징(6)이 커넥터(205) 상에 안착되기 전에 다른 접착제(밀봉제)(7b)가 홈(205)에 도포될 수 있다. 이러한 접착제(7b)는 또한, 하우징(6)의 원위 단부를 커넥터(205)에 확실하게 부착할 수 있는 실리콘 기반 접착제 또는 다른 적합한 밀봉제일 수 있으며, 여기서 접착제(7b)는 예비-증기 제제가 커넥터(205)와의 이러한 접합부에서 하우징(6)을 빠져나가는 것을 완화시키기 위해 액체 불투과성 시일을 형성할 수 있다.
도 8은 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 다른 단계를 예시한다. 이러한 단계에서, 예비-증기 제제(22)는 하우징(6)과 내부 튜브(4) 사이의 환형 공간(6a)에 첨가될 수 있다. 환형 공간(6a) 내부에 예비-증기 제제의 첨가 후에, 예비-증기 제제(22)가 내부 튜브(4) 내의 구멍(4a)을 통해 흐를 수 있으며, 그에 의해 예비-증기 제제가 내부 환형 공간(4b) 내로 흐르게 하는 것을 이해해야 한다. 환형 공간(4b)에서, 예비-증기 제제(22)는 거즈(10, 12)의 층을 통해 흡수되고 투과될 수 있다.
도 9는 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 조립하는 다른 단계를 예시한다. 이러한 단계에서, 마우스-단부 삽입부(9)는 카트리지(70)의 근위 단부에 부착될 수 있다. 삽입부(9)는 접착제, 정합 나사, 마찰 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤, 초음파 용접 등을 사용하여 부착될 수 있다. 삽입부(9)와 하우징(6)의 이러한 결합은 예비-증기 제제가 카트리지(70)의 범위를 빠져나갈 수 없게 보장하기 위해서 액체 투과 가능한 시일을 생성할 수 있다.
마우스-단부 삽입부(9)는 선택적으로, 카트리지 내부에 예비-증기 제제(22)의 재충전을 위해 제거되도록 구성될 수 있다. 이는 카트리지(70)가 일회용이라기보다는 선택적으로 재사용 가능하게 할 수 있다.
도 10은 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 갖는 e-베이핑 장치(71)를 예시한다. 이러한 구현예에서, 다른 섹션(72)이 카트리지(70)에 연결될 수 있다. (후술되는) 도 11에 더 상세히 도시되는 바와 같이, 다른 섹션(72)은 장치(71)의 전원 섹션일 수 있다.
이러한 구현예에서, 하우징(6), 또는 하우징(6)과 내부 튜브(4) 둘 모두는 투명 또는 반투명 물질로 제조될 수 있음에 주목해야 한다. 투명 물질, 반투명 물질, 또는 투명 물질과 반투명 물질은 유리, 아크릴, 폴리카보네이트, 석영, 실리카, 또는 카트리지(70)의 내부가 보일 수 있게 하는 다른 적합한 물질로 제조될 수 있다. 특히, 하우징(6)(또는 하우징(6)과 내부 튜브(4))의 투명, 반투명, 또는 투명과 반투명 성질은 예비-증기 제제의 잔여 레벨이 결정되게 할 수 있다.
거즈(10, 12) 층의 존재로, 특히 비교적 두꺼운 거즈(10, 12) 층과 관련하여, 카트리지(70)에는 카트리지(70)의 유효 수명 말기 무렵에 볼 수 있는 양의 예비-증기 제제(22)에 대한 결핍이 나타날 수 있다는 점에 주목해야 한다. 그러나, 거즈(10, 12)의 흡수 품질을 고려하면, 카트리지(70)는 예비-증기 제제(22)에 대한 임의의 가시성 존재의 결핍에도 불구하고 상당히 연장된 기간 동안 계속해서 성공적으로 작동할 수 있다.
도 11은 예시적인 구현예에 따라서 하이브리드 e-베이핑 카트리지(70)를 갖는 e-베이핑 장치(71)의 횡단면도(도 10의 뷰 '11')를 예시한다. 카트리지(70)는 정합 나사(205a, 205d)를 통해 전원 섹션(72)일 수 있는 다른 섹션(72)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 전원 섹션(72)은 외부 하우징(6a), 및 커넥터(206) 상에 나사(205d)를 가질 수 있는 수형 커넥터(206)를 포함할 수 있다. 커넥터(206)는 나사(205a)를 또한 포함하는 암형 커넥터(205)와 정합하도록 구성될 수 있다. 섹션(70, 72)을 연결하는 다른 수단, 예컨대 마찰 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤, 접착제, 제거 가능한 핀과 삽입 가능한 핀 중 적어도 하나, 또는 섹션(70, 72)을 결합하는 다른 적절한 수단이 또한 사용될 수 있다. 또한, 전원 섹션(72)은 카트리지(70)에 영구적으로 연결될 수 있어서, 전원 섹션(72)은 카트리지(70)의 일체형 섹션일 수 있다.
전원 섹션(72)은 배터리 같은 전원(1)을 포함할 수 있다. 배터리는 리튬-이온 배터리 또는 그의 변형체 중 하나, 예를 들어 리튬-이온 폴리머 배터리일 수 있다. 대안적으로, 배터리는 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리 또는 연료 셀일 수 있다. 그 경우, 전원 섹션(72)은 전원(1)의 에너지가 고갈될 때까지 사용될 수 있다. 대안적으로, 전원(1)은 재충전 가능할 수 있고 외부 충전 장치에 의해 배터리가 충전될 수 있게 하는 회로를 포함한다. 그 경우, 충전될 때 회로는 원하는(또는 대안적으로 결정된) 수의 퍼프를 위한 전력을 제공할 수 있으며, 그 후에 회로는 외부 충전 장치에 재연결되어야 한다.
전원(1)은 전원(1)으로부터 나오는 전기 연결부(1a, 1b)를 가질 수 있다. 예를 들어, 전원(1)은 장치(71)의 작동에 전력을 공급하기 위한 전기 회로의 생성을 도울 수 있는 양극 연결부(1a) 및 음극 연결부(1b)를 가질 수 있다. 예를 들어, 전원(1)은 센서(16) 및 장치(71)의 작동을 제어할 수 있는 제어 회로(300)에 전기 연결될 수 있다. 제어 회로(300)는 강성 인쇄 회로 기판(302)에 배치될 수 있다. 회로 기판(302)은 전기 리드(308)를 통해 전원(1)의 제1 전기 연결부(1a)에 연결될 수 있으며, 회로 기판(302)은 전기 리드(310)를 통해 제2 전기 연결부(1b)에 연결될 수 있다. 전원(1)은 또한, (아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이)카트리지(70)의 히터(14)로 전류를 보낼 수 있다.
e-베이핑 장치(71)의 섹션(70, 72)을 결합할 때, 기류 통로는 섹션(70, 72)들 사이에 기류를 전달하도록 존재할 수 있다. 구체적으로, 양극 전기 포스트(78) 및 포스트 스템(78a)은 포스트(78)를 통해 연장되는 공기 통로(78a)를 정의할 수 있다. 하나 이상의 측면 벤트(78b)는 공기 통로(78a)로부터 나올 수 있다. 측면 벤트(78b)는 에어 벤트(44), 및 카트리지(70)의 양극 포스트(78)와 양극 단자(212a) 사이에 존재할 수 있는 하나 이상의 채널(78c) 둘 모두와 유체 연통할 수 있다. 하나 이상의 채널(78c)은 중앙 공기 통로(20)와 유체 연통할 수 있다.
조립된 상태에서, e-베이핑 장치(71)는 장치(71)의 작동에 전력을 공급하는 전기 회로를 형성할 수 있다. 회로는 전원(1), 센서(16), 제어 회로(300), 전기 리드(308, 310), 커넥터(206)(전기 전도성 금속으로 제조될 수 있음), 전원 섹션(72)의 커넥터(206)와 카트리지(70)의 커넥터(205) 둘 모두와 전기 접촉하는 전기 리드(26c), 및 (전기 리드(26b)를 통해) 커넥터(205)와 그리고 (전기 리드(26a)와 활성화된 튜브(210)를 통해)전원 섹션(72)의 전기 포스트(78)와 전기 접촉하는 히터(14)를 포함할 수 있다.
(위의) e-베이핑 장치(71)의 이해에 기초하여, 하이브리드 카트리지(70)를 갖는 조립된 장치(71)의 작동이 본 명세서에서 설명된다. 장치(71)를 통한 기류는 주로 공기 입구(44)로부터 카트리지(70) 내로 흡인되는 공기에 의해 야기될 수 있으며, 여기서 공기는 하나 이상의 채널(78c)을 통해 중앙 공기 통로(20) 및 공기 통로(20a)로 흐를 수 있으며, 공기 통로(20a)에서 기류 및 수반된 증기가 마우스-단부 삽입부(9)에서 장치(71)로부터 배출되기 전에, 심지(28)를 통해 흡수된 예비-증기 제제(22)를 가열하는 히터(14)에 의해 생성될 수 있는 증기가 기류에 수반될 수 있다. 채널(78c)이 포스트(78)를 통해 연장되는 측면 벤트(78b) 및 공기 통로(78a)와 유체 연통할 수 있기 때문에, 센서(16)가 베이핑 조건(아래에서 논의됨)을 검출할 수 있음으로써 제어 회로(300)는 전원(1)으로부터 히터(14)로 전류를 제공할 수 있다. 일 구현예에서 활성화될 때, 히터(14)는 약 10초 미만 동안 심지(28)의 일부분을 가열할 수 있다.
장치(71)를 통한 기류는 장치(71)를 활성화하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 센서(16)는 제어 회로(300)가 센서(16) 출력을 수신할 수 있는 경우에 기류의 크기 및 방향을 나타내는 출력을 발생하도록 구성되고 다음 베이핑 조건: (1) 기류의 방향이 (삽입부(9)을 통과해 흐르는 공기에 대한) 마우스-단부 삽입부(9) 상의 흡인을 나타내고, (2) 기류의 크기가 임계 값을 초과하는 조건이 존재하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 장치(71)의 이들 내부 베이핑 조건이 만족되면, 제어 회로(300)는 히터(14)에 전원(1)을 전기 연결할 수 있으며, 그에 의해 히터(14)를 활성화시킨다. 즉, 제어 회로(300)는 (제어 회로(300)의 부분을 형성하는 히터 전력 제어 트랜지스터를 활성화시킴으로써) 전기 리드(310) 및 전기 연결부(1b)를 전기 연결할 수 있음으로써 히터(14)가 전원(1)에 전기 연결될 수 있다. 대체 구현예에서, 센서(16)는 압력 강하를 나타내는 출력을 발생할 수 있으며, 따라서 제어 회로(300)는 그에 응답하여 히터(14)를 활성화시킬 수 있다.
일 구현예에서, 제어 회로(300)는 히터(14)가 활성화될 때, 전원(1)이 재충전될 때, 또는 둘 모두일 때 불이 켜지도록 제어 회로(300)를 활성화시킬 수 있는 라이트(304)를 포함할 수 있다. 라이트(304)는 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. LED는 하나 이상의 색상(예를 들어, 백색, 황색, 적색, 녹색, 청색, 등)을 포함할 수 있다. 또한, 라이트(304)는 베이핑 중에 성인 베이퍼가 볼 수 있도록 배열될 수 있으며, 여기서 라이트(304)는 e-베이핑 장치(71)의 전원 섹션(72)의 단부캡(306) 근처에 위치될 수 있다. 라이트(304)는 또한 e-베이핑 시스템 진단에 활용될 수 있다. 라이트(304)는 프라이버시를 위해 성인 베이퍼가 히터 활성화 라이트(304)를 활성화시키거나 비활성화시키거나, 또는 활성화시키고 비활성화시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 제어 회로(300)는 시간-주기(time-period) 제한기를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 제어 회로(300)는 성인 베이퍼가 가열을 개시하기 위한 수동식 작동 스위치를 포함할 수 있다. 히터(14)로의 전류 공급 기간은 기화되길 원하는 예비-증기 제제(22)의 양에 따라 설정 또는 미리 설정될 수 있다.
예시적인 구현예가 이와 같이 기술되었지만, 구현예는 많은 방식으로 변형될 수 있음이 명백할 것이다. 이와 같은 변형은 예시적인 구현예의 의도된 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 당업자에게 명백한 모든 이와 같은 변형은 다음의 청구 범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. e-베이핑 카트리지로서,
    하우징 본체;
    하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며, 중앙 튜브 내부에 중앙 통로를 적어도 부분적으로 정의하며, 하우징 본체와 제1 튜브 사이에 정의된 제1 환형 저장소와 중앙 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제1 구멍을 추가로 정의하는 제1 튜브;
    내부 환형 저장소 내부에 그리고 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 위치된 하나 이상의 흡수성 물질 층;
    중앙 통로와 연통하며, 심지의 원위 단부가 제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 횡단하고 제1 환형 저장소와 연통하는 심지; 및
    제1 환형 저장소로부터 심지에 의해 전달되는 예비-증기 제제를 기화시키도록 구성된 히터를 포함하는, e-베이핑 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며 제1 환형 저장소와 제2 환형 저장소 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제2 구멍을 정의하는 제2 튜브와 하우징 본체 사이에 제2 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 제2 튜브를 더 포함하며,
    흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나인, e-베이핑 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 튜브의 단부에 연결된 제3 튜브를 더 포함하며, 제3 튜브와 제1 튜브는 중앙 통로를 전체적으로 정의하며,
    심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접 접촉하는, e-베이핑 카트리지.
  4. 제3항에 있어서,
    히터의 제1 단부에 그리고 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터에 전기 연결된 제1 전기 리드;
    히터의 제2 단부 및 제3 튜브에 전기 연결된 제2 전기 리드를 더 포함하며, 제3 튜브는 전기 전도성인, e-베이핑 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터는 암나사식 커넥터이며, 암나사식 커넥터의 일부분은 하우징 본체의 범위를 넘어서 연장되고 카트리지의 중앙 통로와 연통하게 적어도 하나의 공기 입구를 정의하는, e-베이핑 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 암나사식 커넥터의 일부분의 외부 표면은 홈을 정의하며, 제1 접착제는 하우징 본체의 원위 단부를 암나사식 커넥터의 기저부에 연결하도록 홈의 적어도 일부분을 충진하며, 밀봉제는 제2 튜브의 원위 단부와 암나사식 커넥터의 근위 단부 사이의 접합부를 적어도 부분적으로 덮고 있는, e-베이핑 카트리지.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    카트리지의 제2 단부에 마우스 단부 삽입부를 더 포함하며,
    제1 튜브 및 제2 튜브의 단부는 마우스 단부 삽입부와 접촉하는, e-베이핑 카트리지.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 튜브의 직경은 약 4 mm 내지 6 mm이며, 적어도 하나의 제2 구멍은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟의 총 횡단면적을 갖는 제2 튜브에 의해 정의되는, e-베이핑 카트리지.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 튜브에 의해 정의된 적어도 하나의 제2 구멍은 각각 약 1 mm 내지 4 mm의 직경을 갖는 4개의 별도 구멍을 포함하는, e-베이핑 카트리지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 본체의 적어도 일부분은 투명하고 반투명한 것 중 하나인, e-베이핑 카트리지.
  11. 카트리지 및 카트리지에 연결 가능한 전원 섹션을 포함하는 e-베이핑 장치로서,
    상기 카트리지는,
    제1 하우징 본체;
    하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며, 중앙 튜브 내부에 중앙 통로를 적어도 부분적으로 정의하며, 하우징 본체와 제1 튜브 사이에 정의된 제1 환형 저장소와 중앙 통로 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제1 구멍을 추가로 정의하는 제1 튜브;
    내부 환형 저장소 내부에 그리고 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 위치된 하나 이상의 흡수성 물질 층;
    중앙 통로와 연통하며, 심지의 원위 단부가 제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 횡단하고 제1 환형 저장소와 연통하는 심지; 및
    제1 환형 저장소로부터 심지에 의해 전달되는 예비-증기 제제를 기화시키도록 구성된 히터를 포함하며;
    상기 전원 섹션은,
    전원 섹션이 카트리지에 연결되는 경우 전원 섹션 및 카트리지 내부의 하나 이상의 내부 베이핑 조건을 검출하도록 구성된 센서,
    전원, 및
    센서가 하나 이상의 베이핑 조건을 검출하는 경우 전원으로부터 히터로 전류를 보내도록 구성된 제어 회로를 포함하는, e-베이핑 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카트리지는,
    하우징 본체 내부에서 길이방향으로 연장되며 제1 환형 저장소와 제2 환형 저장소 사이에 유체 연통을 제공하는 적어도 하나의 제2 구멍을 정의하는 제2 튜브와 하우징 본체 사이에 제2 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 제2 튜브를 더 포함하며,
    흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나인, e-베이핑 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 카트리지는,
    제1 튜브의 단부에 연결된 제3 튜브를 더 포함하며, 제3 튜브와 제1 튜브는 중앙 통로를 전체적으로 정의하며,
    심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접 접촉하며,
    카트리지의 제2 튜브의 직경은 약 4 mm 내지 6 mm이며, 적어도 하나의 제2 구멍은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟의 총 횡단면적을 갖는 제2 튜브에 의해 정의되는, e-베이핑 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 카트리지는,
    히터의 제1 단부에 그리고 카트리지의 제1 단부 상의 커넥터에 전기 연결된 제1 전기 리드;
    히터의 제2 단부 및 제3 튜브에 전기 연결된 제2 전기 리드를 더 포함하며, 제3 튜브는 전기 전도성인, e-베이핑 장치.
  15. e-베이핑 카트리지의 제조 방법으로서,
    중앙 통로를 제1 튜브 내부에 적어도 부분적으로 정의하는 제1 튜브를 통해 적어도 하나의 제1 구멍을 절단하고 제1 튜브의 원위 단부를 커넥터에 연결하는 단계;
    제1 튜브의 적어도 하나의 제1 구멍을 통해 심지 및 히터를 삽입하는 단계;
    하나 이상의 흡수성 물질 층을 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 래핑하는 단계;
    제1 환형 저장소를 부분적으로 정의하는 하우징 본체를 제1 튜브에 걸쳐서 미끄러지게 하고 하우징 본체의 근위 단부를 커넥터에 연결하는 단계;
    제1 환형 저장소를 예비-증기 제제로 충진하는 단계; 및
    마우스 단부 삽입부를 하우징 본체의 원위 단부에 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 제1 튜브의 원위 단부를 커넥터에 연결하는 단계는 제2 튜브를 커넥터에 연결하고 제1 튜브의 원위 단부를 제2 튜브에 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 제2 구멍을 제3 튜브 내에 절단하고 제3 튜브의 원위 단부가 커넥터의 근위 단부에 걸쳐서 끼워 맞춰질 때까지 하나 이상의 흡수성 물질 층 및 제1 튜브의 적어도 일부분에 걸쳐서 제1 튜브를 미끄러지게 하는 단계를 더 포함하며, 심지의 원위 단부는 제3 튜브에 의해 적어도 부분적으로 정의된 제2 환형 저장소와 연통되며, 하우징 본체 및 제3 튜브는 제1 환형 저장소를 전체적으로 그리고 부분적으로 정의하며,
    흡수성 물질은 거즈와 섬유 물질 중 적어도 하나이며, 심지의 원위 단부는 하나 이상의 흡수성 물질 층의 일부분과 직접적으로 접촉하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    제3 튜브 내의 적어도 하나의 제2 구멍의 총 횡단면적을 조정하여 심지의 위킹 속도를 제어하는 단계를 더 포함하며, 적어도 하나의 제2 구멍의 총 횡단면적은 약 3.14 ㎟ 내지 9.42 ㎟인, 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    커넥터의 외부 표면 내에 홈을 절단하고 홈을 접착제로 적어도 부분적으로 충진하는 단계로서, 하우징 본체의 근위 단부를 커넥터에 연결하는 단계가 하우징 본체의 근위 단부를 접착제로 커넥터에 부착시키는 단계를 포함하는 단계; 및
    제3 튜브의 원위 단부와 커넥터의 근위 단부의 일부분 사이의 접합부에 밀봉제를 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 전기 리드를 히터의 제1 단부 및 및 커넥터에 연결하는 단계, 및 하나 이상의 흡수성 물질 층이 제1 튜브의 적어도 일부분 주위에 씌워지기 전에 제2 전기 리드를 히터의 제2 단부 및 제2 튜브에 연결하는 단계를 더 포함하며, 제2 튜브는 전기 전도성이며;
    제1 튜브의 최원위 단부는 제1 및 제2 전기 리드와 제2 튜브의 외부 표면 사이에 위치되는, 방법.
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