JP7432054B2 - エアロゾル発生装置及びそのための加熱チャンバ - Google Patents
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Description
第1の開放端と、
基部と、
開放端と基部との間の側壁と、を備え、
基部は側壁に接続され、側壁に構造的支持を提供し、
側壁は第1の厚さを有し、基部は第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有する。
鋼は300シリーズステンレス鋼であり、更により好ましくは、304ステンレス鋼、316ステンレス鋼、及び321ステンレス鋼を含む群から選択される。
電源と、
上述したような加熱チャンバと、
加熱チャンバに熱を供給するように構成されているヒーターと、
電源からヒーターへの電力の供給を制御するように構成されている制御回路と、を備える。
図1及び図2を参照すると、本開示の第1の実施形態によれば、エアロゾル発生装置100は、エアロゾル発生装置100の様々な構成要素を収容する外部ケーシング102を備える。第1の実施形態では、外部ケーシング102は管状である。より具体的には、外部ケーシングは円筒形である。外部ケーシング102は、管状又は円筒状の形状を有する必要はないが、本明細書で述べる様々な実施形態に記載される構成要素に適合するようにサイズ決めされている限り、任意の形状であり得ることに留意されたい。外部ケーシング102は、任意の好適な材料、又は実際には材料の層で形成することができる。例えば、金属の内層をプラスチックの外層で取り囲むことができる。これにより、外部ケーシング102は、ユーザが快適に保持できるようになる。エアロゾル発生装置100から漏れるいかなる熱も、金属層によって外部ケーシング102の周囲に分配されるので、ホットスポットが防止される一方で、プラスチックの層は、外部ケーシング102の感触を和らげる。加えて、プラスチック層は、金属層を変色又は引っ掻き傷から保護することを手助けできるので、エアロゾル発生装置100の長期的な外観を改善する。
側壁126における曲げ力及び剪断力に抵抗する。例えば、側壁126によって規定される管の横方向の変形は、フランジ138が座屈する(buckle)ことを必要とする可能性が高い。フランジ138は、側壁126から概ね直角をなして延びているように示されるが、フランジ138は、上述した有利な特徴を保持しながら、例えば、側壁126と漏斗形状を形成しながら側壁126から斜めに延びることができることに留意されたい。いくつかの実施形態では、フランジ138は、環状である代わりに、側壁126の周縁部の周囲の一部分のみに位置している。図示した実施形態では、フランジ138は、側壁126と同じ厚さであるが、他の実施形態では、変形に対する抵抗力を改善するために、フランジ138は側壁126よりも厚い。エアロゾル発生装置100が全体として強固であるが効率的なままであるように、強度のために特定部分の厚さを増加させることが、導入される熱質量の増加と比較検討される。
と延びる距離)は、熱を空気に伝える側壁126の表面積を増加させるので、エアロゾル発生装置100がより早く有効温度に到達することが可能になる。
体114の起伏を有する外部表面は、基質担体114の第1の端部134の近くにおいて、エアロゾル基質128のより高密度の領域のエッジに対して把持効果をもたらす。全体として、これにより、何らかの緩いエアロゾル基質が基質担体114の第1の端部134から落ちて加熱チャンバ108を汚すことになるという可能性は低減される。これは有用な効果である。なぜなら、上述したように、エアロゾル基質128を加熱するとエアロゾル基質128が収縮し、それにより、緩いエアロゾル基質128が基質担体114の第1の端部134から落ちる可能性が増加するからである。この望ましくない影響は、説明した変形効果によって軽減される。
一の基質担体114内で、又は同じバッチで製造された異なる基質担体114間で、軸方向及び半径方向の両方に存在し得る。それに応じて、特定の基質担体114内のエアロゾル基質128中での比較的均一な熱伝導を確実にするために、エアロゾル基質128の密度も比較的一定であることが重要であることも明らかであろう。エアロゾル基質128の密度のいかなる不整合の影響をも軽減させるために、突出部140は、加熱チャンバ108内へと十分に延びて、基質担体114内のエアロゾル基質128の圧縮を引き起こすように寸法決めされてもよく、それにより、エアギャップが排除されることによって、エアロゾル基質128を通る熱伝導を改善することができる。図示した実施形態では、加熱チャンバ108内へと約0.4mm延びる突出部140が適切である。他の例では、突出部140が加熱チャンバ108内へと延びる距離は、加熱チャンバ108を横切る距離の百分率として定義され得る。例えば、突出部140は、加熱チャンバ108を横切る距離の3%~7%、例えば約5%の距離を延びていてもよい。別の実施形態では、加熱チャンバ108内の突出部140が外接する制限された直径は、6.0mm~6.8mm、より好ましくは6.2mm~6.5mm、特に6.2mm(±0.5mm)である。複数の突出部140の各々は、0.2mm~0.8mm、最も好ましくは0.2mm~0.4mmの半径方向の距離に及ぶ。
に沿って、エアロゾル基質128の境界において途中で終了する。エアロゾル基質128は、典型的には、基質担体114の他の領域130よりも圧縮性が高い。したがって、基質担体114の他の領域130の圧縮性が低減したことに起因して、基質担体114を挿入しているユーザは、突出部140の上側エッジ142aがエアロゾル基質128の境界と整列した時に抵抗の増加を感じる。これを実現するために、基質担体114が接触する基部112の部分は、突出部140の上部エッジ142aから、エアロゾル基質128が占める基質担体114の長さと同じ距離だけ間隔を空けて配置されるべきである。いくつかの例では、エアロゾル基質128は、基質担体114の約20mmを占めるので、突出部140の上部エッジ142aと、基質担体114が加熱チャンバ108内へと挿入された場合に基質担体114が接触する、基部の部分との間の間隔も約20mmである。
が可能になることを意味する。金属層144の範囲は、概ね加熱領域の範囲に対応するので、多くの場合、金属層を加熱チャンバ108の上部及び下部(すなわち、開放端及び基部112に最も近い場所)まで延ばす必要はない。上述したように、加熱されることになる基質担体114の領域は、エアロゾル基質128の境界の少し上から始まり基質担体114の端部134に向かって延びているが、多くの場合、基質担体114の端部134は含まない。上述したように、金属層144は、ヒーター124によって発生した熱が、ヒーター124自体が占める領域よりも広い領域に広がるという効果を有する。このことは、その定格W/cm2と、ヒーター124が占める表面積とに基づく名目上の電力よりも、より多くの電力をヒーター124に供給できることを意味する。なぜなら、発生した熱がより広い領域に広がるので、ヒーター124の有効領域は、ヒーター124が実際に占める表面積よりも大きいからである。
又は代わりに、最初のパフから所定の時間が経過した後にヒーター124をオフにする。これは、消費電力を低減させることと、所定の数のパフが行われたことをパフカウンターが正しく登録できなかった場合にスイッチをオフにするためのバックアップを提供することとの両方に役立つ。
第1の温度まで上昇させ、それを第1の温度に維持して、少なくとも10~15回のパフに十分な蒸気を供給するのに十分である。より一般的には、喫煙の経験をエミュレートすることに即して、電源120は普通、このサイクルを10回又は更には12回繰り返す(エアロゾル基質128を第1の温度に上げ、第1の温度及び蒸気発生を10から15パフの間維持する)のに十分であり、これにより、電源120を交換又は再充電する必要が生じる前に、タバコのパケットを喫煙するユーザ経験がエミュレートされる。
ここで、第2の実施形態を、図8を参照して説明する。第2の実施形態のエアロゾル発生装置100は、以下に説明するものを除いて、図1~図6を参照して説明した第1の実施形態のエアロゾル発生装置100と同一であり、同様の特徴を指すために同じ参照番号が使用されている。第2の実施形態のエアロゾル発生装置100は、使用中に空気を加熱チャンバ108内へと引き込むことを可能にする構成を有し、これは第1の実施形態とは異なる。
て、加熱チャンバ108内へと入る。これにより、最初に蒸気が、次いで空気と混合された蒸気が、矢印Dの方向に基質担体114を通して引き込まれ、基質担体114の第2の端部136においてユーザによって吸入されることが可能になる。空気は、一般に、加熱チャンバ108に入る際に加熱され、それにより、空気は対流によって、熱をエアロゾル基質128に伝達することを支援する。
ここで、第3の実施形態を、図9、図9(a)、及び図9(b)を参照して説明する。第3の実施形態のエアロゾル発生装置100は、以下に説明するものを除いて、図1~図6を参照して説明した第1の実施形態のエアロゾル発生装置100と同一であり、同様の特徴を指すために同じ参照番号が使用されている。第3の実施形態の加熱チャンバ108が、例えば、加熱チャンバ108の基部112にチャネル113が設けられた第2の実施形態の加熱チャンバ108に対応することも可能であるが、以下に記載されるようなことを除くものであり、これが本開示の更なる実施形態を形成する。
ここで、第4の実施形態を、図10、図10(a)、及び図10(b)を参照して説明する。第4の実施形態のエアロゾル発生装置100は、以下に説明するものを除いて、図1~図6を参照して説明した第1の実施形態のエアロゾル発生装置100と同一であり、同様の特徴を指すために同じ参照番号が使用されている。第4の実施形態の加熱チャンバ108が、例えば、加熱チャンバ108の基部112にチャネル113が設けられた第2の実施形態の加熱チャンバ108に対応することも可能であるが、以下に記載されるようなことを除くものであり、これは本開示の更なる実施形態を形成する。
ここで、第5の実施形態を、図11、図11(a)、及び図11(b)を参照して説明する。第5の実施形態のエアロゾル発生装置100は、以下に説明するものを除いて、図1~図6を参照して説明した第1の実施形態のエアロゾル発生装置100と同一であり、同様の特徴を指すために同じ参照番号が使用されている。第5の実施形態の加熱チャンバ108が、例えば、加熱チャンバ108の基部112にチャネル113が設けられた第2の実施形態の加熱チャンバ108に対応することも可能であるが、以下に記載されるようなことを除くものであり、これは本開示の更なる実施形態を形成する。
上述した説明から、様々な実施形態の多くの特徴が互いに交換可能であることが理解されよう。本開示は、様々な実施形態からの特徴を、具体的に言及されていない形態で一緒に組み合わせた特徴を含む、更なる実施形態に及ぶ。例えば、第3~第5の実施形態は、図1~図6に示すプラットフォーム148を持たない。このプラットフォーム148が、第3~第5の実施形態に含まれることにより、それらの図に関連して説明されたプラットフォーム148の利点がもたらされてもよい。
体又は固体から気体状態へと)。
Claims (20)
- エアロゾル発生装置用の加熱チャンバであって、
第1の開放端と、
基部と、
前記第1の開放端と前記基部との間を延在し、前記基部と接続される側壁と、を備え、
前記側壁は、管状であり、
前記加熱チャンバは、前記側壁の内部表面に形成された複数の係合要素を有し、
前記基部は、前記第1の開放端の反対側の、前記側壁の第2の端部を封止する、加熱チャンバ。 - 請求項1に記載された加熱チャンバにおいて、
複数の前記係合要素は、均等に間隔を空けて配置される、加熱チャンバ。 - 請求項1又は2に記載された加熱チャンバにおいて、
複数の前記係合要素は、細長い、加熱チャンバ。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
複数の前記係合要素は、封止された前記第2の端部と前記第1の開放端との間で前記側壁に沿って延在する、加熱チャンバ。 - 請求項4に記載された加熱チャンバにおいて、
複数の前記係合要素は、各々の前記係合要素のエッジが前記基部と整列するように、封止された前記第2の端部から延在する、加熱チャンバ。 - 請求項4又は5に記載された加熱チャンバにおいて、
前記側壁は、前記係合要素の長さを超えて延在する、加熱チャンバ。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
複数の前記係合要素は、台形の輪郭を有する、加熱チャンバ。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記係合要素は、封止された前記第2の端部よりも前記第1の開放端に近い位置にある第1セットと、前記第1セットから間隔をあけて配置され、前記第1の開放端よりも封止された前記第2の端部に近い位置にある第2セットと、にグループ化された、加熱チャンバ。 - 請求項8に記載された加熱チャンバにおいて、
前記係合要素の前記第1セット及び前記第2セットは、以下の特徴の少なくとも一つを有する加熱チャンバ。
i.複数の前記係合要素が同一の長さ及び/又は同一の幅を有する;
ii.前記第1セット及び前記第2セットの各々が、同一の数の前記係合要素を有する;
iii.前記第1セット及び前記第2セットの各々における前記側壁の周囲の前記係合要素の配置が同一である。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記基部の内部表面上に一つ以上のプラットフォーム要素を更に備える、加熱チャンバ。 - 請求項10に記載された加熱チャンバにおいて、
一つ以上の前記プラットフォーム要素は、前記基部の中央から間隔を空けて配置される、加熱チャンバ。 - 請求項11に記載された加熱チャンバにおいて、
一つ以上の前記プラットフォーム要素は、前記加熱チャンバのエッジに配置される、加熱チャンバ。 - 請求項10から12のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
一つ以上の前記プラットフォーム要素は、平坦な上部を有する、加熱チャンバ。 - 請求項1から13のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記側壁は第1の厚さを有し、前記基部は前記第1の厚さよりも大きい第2の厚さを有し、それにより前記側壁に構造的支持を提供する、加熱チャンバ。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記側壁が、管状形状が先細りになるように前記第1の開放端に向かってサイズが低減する断面を有する、加熱チャンバ。 - 請求項1から15のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記側壁及び前記基部は、同じ材料から形成され、且つ/又は単一の要素として形成される、加熱チャンバ。 - 請求項1から16のいずれか一項に記載された加熱チャンバにおいて、
前記第1の開放端に配置されたフランジ部分を備え、前記フランジ部分は、前記加熱チャンバの前記第1の開放端において半径方向外向きに延びている、加熱チャンバ。 - エアロゾル発生装置であって、
電源と、
エアロゾル基質を取り外し可能に受け入れるように構成される請求項1~17のいずれか一項に記載の前記加熱チャンバと、
前記加熱チャンバに受け入れられた前記エアロゾル基質をエアロゾル化するように構成されるヒーターと、
前記電源から前記ヒーターへの電力の供給を制御するように構成されている制御回路と、を備える、エアロゾル発生装置。 - 請求項18に記載されたエアロゾル発生装置において、
前記ヒーターは、サセプタによって吸収される電磁放射を放出することによって前記エアロゾル基質をエアロゾル化し、このサセプタが吸引可能なエアロゾルを形成するために熱を前記エアロゾル基質に伝達する、エアロゾル発生装置。 - 請求項19に記載されたエアロゾル発生装置において、
前記ヒーターは、電磁石及び高周波発振器を含む、エアロゾル発生装置。
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