KR20190112304A - 액체 포집부를 갖는 증기 공급 디바이스 - Google Patents

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Abstract

증기 공급 디바이스를 위한 조립체는, 소스 액체를 증발시키기 위한 증기 발생기; 저장조로부터 증기 발생기로 소스 액체를 이송하기 위한 액체 도관; 및 저장조로부터 액체를 수용하는 액체 도관의 부분과 증기 발생기 사이에서 액체 도관의 적어도 일부분과 액체 전달 접촉하는 액체 포집 요소를 포함하며, 액체 포집 요소는 액체 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물을 포함한다.

Description

액체 포집부를 갖는 증기 공급 디바이스
본 발명은 전자 증기 공급 디바이스들(electronic vapour provision devices)과 같은 증기 공급 디바이스들, 및 전자 증기 공급 디바이스들과 같은 증기 공급 디바이스들을 위한 조립체들에 관한 것이다.
e-시가렛들(e-cigarettes)과 같은 에어로졸(aerosol) 또는 증기 공급 디바이스들 및 시스템들은 일반적으로, 예컨대 증발 또는 다른 수단을 통해 에어로졸이 발생되는 니코틴(nicotine)을 전형적으로 포함하는 제제(formulation)를 보유하는 소스 액체(source liquid)의 저장조(reservoir)를 포함한다. 따라서, 증기 공급 시스템을 위한 에어로졸 소스는 저장조로부터의 소스 액체의 일부분에 결합된 가열 요소 또는 다른 증기 발생 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 시스템들에서, 가열 요소 및 저장조는 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 배터리(battery)를 수납하는 제2 섹션 또는 구성요소에 연결 가능한 제1 섹션 또는 구성요소 내에 포함된다. 이러한 제1 섹션은 카토마이저(cartomiser)로 지칭될 수 있으며, 소스 액체가 소비되었을 때 교체되도록 폐기될 수 있다. 사용 시에, 사용자는 디바이스 상을 흡입하여(inhale) 가열 요소를 활성화시키며, 가열 요소는 소량의 소스 액체를 증발시키고, 그에 따라 소스 액체가 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸로 변환된다.
저장조는 자유-유동 소스 액체를 유지할 수 있거나, 소스 액체 내에 침지된 흡수성 재료를 수납할 수 있다. 저장조는 소스 액체가 저장조를 빠져나가서 가열 요소에 도달하고, 가열 요소가 고온에 있을 때 증발될 수 있도록 설계되며; 이것은 저장조 내에 도달하고 가열 요소에 물리적으로 결합된 다공성 위킹 요소(porous wicking element)와 같은 도관의 사용에 의해 이루어질 수 있다. 저장조 및 도관은 소스 액체를 보유하고 이 소스 액체를 적절한 속도로 증발시키기 위해 이송하도록 구성되지만, 이러한 배열은 저장조 내부와 외부 환경 사이의 압력차들에 매우 민감할 수 있다. 환경에 대한 탱크 내부의 압력 증가는 압력 밸런스를 재설정하기에 충분한 액체가 손실될 때까지 저장조 밖으로 액체를 강제할 수 있다. 누설된 액체는 도관 및 히터가 성공적으로 유지하거나 증발시키기에는 너무 많을 수 있으며, 그래서 디바이스 내부로 누출되어, 잠재적으로 디바이스 자체의 손상 및 궁극적으로 디바이스 자체로부터의 누출을 야기하고, 또한 그렇지 않으면 소비될 수 있는 액체의 손실을 야기할 수 있다.
이러한 문제들을 완화하는 것을 목적으로 하는 접근법들에 관심이 있다.
본원에 설명된 특정 실시예들의 제1 양태에 따르면, 증기 공급 디바이스를 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는, 소스 액체를 증발시키기 위한 증기 발생기(vapour generator); 저장조로부터 증기 발생기로 소스 액체를 이송하기 위한 액체 도관(liquid conduit); 및 저장조로부터 액체를 수용하는 액체 도관의 부분과 증기 발생기 사이에서 액체 도관의 적어도 일부분과 액체 전달 접촉하는 액체 포집 요소(liquid capture element)를 포함하고, 액체 포집 요소는 액체 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물(absorbent structure)을 포함한다.
본원에 설명된 특정 실시예들의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 조립체, 및 소스 액체를 유지하기 위한 저장조를 포함하는, 증기 공급 디바이스를 위한 카트리지 조립체(cartridge assembly)가 제공된다.
본원에 설명된 특정 실시예들의 제3 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 조립체, 또는 제2 양태에 따른 카트리지 조립체를 포함하는 증기 공급 디바이스가 제공된다.
특정 실시예들의 제4 양태에 따르면, 전자 증기 공급 디바이스를 위한 분무화기 조립체(atomiser assembly)가 제공되며, 분무화기 조립체는, 소스 액체를 증발시키기 위한 증발기(vaporiser); 저장조로부터 증발기로 소스 액체를 이송하기 위한 액체 이송 기구(liquid delivery mechanism); 및 저장조의 출구와 증발기 사이에서 액체 이송 기구와 접촉하고 액체 이송 기구보다 소스 액체에 대해 덜 친수성인 흡수성 버퍼 요소(absorbent buffer element)를 포함한다.
특정 실시예들의 제5 양태에 따르면, 증기 공급 디바이스에서 저장조로부터 누출된 소스 액체를 포집하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 저장조로부터 증기 발생기로 소스 액체를 이송하도록 구성된 액체 도관의 적어도 일부분과 액체 전달 접촉하는 액체 포집 요소를 배열하는 단계를 포함하며, 상기 일부분은 저장조로부터 액체를 수용하는 액체 도관의 부분과 증기 발생기 사이에 놓이고, 액체 포집 요소는 액체 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물을 포함한다.
특정 실시예들의 이들 및 다른 양태들이 첨부된 독립 청구항들 및 종속 청구항들에 기재되어 있다. 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것 이외의 조합들로 서로 그리고 독립 청구항들의 특징들과 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 본원에 설명된 접근법은 하기에 기재된 것과 같은 특정 실시예들에 제한되지 않고, 본원에 제시된 특징들의 임의의 적절한 조합들을 포함하고 고려한다. 예를 들어, 전자 증기 공급 디바이스 또는 전자 증기 공급 디바이스를 위한 구성요소는 후술하는 다양한 특징들 중 어느 하나 이상을 적절하게 포함하는 본원에 설명된 접근법들에 따라 제공될 수 있다.
이제, 다양한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예로서 상세하게 설명될 것이다:
도 1은 예시적인 전자 시가렛 또는 증기 공급 디바이스의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 2는 저장조 및 분무화기를 포함하는 전자 시가렛의 제1 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 단면도를 도시하며;
도 3은 저장조 및 분무화기를 포함하는 전자 시가렛의 제2 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4는 저장조 및 분무화기를 포함하는 전자 시가렛의 제3 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 단면도를 도시하며;
도 5는 액체 버퍼를 포함하는 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 종단면도를 도시하고;
도 6은 액체 버퍼를 포함하는 추가의 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 종단면도를 도시하며;
도 7은 액체 버퍼를 포함하는 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 8은 액체 버퍼를 포함하는 다른 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 횡단면도를 도시한다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결화를 위해 상세하게 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세하게 설명되지 않는, 본원에서 논의되는 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 통상적인 기술들에 따라 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전술한 바와 같이, 본 개시는 e-시가렛들과 같은 전자 에어로졸 또는 증기 공급 시스템들에 관한 것이다(그러나, 이에 제한되지 않음). 하기의 설명 전체에 걸쳐서, 용어들 "e-시가렛" 및 "전자 시가렛"이 때때로 사용될 수 있지만; 이들 용어들은 에어로졸(증기) 공급 시스템 또는 디바이스와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 유사하게, "에어로졸"은 "증기"와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "구성요소"는, 종종 외부 하우징(exterior housing) 또는 벽 내에, 몇몇의 보다 작은 부분들 또는 요소들을 포함하는 전자 시가렛의 부분(part), 섹션(section), 유닛(unit), 모듈(module), 조립체 또는 유사물을 지칭하는데 사용된다. 전자 시가렛은 하나 이상의 그러한 구성요소들로 형성되거나 만들어질 수 있으며, 구성요소들은 제거 가능하게 서로 연결 가능할 수 있거나, 제조 동안에 영구적으로 함께 결합되어 전체 전자 시가렛을 규정할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 예를 들어, 위킹 요소 내에 유지되거나 증발될 수 있는 것보다 많은 액체를 저장조 밖으로 강제하는 액체 저장조 내의 상대적 과압으로부터 생기는 과잉 액체를 수용(포집) 및 저장할 수 있는 액체 버퍼 시스템을 갖는 전자 시가렛을 제공하는 것이 제안된다. 흡수성 버퍼 요소는 액체를 저장조로부터 증기 발생 요소로 이송하는 액체 시스템과 접촉하도록 배열되지만, 정상 작동 하에서 액체를 흡수하지 않고, 그렇지 않으면 전자 시가렛의 내부로 누출될 수 있는 과잉 액체를 흡수하는데 이용 가능하도록 구성된다. 저장조가 비워지면, 버퍼 요소 내에 유지된 임의의 액체가 증발을 위해 공급될 수 있다. 따라서, 누설된 액체는 낭비되지 않아도 되며, 디바이스 내부로 또는 전자 시가렛으로부터 외부로 누출될 가능성이 적다. 사실상, 누출된 액체는 일부 누출 고장 모드들에 따라 사용 가능한 액체로서 저장조와 별개인 저장 시스템 내에 유지된다. 따라서, 소모성 액체의 손실이 감소되고, 외부 누출들이 감소되어, 증가된 사용자 편의성을 제공한다.
도 1은 e-시가렛(10)과 같은 예시적인 에어로졸/증기 공급 시스템의 매우 개략적인 다이어그램(실척이 아님)이다. e-시가렛(10)은 파선으로 표시된 종축을 따라 연장되는 대체로 원통형인 형상을 가지며, 2 개의 주요 구성요소들, 즉 제어 또는 전력 구성요소 또는 섹션(20), 및 증기 발생 구성요소로서 작동하는 카트리지 조립체 또는 섹션(30)(때때로, 카토마이저, 클리어로마이저(clearomiser) 또는 분무화기로 지칭됨)을 포함한다.
카트리지 조립체(30)는, 예를 들어, 니코틴을 보유하는, 에어로졸이 생성될 액체 제제를 포함하는 소스 액체를 보유하는 저장조(3)를 포함한다. 일 예로서, 소스 액체는 약 1% 내지 3%의 니코틴 및 50%의 글리세롤(glycerol)을 포함할 수 있으며, 나머지는 거의 동일한 정도의 물 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol)을 포함하고, 가능하게는 향료들(flavourings)과 같은 다른 성분들을 또한 포함한다. 저장조(3)는 소스 액체가 탱크의 범위 내에서 자유롭게 이동 및 유동하도록 소스 액체가 저장될 수 있는 용기 또는 리셉터클(receptacle)인 저장 탱크(storage tank)의 형태를 갖는다. 대안적으로, 저장조(3)는 다공성 구조물 내에 소스 액체를 유지하는 면 와딩(cotton wadding) 또는 유리 섬유와 같은 소정량의 흡수성 재료를 보유할 수 있다. 저장조(3)는 소스 액체가 소비된 후에 폐기될 수 있도록 제조 동안 충전한 후에 밀봉될 수 있거나, 새로운 소스 액체가 추가될 수 있는 입구 포트(inlet port) 또는 다른 개구를 가질 수 있다. 카트리지 조립체(30)는 또한, 가열에 의한 소스 액체의 증발에 의해 에어로졸을 발생시키기 위해 저장조 탱크(3)의 외부에 위치된 전기 가열 요소 또는 히터(heater)(4)를 포함한다. 심지(wick) 또는 다른 다공성 요소(6)와 같은 액체 도관 배열체가 저장조(3)로부터 히터(4)로 소스 액체를 이송하도록 제공될 수 있다. 심지(6)는 소스 액체를 흡수하고 히터(4)와 접촉하는 심지(6)의 다른 부분들에 위킹 또는 모세관 작용에 의해 소스 액체를 이송할 수 있도록 저장조(3) 내부에 위치되는 하나 이상의 부분들을 갖는다. 이에 의해, 이러한 액체는 가열되고 증발되어, 심지(6)에 의해 히터(4)로 전달된 새로운 액체 소스로 대체된다. 따라서, 심지는 저장조 탱크(3)의 내부 용적부(interior volume)를 규정하는 벽을 관통하여 연장되며, 저장조로부터 히터로 액체를 이송하거나 전달하는, 저장조(3)와 히터(4) 사이의 브리지(bridge), 경로 또는 도관으로서 생각될 수 있다. 도관, 액체 도관, 액체 전달 경로, 액체 이송 경로, 액체 전달 기구 및 액체 이송 기구를 포함하는 용어들은, 모두 심지 또는 대응하는 구성요소 또는 구조물을 지칭하기 위해 본원에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
히터와 심지(또는 유사물) 조합은 때때로 분무화기 또는 분무화기 조립체로 지칭되고, 그 소스 액체를 갖는 저장조 및 분무화기는 통칭하여 에어로졸 소스로 지칭될 수 있다. 다른 전문용어는 액체 이송 조립체, 액체 전달 조립체, 또는 단순히 조립체를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서, 이들 용어들은 증기 발생 요소(증기 발생기), 및 저장조로부터 증기 발생기로 액체를 이송하거나 전달하는 위킹 또는 유사한 구성요소 또는 구조물(액체 도관)을 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 부분들이 도 1의 매우 개략적인 표현과 비교하여 상이하게 배열될 수 있는 다양한 디자인들이 가능하다. 예를 들어, 심지(6)는 히터(4)와 완전히 별개인 요소일 수 있거나, 히터(4)는 다공성이며 위킹 기능을 직접 수행할 수 있도록 구성될 수 있다(예를 들어, 금속 메시(metallic mesh)). 대안적으로, 액체 도관은 저장조로부터 소스 액체를 흡인하고(draw) 증발을 위해 소스 액체를 이송하는 모세관 작용을 지원하기에 충분히 좁은 하나 이상의 슬롯들(slots), 튜브들(tubes) 또는 채널들(channels)로, 저장조와 히터 사이에, 형성될 수 있다. 히터 대신에, 예를 들어, 압전 효과에 기초한 진동 증발기와 같은 증기 발생을 위한 다른 수단이 사용될 수 있다. 전기 또는 전자 디바이스에서, 증기 발생기는 옴(ohmic)(줄(Joule)) 가열에 의해 또는 유도 가열에 의해 작동하는 전기 가열 요소일 수 있다. 또한, 디바이스는 예를 들어, 펌프 작용에 의해 작동하는 비전기 디바이스일 수 있다. 따라서, 일반적으로, 분무화기는, 그것에 이송된 소스 액체로부터 증기를 발생시킬 수 있는 증기 발생 또는 증발 요소, 및 모세관력에 의해 저장조 또는 유사한 액체 저장소로부터 증기 발생기로 액체를 이송하거나 전달할 수 있는 액체 도관인 것으로 간주될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 모든 및 임의의 그러한 조립체 구성들에 적용 가능하다. 구현에 관계없이, 부분들은 저장조(3)의 내부로부터 증발을 위해 히터(4)(또는 다른 증기 발생기)의 근방 및 표면까지 소스 액체를 이동시킬 수 있는 액체 유동 경로를 형성하도록 구성될 것이다. 이것은, 액체가 히터로 이송되고, 성공적으로 증발되어 이에 의해 전자 시가렛 내의 다른 곳에서 원치 않는 임의의 위치에 도달하는 것이 방지되어야 하는 의도된 유체 경로이다. 이러한 작동은 증기 발생기가 유입 액체를 처리할 수 있도록 예상 속도로의 소스 액체의 이송에 기초한다. 그러나, 저장조 내부의 과잉 압력에 의해, 또는 심지어 증기 발생기가 작동하지 않을 때 정상 압력 조건들 하에서 야기될 수 있는 것과 같은 누출의 경우에, 너무 많은 액체가 도관 및 증기 발생기에 또는 그 안에 축적되고, 분무화기를 수납하는 챔버 내의 자유 액체로서 누설되도록 흘러나올 수 있다.
도 1로 돌아오면, 카트리지 조립체(30)는 또한 사용자가 히터(4)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있는 개구 또는 공기 출구를 갖는 마우스피스(mouthpiece)(35)를 포함한다.
전력 구성요소(20)는 e-시가렛(10), 특히 히터(4)의 전기 구성요소들에 전력을 제공하기 위한 전지 또는 배터리(5)(본원에서, 이후에, 배터리로 지칭되며, 그리고 이는 재충전식일 수 있음)를 포함한다. 추가적으로, 일반적으로 e-시가렛을 제어하기 위한 인쇄 회로 기판(28) 및/또는 다른 전자기기 또는 회로가 있다. 제어 전자기기/회로는, 증기가 요구되는 경우, 예를 들어, 시스템(10) 상의 흡입을 검출하는 공기 압력 센서 또는 공기 유동 센서(도시되지 않음)로부터의 신호에 응답하여, 히터(4)를 배터리(5)에 연결하고, 흡입 동안에, 전력 구성요소(20)의 벽에 있는 하나 이상의 공기 입구들(26)을 통해 공기가 진입한다. 가열 요소(4)가 배터리(5)로부터 전력을 수용하는 경우, 가열 요소(4)는 심지(6)에 의해 저장조(3)로부터 이송된 소스 액체를 증발시켜 에어로졸을 발생시키고, 다음에 이것은 마우스피스(35)의 개구를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 에어로졸은, 사용자가 마우스피스(35) 상을 흡입할 때, 에어로졸 소스에 대한 공기 입구(26)를 공기 출구에 연결하는 공기 채널(도시되지 않음)을 따라 에어로졸 소스로부터 마우스피스(35)로 운반된다. 따라서, 전자 시가렛을 통한 공기 유동 경로는 분무화기에 대한 공기 입구(들)(이는 전력 구성요소에 있을 수 있거나, 있지 않을 수 있음)와 마우스피스에 있는 공기 출구 사이에 규정된다. 사용 시에, 이러한 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동 방향은 공기 입구로부터 공기 출구로의 방향이며, 그에 따라 분무화기는 공기 입구의 하류 및 공기 출구의 상류에 놓이는 것으로 설명될 수 있다.
이러한 특정 예에서, 전력 섹션(20) 및 카트리지 조립체(30)는, 도 1에서 실선 화살표들로 표시된 바와 같이, 종축에 평행한 방향으로 분리함으로써 서로 분해 가능한 별개 부분들이다. 구성요소들(20, 30)은, 디바이스(10)가 사용 중일 때, 전력 섹션(20)과 카트리지 조립체(30) 사이의 기계적 및 전기적 연결을 제공하는 협력 맞물림 요소들(21, 31)(예를 들어, 스크류(screw) 또는 베이어닛 끼워맞춤부(bayonet fitting))에 의해 함께 결합된다. 그러나, 이것은 단지 예시적인 배열일 뿐이며, 다양한 구성요소들이 전력 섹션(20)과 카트리지 조립체 섹션(30) 사이에 상이하게 분포될 수 있으며, 다른 구성요소들 및 요소들이 포함될 수 있다. 2 개의 섹션들은 도 1에서와 같이 종방향 구성으로 단부끼리 함께 연결될 수 있거나, 나란한 병렬 배열과 같은 다른 구성으로 함께 연결될 수 있다. 시스템은 대체로 원통형일 수 있거나 아닐 수 있으며, 그리고/또는 대체로 종방향 형상을 가질 수 있거나 아닐 수 있다. 어느 한쪽 또는 양쪽 섹션들은 고갈된 경우(예를 들어, 저장조가 비거나, 배터리가 방전된 경우) 폐기되고 교체되도록 의도될 수 있거나, 저장조를 리필(refill)하거나 배터리를 재충전하는 것과 같은 동작들에 의해 다수 사용들이 가능해지도록 의도될 수 있다. 대안적으로, e-시가렛(10)은 2 개의 부분들로 분리될 수 없는 일체형 디바이스(일회용 또는 리필식/재충전식)일 수 있으며, 이러한 경우 모든 구성요소들은 단일 본체 또는 하우징 내에 포함된다. 본 개시의 실시예들 및 예들은 당업자가 인식하는 이들 구성들 및 다른 구성들 중 어느 구성에도 적용 가능하다.
도 1의 예시적인 디바이스는 매우 개략적인 형식으로 제시되어 있다. 도 2 및 도 3은 탱크, 히터 및 심지의 상대적인 포지션들을 나타내는, 예들에 따른 에어로졸 소스들의 보다 상세한 표현들을 도시하고 있다.
도 2는 예시적인 에어로졸 소스의 측단면도를 도시하고 있다. 저장조 탱크(3)는 외벽(32) 및 내벽(34)을 가지며, 이 벽들 각각은 대체로 원통형이다. 내벽(34)은 외벽(32) 내의 중앙에 배치되어, 2 개의 벽들 사이에 환형 공간을 규정하며; 이것은 소스 액체를 유지하도록 의도된 탱크(3)의 내부 용적부이다. 탱크는 (묘사된 배향에서) 그 하단부에서 저부벽(33)에 의해 폐쇄되고, 그 상단부에서 상부벽(36)에 의해 폐쇄된다. 내벽(34)에 의해 둘러싸인 중앙 공간은 통로 또는 채널(37)이며, 이 통로 또는 채널(37)은, 그 하단부에서 (예컨대, 도 1에 도시된 공기 흡입구(26)를 통해) 전자 시가렛 내로 흡인된 공기를 수용하고, 그 상단부에서 (예컨대, 도 1의 마우스피스(35)를 통해) 흡입을 위한 에어로졸을 이송한다. 이는 또한 분무화기를 수납하는 챔버를 규정한다.
공기 유동 채널(37) 내에는, 히터(4) 및 심지(6)를 포함하는 분무화기(40)가 배치된다. 심지, 즉, 본 예에서 로드형(rod-shaped)이고 섬유들로 형성될 수 있는 세장형의 다공성 요소는 공기 유동 통로를 가로질러 배열되어(탱크(3)의 하단부에 보다 근접한 것으로 도시되어 있지만, 이는 보다 높게 위치결정될 수 있음), 그 단부들이 내벽(34)의 구멍들을 통과하고 탱크(3)의 내부 용적부 내에 도달하여 그 안에서 소스 액체를 흡수한다. 히터(4)는 심지(6) 주위에 감겨진 와이어 코일(wire coil) 형태의 전동식 가열 요소이다. 연결 리드선들(connecting leads)(4a, 4b)은 배터리로부터의 전력 공급을 위해 히터를 회로(도시되지 않음)에 결합시킨다. 에어로졸 소스는 전자 시가렛의 카트리지 조립체 섹션의 하우징 내에 배치될 것이며, (가능하게는 분리 가능한 구성요소에서) 그 상단부에는 마우스피스가 배열되고, 그 하단부에는 제어기 및 배터리가 배열된다. 탱크(3)의 외벽(32)은 또한 카트리지 조립체 하우징의 벽일 수 있거나 아닐 수 있다는 것에 주목한다. 이들 벽들이 공유되는 경우, 카트리지 조립체는 소스 액체가 소비되었을 때, 기존의 배터리/전력 섹션에 연결 가능한 새로운 카트리지 조립체로 교체되게 폐기될 수 있도록 의도될 수 있거나, 또는 저장조 탱크(3)가 소스 액체로 리필될 수 있도록 구성될 수 있다. 탱크 벽과 하우징 벽이 상이한 경우, 탱크(3) 또는 전체 에어로졸 소스는, 소스 액체가 소비될 때 하우징 내에서 교체 가능할 수 있거나, 또는 리필 목적을 위해 하우징으로부터 제거 가능할 수 있다. 이들은 단지 예시적인 배열들이고, 제한하려고 의도된 것은 아니다.
사용 시에, 그 조립체 하우징 내의 에어로졸 소스가 (e-시가렛 디자인에 따라 분리 가능하게 또는 영구적으로) 배터리 섹션에 결합되고, 사용자가 마우스피스를 통해 흡입하는 경우, 입구 또는 입구들을 통해 디바이스 내로 흡인된 공기는 공기 유동 채널(37)로 진입한다. 히터(4)는 열을 생성하도록 활성화되고; 이것은 심지(6)에 의해 히터(4)로 들어온 소스 액체가 가열되어 증발되게 한다. 증기는, 사용자에 의해 흡입되도록, 또한 공기 유동 채널(37)을 따라 디바이스의 마우스피스로 유동하는 공기에 의해 운반된다. 화살표들(A)은 디바이스를 통한 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동 및 그 방향을 표시한다.
도 3은 분무화기가 환형이 아닌 탱크(3) 아래에 위치결정되는 다른 예시적인 에어로졸 소스의 측단면도를 도시하고 있다. 심지(6)는 U-자형 형상을 가지며, 2 개의 단부들이 탱크(3)의 베이스 벽(33)의 구멍들을 통해 탱크(3) 내부에 위치결정된다. 도 2에서와 같이, 히터(4)는 심지의 중앙 부분에 감겨진 와이어 코일이다. 공기(A)는, 코일(4) 및 심지(6)를 수납하는 탱크 아래의 챔버(7)(분무화기 챔버)로 진입할 수 있고, 증발된 액체가 히터 위로 유동할 때 이 증발된 액체를 수집한 후에, 챔버(7)를 떠나서 추가의 공기 유동 경로(도시되지 않음)를 따라 디바이스의 마우스피스로 이동할 수 있다.
도 4는 대안적인 예시적 에어로졸 소스의 측단면도를 도시하고 있다. 도 2의 예에서와 같이, 탱크(3)는 외벽(32)과 내벽(34) 사이에 형성된 환형 공간이며, 관형 내벽(34)의 내부 공간은 공기 유동 채널(37)을 제공한다. 그러나, 이러한 예에서, 로드형 심지 및 코일형 가열 요소는 단일 개체(entity) 또는 요소가 위킹 및 가열 기능들 둘 모두를 제공하는 분무화기(40)로 대체된다. 이것을 위해 전기 전도성 메시가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 전도성 특성은 분무화기가 전력을 수용하여 가열할 수 있게 하는 한편, 메시 구조가 위킹 작용을 허용한다. 분무화기(40)는 또한, 공기 유동 채널(37)을 가로질러 배열되고, 그 일부들이 내벽(34)의 슬롯들 또는 다른 구멍들을 통해 탱크(3)의 내부 용적부 내로 통과한다. 슬롯들은 저장조로부터 액체를 흡인하는데 기여하는 약간의 모세관력을 제공하기 위해 좁은 개구들로서 배열될 수 있거나, 또는 모세관 작용이 가열 요소(40)의 메시의 기공들로부터만 생기도록 가열 요소(40) 주위에 밀봉될 수 있다. 이러한 예에서, 분무화기(40)는 세장형의 평면 구성을 가지며, 그것의 긴 에지들이 저장조 내에 도달하고 그것의 짧은 단부들이 공기 유동 통로(37)의 각 단부에 있도록 배열된다. 이들 단부들(4a, 4b)은 전기 도체들(도시되지 않음)의 적절한 배열에 의해 배터리에 연결된다. 따라서, 보다 넓은 면적의 증발 표면이 공기 유동 채널을 통해 유동하는 공기에 제공된다.
이들 모든 예들에서, 액체가 액체 도관에 의해 증기 발생기로 안내되도록 그를 통해 저장조를 떠나는 구멍들은 탱크(3)로부터 공기 유동 채널(37) 또는 분무화기 챔버(7) 내로의 소스 액체 누출을 최소화하도록 어느 정도 밀봉될 수 있으며; 그럼에도 불구하고, 탱크 내부의 압력이 외부 압력을 초과하는 경우에서와 같이 누출이 여전히 생길 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 4는 에어로졸 발생을 달성하는데 이용 가능한 다양한 대안들을 예시하기 위한 에어로졸 소스들의 예들일 뿐이다. 다른 구성들도 동일한 효과를 달성할 수 있으며, 본 개시는 이와 관련하여 제한되지는 않는다. 특히, 저장조는 다른 형식들을 가질 수 있으며, 저장조와 분무화기 사이의 액체 결합은 상이할 수 있다. 어떠한 구성이 채용되든, 탱크, 용기, 리셉터클 또는 소스 액체를 유지하기 위한 유사한 용적부 형태의 저장조를 포함하는 임의의 디자인은 분무화기로 이어진 액체 전달 경로를 통한 저장조로부터의 과잉의 소스 액체의 원치 않는 누출에 잠재적으로 취약할 것이다. 액체는 증발을 위해 의도된 경로를 따라 그의 이동을 시작하여 히터에 또는 그 근처에 도달하지만, 그 후에 증발되지 않을 수 있다. 이것은, 예를 들어, 위킹 작용이 활성화 시에 히터에 의해 증발될 수 있는 것보다 빠른 속도로 히터를 향해 액체를 흡인하는 경우, 또는 압력차가 저장조 밖으로 액체를 의도된 속도보다 빠르게 강제하는 경우, 또는 히터가 활성화되지 않을 때 위킹이 계속되는 경우에 일어날 수 있다. 다음에, 액체는 액체 도관 및/또는 증발기의 다공성 구조물에 유지될 수 있는 양(구조에 의존함)을 초과하여 분무화기 내에 또는 그 근처에 축적될 수 있고, 즉 액체 도관 및 증발기는 포화될 수 있으며, 다음에 액체는 공기 유동 채널 내로 자유 액체로서 방출되어 액체의 원치 않는 누설 또는 누출이 생길 수 있다.
원치 않는 누출들을 해결하는 잠재적인 기술은, 예를 들어, 일부 형태의 시일을 포함함으로써, 저장조 구멍들로부터의 누출을 최소화하는 것이다. 그러나, 완전히 밀봉된 저장조를 제공하는 것은 바람직하지 않는데, 이는 저장조가 기밀하거나 거의 기밀하며 따라서 공기가 저장조에 진입하는 것을 제한할 것이기 때문이다. 소스 액체가 소비될 때 저장조 내측의 압력을 동일하게 하고, 분무화기로의 소스 액체의 계속되는 외향 유동을 허용하기 위해 공기의 유입이 필요하다. 또한, 액체가 분무화기에 도달하도록 그를 통해 저장조를 떠나는 개구들을 유지할 필요가 있으며, 증발을 위해 히터가 활성화되든 활성화되지 않든 모세관 작용이 분무화기로 액체를 계속해서 흡인할 것이다.
따라서, 소스 액체의 손실을 해결하기 위한 대안적인 접근법이 제안된다. 임의의 과잉 액체가 나중에 소비될 수 있게 하는 방식으로 과잉 액체를 포집 또는 수집하도록 배열하는 것이 제안된다. 흡수성 재료를 포함하는 액체 버퍼 요소의 사용이 제안된다.
액체 버퍼는 특정 조건들 하에서 유입되는 소스 액체를 흡수할 수 있는 흡수성 재료로 형성된다. 액체 버퍼는 저장조로부터 증기 발생기로 액체를 운반하는 액체 도관(액체 전달 경로)과 액체 전달 접촉하도록 하는 방식으로 분무화기를 수납하는 전자 시가렛 또는 전자 시가렛의 구성요소 내에 배열된다. 버퍼와 도관 사이의 접촉은, 저장조로부터 액체를 수용하는 도관의 부분 또는 부분들(예를 들어, 저장조 내부에 놓이는 도 2 및 도 3의 예들의 심지들의 단부 부분들)과 도관이 증기 발생기와 만나는 위치(예를 들어, 도 2 및 도 3의 예들에서의 가열 코일) 사이에 놓이는 도관의 부분에 위치결정된다. 따라서, 버퍼 요소는 저장조로부터 증발기로 이동하는 액체에 의해 취해진 경로를 따라 도관과 접촉한다. "액체 전달 접촉"은 액체 버퍼 및 액체 도관이 액체를 하나로부터 다른 하나로 전달할 수 있을 정도로 충분히 근접하게 배치된다는 것을 의미하고; 이것은 실제의 물리적 접촉 또는 터치(touching)를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다.
액체 버퍼 또는 액체 버퍼 요소는 누출을 해결하기 위해 액체 도관과 전자 시가렛 내부 및 외부의 다른 영역들 사이에 버퍼 기능(buffering function)을 제공한다. 이에 의해, 누출된 액체가 버퍼에 의해 포집되고, 더욱이 이후의 소비를 위해 버퍼 내에 저장될 수 있으며; 따라서 이러한 부분은 액체 포집 요소 또는 액체 저장 요소로서 간주될 수 있다. 이들 다양한 용어들은 본원에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
액체 버퍼를 형성하는 흡수성 재료(들)는 특히 흡수 특성과 관련하여 선택된다. 정상 조건들 하에서, 즉 액체 도관 내에 유지된 액체의 양이 포화 임계값 미만이고 그래서 자유 액체의 누출을 생성하지 않는 경우, 버퍼는 도관으로부터 상당량의 액체를 흡수하지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 버퍼와 도관 사이의 액체 전달 접촉에도 불구하고, 액체는 액체 버퍼 내로 흡인되지 않고 도관을 따라 저장조로부터 증발기로 직접 흡인된다.
그러나, 저장조 내의 과압 상황은, 도관이 제공하는 모세관력 및 표면 장력이 유지할 수 있는 것보다 많은 액체가 도관 내로 강제되게 할 수 있다. 따라서, 도관은 포화되고, 과잉 액체는 도관의 표면에 자유 액체로서 존재할 수 있다. 버퍼 요소는 이러한 자유 액체를 흡수하고 자유 액체가 전자 시가렛 내부 또는 외부의 다른 곳으로 누설되는 것을 방지하도록 제 위치에 있다.
이것은 액체 도관(다공성 심지 또는 모세관 채널, 슬롯 또는 튜브인 경우)에 의해 제공된 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물로 액체 버퍼를 형성함으로써 달성된다. 정상 조건들 하에서, 도관의 보다 높은 모세관력은 버퍼보다 우선적으로 도관 내에 유체를 유지시킬 것이다. 도관이 포화되면, 자유 액체는 도관의 모세관력을 이탈할 수 있지만, 대신에 버퍼의 모세관력에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 유리된 액체는 버퍼 내에 유지된다.
예컨대 탱크 및 주변 환경의 압력들의 균등화에 의해, 누출 고장 모드가 이후에 수정되면, 도관은 적절한 작동으로 복귀하고, 그의 모세관력 및 표면 장력에 의해 통제되는 액체의 양을 유지할 수 있다. 정상 상태가 재개되고, 액체는 적절한 속도로 증기 발생기로 이송된다. 탱크 내에 잔류하는 액체가 존재하는 한, 도관은 버퍼와 비교하여 탱크로부터 액체를 우선적으로 흡수하는데, 이는 버퍼 재료가 탱크보다 높은 모세관력을 갖기 때문이다(이는 자유 액체 저장조의 경우, 사실상 영(zero)의 모세관력을 제공함). 따라서, 액체는 증발을 위해 적절하게 이송되고, 버퍼는 누출 사건 동안에 수집된 액체를 계속해서 저장한다.
저장조가 비워지고 도관에 더 이상 어떠한 액체도 공급할 수 없는 경우, 도관은 버퍼로부터 액체를 재흡수하고 이러한 액체를 증기 발생기로 이송할 수 있다. 따라서, 그렇지 않으면 누출 사건 동안에 손실되었을 액체가 소비될 수 있다. 버퍼 내에 저장된 임의의 액체 중 적어도 일부는 이러한 방식으로 회복될 수 있다. 따라서, 손실된 액체가 전자 시가렛을 손상시키거나 전자 시가렛으로부터 누설되는 것이 방지될 뿐만 아니라 향후 소비를 위해 유지되고, 이에 의해 낭비를 감소시킨다. 버퍼는 전자 시가렛에서의 전체 액체 수납부의 일부로서 작용하며; 그것은 저장조에 대한 보충물이고 저장조와 별개이다.
상기에 주목된 바와 같이, 버퍼는 저장조로부터 증기 발생기로 소스 액체를 이송하는 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 소스 액체에 제공하는 흡수성 구조물로 제조된다. 따라서, 흡수성 구조물은 도관의 성질 및 특성들을 참조하여 구현된다. 이들은 전자 시가렛 구조물 내에서 개구들의 형태를 갖는 도관의 경우에 슬롯들, 채널들, 튜브들 및 파이프들의 폭을 포함할 것이다. 섬유들(예를 들어, 면 섬유들 또는 유리 섬유들) 또는 다공성 세라믹으로 형성된 심지와 같은, 다공성 재료로 형성된 도관의 경우, 기공 크기 및 밀도가 관련이 있다. 따라서, 버퍼는 도관보다 낮은 밀도 및/또는 도관보다 높은 다공도(기공/보이드(void) 체적 대 총 체적의 비)를 갖는 흡수성 재료를 포함할 수 있다. 기공들의 크기(폭 또는 직경)가 또한 관심이 있는데, 이는 이것이 또한 재료에 의해 제공되는 모세관력에 영향을 미치기 때문이다. 도관보다 낮은 모세관력을 갖는 흡수성 버퍼 구조물을 선택하기 위해 이러한 특성들을 사용하는 것은, 정상 작동 하에서(도관이 포화되지 않은 경우) 액체가 보다 작은 모세관 공간들 내로 흡인될 때, 버퍼 및 도관에 의해 제공되는 모세관력들이 탱크로부터 증발기로의 액체의 모세관 이동을 선호한다는 것을 의미한다. 흡수성 버퍼 구조물 내의 모세관력이 도관으로부터 액체를 흡인하기에 불충분하고, 그래서 버퍼는 정상 환경들에서 상당량의 액체를 흡수하지 않는다.
버퍼는 전용의 흡수성 재료로 형성될 수 있다. 액체 버퍼로서 사용하기에 적합한 재료의 예들은 천연 스펀지(natural sponge), 합성 스펀지(synthetic sponge), 다공성 세라믹, 면 와딩, 유리 섬유 와딩(glass fibre wadding), 울(wool), 다공성 플라스틱 재료들, 다공성 중합체 섬유들로 제조되거나 이를 포함하는 구조물, 및 부직 섬유들(non-woven fibres)로 제조된 구조물들을 포함한다. 그러한 재료들은 도관의 모세관력과 비교되어 보다 낮도록 선택될 수 있는 모세관력을 제공하는 다공도 및 밀도를 갖는다.
대안적으로, 액체 버퍼는 적절한 레벨의 모세관력을 제공하는 모세관 구조물을 포함할 수 있으며, 여기서 모세관 구조물 또는 네트워크는, 예를 들어, 별개의 흡수성 재료 부재로 형성되기보다는 측벽 또는 다른 강성/고형 구성요소와 같은 전자 시가렛의 일부에서의 하나 이상의 연결되거나 연결되지 않은 슬롯들, 채널들, 튜브들, 개구들 및 유사물이다. 그래서, 일 예에서, 도관 및 버퍼 둘 모두는 하나 이상의 모세관 채널들을 포함할 수 있으며, 여기서 도관 채널들은 필요한 보다 높은 모세관력을 제공하도록 버퍼 채널보다 좁다.
따라서, 액체 버퍼는 흡수성 구조물로서 생각될 수 있으며, 여기서 흡수도는 전용의 흡수성 재료 또는 적합한 구성요소의 모세관 홀들(capillary holes)에 의해 제공될 수 있다. 문맥에 의해 지시되지 않는 한, 용어들 "흡수성 재료" 및 "흡수성 구조물"은 본 개시에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
요약하면, 도관 및 버퍼 중 어느 하나 또는 둘 모두는 전자 시가렛의 고형 구성요소의 모세관 채널(들)의 모세관 네트워크, 또는 전용의 흡수성 재료를 포함할 수 있다. 이러한 옵션들의 모든 조합들이 실행 가능하다.
필요한 흡수 작동을 달성하기 위해, 액체 도관은 액체 버퍼를 형성하는 흡수성 구조물 또는 재료의 평균 또는 특징적 모세관 기공 크기보다 작은 평균 또는 특징적 모세관 기공 크기를 가질 수 있다. 일 예로서, 액체 도관의 최대 모세관 기공 크기는 흡수성 구조물의 최소 모세관 기공 크기보다 작을 수 있다.
또한, 그의 상대적 친수성(hydrophilia) 또는 소수성(hydrophobia)의 관점(또는 비수계 소스 액체(non-water-based source liquid)에 대한 대응 관점)에서 버퍼를 고려할 수 있다. 버퍼는 액체 도관보다 더 소수성이거나 덜 친수성인 흡수성 재료 또는 구조물을 포함할 수 있다. 반대로, 액체 도관은 버퍼 요소보다 더 친수성이거나 덜 소수성일 수 있다. 결과적으로, 액체 도관은 버퍼보다 소스 액체를 흡수하는데 보다 큰 효과를 가질 것이며, 따라서 소스 액체는 도관을 따라 우선적으로 안내될 것이고, 도관이 그의 최대 용량에 있지 않고 더 이상 액체를 수납할 수 없지 않으면 버퍼로 전환되지 않을 것이다.
유용하게는, 도관에 의해 제공된 모세관력은 액체 버퍼에 의해 제공된 모세관력의 2 배 내지 10 배의 범위일 수 있다. 예를 들어, 도관의 모세관력은 액체 버퍼의 모세관력보다 2 배 또는 3 배 또는 4 배 또는 5 배 또는 6 배 또는 7 배 또는 8 배 또는 9 배 또는 10 배 클 수 있다. 보다 큰 배수들이 또한 사용될 수 있으며, 그에 따라 도관은 액체 버퍼의 모세관력의 10 배 초과의 모세관력을 갖는다. 또한, 보다 작은 값들이 사용될 수 있으며, 그에 따라 도관은 액체 버퍼의 모세관력의 1 배 내지 2 배, 예컨대 1.1 배, 1.2 배, 1.3 배, 1.4 배, 1.5 배, 1.6 배, 1.7 배, 1.8 배 또는 1.0 배의 모세관력을 갖는다. 그러나, 이들은 단지 예일 뿐이며, 액체 포집 요소보다 액체 도관에서 더 높은 모세관력을 제공하는 모세관력의 다른 상대 값들은 배제되지 않는다.
상기에 주목된 바와 같이, 액체 버퍼는, 예를 들어, 물리적으로 접촉하거나 거의 물리적으로 접촉하는 2 개의 구성요소들 사이에서의 액체의 전달을 허용하도록 도관에 대해 배열된다. 전달이 일어날 수 있는 영역(부분) 또는 영역들은 액체를 도관에 공급하는 저장조의 출구와 증발기 사이에 놓인다. 또한, 이는 버퍼가 주위 환경(주변 공기)에 자유롭게 연결된 전자 시가렛의 영역에 위치되는 경우에 유용하다. 이것은 액체를 흡수할 때 버퍼로부터 변위된 공기의 누설을 허용하여, 흡수가 효율적일 수 있게 한다. 기밀 챔버 내의 버퍼에 의해 제공된 흡수는 덜 효과적일 것이다.
도 5는 버퍼를 포함하는 예시적인 전자 시가렛의 부분의 종단면도를 도시하고 있다. 도면은 매우 개략적이며, 전자 시가렛의 외부 부분들 및 전자 시가렛을 통한 공기 유동 경로는 도시되어 있지 않다. 소스 액체를 유지하기 위한 탱크 또는 저장조(3)가 도시되어 있으며; 이것은 다공성 심지(6) 및 심지(6) 주위에 감겨진 가열 코일(4)을 포함하는 분무화기(40)를 위한 액체 공급을 제공한다. 분무화기는 묘사된 배향으로 탱크(3) 아래에 위치결정된다. 심지(6)는 U-자형 형상을 가지며, 제1 및 제2 단부들(6a, 6b)은 저장조 내부로부터 액체를 수용하기 위해 탱크(3)의 베이스(33)의 구멍들을 통과한다. 가열 코일(4)은 탱크(3) 아래의 챔버(7)에 놓이는 심지(6)의 중앙 부분(6c) 주위에 감겨진다.
이러한 예에서, 버퍼(50)는 챔버(7)의 측벽들을 형성한다. 또한, 버퍼(50)는 그 단부들(6a, 6b)과 그 중앙 부분(6c) 사이, 다시 말해서, 탱크 출구들과 히터(4) 사이에 놓이는 심지(6)의 부분들(6d)과 접촉한다. 부분들(6d)은 연장된 거리에 걸쳐 버퍼(50)와의 접촉을 유지하고, 이러한 접촉은 심지가 포화되는 경우 버퍼가 심지로부터 액체를 흡수하는데 필요한 액체 전달 능력을 제공한다. 밀착된 물리적 접촉이 제공될 수 있거나, 또는 임의의 축적된 액체가 심지(6)로부터 떨어지기 전에 갭을 메워서 버퍼(50)에 진입할 수 있는 것을 제공하는, 심지(6)와 버퍼(50) 사이에 갭이 있을 수 있다는 것에 주목한다. 따라서, 액체 전달 접촉은 실제의 물리적 접촉일 수 있고 아닐 수 있다.
도 6은 버퍼를 포함하는 추가의 예의 전자 시가렛의 부분의 개략적인 종단면도를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 분무화기(40)는 또한 탱크(3) 아래에 있고, 그의 2 개의 긴 에지들이 탱크(3)로부터 액체를 이송하는 한 쌍의 도관들(6)과 연통하도록, 분무화기 챔버(7)를 가로질러 연장되는 전도성 메시로 제조된 평면형 히터를 포함한다. 도관들(6)은 다공성 재료의 로드들(rods) 또는 스트링들(strings)일 수 있거나, 모세관 채널들(예를 들어, 튜브들 또는 슬롯들)일 수 있다. 각 도관의 단부(6a, 6b)는 탱크(3) 내부로부터 액체를 수용한다. 2 개 초과의 도관들이 사용될 수 있다.
버퍼(50)는 메시 히터(4)와 연통하는 측과는 도관의 반대측 상에서 각각의 도관(6)과 액체 전달 접촉한다. 버퍼(50)는 탱크(3) 외부에 놓이는 도관들(6)의 전체 길이를 연장되지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 이러한 연장된 접촉은 포화된 도관들로부터 모든 과잉 액체를 수집하지만, 전자 시가렛으로부터의 누출 위험을 감소시키는 버퍼의 능력을 증가시킨다. 도관들 및 버퍼가 다공성 재료들을 포함하는 예에서, 도관 재료는 버퍼 재료보다 높은 밀도를 가질 수 있고, 그리고/또는 도관 재료는 버퍼보다 도관에 필요한 더 높은 모세관력을 제공하는 방식들로서, 버퍼 재료보다 낮은 다공도를 가질 수 있다.
액체 버퍼의 배열 및 위치결정은 이들 예들에 제한되지 않으며, 분무화기의 구성 및 증기 발생기에 공급하는데 이용되는 도관의 유형 및 성질에 부분적으로 의존할 것이다. 큰 체적의 버퍼는 증가된 양의 소스 액체를 수납할 수 있고, 그래서 보다 다량의 누출 또는 보다 긴 누출 사건들을 관리할 수 있다. 그러나, 바람직한 큰 버퍼 용량과 전자 시가렛 내부의 이용 가능한 공간 또는 전자 시가렛에 대한 특히 바람직한 전체 크기 사이에 밸런스가 필요할 가능성이 있다. 보다 높은 흡수도를 갖는 재료로 제조된 버퍼는 보다 많은 액체를 저장할 수 있지만, 흡수도는 도관에 비해 버퍼의 보다 낮은 모세관력에 대한 요구를 손상시키지 않아야 한다.
버퍼를 전자 시가렛 내에 효율적으로 끼워맞추는 기술은 전자 시가렛의 기존 구성요소를 적합한 흡수성 재료로 제조하거나 흡수성 구조물을 갖도록 그 구성요소를 형성함으로써, 전자 시가렛의 기존 구성요소를 버퍼로서 이용하는 것이다. 예를 들어, 분무화기 챔버(즉, 분무화기가 위치되고 사용자에게 이송하는데 필요한 에어로졸을 형성하기 위해 증기 발생기 위로 공기가 유동하는 공간)를 규정하는 벽 또는 벽들의 일부 또는 전부가 버퍼로서 사용될 수 있다.
도 7은 이러한 방식으로 형성된 예시적인 분무화기 챔버를 통한 횡단면을 도시하고 있다. 챔버(7)는 이러한 예에서는 도 6에서와 같은 메시 히터인 히터(4)를 수납한다. 4 개의 도관들(6)은 탱크(도시되지 않음)로부터 히터(4)로 액체를 이송하고; 각각의 도관(6)은 액체가 가열 및 증발을 위해 히터(4)의 메시 구조물로 전달될 수 있게 하도록 히터(4)와 연통하는 일 측부를 갖는다. 챔버(7)는 버퍼(50)에 의해 형성된 외벽으로 둘러싸여 있다. 이것을 달성하기 위해, 버퍼(50)는 자립하기에 충분히 강성인 흡수성 재료(예를 들어, 다공성 세라믹, 또는 강성 폼(stiff foam) 또는 스펀지)로 제조될 수 있다. 대안적으로, 강성 플라스틱과 같은 보다 통상적인 벽 재료에는, 흡수성 구조물을 형성하기 위해 몰딩(moulding) 또는 기계가공 또는 다른 성형 프로세스들에 의해 모세관 홀들 또는 채널들이 제공될 수 있다. 벽들은 필요한 액체 전달 접촉을 제공하기 위해 히터(4)에 대향하는 도관들(6)의 측부들에 충분히 근접하도록 형상화된다. 히터(4)의 측부들은 벽들 상에 장착함으로써 지지될 수 있다. 벽들은 도 7의 예에서와 같이 챔버(7)를 생성하도록 함께 결합된 2 개의 부분들로 형성될 수 있거나, 보다 많거나 보다 적은 부분들로 이루어질 수 있다. 부분들 사이의 결합들은 히터에 대한 장착을 제공할 수 있다.
이러한 방식으로 버퍼로 분무화기 챔버를 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸는 것은 전자 시가렛의 전체 크기를 거의 증가시킬 필요 없이 큰 버퍼 체적을 제공한다. 연질 발포체 또는 스펀지, 또는 와딩과 같은 비강성 버퍼 재료에 대하여 유사한 배열이 달성될 수 있다. 케이지(cage), 프레임 또는 유사한 지지 구조물이 분무화기 주위에 배치될 수 있고, 버퍼 재료가 케이지 주위에 감겨질 수 있다.
도 8은 이러한 방식으로 형성된 예시적인 분무화기 챔버를 통한 횡단면을 도시하고 있다. 챔버(7)는 이전과 같이 메시 히터(4) 및 4 개의 도관들(6)을 수납한다. 그러나, 이러한 예에서, 예를 들어, 와이어로 형성(아마도 코팅)되거나 플라스틱으로 성형된 케이지(51)는 챔버(7)의 외주부를 규정하고, 히터(4) 및/또는 도관들(6)(이들은 또한 서로에 대한 일부 지지체를 제공할 수 있음)을 지지한다. 버퍼 재료 층(50)은 케이지(51) 주위에 감겨지고, 예를 들어, 접착제 또는 결속(tying)에 의해 제 위치에 고정될 수 있거나, 케이지(51)와 분무화기가 삽입되는 재료의 튜브로서 형성될 수 있다. 케이지는 필요한 액체 전달 접촉을 위해 버퍼 재료와 도관들 사이의 충분한 밀착 접촉을 허용하기에 충분히 얇고 그리고/또는 충분히 넓게 이격된 스트럿들(struts)로 형성된다.
무화기 챔버 벽의 적어도 일부를 형성하기 위해 버퍼를 사용하는 것은 버퍼가 히터로부터의 비증발 액체의 스피팅(spitting), 및 에어로졸 스트림에서 성공적으로 취해지지 않은 증발된 액체의 응결과 같은, 다른 고장 모드들에서 생기는 부유 소스 액체(stray source liquid)를 흡수할 수 있는 포지션에 있다는 점에서 더욱 유용하다.
액체 버퍼는 하나 이상의 부재들, 예를 들어, 하나 이상의 도관들 또는 도관 또는 도관들의 부분들과 접촉하는 하나의 부재, 또는 상이한 도관 또는 도관의 부분과 각각 접촉하는 별개의 부재로 형성될 수 있다. 하나 초과의 부재가 사용되는 경우, 부재들은 상이한 흡수성 재료들 또는 동일한 흡수성 재료로 제조될 수 있다.
상기에서 논의된 일부 예들은 하나 초과의 도관(예를 들어, 단일 분무화기 내의 다수의 심지들 또는 모세관 채널들)을 포함하고 있다. 그러나, 일반적으로, 본원에서 용어 "도관"은 하나의 도관 및 하나 초과의 도관 둘 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다시 말해서, 단수 및 복수 둘 모두를 커버한다.
액체 버퍼는 전자 시가렛 또는 다른 증기 공급 디바이스(전자 또는 비전자)를 형성하도록 배터리 섹션에 탈착 가능하게 결합하기 위해 카토마이저 또는 카트리지 구성요소에 (교체 가능하게 또는 영구적으로) 통합되도록 의도된 분무화기 조립체의 일부로서 포함될 수 있거나, 그러한 카토마이저 또는 카트리지 구성요소 내에 직접 포함될 수 있거나, 또는 탈착 가능하거나 분리 가능한 구성요소들을 포함하지 않는 전자 시가렛 또는 다른 증기 공급 디바이스(전자 또는 비전자) 내에 직접 포함될 수 있다.
본원에 설명된 다양한 실시예들은 청구된 특징들을 이해하는 것을 돕기위해 그리고 교시하기 위해 단지 제시된다. 이들 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되고, 여기에만 국한되거나 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 본원에 설명된 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한들로서, 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 청구된 발명의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은, 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의, 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들을 필수 구성으로 포함(consist essentially of)할 수 있다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않지만, 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (21)

  1. 증기 공급 디바이스(vapour provision device)를 위한 조립체(assembly)로서,
    소스 액체(source liquid)를 증발시키기 위한 증기 발생기(vapour generator);
    저장조(reservoir)로부터 상기 증기 발생기로 소스 액체를 이송하기 위한 액체 도관(liquid conduit); 및
    상기 저장조로부터 액체를 수용하는 액체 도관의 부분과 상기 증기 발생기 사이에서 상기 액체 도관의 적어도 일부분과 액체 전달 접촉하는 액체 포집 요소(liquid capture element)를 포함하며, 상기 액체 포집 요소는 상기 액체 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물(absorbent structure)을 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 액체 도관의 평균 모세관 기공(pore) 크기는 상기 흡수성 구조물의 평균 모세관 기공 크기보다 작은,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 액체 도관은 다공성 재료(porous material)로 형성된 위킹 요소(wicking element)를 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 흡수성 구조물은 상기 다공성 재료보다 낮은 밀도를 갖는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 흡수성 구조물은 상기 다공성 재료보다 높은 다공도를 갖는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 액체 도관은 적어도 하나의 모세관 채널(capillary channel)을 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 모세관 채널은 하나 이상의 튜브들(tubes)을 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 모세관 채널은 상기 조립체의 벽에 하나 이상의 슬롯들(slots)을 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수성 구조물은 흡수성 재료에 의해 제공되는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 흡수성 재료는 천연 스펀지(natural sponge), 합성 스펀지(synthetic sponge), 다공성 세라믹, 면 와딩(cotton wadding), 유리 섬유 와딩(glass fibre wadding), 울(wool), 다공성 플라스틱, 다공성 중합체 섬유들, 부직 섬유들(non-woven fibres) 중 하나 이상인,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  11. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡수성 구조물은 고형 재료로 형성된 하나 이상의 모세관 채널들에 의해 제공되는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기 발생기는 가열 요소(heating element)를 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 가열 요소는 상기 액체 도관 주위에 또는 상기 액체 도관 내에 배치된 하나 이상의 전기 저항성 와이어들(electrically resistive wires)을 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 가열 요소는 전기 저항성 메시(electrically resistive mesh)를 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 포집 요소는 상기 증기 발생기 및 상기 액체 도관을 적어도 부분적으로 둘러싸는
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 증기 발생기 및 상기 액체 도관을 수납하는 챔버(chamber)의 벽 또는 벽들이 상기 흡수성 구조물로 형성되는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 증기 발생기 및 상기 액체 도관은 상기 액체 포집 요소가 지지되는 지지 구조물에 배열되는,
    증기 공급 디바이스를 위한 조립체.
  18. 증기 공급 디바이스를 위한 카트리지 조립체(cartridge assembly)로서,
    제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 조립체, 및 소스 액체를 유지하기 위한 저장조를 포함하는,
    증기 공급 디바이스를 위한 카트리지 조립체.
  19. 증기 공급 디바이스로서,
    제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 조립체, 또는 제18 항에 따른 카트리지 조립체를 포함하는,
    증기 공급 디바이스.
  20. 전자 증기 공급 디바이스를 위한 분무화기 조립체(atomiser assembly)로서,
    소스 액체를 증발시키기 위한 증발기(vaporiser);
    저장조로부터 상기 증발기로 소스 액체를 이송하기 위한 액체 이송 기구(liquid delivery mechanism); 및
    상기 저장조의 출구와 상기 증발기 사이에서 상기 액체 이송 기구와 접촉하고 상기 액체 이송 기구보다 상기 소스 액체에 대해 덜 친수성인 흡수성 버퍼 요소(absorbent buffer element)를 포함하는,
    전자 증기 공급 디바이스를 위한 분무화기 조립체.
  21. 증기 공급 디바이스에서 저장조로부터 누출된 소스 액체를 포집하기 위한 방법으로서,
    저장조로부터 증기 발생기로 소스 액체를 이송하도록 구성된 액체 도관의 적어도 일부분과 액체 전달 접촉하는 액체 포집 요소를 배열하는 단계를 포함하며, 상기 일부분은 상기 저장조로부터 액체를 수용하는 상기 액체 도관의 부분과 상기 증기 발생기 사이에 놓이고, 상기 액체 포집 요소는 상기 액체 도관의 모세관력보다 낮은 모세관력을 제공하는 흡수성 구조물을 포함하는,
    증기 공급 디바이스에서 저장조로부터 누출된 소스 액체를 포집하기 위한 방법.
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