KR20210018812A

KR20210018812A - 증기 생성 시스템

Info

Publication number: KR20210018812A
Application number: KR1020207034059A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 로버트 존 로건
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2021-02-18
Also published as: TW201945665A; EP3784079B1; ES2909823T3; CN112105270A; JP2021521813A; EP3784079A1; WO2019207023A1; US20200404968A1; PL3784079T3; EA202092575A1; JP7232262B2; KR102488320B1

Abstract

증기 생성 시스템(1, 2, 3)은 증기 생성 재료(26)를 포함하는 증기 생성 공간(22) 및 제1 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료(26)를 가열시키는 가열기(28, 78)를 포함한다. 증기 생성 시스템(1, 2, 3)은 공기 입구(38, 62, 76), 공기 출구(44), 증기 생성 공간(22)을 통하여 공기 입구 및 공기 출구를 연결시키는 공기 흐름 통로(32, 66, 80), 외부면(46) 및 냉각 챔버(34)를 더 포함한다. 냉각 챔버(34)는 제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하고 냉각 챔버(34)는 가열기(28, 78)와 외부면(46) 사이 그리고/또는 공기 흐름 통로(32, 66, 80)와 외부면(46) 사이에 위치된다.

Description

증기 생성 시스템

본 발명은 일반적으로 증기 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자가 흡입하는 동안 증기 또는 연무질을 생성하는 증기 생성 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 또한 증기 생성 디바이스에 관한 것이다.

흡입 동안 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료를 태우는 것보다는 오히려 가열시키는 디바이스가 최근 소비자에게 대중적이 되었다. 그러한 디바이스는 증기 생성 재료에 열을 제공하기 위해 다수의 상이한 접근법 중 하나를 이용할 수 있다.

한 가지의 접근법은 저항성 가열 시스템을 채용한 증기 생성 디바이스를 제공하는 것이다. 그러한 디바이스에서, 저항성 가열 요소가 증기 생성 재료를 가열시키기 위해 제공되고, 증기 생성 재료가 가열 요소로부터 전달되는 열에 의해 가열됨에 따라, 증기가 생성된다.

다른 접근법은 유도 가열 시스템을 채용한 증기 생성 디바이스를 제공하는 것이다. 그러한 디바이스에서, 유도 코일이 디바이스와 함께 제공되고 서셉터가 증기 생성 재료와 함께 전형적으로 제공된다. 사용자가 결과적으로 교호 전자기장을 생성하는 디바이스를 활성화시킬 때, 전기 에너지가 유도 코일에 제공된다. 서셉터는 전자기장과 결합되고, 예를 들어 전도에 의해 증기 생성 재료로 전달되는 열을 생성하고, 증기 생성 재료가 가열됨에 따라, 증기가 생성된다.

증기 생성 재료를 가열시키는 데 어떤 접근법이 사용되든, 증기 생성 디바이스 내의 열의 레벨을 제어하려는 요구가 존재하고, 본 발명은 이러한 요구를 해결하고자 한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면:

증기 생성 재료를 포함하는 증기 생성 공간;

제1 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료를 가열시키는 가열기;

공기 입구, 공기 출구, 및 증기 생성 공간을 통하여 공기 입구 및 공기 출구를 연결시키는 공기 흐름 통로;

외부면; 및

제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하는 냉각 챔버를 포함하는 증기 생성 시스템이 제공되며,

냉각 챔버는 가열기와 외부면 사이 그리고/또는 공기 흐름 통로와 외부면 사이에 위치된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면:

증기 생성 재료를 수용하는 증기 생성 공간;

제1 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료를 가열시키는 유도 코일;

외부면;

제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하는 냉각 챔버를 포함하는 증기 생성 디바이스가 제공되며,

냉각 챔버는 유도 코일과 외부면 사이 그리고/또는 공기 흐름 통로와 외부면 사이에 위치된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면:

증기 생성 재료를 수용하는 증기 생성 공간;

제1 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료를 가열시키는 저항성 가열기;

외부면;

냉각 챔버는 저항성 가열기와 외부면 사이 그리고/또는 공기 흐름 통로와 외부면 사이에 위치된다.

증기 생성 시스템/디바이스는 증기 생성 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시킴으로써 증기 생성 시스템/디바이스의 사용자가 흡입하는 동안 증기를 생성하기 위해 증기 생성 재료를 태우지 않고 증기 생성 재료를 가열시키도록 구성된다.

일반적인 표현으로, 증기는 증기의 임계 온도보다 더 낮은 온도에서의 기체상의 물질이며, 이는 증기가 온도를 감소시키지 않고 증기의 압력을 증가시킴으로써 액체로 응축될 수 있다는 것을 의미하는 데 반해, 연무질은 공기 또는 다른 기체에서의 미세한 고체 입자들 또는 액체 액적들의 부유물이다. 그러나, ‘연무질’ 및 ‘증기’란 용어들이, 특히 사용자가 흡입하는 동안 생성되는 흡입 가능 매개물의 형태에 대하여 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

냉각 챔버에서의 액체가 시스템/디바이스의 사용 중에 기화되므로, 냉각 챔버는 증기 생성 시스템/디바이스로부터 열을 제거하고, 그러므로, 시스템/디바이스 내의 열의 레벨을 제어하기 위한 효과적인 방식을 제공한다. 특히, 냉각 챔버에서의 액체가 시스템/디바이스 내로부터, 예를 들어 가열기와 같은 시스템/디바이스의 구성 요소 부분들로부터 그리고/또는 공기 흐름 통로를 통해 흐르는 가열된 증기로부터 열을 흡수함에 따라, 냉각 챔버에서의 액체는 증발하여 제2 증기를 형성한다. 열은 제2 증기로부터 주위의 주변 공기로 전달되고, 제2 증기가 냉각됨에 따라, 제2 증기는 액체로 다시 응축되어 제2 증기가 시스템/디바이스 내로부터 열을 다시 흡수할 수 있다. 냉각 챔버에서의 제2 증기에 의해 제어되고 균일한 방식으로 증기 생성 시스템/디바이스에서 열이 제거되므로, 외부면에서의 뜨겁고 차가운 영역들이 회피되고 외부면에서의 균일한 온도로 인해 시스템/디바이스를 만질 때 사용자 편안함이 개선된다.

냉각 챔버는 시일링된 냉각 챔버이고 액체는 제2 증기를 형성하도록 냉각 챔버 내부에서 기화 가능하다. 냉각 챔버에서의 액체는 액체 및 증기 형태 둘 다로, 냉각 챔버에서 락킹(locking)된다. 그러므로, 냉각 챔버는 시일링된 구성 요소이고 시스템/디바이스의 신뢰 가능한 냉각을 제공한다.

냉각 챔버는 냉각 챔버에서의 제1 위치로부터 냉각 챔버에서의 제2 위치로 액체를 전달하기 위한 심지를 포함할 수 있다. 심지는 냉각 챔버에서의 액체의 이동을 제어하는 데 도움이 되므로 시스템/디바이스의 열 전달 및 냉각을 최적화한다.

냉각 챔버에서의 제1 위치는 냉각 챔버에서의 제2 위치보다 외부면에 더 근접할 수 있다. 따라서, 액체는 외부면에 더 근접한 제1 위치로부터, 시스템/디바이스 내의 열원(들), 예를 들어 가열기 및/또는 공기 흐름 통로에 더 근접하게 전형적으로 위치되는 제2 위치로 심지에 의해 전달될 수 있다. 이는 냉각 챔버가 최적의 방식으로 기능하고 시스템/디바이스에 최적의 냉각을 제공할 수 있는 것을 보장한다.

냉각 챔버에서의 액체는 대략 60℃ 미만의 비등점을 가질 수 있다. 비등점은 대략 50℃ 미만일 수 있다. 비등점은 대략 40℃ 미만일 수 있다. 외부면의 온도는 냉각 챔버에서의 제2 증기의 온도의 영향을 받고 외부면의 온도는 액체의 비등점이 앞서 정의된 바와 같은 경우 사용자가 보다 편하게 느끼는 레벨로 유지될 수 있다. 액체는 물 또는 에틸-알코올을 포함할 수 있다. 액체는 이상적으로 심지의 임의의 열화를 야기하지 않도록 선택된다.

심지는 그물망 구조를 포함할 수 있다.

가열기는 저항성 가열기를 포함할 수 있다. 저항성 가열기는 저항성 가열 요소를 포함할 수 있다.

가열기는 유도 가열 가능 서셉터를 포함할 수 있고 증기 생성 시스템은 유도 가열 가능 서셉터를 유도 가열시키는 교호 전자기장을 생성하도록 구성되는 유도 코일을 포함할 수 있다. 냉각 챔버는 유도 코일과 외부면 사이에 위치될 수 있다. 이러한 구성은 유도 가열을 이용하여 증기 생성 재료를 가열시키기 위한 특히 편리한 방식을 제공한다. 냉각 챔버는 유도 코일의 작동으로 인한 디바이스 내에서 생성되는 열의 효과적인 제거를 제공한다.

유도 코일은 리츠선 또는 리츠 케이블을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 재료들이 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 유도 코일은 실질적으로 나선형의 형상일 수 있고 증기 생성 공간 주변에서 연장될 수 있다.

나선형 유도 코일의 원형 단면은 증기 생성 재료, 또는 예를 들어, 증기 생성 재료 및 상기 유도 가열 가능 서셉터들 중 선택적으로 하나 이상을 포함하는 증기 생성 물품의, 증기 생성 공간으로의 삽입을 용이하게 할 수 있고, 증기 생성 재료의 균일한 가열을 보장한다.

유도 가열 가능 서셉터는 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 스틸, 및 이들의 합금들, 예를 들어 니켈 크롬 또는 니켈 구리 중 제한되지 않고 하나 이상을 포함할 수 있다. 유도 가열 가능 서셉터의 부근에 전자기장의 인가로, 서셉터는 전자기로부터 열로의 에너지의 변환을 야기하는 와상 전류들 및 자기 이력 현상 손실들로 인해 열을 생성할 수 있다.

유도 코일은 사용 중에, 대략 20 mT 내지 최고 집중점에서의 대략 2.0 T의 자속 밀도를 갖는 변동하는 전자기장으로 작동하도록 구성될 수 있다.

증기 생성 시스템/디바이스는 고주파수로 작동하도록 구성될 수 있는 전원 및 회로망을 포함할 수 있다. 전원 및 회로망은 대략 80 ㎑ 내지 500 ㎑, 가능하게는 대략 150 ㎑ 내지 250 ㎑, 그리고 가능하게는 대략 200 ㎑에서의 주파수로 작동하도록 구성될 수 있다. 전원 및 회로망은 사용되는 유도 가열 가능 서셉터의 타입에 따라, 예를 들어 ㎒ 범위의 더 높은 주파수로 작동하도록 구성될 수 있다.

심지는 전기적으로 전도성의 재료를 포함할 수 있고 유도 코일에 대한 전자기 차폐를 제공하도록 구성될 수 있다. 전자기 차폐의 제공은 유리하게는 유도 코일에 의해 생성되는 전자기장의 누설을 감소시키는 것을 돕는다. 심지가 전자기 차폐로서의 역할을 하므로, 별도의 차폐가 필요하지 않아, 구성 요소 개수를 감소시키고, 시스템/디바이스의 제작/구조를 단순화하고, 보다 컴팩트한 시스템/디바이스의 제공을 야기한다.

심지는 금속을 포함할 수 있다. 적절한 금속들의 예들은 알루미늄 및 구리를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

심지는 유도 코일의 적어도 하나의 측부에 걸쳐 실질적으로 연장될 수 있다. 심지는 액체를 효과적으로 이동시킨다. 게다가, 심지가 금속을 포함하고 시스템/디바이스가 유도 가열 원리에 기반하여 작동하면, 차폐 효과가 그것에 의해 최대화된다.

시스템/디바이스는 심지와 유도 코일 사이에 위치되는 페리 자성의, 비전기 전도성 재료를 더 포함할 수 있다. 페리 자성의, 비전기 전도성 재료는 유도 코일의 적어도 하나의 측부에 걸쳐 실질적으로 연장될 수 있다. 적절한 페리 자성의, 비전기 전도성 재료들의 예들은 페라이트, 니켈 아연 페라이트 및 뮤 메탈을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 페리 자성의, 비전기 전도성 재료는 전자기 차폐 특성들에 추가로 기여하고, 심지의 전기적으로 전도성 재료와의 조합으로, 유도 코일에 대한 특히 효과적인 전자기 차폐를 제공한다.

공기 흐름 통로는 유도 코일과 외부면 사이에 위치될 수 있다. 이러한 구성은 유도 코일로부터의 열 전달을 도울 수 있고, 따라서, 유도 코일의 냉각을 도울 수 있다.

냉각 챔버는 유도 코일에 근접한 내부 벽을 포함할 수 있고 내부 벽은 금속을 포함할 수 있다. 내부 벽은 유리하게는 양호한 열 전도성 및 전자기 차폐 특성들을 갖는 금속을 포함한다. 적절한 금속의 일 예는 구리이다. 금속 내부 벽은 유도 코일로부터 열을 흡수할 수 있으므로 유도 코일로부터의 열 전달을 지원하여, 유도 코일의 냉각을 돕는다. 금속 내부 벽은 유도 코일에 대한 전자기 차폐로서의 역할을 하므로, 전자기 누설을 감소시키는 것을 도울 수도 있다.

냉각 챔버는 외부면과, 증기 생성 공간을 공기 출구에 연결시키는 공기 흐름 통로의 일부 사이에 위치될 수 있다. 공기 흐름 통로를 통해 흐르는 제1 증기로부터의 열은 냉각 챔버로 전달되므로, 가열된 제1 증기가 공기 흐름 통로를 통해 흐름에 따라, 가열된 제1 증기의 냉각을 돕는다.

증기 생성 재료는 임의의 타입의 고체 또는 반고체 재료일 수 있다. 예시적 타입들의 증기 생성 고체들은 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스트랜드, 입자, 겔, 스트립, 루스 리프, 컷 필러, 다공성 재료, 발포체 재료 또는 시트를 포함한다. 증기 생성 재료는 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다.

증기 생성 재료는 연무질 형성제를 포함할 수 있다. 연무질 형성제들의 예들은 폴리하이드릭 알코올류, 및 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 이들의 혼합물들을 포함한다. 전형적으로, 증기 생성 재료는 건조 중량을 기반으로 대략 5% 내지 대략 50%의 연무질 형성제 함량을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 증기 생성 재료는 건조 중량을 기반으로 대략 15%의 연무질 형성제 함량을 포함할 수 있다.

증기 생성 물품은 증기 생성 재료를 포함하는 통기성 쉘을 포함할 수 있다. 통기성 쉘은 전기 절연성 및 비자기성의 통기성 재료를 포함할 수 있다. 재료는 고온에 대한 저항성을 갖는 재료를 통해 공기가 흐르는 것을 가능하게 하도록 높은 통기성을 가질 수 있다. 적절한 통기성 재료들의 예들은 셀룰로오스 파이버들, 종이, 면직물 및 명주를 포함한다. 통기성 재료는 필터로서의 역할을 할 수도 있다. 대안적으로, 증기 생성 물품은 종이로 랩핑되는 증기 생성 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 증기 생성 재료는 통기성이지 않지만 공기 흐름을 가능하게 하도록 적절한 천공들 또는 개구부들을 포함하는 재료 내부에 포함될 수 있다. 증기 생성 재료는 실질적으로 스틱의 형상으로 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증기 생성 시스템의 일부의 개략 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 증기 생성 시스템의 개략 조립도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에서 식별되는 냉각 챔버의 확대도이다.
도 5는 도 2의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증기 생성 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 증기 생성 시스템의 개략도이다.

본 발명의 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 예로서만 이제 설명할 것이다.

처음에 도 1 내지 도 3을 참조하면, 증기 생성 시스템(1)의 제1 실시예가 도해하여 도시된다. 증기 생성 시스템(1)은 증기 생성 디바이스(10) 및 증기 생성 물품(24)을 포함한다. 증기 생성 디바이스(10)는 근위 단부(12) 및 원위 단부(14)를 갖고, 전원(18) 및 고주파수에서 작동하도록 구성될 수 있는 제어기(20)를 포함하는 디바이스 본체(16)를 포함한다. 전원(18)은, 예를 들어 유도적으로 재충전 가능할 수 있는 하나 이상의 배터리를 전형적으로 포함한다.

증기 생성 디바이스(10)는 일반적으로 원통형이고, 증기 생성 디바이스(10)의 근위 단부(12)에서 디바이스 본체(16) 내의 공동으로 형성되는 일반적으로 원통형의 증기 생성 공간(22)을 포함한다. 원통형 증기 생성 공간(22)은 증기 생성 재료(26)를 수용하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 원통형 증기 생성 공간(22)은 증기 생성 재료(26) 및 하나 이상의 유도 가열 가능 서셉터(28)의 형태의 가열기를 포함하는, 상응하여 형상화된 일반적으로 원통형의 증기 생성 물품(24)을 수용하도록 구성된다. 증기 생성 물품(24)은 증기 생성 재료(26)를 포함하고 증기 생성 물품(24)을 통해 공기가 흐르는 것을 가능하게 하도록 비금속 원통형 외부 쉘(24a) 및 근위 및 원위 단부들에서의 통기성 층 또는 막(24b, 24c)을 전형적으로 포함한다. 증기 생성 물품(24)은, 예를 들어 증기 생성 재료(26)로서 담배를 포함할 수 있는 일회용 물품이다.

증기 생성 디바이스(10)는 원형 단면을 갖고 원통형 증기 생성 공간(22) 주변에서 연장되는 나선형 유도 코일(30)을 포함한다. 유도 코일(30)은 전원(18) 및 제어기(20)에 의해 전압이 가해질 수 있다. 제어기(20)는 여러 전자 구성 요소 중에서도 특히, 전원(18)으로부터의 직류를 유도 코일(30)에 대한 고주파수 교류로 변환하도록 구성되는 인버터를 포함한다.

증기 생성 디바이스(10)는 유도 코일(30)을 둘러싸고 유도 코일(30)과 시일링된 환형 냉각 챔버(34) 사이에 위치되는 환형 공기 흐름 통로(32)를 포함한다. 환형 공기 흐름 통로(32)는 증기 생성 공간(22)과 연통한다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 증기 생성 디바이스(10)는 근위 단부(12)에서의 디바이스 본체(16) 상에서 제거 가능하게 장착 가능한 커버(36)를 포함한다. 커버(36)는 증기 생성 공간(22)으로, 그리고 보다 상세하게는, 통기성 막(24b)을 통해 증기 생성 물품(24)으로 공기를 전달하는 방사상으로 연장된 공기 입구들(38) 및 중앙 공기 흐름 통로(40)를 포함한다. 커버(32)는 또한 디바이스(10)를 사용하는 동안 생성되는 제1 증기를 환형 공기 흐름 통로(32)로부터, 사용자가 제1 증기를 흡입할 수 있는 공기 출구(44)로 전달하는 복수의 원주로 이격된 종방향 공기 흐름 통로(42)를 포함한다.

당업자에 의해 이해될 것인 바와 같이, 유도 코일(30)에 전압이 가해질 때, 교호 및 시변 전자기장이 생성된다. 교호 및 시변 전자기장은 하나 이상의 유도 가열 가능 서셉터(28)와 결합되고 하나 이상의 유도 가열 가능 서셉터(28)에서의 와상 전류들 및/또는 자기 이력 현상 손실들을 생성하여 하나 이상의 유도 가열 가능 서셉터(28)가 가열되게 한다. 열은 그 후, 예를 들어 전도, 방사 및 대류에 의해 하나 이상의 유도 가열 가능 서셉터(28)로부터 증기 생성 재료(26)로 전달된다.

유도 가열 가능 서셉터(들)(28)는 증기 생성 재료(26)와 직접적 또는 간접적 접촉할 수 있어, 서셉터(들)(28)가 유도 코일(30)에 의해 유도 가열될 때, 열이 서셉터(들)(28)로부터 증기 생성 재료(26)로 전달되어, 증기 생성 재료(26)를 가열시킴으로써 제1 증기를 생성한다. 증기 생성 재료(26)의 기화는 주변 환경으로부터 공기 입구들(38)을 통한 공기의 추가에 의해 용이하게 된다. 증기 생성 재료(26)를 가열시킴으로써 생성되는 제1 증기는 환형 공기 흐름 통로(32)를 통해 증기 생성 공간(22)에서 빠져나오고, 종 공기 흐름 통로들(42)을 따라 제1 증기가 디바이스(10)의 사용자에 의해 흡입될 수 있는 공기 출구(44)로 흐른다. 증기 생성 공간(22)을 통한, 즉 공기 입구들(38)로부터 증기 생성 공간(22) 및 환형 공기 흐름 통로(32)를 통한, 그리고 커버(36)에서의 종 공기 흐름 통로들(42)을 따른 그리고 공기 출구(44) 밖으로의 공기의 흐름은 디바이스(10)의 공기 출구(44) 측부로부터의 사용자가 공기를 인출하는 것에 의해 생성되는 음압에 의해 도움을 받을 수 있고 도 2의 화살표들로 도해하여 도시된다.

특히 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 시일링된 환형 냉각 챔버(34)가 유도 코일(30)과 증기 생성 디바이스(10)의 외부면(46) 사이에 위치된다. 냉각 챔버(34)는 제2 증기를 형성하도록 냉각 챔버(34) 내부에서 기화 가능하고 제2 증기의 액체 및 증기 형태 둘 다로 냉각 챔버(34) 내에 락킹되는 물 또는 에틸-알코올과 같은 액체를 포함한다. 보다 상세하게는, 냉각 챔버(34)에서의 액체는 환형 공기 흐름 통로(32)를 통해 흐르는 가열된 제1 증기로부터, 그리고 유도 코일(30) 및 유도 가열 가능 서셉터(들)(28)와 같은 디바이스(10)의 다른 구성 요소 부분들로부터, 특히 냉각 챔버(34)의 내부 벽(52)을 통해 열을 흡수하여, 도 4의 화살표들(47)로 도해하여 도시된 바와 같이 디바이스(10)로부터 열을 제거한다. 냉각 챔버(34)에서의 액체에 의한 열의 흡수를 촉진하기 위해, 내부 벽(52)은 전형적으로 양호한 열 전도 특성들을 갖는 재료, 예를 들어 구리와 같은 금속을 포함한다.

냉각 챔버(34)에서의 액체가 열을 흡수하고 냉각 챔버(34)에서의 액체의 온도가 냉각 챔버(34)에서의 액체의 비등점을 초과하여 상승됨에 따라, 액체는 기화되어(즉, 액체는 증발하여) 제2 증기를 형성한다. 열은 제2 증기로부터 디바이스(10)의 외부면(46)을 통하여 주위의 주변 공기로 전달되어 제2 증기가 냉각되게 한다. 제2 증기가 냉각됨에 따라, 제2 증기는 액체 형태로 다시 응축되어 상기 액체가 가열된 제1 증기 및 디바이스(10)의 다른 구성 요소 부분들로부터 열을 다시 흡수할 수 있다. 제2 증기로부터의 열의 전달은 외부면(46)에 근접한 냉각 챔버(34)에서의 제1 위치에서 일어나고 냉각 챔버(34) 내의 제2 증기의 흐름이 화살표들(48)로 도해하여 도시된다. 제2 증기가 냉각되고 응축되어, 제2 증기의 액체 형태로 복귀함에 따라, 액체는 화살표들(50)로 도해하여 도시된 바와 같이, 제1 위치로부터 내부 벽(52)에 근접한 냉각 챔버(34) 내의 제2 위치로 흐른다.

외부면(46)에 근접한 제1 위치로부터 내부 벽(52)에 근접한 제2 위치로의 냉각 챔버(34)에서의 응축된 액체의 흐름을 촉진하기 위해, 냉각 챔버(34)는 내부 벽(52) 외측으로 방사상으로 위치되고 내부 벽(52)에 근접한 원통형 심지(54)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 심지(54)는 전기적으로 전도성의 구리 그물망(파선(54)에 의해 도면들에 개략적으로 도시됨)을 포함하고 유리하게는 또한 유도 코일(30)에 대한 전자기 차폐로서의 역할을 한다. 내부 벽(52)이 제작되는 재료에 따라, 내부 벽(52)이 유도 코일(30)에 대한 전자기 차폐로서의 역할을 할 수도 있다는 점이 주목되어야 한다. 앞서 언급된 바와 같이, 내부 벽(52)은 전자기 차폐를 위한 우수한 재료일뿐만 아니라 우수한 열 전도성을 갖는 구리를 포함할 수 있다.

증기 생성 디바이스(10)는 또한 유도 코일(30)과 심지(54) 사이에 유도 코일(30) 외측에 배열되는 전자기 차폐층(56)을 포함한다. 차폐층(56)은 페라이트, 니켈 아연 페라이트 또는 뮤 메탈과 같은 페리 자성의, 비전기 전도성 재료로 형성된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 전자기 차폐층(56)은 유도 코일(30) 주변에서 원주로 연장되도록 나선형 유도 코일(30) 외측으로 방사상으로 위치되는 실질적으로 원통형의 슬리브를 포함한다.

이제 도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 5에 도시된 증기 생성 시스템(1)과 유사하고 상응하는 요소들이 동일한 참조 번호들을 사용하여 지정되는 증기 생성 시스템(2)의 제2 실시예가 도시된다.

증기 생성 시스템(2)은 증기 생성 공간(22)으로, 그리고 보다 상세하게는, 통기성 막(24c)을 통해 증기 생성 물품(24)으로 공기를 전달하는 공기 입구(62)를 갖는 증기 생성 디바이스(60)를 포함한다. 증기 생성 디바이스(60)는 근위 단부(12)에서의 디바이스 본체(16) 상에서 제거 가능하게 장착 가능한 커버(64)를 더 포함한다. 커버(64)는 증기 생성 공간(22)으로부터 제1 증기가 사용자에 의해 흡입될 수 있는 공기 출구(44)로 디바이스(60)의 사용 동안 생성되는 제1 증기를 전달하는 공기 흐름 통로(66)를 포함한다.

증기 생성 시스템(2)은 증기 생성 재료(26)를 가열시킴으로써 사용자가 흡입하는 동안 제1 증기를 생성하기 위해 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 증기 생성 시스템(1)과 동일한 방식으로 작동한다.

이제 도 7을 참조하면, 증기 생성 시스템(3)의 제3 실시예가 도시된다. 증기 생성 시스템(3)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 증기 생성 시스템들(1, 2)과 공통인 일부 특징을 갖고, 상응하는 요소들이 동일한 참조 번호들을 사용하여 지정된다.

증기 생성 시스템(3)은 디바이스(70)의 근위 단부(12)에서 일체화되게 형성된 마우스피스(72)를 갖고 원통형 증기 생성 공간(22)이 디바이스(70)의 원위 단부(14)에서 위치되는 증기 생성 디바이스(70)를 포함한다. 증기 생성 공간(22)에 대한 커버(74)가 원위 단부(14)에서의 디바이스 본체(16) 상에서 제거 가능하게 장착 가능하다. 커버(74)는 공기가 증기 생성 공간(22)으로 흐르는 것을 가능하게 하는 공기 입구들(76)을 포함한다.

증기 생성 공간(22)은 증기 생성 재료(26)를 수용하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 원통형 증기 생성 공간(22)은 증기 생성 재료(26)를 포함하는 상응하여 형상화된 일반적으로 원통형의 증기 생성 물품(24)을 수용하도록 구성된다. 증기 생성 물품(24)은 증기 생성 재료(26)를 포함하고 증기 생성 물품(24)을 통해 공기가 흐르는 것을 가능하게 하도록 비금속 원통형 외부 쉘(24a) 및 근위 및 원위 단부들에서의 통기성 층 또는 막(24b, 24c)을 전형적으로 포함한다. 증기 생성 물품(24)은, 예를 들어 증기 생성 재료(26)로서 담배를 포함할 수 있는 일회용 물품이다.

증기 생성 디바이스(70)는 증기 생성 공간(22) 외측으로 방사상으로 위치되고 증기 생성 공간(22) 주변에서 연장되는, 예를 들어 저항성 가열 요소를 포함하는 저항성 가열기(78)를 포함한다.

증기 생성 시스템(3)의 작동 동안, 전류가 저항성 가열기(78)에 공급되어, 저항성 가열기(78)가 가열되게 한다. 저항성 가열기(78)로부터의 열은 증기 생성 재료(26)를 가열시킴으로써 제1 증기를 생성하도록, 예를 들어 전도, 방사 및 대류에 의해 증기 생성 재료(26)로 전달된다. 증기 생성 재료(26)의 기화는 주변 환경으로부터 공기 입구들(76)을 통한 공기의 추가에 의해 용이하게 된다.

증기 생성 재료(26)를 가열시킴으로써 생성되는 제1 증기는 그 후 통기성 층(24b)을 통해 가열 구획(22)에서 빠져나오고, 공기 흐름 통로(80)를 따라, 그리고 공기 출구(44)를 통해 흐르며, 공기 출구(44)에서 제1 증기가 마우스피스(72)를 통해 디바이스(70)의 사용자에 의해 흡입된다. 증기 생성 공간(22)을 통한 공기의 흐름이 마우스피스(72)를 사용하여 디바이스(70)의 출구 측부로부터 사용자가 공기를 인출하는 것에 의해 생성되는 음압에 의해 도움을 받을 수 있다는 점이 이해될 것이다.

증기 생성 디바이스(70)는 공기 흐름 통로(80)와 증기 생성 디바이스(70)의 외부면(46) 사이에 위치되는 시일링된 환형 냉각 챔버(34)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 환형 냉각 챔버(34)는 공기 흐름 통로(80)의 길이의 실질적으로 전체를 따라 종으로 연장되지만, 환형 냉각 챔버(34)는 다른 실시예들에서 공기 흐름 통로(80)의 일부만을 따라 연장될 수 있다. 가열된 제1 증기가 디바이스(70)의 작동 동안 공기 흐름 통로(80)를 따라 흐름에 따라, 냉각 챔버(34)에서의 액체는 내부 벽(52)을 통해 제1 증기로부터 열을 흡수하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 방식으로 제1 증기를 냉각시키고 공기 출구(44)를 통하여 사용자의 입으로 전달되는 제1 증기가 최적의 특성들을 갖는 것을 보장한다.

예시적인 실시예들을 앞선 단락들에 설명하였지만, 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 그러한 실시예들에 다양한 변경이 행해질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 청구항들의 폭 및 범위는 상술한 예시적인 실시예들에 제한되지 않아야 한다.

상술한 특징들의 모든 가능한 변형에서의 상술한 특징들의 임의의 조합은 본원에 달리 지시되지 않거나 문맥에 의해 달리 분명히 부인되지 않는다면 본 발명에 의해 포함된다.

문맥이 분명히 달리 요구하지 않는다면, 상세한 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐, “포함하다(comprise)”, “포함하는(comprising)” 등의 단어들은 배타적이거나 철저한 의미와는 대조적인 포괄적인 의미로; 즉 “~을 포함하지만, 이에 제한되지 않는(including, but not limited to)”의 의미로 해석되어야 한다.

Claims

증기 생성 재료(26)를 포함하는 증기 생성 공간(22);
제1 증기를 생성하기 위해 상기 증기 생성 재료를 가열시키는 가열기(28, 78);
공기 입구(38, 62, 76), 공기 출구(44), 및 상기 증기 생성 공간을 통하여 상기 공기 입구 및 상기 공기 출구를 연결시키는 공기 흐름 통로(32, 66, 80);
외부면(46); 및
제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하는 냉각 챔버(34)를 포함하며,
상기 냉각 챔버는 상기 가열기와 상기 외부면 사이 그리고/또는 상기 공기 흐름 통로와 상기 외부면 사이에 위치되는, 증기 생성 시스템(1, 2, 3).
제1항에 있어서,
상기 냉각 챔버(34)는 상기 냉각 챔버에서의 제1 위치로부터 상기 냉각 챔버에서의 제2 위치로 상기 액체를 전달하기 위한 심지(54)를 포함하는, 증기 생성 시스템.
제2항에 있어서,
상기 냉각 챔버(34)에서의 상기 제1 위치는 상기 냉각 챔버에서의 상기 제2 위치보다 상기 외부면(46)에 더 근접한, 증기 생성 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체는 대략 60℃ 미만, 바람직하게는 대략 50℃ 미만, 바람직하게는 대략 40℃ 미만의 비등점을 갖는, 증기 생성 시스템.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심지(54)는 그물망 구조를 포함하는, 증기 생성 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기는 유도 가열 가능 서셉터(28)를 포함하고 상기 증기 생성 시스템은 상기 유도 가열 가능 서셉터를 유도 가열시키는 교호 전자기장을 생성하도록 구성되는 유도 코일(30)을 포함하며, 상기 냉각 챔버(34)는 상기 유도 코일과 상기 외부면(46) 사이에 위치되는, 증기 생성 시스템.
제6항에 있어서,
상기 심지(54)는 전기적으로 전도성의 재료를 포함하고 상기 유도 코일(30)에 대한 전자기 차폐를 제공하도록 구성되는, 증기 생성 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 심지(54)는 상기 유도 코일(30)의 적어도 하나의 측부에 걸쳐 실질적으로 연장되는, 증기 생성 시스템.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심지(54)와 상기 유도 코일(30) 사이에 위치되고 상기 유도 코일의 적어도 하나의 측부에 걸쳐 실질적으로 연장되는 페리 자성의, 비전기 전도성 재료(56)를 더 포함하는, 증기 생성 시스템.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 흐름 통로(32)는 상기 유도 코일(30)과 상기 외부면(46) 사이에 위치되는, 증기 생성 시스템.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 챔버(34)는 상기 유도 코일(30)에 근접한 내부 벽(52)을 포함하며, 상기 내부 벽(52)은 양호한 열 전도성 및 전자기 차폐 특성들을 갖는 금속을 포함하는, 증기 생성 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 챔버(34)는 상기 외부면(46)과, 상기 증기 생성 공간(22)을 상기 공기 출구(44)에 연결시키는 상기 공기 흐름 통로(80)의 일부 사이에 위치되는, 증기 생성 시스템.
증기 생성 재료(26)를 수용하는 증기 생성 공간(22);
제1 증기를 생성하기 위해 상기 증기 생성 재료(26)를 가열시키는 유도 코일(30);
공기 입구(38, 62), 공기 출구(44), 및 상기 증기 생성 공간을 통하여 상기 공기 입구 및 상기 공기 출구를 연결시키는 공기 흐름 통로(32, 66);
외부면(46);
제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하는 냉각 챔버(34)를 포함하며,
상기 냉각 챔버는 상기 유도 코일과 상기 외부면 사이 그리고/또는 상기 공기 흐름 통로와 상기 외부면 사이에 위치되는, 증기 생성 디바이스(10, 60).
제13항에 있어서,
상기 냉각 챔버(34)는 상기 냉각 챔버에서의 제1 위치로부터 상기 냉각 챔버에서의 제2 위치로 상기 액체를 전달하기 위한 심지(54)를 포함하며, 상기 심지는 전기적으로 전도성의 재료를 포함하고 상기 유도 코일(30)에 대한 전자기 차폐를 제공하도록 구성되는, 증기 생성 디바이스.
증기 생성 재료(26)를 수용하는 증기 생성 공간(22);
제1 증기를 생성하기 위해 상기 증기 생성 재료를 가열시키는 저항성 가열기(78);
공기 입구(76), 공기 출구(44), 및 상기 증기 생성 공간을 통하여 상기 공기 입구 및 상기 공기 출구를 연결시키는 공기 흐름 통로(80);
외부면(46);
제2 증기를 형성하도록 기화 가능한 액체를 포함하는 냉각 챔버(34)를 포함하며,
상기 냉각 챔버(34)는 상기 저항성 가열기와 상기 외부면 사이 그리고/또는 상기 공기 흐름 통로와 상기 외부면 사이에 위치되는, 증기 생성 디바이스(70).