KR20160097265A

KR20160097265A - 흡입기 장치를 위한 가열 시스템 및 가열 방법

Info

Publication number: KR20160097265A
Application number: KR1020167018118A
Authority: KR
Inventors: 재슨 홉스; 필립 시니; 콜린 터너; 루이스 올리버
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-08-17
Also published as: US10448671B2; JP2017500117A; CA2931577A1; JP6595477B2; WO2015086316A1; PL3079510T3; ES2762588T3; EP3079510A1; CN105916395A; EP3079510B1; CN105916395B; RU2677617C1; US20160309783A1

Abstract

본 발명은 피가열 물질(L)로부터 에어로졸 및/또는 증기(V)를 생성하기 위한, e-담배 또는 개인용 증발기와 같은, 흡입기 장치(1)를 위한 가열 시스템(3)을 제공하며, 그러한 시스템은: 모세관 작용 또는 표면장력 하에서 또는 그에 의해서 공급물 저장 용기(4)로부터 피가열 물질, 특히 액체 용액 또는 겔(L)을 운반하기 위한 적어도 하나의 공급 채널(6); 및 물질이 적어도 하나의 채널(6)을 통해서 운반될 때 물질을 가열하도록 구성되는 가열기를 포함한다.

Description

흡입기 장치를 위한 가열 시스템 및 가열 방법{HEATING SYSTEM AND METHOD OF HEATING FOR AN INHALER DEVICE}

본 발명은 전자 담배(e-담배), 개인용 증발기 또는 전자 증기 전달 시스템과 같은 흡입기 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 그러한 흡입기 장치를 위한 가열 시스템 및 그러한 장치 내에서 피가열 물질로부터 에어로졸 및/또는 증기를 생성하기 위한 가열 방법에 관한 것이다.

전술한 유형의 흡입기 장치, 즉 e-담배 및 개인용 증발기 및 전자 증기 전달 시스템이 담배, 소형 엽권련, 엽권련 등과 같은 통상적인 흡연 물품에 대한 대안으로서 제시된다. 전형적으로, 이러한 흡입기 장치는, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸 및/또는 증기를 생산 또는 생성하기 위해서 액체 용액 또는 겔을 가열하도록 디자인된다. 이러한 액체 또는 겔은 일반적으로 프로필렌 글리콜(PG) 및/또는 식물성 글리세린(VG)의 용액이고, 전형적으로 향미제(flavorant) 또는 하나 이상의 농축된 향미를 포함한다.

이러한 흡입기 장치에 대한 증가되는 수요 및 성장하는 시장에도 불구하고, 보다 효율적이고 개선된 제품을 제공하기 위한 목적으로, 이러한 장치의 성능을 개선하기 위한 노력이 여전히 요구되고 있다. 예를 들어, 이러한 노력은 개선된 에어로졸 및/또는 증기 발생, 개선된 에어로졸 및/또는 증기 전달, 및 에너지 소비를 개선하기 위한, 예를 들어, 장치의 배터리 수명을 향상시키기 위한 에어로졸 및/또는 증기 발생에서의 에너지의 보다 효율적인 이용에 관한 것이다.

상기 내용에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적은 개선된 흡입기 장치를 제공하는 것이고, 보다 구체적으로 흡입기 장치에서 물질로부터 에어로졸 및/또는 증기를 생성하기 위한 개선된 가열 시스템 및 가열 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 제1항에서 인용된 특징을 가지는 가열 시스템 및 제13항에서 인용된 바와 같은 방법이 제공된다. 본 발명의 유리한 및/또는 바람직한 특징이 종속항에서 인용되어 있다.

그에 따라, 하나의 양태에 따라서, 본 발명은 피가열 물질로부터 에어로졸 및/또는 증기를 생성하기 위한, e-담배 또는 개인용 증발기와 같은, 흡입기 장치를 위한 가열 시스템을 제공하며, 그러한 시스템은:

적어도 하나의 공급 채널로서, 이 적어도 하나의 공급 채널 내의 표면장력에 의해서 또는 모세관 작용에 의해서, 공급물 저장 용기로부터 피가열 물질, 특히 액체 용액 또는 겔을 운반하도록 된 것인 적어도 하나의 공급 채널; 및

물질이 적어도 하나의 채널을 통과할 때 또는 그를 통과해 운반될 때, 물질을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열기 또는 가열 수단을 포함한다.

이러한 방식으로, 본 발명은 가열 시스템을 제공하고, 그러한 가열 시스템으로 액체 용액 또는 겔과 같은 물질을 가열하는 것이 그러한 액체 또는 겔 물질을 운반하기 위한 개별적인 공급 채널 내에 분배된 방식으로 실시되거나 실행될 수 있을 것이다. 그에 따라, 각각의 공급 채널은 전형적으로, 각각의 채널을 따라서 그리고 각각의 채널 내에서 물질을 운반 또는 운송하는 모세관 작용 또는 표면장력을 생성하기 위해서 좁은 통로 또는 모세관 통로를 제공한다.

이와 관련하여, 적어도 하나의 채널의 각각이 바람직하게는 피가열 물질의 유동을 위한 모세관 통로를 제공하는 보어 또는 관의 형태이다.

그에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 시스템이 모세관 작용 또는 표면장력 하에서 피가열 물질을 운반하기 위한 복수의 공급 채널을 포함하고, 가열 수단은 물질이 각각의 공급 채널을 통해서 운반될 때 물질을 가열하도록 구성된다. 하나 이상의 가열기 또는 가열 수단을 가지는 적어도 하나의 공급 채널이 적어도 피가열 물질을 위한 제1 가열 구역을 규정하거나 형성할 수 있을 것이다. 그에 따라, 복수의 공급 채널 및 가열 수단이 피가열 물질을 위한 제1 가열 구역을 함께 형성할 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 수단이, 적어도 하나의 공급 채널 내에 제공되는 적어도 하나의 제1 가열 요소를 포함한다. 이와 관련하여, 제1 가열 요소가 바람직하게는 공급 채널의 길이를 따라서 연장된다. 적어도 하나의 제1 가열 요소가 주울(Joule) 가열 또는 저항 가열을 위한 전기 가열 요소일 수 있을 것이다. 이러한 목적을 위해서, 각각의 제1 가열 요소가 적어도 하나의 공급 채널 내의 전기 전도성 와이어, 스트립, 호일, 또는 전도성 코팅 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 그러한 호일 또는 전도성 코팅이 바람직하게는 각각의 공급 채널의 내부 표면 상에서 층 또는 코팅을 형성할 수 있을 것이다. 가열 요소가 바람직하게는 니크롬(Nichrome) 80/20, 큐프로니켈(Cupronickel)(CuNi) 합금, 칸탈(Kanthal)(FeCrAl), 및 몰리브덴 실리사이드(MoSi₂)의 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 또한, 가열 요소는 바람직하게는 흡입기 장치 내의 배터리와 같은 전기 공급부에 의해서 전력을 공급 받는다.

바람직한 실시예에서, 본 발명의 가열 시스템은, 피가열 물질을 위한 공급물 저장 용기를 수용하는 하우징, 및 공급물 저장 용기를 증기 챔버로부터 분리하고 적어도 하나의 공급 채널을 통한 그 사이의 유체 연통을 제공하는 본체 부재를 포함한다. 흡입기 장치, 예를 들어 e-담배 또는 개인용 증발기 내의 이러한 가열 시스템으로, 사용자는 증기 챔버로부터 물질의 가열에 의해서 형성된 에어로졸 및/또는 증기를 흡입할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공급 채널이 본체 부재의 둘레에 및/또는 본체 부재를 통과해 형성된다. 따라서, 제1 가열 요소의 각각이 또한 바람직하게는 본체 부재 내에 또는 본체 부재 상에 제공된다. 제1 가열 요소가 또한 본체 부재 내의 또는 본체 부재 상의 전기 전도성 브리지에 의해서 상호 연결될 수 있을 것이다.

이러한 방식으로, 물질이 공급 채널을 통해서 운반되거나 통과될 때 물질을 가열하기 위한 하나 이상의 가열기 또는 가열 수단을 가지는 본체 부분 내의 또는 본체 부분 상의 공급 채널들이 피가열 물질을 위한 (제1) 가열 구역을 함께 형성할 수 있을 것이다. 또한, 본체 부재가 바람직하게는 공급물 저장 용기를 물질(즉, 액체 용액 또는 겔)의 기화를 위한 주요 (제2) 가열 구역으로부터 분리함에 따라, 각각의 공급 채널은 공급물 저장 용기로부터 주요 (제2) 가열 구역까지 물질을 운반 또는 운송하도록 전형적으로 구성된다. 이러한 방식으로, 공급 채널의 (제1) 가열 구역이 물질만을 예열 및 팽창시키는 역할을 할 수 있을 것이다. 그에 따라, 예열된 물질이 예열 후에 제2 가열 구역으로 이동될 수 있다. 즉, 예열된 물질이 제1 가열 구역 내에서 비등(boiling) 또는 기화되기 시작할 수 있고 하나 이상의 채널을 따라서 제2 가열 구역 내로 (예를 들어, 증기, 열적으로 팽창된 액체, 또는 분리된 액체 방울(droplet)로서) 팽창된다.

바람직한 실시예에서, 본체 부재가 전기 절연 재료로 이루어진다. 공급 채널이, 0.1 내지 2.0 mm 범위의, 그리고 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm 범위의 직경을 가지는 즉, 작고 정밀하게 치수 결정되는 미세한 또는 좁은 보어 또는 모세관 통로로서 유리하게 형성된다. 본체 부재가 바람직하게는 정밀하게 가공 또는 제조될 수 있는 재료로 또한 형성된다. 그에 따라, 세라믹 재료가 본체 부재로 바람직한데, 이는 세라믹 재료가 양 요건을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 매우 큰 내온도성을 가질 수 있기 때문이다. 그러나, 중합체 플라스틱, 실리케이트, 또는 유사한 재료와 같은 다른 재료가 또한 고려될 수 있을 것이다.

그에 따라, 하나의 특별한 실시예에서, 주요 (즉, 제2) 가열 구역이 시스템의 하우징 내의 단일 챔버 또는 공동으로서 제공될 수 있을 것이며, 각각의 공급 채널이 그와 유체 연통되게 제공된다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 제2 가열 구역이 많은 수의 제2 가열 공동을 포함할 수 있을 것이며, 적어도 하나의 공급 채널이 제2 가열 공동의 각각의 하나와 유체 연통한다. 주요 또는 제2 가열 구역이 바람직하게는 적어도 하나의 제2 가열 요소를 포함하고, 그러한 제2 가열 요소는 역시 주울 가열 또는 저항 가열을 위한 와이어, 리본, 스트립, 호일, 또는 전도성 코팅과 같은 전기적 요소일 수 있을 것이다. 그러한 와이어 또는 코일이 각각의 제2 가열 공동을 통해서 연장될 수 있을 것이다. 그러나, 호일 또는 코팅의 경우에, 이는 각각의 제2 가열 공동의 표면 상에의 필름 침착물(deposit) 또는 라이닝(lining)으로서 제공될 수 있을 것이다.

이러한 방식으로, 본 발명의 가열 시스템이 흡입기 장치를 위한 2-스테이지 가열을 제공할 수 있을 것이다. 물질(예를 들어, 액체 또는 겔)의 초기 가열 또는 "예열"이 제1 가열 구역 내에서, 즉 공급물 저장 용기를 주요 또는 제2 가열 구역으로부터 분리하는 본체 부재의 공급 채널 내에서 발생된다. 여기에서, 물질이 가압될 수 있을 것이고, 가능하게는 심지어 비등되고 부분적으로 기화되며, 전형적으로 열 팽창을 경험할 것이다. 열 팽창은 제1 가열 구역 내에서 국소적인 압력 증가를 생성할 수 있을 것이고, 그러한 압력 증가는 이어서 가압하의 물질을 제2 가열 구역을 향해서 강제하거나 구동한다. 그러한 경우에, 물질이 피가열 액체 용액 또는 겔의 에어로졸, 방울 및/또는 현탁체(suspension), 및/또는 그 증기로 이루어질 수 있을 것이다. 물질이 제2 가열 구역 내에서 추가적으로 기화되고 기체로의 상 변화 중에 부피 팽창을 경험한다. 각각의 제2 가열 공동이 생성된 증기 및/또는 에어로졸을 흡입기 장치의 마우스피스로 전달하기 위한 적어도 하나의 노즐과 연통할 수 있을 것이다. 그에 따라, 예열로 인해서, 제2 가열 구역 내에서 물질의 완전한 기화를 실행하는데 필요한 가열이 신속하게 그리고 효율적으로 달성될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제1 가열 구역 또는 공급 채널이 공급물 저장 용기로부터 이송 메커니즘을 경유하여 피가열 물질(예를 들어, 액체 또는 겔)을 수용할 수 있을 것이다. 이송 메커니즘이 모세관 작용 및 압력 편향(bias) 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 공급물 저장 용기 내에 저장된 액체 또는 겔 물질이 저장용기로부터 제1 가열 구역 또는 공급 채널을 향해서 편향되도록, 공급물 저장 용기 내에 저장된 액체 또는 겔 물질로 압력을 인가하는 것에 의해서, 압력 편향이 생성될 수 있을 것이다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 공급물 저장 용기가 압력 편향을 인가하기 위해서 가요성을 가지거나 붕괴될(collapsible) 수 있을 것이고, 및/또는 흡입 및 모세관 작용이 저장용기와 공급 채널 사이의 압력 편향을 생성하여 물질의 이동을 촉진하도록, 분출부(vent)를 포함할 수 있을 것이다. 또한, 이송 메커니즘이 공급물 저장 용기로부터의 물질의 이송 속도를 변화시키도록 구성될 수 있을 것이다. 이러한 목적을 위해서, 가열 시스템의 이송 메커니즘이 물질의 이송 속도를 조절하기 위한 밸브 메커니즘을 포함할 수 있을 것이다. 사용자의 흡입 프로파일에 정합되도록 또는 적합하도록, 이송 속도가 사용자에 의해서 설정되거나 조정될 수 있을 것이다. 이어서, 흡입기 장치가 사용되지 않을 때, 예를 들어, 흡입기 장치가 오프로 스위칭될 때, 밸브 메커니즘을 이용하여 공급물 저장 용기로부터 액체 또는 겔이 운반 또는 운송되는 것을 차단할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 지지 본체를 수용하는 하우징이 하나 이상의 공기 유입구를 포함하고, 그에 따라, 물질이 증기로 변환될 때, 공기가 기화된 물질 내로 끌어 당겨지고 혼합될 수 있을 것이다. 하나 이상의 공기 유입구가 공기를 제2 가열 구역 내로 지향시킬 수 있거나, 대안적으로 제2 가열 구역의 상류 및/또는 하류에 제공될 수 있을 것이다. 그에 따라, 특별한 실시예에서, 하우징이, 하우징의 측벽을 통해서 각각의 제2 가열 공동 내로 (예를 들어, 반경방향으로) 연장되는 복수의 홀을 포함할 수 있을 것이다. 하나 이상의 공기 유입구 또는 유입 홀이 균형을 이루는 공기-유동을 제공하는 역할을 할 수 있을 것이고; 즉 시스템이 흡입기 장치 내에 포함될 때 사용자를 위한 희망 공기-유동 저항을 생성하는 역할을 할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 하나 이상의 공기 유입구가, 흡입되는 유입구 공기와 에어로졸 및/또는 증기의 혼합물을 조절하기 위해서 그리고 장치의 유동 저항을 변경하기 위해서, 예를 들어 공기 유입구 크기를 변경하는 것에 의해서, 사용자에 의해 선택적으로 변화 또는 조정될 수 있다.

추가적인 양태에 따라서, 본 발명은, 액체 용액 또는 겔과 같은, 피가열 물질로부터 에어로졸 및/또는 증기를 생성하기 위한, 흡입기 장치, 특히 전자 담배 또는 개인용 증발기를 제공하며, 그러한 흡입기 장치는 전술한 실시예 중 임의의 하나에 따른 가열 시스템을 포함한다.

또 다른 양태에 따라서, 본 발명은, e-담배 또는 개인용 증발기와 같은 흡입기 장치 내에서, 물질, 특히 액체 용액 또는 겔을 가열하는 방법을 제공하고, 그러한 방법은:

피가열 물질을 모세관 작용 또는 표면장력에 의해서 공급물 저장 용기로부터 적어도 하나의 공급 채널을 통해서 운반하는 단계;

물질이 통과해 운반될 때 적어도 하나의 공급 채널 내에서 물질을 가열하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 공급 채널 내에서 물질을 가열하는 단계는 각각의 공급 채널 내에 제공된 하나 이상의 전기 가열 요소에 의해서 실시된다. 앞서서 주목한 바와 같이, 각각의 가열 요소가, 주울 가열 또는 저항 가열을 위한, 와이어, 리본, 스트립, 호일, 또는 전도성 코팅과 같은 전기 저항 요소를 각각 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 각각의 가열 요소는 바람직하게는 흡입기 장치 내의 배터리와 같은 전기 공급부에 의해서 전력을 공급 받는다.

바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 공급 채널 내에서 물질을 가열하는 단계가 주기적 또는 간헐적으로; 예를 들어 펄스화된 방식 또는 교호적인 방식으로 실시되거나 실행된다.

특히 바람직한 실시예에서, 피가열 물질을 공급물 저장 용기로부터 적어도 하나의 공급 채널을 통해서 운반하는 단계는 물질의 기화를 위해서 물질을 주요 가열 구역으로 운반하는 것을 포함한다. 이러한 방식에서, 물질이 운반될 때 적어도 하나의 공급 채널 내에서 물질을 가열하는 단계는 제1 가열 구역 내에서 물질을 예열하는 것을 포함한다. 그에 따라, 이러한 실시예의 방법은 증기를 형성하기 위해서 주요 (제2) 가열 구역 내에서 물질을 가열하는 단계를 더 포함하고, 이어서 그러한 증기가 전형적으로 응축되어 에어로졸을 형성한다. 제2 가열 구역 내에서 물질을 가열하는 단계는 또한 하나 이상의 전기 가열 요소에 의해서 실시될 수 있을 것이다.

바람직한 실시예에서, 예열 및 가열 단계의 각각이 주기적으로 또는 순차적으로 실시될 수 있을 것이다. 즉, 가열 구역의 각각이 특정의 또는 미리 결정된 활성화 간격 또는 주기의 교호적인 또는 펄스화된 방식으로 활성화되거나 전력을 공급받을 수 있을 것이다. 예를 들어, 50 msec의 활성화 주기가 이러한 기간 동안 제1 가열 요소의 각각으로 전력을 공급하기 위해서 또는 활성화하기 위해서 인가될 수 있고, 이어서 각각의 제2 가열 요소를 위한 50 msec의 활성화 주기가 후속된다. 그러한 가열 요소의 펄스화된 활성화가 개선된 에너지 소비를 제공할 수 있다.

본 발명 및 그 장점의 보다 완전한 이해를 위해서, 본 발명의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명에서 더 구체적으로 설명되며, 첨부 도면에서는 유사한 참조 문자가 유사한 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 흡입기 장치 내의 가열 시스템의 개략적인 횡단면적 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가열 시스템의 부분의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 가열 시스템의 해당 부분의 개략적인 단부도이다.
도 4는 도 3의 화살표(IV-IV)의 방향의 개략적인 부분 횡단면도이다.
도 5는 도 1의 흡입기 장치 내의 가열 시스템의 개략적인 사시도이다.

첨부 도면이 본 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위해서 포함되었고, 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 특별한 실시예를 도시하고, 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 본 발명의 다른 실시예 및 본 발명의 많은 부수적인 장점이, 이하의 구체적인 설명을 참조하여 보다 잘 이해되기 시작함에 따라, 용이하게 인식될 것이다.

실시예의 보다 요약된 도면을 돕기 위해서, 상업적으로 실현 가능한 실시예에서 유용할 수 있거나 필요할 수 있는 일반적으로 및/또는 양호하게 이해되는 요소가 반드시 도시되지는 않았다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도면의 요소들이 서로에 대한 척도로 반드시 도시되지는 않았다. 방법의 실시예의 특정 작용 및/또는 단계가 특별한 발생 순서로 설명되거나 도시되어 있을 수 있지만, 순서에 관한 그러한 구체성이 실제로 필요하지 않다는 것을 당업자가 이해할 수 있다는 것을 추가적으로 이해할 수 있을 것이다. 구체적인 의미가 본원에서 달리 설명된 경우를 제외하고, 본 명세서에서 사용된 용어 및 표현이, 그들의 상응하는 각각의 문의 또는 연구 분야에 대한 그러한 용어나 표현에 일치되는 바와 같은 일반적인 의미를 가진다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 전자 담배(또한, "e-담배"로 공지되어 있다)로서 구현된 흡입기 장치(1)의 일부가 개략적으로 표시되어 있다. 이러한 흡입기 장치(1)는, 본 발명에 따른 가열 시스템(3)을 수용하는, 대체로 원통형 슬리브의 형태로 제공되는 케이싱(2)을 포함한다. 가열 시스템(3)은, 통상적인 담배 흡연에 대한 대체물로서 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸 및/또는 증기(V)를 생성하기 위해서, 흡입기 장치(1) 내의 저장용기(4)로부터 공급되는 액체 용액 또는 겔(L)을 가열하도록 디자인된다. 이러한 목적을 위해서, 액체(L)가 프로필렌 글리콜, 식물성 글리세린, 향미제 및/또는 하나 이상의 향미의 용액을 포함할 수 있을 것이다.

이러한 실시예의 가열 시스템(3)은, 흡입을 위한 에어로졸 및/또는 증기(V)를 생성 또는 생산하기 위한 액체(L)의 2-단계 또는 2-스테이지 가열을 제공한다. 특히, 도 2 및 도 3을 참조하면, 가열 시스템(3)은, 대체로 원통형 형상을 가지는 플러그 부재(7) 또는 본체 부재 내에 그리고 본체 부재를 통과해 형성된 복수의 공급 채널(6)을 포함하는 제1 가열 구역(5), 및 공급 채널(6)의 각각을 통해서 연장되는 금속 와이어 형태의 많은 수의 제1 가열 요소(8)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 본체 부재(7)가 대체로 원통형인 하우징(9) 내에 선택적으로 수용된다.

도 2 및 도 3에서 확인되는 바와 같이, 공급 채널(6)은, 모세관 작용에 의해서, 즉 표면장력에 의해서, 액체(L)를 공급물 저장 용기(4)로부터 운반하기 위해서 본체 부재(7)를 통과해 대체로 축방향으로 연장되도록 드릴 가공된, 약 0.1 mm 내지 2.0 mm 범위, 바람직하게는 0.1 mm 내지 1.0 mm 범위의 직경(예를 들어, 약 0.5 mm의 직경)을 가지는 미세 보어 또는 통로로서 제공된다. 본체 부재(7) 자체는, 이러한 경우에, 약 12 mm의 직경(φ)을 갖는다. 제1 가열 구역(5)의 모세관 채널(6)은, 공급물 저장 용기(4) 내의 액체(L)를 제1 가열 구역(5)으로 전달하기 위해서 이송 메커니즘(10)에 의해서 보장되는 직접적인 접촉을 통해서 인접한 공급물 저장 용기(4)로부터 액체(L)를 수용하도록 구성된다. 본 경우에, 이송 메커니즘은, 이동 가능한 피스톤(12) 상으로 작용하는 스프링(11)을 통해서 저장 용기(4) 내의 액체(L)로 압력을 인가한다.

이러한 경우에 제공되는 가열 요소(8)는, 전도성 브리지(13)에 의해서 본체 부재(7)의 면 상에서 접합되는 또는 상호 연결되는 니크롬 80/20 와이어를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 와이어 가열 요소(8)는 바람직하게는 와이어 가열 요소(8)가 채널(6)의 내부 표면과 접촉하지 않도록, 그러나 채널(6)의 길이방향 축을 따라서 또는 실질적으로 중심으로 자유롭게(즉 내부 표면으로부터 이격되어) 연장되도록 배열된다. 이는, 가열되는 액체(L)로부터 채널(6) 내의 침착물 및 잔류물이 형성되는 것을 유리하게 제한하거나 최소화할 수 있다. 그러나, 대안으로서, 제1 가열 요소(8)가 또한, 각각의 채널(6)의 표면 위의 필름으로서 침착된, 전도성 호일, 예를 들어 몰리브덴 실리사이드(MoSi₂)를 포함할 수 있다.

그에 따라, 가열 요소(8)들을 상호 연결하는 브리지(13)는 모세관 보어(6)를 통해 연장하는 와이어(8)의 각각으로 전류를 전도하나, 그 스스로는 어떠한 가열도 실시하지 않는다. 모세관 작용에 의해서 또는 모세관 작용 하에서, 액체가 공급물 저장 용기(4)로부터 공급 채널(6)을 통과해 그리고 공급 채널(6)을 따라서 전달될 때, 가열 와이어(8)가 액체(L)와 밀접하게 접촉한다. 제1 가열 구역(5) 내의 액체(L)의 예열을 실시하기 위해서 흡입기 장치(1)가 "온"으로 스위칭될 때 또는 활성화될 때, 배터리(14)로부터의 전기 에너지가 이러한 제1 가열 요소 또는 와이어(8)로 공급되고, 그에 의해서 제1 가열 요소 또는 와이어(8)가 가열된다. 제1 가열 구역(5) 내의 액체(L)가 초기 가열됨에 따라, 액체가 비등하기 시작하거나 적어도 팽창되기 시작할 수 있고 가압되기 시작할 수 있으며, 그에 따라, 저장용기(4)로부터 제1 가열 구역(5) 또는 채널(6) 내로 새로운 액체(L)가 유입되는 것의 영향에 의해서 뿐만 아니라, 모세관 작용 및 열 팽창 모두에 의해서, 액체가 제2 가열 구역(15)으로 운송 또는 운반된다. 그에 따라, 액체(L)가 채널(6)로부터 주요 가열 챔버(16) 내로 빠져나올 때 액체(L)가 이미 예열되고, 그러한 주요 가열 챔버는 본 발명의 가열 시스템(3)의 주요 또는 제2 가열 구역(15)을 형성한다.

그에 따라, 이러한 실시예에서, 제2 가열 구역(15)은, 액체(L)가 제2 가열 구역으로 진입할 때, 액체(L)를 전기적으로 가열하기 위한 적어도 하나의 제2 가열 요소(18) 및 가열 공동(16)을 포함한다. 이러한 예에서, 제2 가열 요소(18)는 와이어 코일을 포함하고, 제1 가열 요소(8)에서와 같이, 역시 니크롬 80/20 와이어로 형성될 수 있을 것이다. 어떠한 경우에도, 제2 가열 요소(18)가 예열된 액체(L)를 추가적으로 가열하여, 챔버 또는 공동(16) 내에서의 액체의 완전한 기화를 실시하며, 그러한 챔버 또는 공동(16) 내에서 액체(L)의 기화에 의해서 형성된 기체가 팽창될 수 있을 것이다. 이러한 이유로, 제2 가열 공동(16)이 본체 부재(7)의 단부 면에 위치되는 노즐(19)로 종료되거나 그러한 노즐과 연통될 수 있을 것이며 그러한 노즐을 통해서 증기(V)가 증기 챔버(20) 내로 방출되고, 그러한 증기 챔버로부터 사용자는 흡입기 장치(1)의 마우스피스(미도시)를 통해서 해당 에어로졸 및/또는 증기(V)를 흡입할 수 있을 것이다. 선택적으로, 복수의 미세-개구부 또는 홀을 가지는 호일(21)이 증기 챔버(20)와 대면하는 하우징(9) 및 본체 부재(7)의 단부 영역 위에 제공될 수 있을 것이다. 이러한 호일(21)이, 예를 들어, 가열 시스템(3)으로부터 방출되는 에어로졸 및 증기(V)를 위한 필터 막을 형성할 수 있을 것이다. 동시에, 호일(21)이 공기-유동 저항을 제공할 수 있을 것이며, 그에 의해서 압력차가 어레이에 걸쳐서 생성되고, 방출되는 기체가 팽창 및 증기-상 냉각을 거쳐 흡입 가능한 에어로졸 방울을 형성한다.

또한 도 1로부터 명확한 바와 같이, 제2 가열 구역(15) 내에서의 공기의 유입 및 증기(V)와의 혼합을 가능하게 하기 위해서, 반경방향 공기 유입구(22)가 하우징(9)의 측벽(8)을 통해서 제2 가열 공동(16) 내로 제공될 수 있을 것이다. 이는, 생산된 에어로졸 및/또는 증기(V) 내에서 적절한 향미 또는 농축 균형이 제공되도록 보장하는 것을 도울 수 있을 것이다. 또한, 사용자를 위한 희망하는 공기 유동 저항 또는 "흡입 느낌"을 제공하기 위해서, 반경방향 유입구(22)를 이용하여 장치를 통한 공기 유동의 균형을 이룰 수 있을 것이다. 또한, 이는 에어로졸 또는 증기(V)가 흡입기 장치(1)의 마우스피스를 통해서 사용자에게 도달하기 전에 에어로졸 또는 증기(V)를 냉각시키는 것을 보조할 수 있을 것이다. 유동의 균형을 이루거나 유동을 제어하기 위해서, 공기 유입구가 또한 노즐(19)의 하류에, 예를 들어 증기 챔버(20) 내에 제공될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 제2 가열 공동(17) 내로 직접적인 것 대신에(또는 부가적으로), 제2 가열 구역(15) 하류의 증기 챔버(20) 내로 반경방향으로 개방된 공기 유입구(22)가 제공될 수 있다는 것을 확인할 수 있을 것이다.

원통형 본체 부재(7)는 바람직하게는 공급물 저장 용기(4)와 제2 가열 구역(15) 사이의 유체 연통을 제공하는 공급 채널(6)을 형성하기 위해서 미리-가공된 또는 제조된 세라믹 재료를 포함할 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 세라믹 본체 부재(7)가 또한 제1 및 제2 전기 가열 요소(8, 18)를 지지함에 따라, 세라믹 재료의 전기 절연 성질이 이러한 가열 시스템(3)의 희망하는 그리고 적절한 기능과 관련된다.

또한, 이러한 실시예에서 도시된 가열 시스템(3)이, 흡입기 장치(1)의 케이싱(2) 내로 삽입되도록 디자인된 카트릿지 내에서 선택적으로 제공될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 액체(L)의 공급물 저장 용기(4) 및 전술한 가열 시스템(3)을 포함하는 하우징(9)이 교체 가능한(예를 들어, 일회용) 카트릿지로서 제공될 수 있을 것이고, 그에 따라 피가열 액체(L)의 공급물 저장 용기(4)가 일단 고갈되거나 소모되면, 그러한 카트릿지가 제거되고 이어서 교체 카트릿지가 흡입기 장치(1)의 케이싱(2) 내의 제위치로 삽입될 수 있을 것이다. 이어서, 고갈된 카트릿지가 다시 사용되도록 액체(L)로 재충진될 수 있거나, 단순하게 폐기될 수 있다.

비록 발명의 구체적인 실시예가 본원에서 도시되고 설명되었지만, 당업자는 다양한 대안 및/또는 균등물이 존재한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들이 단지 예이고, 어떠한 방식으로도 범위, 이용 가능성, 또는 구성을 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 오히려, 전술한 요지 및 구체적인 설명은 적어도 하나의 예시적인 실시예를 실시하기 위한 로드 맵(road map)을 당업자에게 제공할 것이고, 첨부된 청구항 및 그 법률적 균등물에서 기술된 바와 같은 범위로부터 벗어나지 않고도, 예시적인 실시예에서 설명된 요소의 기능 및 배열의 여러 가지 변화가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 본 출원은 본원에서 설명된 구체적인 실시예의 임의의 적용예 및 변경예를 포함하도록 의도된다.

또한, 본 서류에서, "구성된다(comprise)", "구성되는", "포함한다", "포함하는", "함유한다", "함유하는", "갖는다", "가지는", 그리고 그 임의의 변경의 용어가 포괄적인(즉, 비배타적) 의미로 이해되도록 의도된 것이고, 그에 따라 본원에서 설명된 프로세스, 방법, 장치, 또는 장비가 인용된 그러한 특징 또는 부품 또는 요소 또는 단계로 제한되지 않고, 그러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장비에 대해서 명백하게 나열되거나 고유한 것이 아닌 다른 요소, 특징, 부품, 또는 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본원에서 사용된 단수 용어("a" 및 "an")는, 명백하게 달리 기술되어 있지 않는 한, 하나 이상을 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 단지 레이블(label)로서 사용된 것이고, 수치적 요건을 부여하거나 그들의 목적의 중요성에 대한 특정 등급화를 구축하기 위한 것으로 의도된 것이 아니다.

1; 흡입기 장치
2; 케이싱
3; 가열 시스템
4; 공급물 저장 용기
5; 제1 가열 구역
6; 공급 채널
7; 본체 부재
8; 제1 가열 요소
9; 하우징
10; 이송 메커니즘
11; 스프링
12; 피스톤
13; 브리지
14; 배터리
15; 제2 가열 구역
16; 제2 가열 공동
18; 제2 가열 요소
19; 노즐
20; 증기 챔버
21; 호일
22; 공기 유입구
L; 액체
V; 에어로졸 및/또는 증기

Claims

피가열 물질(L)로부터 에어로졸 및/또는 증기(V)를 생성하기 위한 흡입기 장치를 위한 가열 시스템(3)으로서:
적어도 하나의 공급 채널(6)로서, 적어도 하나의 공급 채널(6) 내의 모세관 작용 또는 표면장력 하에서 공급물 저장 용기(4)로부터 피가열 물질을 운반하도록 된 것인 적어도 하나의 공급 채널(6); 및
상기 물질이 상기 적어도 하나의 채널(6)을 통해서 운반될 때 상기 물질을 가열하도록 구성되는 가열 수단
을 포함하는 가열 시스템(3).
제1항에 있어서,
상기 가열 수단은 상기 공급 채널(6) 내에 제공된 적어도 하나의 제1 가열 요소(8)를 포함하고, 상기 제1 가열 요소(8)은 바람직하게는 상기 공급 채널(6)의 길이를 따라서 연장하는 것인 가열 시스템(3).
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 가열 요소(8)는 상기 적어도 하나의 공급 채널(6) 내의 전기 전도성 와이어, 스트립, 호일, 또는 전도성 코팅 중 하나 이상을 포함하고; 상기 호일 또는 전도성 코팅은 바람직하게는 상기 적어도 하나의 공급 채널(6)의 내측 표면 상에서 층 또는 코팅을 형성하는 것인 가열 시스템(3).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
모세관 작용 또는 표면장력 하에서 피가열 물질(L)을 운반하기 위한 복수의 공급 채널(6)을 포함하고; 상기 가열 수단은 상기 물질(L)이 각각의 공급 채널(6)을 통해서 운반될 때에 상기 물질(L)을 가열하도록 구성되고; 상기 복수의 공급 채널 및 상기 가열 수단은 피가열 물질을 위한 제1 가열 구역을 함께 형성하는 것인 가열 시스템(3).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 공급 채널(6)은 본체 부재(7)를 통과해 및/또는 그 둘레 에 형성되며, 상기 본체 부재는 상기 공급물 저장 용기(4)를 증기 챔버(20)로부터 분리하며, 상기 증기 챔버로부터 에어로졸 및/또는 증기(V)가 흡입되는 것인 가열 시스템(3).
제5항에 있어서,
가열 요소(8)들은 상기 본체 부재(7) 내에 또는 그 상에 제공된 전기 전도성 브리지 요소(13)에 의해서 상호 연결되는 것인 가열 시스템(3).
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 본체 부재(7)는 상기 공급물 저장 용기(4)를 상기 물질(L)의 기화를 위한 제2 가열 구역(15)으로부터 분리하고; 상기 적어도 하나의 공급 채널(6)은 상기 물질(L)을 상기 제2 가열 구역(15)으로 운반하도록 구성되고 바람직하게는 상기 본체 부재(7)의 축방향으로 연장하는 것인 가열 시스템(3).
제7항에 있어서,
상기 제2 가열 구역(15)은 하나 이상의 제2 가열 공동(16)을 포함하고, 상기 공급 채널(6) 중 적어도 하나가 각각의 제2 가열 공동(16)과 유체 연통하는 것인 가열 시스템(3).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 공급 채널(6)은 0.1 내지 2.0 mm의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm의 범위의 직경을 갖는 것인 가열 시스템(3).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피가열 물질을 위한 공급물 저장 용기(4)를 수용하는 하우징(9), 및 상기 공급물 저장 용기(4)를 제2 가열 구역(15)으로부터 분리하는 한편, 그 사이를 상기 적어도 하나의 공급 채널(6)을 통해 유체 연통시키는 본체 부재(7)를 더 포함하는 것인 가열 시스템(3).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피가열 물질(L)을 상기 공급물 저장 용기로부터 전달하도록 구성된 이송 메커니즘(10)을 더 포함하고; 상기 이송 메커니즘(10)은 바람직하게는 상기 공급물 저장 용기(4) 내에서 유체 압력을 생성하는, 가열 시스템(3).
피가열 물질, 특히 액체 또는 겔로부터 에어로졸 및/또는 증기를 생성하기 위한, 전자 담배 또는 개인용 증발기와 같은, 흡입기 장치(1)로서,
상기 흡입기 장치가 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 가열 시스템(3)을 포함하는, 흡입기 장치(1).
e-담배 또는 개인용 증발기와 같은 흡입기 장치 내에서, 물질, 특히 액체(L) 또는 겔을 가열하는 방법으로서:
피가열 물질을 모세관 작용 또는 표면장력에 의해서 공급물 저장 용기(4)로부터 적어도 하나의 공급 채널(6)을 통해서 운반하는 단계;
상기 물질이 통과해 운반될 때 상기 적어도 하나의 공급 채널(6) 내에서 상기 물질을 가열하는 단계
를 포함하는 가열 방법.
제13항에 있어서,
상기 물질(L)을 가열하는 단계는 각각의 공급 채널(6) 내에 제공된 하나 이상의 전기 가열 요소(8)에 의해서 실시되는 것인 가열 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 공급 채널(6) 내에서 물질을 가열하는 단계는 주기적 또는 간헐적으로, 바람직하게는 펄스화된 방식 또는 교호적인 방식으로 실행되는 것인 가열 방법.