KR20230056070A - 흡수 요소를 갖는 전자 증기 공급 디바이스 - Google Patents

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KR20230056070A
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하워드 로스웰
마리나 트라니
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Abstract

전자 증기 공급 디바이스(10)의 구성요소(20; 30)―디바이스는 소스 액체를 저장하기 위한 저장조(3), 저장조로부터 소스 액체를 증발시키고 디바이스를 통과하는 공기 유동 경로(37) 내로 증기를 전달하기 위한 무화기(40), 및 무화기에 전력을 공급하기 위한 전원 장치(5)를 가짐―는 저장조로부터 이탈된 소스 액체를 수집하기 위한 흡수 요소(50)를 포함하고, 흡수 요소는 구성요소가 전자 증기 공급 디바이스 내에 조립된 경우에 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 방향에 대해 무화기의 상류에 있도록 위치된다.

Description

흡수 요소를 갖는 전자 증기 공급 디바이스{ELECTRONIC VAPOUR PROVISION DEVICE WITH ABSORBENT ELEMENT}
본 발명은 전자 증기 공급 디바이스들(electronic vapour provision devices) 및 전자 증기 공급 디바이스들의 구성요소들에 관한 것이다.
e-시가렛들(e-cigarettes)과 같은 에어로졸(aerosol) 또는 증기 공급 시스템들은 일반적으로, 예컨대 증발 또는 다른 수단을 통해 에어로졸이 발생되는 니코틴(nicotine)을 전형적으로 포함하는 제제(formulation)를 보유하는(containing) 소스 액체(source liquid)의 저장조(reservoir)를 보유한다. 따라서, 증기 공급 시스템을 위한 에어로졸 소스(aerosol source)는 저장조로부터 소스 액체의 일부분에 결합된 가열 요소를 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)라고 지칭될 수 있으며, 소스 액체가 소비되었을 때 교체되는 일회용일 수 있다. 사용 시에, 사용자는 디바이스 상을 흡입하여 가열 요소를 활성화시키며, 가열 요소는 소량의 소스 액체를 증발시키고, 그에 따라 그러한 소스 액체는 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸로 변환된다.
저장조는 자유-유동 소스 액체를 유지할 수 있거나, 소스 액체 내에 침지된 일부 흡수 재료를 수납할 수 있다. 저장조는, 소스 액체가 저장조를 이탈하여 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)의 사용에 의해 이루어질 수 있다. 그러나, 소스 액체에 대한 이러한 의도된 결과와는 별도로, 저장조 및 무화기(atomiser)의 구조는, 예컨대 느린 삼출(seepage)에 의해, 또는 주변 압력 또는 온도의 변화들, 혹은 작은 구멍들을 통해 액체를 가압하는 물리적 충격에 의해 생성된 순간적인 압력파에 의해, 소스 액체가 증발되지 않고 저장조로부터 이탈하게 할 수 있다. 누출에 취약한 지점들은 저장조 벽의 별개 섹션들 사이의 조인트들(joints), 저장조가 인접한 구성요소들에 연결된 조인트들, 및 저장조를 충전하기 위한 제거 가능한 캡(cap) 또는 플러그(plug) 주변 및 위킹 요소가 저장조 벽을 관통하는 곳을 포함한다. 그러한 장소들에서 저장조로부터 이탈된 액체는 가열 요소에서 성공적으로 증발되지 않을 수 있으며, 단락(short circuiting) 또는 부식 손상을 일으킬 수 있는 배터리 또는 제어 전자기기에 도달하거나, 전체적으로 보아 전자 시가렛 또는 그것의 구성요소로부터 누출되고 사용자 또는 그의 소지품들을 더럽히는 것과 같이, 바람직하지 않은 위치들로 이동하기 쉽다.
이러한 문제들을 완화하는 것을 목적으로 하는 접근법들에 관심이 있다.
본원에 설명된 특정 실시예들의 제1 양태에 따르면, 전자 증기 공급 디바이스의 구성요소가 제공되며, 이 디바이스는 소스 액체를 저장하기 위한 저장조, 저장조로부터 소스 액체를 증발시키고 이 디바이스를 통과하는 공기 유동 경로 내로 증기를 전달하기 위한 무화기, 및 무화기에 전력을 공급하기 위한 전원 장치(electrical power supply)를 구비하며, 구성요소는, 저장조로부터 이탈된 소스 액체를 수집하기 위한 흡수 요소(absorbent element)를 포함하고, 흡수 요소는 구성요소가 전자 증기 공급 디바이스 내에 조립된 경우에 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 방향에 대해 무화기의 상류에 있도록 위치된다. 흡수 요소는 무화기로부터 전원 장치까지의 액체 유동 경로를 따라 조립된 전자 증기 공급 디바이스 내에서 무화기와 전원 장치 사이에 있도록 위치될 수 있다.
흡수 요소는 상기 이탈된 액체가 구성요소를 떠나는 것을 저지할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 흡수 요소는 상기 이탈된 액체가 전원 장치에 도달하는 것을 저지할 수 있다. 전원 장치는 배터리(battery)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전원 장치는 무화기로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다.
흡수 요소는 구성요소의 단부면에 인접하게 위치될 수 있다. 구성요소의 단부면은 전자 증기 공급 디바이스의 다른 구성요소에 연결 가능한 구성요소의 단부에 있을 수 있다.
구성요소는, 저장조와 무화기를 수납하고, 전원 장치를 수납하는 전력 구성요소(power component)에 연결 가능한 카토마이저 구성요소일 수 있으며, 흡수 요소는, 상기 이탈된 액체가 카토마이저 구성요소를 떠나는 것을 저지하고, 또한 카토마이저 구성요소가 전력 구성요소에 연결된 경우에 전원 장치에 도달하는 것을 저지하도록 위치된다. 흡수 요소는 카토마이저 구성요소의 단부 캡 내에 장착될 수 있고, 단부 캡은 상기 구성요소가 연결 가능한 전자 증기 공급 디바이스의 전력 구성요소에 수납된 전원 장치와의 전기적 접촉을 허용하도록 구성된다.
대안적으로, 구성요소는, 전원 장치를 수납하고, 저장조 및 무화기를 수납하는 카토마이저 구성요소에 연결 가능한 전력 구성요소일 수 있으며, 흡수 요소는 전력 구성요소가 카토마이저 구성요소에 연결된 경우에 상기 이탈된 액체가 전원 장치에 도달하는 것을 저지하도록 위치된다.
흡수 요소는 평면 형상을 가지며, 1 mm 내지 10 mm 범위인, 그 평면에 대해 수직인 두께를 가질 수 있다.
흡수 요소는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 흡수 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡수 재료는 50%의 폴리프로필렌 및 50%의 폴리에틸렌, 또는 45% 내지 55% 범위의 폴리프로필렌 및 55% 내지 45% 범위의 폴리에틸렌, 또는 48% 내지 52% 범위의 폴리프로필렌 및 52% 내지 48% 범위의 폴리에틸렌, 또는 49% 내지 51% 범위의 폴리프로필렌 및 51% 내지 49% 범위의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
흡수 요소는, 완전히 포화될 때, 1%, 3%, 5%, 10% 또는 20% 이하만큼 그 용적을 증가시키는 흡수 재료로 형성될 수 있다.
특정 실시예들의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 구성요소를 포함하는 전자 증기 공급 디바이스가 제공된다. 구성요소는 전자 증기 공급 디바이스의 다른 구성요소에 분리 가능하게 연결될 수 있거나, 구성요소는 전자 증기 공급 디바이스의 영구적인 구성요소일 수 있다.
특정 실시예들의 이들 및 추가의 양태들이 첨부된 독립 청구항 및 종속 청구항에 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 바와 같은 특정 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 본원에 제시된 특징들의 임의의 적절한 조합들을 포함하고 이를 고려한다. 예를 들어, 후술하는 다양한 특징들 중 어느 하나 이상을 적절하게 포함하는 전자 증기 공급 디바이스 또는 전자 증기 공급 디바이스를 위한 구성요소가 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 무화기를 포함하는 전자 시가렛의 제1 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 3은 저장조 및 무화기를 포함하는 전자 시가렛의 제2 예시적인 에어로졸 소스의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4는 예시적인 흡수 요소를 포함하는 전자 시가렛의 예시적인 카토마이저 구성요소의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 5a는 예시적인 카토마이저의 부품들의 측면 사시도를 도시하고;
도 5b는 도 5a의 카토마이저의 단부 사시도를 도시하고;
도 5c는 도 5a 및 도 5b의 카토마이저로부터의 커넥터 단부 캡 및 흡수 요소의 사시도를 도시하고;
도 6a는 카토마이저를 위한 추가의 예시적인 단부 캡의 측단면도를 도시하고;
도 6b는 예시적인 흡수 요소를 갖는 도 6a의 단부 캡을 도시하고;
도 7a는 카토마이저를 위한 추가의 예시적인 단부 캡의 내부 사시도를 도시하고;
도 7b는 도 7a의 단부 캡과 함께 사용하기 위한 예시적인 흡수 요소의 사시도를 도시하고;
도 7c는 도 7a의 단부 캡을 갖는 예시적인 카토마이저의 단부 사시도를 도시하고;
도 8은 예시적인 흡수 요소를 포함하는 전자 시가렛의 예시적인 전력 구성요소의 개략적인 단면도를 도시하며;
도 9는 추가의 예시적인 흡수 요소를 포함하는 추가의 예시적인 카토마이저 구성요소의 개략적인 단면도를 도시한다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결성을 위해 상세하게 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세하게 설명되지 않는, 본원에서 논의된 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 통상 기술들에 따라 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전술한 바와 같이, 본 개시는 e-시가렛들과 같은 전자 에어로졸 또는 증기 공급 시스템들에 관한 것이다(그렇지만, 이것으로 제한되지 않음). 하기의 설명 전체에 걸쳐서, 용어들 "e-시가렛" 및 "전자 시가렛"은 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 부품들 또는 요소들을 포함하는 전자 시가렛의 부품(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.
도 1은 e-시가렛(10)과 같은 예시적인 에어로졸/증기 공급 시스템의 매우 개략적인 다이어그램(축척으로 되어 있지 않음)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(cartridge) 조립체 또는 섹션(30)(때때로, 카토마이저, 클리어로마이저(clearomiser) 또는 무화기라고 지칭됨)을 포함한다.
카트리지 조립체(30)는, 예를 들어 니코틴을 보유하는 액체 제제(이로부터 에어로졸이 생성됨)를 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 저장 탱크(storage tank)의 형태를 가지며, 이는 소스 액체가 탱크의 범위 내에서 자유롭게 이동 및 유동하도록 소스 액체가 저장될 수 있는 용기 또는 리셉터클(receptacle)이다. 대안적으로, 저장조(3)는 다공성 구조체 내에 소스 액체를 유지하는 면 와딩(cotton wadding) 또는 유리 섬유와 같은 소정량의 흡수 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 있게 하는 입구 포트 또는 다른 개구를 가질 수 있다. 카트리지 조립체(30)는 또한, 가열에 의한 소스 액체의 증발에 의해 에어로졸을 발생시키기 위해 저장 탱크(3)의 외부에 위치된 전기 가열 요소 또는 히터(heater)(4)를 포함한다. 심지(wick) 또는 다른 다공성 요소(6)와 같은 배열체가 저장조(3)로부터 히터(4)로의 소스 액체의 일부분들을 이송하도록 제공될 수 있다. 심지(6)는 소스 액체를 흡수하고 히터(4)와 접촉하는 심지(6)의 다른 부품들에 위킹 또는 모세관 작용에 의해 소스 액체를 전달할 수 있도록 저장조(3) 내측에 위치되는 하나 이상의 부품들을 갖는다. 이에 의해, 이러한 액체는 가열되고 증발되어, 심지(6)에 의해 히터(4)로 전달된 액체의 새로운 부분으로 교체된다. 따라서, 심지는 저장조 탱크(3)의 내부 용적부를 규정하는 벽을 관통하여 연장되며, 저장조(3)와 히터(4) 사이의 브리지(bridge) 또는 도관으로서 생각될 수 있다. 히터 및 심지(또는 유사물) 조합은 때때로 무화기라고 지칭되고, 그 소스 액체를 갖는 저장조 및 무화기를 합하여 집합적으로 에어로졸 소스라고 지칭될 수 있다. 부품들이 도 1의 매우 개략적인 표현과 비교하여 상이하게 배열될 수 있는 다양한 설계들이 공지되어 있다. 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)). 구현에 관계없이, 부품들은 소스 액체가 저장조(3)의 내부로부터 가열 및 증발을 위해 히터(4)의 근방 및 표면까지 이동할 수 있게 하는 액체 유동 경로를 형성하도록 구성될 것이다. 이것은, 액체가 히터로 이송되고, 성공적으로 증발되어, 원치 않는 임의의 위치에 도착하는 것이 방지되어야 하는 의도된 유체 경로이다.
카트리지 조립체(30)는 또한 사용자가 히터(4)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있게 하는 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)(이후에, 본원에서 배터리라고 지칭되며, 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)를 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, 그 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 무화기에 대한 공기 입구(들)(전력 구성요소에 있을 수 있거나, 있지 않을 수도 있음)와 마우스피스에 있는 공기 출구 사이에 규정된다. 사용 시에, 이러한 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 방향은 공기 입구로부터 공기 출구로의 방향이며, 그에 따라 무화기는 공기 입구의 하류 및 공기 출구의 상류에 놓이는 것으로 설명될 수 있다.
본원에서, 용어 "전원 장치(electrical power supply)"는 배터리 및 제어 회로 중 어느 하나 또는 둘 모두를 지칭하는데 사용된다.
이러한 특정 예에서, 전력 섹션(20) 및 카트리지 조립체(30)는, 도 1에서 실선 화살표로 표시된 바와 같이, 종축에 평행한 방향으로 분리함으로써 서로 분해 가능한 별개 부품들이다. 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 수도 있으며, 그리고/또는 대체로 종방향 형상을 가질 수 있거나 아닐 수도 있다. 어느 한쪽 또는 양쪽 섹션들은 고갈된 경우(예를 들어, 저장조가 비거나, 배터리가 방전된(flat) 경우) 폐기되고 교체되도록 의도될 수 있거나, 저장조를 리필(refill)하거나 배터리를 재충전하는 것과 같은 동작들에 의해 다수 사용들이 가능하도록 의도될 수 있다. 대안적으로, e-시가렛(10)은 2 개의 부품들로 분리될 수 없는 일체형 디바이스(일회용 또는 리필식/재충전식)일 수 있으며, 이러한 경우 모든 구성요소들은 단일 본체 또는 하우징 내에 포함된다. 본 발명의 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 에어로졸 소스의 측단면도를 도시하고 있다. 저장조 탱크(3)는 외부 벽(32) 및 내부 벽(34)을 가지며, 이 벽들 각각은 대체로 원통형이다. 내부 벽(34)은 외부 벽(32) 내의 중앙에 배치되어, 2 개의 벽들 사이에 환형 공간을 규정하며; 이것은 소스 액체를 유지하도록 의도된 탱크(3)의 내부 용적부이다. 탱크는 (도시된 배향에서) 그것의 하단부에서 하부 벽(33)에 의해 폐쇄되고, 그것의 상단부에서 상부 벽(36)에 의해 폐쇄된다. 내부 벽(34)에 의해 둘러싸인 중앙 공간은 공기 유동 통로 또는 채널(37)이며, 이 공기 유동 통로 또는 채널(37)은, 그 하단부에서 (예컨대, 도 1에 도시된 공기 흡입구들(air intakes)(26)을 통해) 전자 시가렛 내로 흡인된 공기를 수용하고, 그 상단부에서 (예컨대, 도 1의 마우스피스(35)를 통해) 흡입을 위한 에어로졸을 이송한다.
공기 유동 채널(37) 내에는, 히터(4) 및 심지(6)를 포함하는 무화기(40)가 배치된다. 심지, 즉, 예를 들어 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, 보다 높게 위치결정될 수도 있음), 그 단부들이 내부 벽(34)의 구멍들을 통과하고 탱크(3)의 내부 용적부 내에 도달하여 내부의 소스 액체를 흡수한다. 구멍들(도시되지 않음)은 탱크(3)로부터 공기 유동 채널(37) 내로의 소스 액체 누출을 최소화하도록 밀봉될 수 있으며; 그럼에도 불구하고, 누출이 여전히 일어날 수 있다. 히터(4)는 심지(6) 주위에 감겨진 와이어 코일(wire coil) 형태의 전동식 가열 요소(electrically powered heating element)이다. 연결 리드선들(connecting leads)(4a, 4b)은 배터리로부터의 전력 공급을 위해 히터를 회로(도시되지 않음)에 결합시킨다. 에어로졸 소스는 전자 시가렛의 카트리지 조립체 섹션(카토마이저)의 하우징 내에 배치될 것이며, (가능하게는 분리 가능한 구성요소에서) 그 상단부에는 마우스피스가 배열되고, 그 하단부에는 제어기 및 배터리가 배열된다. 탱크(3)의 외부 벽(32)은 카트리지 조립체 하우징의 벽일 수도 있거나 아닐 수도 있다는 것에 주목한다. 이들 벽들이 공유되는 경우, 카트리지 조립체는 소스 액체가 소비되었을 때, 기존의 배터리/전력 섹션에 연결 가능한 새로운 카트리지 조립체로 교체되는 일회용이도록 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 발생시키도록 활성화되고; 이것은 심지(6)에 의해 히터(4)로 들어온 소스 액체가 가열되어 증발되게 한다. 증기는, 또한 공기 유동 채널(37)을 따라 디바이스의 마우스피스로 유동하는 공기에 의해 운반되어 사용자에 의해 흡입된다. 화살표들(A)은 디바이스를 통한 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 및 그 방향을 표시한다.
도 3은 대안적인 예시적 에어로졸 소스의 측단면도를 도시하고 있다. 도 2의 예에서와 같이, 탱크(3)는 외부 벽(32)과 내부 벽(34) 사이에 형성된 환형 공간이며, 관형 내부 벽(34)의 내부 공간은 공기 유동 채널(37)을 제공한다. 그러나, 이러한 예에서, 로드형 심지 및 코일형 가열 요소는 하나의 개체(entity)가 위킹 및 가열 기능들 둘 모두를 제공하는 무화기(40)로 교체된다. 이것을 위해 전기 전도성 메시가 사용될 수 있으며, 예를 들어 전도성 특성은 무화기가 전력을 수용하여 가열할 수 있게 하는 한편, 메시 구조가 위킹 작용을 허용한다. 무화기(40)는 또한, 공기 유동 채널(37)을 가로질러 배열되고, 부품들이 내부 벽(34)을 통해 탱크(3)의 내부 용적부 내로 통과한다. 그러나, 이러한 예에서, 무화기(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 큰 면적의 증발 표면이 공기 유동 채널을 통해 유동하는 공기에 제공된다. 무화기의 에지들이 저장조 내로 연장되는 구멍들은, 공기 유동 채널(37) 내로의 누출을 최소화하도록 밀봉될 수 있거나 밀봉되지 않을 수도 있지만, 그럼에도 불구하고 약간의 누출이 발생할 수 있다.
도 2 및 도 3은 에어로졸 발생을 달성하는데 이용 가능한 다양한 대안들을 예시하기 위한 에어로졸 소스들의 예들일 뿐이다. 다른 구성들도 동일한 효과를 달성할 수 있으며, 본 발명은 이것과 관련하여 제한되지 않는다. 특히, 저장조는 다른 형식들을 가질 수 있으며, 저장조와 무화기 사이의 결합은 상이할 수 있다. 어떠한 구성이 채용되든, 탱크, 용기, 리셉터클 또는 소스 액체를 유지하기 위한 유사한 용적부 형태의 저장조를 포함하는 임의의 설계는 저장조로부터 소스 액체의 원치 않는 누출에 잠재적으로 취약할 것이며, 그러한 누출은 소스 액체가 증발될 수 있는 위치로 소스 액체를 가져가지 않는 경로들, 루트들(routes) 및 방향들을 따를 수 있다. 저장조의 구조는 저장조 벽의 섹션들이 함께 결합되는 곳이나, 저장조가 인접한 부품들에 결합되는 곳과 같은 잠재적인 누출 지점들을 생성할 수 있다. 또한, 심지가 저장조 벽을 통과하는 곳이나, 저장조를 리필하기 위해 접근 캡 또는 뚜껑(lid)이 제공되는 곳과 같은 잠재적인 취약 부위들(weak spots)에 포함될 수 있는 시일들(seals)은 불완전할 수 있다. 또한, 증발을 위해 의도된 경로를 따라 자신의 이동을 시작하여 히터에 또는 그 근처에 도달했지만, 그 후에 증발되지 않은 액체로부터 문제들이 일어날 수 있다. 이것은, 예를 들어 히터가 활성화될 때, 또는 히터가 활성화되지 않은 경우에 위킹이 계속될 때, 위킹 작용이 히터에 의해 증발될 수 있는 것보다 빠른 속도로 히터를 향해 액체를 흡인하는 경우, 일어날 수 있다. 그 다음에, 액체는 다공성 구조체 내에 유지된 후에 공기 유동 채널 내로 자유 액체로서 방출될 수 있는 양을 초과하여 무화기 내에 축적될 수 있어, 액체의 원치 않는 이탈(escape) 또는 누출이 생길 수 있다.
원치 않는 누출을 해결하는 잠재적인 기술은 (예를 들어, 구성요소들 사이의 조인트들의 수를 감소시킴으로써) 구조체 내의 임의의 취약 지점들을 최소화하거나, 이들 취약 지점들에 있는 임의의 구멍들을 가능한 한 작게 하거나, 그러한 취약 지점들에 또는 그 위에 일부 형태의 밀봉 재료를 적용 또는 제공하는 것이다. 그러나, 완전히 밀봉된 저장조를 제공하는 것은 바람직하지 않다. 그러한 구조는 수밀성(watertight)을 가지고, 따라서 누출 방지성(leak-proof)을 갖지만, 또한 이는 기밀성(airtight)을 갖거나 기밀성에 가까워서, 공기가 저장조에 진입하는 것을 제한할 것이다. 소스 액체가 소비될 때 저장조 내측의 압력을 동일하게 하고, 무화기로의 소스 액체의 지속적인 외측 유동을 허용하기 위해 공기의 유입이 필요하다. 또한, 액체가 저장조를 떠나서 무화기에 도달하게 하는 개구들을 유지할 필요가 있으며, 히터가 증발을 위해 활성화되든 활성화되지 않든 모세관 작용이 무화기로 액체를 계속해서 흡인할 것이다.
따라서, 누출 문제를 해결하기 위한 대안적인 접근법이 제안된다. 저장조로부터 누출물들이 발생하는 것을 방지하려고 시도하기보다는, 약간의 누출을 허용/예상하고, 누출된 액체가 전자 시가렛의 다른 부품들에 대한 손상 또는 유출과 같은 임의의 문제들을 생성할 수 있기 전에 누출된 액체를 수집하도록 배열하는 것이 제안된다. 흡수 재료로 제조된 요소는 전자 시가렛 내에 배치되어, 저장조로부터 이탈하여 증발을 야기하지 않는 경로 또는 루트를 따르는 길을 찾아갈 수 있는 액체를 수집 및 흡수한다. 본원에서, 용어 "이탈된(escaped)"은 저장조로부터 직접 누출되거나 심지 또는 히터로부터 적하된 소스 액체와, 또한 증발을 위해 저장조로부터 히터까지 의도된 경로를 따르고 있지만, 그 다음에 흡입을 위한 증기로서 이송되기보다는 액체로 다시 응축된 소스 액체를 포함한다. 이들 메커니즘들은 모두, 소스 액체가 저장조로부터 외부에서의 전자 시가렛 내에서 자유로우며 증발될 수 없는 것을 초래할 수 있으며, 소스 액체가 전원 장치에 도달하면 잠재적인 문제를 나타낼 수 있다. 제안된 흡수 요소는 이러한 표류(stray) 소스 액체를 수집할 수 있다.
도 4는 제1 예에 따른 흡수 요소를 포함하는 카토마이저 구성요소의 종단면도를 도시하고 있다. 카토마이저 구성요소(30)는 소스 액체를 위한 저장조(3) 및 위킹 구성요소(예를 들어, 별개의 심지 또는 조합된 심지 및 히터일 수 있음)를 갖는 관련 무화기(40)를 수납하고, 위킹 구성요소는 저장조의 내부에 도달하고, 마우스피스(35)를 통한 소비를 위해 증기를 발생시켜 공기 유동 경로(37) 내로 이송하도록 배열된다. 마우스피스(35)의 반대측에서, 카토마이저(30)는 커넥터(31)에서 종단되고, 커넥터(31)는 배터리로부터 무화기(40) 내의 가열 요소에 전력을 공급하기 위해 배터리 및 회로를 수납하는 전력 구성요소에 대한 전기적 및 기계적 연결을 하도록 구성된다. 커넥터(31)는 사용 시에 전력 구성요소 상의 대응하는 단부 벽 커넥터와 접하는 카토마이저(30)의 단부 벽을 형성한다. 이러한 예에서, 공기 유동 경로(37)는 카토마이저(30)의 이러한 단부 벽을 통해 연장되어, 커넥터(31)는 공기가 공기 유동 경로(37)로 진입하게 하는 공기 입구를 형성하는 중앙 구멍(38)을 갖는다. 다른 공기 입구 배열들이 가능하며, 그래서 단부 벽에 공기 구멍이 없을 수 있다.
저장조(3)는 도 2 및 도 3의 예들에서와 같은 환형 형상을 가져서, 그 내부 저장 용적부가 외부 벽(32)과 내부 벽(34) 사이에 규정된다. 외부 벽(32)을 통해 이탈하는 임의의 소스 액체는 (외부 카토마이저 하우징(39) 내에 규정된) 카토마이저의 내부로 진입할 것이며, 커넥터(31)로의 그의 길을 찾아갈 수 있다. 내부 벽(34)을 통해 이탈하는 임의의 소스 액체는 공기 유동 경로(37)로 진입할 것이고, 또한 커넥터(31)를 향한 그의 길을 찾아갈 수 있다. 소스 액체는, 전술한 바와 같이, 직접적인 누출물로서 또는 포화 위킹 요소로부터의 적하를 통해 공기 유동 경로로 진입할 수 있다.
카토마이저(30)가 그 전력 구성요소로부터 분리되는 경우, 공기 유동 경로(37) 내의 임의의 액체는 커넥터(31)의 중앙 구멍(38)을 통해 빠져나갈 수 있다. 커넥터가 카토마이저 하우징과 결합하거나 전기적 연결부들이 (무화기(40) 내의 히터를 카토마이저 외부의 배터리에 연결하기 위해) 커넥터를 통해 연장되는 곳에 형성되는 임의의 개구들 또는 구멍들을 통해, 카토마이저 하우징(39) 내측의 액체가 또한 빠져나갈 수 있다. 따라서, 소스 액체는 카토마이저(30)로부터의 유출로서 바람직하지 않게 이탈할 수 있다. 카토마이저(30)가 커넥터(31)에 의해 전력 구성요소(20)에 연결되는 경우, 이러한 유출된 액체는 전력 구성요소의 내부로 진입할 수 있고, 제어 회로 및/또는 배터리(도 1에 도시됨)에 침투하여, 전기 구성요소들이 액체에 노출되었을 때 생성되는 통상적인 문제들을 유발할 수 있다. 이에 의해, 전자 시가렛은 안전하지 않거나 작동 불능하게 될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 카토마이저(30)는 추가적으로 흡수 요소(50)를 포함하며, 흡수 요소(50)는, 이러한 예에서 커넥터(31)의 내부 표면에 인접한 카토마이저 하우징 내측에 배치된 흡수 재료의 편평한 패드의 형태를 갖는다. 특히, 흡수 요소(50)는, 사용자가 전자 시가렛을 흡입할 때 전자 시가렛을 통과하는 유동 채널(37)을 따르는 공기 유동의 방향을 고려하여, 무화기의 상류에 위치결정된다. 무화기(40)는 공기 유동 채널(37)을 따르는 유동 방향에 대해, 흡수 요소(50)와 마우스피스(35) 사이에 놓인다. 패드(50)는 커넥터(31)의 중앙 구멍(38)과 정렬된 중앙 구멍을 가져서, 공기 유동 경로(37)의 측벽의 일부를 형성한다. 이러한 예에서 이러한 구멍들의 중앙 포지션은 단지 예시적일 뿐이라는 것에 주목하고; 공기 유동 경로는 중앙이 아닐 수 있고, 그리고/또는 하나 초과의 공기 입구 구멍을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 위치결정될 때, 흡수 재료는 공기 유동 경로(37) 내의 임의의 이탈된 소스 액체를, 공기 입구(38)에 도달하기 전에 수집할 수 있고, 카토마이저 하우징(39) 내측의 임의의 이탈된 소스 액체를, 커넥터(31)에 도달하기 전에 수집할 수 있다. 임의의 수집된 액체는 흡수 요소(50)에 의해 흡수되어, 카토마이저로부터의 액체의 이탈이 전체적으로 보아 감소, 저지 또는 방지된다. 대안으로서, 흡수 요소는 카토마이저 하우징 내측의 이탈된 소스 액체만을 수집하도록 개재 벽에 의해 공기 유동 경로(37)로부터 분리될 수 있다. 흡수 요소(50)는 커넥터(31)로부터 히터까지의 필요한 전기적 연결부를 수용하도록 형상화 및 위치결정되어야 한다. 전기 연결부(들)는, 예를 들어 흡수 요소를 통해 또는 흡수 요소 주위를 통과할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 예와 유사한 방식으로 구성된 예시적인 전자 시가렛 카토마이저의 부품들의 일부 사시도들을 도시하고 있다. 도 5a는 공기 유동 경로의 일부를 형성하는 공간을 규정하고, 내부에 무화기(도시되지 않고, 이러한 예에서, 이것은 도 3과 관련하여 설명된 것과 같은 조합된 심지 및 히터 배열체임)가 놓여 있는 저장조(3)의 벽을 도시하고 있다. 공기 통로 튜브(41)는 저장조의 일 단부에 결합되어 무화기로부터 마우스피스(35)로의 공기 유동 경로를 규정한다. 저장조의 대향 단부는 커넥터(31)에 연결되고, 이 커넥터(31)는 이러한 예에서 카토마이저의 단부 벽을 형성하는 단부 캡으로서 간주될 수 있다. 단부 캡(31)은 전력 구성요소(도시되지 않음)에 기계적으로 부착되도록 구성되고, 부착된 전력 구성요소 내의 배터리 및 제어 회로로의 전기적 연결을 하기 위한 한 쌍의 전기 접점들(42)을 포함한다. 도 5a에 도시된 부품들은 외부 카토마이저 하우징(도시되지 않음)에 배열될 것이다.
도 5b는 카토마이저의 단부 상에 끼워맞춰진 단부 캡 커넥터(31)의 단부 사시도를 도시하고 있다. 카토마이저의 원형 단면은 이러한 도면으로부터 명백하다. 전기 접점들(42)은 서로 정반대로(diametrically opposite) 배열되고, 카토마이저의 공기 유동 경로를 위한 공기 입구인 중앙 구멍(38)의 양 측부 상에 이격되어 있는 것으로 보여질 수 있다.
도 5c는 그 카토마이저로부터 분리된 단부 캡 커넥터(31)의 추가의 사시도를 도시하고 있다. 커넥터(31)는 사용 시에 카토마이저의 내부로 향하는 그의 내부면이 보이도록 위치결정된다. 커넥터(31)는 카토마이저의 단부 벽을 형성하는 편평한 원형 벽, 및 원형 벽 주위의 직립형 주변 벽(upstanding peripheral wall)(43)을 포함한다. 중앙 구멍(38)은 원형 벽을 통해 규정되는 것으로 보여질 수 있고, 흡수 요소(50)(텍스처링된 표면(textured surface)으로 도시됨)는 원형 벽에 맞닿게(against) 커넥터(31)의 베이스에서 보여질 수 있다. 주변 벽은 그 외부 표면 상에, 커넥터(31)가 카토마이저 하우징 및/또는 저장조 벽들과 맞물리게 하는 다수의 돌출부들을 갖는다.
도 6a 및 도 6b는 예시적인 단부 캡 커넥터를 통한 단면도들을 도시하고 있다. 도 6a는 도 5a 내지 도 5c의 커넥터와 유사한 커넥터(31)를 도시하고 있다. 원형 단부 벽은 카토마이저를 위한 공기 입구로서 중앙 구멍(38)을 갖는다. 2 개의 전기 접점들(42)이 단부 벽의 하부 표면 상에 있으며; 이들은 실제 접점들일 수 있거나, 접점 요소들이 통과할 수 있는 구멍들일 수 있다. 환형 주변 벽(43)은 (도시된 배향에서) 원형 벽으로부터 위로 연장되어 단부 캡 커넥터(31) 내측에 오목부(recess)를 규정한다.
도 6b는 (화살표로 표시된 바와 같이) 커넥터 내측의 오목부 내에 삽입할 준비가 된 흡수 요소(50)와 함께 단부 캡 커넥터(31)를 도시하고 있다. 흡수 요소는, 폭이 그의 두께보다 크며, 흡수 요소(50)가 오목부 내에 수용될 때 단부 캡 내의 공기 입구 구멍과 정렬되는 중앙 개구(51)를 가지는 디스크 형상을 갖는다. 흡수 요소의 폭은, 흡수 요소가 오목부를 완전히 가로질러 연장되고, 모두는 아니더라도 대부분의 입사 액체(incident liquid)를 포획할 수 있도록 오목부의 폭과 실질적으로 동일하다. 흡수 요소(50)는 단부 벽의 내부 표면에 맞닿게 놓이도록 오목부 내로 완전히 밀어넣어질 수 있거나, 흡수 요소와 단부 벽 사이에 갭(gap)이 존재하여, 예를 들어 습윤 시에 흡수 요소의 팽창을 위한 공간(room)을 허용하도록 덜 멀리 삽입될 수 있다.
사용자가 전자 시가렛을 통해 흡입할 때 흡수 요소가 흡인하는 것에 대한 저항의 어떠한 현저한 증가를 나타내지 않는다면, 중심 개구(51)는 공기 입구 구멍보다 작을 수 있거나, 전체적으로 보아 존재하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 흡수 요소는, 공기가 흡입 공기 유량(air flow rate))에 대한 거의 또는 전혀 방해없이 흡수 요소를 통과할 수 있는 충분한 개방 구조를 갖는 재료로 제조될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 다른 예시적인 단부 캡 커넥터, 흡수 요소 및 카토마이저의 사시도들을 도시하고 있다. 도 7a는 이전과 같이 그 단부 벽에 중앙 공기 입구 구멍(38)을 갖는 커넥터(31)의 사시도를 도시하고 있다. 한 쌍의 다른 개구들(42a)(적절하게는 하나만이 보임)이 중앙 구멍(38)을 중심으로 정반대로 단부 벽에 형성되고; 이들은 카토마이저에 대한 전기적 접촉을 허용한다.
도 7b는 도 7a의 단부 캡 커넥터의 오목부 내로 삽입되도록 구성된 흡수 요소(50)의 사시도를 도시하고 있다. 흡수 요소(50)는 그 두께의 약 3 배의 직경 및 약 2.5 mm의 두께를 갖는 디스크로서 형상화된다. 이들은 단지 예시적인 치수들일 뿐이며, 다른 크기들 및 비율들이 구현예에 따라 선택될 수 있다. 중앙 구멍(51)은 흡수 요소(50)가 오목부 내로 삽입될 때 커넥터(31)의 중앙 구멍(38)과 정렬된다. 추가적으로, 흡수 요소(50)는 그의 림(rim) 내로 절단된 한 쌍의 노치들(notches)(52)을 가지며; 이들은 커넥터(31)의 전기 접점 개구들(42a)과 정렬되도록 직경방향으로 배열된다. 노치들(52)은 도시된 대략 정사각형 절결부들(square cut-outs)과는 상이하게 형상화될 수 있으며, 대안적으로, 노치들 대신에 흡수 요소(50)의 재료를 관통하는 홀들(holes)을 포함할 수 있다.
도 7c는 흡수 요소(이 도면에서는 보이지 않음)를 보유하는, 단부 캡(31)이 끼워맞춰진 카토마이저의 단부 사시도이다. 전기 접점들(42)이 개구들(42a)과 정렬된 것으로 도시되어 있다. 이들은, 예를 들어 카토마이저의 단부면을 덮는 별개의 단부 플레이트(end plate) 상에 배치될 수 있다. 중앙 공기 입구 구멍(38)이 보여질 수 있다. 단부 캡의 주변 측벽(43)은 카토마이저(30)의 측벽들 내측에 유지된다.
이들 예들은 커넥터 캡과 같은 카토마이저의 단부 벽 구성요소의 내부 표면에 맞닿게 또는 그 근처에서, 카토마이저 내측에 위치결정된 흡수 요소를 도시하고 있지만, 대안적으로 흡수 요소는 카토마이저 단부 벽의 외부 표면 상에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 흡수 요소는 접착제로 단부 벽에 고착될 수 있거나, 주변 벽은 아마도 마찰 끼워맞춤에 의해 흡수 요소를 수용 및 유지하기 위한 오목부를 규정할 수 있거나, 또는 하나 이상의 리테이닝 래치들(retaining latches) 또는 클립들(clips) 또는 다른 지지체들은 흡수 요소를 제 위치에 유지시킬 수 있어, 카토마이저가 그의 전력 구성요소로부터 분리될 때 흡수 요소가 분실되지 않게 한다. 무화기의 하류의 다른 포지션들이 또한 이용될 수도 있다.
지금까지의 예들은 전자 시가렛의 카토마이저 구성요소 내에 흡수 요소를 포함하고 있지만, 대안적으로 또는 추가적으로, 흡수 요소는 전자 시가렛의 전력 구성요소 내에 포함될 수 있다. 적합하게 위치된다면, 흡수 요소는, 액체가 임의의 전자 또는 전기 부품들에 도달할 수 있기 전에, 그의 커넥터(액체 유입과 관련하여 전력 구성요소의 취약 부품일 가능성이 있음)를 통해 전력 구성요소에 진입하는 임의의 액체를 수집 및 흡수하도록 배열될 수 있다.
도 8은 흡수 요소를 포함하는 예시적인 전력 구성요소의 개략도를 도시하고 있다. 전력 구성요소(20)는 배터리 또는 전지(5)(이는 전력 구성요소를 외부 전원 장치에 연결할 수 있는 충전 포트(charging port)(52)를 통해 재충전될 수 있음) 및 제어 회로를 수용하는 외부 하우징(22)을 포함한다. 이것은, 전자 시가렛을 제어하도록 구성된, 인쇄 회로 기판, 마이크로프로세서(microprocessor), 마이크로컨트롤러(microcontroller), 논리 게이트들(logic gates), 스위치들(switches) 및 유사한 하드웨어 물품들뿐만 아니라, 가능하게는 소프트웨어 중 일부 또는 모두를 포함할 수 있다. 이러한 제어는 배터리로부터 연결된 카토마이저 내의 히터로의 전력 공급뿐만 아니라, 전자 시가렛의 복잡성에 따른 다른 제어 기능들을 제어하는 것을 포함한다. 이들 전기 물품들은 이들이 액체와 접촉하게 되면 손상 및/또는 오작동(malfunction)의 위험이 있으며, 그래서 전력 구성요소는 흡수 요소(50)를 더 포함한다. 흡수 요소는 카토마이저에 대해 전기적 및 기계적 연결들이 이루어지는 단부 커넥터(21)와, 전기 물품들 사이에 배열된다(순전히 예시적인, 도시된 구성과는 상이하게 배열될 수 있음). 따라서, 전력 구성요소가 연결되는 카토마이저에 수납된 저장조로부터 이탈하여 연결 커넥터(31(도 1 및 도 4) 및 21)에 침투할 수 있는 임의의 소스 액체는 흡수 요소에 의해 수집되어, 배터리 및/또는 제어 회로(제어 전자기기)에 도달하는 것이 저지 또는 방지된다.
도 8은 카토마이저 공기 유동 경로(예컨대, 도 4에서의 경로(37))와의 정렬을 위한 임의의 공기 유동 경로를 도시하지 않지만, 흡수 요소(50) 및 커넥터(21)는 전자 시가렛을 위한 주 공기 입구가 (도 1의 예에서와 같이) 전력 구성요소에 있는 경우에 공기 유동에 적합한 구멍들을 포함할 수 있다. 또한, 전기 연결들이 이루어질 수 있게 하는 적절한 개구들(구멍들, 홀들, 노치들)이 존재할 수 있다. 또한, 흡수 요소는 (예를 들어, 카토마이저 단부 벽의 외부 표면 상에 흡수 요소를 갖는 카토마이저와 관련하여 상기에서 논의된 바와 같이) 그 내부면에 인접하기보다는 커넥터(21)의 외측부 상에 배치될 수 있다.
흡수 요소는 입사 액체를 흡수할 수 있게 하는 다공성 구조를 가질 수 있다. 흡수 요소는 연질(soft), 가요성, 비-강성 또는 반-강성, 및 가능하게는 탄성 재료로 형성될 수 있다. 이들 특성들은 적합하게 형상화된 흡수 요소가 그 의도된 공간 내로 편리하게 밀착 끼워맞춰질 수 있게 하여, 공간이 완전히 브리징될(bridged) 수 있고, 액체가 흡수 요소를 지나서 쉽게 유동하는 것이 방지될 수 있다. 흡수 요소는, 가능하게는, 전자 시가렛들을 규제하는 규제 요건들로부터의 임의의 제약들을 받는 임의의 흡수 재료로 제조될 수 있다. 가능한 재료들은, 종이, 판지, 면, 울(wool) 및 다른 합성 및 천연 섬유 재료들을 포함한다. 이들 재료들은 모두 절단 또는 스탬핑(stamping)에 의해 요구 형상으로 용이하게 형성될 수 있으며, 소정 범위의 두께들로 용이하게 이용 가능하다. 추가의 대안은 스펀지(sponge) 재료이다. 천연(동물 섬유) 스펀지 또는 합성 스펀지가 사용될 수 있다. 합성 스펀지에 대한 예시적인 재료들은 셀룰로오스 목재 섬유(cellulose wood fibre) 및 발포 플라스틱 중합체들을 포함한다. 예를 들어, 저밀도 폴리에테르, 폴리에스터, PVA(폴리비닐 아세테이트), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이 사용될 수 있다. 스펀지 흡수 요소들은 요구 형상 및 크기로 절단되거나 성형될 수 있다. 그러나, 다른 흡수 재료들도 배제되지 않는다. 예들로서, 셀룰로오스 아세테이트 필터 재료, 면 와딩, 폴리에스터 와딩, 기저귀들 및 생리대들(sanitary towels)에 사용되는 흡수 재료들, 레이온(rayon), 폴리우레탄, 셀룰로오스 스펀지, 및 소위 "우체국 스펀지(post office sponge)"(천연 개방 셀형 스펀지 고무)가 포함된다.
흡수 요소에 대해 특히 흥미 있는 재료는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물을 포함하는 폴리올레핀 섬유들로 제조된 다공성 합성 섬유 재료이다. 이들 2 개의 재료들의 임의의 비율은, 소망에 따라 조합될 수 있는데, 예를 들어, 5% 폴리프로필렌과 95% 폴리에틸렌; 10% 폴리프로필렌과 90% 폴리에틸렌; 15% 폴리프로필렌과 85% 폴리에틸렌; 20% 폴리프로필렌과 80% 폴리에틸렌; 25% 폴리프로필렌과 75% 폴리에틸렌; 30% 폴리프로필렌과 70% 폴리에틸렌; 35% 폴리프로필렌과 65% 폴리에틸렌; 40% 폴리프로필렌과 60% 폴리에틸렌; 45% 폴리프로필렌과 55% 폴리에틸렌; 50% 폴리프로필렌과 50% 폴리에틸렌; 55% 폴리프로필렌과 45% 폴리에틸렌; 60% 폴리프로필렌과 40% 폴리에틸렌; 65% 폴리프로필렌과 35% 폴리에틸렌; 70% 폴리프로필렌과 30% 폴리에틸렌; 75% 폴리프로필렌과 25% 폴리에틸렌; 80% 폴리프로필렌과 20% 폴리에틸렌; 85% 폴리프로필렌과 15% 폴리에틸렌; 90% 폴리프로필렌과 10% 폴리에틸렌; 또는 95% 폴리프로필렌과 5% 폴리에틸렌; 혹은 이들 값들에 가까운 범위 내에서 조합될 수 있다. 이러한 섬유 재료는 정확한 크기 및 형상으로의 절단 또는 스탬핑에 의한 흡수 요소의 형성과, 또한 공기 유동 구멍들 및 전기 접점 구멍들과 같은 관통 홀들의 생성을 위한 드릴링(drilling)에 아주 알맞게 적합한 반-강성 구조를 갖는다.
비교적 동일한 비율들의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 포함하는 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 재료는 40% 내지 60% 범위의 폴리프로필렌 및 60% 내지 40% 범위의 폴리에틸렌; 또는 45% 내지 55% 범위의 폴리프로필렌 및 55% 내지 45% 범위의 폴리에틸렌; 또는 48% 내지 52% 범위의 폴리프로필렌 및 52% 내지 48% 범위의 폴리에틸렌; 또는 49% 내지 51% 범위의 폴리프로필렌 및 51% 내지 49% 범위의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 실질적으로 동일한 비율들의 이들 2 개의 재료들이 사용될 수 있고, 그에 따라 재료는 실질적으로 50%의 폴리프로필렌 및 실질적으로 50%의 폴리에틸렌을 포함한다. 유사하거나 동일한 비율들의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 양호한 친수성들(이는 입사 액체를 발액(repelling)하기보다는 흡수함)을 갖고, 또한 습윤될 때(즉, 액체를 흡수했을 때) 과도한 팽창을 나타내지 않는 재료를 생성한다. 그러나, 덜 동일한 비율들의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌으로 형성된 재료들도 또한 유용하다. 또한, 이 재료는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 이외에 하나 이상의 다른 재료들을 포함할 수 있다. 이들은 상기에서 논의된 다양한 예시적인 흡수 재료들을 포함할 수 있거나, 대전 방지 특성들을 제공하기 위한 비이온성 유화제들(nonionic emulsifiers)을 포함하는 마무리 첨가제와 같은, 재료에 다른 특성들을 부여하는 재료들일 수 있다. 그러한 첨가제는 예를 들어 약 1%의 흡수 재료를 포함할 수 있다.
흡수 요소에 사용되는 재료는 임의의 누출된 액체가 흡수 재료로부터 자연적으로 기화할 때까지 이 누출된 액체를 보유하기에 충분한 흡수성을 가질 수 있거나, 대신에, 흡수 재료가 존재하지 않는 것과 비교하여 임의의 누출된 액체의 외부 환경으로의 이탈을 지연시키도록 작용할 수 있다. 이것은 사용된 흡수재의 양 및 흡수 특성들과 비교하여 임의의 누출물들의 속도에 적어도 부분적으로 의존할 것이다.
습윤 시에 너무 많이 팽창하지 않는 흡수 재료가 흡수 요소에 유용하다. 이러한 특성들은 습윤 시에 흡수 요소를 수용하기 위해 전자 시가렛 내에 팽창 여유가 거의 또는 전혀 제공될 필요가 없다는 것을 의미한다. 따라서, 흡수 요소의 포함은 전자 시가렛의 크기를 현저하게 증가시킬 필요가 없고, 그리고/또는 주어진 이용 가능 공간에 대해 보다 큰 용적의 흡수 재료가 포함될 수 있다. 예를 들어, 흡수 요소는 습윤 시에 팽창하여, 완전히 포화될 때(즉, 더 이상의 입사 액체를 흡수할 수 없을 때)에 0% 내지 50%; 또는 0% 내지 40%; 또는 0% 내지 30%; 또는 0% 내지 20%; 또는 0% 내지 10%; 또는 0% 내지 5% 범위의 용적을 증가시키는 흡수 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기에서 논의된 실질적으로 50%의 폴리프로필렌 및 50%의 폴리에틸렌 섬유 재료는 완전히 포화될 때 3% 미만으로 팽창하는 것으로 시험들에서 밝혀졌다.
흡수 요소는, 흡수 요소가 끼워맞춰지는 전자 시가렛의 부품의 내부 단면 또는 보어(bore)에 따라, 원형 또는 타원형 디스크, 또는 정사각형 또는 직사각형 또는 다른 다각형 또는 다른 규칙적 또는 불규칙한 형상과 같은 편평한 평면 형상을 가질 수 있다. 언급된 바와 같이, 입사 액체가 흡수 요소를 지나서 갈 수 없고, 흡수되는 것을 회피할 수 없도록, 흡수 요소는 그것이 설치되는 보어를 충전하는 것이 유용하다(즉, 요소의 측부들과 구성요소의 주위 벽 또는 전자 시가렛의 다른 부품 사이에 갭들이 존재하지 않음). 그러나, 이것은 필수적인 것은 아니다. 흡수 요소는 예를 들어 1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가질 수 있지만, 보다 작고 그리고 보다 큰 두께들이 배제되지 않는다. 선택된 두께는 흡수 요소를 수용하기 위해 이용 가능한 공간의 양, 및 흡수 요소에 사용되는 재료의 흡수성에 의존할 것이며; 높은 흡수성 재료는 예를 들어 보다 낮은 흡수성 재료보다 작은 두께로 사용될 수 있다.
흡수 요소에 사용되는 흡수 재료는 0.5g/㎤ 내지 10g/㎤, 예컨대 0.5 g/㎤ 내지 2, 3, 4 또는 5 g/㎤ 범위의 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 섬유상 폴리프로필렌/폴리에틸렌 재료는 약 0.9 g/㎤의 밀도를 가질 수 있다. 저밀도 재료들은 흡수 요소를 포함함으로써 전자 시가렛에 추가되는 질량을 최소화한다.
흡수 요소는 그것을 수납하는 구성요소의 영구적인 특징부로서 합체될 수 있거나, 또는 구성요소는 흡수 요소가 사용자에 의해 제거될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡수 요소는, 흡수 요소가 추출될 수 있도록 사용자에 의해 제거 가능하도록 구성된 카토마이저 또는 전력 구성요소의 단부 캡(도 5 내지 도 7의 캡과 유사함)에 유지될 수 있다. 이것은 흡수 요소가 포화되었을 때 흡수 요소가 건조를 위해 일시적으로 제거될 수 있게 하거나, 흡수 요소가 교체될 수 있게 한다.
흡수 요소의 포지션은 지금까지 도시 및 설명된 것들로 제한되지 않는다. 흡수 요소는 저장조 및/또는 무화기로부터 누출되고 활성화된 무화기에서 증발을 일으키지 않는 경로(누출물 유동 경로)를 따르는 액체의 통로를 유용하게 차단할 수 있는 전자 시가렛 내의 임의의 포지션 또는 위치에 설치될 수 있다. 이것은 무화기에서 직접적으로 인도하는 경로들과, 액체가 즉시 증발되지 않으면 공기 유동 경로 내로의 누출로서 이탈할 수 있는 곳인, 액체를 무화기로 전달하는 경로들을 포함한다. 이것을 위해, 흡수 요소는 도 6 및 도 7의 평면 디스크와 같은 편평한 패드의 형상으로 제한되지 않는다. 흡수 요소는 대안적으로 (예를 들어, 편평하지만 가요성인 재료를 구부리거나 감쌈으로써, 또는 성형에 의해 형성된 만곡된 형상을 사용함으로써) 편평하지 않은 형상으로 설치될 수 있다. 이것은 전자 시가렛 내의 부품의 편평하지 않은 표면을 흡수 요소의 시트로 감싸거나 덮어씌우는(overlaying) 것을 포함한다. 또한, 흡수 요소에는, 흡수 재료 내로의 흡수를 위해 액체를 수집하고 이 액체를 유지하는 것을 돕는 접시(dish) 또는 컵(cup)으로서 작용하는 하나 이상의 함몰부들(depressions) 또는 오목부들(recesses)이 무화기로 향하는 표면 상에(즉, 흡수 요소의 하류측 상에) 형성될 수 있다. 도 9는 커넥터(31)에 인접하여 위치된 흡수 요소(50)가 무화기(40) 쪽을 향하는 접시형 표면(50a)을 갖는 카토마이저(30)의 개략도를 도시하고 있다. 다시 말해서, 흡수 요소(50)는 그 하류면 상에서 오목하다. 흡수 요소에 대한 다른 포지션들은 필요에 따라 선택될 수 있다.
실시예들에 따른 흡수 요소들은 도 1의 예에서와 같이 카토마이저 및 전력 구성요소가 단부끼리 연결되는 대체로 세장형 구조의 것들만이 아니라, 전자 시가렛의 임의의 구성과 함께 이용될 수 있다. 전자 시가렛은 대체로 원통형 또는 비-원통형이거나, 세장형 또는 비-세장형일 수 있으며, 구성요소들은 선형으로(단부끼리) 또는 병렬로(나란히) 배열될 수 있으며; 다른 구성들도 또한 포함된다.
부품들은 소망에 따라 전자 시가렛의 구성요소들 사이에 다양하게 분포될 수 있으며, 구성요소들은 서로 분리 가능하고 서로 재연결 가능할 수 있거나, 영구적으로 함께 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 무화기는 (도 4 및 도 9의 예들에서와 같이) 저장조와 동일한 구성요소 내에 있을 수 있거나, 상이한 구성요소 내에 있을 수도 있거나; 또는 제어 회로는 (도 8의 예에서와 같이) 저장조와 상이한 구성요소 내에 있을 수 있거나, 동일한 구성요소 내에 있을 수도 있거나; 또는 배터리는 (도 8의 예에서와 같이) 저장조와 다른 구성요소 내에 있을 수 있거나, 동일한 구성요소 내에 있을 수도 있다. 흡수 요소는 저장조로부터 자유로워지고 증발될 수 없는 소스 액체를 차단하고 흡수에 의해 그 액체를 수집할 수 있는 곳인, 전자 시가렛 또는 전자 시가렛의 구성요소 내의 어떠한 위치에도 유용하게 위치될 수 있다. 예를 들어, 흡수 요소는 배터리 및/또는 제어 전자기기 또는 회로(예컨대, PCB 또는 마이크로컨트롤러)를 소스 액체에 대한 노출로부터 보호하도록 위치될 수 있다. 무화기(및/또는 저장조)와 관련 전기 부품들 사이에 배치된 흡수 요소가 이를 달성할 수 있으며; 분리 가능한 전자 시가렛에서, 흡수 요소는 카토마이저 구성요소 또는 전력 구성요소 내에 합체될 수 있다. 다른 예들에서, 흡수 요소는 임의의 이탈된 액체를 수집하도록 위치될 수 있으며―그렇지 않으면 임의의 이탈된 액체는 저장조가 수납되는 구성요소로부터 유출되기 쉬움―; 이것은 연결 상태 또는 비-연결 상태의 구성요소를 포함한다. 따라서, 흡수 요소는 저장조 구성요소를 전력 구성요소와 같은 다른 구성요소에 결합시키기 위한 연결 조인트 근방에서 액체를 수집하거나, 공기 유동 경로의 입구들 및/또는 출구들로부터 누출될 수 있는 액체를 수집하도록 위치결정될 수 있다.
전자 시가렛 또는 그를 위한 구성요소는 단일 흡수 요소를 포함할 수 있거나, 누출물들로부터 보호 수준을 증대시키기 위해 2 개 이상의 흡수 요소들을 포함할 수 있다. 다수의 요소들은, 예컨대 상이한 누출물 유동 경로들 상의 액체를 차단하기 위해, 전자 시가렛 내의 상이한 장소들에 위치될 수 있거나, 접촉 또는 이격된 상태로 동일한 누출물 유동 경로를 따라 적층될 수 있다. 상이한 재료들로 제조된 흡수 요소들이 동일한 전자 시가렛 내에 포함될 수 있다.
대안으로, 흡수 요소는 공기 유동 경로 내의 이탈된 소스 액체를 수집하여 이 액체가 마우스피스를 통해 빠져나가는 것을 막을 수 있는 곳인 무화기의 하류에 위치결정될 수 있으며; 이러한 경우에, 흡수 요소는 전술한 임의의 상대 비율들의 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물로 제조된 다공성 합성 스펀지 재료로 제조될 수 있다. 도 9는 가상선으로 도시된 그러한 흡수 요소(60)에 대한 가능한 포지션을 나타낸다. 이것을 위해, 전자 증기 공급 디바이스의 구성요소―이 디바이스는 소스 액체를 저장하기 위한 저장조, 저장조로부터 소스 액체를 증발시키고 증기를 디바이스를 통과하는 공기 유동 경로 내로 이송하기 위한 무화기, 및 무화기에 전력을 공급하기 위한 전원 장치를 구비함―는 저장조로부터 이탈된 소스 액체를 수집하도록 위치된 흡수 요소를 포함할 수 있으며, 흡수 요소는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 혼합물로 제조된 흡수 재료로 제조된다. 흡수 요소는 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 방향에 대해 무화기의 상류 또는 하류에 있을 수 있다.
본원에 설명된 다양한 실시예들은 단지 청구된 특징들을 이해 및 교시하는 것을 돕기 위해 제시된다. 이들 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되고, 국한되거나 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 본원에 설명된 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한들, 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 청구된 발명의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 변형들이 이루어질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의, 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들로 본질적으로 구성될 수 있다. 또한, 본 개시는 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (18)

  1. 전자 증기 공급 디바이스(electronic vapour provision device)의 구성요소로서,
    상기 디바이스는 소스 액체(source liquid)를 저장하기 위한 저장조(reservoir), 상기 저장조로부터 소스 액체를 증발시키고 상기 디바이스를 통과하는 공기 유동 경로 내로 증기를 전달하기 위한 무화기(atomiser), 및 상기 무화기에 전력을 공급하기 위한 전원 장치(electrical power supply)를 가지며, 상기 구성요소는,
    상기 저장조로부터 이탈된(escaped) 소스 액체를 수집하기 위한 흡수 요소(absorbent element)를 포함하고, 상기 흡수 요소는, 상기 구성요소가 상기 전자 증기 공급 디바이스 내에 조립된 경우에 상기 공기 유동 경로를 따라 공기 유동 방향에 대해 상기 무화기의 상류에 있도록 위치되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는, 상기 무화기로부터 상기 전원 장치까지의 액체 유동 경로를 따라 상기 조립된 전자 증기 공급 디바이스 내에서 상기 무화기와 상기 전원 장치 사이에 있도록 위치되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는, 상기 이탈된 액체가 상기 구성요소를 떠나는 것을 저지하는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는, 상기 이탈된 액체가 상기 전원 장치에 도달하는 것을 저지하는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 장치는 배터리(battery)를 포함하는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 장치는 상기 무화기로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 회로(control circuitry)를 포함하는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는 상기 구성요소의 단부면에 인접하게 위치되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 구성요소의 단부면은 상기 전자 증기 공급 디바이스의 다른 구성요소에 연결 가능한 상기 구성요소의 단부에 있는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구성요소는, 상기 저장조와 상기 무화기를 수납하고(housing), 상기 전원 장치를 수납하는 전력 구성요소(power component)에 연결 가능한 카토마이저(cartomiser) 구성요소이며, 상기 흡수 요소는, 상기 이탈된 액체가 상기 카토마이저 구성요소를 떠나는 것을 저지하고, 또한 상기 카토마이저 구성요소가 상기 전력 구성요소에 연결된 경우에 상기 전원 장치에 도달하는 것을 저지하도록 위치되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는 상기 카토마이저 구성요소의 단부 캡 내에 장착되고, 상기 단부 캡은 상기 구성요소가 연결 가능한 상기 전자 증기 공급 디바이스의 전력 구성요소에 수납된 전원 장치와의 전기적 접촉을 허용하도록 구성되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  11. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구성요소는, 상기 전원 장치를 수납하고, 상기 저장조 및 상기 무화기를 수납하는 카토마이저 구성요소에 연결 가능한 전력 구성요소이며, 상기 흡수 요소는 상기 전력 구성요소가 상기 카토마이저 구성요소에 연결된 경우에 상기 이탈된 액체가 상기 전원 장치에 도달하는 것을 저지하도록 위치되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는 평면 형상을 가지며, 1 mm 내지 10 mm 범위인, 그 평면에 대해 수직인 두께를 갖는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 흡수 재료로 형성되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 흡수 재료는 50%의 폴리프로필렌 및 50%의 폴리에틸렌, 또는 45% 내지 55% 범위의 폴리프로필렌 및 55% 내지 45% 범위의 폴리에틸렌, 또는 48% 내지 52% 범위의 폴리프로필렌 및 52% 내지 48% 범위의 폴리에틸렌, 또는 49% 내지 51% 범위의 폴리프로필렌 및 51% 내지 49% 범위의 폴리에틸렌을 포함하는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수 요소는, 완전히 포화될 때, 1%, 3%, 5%, 10% 또는 20% 이하만큼 자신의 용적을 증가시키는 흡수 재료로 형성되는,
    전자 증기 공급 디바이스의 구성요소.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 따른 구성요소를 포함하는,
    전자 증기 공급 디바이스.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 구성요소는 상기 전자 증기 공급 디바이스의 다른 구성요소에 분리 가능하게 연결될 수 있는,
    전자 증기 공급 디바이스.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 구성요소는 상기 전자 증기 공급 디바이스의 영구적인 구성요소인,
    전자 증기 공급 디바이스.
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