KR102597129B1 - 에어로졸 발생 시스템용 카트리지 및 장치 - Google Patents

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니콜라우스 마틴 에른스트 빌헬름 릭켓츠
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 에어로졸 형성 기재의 카트리지(100)에 관한 것이다. 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재(110)를 함유하는 액체 저장 용기(102)를 포함한다. 액체는 적어도 하나의 풍미 물체(112)을 포함한다. 카트리지는 유출구(106)와 고체 풍미 물체를 포함하는 액체 저장 용기의 부분 사이에 필터(108)를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 이와 같은 카트리지를 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 추가적으로 이와 같은 카트리지를 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 추가적으로 이와 같은 카트리지를 방출 가능하게 수용하도록 구성된 장치(200)에 관한 것이다. 장치는, 에어로졸을 발생시키기 위해서, 액체 저장 성분으로부터 가열 요소에 전달되는 액체 에어로졸 발생 기재를 가열하도록 배열된 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전원(206)을 포함한다.

Description

에어로졸 발생 시스템용 카트리지 및 장치
본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 카트리지 및 카트리지를 수용하기 위한 장치에 관한 것이다.
많은 선행기술의 문헌, 예를 들어, EP-A-0 295 122, EP-A-1 618 803 및 EP-A-1 736 065는, 이점이 많은 전기 작동식 흡연 시스템을 개시하고 있다. 이러한 시스템들 중 일부 예의 한 가지 이점은, 흡연자가 선택적으로 흡연을 중지하고 재개할 수 있게 하면서도, 부류연을 상당히 감소시킬 수 있다는 점이다.
EP-A-0 295 122, EP-A-1 618 803 및 EP-A-1 736 065 같은 선행기술의 문헌은, 액체를 에어로졸 형성 기재로서 사용하는 전기 흡연 시스템을 개시하고 있다. 액체는, 하우징에 수용 가능한 카트리지에 함유될 수도 있다. 퍼프 동안 액체 기재를 가열하는 히터에 연결된, 배터리 같은 전력 공급부를 제공하여, 흡연자에게 제공되는 에어로졸을 형성한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 카트리지가 제공된다. 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 액체 저장 용기를 포함한다. 액체는 적어도 하나의 풍미 물체를 포함한다.
유리하게, 풍미 물체는 에어로졸 형성 기재에 풍미를 제공할 수 있다. 예를 들어, 풍미 물체는 액체에 풍미를 주입할 수 있다. 풍미 물체를 액체에 첨가하는 것은, 액체 맛의 변화에 의해서, 사용자에게 개선된 경험을 제공할 수 있다. 액체 용기의 내용물을 사용자가 볼 수 있는 경우에, 가시적인 풍미 물체의 첨가가 사용자의 경험을 향상시킬 수 있다. 풍미 물체는 고체 재료를 포함할 수 있다. 다른 대안도 가능하다. 예를 들어, 풍미 물체는 겔 또는 하나 초과의 재료나 물질의 복합체일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 카트리지를 도시한다;
도 2은 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한다;
도 3은 도 1의 카트리지와 함께 도 2의 에어로졸 발생 장치를 포함하는 시스템을 도시한다;
도 4a 및 도 4b는 사용 시 도 3의 시스템을 도시한다;
도 5는 본 발명의 대안 구현예에 따른 카트리지를 도시한다;
도 6은 본 발명의 대안 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시한다;
도 7은 본 발명의 대안 구현예에 따른 카트리지를 도시한다;
도 8은 도 7에 도시된 카트리지의 분해도를 도시한다;
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 추가적인 대안 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 도시하며;
도 10은 도 9에 도시된 에어로졸 발생 장치의 히터 조립체의 상세도를 도시한다.
바람직하게, 액체는 복수의 풍미 물체를 함유한다. 액체는 예를 들어 5개 초과, 10개 초과 또는 20개 이상의 풍미 물체를 포함할 수 있다.
풍미 물체는, 예를 들어 크기, 형상 또는 조성에 있어서, 모두 유사하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 예에서, 하나 초과의 상이한 풍미 물체가 액체 내에 포함될 수 있다. 상이한 풍미 물체가 크기, 형상 및 조성을 포함하는 하나 이상의 양태에서 상이할 수 있다. 풍미 물체는, 예를 들어 입자, 과립, 펠릿, 플레이크, 잎, 막대, 슈레드, 스파게티, 또는 스트립형일 수 있다. 풍미 물체는, 예를 들어 4 mm의 최대 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 풍미 물체는 3 mm 미만, 예를 들어 2 mm 미만, 또는 1 mm 미만의 치수를 가질 수 있다. 일부 예에서, 풍미 물체는 약 0.1 mm 초과, 바람직하게 0.2 mm 초과, 예를 들어 0.5 mm 초과일 것이다. 입자 크기보다 큰 물체를 참조하면, 바람직하게 물체는 입자 크기의 메시 개구부를 가지는 체(sieve)를 통과하지 못한다.
예를 들어, 풍미 물체가 플레이크 또는 잎 형태인 경우에, 물체는, 예를 들어 약 0.1 mm 내지 약 3 mm, 바람직하게 약 0.2 mm 내지 약 2 mm의 폭을 가질 수 있다. 풍미 물체는 약 0.5 mm 내지 약 4 mm, 바람직하게 약 0.7 mm 내지 약 3 mm의 길이를 가질 수 있다. 풍미 물체는 약 20 ㎛ 내지 약 550 ㎛, 바람직하게 약 30 ㎛ 내지 약 120 ㎛의 평균 두께를 가질 수 있다.
바람직하게, 풍미 물체는 액체 내에서 볼 수 있다. 바람직하게, 사용자가 풍미 물체를 액체 내에서 볼 수 있도록, 풍미 물체의 크기가 결정된다. 바람직하게, 풍미 물체는 카트리지 내에서 사용자가 볼 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 발생 시스템의 이용 중에 사용자가 풍미 물체를 볼 수 있다. 카트리지가 에어로졸 발생 장치 내에 설치될 때, 사용자는 풍미 물체를 볼 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 풍미 물체는 식물 재료를 포함한다. 풍미 물체는 잎, 줄기, 꽃자루, 꽃, 열매, 뿌리 또는 식물의 다른 부분을 포함할 수 있다. 풍미 물체는 허브를 포함할 수 있다. 풍미 물체는 식물을 포함할 수 있다. 풍미 물체는 담배를 포함할 수 있다. 풍미 물체는: 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브 조각, 재생 담배, 균질화 담배, 압출 담배 및 팽화 담배 중 하나 이상을 함유하는, 분말, 과립, 펠릿, 플레이크, 슈레드, 스파게티 또는 스트립 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 풍미 물체는 민트, 로즈마리, 샐비어, 또는 다른 허브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 액체는, 액체에 풍미를 부여하거나 부여하지 않을 수 있는 하나 이상의 부가적인 물체를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 추가적인 양태에서, 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 액체 저장 용기가 제공되고, 액체 에어로졸 형성 기재는 복수의 물체를 포함한다. 물체는 본원에서 설명되는 풍미 물체의 특징 중 하나 이상을 가질 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 액체 형태의 풍미 성분을 더 포함할 수 있다. 액체는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 풍미 화합물을 함유하는 담배-함유 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비-담배 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 물질과 비-담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함한다. 적절한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다.
바람직하게, 풍미 물체는 액체 저장 용기 내에서 느슨하거나 자유롭다. 본 발명의 바람직한 예에서, 풍미 물체는 액체 저장 용기 내의 액체 내에서 이동될 수 있다. 일부 예에서, 풍미 물체가 액체 내에서 부유되거나 현탁될 수 있다. 액체가 복수의 풍미 물체를 포함하는 경우에, 액체 및 풍미 물체는 현탁액 또는 콜로이드를 형성할 수 있다. 액체 내의 물체의 원하는 분포를 달성하도록, 액체 및 물체의 특성이 선택되거나 변경될 수 있다. 예를 들어, 모든 물체의 일부가 부유하거나, 가라앉거나, 액체 내에서 현탁되는 경향이 있을 수 있다. 이와 같은 특성은, 예를 들어 조성, 처리, 코팅의 선택에 의해서, 또는 다른 수단에 의해서 달성될 수 있다.
바람직하게, 카트리지는 유출구 및, 유출구와 풍미 물체를 포함하는 액체 저장 용기의 부분 사이에 배열되는 필터를 더 포함한다. 바람직하게, 유출구는 에어로졸 형성 기재를 액체 저장 용기로부터 전달한다.
유리하게, 고체 풍미 물체를 가지는 액체 에어로졸 형성 기재, 및 유출구와 고체 풍미 물체 사이의 필터를 제공하는 것은, 예를 들어 기재를 연소시키지 않고 고체 기재로부터 직접적으로 에어로졸을 발생시키는 데 있어서의 어려움이 없이, 액체 및 고체 에어로졸 형성 기재 둘 모두의 이점을 가지는 액체 에어로졸 형성 기재가 제공될 수 있게 한다. 고체 풍미 물체는 첨가적인 풍미를 액체 에어로졸 형성 기재에 주입할 수 있다. 이와 같은 침용 공정은 액체 에어로졸 형성 기재가 보다 신선해질 수 있게 하고, 사용자에게 개선된 경험을 제공할 수 있게 한다.
바람직하게, 필터는 액체 저장 용기 내에서 유출구에 인접한 제1 위치와 제1 위치로부터 멀리 떨어진 제2 위치 사이에서 이동될 수 있다. 제2 위치에서, 고체 풍미 물체 또는 각각의 고체 풍미 물체는 액체의 벌크로부터 분리되고 유출구로부터 거리를 갖는다. 제2 위치에 있을 때보다 제1 위치에 있을 때, 필터는 바람직하게 유출구에 더 근접한다.
유리하게, 가동형 필터를 가지는 카트리지의 제공은, 사용 중에 고체 풍미 물체 또는 각각의 고체 풍미 물체가 카트리지 외부로의 액체의 전달을 방해하지 않고, 사용 직전에 액체 조성물이 준비될 수 있게 하는, 적어도 하나의 고체 풍미 물체를 가지는 에어로졸 형성 기재가 제공될 수 있게 한다. 고체 풍미 물체 또는 각각의 고체 풍미 물체는 첨가적인 풍미가 액체 에어로졸 형성 기재에 주입되게 할 수 있다. 이와 같은 침용 공정은 액체 에어로졸 형성 기재가 보다 신선해질 수 있게 하고, 사용자에게 개선된 경험을 제공할 수 있게 한다. 통상적인 전기 가열식 에어로졸 발생 장치는 액체 기재와 고체 풍미 물체의 이와 같은 유리한 조합을 이용할 수 없는데, 이는 장치가 막힐 수 있고, 고체 풍미 물체가 가열 요소에 의해서 잠재적으로 연소될 수 있기 때문이다.
액체 에어로졸 형성 기재 및 고체 풍미 물체 또는 각각의 고체 풍미 물체가 현탁액 내에 있는 경우에, 필터는 바람직하게 고체 풍미 물체 또는 각각의 고체 풍미 물체를 액체 내의 현탁액 외부로 가져오는 작용을 한다.
카트리지는 액체 저장 용기 내에서 느슨한 물체를 더 포함할 수 있고, 느슨한 물체는 액체 저장 용기의 부분 내에서 이동될 수 있고, 느슨한 물체는 필터에 의해서 액체 저장 용기의 부분 내에서 유지된다.
카트리지는 가열 요소를 더 포함할 수 있고, 필터는 액체 저장 용기 내에 배열되고 가열 요소로부터 이격된다. 가열 요소에 관한 추가적인 상세 내용은 이하에서 제공된다.
카트리지는, 제1 부분 및 제2 부분을 가지고, 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 수 있는 액체 운송 요소를 더 포함할 수 있다. 제1 위치에서, 액체 운송 요소의 제1 부분은 카트리지의 외부에 있고 유출구에 인접하며, 제2 위치에서 액체 운송 요소의 제1 부분은 카트리지 내부에 있고 유출구로부터 이격된다. 액체 운송 요소는 이와 같은 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접한 가열 요소를 더 포함할 수 있다. 액체 운송 요소는 바람직하게 세장형 샤프트이고, 바람직하게 실질적으로 강성이다.
필터는 바람직하게, 유출구에 의해서 수용되는 액체 운송 요소의 단부를 수용하도록 구성되며, 사용시에, 액체 운송 요소는 필터를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위해서 필터에 작용한다.
필터는 바람직하게 액체 운송 요소의 단부를 수용하도록 구성된 관통 구멍을 포함한다. 필터는 바람직하게 함몰부를 가지는 다공성 디스크를 포함하고, 필터는 함몰부 내에 배치된다. 필터가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 때, 다공성 디스크가 액체 저장 용기의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 유지되도록, 다공성 디스크의 두께가 바람직하게 구성된다. 다공성 디스크의 두께는 약 50 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 바람직하게 약 70 ㎛ 내지 약 200 ㎛일 수 있다. 다공성 디스크는 바람직하게 관통 구멍을 포함한다. 다공성 디스크는 복수의 천공을 포함할 수 있다. 다공성 디스크는 메시, 바람직하게 조대한 메시를 포함할 수 있다. 다공성 디스크는, 전술한 캐니스터를 형성하기에 적합한 임의의 중합체와 같은, 중합체로 몰딩될 수 있다. 액체 운송 요소가 관통 구멍 내에 수용될 때, 액체 운송 요소가 필터와 결합되도록, 필터가 바람직하게 구성된다. 관통 구멍의 내경은, 액체 운송 요소가 다공성 디스크 내에서 강제 결합될 정도가 바람직하다.
카트리지는 바람직하게 유출구를 밀봉하도록 구성된 밀봉부를 더 포함한다. 밀봉부가 파열되기 쉬울 수 있다. 밀봉부가 제거 가능할 수 있다. 밀봉부가 막으로 형성될 수 있다. 막은 금속 막, 바람직하게 알루미늄, 더 바람직하게 식품 등급의 양극 산화처리된 알루미늄으로, 또는 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 불화 에틸렌 프로필렌과 같은 중합체로 형성될 수 있다.
밀봉부가 적층 막으로 형성될 수 있다. 적층 재료의 적어도 하나의 층이 종이 또는 판지일 수 있다. 적층체의 층들이 접착제, 열, 또는 압력을 이용하여 함께 결합될 수 있다. 적층체가 알루미늄의 층 및 중합체 재료의 층을 포함할 때, 중합체 재료가 코팅일 수 있다. 코팅 층은 알루미늄 층보다 얇을 수 있다.
카트리지가 파열성 밀봉부를 포함할 때, 액체 운송 요소의 제1 부분은, 밀봉부를 관통하도록 구성된 관통 부분을 포함할 수 있다. 액체 운송 요소의 제1 부분은, 필터 요소와 결합되도록 구성된 적어도 하나의 융기부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 유출구의 내경은, 유출구와 액체 운송 요소 사이에 폐쇄 슬라이딩 피트(close sliding fit)가 존재할 정도가 바람직하다. 그에 따라, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 액체 운송 요소의 외부 표면과 유출구 사이의 액체 누출에 대한 저항성이 개선된다. 유출구의 내경은 약 1.5 mm 내지 약 7 mm, 바람직하게 약 2 mm 내지 약 5 mm, 더 바람직하게 약 1.8 mm 내지 약 2.3 mm일 수 있다. 액체 운송 요소의 외경이 약 1.5 mm 내지 약 7 mm, 바람직하게 약 2 mm 내지 약 5 mm, 더 바람직하게 약 1.8 mm 내지 약 2.3 mm일 수 있다. 유출구의 내경과 액체 운송 요소의 외경 사이의 공차가 바람직하게 약 0.05 mm 내지 약 0.3 mm, 바람직하게 0.1 mm 내지 약 0.15 mm이다.
유출구는 유출구 내에서 액체 운송 요소를 수용할 때 변형되도록 구성된 가요성 개스킷을 포함할 수 있다. 이와 같은 가요성 개스킷은 액체 운송 요소의 외부 표면과 유출구 사이의 누출에 대한 저항성을 개선한다. 가요성 개스킷은 그래핀과 같은 탄성중합체 또는 중합체일 수 있다.
카트리지가 액체 운송 요소를 포함하는 경우에, 카트리지는, 액체 운송 요소에 커플링되도록, 그리고 카트리지의 액체 저장 용기와 슬라이딩식으로 결합되도록 구성된 보호 외피를 더 포함할 수 있다. 보호 외피는, 유리하게, 액체 운송 요소가 제1 위치에 있을 때, 액체 운송 요소를 손상 또는 오염으로부터 보호한다. 보호 외피는 바람직하게 개방 부분 및 폐쇄 부분을 가지는 원통형이고, 실린더의 내경은, 폐쇄 슬라이딩 피트가 외피의 내부 표면과 액체 저장 용기의 외부 표면 사이에 제공될 정도이다.
액체 운송 요소는 그러한 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접한 적어도 하나의 가열 요소를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가열 요소는 바람직하게, 전원에 대한 전기 연결을 가능하게 하도록 구성된 전기 접촉을 포함한다. 적어도 하나의 가열 요소에 관한 추가적인 상세 내용이 이하에서 제공된다. 보호 외피가 제공되는 경우에, 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는 액체 운송 요소의 제2 부분이 외피의 폐쇄 단부를 통해서 돌출될 수 있다.
액체 운송 요소는 모세관 심지(capillary wick)를 포함할 수 있다. 모세관 심지는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 금속 섬유, 또는 유리 섬유, 탄소 섬유, 및 금속 섬유 중 임의의 그리고 모두의 조합을 포함하는, 모세관 섬유로 형성될 수 있다. 금속 섬유의 제공은, 전체적인 심지의 소수성 특성에 부정적인 영향을 미치지 않고, 심지의 기계적 저항성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 섬유는 심지의 중앙 축에 평행하게 제공될 수 있고, 꼬이거나, 비틀리거나 부분적으로 부직 처리될 수 있다. 바람직하게, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 모세관 심지는 액체 저장 용기 내의 액체와 접촉되도록 배열된다. 그 경우, 사용 시, 액체는 모세관 심지의 모세관 작용에 의해서 액체 저장 용기로부터 적어도 하나의 전기 가열 요소를 향해 전달된다. 가열 요소가 활성화되면, 모세관 심지 내의 액체가 가열 요소에 의해 기화되어 과포화 증기를 형성한다. 과포화 증기는 기류에 혼합되어 반송된다. 공기가 흐르는 동안, 증기는 응축되어 에어로졸을 형성하고, 에어로졸은 사용자의 입을 향해 반송된다. 모세관 심지와 조합된 가열체는 액체의 높은 표면적을 가열체에 제공할 수 있기 때문에 빠른 반응을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 가열체를 제어하는 것은 모세관 심지 또는 기타 가열 장치의 구조에 의존할 수 있다. 가열 요소 및 그의 제어와 관련된 추가적인 상세 내용이 이하에서 제공된다.
액체 저장 용기는 바람직하게 원형 횡단면을 갖는다. 액체 저장 용기는 타원형, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 또는 유사 횡단면을 가질 수 있다. 바람직하게, 필터의 외경은, 필터가 액체 저장 용기 내에서 폐쇄 슬라이딩 피트될 정도이다. 폐쇄 슬라이딩 피트되도록 액체 저장 용기와 필터를 배열하는 것은 필터링을 개선하여, 필터가 제2 위치에 있을 때, 액체 에어로졸 형성 기재의 벌크 내의 고체 풍미 물체의 존재를 감소시키거나 제거한다. 필터는, 액체 저장 용기의 내부 표면에 대해서 슬라이딩되도록 구성된, o-링과 같은 밀봉부를 포함할 수 있다.
카트리지는 바람직하게 액체 저장 용기와 동일한 횡단면 형상을 갖는다.
필터는 모세관 섬유를 포함할 수 있다. 필터는 모세관 섬유의 매트를 용접하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 용접은 초음파 용접일 수 있다. 필터는 약 10 ㎛ 내지 110 ㎛, 바람직하게는 약 20 ㎛ 내지 약 70 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 필터는 직조, 또는 부직 재료로 형성될 수 있다. 직조, 또는 부직 재료의 섬유는 평행하거나, 비틀리거나, 꼬이거나, 이들 유형의 섬유의 임의의 또는 모두의 조합일 수 있다. 필터는 단일 재료, 또는 복수의 재료를 포함할 수 있다. 재료는 금속, 또는 비-금속의 천연, 합성, 또는 천연 및 합성 둘 모두의 재료일 수 있다. 바람직하게, 필터의 섬유는 셀룰로오스로 형성된다. 바람직하게, 필터는 부직 셀룰로오스 섬유로 형성된다. 대안적으로, 필터는 메시, 바람직하게 스테인리스 강 메시, 더 바람직하게 의료 등급의 스테인리스 강으로 형성된다.
액체 저장 용기는 폐쇄 단부 및 개방 단부를 가지는 캐니스터, 및 유출구를 포함하는 리드를 포함할 수 있다. 캐니스터는 립을 포함할 수 있고, 리드는 돌출부를 포함할 수 있으며, 립 및 돌출부는 리드를 캐니스터에 고정하기 위해서 결합되도록 구성된다. 액체 저장 용기는 얇은-벽의 캐니스터일 수 있다. 캐니스터는, ALTUGLAS® 의료용 수지 폴리메트리메타크릴레이트(PMMA), Chevron Phillips K-Resin® 스티렌-부타디엔 공중합체(SBC), Arkema 특수 성능 중합체 Pebax®, Rilsan® 및 Rilsan® Clear, DOW(Health+™) 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), DOW™ LDPE 91003, DOW™ LDPE 91020(MFI 2.0; 밀도 923), ExxonMobil™ 폴리프로필렌(PP) PP1013H1, PP1014H1 및 PP9074MED, Trinseo CALIBRE™ 폴리카보네이트(PC) 2060-SERIES와 같은 실질적으로 투명한 재료로 형성될 수 있다. 캐니스터는, 예를 들어 사출 몰딩 공정에 의해서 몰딩될 수 있다.
카트리지 제공의 이점은 높은 수준의 위생이 유지될 수 있다는 점이다. 액체와 전기 가열 요소 사이에서 연장되는 모세관 심지와 같은 액체 운송 요소의 사용은, 장치의 구조를 비교적 간단하게 한다. 액체는 점도 및 표면 장력을 포함하는 물리적 특성을 가지며, 이는, 예를 들어 모세관 작용에 의해서, 액체가 액체 운송 요소를 통해서 운송되게 한다. 바람직하게는, 상기 카트리지는 재충진할 수 없다. 따라서, 액체 저장 용기 내의 액체가 소모될 때, 에어로졸 발생 장치가 교체된다. 바람직하게는, 액체 저장 용기는 미리 결정된 수의 퍼프 동안 액체를 유지하도록 배열된다.
액체 운송 요소가 모세관 심지를 포함하는 경우에, 모세관 심지는 섬유질 또는 스펀지 구조를 가질 수 있다. 모세관 심지는 바람직하게는 모세관들의 다발을 포함한다. 예를 들어, 모세관 심지는 복수의 섬유나 스레드(thread), 또는 기타 미세한 보어 튜브를 포함할 수 있다. 상기 섬유 또는 스레드는 상기 에어로졸 발생 장치의 길이방향으로 대략 정렬되어 있을 수도 있다. 모세관 심지는 로드 형상으로 형성된 스폰지형 또는 발포형 재료를 포함할 수 있다. 심지의 구조는, 모세관 작용에 의해, 액체가 통과하여 적어도 하나의 가열 요소에 운송될 수 있는, 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성한다. 모세관 심지는 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 재료의 예는 섬유 또는 소성 분말 형태의 세라믹계 또는 흑연계 재료이다. 모세관 심지는 밀도, 점도, 표면 장력, 증기압 등과 같은 상이한 액체 물성과 함께 사용하기 위해 임의의 적절한 모세관 현상과 다공성을 가질 수 있다. 액체의 물성과 결합된 심지의 모세관 특성은 가열 영역에서 심지가 항상 젖어 있도록 한다.
액체 운송 요소는 제1 부분 및 제2 부분을 가지는 도관을 더 포함할 수 있다. 액체 운송 요소가 제1 위치에 있을 때, 도관의 제1 부분 및 제2 부분이 액체 저장 용기의 외부에 있도록, 그리고, 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 도관의 제1 부분이 액체 저장 용기 내부에 있고 도관의 제2 부분이 액체 저장 용기의 외부에 있도록, 도관이 구성된다. 액체 운송 요소가 제2 위치에 있을 때, 액체 저장 용기 내의 액체를 액체 저장 용기 없이 운송하도록 도관이 바람직하게 구성된다. 도관이 중공형일 수 있다. 도관은 모세관 재료를 포함할 수 있다. 도관은 내부에 배치된 가열 요소를 가질 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 본원에 설명된 바와 같은 액체 운송 요소 및 가열 요소를 가지는 카트리지를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는: 카트리지를 수용하기 위한 공동을 가지는 하우징; 전원; 및 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지의 가열 요소를 전원에 커플링시키도록 구성된 전기 접촉을 포함한다.
제2 양태의 장치는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 액추에이터는 전기 동작형 액추에이터일 수 있다. 전기 동작형 액추에이터는, 카트리지가 하우징의 공동 내에 수용될 때, 작동될 수 있다. 액추에이터는 기계적 동작형 액추에이터일 수 있다. 기계적 동작형 액추에이터가 사용자 동작형일 수 있다. 하우징은 공동을 폐쇄하도록 구성된 리드를 포함할 수 있다. 리드는, 제1 개방 위치로부터 제2 폐쇄 위치로 이동되도록 구성된 힌지식 리드일 수 있다. 제1 위치에서, 카트리지가 공동 내로 삽입될 수 있다. 존재하는 경우에, 기계적 동작형 액추에이터가 리드에 결합될 수 있다. 리드를 폐쇄하는 작용이 기계적 액추에이터를 동작시켜, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 액추에이터가 장치의 전기 접촉과 카트리지 상의 대응하는 전기 접촉을 결합시켜, 카트리지의 적어도 하나의 히터에 전력을 공급할 수 있다.
액추에이터를 제공하는 것의 대안으로, 사용자는 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키고 이어서 카트리지를 장치 내로 삽입하기 위해서 카트리지에 길이방향 압축력을 인가할 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 액체 운송 요소가 없는 카트리지를 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는: 카트리지를 수용하기 위한 공동을 가지는 하우징; 제1 부분 및 제2 부분을 가지고, 제1 단부는 카트리지의 유출구 내로 삽입될 수 있는, 액체 운송 요소; 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접하는 가열 요소; 및 가열 요소에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함한다.
제3 양태의 장치는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 액체 운송 요소가 카트리지 내로 삽입되도록, 카트리지를 액체 운송 요소와 결합시키도록 구성된 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 액추에이터는 전기 동작형 액추에이터일 수 있다. 전기 동작형 액추에이터는, 카트리지가 하우징의 공동 내에 수용될 때, 작동될 수 있다. 액추에이터는 기계적 동작형 액추에이터일 수 있다. 기계적 동작형 액추에이터가 사용자 동작형일 수 있다. 하우징은 공동을 폐쇄하도록 구성된 리드를 포함할 수 있다. 리드는, 제1 개방 위치로부터 제2 폐쇄 위치로 이동되도록 구성된 힌지식 리드일 수 있다. 제1 위치에서, 카트리지가 공동 내로 삽입될 수 있다. 존재하는 경우에, 기계적 동작형 액추에이터가 리드에 결합될 수 있다. 리드를 폐쇄하는 작용이 기계적 액추에이터를 동작시켜, 카트리지를 액체 운송 요소를 향해서 이동시킬 수 있고, 그에 따라 액체 운송 요소가 제1 위치로부터 제2 위치로 카트리지 내로 이동될 수 있다.
제3 양태의 장치는 바람직하게 제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 수 있는 차폐부를 더 포함하고, 상기 제1 위치에서 차폐부는 액체 운송 요소의 제1 부분에 인접하고, 제2 위치에서 차폐부는 액체 운송 요소의 제2 부분에 인접하며, 차폐부는 제1 위치를 향해서 편향된다. 차폐부는 유리하게, 카트리지가 공동 내로 삽입되기 전에, 액체 운송 요소를 오염 손상으로부터 보호한다.
상기 장치는 바람직하게는 마우스피스를 더 포함하고 있다. 본원에서 사용된 용어 "마우스피스"는 에어로졸 발생 시스템에 의해 생성된 에어로졸을 직접적으로 흡입하기 위해서 사용자의 입에 배치되는, 에어로졸 발생 시스템, 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치의 일부분을 의미한다. 마우스피스는 제거될 수 있다. 마우스피스는 공동을 폐쇄하기 위한 리드를 포함할 수 있거나 리드일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 과포화 증기로부터 에어로졸이 형성되는 에어로졸 형성 챔버를 포함할 수 있고, 이어서 에어로졸은 사용자의 마우스 내로 이송된다. 공기 유입부, 공기 배출부 및 챔버는 에어로졸을 공기 배출부로 및 사용자의 입 속으로 전달하도록, 에어로졸 형성 챔버를 통해 공기 유입부로부터 공기 배출부로의 기류 경로를 정의하도록 배치되는 것이 바람직하다. 사용 시에, 액체 운송 요소의 제2 단부가 바람직하게 에어로졸 형성 챔버 내에 배치된다. 공기 유입구가 마우스피스 내에 제공될 수 있다. 공기 유출구가 마우스피스 내에 제공될 수 있다. 카트리지를 수용하기 위한 공동의 일부가 에어로졸 형성 챔버를 형성할 수 있다. 기류 경로가 공기 유입구로부터, 에어로졸 형성 챔버를 통해서, 카트리지 주위로, 그리고 공기 유출구까지 연장될 수 있다.
마우스 피스는, DuPont™ Delrin® 아세탈 및 Zytel® 나일론 수지뿐만 아니라 Altuglas® PMMA, Celanex® PBT, ExxonMobil™ PP- Medical Grades, Fortron® PPS, Hostaform® POM, K-Resin® SBC, LD PE Health+™ Dow, Pebax® TPE-A, Riteflex® TPE-E, Vectra® LCP의 사용을 포함하는, 등급 중합체를 포함한 의료용의 적절한 중합체 화합물로 형성될 수 있다. 마우스피스는 중합체 코팅과 같은 코팅을 포함할 수 있다.
장치, 바람직하게 외부 본체는, 사용자에 의해 유지되는 부분을 포함할 수 있다. 장치 하우징은 코팅을 포함할 수 있고, 바람직하게 코팅은, 제공되는 경우에, 마우스피스 상의 코팅과 동일하다.
장치는 하나 초과의 가열 요소, 예를 들어 2개, 또는 3개, 또는 4개, 또는 5개, 또는 6개 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열체/가열체(들)은 에어로졸 형성 기재를 가장 효과적으로 가열하도록 적절히 배열될 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는, 바람직하게 전기 저항성 재료를 포함한다. 적절한 전기 저항성 재료는, 도핑된 세라믹과 같은 반도체, "도전성" 세라믹(예를 들어, 이규화 몰리브덴 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 이루어진 복합 재료를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족 금속을 포함한다. 적절한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금들, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기초한 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. Timetal®는, 콜로라도주 덴버시 Broadway Suite 4300, 1999호 소재 Titanium Metals Corporation의 등록 상표이다. 복합 재료에 있어서, 전기 저항성 재료는 요구되는 외부 물리화학적 성질과 에너지 전달 동역학에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다. 가열체는 불활성 재료의 두개의 층 사이에서 절연된 식각된 금속 포일을 포함할 수 있다. 그 경우, 불활성 재료는 Kapton®, 올-폴리이미드, 또는 미카 포일을 포함할 수 있다. Kapton®는 미국 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898에 소재하는 E.I. du Pont de Nemours and Company의 등록 상표이다.
적어도 하나의 전기 가열체는 적외선 가열체, 광자원(photonic source), 또는 유도성 가열체를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 상이한 도전부를 갖는 케이싱이나 기재, 또는 전기 저항성 금속 관의 형태를 취할 수 있다. 카트리지는 일회용 가열 요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 디스크(단부) 가열체, 또는 가열 바늘이나 로드를 갖는 디스크 가열체의 조합일 수 있다. 적어도 하나의 전기 가열체는 에어로졸 형성 기재를 둘러싸거나 부분적으로 둘러싸도록 배치된 가요성 시트 재료를 포함할 수 있다. 가능한 다른 재료는, 예를 들어, 니켈 크롬(Ni-Cr), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어, 또는 가열 판인 가열 와이어 또는 필라멘트를 포함한다. 선택적으로, 가열체는 강성 캐리어 재료 내에 또는 강성 캐리어 재료 상에 피착될 수 있다.
적어도 하나의 전기 가열체는, 열을 흡수하고 저장하여 시간의 경과에 따라 에어로졸 형성 기재에 후속적으로 열을 방출할 수 있는 재료를 포함하는 히트 싱크, 또는 열 저장소를 포함할 수 있다. 히트 싱크는 적절한 금속 또는 세라믹 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 형성된 것일 수 있다. 바람직하게는, 재료는 고 열용량(현열 축열재)을 갖거나, 열을 흡수하여 고온 상 변화와 같은 가역 공정(reversible process)을 통해 후속적으로 열을 방출할 수 있는 재료이다. 적절한 축열재는 실리카 겔, 알루미나, 탄소, 유리 매트(glass mat), 유리 섬유, 광물, 알루미늄, 은 또는 납과 같은 금속 또는 합금, 및 종이와 같은 셀룰로오스 재료를 포함한다. 가역적 상변화를 통해 열을 방출하는 다른 재료들은 파라핀, 초산나트륨, 나프탈렌, 왁스, 폴리에틸렌 옥사이드, 금속, 금속염, 공융염(eutectic salt)들의 혼합물 또는 합금을 포함한다.
히트 싱크 또는 열 저장소는 에어로졸 형성 기재와 직접 접촉하고 저장된 열을 기재에 직접 전달할 수 있도록 배치될 수 있다. 히트 싱크 또는 열 저장소에 저장된 열은 금속 관과 같은 열 전도체에 의해 에어로졸 형성 기재에 전달될 수 있다.
적어도 하나의 가열체는 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 가열체는 기재 또는 기재가 피착되는 담체와 적어도 부분적으로 접촉할 수 있다. 가열체로부터의 열은 열 전도성 요소에 의해 기재에 전도될 수 있다.
적어도 하나의 가열 요소는 사용하는 동안 전기 가열식 에어로졸 발생 장치를 통해 흡인되는 유입 주변 공기에 열을 전달할 수 있고, 이는 다시 대류에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 주변 공기는 기재를 통해서 먼저 흡인되고 이어서 가열될 수 있다.
에어로졸 형성 기재가 액체 기재인 경우, 적어도 하나의 전기 가열체의 제어는 액체 기재의 물성, 예컨대 비등점, 증기압 및 표면 장력에 의존할 수 있다.
장치는 전원으로부터 가열 요소 또는 각각의 가열 요소로의 전력의 공급을 제어하도록 구성된 제어 회로망을 포함할 수 있다. 제어 회로망은, 사용자가 장치를 흡인할 때를 검출하도록 구성된 퍼프 센서를 포함할 수 있고, 그러한 제어 회로망은 퍼프가 검출될 때 히터를 활성화시킨다. 장치는 장치를 활성화하기 위한, 스위치와 같은, 사용자 입력부를 포함할 수 있다.
전원은 외부 전기 전원일 수 있거나, 내장형 전기 전원일 수 있다. 전원은 AC 또는 DC일 수 있으나, 바람직하게 DC이다. 상기 전력 공급부는 배터리일 수도 있다. 전력 공급원은 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전원은 재충전을 요구할 수 있고, 한 번 이상의 흡연을 경험하기에 충분한 에너지를 저장하는 것을 허용하는 용량을 가질 수 있으며; 예를 들어, 전원은 통상적인 궐련을 흡연하는 데 걸리는 통상적인 시간에 대응하는 약 6분의 기간, 또는 6분의 배수인 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 생성하는 것을 허용하는 충분한 용량을 가질 수 있고; 다른 예에서, 전원은 미리 결정된 수의 퍼프 또는 히터의 개별 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 상기 에어로졸 발생 장치는 흡연 장치일 수도 있고, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 비교될만한 크기를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 30mm 내지 약 150mm의 총 길이를 가질 수도 있다. 상기 흡연 장치는 약 5mm 내지 약 30mm의 외경을 가질 수도 있다.
본 발명의 제4 양태에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 카트리지를 방출 가능하게 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는, 에어로졸을 발생시키기 위해서, 액체 저장 용기로부터 가열 요소에 전달되는 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전원을 포함한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 본원에서 설명된 바와 같은 카트리지를 포함하는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 장치는 일회용일 수 있고, 카트리지는 사용 후에 재충진될 수 없거나 교체될 수 없다.
본 발명의 추가적인 추가 양태에 따르면, 본원에 설명된 바와 같은 카트리지 및 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치를 포함하는 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템이 제공된다.
본 발명의 하나의 측면에서의 임의의 특징은 임의의 적절한 조합으로 본 발명의 다른 측면들에 적용될 수 있다. 구체적으로, 방법 측면들은 장치 측면들에 적용될 수 있고, 그 반대일 수 있다. 또한, 하나의 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징은 임의의 적절한 조합으로, 임의의 다른 측면에서의 어느 하나, 일부 또는 모든 특징에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 임의의 양태들에서 설명되고 정의된 다양한 특징들의 구체적인 조합들이 구현될 수 있고/있거나 공급될 수 있고/있거나 독립적으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 개시는 첨부된 도면들을 참조하여 실질적으로 본원에서 설명되는 바와 같은 방법들 및 장치로 연장된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이며, 첨부 도면 중:
도 1은 캐니스터(102) 형태의 액체 저장 용기, 유출구(106)를 가지는 리드(104), 및 필터 요소(108)를 포함하는 카트리지(100)를 도시한다. 캐니스터(102)는 고체 담배 재료(112)의 플레이크를 가지는 액체 에어로졸 형성 기재(110)를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "고체 담배 재료의 플레이크"는 담배 잎, 균질화된 담배의 슈레드 등을 지칭한다. 액체 에어로졸 발생 기재는 니코틴-함유 재료, 및 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 프로필렌 글리콜 또는 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 고체 담배 재료는 액체 내에서 침용되어, 가열 시에 또한 방출되는 담배 풍미 화합물을 부여한다.
캐니스터(102)는 원통형이고, 폐쇄 단부(114) 및 개방 단부(116)를 갖는다. 캐니스터는 유출구(106)에 걸쳐 배치되는 리드(104) 및 파열되기 쉬운 막에 의해서 밀봉된다. 리드는, 캐니스터의 개방 단부에 인접하는 대응하는 립(120)과 결합되는 리드 외주 주위의 돌출부(118)를 포함한다. 리드는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는, 액체 운송 요소를 수용하도록 구성된 가요성 개스킷(122)을 더 포함한다.
캐니스터(102)가 실질적으로 투명하여, 사용자가 카트리지(100)의 내용물을 보게 할 수 있다.
필터 요소(108)는 다공성 디스크(124) 및 필터(126)를 포함한다. 다공성 디스크(124)는 조대한 메시 형태의 다공성 베이스(128)를 포함한다. 필터(126)는, 함께 초음파 용접된 모세관 섬유로 형성된다. 필터는 다공성 베이스(128)의 하부 측면에 부착된다. 다공성 디스크(124)는, 액체 운송 요소를 수용하도록 구성된 관통 구멍(130)을 더 포함한다.
사용 시에, 필터 요소는, 고체 담배 플레이크를 걸러내기(strain) 위해서 그리고 플레이크를 유출구(106)로부터 멀리 이동시키기 위해서 이동될 수 있게 구성된다.
확인될 수 있는 바와 같이, 폐쇄 슬라이딩 피트가 캐니스터(102) 내에서 제공되도록, 필터 요소(108)는 외경을 갖는다. 이러한 방식으로, 필터 요소가 캐니스터를 따라서 이동될 때, 담배 플레이크가 필터 요소 주위를 통과하는 것이 방지된다. 다공성 디스크(124)의 두께는, 디스크가 도 1에 도시된 위치인 제1 위치로부터 폐쇄 단부(114)에 인접한 위치인 제2 위치로 이동될 때, 디스크가 카트리지의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 유지될 정도이다.
이와 같은 카트리지는, 에어로졸 발생 장치에서의 사용 직전까지 담배 플레이크가 액체 내에서 침용될 수 있게 하여, 담배 풍미를 액체 에어로졸 형성 기재에 부여한다.
도 2는 카트리지(100)를 수용하고 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치(200)를 도시한다. 장치(200)는 외부 하우징(202), 제거 가능한 마우스피스(204), 재충전 가능한 배터리 형태의 전원(206), 제어 회로망(208), 및 카트리지(100)를 수용하도록 구성된 공동(210)을 포함한다. 공동(210)은 제1 자유 단부(214) 및 장치(200)에 부착된 제2 단부(216)를 가지는 액체 운송 요소(212)를 포함한다. 액체 운송 요소(212)는 제2 단부(216)에 인접한 저항 가열 요소(218)를 포함한다. 가열 요소(218)는 제어 회로망(208)을 통해서 전원(206)에 전기적으로 커플링된다. 액체 운송 요소(212)의 제1 단부(214)는 카트리지(100) 상의 파열되기 쉬운 밀봉부를 관통하고 필터(126)와 결합되도록 구성되는 융기부를 포함한다. 액체 운송 요소(212)는 카트리지(100)의 캐니스터(102)로부터 가열 요소(218)까지 액체를 운송하기 위한 모세관 심지이다.
공동은 차폐부(220)를 더 포함한다. 차폐부는, 예를 들어 스프링에 의해서, 장치의 마우스피스 단부를 향해 편향되고, 액체 운송 요소(212)에 걸쳐서 슬라이딩되도록 구성된다. 차폐부는, 장치가 사용 중이 아닐 때, 액체 운송 요소(212)를 손상 및 오염으로부터 보호한다. 마우스피스(미도시) 내의 공기 유입구(미도시), 및 공기 유출구가, 공기 유입구로부터 공기 유출구까지 공동을 통해서 연장되는 공기 유동 경로와 함께, 제공된다.
도 3은 공동(210) 내에 삽입된 카트리지(100)와 함께 장치(200)를 도시한다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 사용자가 카트리지(100)를 장치(200) 내로 삽입하는 공정을 도시한다. 사용 시에, 사용자는 마우스피스(204)를 제거하여 공동(210)을 개방한다. 이어서, 사용자는 카트리지(100)를 공동(210) 내로 삽입한다. 카트리지는 차폐부(220)와 결합되고, 그러한 차폐부는, 액체 운송 요소(212)가 먼저 파열되기 쉬운 밀봉부를 관통하도록, 그리고 이어서 가요성 개스킷(122)을 통해서 이동하도록, 그리고 다공성 디스크(124)의 관통 구멍(130)과 결합되도록 카트리지(100)를 안내한다. 카트리지(100)가 공동 내로 더 삽입됨에 따라, 액체 운송 요소(212)는 필터 요소(108)를 (도 1에 도시된) 제1 위치로부터 (도 3 및 도 4c에 도시된) 제2 위치로 이동시키고, 그에 따라 담배 플레이크가 액체(110)로부터 걸러지고 가열 요소(216)로부터 멀리 이동된다. 만약 담배 플레이크가 가열 요소로부터 멀리 이동되지 않는다면, 사용 시에 연소될 수 있다. 확인될 수 있는 바와 같이, 액체 운송 요소(212)의 제1 단부(214) 상의 융기부는 액체가 액체 운송 요소의 단부 내로 흡인될 수 있게 한다.
사용 시에, 사용자는, 퍼프 센서를 활성화시키는 마우스피스의 흡인에 의해서, 또는 스위치에 의해서 장치를 활성화시킨다. 이어서, 가열 요소(218)는 전원(206)으로부터의 전력을 제공 받고, 모세관 심지 내의 액체가 가열 요소에 의해서 증발되어 과포화된 증기를 형성한다. 이어서, 증기는 장치의 사용자 흡인에 의해서 발생되는 기류 내에 혼입되고, 에어로졸을 형성한다. 추가적인 액체가 모세관 작용에 의해서 액체 운송(212) 요소를 따라 흡인된다.
공동(210)의 영역 내의 외부 하우징(202)이 실질적으로 투명하여, 사용자가 카트리지(100)의 내용물을 보게 할 수 있다.
카트리지(500)의 대안 예가 도 5a에 도시되어 있다. 카트리지(500)는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 카트리지(500)는 다시 캐니스터(502), 유출구(506)를 가지는 리드(504), 필터 요소(508), 및 고체 담배 플레이크(512)를 포함하는 액체 에어로졸 형성 기재(510)를 포함한다. 이와 같은 예에서, 카트리지(500)는 필터 요소(508)에 커플링된 액체 운송 요소(514)를 포함한다. 액체 운송 요소(514)는 장치(200)의 액체 운송 요소(212)와 동일할 수 있거나, 모세관 심지로 형성되지 않을 수 있다. 예에서, 액체 운송 요소의 제2 단부에 제공되는 관(516)에 의해서 액체가 운송되는 것이 도시되어 있다. 도 5b에 상세하게 도시된 튜브(516)는 액체 운송 요소의 샤프트 내의 유입구(518)의 쌍, 및 액체 운송 요소의 제2 단부에 위치되는 유출구(520)를 갖는다. 이제 이해할 수 있는 바와 같이, 사용 시에, 액체 운송 요소는 도 5a에 도시된 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되며, 그에 따라 튜브(516)를 위한 유입구의 쌍은 캐니스터 내에 위치되고 액체를 외부 가열 요소에 운송할 수 있다.
카트리지는 도 6에 도시된 것과 같은 장치(600) 내에서 사용될 수 있다. 장치는 도 2에 도시된 것과 유사하고, 외부 하우징(602), 마우스피스(604), 전원(606), 및 제어 전자기기(608)를 포함한다. 하우징(602)은, 전술한 카트리지(500)와 같은, 일체형 액체 운송 요소를 가지는 카트리지를 수용하기 위한 공동(610)을 포함한다. 공동은 사용 시에 공동을 덮고 폐쇄하도록 구성된 리드(612)를 구비한다. 리드는, 리드가 사용자에 의해서 폐쇄될 때, 액체 운송 요소를 제1 위치로부터 제2 위치로 강제하기 위한 메커니즘(614)을 포함한다. 리드가 실질적으로 투명하여, 리드가 폐쇄되었을 때, 사용자가 걸러내는 공정을 볼 수 있게 할 수 있다. 장치(600)는 튜브(516)에 의해서 운송되는 액체를 가열하기 위해서 공동(610) 내에 배치된 가열 요소를 더 포함한다.
리드가 일단 폐쇄되면, 장치(600)는 도 2의 장치와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 동작된다.
도 7은, 캐니스터(702) 형태의 액체 저장 용기를 포함하는 카트리지(700)를 도시한다. 캐니스터(702)는 중앙 중공형 부분(704), 및 중앙 중공형 부분의 일 단부에 제공된 유출구(706)를 포함한다. 중앙 중공형 부분(704)의 일 단부에서, 사용 전에 유출구(706)를 밀봉하기 위해서 파열되기 쉬운 밀봉부(708)가 제공된다. 캐니스터(702)를 두개의 액체 저장 부분(712 및 714)으로 분할하는 구획부(710)가 제공된다. 유출구(706)를 가지는 캐니스터(702)의 단부에, 액체 전달 조립체가 제공된다. 액체 전달 조립체는 필터 요소(716) 및 다공성 모세관 요소(718)를 포함한다. 사용 중에 카트리지로부터의 누출을 감소 또는 방지하기 위해서, 다공성 모세관 요소(718)는 유지 능력이 큰 재료로 형성된다. 2개의 액체 저장 부분(712 및 714)은 유체 연통된다. 이는, 액체 전달 조립체를 통해서, 또는 유체 투과성 또는 반-투과성 재료로 구획부(710)를 형성하는 것에 의해서, 달성될 수 있다.
캐니스터(702)는 투명하고, 두개의 액체 저장 부분(712 및 714) 각각의 내부에 하나씩인, 두개의 액체 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재의 하나는, 도 1과 관련하여 전술한 것과 유사하게, 고체 담배 재료(720)의 플레이크를 포함한다. 고체 재료는 본원에서 설명된 바와 같은 임의의 다른 유형의 풍미 부여 재료일 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴-함유 재료, 및 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 프로필렌 글리콜 또는 글리세린과 같은 에어로졸 형성제를 포함한다. 고체 담배 재료는 액체 내에서 침용되어, 가열 시에 또한 방출되는 담배 풍미 화합물을 부여한다.
카트리지(700)의 분해도가 도 8에 도시된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 단순함 및 명료함을 위해서 캐니스터(702)를 도시하지 않는다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 카트리지(700)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(900)를 도시한다. 에어로졸 발생 장치는 도 2에 도시된 장치(200)와 유사하다. 장치는 전원 및 제어 전자기기(도시되지 않음)를 포함하는 주 본체(902), 공기 유입구(904), 및 히터 조립체(906)를 포함한다. 장치는 공기 유출구(910)를 가지는 탈착 가능한 마우스피스 부분(908) 및 카트리지(700)를 수용하기 위한 투명 섹션(912)을 더 포함한다. 사용 시에, 도 9b에 도시된 바와 같이, 사용자는 카트리지를 히터 조립체 상에 삽입한다. 도 10을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명되는 히터 조립체는 밀봉부(708)를 관통하고 카트리지(700)의 액체 전달 조립체와 결합된다. 이어서, 사용자는, 도 9에 도시된 바와 같이, 마우스피스 부분(908)을 부착하여 장치의 조립을 완료한다. 투명 섹션(912)은 사용자가 카트리지(700)를 볼 수 있게 하고, 그에 따라 그 내부에 제공된 고체 담배 재료(720)를 볼 수 있게 한다.
도 10에 도시된 히터 조립체(906)는 히터 장착부(1000), 중공형 관통 요소(1002), 및 전기 가열 요소(1004)를 포함한다. 전기 가열 요소는, 제어 전자기기를 통해서 가열 요소를 전원에 전기적으로 커플링시키도록 구성된 전기 접촉(1006 및 1008)을 구비한다. 가열 요소(1004)는 관통 구멍(1010) 내의 관통 요소(1002)의 길이방향 축의 횡방향으로 제공된다.
사용 시에, 카트리지(700)가 장치(900) 내에 수용될 때, 관통 구멍(1010)은 카트리지의 액체 전달 조립체와 유체 연통된다. 이러한 방식으로, 액체가 가열 요소(1004)에 제공되어 가열 시에 에어로졸화된다. 공기 유동 경로는 공기 유입구(904)로부터, 히터 조립체(1000)의 그리고 가열 요소(1004)에 걸친 중공형 관통 요소(1002)를 통해서, 카트리지의 중앙 중공형 부분(704)을 통해서, 그리고 마우스피스 내의 공기 유출구 외부로 형성된다. 전력이 가열 요소(1004)에 제공될 때, 액체가 기화되고, 모세관 작용에 의해서, 액체 전달 조립체에 의해서 추가적인 액체로 대체된다.
100: 카트리지
102: 캐니스터
104: 리드
106: 유출구
108: 필터 요소
110: 액체 에어로졸 형성 기재
112: 고체 담배 재료
114: 폐쇄 단부
116: 개방 단부
118: 돌출부
120: 립
122: 개스킷
124: 다공성 디스크
126: 필터
128: 다공성 베이스
130: 관통 구멍
200: 장치
202: 외부 하우징
204: 마우스피스
206: 전원
208: 제어 회로망
210: 공동
212: 액체 운송 요소
214: 제1 단부
216: 제2 단부
218: 저항 가열 요소
220: 차폐부
500: 카트리지
502: 캐니스터
504: 리드
506: 유출구
508: 필터 요소
512: 고체 담배 플레이크
514: 액체 운송 요소
516: 관, 튜브
520: 유출구
600: 장치
602: 외부 하우징
604: 마우스피스
606: 전원
608: 제어 전자기기
610: 공동
612: 리드
614: 메커니즘
700: 카트리지
702: 캐니스터
704: 중앙 중공형 부분
706: 유출구
708: 밀봉부
710: 구획부
712 및 714: 액체 저장 부분
716: 필터 요소
718: 다공성 모세관 요소
720: 고체 담배 재료
900: 에어로졸 발생 장치
902: 본체
904: 공기 유입구
906: 히터 조립체
908: 마우스피스 부분
910: 공기 유출구
912: 투명 섹션
1000: 히터 장착부
1002: 중공형 관통 요소
1004: 전기 가열 요소
1006 및 1008: 전기 접촉
1010: 관통 구멍

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 시스템용 카트리지로서:
    액체 에어로졸 형성 기재를 함유하는 액체 저장 용기를 포함하고, 액체가 적어도 하나의 풍미 물체를 포함하며,
    유출구,
    상기 유출구와 풍미 물체를 포함하는 상기 액체 저장 용기의 부분 사이에 배열되는 필터, 및
    제1 위치로부터 제2 위치로 이동될 수 있는, 제1 부분 및 제2 부분을 가지는, 액체 운송 요소를 더 포함하고, 상기 제1 위치에서 상기 액체 운송 요소의 제1 부분은 상기 카트리지 외부에 그리고 상기 유출구에 인접하여 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 액체 운송 요소의 제1 부분은 상기 카트리지의 내부에 그리고 상기 유출구로부터 멀리 떨어져 위치되는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체가 복수의 풍미 물체를 포함하는, 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 풍미 물체는 상기 액체 저장 용기 내에서 느슨한, 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 풍미 물체가 상기 카트리지 내에서 보여질 수 있는, 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 풍미 물체가 식물 재료를 포함하는, 카트리지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터는 상기 액체 저장 용기 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있고, 상기 필터는 상기 제2 위치에 있을 때보다 상기 제1 위치에 있을 때 상기 유출구에 더 근접하는, 카트리지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필터가 메시를 포함하는, 카트리지.
  8. 제1항에 있어서, 액체 저장 용기 내의 느슨한 물체를 더 포함하고, 상기 느슨한 물체는 상기 액체 저장 용기의 부분 내에서 이동될 수 있고, 상기 느슨한 물체는 상기 필터에 의해서 상기 액체 저장 용기의 부분 내에서 유지되는, 카트리지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
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