KR20210028253A - 허브 전달을 위한 플라워 카트리지 - Google Patents

허브 전달을 위한 플라워 카트리지 Download PDF

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KR20210028253A
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마이클 리 심슨
매튜 제임스 비커튼
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플랫 플래닛 리미티드
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Abstract

식물 성분과 같은 천연 소모품을 가열하여 방출되는 활성 성분 및 휘발성 화합물의 무연 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 플라워 카트리지가 개시된다. 카트리지는 다량의 천연 소모품과 수축(constriction) 또는 방해물을 포함하고 있으며, 이들은 함께 공기가 자유롭게 유동하지만 소모품은 제 위치에 유지되는 다공성 플러그를 형성한다. 카트리지의 내용물은 뜨거운 공기를 통해 해방되고 활성 성분은 타지 않고 가열을 통해 사용자에게 전달된다. 카트리지는 생태학적 영향을 줄이기 위해 일회용 및/또는 생분해성 재료로 만들어진다.

Description

허브 전달을 위한 플라워 카트리지
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 7월 11일 출원된 우선-출원의 미국 출원 제62/696,765호 및 2019년 4월 20일 출원된 제62/836,641호에 대한 우선권의 이익을 구하며, 이들의 전체 내용은 본 개시 내에 참조로서 포함된다.
본 발명은, 일반적으로, 카트리지에 미리 충전된 다량의 천연 소모품으로부터 방출되는 활성 성분 및 휘발성 화합물의 무연(smokeless) 전달을 용이하게 하는 일회용 플라워 카트리지에 관한 것이다. 주변 공기의 대류 가열에 의해 카트리지의 천연 소모품을 기화시켜 지정된 온도 프로파일로 휘발성 화합물을 방출하는 데 가열 장치가 사용된다. 또한 카트리지는, 사용자가 기화된 천연 소모품으로부터 화학 물질을 들이마시는 마우스피스(mouthpiece)로서의 역할을 한다.
카트리지는 갈은 플라워 및 식물 성분을 포함하는 일정량의 천연 소모품을 분배한다. 이러한 카트리지는 사용자에 의한 예상 가능하고 측정된 즐거움을 위해 천연 소모품의 정확한 정량(dosage)을 분배할 수 있다. 갈은 플라워 또는 식물 성분 형태의 천연 소모품을 포함한 카트리지는 활성 성분 및 휘발성 화합물의 추출 및 전달을 허용할 수 있다.
전통적으로 흡연자들은, 활성 성분을 들이마시기 위해 담배 형태의 천연 소모품의 연소 또는 기타 보조 디바이스에 의존하였다. 본 발명은 연소 대신 단순한 가열이 적용되는 가열하되 연소시키지 않는(heat-not-burn) 기술에 의존한다. 천연 소모품으로 미리 충전된 카트리지는, 사용자에 의해 천연 소모품을 가열 또는 연소 디바이스에 별도로 로딩할 필요를 없애 주며 점화원에 의존할 필요도 없다.
카트리지의 제조 재료는 가열 장치의 정상 작동 범위 또는 활성 성분의 기화 온도에서 불연성이므로, 카트리지 및 천연 소모품은 연소가 아닌 가열된 공기의 대류 전달에 의해 원하는 화학 물질을 추출하기 위해 다양한 온도로 가열될 수 있다. 카트리지의 "무연" 특징은 흡연과 관련된 건강에 대한 유해한 영향을 완화시키는 데 도움될 수 있다.
카트리지의 구조는 크림핑(crimping), 측방향(lateral), 압축(compression) 및 압밀(compaction) 력에 반응하여 원하는 형상을 유지하기에 충분히 강건해야 한다. 카트리지는 또한, 천연 소모품과 가열 장치의 오븐 사이의 물리적 접촉을 최소화하도록 구성된다. 이 특징은 오븐을 청소하거나 다르게는 유지 관리해야 할 필요성을 완화시킬 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 카트리지는, 천연 소모품이 그 형상을 유지하고 카트리지 수명 주기 동안 카트리지에서 떨어지지 않는 압축에 의해 충전된다. 압축된 천연 소모품은, 스토퍼 유형의 방해물과 함께, 공기가 비교적 자유롭게 통과하는 다공성 플러그를 형성하지만 이 플러그는 카트리지의 수명 주기 내내 움직이지 않고 유지된다. 또한 카트리지는 생태학적 영향을 줄이기 위해 일회용이고, 생분해 가능하며, 주로 식물 성분으로 제조되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 신규의 휴대 가능한 대류 가열 장치와 함께 사용하기 위한 개선된 카트리지, 및 그러한 카트리지 및 장치의 제조 및 충전에 대한 당업계의 요구가 존재한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기화된 천연 소모품을 전달하기 위해 전자적 휴대 가능한 대류 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지가 제공된다. 카트리지는 마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지는 제1 튜브를 포함한다. 카트리지는 삽입 단부가 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성된다. 카트리지는 또한, 종축 및 이 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 제1 튜브 내부의 제1 캐비티를 포함하고, 또한 카트리지는 접합 단부 및 스토퍼 단부에 개구를 가지는 제2 튜브를 갖는다. 제2 튜브는 제1 튜브의 제1 캐비티에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지며 구성된다. 제2 튜브를 제1 튜브에 삽입할 때, 제2 튜브의 접합 단부는 제1 튜브의 마우스피스 단부에 근접하여 있다. 제2 튜브는 종축 및 이 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 제2 캐비티를 갖는다. 제2 캐비티는 제1 튜브의 마우스피스 단부를 향해 연장된다.
일 실시형태에서, 제1 튜브의 제1 캐비티는 제1 튜브의 삽입 단부와 제2 튜브의 스토퍼 단부 사이에 천연 소모품으로 충전될 수 있다. 제2 튜브의 스토퍼 단부는 천연 소모품이 스토퍼 단부로부터 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성된다. 다른 실시형태에서, 제2 튜브를 제1 튜브에 삽입할 때, 제2 튜브의 접합 단부는 제1 튜브의 삽입 단부에 근접하여 있다. 이 실시형태에서, 제1 튜브의 제2 캐비티는 제2 튜브의 접합 단부와 제2 튜브의 스토퍼 단부 사이에 천연 소모품으로 충전될 수 있다. 제2 캐비티는 제1 튜브의 삽입 단부를 향해 연장된다. 제2 튜브의 스토퍼 단부는 천연 소모품이 스토퍼 단부에서 떨어지는 것을 차단하도록 다시 사이즈가 정해지고 구성된다.
이들 신규 구성은 가열 장치로부터 카트리지 내로 가열된 공기의 대류에 의한 통과를 가능하게 한다. 가열된 공기는 제1 또는 제2 캐비티에 충전된 천연 소모품을 가열하고, 이에 의해 상이한 온도 프로필로 다양한 기화된 카나비노이드(cannabinoids), 테르펜(terpenes) 및 기타 휘발성 화합물을 방출한다. 카트리지의 마우스피스 단부는 사용자가 원하는 화학 물질을 들이마시는 마우스피스의 역할을 한다.
자동화된 온도 프로파일은 연소 또는 정적 온도 프로파일을 사용하여 추출할 수 없었던, "전초(whole plant)"로부터 다양한 화합물의 전달을 가능하게 한다. 각 카트리지의 제1 또는 제2 캐비티에 사용자가 세션의 지속 시간 및 들이마셔지는 소모품의 강도를 예상할 수 있도록 허용하는 미리 측정된 양의 천연 소모품이 지속적으로 주입된다. 제1 또는 제2 튜브를 미리 충전하면 사용자가 소모품을 가열 장치에 별도로 로딩하는 일 없이 소모품을 즉시 즐길 수 있다. 소모품이 제1 또는 제2 튜브에 보유되도록 구성된 카트리지에 의하면, 소모품과 가열 장치의 오븐 표면 사이에 최소한의 물리적 접촉이 있다. 이는 유리하게는 소모품에 의해 남겨진 파편 또는 잔류물로부터 오븐을 청소하거나 그렇지 않으면 유지 관리할 필요성을 완화시킨다. 소모품과 오븐 표면 사이의 최소 접촉은 또한, 소모품의 "접촉" 온도가 가열된 표면 상에서 전달되는 것이 아니라 뜨거운 공기의 대류 운동에 의해 가능하게 되는 범위 내에 있기 때문에 소모품이 연소될 가능성을 낮춘다.
또 다른 실시형태에서, 제1 및 제2 튜브는 접착된, 접혀진, 말려진(rolled), 압출된, 및/또는 몰딩된 종이, 플라스틱 또는 금속 중 하나 이상의 재료로 만들어진 단단한 벽 구조를 가질 수 있다. 제1 튜브 및 제2 튜브는 폴리비닐 아세테이트(PVAc)와 같은 접착제로 처리된 말려진(rolled) 종이의 층으로 형성될 수 있다. 고온 실리콘 접착제, PVA, 고온 에폭시 접착제, 셀룰로오스 접착제, 천연 고무 또는 전분 접착제도 사용될 수 있다. 무 접착제(No-glue), 세라믹, 또는 비다공성 직포(woven) 또는 부직포(non-woven) 재료가 고려된다. 원하는 형상을 유지하기 위해 제1 튜브 및 제2 튜브에서 충분한 강성을 얻도록 당업계에 알려진 튜브 구성의 다른 방법이 고려된다.
또 다른 실시형태에 따르면, 제1 튜브의 삽입 단부는 가열 장치에의 공차 끼워맞춤(tolerance fit)에 의해 달성된다. 가열 장치와의 공차 끼워맞춤에 의해 야기되는 측 방향 힘 및 압축력을 제1 튜브가 받을 때, 제1 튜브는 그 형상을 유지하는 것이 바람직하다.
다른 실시형태에서, 제2 튜브는 억지 또는 압축 끼워맞춤에 의해 제1 튜브에 삽입된다. 이들 실시형태에서, 제1 또는 제2 캐비티에 충전된 천연 소모품은 각각 제1 또는 제2 튜브의 내부에 대해 측 방향 힘을 가한다. 압축된 천연 소모품은 다공성 플러그를 형성하고 제1 튜브 내에 제2 튜브를 고정시킨다. 위에서 논의된 바와 같이, 억지 끼워맞춤에 의해 야기되는 힘을 받을 때 제1 튜브 및 제2 튜브가 그들의 형상을 유지하는 것이 바람직하다.
제1 튜브 및 제2 튜브는 고려되는 작동 온도에서 불연성 재료로 만들어진다. 이 특징은 제1 또는 제2 캐비티에 충전된 천연 소모품을 원하는 카나비노이드, 테르펜 및 기타 휘발성 화합물의 추출에 필요한 온도로 가열할 수 있게 한다. 이는 독특하게 카트리지가 연소없이 가열 장치로부터 카트리지 내로의 가열된 공기의 대류 전달과 관련된 온도를 견딜 수 있도록 한다. 가열 장치와 함께 카트리지를 사용하는 시스템의 "무연" 특징은, 흡연에 의해 유발되는 건강에 미치는 해로운 영향을 완화시키는 데 도움을 줄 수 있다. 다른 실시형태에서, 플라워 카트리지는 전도에 의해 작동하는 것과 같은 비대류 가열 장치와 함께 사용될 수 있다.
제2 튜브의 스토퍼 단부는, 소모품이 제2 튜브에서 떨어지는 것을 방지하는 것을 돕기 위해 다양한 형상으로 크림핑될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 제2 튜브의 스토퍼 단부는 4개의 돌기를 갖는 별(four-pointed star) 형상을 취하도록 크림핑될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 스토퍼 단부는 원, 삼각형, 5개의 돌기를 갖는 별, 초승달 형상, 하트, 숫자 8, "s"자 형상, 직사각형, 3개의 돌기를 갖는 별, 정사각형, 3엽 클로버, 4엽 클로버, 타원형, 십자형, 오각형, 4변 다각형, 5변 다각형 및 5변보다 많은 변을 갖는 다각형의 변형을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 구성의 형상을 취할 수 있다.
다른 실시형태에서, 제2 튜브는 접합 단부와 스토퍼 단부 사이의 어떤 포인트에서 크림핑될 수 있다. 결과적인 형상은 3개의 돌기를 갖는 별, 4개의 돌기를 갖는 별, 원, 나선형 원, 또는 어떤 다른 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 구성을 상정할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 카트리지는 접합 단부와 스토퍼 단부 사이의 어떤 포인트에서 크림핑된 단일 튜브로 형성될 수 있다.
또 다른 카트리지 실시형태에서, 제2 튜브의 스토퍼 단부는 천연 소모품이 스토퍼 단부에서 떨어지는 것을 차단하도록 구성된 사이즈 및 정해진 형상을 갖는다.
제2 튜브의 스토퍼 단부 및/또는 다른 부분의 크림핑에 의해 형성된 전술한 형상은 단지 예로서 제시되며 본원에 구체적으로 개시된 실시형태로만의 제한이 아니다. 상기 개시에 따라, 당업자는 본원에 개시된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 3, 4, 5 또는 다른 다변 다각형, 타원형, 원, 삼각형 또는 기타 형상의 다른 변형을 고안할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 카트리지는 마우스피스 단부와 삽입 단부에 개구를 가지는 단일 튜브로 구성될 수 있다. 카트리지는 삽입 단부가 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성될 수 있다. 튜브는 종축 및 이 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 캐비티를 더 포함할 수 있다. 캐비티는 천연 소모품으로 충전될 수 있다. 또한, 카트리지는 마우스피스 단부에 근접한 캐비티에 배치되도록 사이즈가 정해지고 구성되는 스토퍼 인서트를 가질 수 있다. 스토퍼 인서트는, 대류에 의해 가열된 기화된 카나비노이드 및 테르펜이 마우스피스 단부로 유동하여 사용자에 의해 들이마셔지도록 허용하면서, 천연 소모품이 마우스피스 단부에서 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성될 수 있다. 스토퍼 인서트는 단일 튜브 내에 배치될 때 압축된 구성으로 배치된다.
튜브보다 약간 큰 직경을 가진 임의의 물체를 삽입하여 차단하는 것도 명시적으로 고려된다. 이러한 물체는 종이, 금속, 플라스틱, 세라믹, 목재 또는 직물로 만들어질 수 있다. 디스크(disk), 비드(bead), 잭(jack), 별(star) 또는 공(ball) 형상일 수 있다. 또한 그러한 물체는, W, S, N 또는 다른 형상으로 접힌, 구조화되지 않았을 때 튜브보다 약간 더 큰 직경을 갖도록 적응된, 길이 방향으로 접힌 종이일 수 있다.
증기가 마우스피스 단부로 유동하도록 허용하면서 "전초(whole plant)"가 튜브에서 떨어지는 것을 방지할 수 있는 전술한 스토퍼 인서트 형상, 재료 및 구성은 단지 예로서 제시되며 본원에 구체적으로 개시된 실시형태만으로 제한되지 않는다. 상기 개시에 따라, 당업자는 본원에 개시된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 스토퍼의 다른 변형을 고안할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는, 가열 장치에 삽입될 수 있는 삽입 단부 및 마우스피스 단부에 개구를 가지는 단일 튜브로 구성될 수 있다. 또한 카트리지는, 마우스피스 단부와 삽입 단부 사이에 단일 튜브에 구조적으로 위치되는 방해물을 가질 수 있다. 방해물은 튜브 원주 둘레의 크림프에 의해 형성될 수 있다.
또한, 다른 카트리지 실시형태는 종이를 말아서 형성된 단일 튜브를 포함할 수 있다. 단일 튜브는 가열 장치에 삽입될 수 있는 삽입 단부 및 마우스피스 단부에 개구를 가질 수 있다. 또한 이 실시형태는, 마우스피스 단부와 삽입 단부 사이에 단일 튜브에 구조적으로 위치되는 방해물을 가질 수 있다. 방해물은 말려진(rolling) 종이를 포함하며, 이러한 종이는 단일 튜브 내에서 접히거나 꼬여 있다. 이 구성에서, 제1 캐비티는 마우스피스 단부와 방해물에 의해 규정된다. 제2 캐비티는 삽입 단부와 방해물에 의해 규정된다. 제2 캐비티는 천연 소모품으로 충전될 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 플라워 카트리지의 제2 튜브의 크림핑 및 형성이 개시된다. 제2 튜브가 베이스 플레이트 내에 수직으로 배열되고, 개별 다이가 다이 플레이트의 구멍 내에 형성되어 있는 크림핑 다이 플레이트가 세워져 있는 튜브에 프레싱된다.
균일한 중량 및 특성을 얻도록 천연 소모품을 플라워 카트리지에 충전하는 충전 공정도 개시된다. 카트리지는 카트리지 트레이 조립체에 로딩되며, 이 조립체는 충전 조립체에 더 배치된다. 소모품이 트레이에 펼쳐지고 물리적으로 조작되어 개별 카트리지로 떨어지고 진동 수단을 통해 압밀된다. 이어서 충전 조립체를 프레스에 삽입하고 탬핑하여 단단히 포장된 천연 소모품이 마찰에 의해 카트리지에 고정될 것이다.
가열 장치는, 가열하되 연소시키지 않는 기술로서 알려진 방식으로 플라워 카트리지를 통해 가열된 공기를 통과시키는 것에 기초하여 작동한다. 오븐 그리고 결과적으로 공기의 온도는 흡연 세션의 특정 시간에 미리 설정된 온도에 의해 규정되는 온도 프로파일에 따라 전자적으로 제어된다. 이러한 프로파일은, 온도를 빠르게 올린 다음 점차적으로 감소시키고; 온도를 빠르게 올린 다음 온도를 유지시키고; 온도를 올린 다음 점차적으로 감소시키고 세션의 종료 근처에서 다시 온도를 높일 수 있다. 오븐에 공급되는 전류는 센서 피드백에 의해 조정된다. 식물 성분이 가열됨에 따라 건조되고, 공기를 가열하기 위해 보다 적은 에너지가 요구되고 오븐의 온도를 점차 낮출 것이 요구된다.
본원에 개시된 여러 실시형태의 이들 및 다른 특징들 및 이점들은 다음의 설명 및 도면들과 관련하여 보다 양호하게 이해될 것이며, 도면들 전체에 걸쳐 유사한 번호는 유사한 부분을 지칭한다:
도 1a는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 일 실시형태의 프로파일 도(profile view)이다.
도 1b는, 제2 튜브가 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 카트리지의 일 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1c는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 일 실시형태의 평면도이다.
도 1d는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 일 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1e는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 일 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1f는, 소모품이 충전된 카트리지를 보여주는 카트리지의 일 실시형태의 단면도이다.
도 1g는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1h는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 1j는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1k는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1l은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1m은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 1n은, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1p는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 1q는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1r은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1s는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1t는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 1u는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 1v는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1w는, 소모품이 충전된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 일 실시형태의 프로파일 도이다.
도 1x는, 충전 공정 전에 최종 구성으로 배치된 카트리지의 일 실시형태의 개략도이다.
도 2a는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2b는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 2c는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2d는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 2e는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2f는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 2g는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2h는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 2j는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2k는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 2l은, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2m은, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 2n은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2p는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 2q는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2r은, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 2s는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2t는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 2u는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 2v는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 3a는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3b는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3c는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 3d는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3e는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3f는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 3g는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3h는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3j는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3k는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3l은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3m은, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3n은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3p는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3q는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3r은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3s는, 제2 튜브의 스토퍼 단부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 분해 프로파일 도이다.
도 3t는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3u는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3v는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3w는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 3x는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 3y는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4a는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4b는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4c는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4d는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4e는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4f는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4g는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4h는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4j는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4k는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4l은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4m은, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4n은, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 4p는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 4q는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 5a는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 5b는, 제1 튜브에 부분적으로 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 5c는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 5d는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 5e는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 5f는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 5g는, 제1 튜브 및 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 5h는, 소모품이 충전된 제1 튜브에 삽입된 제2 튜브를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 단면도이다.
도 5j는, 단일 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 5k는, 단일 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 6a는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 사시도 및 튜브 내의 스토퍼 인서트의 평면도이다.
도 6b는, 소모품이 충전된 단일 튜브에 삽입된 스토퍼 인서트의 단면도이다.
도 6c는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 사시도 및 튜브 내의 스토퍼 인서트의 평면도이다.
도 6d는, 단일 튜브에 삽입된 스토퍼 인서트의 단면도이다.
도 6e는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 사시도 및 튜브 내의 스토퍼 인서트의 평면도이다.
도 6f는, 단일 튜브에 삽입된 스토퍼 인서트의 단면도이다.
도 6g는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 사시도 및 튜브 내의 스토퍼 인서트의 평면도이다.
도 6h는, 소모품이 충전된 단일 튜브에 삽입된 스토퍼 인서트의 단면도이다.
도 6j는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 사시도이다.
도 6k는, 단일 튜브에 삽입하기 위한 스토퍼 인서트의 평면도이다.
도 7a는, 소모품이 충전된 단일 튜브의 내부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 사시도이다.
도 7b는, 단일 튜브의 내부를 보여주는 카트리지의 다른 실시형태의 평면도이다.
도 7c-7e는, 단일 튜브를 형성하기 위해 절첩되고 있는 종이의 사시도이다.
도 7f는, 단일 튜브를 가지는 카트리지의 다른 실시형태의 프로파일 도이다.
도 8은, 프레싱 공정을 통해 크림핑 처리를 받고 있는 복수의 제2 튜브의 사시도이고, 도 8a는 그 확대도이다.
도 8b는, 다이 홀이 위를 향하는 크림핑 다이 플레이트의 일 예시 도면이다.
도 8c는, 크림핑 다이와 베이스 플레이트 사이에서 크림핑 처리되고 있는 제2 튜브의 단면도이다.
도 8d는, 베이스 플레이트에 놓여진 제2 튜브의 일 예시 도면이다.
도 8e는, 복수의 제2 튜브와 피팅된 맨드릴(mandrel) 플레이트의 사시도이다.
도 8f는, 크림핑 다이와 맨드릴 플레이트 사이에서 크림핑 처리되고 있는 제2 튜브의 단면도이다.
도 9a는, 탬핑(tamping) 조립체의 분해도이다.
도 9b는, 플라워 카트리지로 부분적으로 충전된 상부 및 하부 카트리지 트레이의 일 예시 도면이다.
도 9c는, 천연 소모품이 충전 트레이에 위치된 진동 테이블에 자기적으로 커플링된 충전 조립체의 일 예시 도면이다.
도 9d는, 탬핑을 위해 프레스에 위치된 충전 조립체의 일 예시 도면이다.
도 10a는, 카트리지와 함께 사용하기 위한 가열 장치의 사시 단면도이다.
도 10b는, 카트리지와 함께 사용하기 위한 가열 장치의 분해도이다.
도 10c는, 카트리지가 삽입된 가열 장치의 단면도이다.
도 10d는, 카트리지가 삽입된 가열 장치의 단면도의 상세도이다.
도 10e는, 조립된 가열 장치의 주요 전자 부품의 프로파일 도이다.
도 10f는, 가열 장치의 전자 로직의 블록도이다.
도 10g는, 일 예시적인 온도 프로파일을 보여주는 온도 대 시간의 그래프이다.
도 10h는, 전력 적용 그래프와 중첩된 온도 프로파일의 그래프이다.
도 10j는, 전력 적용 그래프와 중첩된 다른 온도 프로파일의 그래프이다.
도 10k는, 전력 적용 그래프와 중첩된 다른 온도 프로파일의 그래프이다.
본원에 언급된 도면은, 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시하기 위한 것으로 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
도 1a 및 1c는 제1 튜브(12) 및 제2 튜브(20)를 가지는 플라워 카트리지(10)의 도면이다. 이 실시형태에서, 제1 튜브(12) 및 제2 튜브(20)는 둘 모두는 실질적으로 원통형이다. 제1 튜브(12)는 마우스피스 단부(16) 및 삽입 단부(14)에 개구를 갖는다. 제2 튜브(20)는 접합 단부(22) 및 스토퍼 단부(24)에 개구를 갖는다. 예를 들어 도 1b에 도시된 카트리지(10)의 일 실시형태에서, 제2 튜브(20)의 직경은 제1 튜브(12)의 직경 미만이어서, 제2 튜브(20)는 제1 튜브(12)의 제1 캐비티(18)에 삽입될 수 있다. 제2 튜브(20)는 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 튜브(12)에 부분적으로 삽입되며, 압축력이 제1 튜브(12) 내에 제2 튜브(20)를 고정시킨다. 도 1b 및 1f에 도시된 카트리지(10)의 실시형태에서, 제2 튜브(20)가 제1 튜브(12)의 제1 캐비티(18) 내로 억지 끼워맞춤에 의해 완전히 삽입되었을 때, 제2 튜브(20)의 접합 단부(22)는 제1 튜브(12)의 마우스피스 단부(16)에 근접한다. 제1 튜브(12)의 삽입 단부(14)는 도 10c 및 10d에 도시된 바와 같이 가열 장치(42)에 공차 끼워맞춤(tolerance fit)에 의해 삽입될 수 있다. 도 1b 및 도 1f에 도시된 실시형태에서, 제2 캐비티(26)는 제1 튜브(12)의 마우스피스 단부(16)를 향해 연장된다. 제1 튜브(12)의 제1 캐비티(18)는 제1 튜브(12)의 삽입 단부(14)와 제2 튜브(20)의 스토퍼 단부(24) 사이에서 천연 소모품(44)으로 충전된다.
천연 소모품(44)으로 충전된 때라도 캐비티(18 또는 26) 중 어느 것도 숨을 들이마시면서 유발되는 공기 이동을 제한하지 않으며, 스토퍼 단부는 천연 소모품만을 고정시키고 공기 유동을 제한하지 않고, 결과적으로 활성 성분 및 휘발성 화합물의 이동을 제한하지 않음에 유의한다. 천연 소모품(44)은 빻은 대마초 플라워 및 식물 성분, 대마, 담배, 또는 기타 담배 피우기에 적합한(smokeable) 식물 성분과 같이 흡연에 사용되는 허브를 포함한다.
도 1x 및 도 1f는 최종 구성의 카트리지를 나타낸다. 도 1x는 제2 튜브의 접합 단부가 제1 튜브의 마우스피스 단부와 같은 높이에 있는, 제1 튜브 내에 완전히 배치된 제2 튜브(윤곽선)를 보여준다. 도 1f는, 천연 소모품(44)이 스토퍼 단부(24)로부터 제2 캐비티(26)로 떨어지는 것을 차단하도록 스토퍼 단부(24)가 어떻게 사이즈가 정해지고 구성되는 지를 보여준다. 이 실시형태에서, 천연 소모품(44)은 제1 튜브(12)의 내부에 대해 측 방향 힘을 가한다. 일정량의 습도를 지니는 거친 입자상 물질인 천연 소모품은 점도, 마찰 또는 끈적임의 특성을 나타낼 수 있으며, 이는 압력 하에서 포장될 때 그 형상을 유지하고 충전된 캐비티에서 떨어지지 않는 경향이 있다.
도 1w에 도시된 실시형태에서, 제2 튜브(20)가 제1 튜브(12)에 완전히 삽입되면, 제2 튜브(20)의 접합 단부(22)는 제1 튜브(12)의 삽입 단부(14)에 근접한다. 이 실시형태는 튜브가 반대로 삽입되는 것을 제외하고는 도 1f의 실시형태와 유사하다. 이 실시형태에서, 제1 튜브(12)의 제2 캐비티(26)는 제2 튜브(20)의 접합 단부(22)와 제2 튜브(20)의 스토퍼 단부(24) 사이에서 천연 소모품(44)으로 충전된다. 제2 캐비티(26)는 제1 튜브(12)의 삽입 단부(34)를 향해 연장된다. 도 1w는 천연 소모품(44)이 스토퍼 단부(24)로부터 제1 캐비티(18)로 떨어지는 것을 차단하도록 스토퍼 단부(24)가 어떻게 사이즈가 정해지고 구성되는지를 보여준다. 이 실시형태에서, 천연 소모품(44)은, 사용자가 마우스피스 단부를 빨아들일 때 공기가 캐비티들 사이를 통과하도록 허용하면서, 제2 튜브(20)의 내부에 대해 측 방향 힘을 가한다.
바람직한 실시형태에서, 제2 튜브(20)는 길이가 36㎜이고 제1 튜브(12)는 길이가 50㎜이고 직경이 7㎜이다. 제1 튜브를 형성하는 종이의 두께는 강도, 무게, 열전도율 등에서의 요구 사항을 충족시키도록 당업자에 의해 고려된다. 제2 튜브(20)의 직경은 유사한 요구 사항을 충족시켜야 하며 추가적으로 스토퍼 단부(24)의 형상 및 강도를 형성하는 방식 또는 크림핑에 대해 적응 가능해야 하며, 또한 제1 튜브(12)와의 억지 끼워맞춤에 적응해야 한다. 당업자는 또한, 내측 튜브 길이, 소모품이 포장되는 방향, 충전된 소모품의 양, 스토퍼 및 스토퍼 인서트 형태의 다양한 방해물의 위치의 변형이 모두 사용자에 설정된 정량 전달에 고려될 수 있음을 인식할 것이다.
도 1c는 종축 및 당해 종축에 수직으로 배치된 횡축에 의해 규정되는 제1 캐비티(18)로서 제1 튜브(12)의 내부를 보여준다. 스토퍼 단부(24)에서 볼 때, 도 1c는 또한 제2 캐비티(26)로서 제2 튜브(20)의 부분적인 내부를 보여주는데, 이는 제1 캐비티(18)와 같이 종축 및 당해 종축에 수직으로 배치된 횡축에 의해 규정된다.
도 1d에 도시된 카트리지(10)의 바람직한 실시형태에서, 제2 튜브(20)는 위에서 설명된 제1 튜브(12)와의 억지 끼워맞춤 그리고 압축, 측 방향 힘을 형성할 때 그 형상을 유지하기 위해 단단한 벽 구조(28)를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 튜브(12)는 마찬가지로 단단한 벽 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 튜브(12) 및 제2 튜브(20) 둘 모두가 폴리비닐 아세테이트(PVAC)와 같은 접착제로 처리된 접착된 말린(rolled) 종이의 층으로 형성될 수 있다. 도 7c-7e는 종이를 말아서 단일 튜브(30)를 형성하는 방법을 도시한다. 또한 당업계에 알려진 다른 튜브 구성 방법이, 제1 튜브(12) 및 제2 튜브(20)에서 적절한 강성을 얻기 위해 고려된다. 아래에서 상세히 논의되는 실시형태에서, 카트리지(10)가 만들어지는 재료는 가열 장치의 정상 작동 온도에서 불연성일 수 있다.
이러한 튜브에 물체를 크림프, 스퀴즈(squeeze) 또는 삽입하는 데 적응된 다이 및 프레스가 명시적으로 고려된다. 다이의 정확한 형상은 당업자에게 알려졌듯이 크림프 또는 스퀴즈의 형상에 기초하여 다를 수 있다. 도 8-8f는 카트리지(10)를 크림핑하기 위해 크림핑 다이 및 크림핑 트레이와 함께 사용되는 크림핑 프레스를 도시한다.
제2 튜브(20) 및/또는 단일 튜브(30)는 원하는 구성의 형상의 다이로 스토퍼 단부(22)를 크림핑함으로써 형성될 수 있다. 명확히 고려되는 플라워 카트리지 형상은 3곳에서 크림핑된 튜브; 트라이-콘(tri-cone) 형상으로 크림핑된 튜브; 공차 또는 억지 끼워맞춤을 통해 크림핑되지 않은 외측 튜브에 삽입된 크림핑된 내측 튜브; 하트 형상으로 크림핑된 튜브; S자 형상으로 크림핑된 튜브; 숫자 8 형상으로 크림핑된 튜브; 초승달 형상 또는 스마일 형상으로 크림핑된 튜브; 고양이 입 형상으로 크림핑된 튜브; 튜브의 접힌 면을 포함하고 슬롯의 형상을 형성하는 크림프; 접힌 면을 포함하고 러프(rough) 원의 형상을 형성하는 크림프; 접힌 면을 포함하고 원뿔 형상을 형성하는 크림프; 튜브의 말려진 에지를 포함하는 크림프; 꼬인(twisted) 트라이-콘을 포함하는 크림프를 닮을 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 제2 튜브(20)의 스토퍼 단부(22)는, 도 1a-1f, 1w에 도시된 바와 같이 4개의 돌기를 갖는 별 형상을 취하도록 크림핑될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제2 튜브(20)의 스토퍼 단부(24)는 원(도 1g-1k, 1p-1q, 3n-3t 참조), 삼각형(도 1m 참조), 5개의 돌기를 갖는 별(도 1s-1v 참조), 초승달 형상(도 2a-2d, 2n-2r 참조), 하트(도 2e-2h, 4l-4n 참조), 숫자 8(도 2j-2m 참조), "S"자형(도 2s-2v 참조), 직사각형(도 3a-3b 참조), 3개의 돌기를 갖는 별(도 3g-3m 참조), 정사각형(4p-4q), 3엽 클로버(도 3u-3w 참조), 4엽 클로버(도 3x-3y 참조), 타원형(도 4a-4c 참조), 십자형(도 4d-4e 참조), 오각형(도 4f-4h 참조) 및 육각형(도 4j-4k 참조)의 변형을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 구성의 형상을 취할 수 있다.
다른 실시형태에서, 제2 튜브(20)는 접합 단부(22)와 스토퍼 단부(24) 사이의 어떤 포인트에서 크림핑되어 소모품(44)이 스토퍼 단부(24)에서 떨어지는 것을 방지하거나, 또는 충전 프로세스 또는 후속하는 포장 및 운송 중에 소모품의 과도한 이동을 방지하는 것을 도울 수 있다. 제2 튜브(20)는 3방향(3-way) 크림프를 통한 3개의 돌기를 갖는 별(도 5a-5c 참조), 4방향 크림프를 통한 4개의 돌기를 갖는 별(도 5d-5e 참조), 원(도 5f-5h 참조), 꼬인(twisted) 크림핑을 통한 나선형 원(도 5j-5k 참조), 또는 다른 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 구성을 생성하도록 종 방향으로 크림핑될 수 있다. 마우스피스 단부(32)와 삽입 단부(34)(도 5j-5k 참조) 사이의 어딘가에 길이 방향으로 크림핑된 단일 튜브(30)는 또한, 소모품(44)이 마우스피스 단부(32)에서 떨어지는 것을 방지하는 역할을 할 수 있으며, 이 단일 튜브(30)는 플라워 카트리지(10)의 전체를 포함함이 더 고려된다.
제2 튜브의 스토퍼 단부 및/또는 다른 부분의 크림핑에 의해 형성된 전술한 형상은 단지 예시로서 제시되며 여기에 구체적으로 개시된 실시형태만으로 제한되지 않는다. 상기 개시에 따르면, 당업자는 본원에 개시된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 3, 4, 5 또는 다른 다변의 다각형, 타원형, 원형, 삼각형 또는 기타 형상의 다른 변형을 고안할 수 있다.
도 6a, 6c, 6e, 6g, 6j 및 6k는 카트리지(10)의 단일 튜브(30)에 삽입되는 스토퍼 인서트(38)에 대한 다양한 유형 및 형상을 도시한다. 다양한 형상 및 사이즈의 스토퍼 인서트(38)가 단일 튜브(30)의 캐비티(36)에 삽입된 카트리지(10)의 일 실시형태의 단면도가 도 6b, 6d, 6f 및 6h에 도시되어 있다. 단일 튜브(30)는 마우스피스 단부(32) 및 삽입 단부(34)에 개구를 갖는다. 도 6b 및 6h에서, 캐비티(36)는 천연 소모품(44)으로 충전되는 것으로 도시되어 있다. 스토퍼 인서트(38)는, 대류 또는 전도에 의해 가열된 기화된 소모품이 사용자에 의한 들여마셔짐을 위해 마우스피스 단부(32)로 유동하도록 허용하면서, 천연 소모품(44)이 마우스피스 단부(32)를 향해 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성된다. 일 실시형태에서, 스토퍼 인서트(38)는 단일 튜브(30) 내에 배치될 때 압축하도록 허용하는 재료로 만들어질 수 있고, 이에 의해 스토퍼 인서트(38)가 단일 튜브(30) 및 그의 캐비티(36)의 치수를 초과하는 사이즈 및 치수가 되도록 허용할 수 있다. 삽입되면, 이것은, 단일 튜브와 스토퍼 인서트 사이에 공차 끼워맞춤을 생성하고 소모품의 나중의 충전을 위해 튜브 내 그 위치를 유지하는 데 도움을 준다.
도 6j 및 6k는 스토퍼 인서트(38)를 본 발명자의 상표 등록된 로고 형상인 것으로서 도시한다. 다른 실시형태에 따르면, 스토퍼(38)는 대안적으로 원, 5개의 돌기를 갖는 별, 십자형, 숫자 8, "s"자 형상, 3변 다각형, 4변 다각형, 5변 다각형, 다변의 다각형, 3엽 클로버, 4엽 클로버, 타원, 원 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 다른 형상을 취할 수 있다. 다양한 온도 프로파일로 천연 소모품(44)의 적절한 대류 가열 및 활성 성분과 원하는 휘발성 화합물의 들이마심이 가능하게 되는 한, 압축 끼워맞춤을 위해 단일 튜브(30)보다 약간 더 큰 직경을 가지는 스토퍼 인서트(38)로 캐비티(36)를 차단하는 것이 명백히 고려된다. 이러한 화합물은 천연 소모품에 자연적으로 존재하는 카나비노이드, 테르펜, 니코틴 또는 기타 화학 물질을 포함할 수 있다. 이러한 스토퍼 인서트(38)는 종이, 금속, 플라스틱, 세라믹, 목재 또는 직물로 만들어질 수 있다. 고려되는 실시형태에서, 스토퍼 인서트(38)는 무엇보다도 디스크, 비드, 잭, 별, 공의 형태를 취할 수 있다. 또한, 스토퍼 인서트(38)로서 기능하는 인서트는, W, S, N 또는 다른 구성으로 접혀서 다중으로 주름잡힌(multi-pleated) 재료가 자연스레 단일 튜브의 벽을 밀어 압축 끼워맞춤을 형성하고 스토퍼 인서트를 제 위치에 고정하는, 구성되지 않았을 때 단일 튜브(30)보다 약간 더 큰 직경을 갖도록 적응된, 종 방향으로 접힌 종이일 수 있다.
마우스피스 단부(32)로 증기가 유동하도록 허용하면서 "전초"가 단일 튜브(30)에서 떨어지는 것을 방지할 수 있는 전술한 스토퍼(38) 형상, 재료 및 구성은 단지 예시로서 제시되며 구체적으로 본원에 개시되어 있는 이들 실시형태만으로 제한되지 않는다. 상기 개시에 따르면, 당업자는 본원에 개시된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 스토퍼의 다른 변형을 고안할 수 있다.
도 7f는 단일 튜브(30)로 구성된 카트리지(40) 일 실시형태를 도시한다. 카트리지(40)는 마우스피스 단부(32) 및 삽입 단부(34)를 갖는다. 스토퍼 인서트(38) 대신에, 소모품이 단일 튜브(30)의 어느 한 포인트를 지나 마우스피스 단부(32)를 향하여 이동하는 것을 차단하는 데 사용되는 방해물은 단일 튜브(30)의 원주 주위에 크림프의 형성일 수 있다. 도 5f는 제2 튜브(20)를 가지는 카트리지(10)의 원주 주위에 형성된 크림프가 어떻게 보일 수 있는지를 도시한다. 도 7a, 7b 및 7f에 도시된 실시형태에서, 단일 튜브(30)는 실질적으로 원통형이다. 삽입 단부(34)는 예를 들어 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와 같이 공차 끼워맞춤에 의해 가열 장치(42) 내에 삽입될 수 있다. 단일 튜브(30)는 도 7b에 도시된 바와 같이 종축 및 당해 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 캐비티(36)를 갖는다. 캐비티(36)는 천연 소모품(44)으로 충전될 수 있다. 이 실시형태에서, 천연 소모품(44)은 단일 튜브(30)의 내부에 대해 측 방향 힘을 가한다. 또한, 카트리지(40)는 도 10에 도시된 바와 같이 마우스피스 단부(32)에 근접하는 캐비티(36) 내에 배치되도록 사이즈가 정해지고 구성되는 스토퍼(38)를 가질 수 있다. 스토퍼(38)는, 대류에 의해 가열된 기화된 활성 성분이 마우스피스 단부(32)로 유동하여 사용자에 의해 들여마셔지는 것을 허용하면서, 천연 소모품(44)이 마우스피스 단부(32)에서 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성될 수 있다.
마우스피스 단부에서 볼 때 도 7b는, 종축 및 당해 종축에 수직으로 배치된 횡축에 의해 규정되는 캐비티(36)인 것으로서 단일 튜브(30)의 내부를 보여준다.
도 7a-7e에 도시된 카트리지(40)의 다른 실시형태에서, 단일 튜브(30)는, 마우스피스 단부(32)와 삽입 단부(34) 사이에 단일 튜브(30)에 구조적으로 위치되는 접히거나 꼬인 요소를 포함하는 말려진 종이에 의해 형성될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이 마우스피스 단부(32)와 방해물 사이의 영역은 제1 캐비티를 형성할 수 있고, 삽입 단부(34)와 방해물 사이의 영역은 제2 캐비티를 형성할 수 있다. 제1 캐비티 또는 제2 캐비티 중 하나는 천연 소모품으로 충전될 수 있다.
본 발명의 모든 실시형태는, 이전에 개시된 바와 같이, 크림프, 스토퍼 물체, 또는 어떤 다른 방해물 형태의 기능적 수축을 포함하여, 천연 소모품이 충전될 때 이 수축이 캐비티 외부로의 천연 소모품의 이동을 방지하며, 추후 상세히 논의되듯이 충전 중의 큰 진동 및 탬핑 중의 압력을 받는 경우에도 의도된다. 그러나 캐비티가 밀봉되지 않으며 모든 형태의 수축은 공기가 비교적 자유롭게 유동하도록 의도되었다.
도 8은 프레스 공정을 통해 크림핑되고 있는 제2 튜브(20)의 조립체를 도시하며, 도 8a는 확대도를 도시한다. 다수의 제2 튜브(20)가 프레스(206)의 상부에 부착된 크림핑 다이 플레이트와 함께 베이스 플레이트(221) 위에 배치된다. 예시적인 실시형태에서, 프레스는 공압으로 구동될 수 있다.
도 8b는 크림핑 다이 플레이트(220)를 도시한다. 다이 플레이트는 베이스 플레이트에 대한 위치에 대응하는 다수의 다이 홀(222)을 가지는 매끄러운 표면을 갖는다. 각 구멍은 다이 형상의 오목부이며, 제2 튜브에 대해 눌려졌을 때 스토퍼 단부의 원하는 크림핑된 형상을 형성하도록 적응된다.
도 8c는 제2 튜브(20)가 크림핑되는 순간에 베이스 플레이트(221) 및 크림핑 다이 플레이트(220)의 단면을 보여준다. 제2 튜브는 베이스 플레이트의 구멍 내에 수직으로 배치되고 크림핑 다이 플레이트는 제2 튜브(20)의 배열에 대해 프레싱된다. 충분한 압력이 인가되면, 제2 튜브(20)의 스토퍼 단부가 일그러져 원하는 형상을 형성한다. 다이 홀(222)은 다이 플레이트에 대한 제2 튜브의 위치 설정을 용이하게 하기 위해 대략적인 원뿔 형상을 형성할 수 있다.
도 8d는 크림핑된 제2 튜브(20)가 이미 삽입된 상태의 베이스 플레이트의 사시도이다. 임의의 수의 튜브가 베이스 플레이트 내에 수직으로 배치된다. 제2 튜브(20)가 완전히 형성되면, 그들은 대응하는 제1 튜브에 삽입될 준비가 된 것이다. 제2 튜브의 스토퍼 단부를 크림핑함으로써, 제1 튜브에의 공차 끼워맞춤에 의한 제2 튜브의 삽입이 크게 용이해진다는 점에 유의한다.
도 8e는, 베이스 플레이트(221) 대신에 맨드릴 플레이트(224)가, 당해 맨드릴 플레이트(224) 상의 돌출부를 통해 튜브를 뀀으로써(threading) 복수의 제2 튜브(20)를 고정하는 데 사용되는 다른 실시형태를 보여준다. 이러한 돌출부는 제2 튜브(20)의 길이보다 약간 더 짧은 높이에 형성된다. 다이 플레이트(220)가 도 8f에 도시된 바와 같이 맨드릴 플레이트(224)에 대해 프레싱될 때, 대응하는 크림프가 제2 튜브에 형성된다. 이 실시형태는, 제2 튜브(20)를 적절하게 정렬하고 오차 한계를 줄임으로써 부적절한 크림핑 또는 손상된 제2 튜브의 위험을 감소시킬 수 있다.
도 9a-d는 충전 공정을 도시한다. 예시적인 일 실시형태에서, 충전 공정은, 진동 테이블(210)을 통해 충전 조립체(230)를 진동시키고 충전된 카트리지에 대해 탬핑 플레이트를 적용하여 탬핑하면서 천연 소모품(44)을 빈 플라워 카트리지에 충전하는 단계를 포함한다. 충전 공정은 그 형상을 유지하고 예상되는 사용 조건 하에서 제 위치에 유지되는 다공성 플러그를 생성하기 위한 것이다.
도 9a는 탬핑 플레이트(200), 충전 트레이(201), 상부 카트리지 트레이(202), 하부 카트리지 트레이(203) 및 베이스 플레이트(204)를 가지는 탬핑 조립체의 분해도를 도시한다. 탬핑 조립체는 이미 플라워 카트리지에 로딩된 천연 소모품에 압력을 가하여 카트리지 내의 마찰을 통해 소모품을 고정시킨다.
도 9b는 카트리지 트레이 조립체로 함께 조립된 상부 및 하부 카트리지 트레이를 도시한다. 빈 플라워 카트리지는, 예시적인 일 실시형태에서 500개의 카트리지를 포함할 수 있는 트레이 조립체 내에 수직으로 배치된다. 카트리지 트레이 조립체는 플라워 카트리지를 로딩하거나 언로딩할 때 용이하게 분리 가능하도록 적응된다. 예시적인 일 실시형태에서, 카트리지 트레이는 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 카트리지 트레이는 플라워 카트리지의 로딩 또는 언로딩을 돕도록 제거 가능한 및/또는 힌지형 사이드 패널을 가질 수 있다.
도 9c는 충전 조립체(230)를 도시한다. 상부 및 하부 카트리지 트레이(202 및 203)는 상방의 충전 트레이(201)에 대해 그리고 하방의 베이스 플레이트(204)에 대해 정렬된다. 베이스 플레이트는 진동 테이블(210) 표면에 자기적으로 커플링되거나 클램핑된다. 충전 트레이(201)는 수분 함량 및 입도와 같은 천연 소모품의 상이한 물리적 특성을 수용하기 위해 다양한 깊이를 가질 수 있다. 이러한 변동은 동일한 질량을 가진 다른 유형의 소모품이 다른 부피를 차지하도록 만들 수 있으며, 갈은 플라워 또는 식물 성분의 상이한 초기 밀도를 수용하기 위해 상이한 깊이의 트레이가 필요하다. 깊이가 다른 트레이를 사용함으로써, 압축되지 않은 갈은 플라워의 본래 밀도에 관계없이, 동일한 질량의 갈은 플라워가 각 스틱 내로 압축되도록 허용하는 균일성이 얻어질 수 있다. 예시적인 일 실시형태에서, 충전 트레이는 깊이가 8㎜ 내지 18㎜일 수 있다.
천연 소모품은 상업용 분쇄기를 통한 기계적 분쇄로 충전 공정을 시작한다. 측정된 양의 천연 소모품(44)은 충전 트레이(201) 내에 느슨하게 위치되며 충전 트레이의 구멍을 통해 플라워 카트리지로 떨어지도록 조작된다. 작업자는, 손으로 충전 조립체를 기울이거나 흔드는 것을 포함하여, 충전 트레이의 구멍을 통해 하방의 빈 플라워 카트리지로 소모품을 용이하게 이동시킬 수 있도록 브러시, 주걱(spatula), 스프레더 또는 스크레이퍼와 같은 임의의 기계적 수단을 사용할 수 있다. 진동 테이블(210)을 통해 조립체를 진동시킴으로써 공정이 가속화되고 소모품의 정착(settling)이 촉진될 수 있다. 진동 테이블의 파워는 소모품이 안정되고 전체적으로 균일하게 분포되는 것을 보장하도록 조정될 수 있다. 모든 튜브가 충전 트레이(201)의 표면과 동일 레벨까지 충전되면 충전 프로세스는 완료된 것으로 간주된다.
식물 성분 및/또는 전체 플라워는 선호하는 습도 및 수분 함량으로 분쇄된다. 천연 소모품이 공기에 노출되면 활성 성분의 산화가 예상되어 천연 소모품의 효능을 변경시킬 수 있다. 충전 공정은 소모품을 다공성 플러그 내로 압축하여 재료의 개방된 표면적을 감소시켜 산화 및 분해를 완화시키고, 이에 의해 내용물의 산화 및 증발 속도를 감소시키고 충전된 카트리지의 품질 수명(shelf life)을 보존하는 데 도움을 준다. 예시적인 일 실시형태에서, 0.125g의 카트리지 당 충전 질량을 달성하도록 500개의 플라워 카트리지로 균일하게 분배하기 위해 62.5g의 천연 소모품이 충전 트레이에 배치된다.
도 9d는 탬핑 되려는 플라워 카트리지 조립체를 도시한다. 충전 및 진동 단계가 완료되면, 탬핑 플레이트(200)의 개별 돌출부가 충전 트레이(201)의 개별 구멍과 정렬되도록 조립체가 프레스(206) 내에 위치된다. 프레스는 공압 수단에 의해 활성화되어 탬핑 플레이트를 미리 구성된 깊이로 삽입할 수 있다. 다양한 깊이의 돌출부를 가진 탬핑 플레이트는 다양한 깊이의 충전 트레이와 매칭되도록 명시적으로 고려되거나, 밀도, 점도 또는 끈적임의 범위가 넓은 천연 소모품과 함께 사용하기에 적합하게 적응될 수 있다. 예시적인 일 실시형태에서, 이 깊이는 플라워 카트리지의 삽입 단부와 같은 높이가 될 것이다.
본 발명은 제1 또는 제2 튜브의 물리적 치수, 크림핑 방법, 탬핑 압력 또는 탬핑 깊이를 변경함으로써 카트리지 당 소모품의 상이한 질량 또는 부피를 고려한다. 설명된 변형은 정확한 양의 활성 성분과 예측 가능한 고품질 사용자 경험을 전달하기 위해 미리 결정된 밀도 및 부피의 카트리지 내에 다공성 플러그를 만드는 것을 목표로 한다.
도 10a-10d는 가열 장치(42)의 다양한 실시형태를 도시한다. 가열 장치(42)는 알루미늄 튜브로 구성되고 분리 가능하고 일회용인 플라워 카트리지(10)와 함께 사용하도록 적응된다. 가열 장치(42)는 펄스 변조에 의해 오븐 조립체(54)로 전달되는 배터리(46)에 저장된 전기 에너지에 의해 공기를 가열한다. 도 10b는 밀봉 링(48)이 카트리지 삽입 애퍼처(52)를 둘러싸는 것을 도시한다. 밀봉 링(48)은 오븐 하우징(60)에 부착된다. 예를 들어 도 1b에 도시된 카트리지(10)의 일 실시형태에서, 밀봉 링(48)과 제1 튜브(12) 사이에 공차 끼워맞춤이 형성되어 카트리지(10)를 제 위치에 고정시킬 수 있다. 도 7f에 도시된 카트리지(40)의 실시형태에서, 밀봉 링(48)은 단일 튜브(30)와 공차 끼워맞춤을 형성할 수 있다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 밀봉 링(48)은 카트리지 삽입 애퍼처(52)를 통해 카트리지 챔버(58)에 삽입된 카트리지(10)를 둘러싼다. 사용자 들이마심에 의해 기류 운동이 생성된다. 공기가 외부로부터 끌어당겨져 밀봉 링(40)과 삽입된 카트리지(10) 사이를 통과하고 밀봉 링(48)의 공기 유입구(50)를 통해 양측 공기 유입 챔버(bilateral air inlet chambers)(62) 내로 통과한다. 공기는 오븐 조립체(54) 및 오븐(56)으로 들어가면서 가열된다. 카트리지 챔버(58)에 들어가면, 가열된 공기는 카트리지(10)의 삽입 단부(34)로 들어가고 가열하되 연소시키지 않는 대류 기술을 사용하여 내부의 충전된 소모품(44)을 가열한다. 가열된 소모품(44)은 특정 온도 프로파일로 원하는 화학 물질을 흡입될 증기로 방출한다.
카트리지 챔버(58)는 주변 공기를 가열하고 소모품(44)이 오븐 조립체(54) 및 오븐(56)으로 직접 떨어지는 것을 방지하도록 양쪽으로 작용하는 다수의 금속 심(shim)으로 구성된다. 가열 장치(42)는 고온 공기 역류 및 사용자에 의한 우발적 통풍구 막힘을 방지하도록 구성된다.
주변 공기는 가열 장치(42) 외부로부터 밀봉 링(48)의 공기 유입구(50)를 통해 공기 유입구(50)로부터 떨어져, 길이 방향 축을 따라 활주하는 양측 공기 유입 챔버(62)로 양측으로 유동한다. 양측 공기 유입 챔버(62)는 내측 오븐 하우징 벽(64) 및 외측 오븐 하우징 벽(66) 사이에 배치되고 오븐 하우징 베이스(68)로 공기 유입구(50)에 근접하여 길이 방향으로 연장된다. 이 배열은 들어오는 차가운 공기를 장치의 벽에 대해 통과시키고 사용자가 카트리지(10)를 통해 들이마실 때마다 장치를 냉각시키는 역할을 한다. 내측 오븐 하우징 벽(64) 및 외측 오븐 하우징벽(66)은 공기 유입 챔버(62)에 측 방향 안정성을 제공하고 오븐(56)에서 생성된 열로부터의 절연을 제공한다. 오븐 하우징 베이스(68) 아래에 위치된 지지 핀(70)은 오븐 조립체(54) 및 오븐 하우징(60)에 길이 방향 안정성을 제공한다. 양측 절연체(72)는 외측 오븐 하우징 벽(66)과 내측 오븐 하우징 벽(44) 사이에서 길이 방향으로 연장되고, 이에 의해 오븐 조립체(54)로부터 발산되는 열로부터 공기 유입 챔버(62)를 더욱 절연시킨다.
도 10d에 도시된 바와 같이, 오븐 하우징 베이스(68)에 배치된 실리콘 하우징 베이스 시일(74)은 배터리(46)를 통해 오븐(56)을 작동시키는 히터 와이어(76)를 절연시키는 역할을 한다. 온도 센서(90)는 오븐 조립체(54)의 온도를 검출하고, 신호는 센서 와이어(92)를 통해 내부 전자 장치로 전달된다. 오븐 하우징 베이스(68)에서, 양측 공기 유입 챔버(62)는 오븐 조립체 시일(82)에 배치된 히트 채널(78)을 향해 중앙으로 연장된다. 가열된 공기는 오븐 하우징(60)의 원위 단부에 배치된 세라믹 절연체(84)의 공기 흡입 포털(air uptake portal)(86)로 들어간다. 공기는 오븐 조립체(54)의 히트 코일(80)을 통과하며 가열된다. 이어서, 공기는 도 10b에 도시된 바와 같이 카트리지 챔버(58)의 원위 단부에서 층상 애퍼처 어레이(88)를 통해 상승한다. 이어서 가열된 공기는 대류 열 전달에 의해 카트리지(10)의 삽입 단부(34)를 통해 들어가고, 이에 의해 소모품(44)을 가열한다.
도 10e는 조립된 가열 장치의 주요 전자 부품의 프로파일 도이다. 이러한 전자 부품은 회로 기판(100), 전원 버튼 조립체(101), LED 표시기(102), USB 포트(103), 충전 회로 기판(104), 촉각 피드백 모터(105) 및 배터리(46)를 포함한다.
전자 부품은 구조 요소(110)에 수용 및/또는 부착되고 구조 요소(111)에 수용된 오븐 조립체(54)에 전기적으로 연결된다.
도 10f는 전자 로직의 블록도이다. 이 장치는 회로 기판(100)에 위치된 집적 회로 및 처리 수단과 같은 전자 부품에 의해 구현되는 회로 로직(120)을 통해 제어된다. 전원 버튼 조립체(101) 및 LED 표시기(102)에 의해 구현될 수 있는 사용자 인터페이스(121)가 회로 로직에 연결된다. 촉각 피드백 유닛(125)은 회로 로직에 연결되어 장치 동작에 기초하여 촉각 피드백을 제공하며 촉각 피드백 모터(105)를 통해 구현될 수 있다. 일 실시형태에서 배터리(46)를 통해 구현되는 전력 저장부(126)는 회로 로직에 전력을 제공하며, 장치의 충전은 USB 포트(103) 및 충전 회로 기판(104)을 통해 구현될 수 있는 충전 로직(124)에 의해 제어된다.
회로 로직은, 히터 와이어(76)에 의해 구현될 수 있는 전력 수단, 및 온도 센서(90) 및 센서 와이어(92)에 의해 구현될 수 있는 온도 감지 수단을 통해 오븐 조립체(54)를 제어한다. 예시적인 일 실시형태에서, 가열 전력은 180Hz 주파수로 펄스 변조된 전류에 의해 제공된다. 센서(90)에 의해 제공되는 온도 피드백 정보는 최대 20kHz로 샘플링되고 아날로그 신호로서 회로 기판에 반환된다.
LED 표시기(102)는 다수의 개별 LED 조명으로 구성된다. 예시적인 일 실시형태에서, 3개의 LED 조명은 배터리 상태, 충전 상태, 워밍업 대기 시간 및 소모 세션 정보와 같은 다양한 장치 이벤트 및 조건을 신호한다. 이들은 LED를 순차적으로 켜거나 끄는 것, 빈도(frequency)를 증가시키거나 감소시키는 것, 일정 시간 내 LED를 밝게하는 것 및 페이딩 하는 것에 의해 달성된다. 예시적인 일 실시형태에서, 모든 3개의 LED는 세션의 시작(워밍업이 완료된 때)을 나타내기 위해 켜지고 세션이 진행됨에 따라 하나씩 점차적으로 어두워지고 꺼질 수 있다. 충전 상태에서는 LED가 깜박이고 배터리 레벨을 표시하도록 켜진 채로 있을 수 있다.
장치는 당해 장치를 진동시키는 모터(105)에 의해 사용자에게 촉각 피드백을 제공한다. 상이한 피드백을 제공하기 위해 상이한 유형의 진동이 고려된다. 예를 들어 진동의 강도는, (장치 켜짐을 신호하기 위해) 강도가 증가하는 진동 또는 (장치 꺼짐을 신호하기 위해) 강도가 감소하는 진동과 같은 기준 레벨로부터 조정될 수 있다. 이러한 피드백은 사용자에게 세션 시작(예열이 완료 될 때) 및 세션 종료(장치가 슬립 모드로 전환되는 경우)를 통지하기 위해 제공될 수도 있다. 진동의 시퀀스, 강한 진동에 이은 약한 진동 또는 그 반대가, 오류 상태와 같은 다른 장치 상태를 나타내는 데 사용된다. 장치 이벤트는 시각적(LED) 및 촉각 표시기의 조합을 통해 보고될 수도 있다.
가열 장치는 슬립 모드에서 작동을 시작한다. USB 포트를 통해 충전 전압을 인가하면 장치가 깨어나 충전 모드로 진입될 수 있으며, 완료 후 장치는 슬립 모드로 돌아간다. (전원 버튼을 눌러 유지함에 의한) 사용자 액션도 깨우기를 시작할 수 있다. 장치는 충전 전압을 확인하고 LED 표시기(102)를 통해 배터리 레벨도 표시한다. 버튼 누름 시간이 특정 임계값을 초과하면 장치는 안전 점검을 수행하고 오류가 검출되면, 시스템은 촉각 피드백을 제공하고 슬립 모드로 재진입한다.
안전 점검을 통과하면 장치는 예열 모드로 들어가고 온도 프로파일에 따라 모드를 유지한다. 이 단계 동안에 사용자는 버튼을 누르고 장치가 슬립 모드로 다시 들어가도록 할 수 있다. 예열 모드에서 장치는 높은 입력 전력을 적용하여 오븐을 짧은 시간에 목표 온도로 가져하고 시각적 및 촉각 피드백으로 세션을 시작하도록 사용자에게 통지한다. 유지 모드에서 장치는, 입력 전력을 조정하여 목표 온도를 유지하거나 오븐 온도를 점진적으로 변경한다. 장치는 회로 로직에 사전 프로그래밍 된 온도 프로파일을 통해 세션의 온도를 조정한다. 예시적인 일 실시형태에서, 온도는 미리 설정된 온도의 10℉(6℃) 이내로 유지된다.
도 10g는 예시적인 세션 동안의 온도 프로파일 그래프를 보여준다. 그래프는 시간의 함수로 오븐의 온도를 보여주며, 이러한 프로파일은 전자 장치에 프로그래밍될 수 있다. 그래프는 가열 또는 냉각의 변화가 예상되는 여러 변곡점(130)을 포함할 수 있다. 세션의 시작 시(t0) 장치는, 사용자를 위해 소비 세션이 시작되는 시간 t1에서의 목표 온도 T1로 신속히 예열된다. 이어서 오븐이 서서히 냉각되고 습도가 변할 때와 같이 세션 중에 천연 소모품의 특성이 변함에 따라 적용되는 열이 감소한다. 이러한 냉각은 온도 T2 및 시간 t2까지 지속될 수 있으며, 여기서 열이 다시 적용되어 T3에서 오븐의 온도를 또 다른 피크로 증가시켜, 소비 경험의 결론을 시뮬레이션 하도록 설계된 "뜨거운 느낌"을 사용자에게 제공한다.
예시적인 일 실시형태에서, 오븐의 온도 범위는, 400-440℉(T1)(204-227℃)까지의 초기 가열이며, 여기서 전원 공급(t0)으로부터의 시간(t1)은 환경 요인에 따라 가변적이지만, 일반적으로 약 30초 이내; 전원 공급으로부터 160초의 시간(t2)에서 300℉(T2)(149℃)의 낮은 온도; 및 주변 온도 포스트 t3로 냉각되기 전, 전원 공급으로부터 180초의 시간(t3)에서 최대 450℉(T3)(232℃)의 온도이다. 이 장치는 10℉(6℃) 이내의 온도 범위를 유지하도록 적응된다. 예시적인 실시형태에서, 전자 장치는 오븐 및 카트리지로부터의 온도 피드백을 감지하여 둘 모두가 가연 온도에 도달하는 것을 방지하고, 이에 의해 카트리지의 실제 연소 또는 화재의 위험을 감소시킨다.
도 10h는 전력 적용 그래프와 중첩된 온도 프로파일을 보여준다. 오븐에 적용되는 전력이 최대 설정에서 시작하여 오븐을 예열된 상태로 가져오고 세션이 진행됨에 따라 감소하여 미리 설정된 온도의 정상 상태에 도달하는 것이 관찰된다. 예시적인 온도 프로파일에서는 "뜨거운 느낌"이 프로그래밍되어 있지 않다.
도 10j는 전력 적용 그래프와 중첩된 또 다른 온도 프로파일을 보여준다. 여기서 오븐에 적용되는 전력은 최대 설정에서 시작하여 오븐을 예열된 상태로 가져오고 오븐 열의 감소에 대응하는 도 10h에서보다 더 급격한 전력 감소가 고려된다는 것이 관찰된다.
도 10k는 전력 적용 그래프와 중첩된 또 다른 온도 프로파일을 보여준다. 여기서 오븐에 적용되는 전력은 최대 설정에서 시작하여 오븐을 예열 상태로 가져오고 세션이 진행됨에 따라 점차적으로 줄어들고(trails off), 마지막에는 "뜨거운 느낌"을 위해 전력이 다시 증가된다는 것이 관찰된다.
본 명세서에 인용된 모든 간행물 및 특허출원은, 각각의 개별 간행물 또는 특허출원이 구체적으로 그리고 개별적으로 참조로 포함된 것으로 표시된 것처럼 본원에 참조로서 포함된다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서 다양한 변경이 가해질 수 있고 등가물이 그 요소를 대체할 수 있음을 당업자라면 이해할 것이다. 게다가, 그 본질적인 범위를 일탈하지 않고 특정 상황이나 재료를 교시에 적용하기 위해 많은 수정이 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 모드로서 개시된 특정 실시형태에 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 모든 실시형태를 포함할 것임이 의도된다.

Claims (41)

  1. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지는 제1 튜브 - 상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    종축 및 상기 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 상기 제1 튜브 내부의 제1 캐비티;
    접합 단부 및 스토퍼 단부에 개구를 가지는 제2 튜브 - 상기 제2 튜브는 상기 제1 튜브의 상기 제1 캐비티에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    종축 및 상기 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 상기 제2 튜브 내부의 제2 캐비티
    를 포함하고,
    상기 제2 튜브의 상기 접합 단부는 상기 제1 튜브의 상기 마우스피스 단부에 근접하고, 상기 제2 캐비티는 상기 제1 튜브의 상기 마우스피스 단부를 향해 연장되고;
    상기 제1 캐비티는 상기 제1 튜브의 상기 삽입 단부와 상기 제2 튜브의 상기 스토퍼 단부 사이에서 천연 소모품으로 충전될 수 있고;
    상기 제2 튜브의 상기 스토퍼 단부는 상기 제1 캐비티 내의 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  2. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지는 단일(single) 튜브 - 상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    종축 및 상기 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 상기 단일 튜브 내부의 캐비티 - 상기 캐비티는 천연 소모품으로 충전될 수 있음 - ;
    상기 마우스피스 단부에 근접한 상기 캐비티 내에 배치될 수 되도록 사이즈가 정해지고 구성되는 스토퍼 인서트 - 상기 스토퍼는 천연 소모품이 상기 마우스피스 단부를 향해 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 천연 소모품은 상기 스토퍼 인서트와 상기 삽입 단부 사이에 상기 캐비티에 배치되고, 상기 스토퍼 인서트는 상기 캐비티 내의 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  3. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지는 단일(single) 튜브 - 상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    상기 마우스피스 단부와 상기 삽입 단부 사이에 상기 단일 튜브에 구조적으로 위치된 방해물
    을 포함하고,
    상기 방해물은 상기 튜브의 원주 둘레에 크림프(crimp)에 의해 형성되고, 상기 방해물은 상기 방해물과 상기 삽입 단부 사이에 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  4. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지며, 롤링(rolling) 페이퍼에 의해 형성되는 단일 튜브 - 상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    상기 마우스피스 단부와 상기 삽입 단부 사이에 상기 단일 튜브에 구조적으로 위치되는 방해물;
    상기 마우스피스 단부 및 상기 방해물에 의해 규정되는 제1 캐비티;
    상기 삽입 단부 및 상기 방해물에 의해 규정되는 제2 캐비티
    를 포함하고,
    상기 방해물은 상기 튜브 내에서 접히거나(folded) 꼬인(twisted) 롤링 페이퍼를 포함하고;
    상기 제2 캐비티는 천연 소모품으로 충전될 수 있고;
    상기 방해물은 상기 제2 캐비티 내의 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  5. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    상기 마우스피스 단부와 상기 삽입 단부 사이에 단일 튜브에 구조적으로 위치되는 방해물;
    상기 마우스피스 단부 및 상기 방해물에 의해 규정되는 제1 캐비티;
    상기 삽입 단부 및 상기 방해물에 의해 규정되는 제2 캐비티
    를 포함하고,
    상기 제2 캐비티는 천연 소모품으로 충전될 수 있고;
    상기 방해물은 상기 제2 캐비티 내의 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  6. 기화된 천연 소모품의 전달을 위해 휴대용 전자 가열 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는:
    마우스피스 단부 및 삽입 단부에 개구를 가지는 제1 튜브 - 상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    종축 및 상기 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 상기 제1 튜브 내부의 제1 캐비티;
    접합 단부 및 스토퍼 단부에 개구를 가지는 제2 튜브 - 상기 제2 튜브는 상기 제1 튜브의 상기 제1 캐비티에 삽입될 수 있도록 사이즈가 정해지고 구성됨 - ;
    종축 및 상기 종축에 수직으로 배치된 횡축을 규정하는 상기 제2 튜브 내부의 제2 캐비티
    를 포함하고,
    상기 제2 튜브의 상기 접합 단부는 상기 제1 튜브의 상기 삽입 단부에 근접하고, 상기 제2 캐비티는 상기 제2 튜브의 상기 접합 단부와 상기 스토퍼 단부 사이에서 천연 소모품으로 충전될 수 있으며, 상기 제2 캐비티는 상기 제1 튜브의 상기 삽입 단부를 향해 연장되고, 상기 제2 튜브의 상기 스토퍼 단부는 상기 제2 캐비티 내의 상기 천연 소모품과 함께 다공성 플러그를 형성하도록 구성되는, 카트리지.
  7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공성 플러그는 공기가 상기 플러그를 자유롭게 통과할 수 있도록 허용하는, 카트리지.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공성 플러그는 압축력 하에서 유지됨으로써 그 강성을 유지하는, 카트리지.
  9. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 튜브는 종이, 플라스틱 또는 금속 중 하나 이상의 재료로 만들어진 강성의 벽 구조를 가지는, 카트리지.
  10. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 종이는 접착제로 접착(bonding)되는, 카트리지.
  11. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이는 나선형으로 감겨진, 카트리지.
  12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 PVAc 접착제, 실리콘 접착제, 고온 에폭시 접착제, PVA 접착제, 셀룰로스 접착제, 천연 고무 또는 전분계(starch-based) 접착제인, 카트리지.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 삽입 단부는 상기 가열 장치에 공차 끼워맞춤(tolerance fit)에 의해 삽입되는, 카트리지.
  14. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제2 튜브는 상기 제1 튜브에 억지 끼워맞춤에 의해 삽입되는, 카트리지.
  15. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 4개의 돌기를 갖는 별(four-pointed star) 형상인, 카트리지.
  16. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 5개의 돌기를 갖는 별(five-pointed star) 형상인, 카트리지.
  17. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 원형인, 카트리지.
  18. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 삼각형 형상인, 카트리지.
  19. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 초승달 형상인(crescent), 카트리지.
  20. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 하트 형상인, 카트리지.
  21. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 숫자 8 형상인, 카트리지.
  22. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 s자 형상인, 카트리지.
  23. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 직사각형 형상인, 카트리지.
  24. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 정사각형인, 카트리지.
  25. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 3엽 클로버 형상인, 카트리지.
  26. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 4엽 클로버 형상인, 카트리지.
  27. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 타원형인, 카트리지.
  28. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 십자형인, 카트리지.
  29. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 오각형 형상인, 카트리지.
  30. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 3변 다각형(three-sided polygon) 형상인, 카트리지.
  31. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 4변 다각형(four-sided polygon) 형상인, 카트리지.
  32. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 5변 다각형(five-sided polygon) 형상인, 카트리지.
  33. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼 단부는 5개보다 많은 변(side)을 가지는 다각형 형상인, 카트리지.
  34. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제2 튜브는 상기 접합 단부와 상기 스토퍼 단부 사이의 포인트에서 크림핑되고, 상기 스토퍼 단부는 실질적으로 원형인, 카트리지.
  35. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제2 튜브의 상기 스토퍼 단부는 천연 소모품이 상기 스토퍼 단부에서 떨어지는 것을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성되는, 카트리지.
  36. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제2 튜브의 상기 스토퍼 단부는 천연 소모품의 이동을 차단하도록 사이즈가 정해지고 구성되는, 카트리지.
  37. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼 인서트는 S자, 자신 위로 되접힌 종이, 또는 아코디언 형상을 취할 수 있는, 카트리지.
  38. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼 인서트는 공기 구멍, 잭(jack), 디스크(disk) 또는 다면체(polyhedron)를 갖는 구(sphere)일 수 있는, 카트리지.
  39. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼 인서트는 실질적인 기류가 상기 인서트와 상기 단일 튜브 사이를 통과하도록 허용하는 형상인, 카트리지.
  40. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼 인서트는, 상기 단일 튜브가 상기 스토퍼 인서트 및 상기 천연 소모품을 실질적으로 고정하기에 충분한 힘을 인가하는 압축된 구성에 위치되는, 카트리지.
  41. 제3항에 있어서,
    상기 방해물은 상기 단일 튜브의 원주 주위의 변형에 의해 형성되는, 카트리지.
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