KR20200021470A - 연소 없이 공기를 예열하는 시샤 장치 - Google Patents
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Abstract
시샤 장치 물품은 용기 및 에어로졸 발생 요소를 포함한다. 용기는 액체 용적을 함유하도록 구성된 내부를 정의한다. 용기는 또한 헤드스페이스 배출구를 포함한다. 에어로졸 발생 요소는 용기와 유체 연통한다. 에어로졸 발생 요소는 (i) 에어로졸 발생 기재를 함유하는 카트리지를 수용하기 위한 카트리지 리셉터클; (ii) 카트리지 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의하는 가열 요소; 및 (iii) 카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 에어로졸 배출구 및 카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 신선한 공기 유입구 채널을 포함한다. 신선한 공기 유입구 채널은 공기가 카트리지 리셉터클로 진입하기 전에 공기를 예열하도록 배열된다.
Description
본 개시는 시샤 장치(shisha device)에 관한 것이며, 특히 유입구 공기를 예열하도록 구성된 시샤 장치; 더 구체적으로는 공기를 예열하고 기재의 연소 없이 에어로졸 발생 기재를 가열하는 시샤 장치에 관한 것이다.
시샤 장치는 담배를 피우는 데 사용되고 증기 및 연기가 소비자에 의해 흡입되기 전에 수조를 통과하도록 구성된다. 시샤 장치는 시샤 장치가 한 번에 한 명 초과의 소비자에 의해 사용될 수 있도록 하나의 배출구 또는 하나 초과의 배출구를 포함할 수 있다. 시샤 장치의 사용은 많은 사람에 의해 여가 활동과 사회 경험으로 간주된다.
시샤 장치에 사용된 담배는 다른 성분과 혼합되어, 예를 들어 생성된 증기와 연기의 양을 증가시키거나 풍미를 변경하거나 혹은 둘 모두일 수 있다. 목탄 펠릿은 전형적으로 시샤 장치에서 담배를 가열하는 데 사용되어, 담배 또는 다른 성분의 완전 연소 또는 부분 연소를 유발할 수 있다.
예를 들어, 목탄 연소의 부산물을 예방하거나 담배가 연소되는 일관성을 개선하기 위해 전기 열원을 사용하여 담배를 연소시키는 몇몇 시샤 장치가 제안되었다. 담배 이외의 e-액체를 사용하는 다른 시샤 장치가 제안되었다. e-액체를 사용하는 시샤 장치는 연소 부산물을 제거하지만, 담배-기반 경험을 시샤 소비자에게서 박탈한다.
연소 부산물을 초래하지 않는 기재를 사용하는 시샤 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
담배 기재와 같은 에어로졸 발생 기재와 함께 사용하도록 구성된 시샤 장치를 편리한 소모품 형태로 제공하는 것이 또한 바람직하다.
또한, 예상된 시샤 경험을 제공하는 시샤 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다양한 양태에서 용기 및 용기와 유체 연통하는 에어로졸 발생 요소를 포함하는 시샤 장치가 제공된다. 용기는 헤드스페이스 배출구를 포함한다. 에어로졸 발생 요소는 카트리지 리셉터클, 가열 요소, 에어로졸 배출구, 및 신선한 공기 유입구 채널을 포함한다. 리셉터클은 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지를 수용하도록 구성된다. 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의한다. 바람직하게는, 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 상단 벽 부분 및 측벽 부분을 정의한다. 바람직하게는, 리셉터클의 측벽 부분은 원통형이다. 바람직하게는, 리셉터클은 높이 값의 약 1.5배 내지 약 5배인 기본 직경 값, 또는 기저부 직경 값의 약 1.5배 내지 약 5배인 높이를 갖는 원통형 형상 또는 절두 원추형 형상을 정의한다. 에어로졸 배출구는 카트리지 리셉터클과 유체 연통한다. 신선한 공기 유입구 채널은 카트리지 리셉터클과 유체 연통한다. 신선한 공기 유입구 채널은 공기가 카트리지 리셉터클로 진입하기 전에 공기를 예열하도록 배열된다. 바람직하게는, 가열 요소는 신선한 공기 채널의 적어도 하나의 표면을 정의한다. 바람직하게는, 신선한 공기 채널의 적어도 하나의 표면은 리셉터클 형성 표면 또는 가열 요소의 내부 표면에 의해 정의된다.
본 발명의 다양한 양태에서, 전술한 바와 같은 시샤 장치 및 시샤 장치의 카트리지 리셉터클과 함께 수용된 에어로졸 발생 기재를 함유하는 카트리지를 포함하는 시샤 조립체가 제공된다. 바람직하게는, 카트리지는 기저부 및 상단 표면에 2개 이상의 애퍼처를 포함한다. 바람직하게는, 가열 요소는 소비자에 의한 흡입을 위한 무-연소 주류 에어로졸을 제공하기 위해서 에어로졸 발생 기재를 가열하지만 연소시키지 않도록 구성된다.
본 발명의 다양한 양태에서 시샤 장치용 에어로졸 발생 요소가 제공된다. 에어로졸 발생 요소는 카트리지 리셉터클, 가열 요소, 에어로졸 배출구, 및 신선한 공기 유입구 채널을 포함한다. 리셉터클은 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지를 수용하도록 구성된다. 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의한다. 에어로졸 배출구는 카트리지 리셉터클과 유체 연통한다. 신선한 공기 유입구 채널은 카트리지 리셉터클과 유체 연통한다. 신선한 공기 유입구 채널은 공기가 카트리지 리셉터클로 진입하기 전에 공기를 예열하도록 배열된다. 바람직하게는, 가열 요소는 신선한 공기 채널의 적어도 하나의 표면을 정의한다.
본 명세서에 설명된 시샤 장치의 다양한 양태 또는 구현예는 기존의 시샤 장치에 비해 하나 이상의 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 시샤 장치는 에어로졸 발생 기재에 높은 효율의 가열을 제공할 수 있다. 몇몇 예에서, 신선한 공기 유입구 채널을 통해 흐르는 신선한 유입구 공기는 카트리지로 진입하기 전에 가열되어 기재로부터 발생된 에어로졸에 동반하며, 이는 기재의 에어로졸화에 실질적으로 적은 에너지 사용을 초래할 수 있다. 공기가 예열되기 때문에, 에어로졸 발생 기재를 충분히 가열하여 에어로졸을 생성하는 데 적은 에너지가 필요할 수 있다. 다른 장점의 예는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 시샤 장치에 의해 제공될 수 있는 에어로졸 발생 기재에 대한 매우 균일한 열 분포이다. 장점의 또 다른 예는 본 명세서에 설명된 시샤 장치에 사용되는 카트리지의 몇몇 예가 편리한 소모품 형태를 제공하고, 일단 소모되면 간단하고 깨끗한 폐기를 가능하게 한다는 점이다. 공기를 예열하기 위한 히터 외부 표면의 사용은 유리하게 히터 외부 표면을 냉각시키며, 이는 히터 외부 표면 주위에 더 적은 단열재 사용을 허용한다. 히터, 기재, 또는 히터와 기재의 과열을 방지하는 데 전형적으로 더 많은 단열재가 요구되는 더 따뜻한 기후에서 특히 유용할 수 있다.
본 발명의 시샤 장치는 임의의 적합한 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 카트리지 리셉터클, 가열 요소, 에어로졸 배출구, 및 신선한 공기 유입구를 포함한다. 카트리지 리셉터클은 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지를 수용하도록 구성된다. 가열 요소는 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의한다. 예를 들어, 가열 요소는 상단 표면, 측면 표면, 및 하단 표면 중 2개 이상의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 가열 요소는 상단 표면의 적어도 일부분 및 측면 표면의 적어도 일부분을 정의한다. 더 바람직하게는, 가열 요소는 리셉터클의 전체 상단 표면 및 전체 측벽 표면을 형성한다. 가열 요소는 리셉터클의 내부 표면 또는 외부 표면에 배치될 수 있다.
임의의 적합한 가열 요소가 사용될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 저항 및 유도 가열 구성요소 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 가열 요소는 저항 가열 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 가열 요소는 하나 이상의 저항 와이어 또는 다른 저항 요소를 포함할 수 있다. 저항 와이어는 더 넓은 구역에 걸쳐 생성된 열을 분포시키기 위해서 열 전도성 재료와 접촉할 수 있다. 적합한 전도성 재료의 예는 알루미늄, 구리, 아연, 니켈, 은 및 이의 조합을 포함한다. 본 개시의 목적을 위해서, 저항 와이어가 열 전도성 재료와 접촉하면, 저항 와이어와 열 전도성 재료 둘 모두는 카트리지 리셉터클의 표면의 적어도 일부분을 형성하는 가열 요소의 일부이다.
몇몇 예에서, 가열 요소는 유도 가열 요소를 포함한다. 예를 들어, 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 표면을 형성하는 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 '서셉터'는 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 재료를 지칭한다. 교류 전자기장 내에 위치될 때, 와전류가 유도되어 서셉터의 가열을 야기하는 히스테리시스 손실이 서셉터에 발생할 수 있다. 서셉터는 에어로졸 형성 기재와 열적 접촉하거나 열적으로 밀접한 근위에 위치하므로, 기재는 에어로졸이 형성되도록 서셉터에 의해 가열된다. 바람직하게는, 서셉터는 에어로졸 형성 기재와 적어도 부분적으로 직접 물리적으로 접촉하여 배열된다.
서셉터는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 생성하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 바람직한 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함한다. 바람직한 서셉터는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 강자성 합금, 예컨대 강자성 스틸 또는 스테인리스 스틸, 페라이트를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 적합한 서셉터는 알루미늄이거나 이를 포함할 수 있다.
바람직한 서셉터는 금속 서셉터, 예를 들어 스테인리스 강이다. 그러나, 서셉터 재료는 또한 흑연, 몰리브덴, 실리콘 카바이드, 알루미늄, 니오븀, 인코넬 합금(오스테나이트 니켈-크롬-계 초합금), 금속화 필름, 예를 들어 지르코니아와 같은 세라믹, 예를 들어 Fe, Co, Ni와 같은 전이 금속, 또는 예를 들어 B, C, Si, P, Al과 같은 준금속 성분을 포함하거나 이로 만들어질 수 있다.
서셉터는 바람직하게는 5%, 바람직하게는 20%, 바람직하게는 50% 또는 90%보다 더 많은 강자성 재료 또는 상자성 재료를 포함한다. 바람직한 서셉터는 250℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있다. 적합한 서셉터는 비금속 코어 상에 배치된 금속층(예를 들어 세라믹 코어의 표면 상에 성형된 금속 트랙)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템에서, 카트리지 리셉터클의 기저부 및 적어도 하나의 측벽은 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 기저부 및 적어도 하나의 측벽은 서셉터 재료를 포함한다. 유리하게, 카트리지 리셉터클의 외부 표면의 적어도 일부분은 서셉터 재료로 만들어진다. 그러나, 카트리지 리셉터클의 내측의 적어도 일부분은 또한 서셉터 재료로 코팅되거나 라이닝될 수 있다. 바람직하게는, 라이닝(lining)은 쉘에 부착되거나 고정되어 예컨대, 쉘의 일체형 부분을 형성한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 카트리지는 서셉터 재료를 포함할 수 있다.
시샤 장치는 또한, 서셉터 재료에 와전류 및/또는 이력 손실을 유도하도록 구성된 하나 이상의 유도 코일을 포함할 수 있으며, 이는 서셉터 재료의 가열을 초래한다. 서셉터 재료는 또한, 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지 내에 위치될 수 있다. 서셉터 재료를 포함한 서셉터 요소는, 예를 들어 PCT 공개 특허 출원 번호 WO 2014/102092호 및 WO 2015/177255호에 설명된 것과 같은 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다.
시샤 장치는 저항 가열 요소 또는 유도 코일에 작동 가능하게 커플링된 제어 전자기기를 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 가열 요소의 가열을 제어하도록 구성된다.
제어 전자기기는 임의의 적합한 형태로 제공될 수 있고, 예를 들어 제어기 또는 메모리와 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 주문형 집적 회로(ASIC) 상태 기계, 디지털 신호 프로세서, 게이트 어레이, 마이크로프로세서, 또는 동등한 별개의 또는 집적된 논리 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 전자기기는 회로의 하나 이상의 구성요소가 제어 전자기기의 기능 또는 양태를 수행하게 하는 명령을 포함하는 메모리를 포함할 수 있다. 본 개시에서의 제어 전자기기에 기인하는 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
전자 회로는, 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 전자 회로는 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 전류 펄스의 형태로 히터 요소 또는 유도 코일에 공급될 수 있다.
가열 요소가 저항 가열 요소이면, 제어 전자기기는 가열 요소의 전기 저항을 모니터링하고 가열 요소의 전기 저항에 따라서 가열 요소에 대한 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 전자기기는 저항 요소의 온도를 조절할 수 있다.
가열 구성요소가 유도 코일을 포함하고 가열 요소가 서셉터 재료를 포함하면, 제어 전자기기는, 예를 들어 WO 2015/177255호에 설명된 바와 같이, 유도 코일의 양태를 모니터링하고 코일의 양태에 따라서 유도 코일에 대한 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 전자기기는 서셉터 재료의 온도를 조절할 수 있다.
시샤 장치는 가열 요소의 온도를 제어하기 위해서 제어 전자기기에 작동 가능하게 커플링된 열전대와 같은 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 가열되는 에어로졸 발생 기재의 온도를 모니터링하기 위해서 리셉터클 내부에 수용된 카트리지에 삽입되도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 온도 센서는 가열 요소와 접촉할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 온도 센서는 에어로졸 발생 요소의 에어로졸 배출구와 같은 시샤 장치의 에어로졸 배출구에서 온도를 검출하도록 위치될 수 있다. 센서는 감지된 온도에 관한 신호를 제어 전자기기에 전송하여 가열 요소의 가열을 조정하여 센서에서 적합한 온도를 달성할 수 있다.
시샤 장치가 온도 센서를 포함하는지의 여부에 관계없이, 장치는 바람직하게는 에어로졸 발생 기재를 연소시키지 않고 에어로졸을 발생시키는 데 충분한 정도로 리셉터클에 수용된 카트리지 내의 에어로졸 발생 기재를 가열하도록 구성된다.
제어 전자기기는 전원에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 시샤 장치는 임의의 적합한 전원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시샤 장치의 전원은 배터리 또는 배터리 세트일 수 있다. 몇몇 예에서, 캐소드 및 애노드 요소는 그들이 배치되는 시샤 장치의 일부분의 기하학적 구조와 매칭하도록 롤링 및 조립될 수 있다. 전원 유닛의 배터리는 충전식일뿐만 아니라 제거 가능하고 교체 가능할 수 있다. 임의의 적합한 배터리가 사용될 수 있다. 예를 들어, 산업용 대형 전력 공구에 사용되는 것과 같은 대형 배터리 또는 표준 배터리가 존재한다. 대안으로, 전원 유닛은 수퍼 커패시터 또는 하이퍼 커패시터를 포함하는 임의의 유형의 전기 전원일 수 있다. 대안으로, 시샤 장치는 외부 전기 전원에 전력 공급되게 연결될 수 있고, 그러한 목적으로 전기 및 전자적으로 설계될 수 있다. 사용된 전원의 유형에 관계없이, 전원은 바람직하게는, 재충전되거나 외부 전기 전원에 연결될 필요가 있기 전에, 장치의 약 70분의 연속 작동 동안 장치의 정상 기능을 위해 충분한 에너지를 제공한다.
시샤 장치는 카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 신선한 공기 유입구 채널을 포함한다. 신선한 공기는 채널을 통해 카트리지 리셉터클로 흐르며 카트리지는 시샤 장치가 사용될 때 카트리지 내의 에어로졸 발생 기재로부터 발생된 에어로졸을 에어로졸 배출구로 운반하도록 리셉터클 내에 배치된다. 채널의 적어도 일부분은 카트리지 리셉터클 또는 카트리지로 진입하기 전에 가열 요소에 의해 공기를 예열하도록 형성된다. 바람직하게는, 카트리지 리셉터클의 표면을 형성하는 가열 요소의 일부분은 신선한 공기 유입구 채널의 일부분을 형성한다. 바람직하게는, 신선한 공기 유입구 채널은 카트리지 리셉터클의 상단 표면 및 가열 요소에 의해 형성되는 카트리지 리셉터클의 측벽 중 하나 또는 둘 모두로 형성된다. 바람직하게는, 공기 유입구 채널은 카트리지 리셉터클의 상단 표면 및 가열 요소에 의해 형성되는 카트리지 리셉터클의 측벽 둘 모두에 의해 형성된다. 바람직하게는, 가열 요소의 외부 표면은 공기 유입구 채널의 적어도 일부분을 형성한다. 가열 요소의 외부 표면은 리셉터클을 형성하는 가열 요소의 표면과 반대인 가열 요소의 표면이다.
공기 유입구 채널의 임의의 적합한 부분은 가열 요소에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 공기 유입구 채널의 길이의 약 50% 이상이 가열 요소에 의해 형성된다. 많은 예에서, 가열 요소는 신선한 공기 유입구 채널의 길이의 95% 이하를 형성할 것이다.
신선한 공기 유입구 채널을 통해 흐르는 공기는 가열 요소에 의해 임의의 적합한 양만큼 가열될 수 있다. 몇몇 예에서, 공기는 가열된 공기가 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지를 통해 흐를 때 에어로졸을 형성하도록 충분히 가열될 것이다. 몇몇 예에서, 공기는 에어로졸 형성을 자체적으로 유발하도록 충분히 가열되지 않지만, 가열 요소에 의한 기재의 가열을 용이하게 한다. 바람직하게는, 기재를 가열하여 에어로졸 형성을 유발하는 가열 요소로 공급되는 에너지의 양은 공기가 본 발명에 따라서 예비 가열될 때, 공기 예비 가열되지 않는 디자인에 비해서 5% 이상, 예컨대 10% 이상, 또는 15% 이상 감소된다. 통상적으로, 에너지 절약은 75% 미만일 것이다.
기재는 바람직하게는, 예열된 공기와 가열 요소로부터의 가열과의 조합을 통해 약 150℃ 내지 약 300℃ 더 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 250℃ 또는 약 200℃ 내지 약 230℃ 범위의 온도까지 가열된다.
그러한 기재 온도를 달성하기 위해서, 가열 요소는 약 150℃ 내지 약 250℃ 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 230℃ 또는 약 200℃ 내지 약 230℃의 작동 온도로 가열될 수 있다.
바람직하게는, 공기 유입구 내의 공기의 온도는 가열 요소의 온도에 빠르게 반응한다. 예를 들어, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 가열 요소의 가열 개시 3초 내에 가열 요소 온도의 35℃ 내의 온도를 달성한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 3초 내에 가열 요소 온도의 35℃ 내의 온도를 달성한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 장치가 사용 중일 때의 시간 주기 동안에, 예컨대 장치의 사용자 퍼핑 사이에서 3초 내에 가열 요소 온도의 35℃ 내의 온도를 달성한다.
더 바람직하게는, 가열 요소의 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 2초 내에 가열 요소 온도의 25℃ 내의 온도를 달성한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 2초 내에 가열 요소 온도의 25℃ 내의 온도를 달성한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 장치가 사용 중인 시간 주기 동안에, 예컨대 장치의 사용자 퍼핑 사이에서 2초 내에 가열 요소 온도의 25℃ 내의 온도를 달성한다. 훨씬 더 바람직하게는, 가열 요소의 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 1초 내에 가열 요소 온도의 15℃ 내의 온도를 달성한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 1초 내에 가열 요소 온도의 15℃ 내의 온도에 도달한다. 몇몇 구현예에서, 가열 요소에 의해 형성된 위치에서 공기 유입구 내의 공기 온도는 장치가 사용 중인 시간 주기 동안에, 예컨대 장치의 사용자 퍼핑 사이에서 가열 요소의 1초 내에 가열 요소 온도의 15℃ 내의 온도를 달성한다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 5초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 3초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 1.5초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 5초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 3초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 1.5초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 5초 내에 적어도 200℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 3초 내에 적어도 200℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 가열 요소의 가열 개시 후 처음 1.5초 내에 적어도 200°C에 도달할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 5초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 3초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 1.5초 내에 적어도 110℃에 도달할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 5초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 3초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 1.5초 내에 적어도 190℃에 도달할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소 5초 내에 적어도 200℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 3초 내에 적어도 200℃에 도달할 수 있다. 바람직하게는, 히터 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기의 온도는 작동 온도에 도달하는 가열 요소의 1.5초 이내에 적어도 200℃에 도달할 수 있다.
사용 시, 하나 이상의 사용자는 시샤 장치를 사용하여 퍼핑을 취할 수 있다.
바람직하게는, 퍼프 후에 히터의 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 퍼프 후 약 3초 내에 예비-퍼프 온도로 복귀한다. 바람직하게는, 퍼프 후에 히터의 위치에서 공기 유입구 채널 내의 공기 온도는 퍼핑 후 약 2초 또는 약 1초 내에 예비-퍼프 온도로 복귀한다.
퍼핑 거동, 예컨대 각각의 퍼프 기간, 퍼핑 빈도수는 사용자 사이에서 달라질 수 있음을 이해할 것이다. 몇몇 사용자가 더 길거나 더 짧은 기간을 갖는 퍼핑을 취할 수 있지만, 통상적인 퍼프는 2초 내지 3초간 지속될 수 있다.
바람직하게는, 기류 채널의 적어도 일부분은 가열 요소와 열 차폐물 사이에 형성된다. 바람직하게는, 신선한 공기 유입구 채널에 의해 형성되는 신선한 공기 유입구 채널의 실질적으로 전체 부분이 또한 열 차폐물에 의해 형성된다. 열 차폐물 및 가열 요소는 공기가 열 차폐물과 가열 요소 사이에서 흐르도록 신선한 공기 유입구 채널의 반대 표면을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 열 차폐물은 카트리지 리셉터클에 의해 형성된 내부에 대해 외부에 위치된다.
임의의 적합한 열 차폐 재료가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 열 차폐 재료는 열 반사성인 표면을 포함한다. 열 반사 표면은 단열 재료로 지지될 수 있다. 몇몇 예에서, 열 반사 재료는 알루미늄 금속화 필름 또는 다른 적합한 열 반사 재료를 포함한다. 몇몇 예에서, 단열 재료는 세라믹 재료를 포함한다. 몇몇 예에서, 열 차폐물은 알루미늄 금속화 필름 및 세라믹 재료 백킹(backing)을 포함한다.
신선한 공기 유입구 채널은 시샤 장치의 외측으로부터의 신선한 공기가 채널을 통해 그리고 장치를 통해 카트리지 리셉터클 내로 흐를 수 있도록 카트리지 리셉터클을 통하는 하나 이상의 애퍼처를 포함할 수 있다. 채널이 하나 초과의 애퍼처를 포함하면, 채널은 채널을 통해 흐르는 공기를 각각의 애퍼처로 지향시키기 위한 매니폴드를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 시샤 장치는 2개 이상의 신선한 공기 유입구 채널을 포함한다.
카트리지 리셉터클은 하나 이상의 신선한 공기 유입구 채널과 연통하는 임의의 적합한 수의 애퍼처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 리셉터클은 10개 내지 500개의 애퍼처와 같은1개 내지 1000개의 애퍼처를 포함할 수 있다. 애퍼처는 균일한 크기 또는 불균일한 크기일 수 있다. 애퍼처는 균일하게 분포되거나 불균일하게 분포될 수 있다. 애퍼처는 임의의 적합한 위치에서 카트리지 리셉터클에 형성될 수 있다. 예를 들어, 애퍼처는 리셉터클의 상단 또는 측벽 중 하나 또는 둘 모두에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 애퍼처는 리셉터클의 상단에 형성된다.
리셉터클은 바람직하게는, 카트리지가 리셉터클에 의해 수용될 때 리셉터클의 하나 이상의 벽 또는 천장과 카트리지 사이에서 접촉하게 하여 리셉터클의 표면을 형성하는 가열 요소에 의해 카트리지와 에어로졸 발생 기재의 전도성 가열을 용이하게 하는 형상과 크기를 가진다. 몇몇 예에서, 공극은 카트리지의 적어도 일부분과 리셉터클의 표면 사이에 형성될 수 있으며, 여기서 공극은 신선한 공기 유입구 채널의 일부분으로서 역할을 한다.
바람직하게는, 카트리지 리셉터클의 내부 및 카트리지의 외부는 유사한 크기 및 치수이다. 바람직하게는, 리셉터클의 내부 및 카트리지의 외부는 약 1.5 대 1 초과의 높이 대 기저부 폭(또는 직경) 비율 또는 약 1.5 대 1 초과의 기저부 폭(또는 직경) 비율을 가진다. 그러한 비율은 가열 요소로부터의 열이 카트리지의 중간에 침투할 수 있게 함으로써 사용 중에 카트리지 내의 에어로졸 발생 기재의 더욱 효율적인 고갈을 허용할 수 있다. 예를 들어, 리셉터클 및 카트리지는 높이의 약 1.5배 내지 약 5배, 또는 높이의 약 1.5배 내지 약 4배, 또는 높이의 약 1.5배 내지 약 3배의 기저부 직경(또는 폭)을 가질 수 있다. 유사하게, 리셉터클 및 카트리지는 기저부 직경(또는 폭)의 약 1.5배 내지 약 5배, 또는 기저부 직경(또는 폭)의 약 1.5배 내지 약 4배, 또는 기저부 직경(또는 폭)의 약 1.5배 내지 약 3배의 높이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 리셉터클 및 카트리지는 약 1.5 대 1 내지 약 2.5 대 1의 높이 대 기저부 직경 비율 또는 기저부 직경 대 높이 비율을 가진다.
몇몇 예에서, 리셉터클의 내부 및 카트리지의 외부는 약 15 mm 내지 약 25 mm 범위의 높이 및 약 40 mm 내지 약 60 mm 범위의 기저부 직경을 가진다.
카트리지 리셉터클은 하나 이상의 부분으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 리셉터클은 2개 이상의 부분에 의해 형성된다. 바람직하게는, 리셉터클의 적어도 하나의 부분은 카트리지를 리셉터클 내로 삽입하기 위한 리셉터클의 내부로 접근을 허용하기 위해서 다른 부분에 대해 이동 가능하다. 예를 들어, 일 부분은 부분이 분리될 때 카트리지의 삽입을 허용하기 위해서 다른 부분에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 부분은, 예컨대 나사 결합, 억지 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤 등을 통한 임의의 적합한 방식으로 부착될 수 있다. 몇몇 예에서, 부분은 힌지를 통해 서로 부착된다. 부분이 힌지를 통해 부착될 때, 부분은 또한, 리셉터클이 폐쇄 위치에 있을 때 서로에 대해 부분을 고정하는 잠금 기구를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 카트리지 리셉터클은 카트리지가 드로어(drawer) 내에 배치되게 하도록 미끄럼 개방될 수 있고 시샤 장치가 사용되게 하도록 미끄럼 폐쇄될 수 있는 드로어을 포함한다.
임의의 적합한 에어로졸 발생 카트리지가 본 명세서에 설명된 시샤 장치와 함께 사용될 수 있다. 바람직하게는, 카트리지는 열 전도성 하우징을 포함한다. 예를 들어, 하우징은 알루미늄, 구리, 아연, 니켈, 은 및 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 하우징은 알루미늄으로 형성된다. 몇몇 예에서, 카트리지는 알루미늄보다 열 전도성이 적은 하나 이상의 재료로 형성된다. 예를 들어, 하우징은 임의의 적합한 열적으로 안정한 폴리머 재료로 형성될 수 있다. 재료가 충분히 얇으면, 하우징이 특히 열 전도성이 아닌 재료로 형성됨에도 불구하고 충분한 열이 하우징을 통해 전달될 수 있다.
카트리지는 사용시 카트리지를 통한 공기 흐름을 허용하도록 하우징의 상단 및 하단에 형성된 하나 이상의 애퍼처를 포함한다. 리셉터클의 상단이 하나 이상의 애퍼처를 포함하면, 카트리지의 상단에 있는 애퍼처 중 적어도 몇몇은 리셉터클의 상단에 있는 애퍼처와 정렬될 수 있다. 카트리지는 카트리지가 리셉터클에 삽입될 때 카트리지의 애퍼처가 리셉터클의 애퍼처와 정렬되게 하기 위해서 리셉터클의 상보적인 정렬 특징부와 정합하도록 구성된 정렬 특징부를 포함할 수 있다. 카트리지의 하우징 내의 애퍼처는 저장 중에 덮여서 카트리지에 저장된 에어로졸 발생 기재가 카트리지 밖으로 유출되는 것을 방지한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하우징 내의 애퍼처는 에어로졸 발생 기재가 카트리지를 빠져나가는 것을 방지하거나 억제하는 데 충분히 작은 치수를 가질 수 있다. 애퍼처가 덮이면, 소비자는 카트리지를 리셉터클 내에 삽입하기 전에 커버를 제거할 수 있다. 몇몇 예에서, 리셉터클은 카트리지를 천공하여 카트리지 내에 애퍼처를 형성하도록 구성된다. 바람직하게는, 리셉터클은 카트리지의 상단을 천공하도록 구성된다.
카트리지는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 카트리지는 절두 원추형 형상을 가진다.
임의의 적합한 에어로졸 발생 기재는 본 발명의 시샤 장치와 함께 사용하도록 카트리지 내에 배치될 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 바람직하게는, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재이다. 휘발성 화합물은 에어로졸 발생 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 고체 또는 액체일 수 있거나 고체 및 액체 성분 둘 모두를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 고체이다.
에어로졸 발생 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 에어로졸 발생 기재는 니코틴 염 매트릭스를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 담배를 포함할 수 있고, 바람직하게는 담배 함유 재료는 가열 시 에어로졸 발생 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유한다.
에어로졸 발생 기재는 균질화 담배 재료를 포함할 수 있다. 균질화된 담배 재료는 미립자로 된 담배를 응집하여 형성된 것일 수 있다. 존재한다면, 균질화 담배 재료는 건조 중량 기준으로 5 중량% 이상, 바람직하게는 건조 중량 기준으로 30 중량% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성제 함량은 건조 중량 기준으로 약 95% 미만일 수 있다.
에어로졸 발생 기재는 추가로 또는 대안으로, 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 균질화된 식물계 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 기재는, 예를 들어 허브 잎, 담뱃잎, 담배 리브 조각, 재구성 담배, 균질화 담배, 압출 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드(shred), 스파게티(spaghetti), 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 조밀하고도 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하며, 에어로졸 발생 장치의 작동 온도에서의 열적 열화(degradation)에 실질적으로 내성을 가지는, 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물일 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 이에 한정되지 않지만, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하고 있다. 특히 바람직한 에어로졸 형성제는, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올과 같은 다가 알코올 또는 이들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는, 글리세린이다. 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는, 바람직하게는 니코틴 및 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함한다. 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성제는 글리세린이다.
고체 에어로졸 형성 기재는 열적으로 안정한 캐리어에 제공되거나 캐리어에 매립될 수 있다. 캐리어는 고체 기재가 제1 주 표면에, 제2 주 외부 표면에, 또는 제1 및 제2 주 표면 둘 모두에 증착된 박층을 포함할 수 있다. 캐리어는, 예를 들어 종이, 종이류 재료, 부직 탄소 섬유 매트, 저 질량 개방 메쉬 금속 스크린, 또는 천공된 금속 호일 또는 임의의 다른 열적으로 안정한 폴리머 매트릭스로 형성될 수 있다. 대안으로, 캐리어는 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스파게티, 스트립 또는 시트의 형태를 취할 수 있다. 캐리어는 담배 성분이 통합된 부직포 직물 또는 섬유 다발일 수 있다. 부직포 직물 또는 섬유 다발은, 예를 들어 탄소 섬유, 천연 셀룰로스 섬유, 또는 셀룰로스 유도체 섬유를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 에어로졸 발생 기재는 현탁액의 형태이다. 예를 들어, 에어로졸 발생 기재는 두꺼운, 당밀과 같은 현탁액의 형태일 수 있다.
카트리지로 진입하는 공기는 에어로졸 발생 기재를 가로질러 흐르고, 에어로졸을 동반하고, 에어로졸 배출구를 통해 카트리지 및 리셉터클을 빠져나간다. 에어로졸 배출구로부터, 에어로졸을 운반하는 공기가 용기로 진입한다.
시샤 장치는 액체를 함유하도록 구성된 내부 용적을 정의하고 액체 충전 레벨 위의 헤드스페이스에 배출구를 정의하는 임의의 적합한 용기를 포함할 수 있다. 용기는 소비자가 용기에 함유된 내용물을 관찰하게 하도록 광학적으로 투명하거나 불투명한 하우징을 포함할 수 있다. 용기는 액체 충전선과 같은 액체 충전 경계선을 포함할 수 있다. 용기 하우징은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 용기 하우징은 유리 또는 적합한 강성 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 용기는 소비자가 용기를 충전하고 세척하게 하도록 에어로졸 발생 요소를 포함하는 시샤 장치의 일부분으로부터 제거 가능하다.
용기는 소비자에 의해 액체 충전 레벨로 충전될 수 있다. 액체는 바람직하게는, 하나 이상의 착색제, 향미제 또는 착색제와 향미제가 선택적으로 주입될 수 있는 물을 포함한다. 예를 들어, 물에는 식물성 주입물 또는 허브 주입물 중 하나 또는 둘 모두가 주입될 수 있다.
리셉터클의 에어로졸 배출구를 빠져나가는 공기에 동반된 에어로졸은 용기 내에 위치된 도관을 통해 이동할 수 있다. 도관은 에어로졸 배출구에 커플링될 수 있고 용기의 액체 충전 레벨 아래에 개구를 가질 수 있어서, 용기를 통해 흐르는 에어로졸은 도관의 개구를 통해, 이어서 액체를 통해 용기의 헤드스페이스 내로 흐르고 소비자에게 전달하기 위해 헤드스페이스를 빠져나간다.
헤드스페이스 배출구는 에어로졸을 소비자에게 전달하기 위해 마우스피스를 포함한 호스에 커플링될 수 있다. 마우스피스는 사용자 또는 시샤 장치의 제어 전자기기에 작동 가능하게 커플링된 퍼프 센서에 의해 활성화 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 스위치 또는 퍼프 센서는 제어 전자기기에 무선으로 커플링된다. 스위치 또는 퍼프 센서의 활성화는 제어 전자기기가 가열 요소에 에너지를 지속적으로 공급하기보다는 가열 요소를 활성화하게 할 수 있다. 따라서, 스위치 또는 퍼프 센서의 사용은 일정한 가열보다는 요구에 따른 가열을 제공하기 위해 그러한 요소를 사용하지 않는 장치에 비해 에너지를 절약하는 역할을 할 수 있다.
예의 목적으로, 본 명세서에 설명된 바와 같은 시샤 장치를 사용하는 하나의 방법이 아래에서 시간 순서로 제공된다. 용기가 시샤 장치의 다른 구성요소에서 분리되어 물로 충전될 수 있다. 천연 과일 주스, 식물성 주입물 및 허브 주입물 중 하나 이상이 향미를 위해 물에 첨가될 수 있다. 첨가되는 액체의 양은 도관의 일부분을 덮어야 하지만 용기에 선택적으로 존재할 수 있는 최대 레벨 마크를 초과해서는 안 된다. 그 후에 용기가 시샤 장치에 재조립된다. 에어로졸 발생 요소의 일부분은 카트리지가 리셉터클 내에 삽입되게 하도록 제거되거나 개방될 수 있다. 이어서, 에어로졸 발생 요소가 재조립되거나 폐쇄된다. 이어서 장치가 켜질 수 있다. 사용자는 원하는 양의 에어로졸이 에어로졸 챔버(커버의 내부 용적에 의해 정의됨)를 충전하도록 생성될 때까지 마우스피스로부터 퍼프될 수 있다. 사용자는 원하는 대로 마우스피스를 퍼프할 수 있다. 사용자는 에어로졸이 에어로졸 챔버에서 더 이상 보이지 않을 때까지 장치를 계속해서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 장치는 카트리지에서 사용 가능한 에어로졸 발생 기재가 고갈될 때 자동으로 차단될 것이다. 대안으로 또는 부가적으로, 소비자는, 예를 들어 소모품이 고갈 또는 거의 고갈되었다는 신호를 장치로부터 수신한 후에 장치를 신선한 카트리지로 재충전할 수 있다. 새로운 카트리지로 재충전되면, 장치는 계속해서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 시샤 장치는, 예를 들어 장치를 스위치 오프시킴으로써 소비자에 의해 언제든지 꺼질 수 있다.
몇몇 예에서, 사용자는, 예를 들어 마우스피스에 활성화 요소를 사용함으로써 하나 이상의 가열 요소를 활성화시킬 수 있다. 활성화 요소는, 예를 들어 제어 전자기기와 무선 통신할 수 있고 가열 요소를 대기 모드로부터 완전 가열로 활성화하기 위해 제어 전자기기에 신호를 보낼 수 있다. 바람직하게는, 그러한 수동 활성화는 카트리지 내의 에어로졸 발생 기재에 대한 과열 또는 불필요한 가열을 방지하기 위해서 사용자가 마우스피스를 퍼프하는 동안에만 가능하다.
몇몇 예에서, 마우스피스는 제어 전자기기와 무선 통신하는 퍼프 센서를 포함하며 소비자에 의한 마우스피스의 퍼핑으로 대기 모드로부터 완전 가열 모드로 가열 요소의 활성화를 유발한다.
본 발명의 시샤 장치는 임의의 적합한 공기 관리를 수행할 수 있다. 일 예에서, 사용자로부터의 퍼핑 작용은 흡입 효과를 유발하여, 외부 공기가 장치의 공기 유입구를 통해 신선한 공기 유입구 채널로 그리고 카트리지 리셉터클 내로 흐르게 할 저압을 장치 내부에 유발할 것이다. 공기는 이어서, 리셉터클 내의 카트리지로 흘러 카트리지 내의 에어로졸 발생 기재로부터 생성된 에어로졸을 운반할 수 있다. 이어서, 동반된 에어로졸을 갖는 공기는 리셉터클의 에어로졸 배출구를 빠져나가고 도관을 통해 용기 내부의 액체로 흐른다. 이어서, 에어로졸은 소비자에게 전달하기 위해서 액체 밖으로 그리고 액체 레벨 위에 있는 용기의 헤드스페이스 내로, 헤드스페이스 배출구로부터 그리고 호스 및 마우스피스를 통해 포말화될 것이다. 외부 공기의 흐름 및 시샤 장치 내부의 에어로졸의 흐름은 사용자로부터의 퍼핑 작용에 의해 구동될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 시샤 장치의 모든 주요 부품의 조립체는 장치의 밀폐 기능을 보장한다. 밀폐 기능은 적절한 공기 유동 관리가 이루어지도록 보장해야 한다. 밀폐 기능은 임의의 적합한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 링 및 와셔와 같은 시일이 밀폐 밀봉을 보장하는 데 사용될 수 있다.
밀봉 링 및 밀봉 와셔 또는 다른 밀봉 요소는 임의의 적합한 재료 또는 재료들로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 시일은 하나 이상의 그래핀 화합물 및 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 그 재료는 미국 식품 의약국(FDA)에서 인간의 사용을 위해 승인되었다.
리셉터클로부터의 도관, 리셉터클의 커버 하우징 및 용기와 같은 주요 부분은 임의의 적합한 재료 또는 재료들로 만들어 질 수 있다. 예를 들어, 이들 부품은 유리, 유리-계 화합물, 폴리설폰(PSU), 폴리에테르설폰(PES) 또는 폴리페닐설폰(PPSU)으로 독립적으로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 부품은 표준 식기 세척기에서 사용하는 데 적합한 재료로 형성된다.
몇몇 예에서, 본 발명의 마우스피스는 호스 유닛에 연결하기 위한 신속 커플링 수형/암형 특징부를 포함한다.
본 개시에 기재된 하나 이상의 양태를 도시하는 도면이 이제 참조될 것이다. 그러나, 도면에 도시되지 않은 다른 양태가 본 개시의 범주 및 사상에 포함된다는 것이 이해될 것이다. 도면에서 사용되는 유사한 번호는 유사한 부품, 단계 등을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면 내의 구성 요소를 지칭하는 번호를 사용하는 것이 동일한 번호로 라벨링된 다른 도면 내의 구성요소를 한정하고자 하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 또한, 상이한 도면에서 부품을 지칭하는 상이한 번호를 사용하는 것은 상이한 번호의 부품이 다른 번호의 부품과 동일 또는 유사할 수 없음을 표시하고자 하는 것이 아니다. 도면은 제한의 목적이 아닌 예시의 목적으로 제시된다. 도면에 제시된 개략도는 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
이제 도 1을 참조하면, 시샤 장치(100)의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시된다. 시샤 장치(100)는 액체(19)를 함유하도록 구성된 내부 용적을 정의하고 액체(19)의 충전 레벨 위에 헤드스페이스 배출구(15)를 정의하는 용기(17)를 포함한다. 액체(19)는, 바람직하게는 하나 이상의 착색제, 하나 이상의 향미제, 또는 하나 이상의 착색제와 향미제가 선택적으로 주입될 수 있는 물을 포함한다. 예를 들어, 물에는 식물성 주입물 또는 허브 주입물 중 하나 또는 둘 모두가 주입될 수 있다.
장치(100)는, 또한 에어로졸 발생 요소(130)를 포함한다. 에어로졸 발생 요소(130)는 에어로졸 발생 기재를 함유한 카트리지(150)를 수용하도록 구성된 카트리지 리셉터클(140)을 포함한다. 에어로졸 발생 요소(130)는 또한, 리셉터클(140)의 적어도 2개의 표면을 형성하는 가열 요소(160)를 포함한다. 도시된 구현예에서, 가열 요소는(160)는 리셉터클(140)의 상단 및 측면 표면을 정의한다. 에어로졸 발생 요소(130) 또한, 신선한 공기를 장치(100) 내로 흡인하는 신선한 공기 유입구 채널(170)을 포함한다. 신선한 공기 유입구 채널(170)의 일부분은 공기가 리셉터클(140)로 진입하기 전에 가열 요소(160)에 의해 공기를 가열하도록 형성된다. 이어서, 예열된 공기는 카트리지(150)로 진입하며, 이는 또한 가열 요소(160)에 의해 가열되어 에어로졸 발생 기재에 의해 발생된 에어로졸을 컨테이너(150) 내에 운반한다. 공기는 에어로졸 발생 요소(130)의 에어로졸 배출구(180)를 빠져나간다.
도관(190)은 에어로졸 배출구(180)로부터 용기(17) 내로 공기 및 에어로졸을 액체(19)의 레벨 아래로 운반한다. 공기 및 에어로졸은 액체(19)를 통해 포말화되어 용기 에어로졸 발생 요소(13017) 에어로졸 발생 요소(130)의 헤드스페이스 배출구(15)를 빠져나간다. 호스(20)는 에어로졸을 사용자의 입으로 운반하기 위해서 헤드스페이스 배출구(15)에 부착될 수 있다. 마우스피스(25)는 호스(20)에 부착되거나 호스의 일부를 형성할 수 있다.
사용 시, 장치의 기류 경로가 도 1에 두꺼운 화살표로 도시된다.
마우스피스(25)는 활성화 요소(27)를 포함할 수 있다. 활성화 요소(27)는 스위치, 버튼 등일 수 있거나 퍼프 센서 등일 수 있다. 활성화 요소(27)는 장치(100)의 임의의 다른 적합한 위치에 배치될 수 있다. 활성화 요소(27)는 제어 전자기기(30)와 무선 통신하여 장치(100)를 사용 상태로 두거나, 예를 들어 전원(35)이 가열 요소(140)에 에너지를 공급함으로써 가열 요소(160)를 활성화할 수 있다.
제어 전자기기(30) 및 전원(35)은 도 1에 도시된 바와 같이 에어로졸 발생 요소(130)의 하단 부분 이외에 에어로졸 발생 요소(130)의 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다.
도 2는 에어로졸 발생 요소(130)의 예에 대한 개략도를 도시한다. 모든 구성 요소가 간결성 및 명료성을 위해 도시되지 않았다. 예시된 구현예에서, 공기(화살표)가 에어로졸 발생 요소(130)의 상부 부분(131)의 공기 유입구(171)로 진입하고 나서, 열 차폐물(165)을 통과하고, 이어서 가열 요소(160)의 외부 표면을 따라 가열 요소(160)의 상단에 도착한다. 이어서, 가열된 공기는 카트리지(150)의 하우징의 상단 표면을 통해, 에어로졸 발생 기재(155)를 통해, 그리고 하단 부분(133)의 공극을 통해 에어로졸 배출구(180)로 내려간다. 도시된 구현예에서, 공기는 가열 요소(160)의 외부 표면을 따라 이동한 다음에 가열 요소(160)를 통해 이동한다.
도 2에 도시된 예에서, 상부 부분(131)은 하부 부분(133)으로부터 제거될 수 있어서 카트리지(150)가 가열 요소(160) 및 하단 부분(131)의 상단 표면에 의해 형성된 리셉터클에 삽입되거나 그로부터 제거되게 한다.
도 3은 에어로졸 발생 요소(130)의 예에 대한 개략적인 단면도를 도시한다. 모든 구성요소가 간결성 및 명료성을 위해 도시되지 않았다. 예시된 구현예에서, 공기(화살표)는 에어로졸 발생 요소(130)의 상부 부분(131)에 있는 공기 유입구(171)로 진입하고 나서, 열 차폐물(165) 및 가열 요소(160)를 통과한다. 이어서, 공기는 가열 요소(160)의 내부 표면 및 카트리지(150)의 하우징의 외부 표면을 따르고, 카트리지(150)의 하우징의 상단에 도착한다. 이어서, 가열된 공기는 카트리지(150)의 하우징의 상단 표면을 통해, 에어로졸 발생 기재(155)를 통해, 그리고 하단 부분(133)의 공극을 통해 에어로졸 배출구(180)로 내려간다. 도시된 구현예에서, 공기는 가열 요소(160)를 통해 그리고 가열 요소(160)의 내부 표면을 따라 이동한다.
도 3에 도시된 예에서, 상부 부분(131)은 하부 부분(133)으로부터 제거되어서 카트리지(150)가 가열 요소(160) 및 하단 부분(131)의 상단 표면에 의해 형성된 리셉터클에 삽입되거나 그로부터 제거될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 예에서, 상부 부분(131)의 몸체는 단열 재료로 형성될 수 있다.
도 4의 개략적인 단면도에 도시된 구현예에서, 에어로졸 발생 요소(130)는 제어 전자기기(도 4에 도시되지 않음)에 작동 가능하게 커플링된 열전대(199)를 포함한다. 도시된 예에서, 열전대(199)는 카트리지(150) 및 에어로졸 발생 기재(155)로 침투한다. 열전대(199)는 카트리지(150)가 하단 부분(133)에 위치되고, 상부 부분(131)이 하단 부분(131) 위에 배치될 때 카트리지(150) 내로 침투할 수 있다. 열전대(199)는 시샤 장치가 사용 중일 때 관련 온도에 대한 피드백을 제공하기 위해서 가열 요소(160)와 접촉하게, 배출구(180)에 근접하게, 또는 임의의 다른 적합한 위치에 있을 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 명세서에서 설명된 시샤 장치와 함께 사용될 수 있는 카트리지(150)의 예의 개략적인 사시도가 도시된다. 카트리지(150)는 하우징(151) 및 하우징의 상단 표면에 형성된 복수의 애퍼처(153)을 포함하여 카트리지(150) 및 하우징 내에 함유된 에어로졸 발생 기재를 통한 공기 흐름을 허용한다. 카트리지(150)의 하단은 또한, 카트리지(150)를 통한 공기 흐름을 허용하기 위한 하나 이상의 애퍼처를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 예컨대 공기가 리셉터클의 상단을 통해 흐르는 도 2에서, 리셉터클의 상단은 도 5에 도시된 카트리지와 유사한 애퍼처의 분포를 가질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관하여 전술한 특징은 또한 본 발명의 다른 양태에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 모든 과학적 및 기술적 용어는 달리 특정되지 않는 한 당업계에서 공통적으로 사용되는 의미를 가진다. 본원에서 제공된 정의는 본원에서 빈번하게 사용되는 특정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는, 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한, 복수의 지시 대상을 갖는 구현예를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, "또는"은 달리 그 내용이 명확하게 기술되지 않는 한 일반적으로 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "갖다", "갖는", "포함하다(include)", "포함하는(including)" "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)", "이루어지다", "이루어지는" 등은 개방형의 의미로 사용되며, 일반적으로 "포함하지만, 이에 제한되지 않는" 것을 의미한다. "~로 본질적으로 이루어지는", "~로 이루어지는" 등은 "포함하는(comprising)" 등에 포함되는 것임이 이해될 것이다.
단어 "바람직한" 및 "바람직하게는"는 특정 환경 하에서 특정 이익을 제공할 수 있는 본 발명의 구현예를 지칭한다. 그러나, 다른 구현예가 동일 또는 다른 환경 하에서 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 구현예의 설명은 다른 구현예가 유용하지 않음을 암시하는 것이 아니며, 청구항을 포함하는 본 개시 내용의 범위로부터 다른 구현예를 배제하도록 의도되지 않는다.
"상단", "하단", "좌측", "우측", "상부", "하부", 및 다른 방향 또는 방위와 같은, 본 명세서에서 언급된 임의의 방향은 명료성과 간결성을 위해 본 명세서에서 설명된 것이지, 실제 장치 또는 시스템을 제한하려는 의도가 아니다. 본 명세서에 설명된 장치 및 시스템은 다수의 방향 및 방위로 사용될 수 있다.
예시된 구현예는 한정적인 것이 아니다. 전술한 구현예와 일치하는 다른 구현예가 당업자에게 자명할 것이다.
Claims (15)
- 시샤 장치(shisha device)로서:
액체의 용적을 함유하도록 구성된 내부를 정의하고 헤드스페이스 배출구를 포함하는 용기; 및
용기와 유체 연통하는 에어로졸 발생 요소를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 요소는:
에어로졸 발생 기재를 함유하는 카트리지를 수용하기 위한 카트리지 리셉터클;
카트리지 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의하는 가열 요소; 및
카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 에어로졸 배출구; 및
카트리지 리셉터클과 유체 연통하고 공기가 카트리지 리셉터클로 진입하기 전에 공기를 예열하도록 배열되는 신선한 공기 유입구 채널을 포함하는, 시샤 장치. - 제1항에 있어서, 상기 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 상단 벽 부분 및 원통형 측벽 부분을 정의하는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지 리셉터클은 원통을 정의하며, 상기 원통은 높이 값 및 직경 값을 가지며 상기 직경 값은 높이 값의 약 1.5배 내지 약 5배, 또는 약 1.5배 내지 약 4배, 또는 1.5배 내지 3배이거나, 상기 높이 값은 직경 값의 약 1.5배 내지 5배, 또는 1.5배 내지 4배, 또는 1.5배 내지 3배인, 시샤 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카트리지 리셉터클은 절두 원추형 형상(frusto-conical shape)을 정의하며, 상기 절두 원추형 형상은 높이 값 및 기저부 직경 값을 가지며, 상기 기저부 직경 값은 높이 값의 약 1.5배 내지 약 5배, 또는 약 1.5배 내지 약 4배, 또는 1.5배 내지 3배이거나, 상기 높이 값은 기저부 직경 값의 1.5배 내지 5배, 또는 1.5배 내지 4배, 또는 1.5배 내지 3배인, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 신선한 공기 유입구 채널의 적어도 하나의 표면을 정의하는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 카트리지 리셉터클의 상단 벽 및 원통형 측벽 부분을 정의하며, 상기 신선한 공기 유입구 채널은 카트리지 리셉터클의 상단 벽을 형성하는 가열 요소 및 카트리지 리셉터클의 원통형 측벽 부분을 형성하는 가열 요소에 의해 적어도 부분적으로 정의되는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신선한 공기 유입구 채널은 가열 요소의 리셉터클 표면 및 카트리지 리셉터클 내부에 수용된 카트리지에 의해 적어도 부분적으로 정의되는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신선한 공기 유입구 채널은 가열 요소의 내부 표면 및 가열 요소를 함유하는 에어로졸 발생 요소의 내부 표면에 의해 적어도 부분적으로 정의되는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소를 통한 하나 이상의 애퍼처(aperture)는 신선한 공기 유입구 채널의 일부분을 정의하는, 시샤 장치.
- 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소 상단 벽을 통한 2개 이상의 애퍼처는 신선한 공기 유입구 채널의 일부분을 정의하는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 저항 가열 요소를 포함하는, 시샤 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 유도 가열 요소를 포함하는, 시샤 장치.
- 시샤 조립체로서,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 시샤 장치; 및
에어로졸 발생 기재를 함유하고 에어로졸 발생 요소의 카트리지 리셉터클 내부에 수용된 에어로졸 발생 기재를 함유하는 카트리지를 포함하는, 시샤 조립체. - 제13항에 있어서, 상기 가열 요소는 작동 중에 카트리지 내부에 함유된 에어로졸 발생 기재를 가열하지만 연소시키지 않도록 구성되는, 시샤 조립체.
- 시샤 장치용 에어로졸 발생 요소로서,
에어로졸 발생 기재를 함유하는 카트리지를 수용하기 위한 카트리지 리셉터클;
카트리지 리셉터클의 적어도 2개의 표면을 정의하는 가열 요소; 및
카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 에어로졸 배출구 및 카트리지 리셉터클과 유체 연통하는 신선한 공기 유입구 채널을 포함하는, 시샤 장치용 에어로졸 발생 요소.
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