KR20210136029A - 에어로졸 발생 시스템 및 그와 함께 사용하기 위한 물품 - Google Patents

에어로졸 발생 시스템 및 그와 함께 사용하기 위한 물품 Download PDF

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KR20210136029A
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클레멘트 베쏘
나잔 군두즈
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

에어로졸 발생 시스템은: 에어로졸 발생 물품(1)으로서, 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품; 공기 유입구(110)와 공기 유출구(112) 사이에 배열된 기류 경로(108); 기류 경로가 에어로졸화실(116)의 적어도 일부분을 통과하도록 기류 경로(108)를 따르는 위치에 배열된 에어로졸화실(116); 및 기류 경로(108)를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기(122, 124)로서, 공기가 에어로졸화실(116) 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성 및 공기가 에어로졸화실(116) 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 방지되는 폐쇄 구성을 갖는, 흐름 제어기(122, 124)를 포함하고; 여기서 에어로졸화실(116)은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품(1)을 수용하기 위해 개방되도록 구성되어 있고; 여기서 에어로졸화실(116)은 에어로졸 발생 물품(1)을 함유하기 위해 폐쇄되도록 구성되어 있고; 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품(1)이 에어로졸화실(116) 내에 수용될 때 에어로졸화실(116)을 가열하도록 배열된 가열 요소(118, 120)를 더 포함하고; 여기서 에어로졸 발생 시스템은 흐름 제어기(122, 124)가 폐쇄 구성에 있을 때만 에어로졸 발생 물품(1)을 함유하는 에어로졸화실(116)을 가열하도록 구성되어 있다.

Description

에어로졸 발생 시스템 및 그와 함께 사용하기 위한 물품
본 발명은 에어로졸 발생 시스템, 상기 시스템과 함께 사용하기 위한 장치 및 에어로졸을 발생시키기 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 핸드헬드 에어로졸 발생 시스템 및 사용자가 퍼핑하거나 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위해 가열함으로써 에어로졸 형성 기재를 증발시키는 장치에 관한 것이다.
배터리 및 제어 전자기기를 포함하고 있는 장치부, 에어로졸 형성 기재를 함유하거나 수용하기 위한 부분, 및 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 히터로 이루어진, 핸드헬드 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 및 시스템이 공지되어 있다. 사용자가 자신의 입 안으로 에어로졸을 흡인하기 위해 퍼프할 수 있는 마우스피스부가 또한 포함되어 있다.
일부 장치 및 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재 또는 액체 저장부에 저장된 e-액체를 사용한다. 이러한 장치는 통상적으로 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 에어로졸화되는 히터까지 운반하기 위해 심지를 사용한다. 이러한 장치의 문제점은 이들이 사용 동안에 발생된 에어로졸의 양, 특히 퍼프 당 발생된 에어로졸의 양에 대한 정확한 측정을 제공하지 않을 수 있다는 것이다. 결과적으로, 사용자는 에어로졸의 소모 또는 에어로졸의 다양한 구성요소에 대한 통찰력을 갖고 있지 않으며, 따라서 사용자가 단위 시간 당 또는 퍼프 당 사용자가 수용하는 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양을 제어하는 것을 어렵게 한다. 액체 저장부 내의 액체 에어로졸 형성 기재의 총량이 알려져 있을 수 있으므로, 액체 저장부가 비게 되면 수용된 에어로졸의 총량이 대략 추정될 수 있지만, 이러한 시스템 및 장치는 퍼프 당 수용된 에어로졸의 양에 대한 표시를 제공하지 않는다.
액체 에어로졸 형성 기재를 사용하는 장치에서 퍼프 당 발생된 에어로졸의 양, 예를 들어, 심지의 모세관 효과, 심지의 두께, 액체 저장부로부터 히터까지의 거리 및 액체의 점도와 관련된 가열 영역에 도달하는 액체의 양을 결정하는 다수의 파라미터가 있다. 발생된 에어로졸의 양에 영향을 미치는 추가 파라미터는, 퍼프 명령에 대한 장치의 반응성, 히터가 그의 작동 온도에 도달하는 속도 및 이러한 작동 온도의 값을 포함하고 있다. 장치의 이들 고유 파라미터에 더하여, 장치의 상태 및 사용에 관한 다른 파라미터, 예를 들어, 상기 장치의 물리적 배향, 상기 액체 저장부 내의 액체의 잔여량(심지 내의 액체의 이동 길이 및 심지가 젖거나 건조한지에 영향을 미침), 장치가 이전에 사용된 이후 지속 시간, 퍼프 지속시간 및 주변 온도는 발생된 에어로졸의 양에 영향을 미친다. 이러한 파라미터는 퍼프 당 소모되는 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양을 신뢰성 있게 결정하는 것을 어렵게 한다.
다른 유형의 에어로졸 발생 장치 및 시스템은 담배 물질과 같은 고체 에어로졸 형성 기재를 사용한다. 이러한 장치는 이러한 담배 물질의 접힌 시트를 포함하고 있는 궐련 형상의 로드를 수용하기 위한 오목부를 포함할 수 있다. 오목부 내에 배열된 블레이드 형상의 히터는, 로드가 오목부 내에 수용될 때 로드의 중앙 내에 삽입된다. 히터는 담배 물질을 가열하여 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있다.
이러한 장치에 의해 발생된 에어로졸의 양은 또한 특정 파라미터, 예를 들어, 히터 주위의 담배 시트의 밀도 분포, 히터에 대한 접힌 담배 시트의 배향, 및 열이 담배 로드 내로 확산되는 방식 및 사용 기간에 의해 결정된다. 히터 블레이드에 가장 가까운 담배 시트는 히터로부터 가장 먼 담배 시트와 상이하게 가열될 수 있으며, 이는 시간에 따라 발생된 에어로졸의 양의 가변성 뿐만 아니라 히터에 가장 가까운 담배 시트의 가능한 과열을 초래할 수 있다.
발생된 에어로졸의 양에 대한 보다 신뢰성 있는 결정을 제공하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 사용자가 에어로졸, 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모, 또는 에어로졸 및 하나 이상의 에어로졸 구성요소 둘 모두의 소모를 보다 정확하게 제어할 수 있게 하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 발생된 에어로졸의 양에 대한 보다 신뢰성 있는 결정을 제공하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 보다 정확하게 제어할 수 있게 하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 에어로졸을 발생시키기 위한 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이며, 이 방법은 발생된 에어로졸의 양에 대한 보다 신뢰성 있는 결정을 제공한다. 사용자가 에어로졸 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 보다 정확하게 제어할 수 있게 하는, 에어로졸을 발생시키기 위한 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 기류 경로를 따르는 위치에 배열된 에어로졸화실을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기를 포함할 수 있다. 흐름 제어기는 공기가 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성, 및 공기가 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 방지되거나 차단되는 폐쇄 구성을 포함할 수 있다. 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 에어로졸화실 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 흐름 제어기가 폐쇄 구성에 있을 때만 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있으며, 에어로졸 발생 시스템은: 에어로졸 발생 물품으로서, 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는, 상기 에어로졸 발생 물품; 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로; 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 기류 경로를 따르는 위치에 배열된, 상기 에어로졸화실; 및 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기로서, 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성 및 공기가 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 차단되는 폐쇄 구성을 갖는 흐름 제어기를 포함하고; 여기서 상기 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성되어 있고; 상기 시스템은 상기 에어로졸화실 내에서 상기 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 배열된 가열 요소를 더 포함하고; 여기서 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 흐름 제어기가 폐쇄 구성에 있을 때만 상기 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 구성되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '에어로졸 발생 시스템'은 에어로졸 형성 기재와 상호 작용해서 에어로졸을 발생시키는 시스템에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '에어로졸 발생 물품'은 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 물품에 관한 것이다. 선택적으로, 에어로졸 발생 물품은 또한 담체 재료, 래퍼 등과 같은 하나 이상의 추가 구성요소를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "정량"은 측정된 또는 미리 결정된 양의 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품을 지칭한다. 정량은 단일 흡입 또는 퍼프 동안 사용자에게 전달될 에어로졸 형성 기재의 투여량에 대응한다. 에어로졸 형성 기재의 정량은 에어로졸을 발생시키는 데 필요한 구성요소 또는 구성요소들을 포함하고 있다. 예를 들어, 정량은 미리 결정된 양의 담배 또는 니코틴 또는 향미제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 정량은 또한 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성 기재'는 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 편리하게는 에어로졸 발생 장치 또는 시스템의 일부일 수 있다.
시스템은 투여될 수 있는 에어로졸 형성 기재의 투여량을 사용자가 정확하게 결정하고 제어할 수 있게 한다. 각각의 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 사용자가 장치를 사용할 때, 사용자는 에어로졸 발생 물품이 얼마나 많은 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는지, 이에 따라, 그들이 얼마나 많은 에어로졸 또는 얼마나 많은 하나 이상의 에어로졸 구성요소를 수용하는지를 알고 있다. 발생된 에어로졸 및 이에 따른 에어로졸 구성요소의 양은 정량 또는 미리 결정된 양의 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품에 의해 고정된다.
에어로졸 발생 물품은 일회용 물품이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '일회용'은 폐기되기 전에 단 한 번의 퍼프 또는 흡입에만 사용되도록 구성되어 있는 에어로졸 발생 물품을 지칭한다. 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 통해 퍼프 또는 흡입할 때마다, 새로운 에어로졸 발생 물품이 사용된다. 이는 고도로 반복 가능한 에어로졸 발생을 제공하고, 다회용 에어로졸 발생 물품, 즉 일회 초과의 사용을 위해 충분한 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품의 연속적인 사용에 걸쳐 접할 수 있는 에어로졸 발생의 가변성을 감소시킨다.
다회용 에어로졸 발생 물품을 사용할 때, 사용자가 물품의 연속적인 사용을 이어받을 수 있는 에어로졸의 양에 있어서 가변성이 있을 수 있다. 그러나, 본 발명의 시스템을 사용할 때, 각각의 사용 또는 퍼프를 위해, 사용자는 에어로졸 발생 물품에 의해 제공된 에어로졸 형성 기재의 정량까지만 에어로졸 구성요소의 투여량을 취할 수 있다. 즉, 사용자가 사용 또는 퍼프 당 수용할 수 있는 최대 투여량은 에어로졸 형성 기재의 정량에 의해 결정된다. 사용자가 에어로졸 발생 물품을 두 번째로 사용하려고 시도하는 경우에도, 최대 투여량은 에어로졸 형성 기재의 정량까지 여전히 제한된다.
시스템은 또한 가열 중에 공기가 에어로졸화실로 들어오거나 빠져나가는 것을 실질적으로 차단하거나 억제하기 위한 폐쇄 구성을 갖는 흐름 제어기를 갖는다. 흐름 제어기는 발생된 에어로졸이 가열 중에 에어로졸화실 밖으로 누출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 시스템은 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화될 때까지 폐쇄된 시스템에서 에어로졸 발생 물품을 가열한다. 결과적으로, 시스템이 사용자가 퍼프할 준비가 되면, 사용자는 그들이 얼마나 많은 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소를 받을지 알 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 물품이 일회용 물품이고 발생된 에어로졸이 단일 퍼프와 함께 소모될 수 있기 때문에, 예를 들어, 다회용 에어로졸 발생 물품과 함께 퍼프들 사이에서 달리 발생할 수 있는 임의의 에어로졸 누출이 감소될 수 있다. 이는 개선된 통찰력 및 소모되는 에어로졸 및 에어로졸 구성요소의 양에 대한 추가 제어를 제공한다. 일단 사용되면, 일회용 에어로졸 발생 물품은 그런 다음 폐기되고 새로운 물품으로 교체될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실 내에 수용될 때 에어로졸화실을 가열하여 실질적으로 모든 에어로졸 발생 기재가 에어로졸화되도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 전부"는 에어로졸 형성 기재의 적어도 90%가 에어로졸화되고, 더욱 구체적으로는 에어로졸 형성 기재의 적어도 95%가 에어로졸화되고, 더욱 구체적으로는 에어로졸 형성 기재의 적어도 98%가 에어로졸화되고, 더욱 더 구체적으로는 에어로졸 형성 기재의 적어도 99%가 에어로졸화되는 것을 의미하도록 의도된다.
에어로졸화실은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위해 개방되도록 구성될 수 있다. 에어로졸화실은 에어로졸 발생 물품을 함유하기 위해 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 에어로졸화실을 폐쇄하는 것은 또한 사용자가 퍼프 준비가 될 때까지 가열 동안 에어로졸화실 내에 발생된 에어로졸을 보유하는 것을 돕는다.
에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 일회용 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성되어 있다. 에어로졸화실은 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 크기, 형상 또는 치수에 의해 한 번에 단 하나의 일회용 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구형 비드 또는 펠릿과 같은 실질적으로 구형인 에어로졸 발생 물품의 경우에, 에어로졸화실의 치수는 에어로졸 발생 물품의 직경의 2배 미만, 보다 구체적으로는 에어로졸 발생 물품의 직경의 1.5배 미만일 수 있다. 이는, 이미 에어로졸화실 내에 물품이 있는 경우 다른 물품을 삽입하기에 공간이 부족할 것이기 때문에 하나 초과의 물품이 에어로졸화실 내에 배치되는 것을 방지할 것이다. 에어로졸 발생 물품과 에어로졸 발생 시스템 사이의 형상, 크기 또는 치수 관계는 또한 공기가 에어로졸화실 내의 물품 주위로 흐를 수 있게 한다. 이는 에어로졸화실 내에서 에어로졸 발생 물품의 일부 이동을 야기할 수 있다. 이는 이동 기류 내에서 에어로졸의 효과적인 연행을 제공할 수 있다. 이동하는 에어로졸 발생 물품은 또한 에어로졸화실 내에서 이동하거나 "덜걱덜걱 움직임(rattle)"에 따라 소리를 발생시킬 수 있다. 이는 공기가 퍼프 또는 흡입을 취할 때에 에어로졸화실을 통해 흐르고 있다는 청각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
대안적으로, 에어로졸화실은 에어로졸화실 내의 에어로졸 발생 물품의 수를 검출하기 위한 센서를 가짐으로써 한 번에 단 하나의 일회용 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 센서는, 예를 들어, 에어로졸화실 내에 하나 초과의 물품이 존재하는 것에 의해 생성된 상이한 전기 또는 전자기장을 각각 검출하기 위한 정전용량 센서 또는 유도성 센서를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸화실에 진입하는 물품의 수 및 에어로졸화실을 벗어나는 물품의 수를 세기 위한 하나 이상의 카운터를 포함할 수 있다. 이러한 카운터는 마이크로스위치 또는 광 센서와 같은 센서를 활성화시킴으로써 생성된 신호에 의해 증분될 수 있다. 제어 회로는 물품의 수가 1로 감소될 때까지 에어로졸화실 내에서 하나 초과의 에어로졸 발생 물품을 검출하는 경우 에어로졸 발생 시스템을 비활성화시키거나 끄도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 에어로졸화실은, 예를 들어, 새로운 물품을 삽입하기 전에 항상 사용된 물품을 배출하거나 또는 새로운 물품을 삽입하는 단계의 일부로서 사용된 물품을 배출함으로써, 한 번에 단 하나의 물품이 에어로졸화실에 전달될 수 있게 하는 전달 기구에 의해 한 번에 단 하나의 일회용 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 물품의 단면적은 에어로졸화실의 단면적보다 작을 수 있다. 이는 공기가 에어로졸 발생 물품 주위에서 그리고 에어로졸화실을 통해 흐를 수 있게 할 수 있다. 여기서, 단면적은 에어로졸화실을 통한 기류의 평균 방향에 수직인 평면에서 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸화실의 단면적인 것으로 간주된다. 에어로졸화실에서, 기류의 평균 방향은 일반적으로 기류 경로가 에어로졸화실로 진입하고 빠져나가는 지점들 사이의 실질적으로 직선이다.
구형 비드 또는 펠릿과 같은 실질적으로 구형인 에어로졸 발생 물품의 경우에, 에어로졸화실을 통한 기류의 평균 방향에 수직인 방향으로 에어로졸화실의 적어도 하나의 단면 치수는, 공기가 에어로졸 발생 물품 주위 및 에어로졸화실을 통해 흐를 수 있도록 에어로졸 발생 물품의 직경보다 클 수 있다. 이는 또한 물품이 실(chamber) 내에서 주위로 이동하게 하며, 이는 기류 내에 에어로졸을 연행하는 것을 돕는다. 이러한 움직임은 공기가 에어로졸화실을 통해 흐르고 있다는 것을 덜걱거리는 소음과 같은 가청 피드백을 사용자에게 제공할 수 있는 소음을 만들 수 있다.
에어로졸 발생 물품의 단면적은 에어로졸화실의 단면적의 약 60% 내지 90%일 수 있다. 이는 공기가 에어로졸 발생 물품 주위로 그리고 에어로졸화실을 통해 흐를 수 있게 하는 적절한 범위인 것으로 밝혀졌다. 이는 또한 에어로졸화실 내에서 물품의 충분한 이동을 가능하게 한다.
에어로졸화실은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실 내로 로딩될 수 있는 구멍을 포함할 수 있으며, 시스템은 에어로졸 발생 물품의 가열 동안 구멍을 폐쇄하기 위한 폐쇄부를 더 포함하고 있다. 이러한 배열은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실 내로 삽입될 수 있게 하고, 폐쇄부는 사용자가 퍼프 또는 흡입할 준비가 될 때까지 임의의 에어로졸이 에어로졸화실로부터 벗어나는 것을 방지한다.
시스템은 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실 내로 전달하기 위한 전달 기구를 더 포함할 수 있다. 전달 기구는 에어로졸화실 내에 형성된 적어도 하나의 구멍과 맞물리거나 이를 포함할 수 있다. 전달 기구는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실에 전달될 수 있게 할 수 있다. 전달 기구는, 새로운 물품을 에어로졸화실 내로 삽입하기 전에 또는 삽입과 동시에 사용된 물품을 분사할 수 있다. 전달 기구는 서랍(drawer) 기구를 포함할 수 있다. 전달 기구는 슬라이더 기구를 포함할 수 있다. 서랍 기구 및 슬라이더 기구는 탄력적으로 편향된 도어를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품이 (후술하는 바와 같은) 에어로졸 형성 기재로 코팅되거나 함침된 흡수성 담체 물질의 시트 또는 스트립을 포함하고 있는 경우, 전달 기구는, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품을 에지 중 적어도 하나에 의해 파지하기 위한 적절하게 얕은 서랍 기구 또는 슬라이드를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품이 기류 경로를 통해 에어로졸화실을 벗어나거나 이탈하는 것을 방지하기 위한 가드를 포함할 수 있다. 가드는, 가열 전과 가열 후에 모두 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실을 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 즉, 가드는, 에어로졸 발생 물품의 예열된 상태 또는 사전-에어로졸화된 상태와 에어로졸 발생 물품의 가열 후 상태 또는 에어로졸화된 후 상태 둘 다에서 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실을 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 치수는 에어로졸 형성 기재의 손실로 인해 가열 후 상태에서 더 작을 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품이 (후술하는 바와 같은) 에어로졸 형성 기재로 코팅된 코어를 포함하고 있는 실질적으로 구형 비드인 구현예에서, 가드는 비드와 코어 모두가 기류 경로를 통해 에어로졸화실을 벗어나는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 가드는 에어로졸화실이 기류 경로의 나머지 부분에 결합되는 지점에서 기류 경로의 단면적의 감소를 포함할 수 있다. 즉, 에어로졸화실 외부의 기류 경로의 단면적은 에어로졸화실의 단면적보다 작을 수 있다. 일부 구현예에서, 기류 경로는 에어로졸화실이 기류 경로의 나머지 부분에 결합되는 지점에서 수축부를 가질 수 있다. 구형 에어로졸 발생 물품의 경우에, 에어로졸화실 외부의 기류 경로의 적어도 하나의 단면 치수는, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품의 직경보다 작을 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품이 기류 경로를 통해 에어로졸화실을 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 단면 치수는 기류 경로를 통한 기류의 평균 방향에 수직인 방향으로의 단면 치수일 수 있다.
선택적으로, 가드는 기류 경로의 적어도 일부분을 가로질러 배열된 가드 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가드는 메쉬, 적어도 하나의 구멍이 관통하여 형성된 플레이트, 배플, 후크, 돌출부 또는 다른 적절한 물리적 장애물을 포함하여 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실을 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
에어로졸 발생 물품이 기류 경로의 하류 부분에 진입하여 공기 유출구에 배열된 마우스피스를 통해 사용자에 의해 흡입되는 것을 방지하기 위해 에어로졸화실의 하류 측에 가드를 갖는 것이 더 중요하다. 그러나, 에어로졸 발생 물품이 기류 경로의 상류 및 하류 부분 내로 통과하는 것을 방지하기 위해 에어로졸화실의 상류 및 하류 측 모두에 가드가 배열될 수도 있다.
시스템은 복수의 에어로졸 발생 물품을 저장하기 위한 저장 유닛을 더 포함할 수 있다. 저장 유닛은 블리스터 팩 또는 저장부를 포함할 수 있다. 저장 유닛은 에어로졸 발생 장치에 일체형일 수 있거나, 에어로졸 발생 시스템 내에서 사용하기 위해 장치에 분리형일 수 있다.
저장 유닛은 에어로졸 발생 물품을 저장 및 분배하기 위한 인젝터형 분배기 또는 펜을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 분배기는 출구 오리피스를 정의하는 하우징을 포함할 수 있다. 로드는 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 로드는 제1 말단에서 체결 면을 가질 수 있다. 체결 면은 에어로졸 발생 물품을 맞물리기 위한 것일 수 있다. 로드는 수축 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다. 수축 위치는 로드의 체결 면이 하우징 내에 완전히 배치되는 위치일 수 있다. 확장 위치는 로드의 체결 면이 하우징 외부에 배치되는 위치일 수 있다. 로드가 수축 위치와 확장 위치 사이에서 이동되는 경우, 로드의 체결 면은 출구 오리피스를 통과할 수 있다. 분배기는 로드가 수축 위치에 있을 때 단일 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 로딩 구역을 포함할 수 있다. 로드가 수축 위치에 있을 때, 로딩 구역은 출구 오리피스와 로드의 체결 면 사이에 배치될 수 있다. 선택적으로, 인젝터형 분배기는 에어로졸 발생 장치의 일부일 수 있다. 선택적으로, 인젝터형 분배기는 에어로졸 발생 장치와 탈착식으로 맞물릴 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 중앙 대칭성을 가질 수 있다. 이는 에어로졸화실 내의 물품의 위치에 관계없이 반복 가능한 양의 에어로졸이 발생되게 한다. 에어로졸 발생 물품의 형상은 또한 공기가 에어로졸화실 내의 물품 주위로 흐르게 할 수 있고, 에어로졸화실 내에서의 일부 움직임을 허용할 수 있다. 이는 이동 기류 내에서 에어로졸의 효과적인 연행을 제공한다. 이동하는 물품은 또한, 에어로졸화실 내에서 이동하거나 "덜걱덜걱 움직임" 소리를 발생시킬 수 있으며, 이는 퍼프 또는 흡입하고 있을 때 공기가 에어로졸화실을 통해 흐르고 있다는 청각 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 실질적으로 구형 또는 볼 형상의 비드 또는 펠릿을 포함할 수 있다. 그러나, 물품은 다른 적절한 형상, 예를 들어, 마름모형 또는 직육면체 또는 정육면체 형상을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재로 코팅된 코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어는 실질적으로 구형 비드 또는 펠릿을 포함할 수 있다. 코어는 내열성 재료로 제조될 수 있다. 코어는 불활성 재료로 제조될 수 있다. 코어는 내열성 및 불활성 재료 둘 모두로부터 제조될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "내열성"은 임의의 주목할 만한 구조적 변화 또는 다른 부정적인 변환을 겪지 않고 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도로 가열될 수 있는 코어 재료를 지칭한다. 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도는 500°C 미만일 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도는 450°C 미만일 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도는 400°C 미만일 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도는 350°C 미만일 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도는 300°C 미만일 수 있다. 용어 "불활성"은 코어 재료가 임의의 주목할 만한 화학적 변화를 겪거나 원하지 않는 부산물을 방출하지 않고 에어로졸 형성 기재의 에어로졸화 온도로 가열될 수 있음을 의미하는 것으로 간주된다. 코어는 유리, 금속 또는 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어는 유리 구체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 코어 재료는 매끄럽고 불투과성 또는 비다공성이어서 에어로졸 형성 기재가 코어의 표면 상에만 위치된다. 이는 코어의 표면 상에 피착된 에어로졸 형성 기재의 양을 정확하게 제어하는 것을 더 용이하게 하고 비드들 간의 가변성을 감소시킨다. 또한, 불투과성 또는 비다공성 코어는 공기가 코어로 진입하지 않고 코어를 통해서가 아니라 코어의 외부 주위에서만 흐를 수 있음을 의미한다. 이는, 예를 들어, 에어로졸을 운반하는 공기가 코어 내부에 에어로졸의 일부분을 남기거나 코어의 더 차가운 내부 부분에 형성하는 에어로졸이 응축되는 것에 의해, 야기되는 발생된 에어로졸의 양에 있어서 가변성을 감소시키는 것을 돕는다. 바람직하게는, 코어 재료는 섬유성이 아니다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 유도 가열을 위해 구성될 수 있다(아래에서 더 상세히 설명될 것임). 유도 가열을 위한 에어로졸 발생 물품의 경우에, 일부 구현예에서, 코어 재료는 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 용어 "서셉터"는 유도 가열될 수 있는 재료를 지칭하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 즉, 서셉터 재료는 전자기 에너지를 흡수하고 이를 열로 변환할 수 있다. 서셉터 재료는 강자성 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 금속 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 페라이트 철, 강자성 강, 스테인리스 강, 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
서셉터 재료가 스테인리스 강을 포함하고 있는 구현예에서, 서셉터 재료는 적어도 하나의 400 시리즈 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 적합한 400 시리즈 스테인리스 강은 등급 410, 등급 420, 등급 430을 포함하고 있다.
일부 구현예에서, 코어는 에어로졸 형성 기재로 부분적으로만 덮일 수 있다. 예를 들어, 코어는 에어로졸 형성 기재의 패치로 코팅될 수 있다. 일부 구현예에서, 코어는 에어로졸 형성 기재로 완전히 코팅될 수 있다. 코어 상의 에어로졸 형성 기재의 코팅층은 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 미리 결정된 두께를 갖는 에어로졸 형성 기재의 코팅층이 제공될 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 두께는 0.1mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 고체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 겔을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체, 액체 및 겔 중 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴, 니코틴 유도체 또는 니코틴 유사체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 니코틴 염을 포함할 수 있다. 하나 이상의 니코틴 염은 니코틴 시트르산염, 니코틴 젖산염, 니코틴 피루브산염, 니코틴 중타르타르산염, 니코틴 펙틴산염, 니코틴 알긴산염, 및 니코틴 살리실산염으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 형성제"는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적합한 알려진 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린이다.
에어로졸 형성 기재는 향미제를 더 포함할 수 있다. 상기 향미제는 휘발성 향미 성분을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 향미제는 멘톨을 포함하고 있을 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '멘톨(menthol)'은 임의의 그의 이성질 형태의 화합물 2-이소프로필-5-메틸시클로헥사놀을 나타내고 있다. 상기 향미제는 멘톨, 레몬, 바닐라, 오렌지, 윈터그린, 체리, 계피로 이루어진 군으로부터 선택되는 향미를 제공할 수도 있다. 향미제는 가열시 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는, 담배 또는 재료를 함유하는 담배를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 담배 잎, 담배 리브 조각, 재생 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 담배 슬러리, 캐스트 리프 담배 및 팽화 담배 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 불활성 재료, 예를 들어, 유리 또는 세라믹 또는 다른 적절한 불활성 재료로 압축된 담배 분말을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재가 액체 또는 겔을 포함하고 있는 경우, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 흡수성 담체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 흡수 캐리어 상에 코팅되거나 흡수성 담체 내에 함침될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 화합물 및 에어로졸 형성제는 액체 제형으로서 물과 조합될 수 있다. 액체 제형은, 일부 구현예에서, 향미제를 더 포함할 수 있다. 그런 다음, 이러한 액체 제형은 흡수성 담체에 의해 흡수되거나 담체의 표면 상에 코팅될 수 있다. 흡수성 담체는 니코틴 화합물과 에어로졸 형성제가 코팅되거나 흡수될 수 있는 셀룰로오스계 물질의 시트일 수 있다. 예를 들어, 흡수성 담체는 종이 시트 또는 스트립일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 단 한 번의 퍼프 또는 흡입 또는 투여량을 위한 에어로졸 양을 발생시키기에 충분한 에어로졸 형성 기재의 양을 포함할 수 있다. 성인 사용자에 대한 평균 퍼프 부피는 사용되는 장치 및 에어로졸 발생 물품의 유형에 따라 달라지지만, 통상적으로는 약 35ml 내지 550ml의 범위이다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 약 2 내지 30mg의 담배, 보다 구체적으로 약 3 내지 20mg의 담배, 보다 구체적으로 약 3 내지 9mg의 담배, 보다 더 구체적으로 약 4 내지 8mg의 담배를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 약 80 내지 120μg, 보다 구체적으로는 약 90 내지 110μg, 보다 더 구체적으로는 약 100μg의 니코틴, 니코틴 유도체 또는 니코틴 유사체를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 약 6 내지 20중량%의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 약 300 내지 1250μg, 보다 구체적으로는 약 675 내지 875μg의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 이들은 단일 퍼프 또는 흡입 또는 투여량에 대해 각각 적절한 양의 담배, 니코틴 및 에어로졸 형성제인 것으로 밝혀졌다. 종이와 같은 흡수성 담체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품의 경우, 종이는 1회 퍼핑 또는 흡입 또는 개별 투여량과 동등한 양을 사용자에게 표시하도록 천공되거나 마킹될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 비드 또는 펠릿으로 압축된 복수의 입자를 포함할 수 있으며, 비드 또는 펠릿은 복수의 입자로부터 에어로졸을 방출하기 위해 미리 결정된 온도로 가열 시 분해되도록 구성되어 있다. 복수의 입자는 미리 결정된 온도에서, 용융되거나 그렇지 않으면 결합 특성을 상실하는 결합제에 의해 함께 유지될 수 있다. 입자는, 단일 비드 또는 펠릿 내에서, 한 펠릿에서 다른 펠릿으로 통계적으로 일관되고 균질한 입자의 분포가 존재하도록 형상, 크기 및 물질의 공지된 분포를 가질 수 있다. 결과적으로, 펠릿의 파라미터, 예를 들어, 전체 형상, 크기 및 표면적은 하나의 펠릿에서 다른 펠릿으로 일정할 것이다. 복수의 입자는 담배 입자 및 불활성 재료를 포함할 수 있다.
상이한 사용자 경험을 각각 제공하는 상이한 카테고리의 에어로졸 발생 물품이 있을 수 있다. 예를 들어, 상이한 카테고리는 에어로졸 형성 기재의 상이한 레시피 또는 조성, 상이한 농도의 니코틴 또는 다른 성분, 및 상이한 양 또는 두께의 에어로졸 형성 기재를 갖는 물품을 포함할 수 있다. 동일한 카테고리에 속하는 에어로졸 발생 물품은 사용자 또는 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 식별 가능하게 하기 위해 동일한 형상, 크기 또는 색상을 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는, 예를 들어, 물품의 특정 크기 또는 형상만을 수용하는 전달 구멍 또는 기구를 가짐으로써, 에어로졸 발생 물품의 특정 카테고리만을 수용하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는, 예를 들어, 물품의 형상, 크기 또는 색상을 검출하기 위한 센서를 사용함으로써, 시스템 또는 장치에 삽입된 에어로졸 발생 물품의 카테고리를 결정하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는 삽입된 물품의 카테고리에 대응하는 가열 프로그램 또는 체제의 세트를 저장할 수 있다. 물품의 카테고리를 검출할 때, 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는 삽입된 물품의 유형에 대응하는 가열 프로그램 또는 체제를 실행하도록 구성될 수 있다.
흐름 제어기는 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 제어하기 위한 임의의 적절한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흐름 제어기는 게이트 밸브, 구멍 밸브, 버터플라이 밸브, 플랩 밸브, 피스톤 밸브, 솔레노이드 밸브 또는 임의의 다른 적절한 밸브와 같은 밸브를 포함할 수 있다. 흐름 제어기는 기류 경로의 일부를 각각 포함하고 있는 한 쌍의 제어 부재를 포함할 수 있다. 부재들 중 적어도 하나는 다른 부재에 대해 병진가능하거나 회전가능할 수 있어서, 기류 경로의 그의 부분이 흐름 제어기가 개방 구성에 있을 때 다른 부재의 기류 경로의 일부와 정렬될 수 있거나, 흐름 제어기가 폐쇄 구성에 있을 때 다른 부재의 기류 경로의 일부와 정렬을 벗어나 이동될 수 있다. 흐름 제어기는 수동으로 작동 가능하거나 전기적으로 작동 가능할 수 있다.
가열 요소는 전기 저항 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 전기 저항 재료를 포함할 수 있다. 적절한 전기 저항성 재료는: 도핑된 세라믹과 같은 반도체, "도전성" 세라믹(예를 들어, 이규화 몰리브덴와 같은), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만들어진 복합 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함하고 있다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 백금, 금 및 은을 포함하고 있다. 적절한 금속 합금의 예는 스테인리스 강, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 강, Timetal® 및 철-망간-알루미늄계 합금에 기초한 초합금을 포함하고 있다. 복합 재료에 있어서, 전기 저항성 재료는 에너지 전달의 동역학 및 요구되는 외부 물리화학적 특성에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다.
가열 요소는 유도 가열 요소일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 가열 요소는 시변 전자기장, 예를 들어 고주파 교번 전자기장 내에 배치됨으로써 가열 가능한 가열 요소일 수 있다. 유도 가열 요소는 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 가열 요소는 에어로졸 발생 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸화실은 서셉터 재료로 적어도 부분적으로 라이닝되거나 코팅될 수 있다. 가열 요소는 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 서셉터 재료를 포함함으로써 유도 가열 요소를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 임의의 수의 방식으로 에어로졸 발생 물품 내에 통합될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 서셉터 재료를 포함하고 있는 코어를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 서셉터 입자, 스트립, 리본, 슈레드, 펠릿 또는 비드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 가열 요소는 에어로졸 발생 시스템 및 에어로졸 발생 물품 둘 모두의 일부일 수 있다.
서셉터 재료는 강자성 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 페라이트 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 금속 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 재료는 페라이트 철, 강자성 강, 스테인리스 강, 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상이한 재료는 유사한 값의 주파수 및 전계 강도를 가진 전자기장 내에 위치될 때 상이한 정도의 열을 발생시킬 것이다. 따라서, 서셉터 재료는 공지된 전자기장 내에 원하는 전력 손실을 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 서셉터 재료는 에어로졸 발생 시스템에 의해 제공되는 전자기 코일에 의해 가열될 수 있으며, 자기 코일은 에어로졸화실 주위에 배열된다.
서셉터 재료가 스테인리스 강을 포함하고 있는 구현예에서, 서셉터 재료는 적어도 하나의 400 시리즈 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 적합한 400 시리즈 스테인리스 강은 등급 410, 등급 420, 등급 430을 포함하고 있다.
가열 요소는 에어로졸화실 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 가열 요소는 에어로졸화실 내로 연장될 수 있거나 에어로졸화실의 내부 표면 상에 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 가열 요소는 에어로졸화실의 내부 표면 상에 전기 저항성 재료의 트랙으로서 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 가열 요소는 에어로졸화실 주위에 배열된 전자기 코일에 의해 가열되는, 에어로졸화실 내에 배열된 유도 가열 요소를 포함할 수 있다.
가열 요소는 에어로졸화실 외부에 배열될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 에어로졸화실 주위에 배열된 저항 가열 코일을 포함할 수 있다.
가열 요소는 에어로졸화실의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 에어로졸화실의 벽면 내로 통합될 수 있거나, 에어로졸화실의 벽면은 전기 저항 금속 용기를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 복수의 가열 요소를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸화실 주위에 제공된 절연부를 포함할 수 있다. 절연부는 진공 절연 또는 에어로겔을 포함할 수 있다. 절연부는 펠릿이 삽입되고 배출될 공간을 제공하도록 U자형일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 기류 경로를 따르는 위치에 배열된 에어로졸화실을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기를 포함할 수 있다. 흐름 제어기는 개방 구성 및 폐쇄 구성을 가질 수 있다. 흐름 제어기의 개방 구성은 공기가 에어로졸화실 내외로 흐를 수 있는 구성일 수 있다. 흐름 제어기의 폐쇄 구성은 공기가 에어로졸화실 내외로 흐르는 것을 실질적으로 방지하거나 차단하는 구성일 수 있다. 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실 내에 수용될 때 에어로졸화실을 가열하도록 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 흐름 제어기가 폐쇄 구성에 있을 때만 에어로졸 발생 물품을 함유하는 에어로졸화실을 가열하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전술한 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 장치는: 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로; 상기 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 기류 경로를 따르는 위치에 배열된, 상기 에어로졸화실; 및 상기 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기로서, 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성, 및 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 방지되거나 차단되는 폐쇄 구성을 갖는, 상기 흐름 제어기를 포함하고; 여기서 상기 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성되어 있고; 상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸화실 내에 수용될 때 상기 에어로졸화실을 가열하도록 배열된 가열 요소를 더 포함하고, 여기서 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 흐름 제어기가 상기 폐쇄 구성에 있을 때만 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하는 상기 에어로졸화실을 가열하도록 구성되어 있다.
장치는 에어로졸화실, 가열 요소, 기류 경로 및 흐름 제어기를 수용하기 위한 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 본체부를 포함할 수 있다. 하우징은 마우스피스부를 포함할 수 있다. 공기 유입구는 하우징의 길이를 따라 한 지점에 배열될 수 있다. 공기 유출구는 마우스피스부의 마우스 말단에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는, 마우스피스부에서 또는 마우스피스부에 형성될 수 있는, 공기 유출구를 통해 에어로졸을 퍼프하거나 흡입할 수 있다. 마우스피스부는 본체부로부터 분리 가능한 것일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급원을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 제어 회로를 포함할 수 있다. 본체부는 전력 공급원을 포함할 수 있다. 본체부는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 전력 공급원으로부터 가열 요소로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 집적 칩(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있다. 제어 회로는 전자 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어 회로는 센서, 스위치, 디스플레이 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 전력은 연속적으로 또는 전류 펄스의 형태로 퍼프 지속 기간 동안 가열 요소에 공급될 수 있다. 전력 공급원은 배터리일 수 있다. 배터리는 장치 내의, 리튬 인산 철 배터리일 수 있다. 대안으로서, 전력 공급원은 콘덴서와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다.
일부 구현예에서, 장치는 에어로졸화실 또는 가열 요소의 온도를 모니터링하기 위해 에어로졸화실 내에 또는 그에 근접하게 위치된 센서를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 회로는 가열 요소의 온도를 모니터링할 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 회로는 가열 요소의 전기 저항을 결정함으로써 가열 요소의 온도를 모니터링할 수 있으며, 이 저항은 가열 요소의 온도에 관련된다. 저항과 온도 사이의 관계는 알고리즘에서 정의될 수 있다. 저항과 온도 매트 사이의 관계는 제어 회로의 메모리에 저장된 룩업 테이블에 정의된다.
장치는 퍼프를 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 센서는 이차 기류 경로에 배열된 흐름 검출기를 포함할 수 있다. 이차 기류 경로는 에어로졸화실을 통해 흐르는 기류 경로보다 작은 단면을 가질 수 있다. 에어로졸화실을 통한 기류 경로는 일차 기류 경로로서 지칭될 수 있다. 일부 구현예에서, 센서는 정전용량 센서를 포함할 수 있다. 정전용량 센서는 장치의 마우스피스에 근접하여 배열될 수 있다. 정전용량 센서는 사용자가 자신의 입술을 마우스피스와 접촉할 때를 검출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 에어로졸을 발생시키기 위한 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 상기 방법은 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 기류 경로를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 기류 경로를 따르는 위치에 배열된 에어로졸화실을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸화실 내에 하나의 에어로졸 발생 물품을 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기류 경로를 폐쇄하여 공기가 에어로졸화실 내로 그리고 그 밖으로 흐르는 것을 실질적으로 방지하거나 차단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸 발생 물품을 함유하는 에어로졸화실을 가열하여 기류 경로가 폐쇄되는 동안 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기류 경로를 개방하여 사용자가 공기 유출구를 통해 발생된 에어로졸을 퍼프할 수 있도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 에어로졸을 발생시키는 방법이 제공되어 있으며, 상기 방법은 에어로졸 발생 물품으로부터 상기 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고; 상기 방법은: 공기 유입구와 공기 유출구 사이에 기류 경로를 제공하는 단계; 상기 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 기류 경로를 따르는 위치에 배열된 상기 에어로졸화실을 제공하는 단계; 하나의 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸화실 내에 배치하는 단계; 상기 기류 경로를 폐쇄해서 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것을 실질적으로 방지하거나 차단하는 단계; 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하는 에어로졸화실을 가열해서 상기 기류 경로가 폐쇄되는 동안 상기 에어로졸 발생 기재가 에어로졸화되도록 하는 단계; 상기 기류 경로를 개방해서 상기 공기 유출구를 통해 상기 발생된 에어로졸을 사용자가 퍼프할 수 있도록 하는 단계를 포함하고 있다.
상기 방법은 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실 내에 배치하기 전에 에어로졸화실 내의 온도를 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품이 삽입될 때 에어로졸화실의 시작 온도의 임의의 가변성이 감소될 수 있게 한다. 이러한 가변성은 상이한 주변 온도에서, 예를 들어, 실외가 아니라 실내에서 방법을 수행함으로써 또는 기후의 전 세계적인 변화로 인해 야기될 수 있다. 미리 결정된 온도는 에어로졸화 온도일 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸화 온도는 160 내지 350°C이며, 사용될 온도는 에어로졸 형성 기재의 유형 및 사용자의 맛 선호도에 따라 달라질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는 사용자가 자신의 맛 선호도에 따라 에어로졸화 온도를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 방법은 에어로졸화실 내의 온도를 제1 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 포함하고 있다. 제1 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하는 데 사용되는 에어로졸화 온도보다 낮은 온도일 수 있다. 제1 미리 결정된 온도는 일반적으로 직면하는 최대 주변 온도보다 높은 온도일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 미리 결정된 온도는 50°C 내지 300°C의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 미리 결정된 온도는 50°C 내지 250°C의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 미리 결정된 온도는 50°C 내지 200°C의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 미리 결정된 온도는 50°C 내지 150°C의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 미리 결정된 온도는 50°C 내지 100°C의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 방법은 에어로졸화실 내의 온도를 제2 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 제2 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기 위한 에어로졸화 온도일 수 있다. 상기 방법은 이벤트를 나타내는 신호에 응답하여 에어로졸화실을 제2 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 이벤트는 에어로졸 발생 물품의 삽입일 수 있다. 이벤트는 사용자가 버튼을 눌러 퍼프를 시작하고자 하는 장치에 신호를 보내는 것일 수 있다. 이벤트는 마우스피스와 사용자의 입 사이의 접촉을 검출할 수 있다. 이벤트는 퍼프의 검출일 수 있다. 이벤트는 퍼프의 시작을 검출할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸화실을 미리 결정된 온도로 가열하는 대신에, 상기 방법은, 예를 들어, 온도 센서를 사용하여 에어로졸화실의 시작 온도를 검출할 수 있고, 가열 공정의 일부로서 이상적인 시작 온도로부터의 임의의 편차를 설명할 수 있다. 이러한 편차를 설명하는 알고리즘은 메모리, 예를 들어 제어 회로의 일부를 형성하는 마이크로컨트롤러에 저장될 수 있다.
하나 이상의 측면과 관련하여 기술된 특징은 본 발명의 다른 측면에 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 에어로졸 발생 시스템과 관련하여 설명된 특징은 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸을 발생시키는 방법에 동일하게 적용될 수 있고, 그 반대일 수도 있다.
이제 본 발명의 구현예는 단지 예시로서 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 첨부 도면 중,
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 통한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 다른 에어로졸 발생 물품의 측면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 4a는 본 발명의 한 구현예에 따라 에어로졸을 발생시키는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 구현예에 따라 에어로졸을 발생시키는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 에어로졸화실 내에 위치된 에어로졸 발생 물품 주위에서의 기류를 보여주는 도 3의 장치의 에어로졸화실의 확대된 측단면도이다.
도 6은 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실 내로 전달하기 위한 구멍을 보여주는 도 3의 장치의 개략적인 측면도이다.
도 7a는 에어로졸 발생 물품을 장치의 에어로졸화실 내로 전달하기 위한 서랍 기구를 갖는 본 발명의 다른 구현예에 따른 장치의 개략적인 측면도이다.
도 7b및 도 7c는 각각 개방 및 폐쇄 구성에 있는 서랍 기구를 보여주는 도 7a의 A-A 선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 한 구현예에 따른 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 저장하기 위한 블리스터 팩의 평면도이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 각각 3개의 상이한 작동 단계에서 본 발명의 구현예에 따른 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 저장 및 전달하기 위한 인젝터형 분배기의 개략적인 측단면도이다.
도 10은 복수의 에어로졸 발생 물품을 각각 저장하고 에어로졸 발생 물품을 장치의 에어로졸화실에 전달하기 위한 일체형 저장 및 전달 기구를 갖는 본 발명의 추가 구현예에 따른 장치의 평면 단면도이다.
도 1은 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 통한 단면도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재(4)로 코팅된 코어(2)를 갖는 실질적으로 구형 또는 볼 형상의 비드 또는 펠릿(1)을 포함하고 있다. 코어(2)는 불활성 재료인 유리로 만들어지므로 비드(1)가 가열될 때 원하지 않는 부산물을 생성하지 않는다. 또한, 유리는 높은 용융 온도를 가지고 있으므로, 그의 구조적 온전성을 잃지 않으면서 가열 중에 일반적으로 직면하는 온도(일반적으로 500°C 미만)를 견딜 수 있다. 유리 코어(2)는 또한 매끄럽고 불투과성 또는 비다공성이어서 에어로졸 형성 기재(4)가 그 표면 상에만 위치되도록 한다. 이는 코어(2)의 표면에 피착되고 있는 에어로졸 형성 기재(4)의 양을 정확하게 제어하는 것을 더 용이하게 하고, 비드들 간의 가변성을 감소시킨다.
실질적으로 구형인, 비드(1)는 중앙 대칭성을 가지며, 이는 에어로졸화실 내의 비드의 위치에 상관없이 반복 가능한 양의 에어로졸이 발생되게 한다. 구형 형상은 또한 에어로졸화실 내에서의 이동을 허용한다. 또한, 불투과성 또는 비다공성 코어는 공기가 비드를 통과하기 보다는 비드(1)의 외부 주위로만 흐를 수 있음을 의미한다. 이는, 예를 들어, 에어로졸을 운반하는 공기가 펠릿 내부에 에어로졸의 일부분을 남기거나 비드(1)의 더 차가운 내부 부분에 에어로졸의 응축을 남김으로써 야기된 발생된 에어로졸의 양에 있어서 가변성을 감소시키는 것을 돕는다.
코어(2)를 위한 다른 적절한 재료, 예를 들어 세라믹 또는 열경화성 플라스틱이 사용될 수 있다. 유도 가열되도록 의도된 에어로졸 발생 물품의 경우, 코어(2)는 스테인리스 강과 같은 서셉터 재료를 포함할 수 있다.
비드(1)는 일회용 에어로졸 발생 물품이며, 에어로졸 형성 기재(4)의 정량을 포함하고 있다. 정량은 단 한 번의 퍼프 또는 흡입을 위한 에어로졸의 양을 발생시키기에 충분한 에어로졸 형성 기재(4)의 양을 구성한다. 에어로졸 형성 기재(4)는 100μg의 니코틴을 포함하고 있으며, 이는 단 한 번의 퍼프에 적합한 양의 니코틴인 것으로 밝혀졌다. 통상적인 세션 동안, 사용자는 에어로졸 발생 장치 상에서 10 내지 12회의 퍼프를 취할 수 있으므로, 10 내지 12개의 비드(1)를 사용하고 대략 1.0 내지 1.2mg의 니코틴을 받게 될 것이다. 그러나, 사용자는 단일 세션 동안 10 내지 12개의 비드 중 각각을 사용할 필요는 없으며, 정량을 얻기를 원하는 때에 단순히 퍼프를 취할 수 있다. 설명된 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(4)는 20% 내지 47% 셀룰로오스(건조 중량 기준); 8% 카르복시메틸 셀룰로오스; 3% 섬유; 35% 글리세린 및 2% 니코틴 젖산염을 포함하고 있다.
에어로졸 형성 기재(4)는 슬러리로서 형성되고 경화되기 전에 유리 코어(2) 주위에 코팅된다. 비드(1)는 전체 직경이 대략 5mm이고, 코어(2)는 약 3 내지 3.5mm의 직경을 갖고, 에어로졸 형성 기재(4)는 대략 0.75 내지 1mm의 두께를 갖는다.
도 2는 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 다른 에어로졸 발생 물품(10)의 측면 사시도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 물품(10)은 릴(12)에 스풀링되는 종이 스트립(14)의 길이를 포함하고 있다. 종이 스트립(14)은 액체 또는 겔 에어로졸 형성 기재(미도시)로 함침된 흡수성 담체 물질로서 작용한다. 종이 스트립(14)에는 일련의 종이 섹션(18)을 정의하기 위해 규칙적으로 이격된 간격으로 폭에 걸쳐 일련의 마킹 또는 천공(16)이 제공되어 있다. 각각의 종이 섹션(18)은 단 한 번의 퍼프를 위한 에어로졸의 양을 발생시키기에 충분한 양의 에어로졸 형성 기재를 함유한다. 사용 시, 사용자는 다음 세트의 마킹 또는 천공(16)에서 하나의 종이 섹션(18)을 찢어내고, 종이 섹션(18)을 에어로졸 발생 장치 또는 시스템 내로 삽입하여 단일 퍼프를 위한 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 에어로졸 형성 기재는, 니코틴 염 및 에어로졸 형성제를 포함하고 있다. 릴(12)은 에어로졸 형성 기재의 증발 또는 감성을 방지하기 위해 사용되지 않을 때 릴(12)을 덮기 위한 커버(미도시함)를 포함하고 있다.
도 3은 본체부(102a) 및 마우스피스부(102b)를 갖는 하우징(102)을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치(100)의 개략적인 측단면도를 보여주고 있다. 본체부(102a)는 전력 공급원으로 작용하는, 배터리(104), 및 장치(100)의 작동을 제어하기 위한 제어 회로(106)를 포함하고 있다. 마우스피스부(102b)는 하우징(102)의 상부에 배열된 공기 유입구(110) 및 마우스피스부(102b)의 마우스 말단에서 마우스피스(114)에 배열된 공기 유출구(112)를 포함하고 있다. 기류 경로(108)는 공기 유입구(110)와 공기 유출구(112) 사이에 배열되어 있다. 기류 경로는 마우스피스부(102b)를 통과하는 도관 또는 통로의 형태이다. 에어로졸화실(116)은 기류 경로(108)를 따르는 위치에 배열되어 있다. 기류 경로(108)의 적어도 일부분은 에어로졸화실(116)을 통과한다. 즉, 에어로졸화실(116)은 기류 경로(108)의 일부이다.
설명된 구현예에서, 제1 가열 요소(118)는 에어로졸화실(116)의 상부에 배열되고, 제2 가열 요소(120)는 에어로졸화실(116)의 하부에 배열되어 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 에어로졸화실은 에어로졸화실의 벽면을 따라 늘어선 단일 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 가열 요소들(118 및 120)은 저항 가열 요소이며 제어 회로(106)를 통해 배터리(104)에 전기적으로 연결되어 있다. 가열 요소들(118 및 120)은 에어로졸화실(116) 내에 위치된 에어로졸 발생 물품을 가열하도록 배열되어 있다. 에어로졸화실(116)은 에어로졸화실이 에어로졸 발생 물품을 수용할 수 있도록 구멍 또는 개구부(미도시함)를 갖는다. 개구부는 에어로졸 발생 물품을 함유하도록 폐쇄될 수 있다. 도 3은 에어로졸화실 내에 위치된, 도 1에 도시된 것과 같은 비드(1)를 보여주고 있다. 에어로졸화실(116)은 또한 에어로졸화실(116) 내의 온도를 결정하기 위한 온도 센서(미도시함)를 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 에어로졸화실(116)의 상류에 있는 기류 경로(108)를 따라 한 지점에 배열된 제1 밸브(122) 및 에어로졸화실(116)의 하류에 있는 기류 경로(108)를 따라 한 지점에 배열된 제2 밸브(124)를 더 포함하고 있다. 밸브(122 및 124)는 전기 작동식이고 제어 회로(106)에 연결되고 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 밸브(122 및 124)는 기류 경로(108)를 통한, 특히 에어로졸화실(116)을 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기로서 작용한다. 밸브(122 및 124)가 열리면, 공기가 에어로졸화실(116) 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있고, 밸브(122 및 124)가 닫히면, 공기가 에어로졸화실(116) 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 차단된다. 따라서, 밸브(122 및 124)는 비드(1)가 폐쇄 시스템에서 가열될 수 있도록 에어로졸화실(116)을 격리시킬 수 있는데, 즉 밸브(122 및 124)가 닫힐 때 에어로졸이 에어로졸화실(116) 밖으로 누출되는 것이 억제된다.
사용자가 퍼핑하려고 할 때 장치(100)에 표시할 수 있도록 스위치(126)가 제공되어 있다. 스위치(126)는 하우징(102)의 외부 상단 표면 상에 배열되고 제어된 회로(106)에 연결된다. 스위치(126)가 눌릴 때, 사용자가 퍼핑하기를 원한다는 신호가 제어 회로(106)로 보내진다. 발광 다이오드(LED)(128)의 형태인 표시기는 에어로졸화실(116)에서 에어로졸이 발생되었고 장치(100)가 퍼핑할 준비가 되었을 때를 사용자에게 표시하기 위해 하우징(102)의 외부 상단 표면 상에 제공되어 있다.
도 4a는 본원에 기술된 바와 같은 일회용 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키는 방법(200a)을 설명하는 흐름도를 보여주고 있으며, 여기서 에어로졸 발생 물품은 미리 결정된 양의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 상기 방법은 본원에 기술된 바와 같은 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 의해 수행될 수 있다.
상기 방법은 단계 S1에서 시작하며, 여기서 사용자가 퍼프를 요청한다. 퍼프는, 요청 시, 예를 들어:
· 사용자가 스위치를 누름으로써; 또는 펠릿을 상기 에어로졸화실 내로 전달하는 기구를 사용자가 활성화함으로써; 또는
· 예를 들어, 상기 마우스피스 내에 위치된 정전용량 센서를 사용하여, 사용자의 입술에 장치의 마우스피스를 사용자가 배치하는 것을 검출함으로써; 또는
· 퍼프 검출에 의해, 즉, 사용자가 장치를 퍼핑하는 것을 검출하기 위해 흐름 센서를 사용함으로써, 요청될 수 있다.
대안적으로, 퍼프는 계획된 프로그램의 일부로서, 예를 들어 의료 프로그램의 일부로서 요청될 수 있다. 이 경우, 퍼프에 대한 예약된 시간에 도달할 때, 상기 방법은, 예를 들어, 시각적 또는 청각적 경고를 사용하여 사용자에게 표시할 수 있고, 사용자는, 예를 들어, 스위치를 눌러, 프로세스의 시작을 검증할지(또는 검증하지 않을지) 결정할 수 있다. 도 3의 장치(100)에서, 퍼프는 스위치(126)를 누름으로써 요청된다.
다음 단계 S2는 기류 경로를 폐쇄하는 것이다. 이는 공기가 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것을 실질적으로 차단하여 사용자가 퍼핑할 때까지 에어로졸이 에어로졸화실 내에서 발생되어 에어로졸을 보유할 수 있도록 한다. 도 3의 장치(100)에서, 이는 밸브(122 및 124)를 닫음으로써 달성된다.
다음 단계 S3은 에어로졸화실 내의 온도를 미리 결정된 온도까지 상승시키는 것이다. 본 구현예에서, 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하는데 필요한 에어로졸화 온도이다. 에어로졸화실을 에어로졸화 온도로 예열하면 에어로졸 발생 물품이 삽입될 때 에어로졸화실의 시작 온도의 임의의 가변성이 감소될 수 있게 한다. 에어로졸화 온도는 사용중인 에어로졸 형성 기재의 종류 및 또한 사용자의 맛 선호도에 따라 달라지며, 본 구현예에서는 160 내지 350°C이다. 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는 그것이 가열해야 하는 에어로졸 발생 물품의 유형을 알게 되는데, 특정 유형의 물품을 가열하기에 적합하거나, 그 형상 또는 색상과 같은 물품의 속성에 기초하여 에어로졸화실 내에 삽입된 물품의 유형을 결정할 수 있기 때문에, 또는 사용자가 예를 들어, 사용자 인터페이스(미도시함)를 통해 이러한 정보를 입력하기 때문이다. 따라서, 물품에 포함된 에어로졸 형성 기재의 유형, 코어(2) 또는 담체 물질 상의 에어로졸 형성 기재의 두께 및 에어로졸 발생 물품의 기하 구조를 알게 될 것이다. 따라서, 장치는 장치가 에어로졸 발생 물품을 가열하는 데 필요한 에어로졸화 온도를 결정할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 자신의 맛 선호도에 따라 사용자 인터페이스를 통해 에어로졸화 온도를 제어할 수 있다.
도 3의 장치(100)에서, 에어로졸화실(116) 내에 위치된 온도 센서(미도시함)는 에어로졸화실(116)이 에어로졸화 온도에 도달했다는 신호를 제어 회로(106)에 보낸다. LED(128)는, 예를 들어, 특정 색상을 점멸시키거나 디스플레이함으로써, 에어로졸화실(116)이 에어로졸화 온도에 도달했음을 나타낼 수 있다. 에어로졸화실(116)이 에어로졸화 온도에 도달하면, 도 1에 도시된 비드(1)와 같은 에어로졸 발생 물품을 수용할 준비가 되었다. 장치는, 에어로졸화 온도에 도달할 때까지 비드가 에어로졸화실 내에 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
단계 S3은 에어로졸을 발생시키는 방법(200a)에 필수적인 것은 아니다. 에어로졸화실을 미리 결정된 온도로 가열하는 대신에, 상기 방법은, 예를 들어 도 1의 장치(100)의 온도 센서를 사용하여, 에어로졸화실의 시작 온도를 검출할 수 있고, 가열 공정의 일부로서, 즉, 후술하는 단계 S5에서, 이상적인 시작 온도로부터의 임의의 편차를 설명할 수 있다. 이러한 편차를 설명하기 위한 알고리즘은 메모리, 예를 들어 도 1의 장치(100)의 제어 회로(106)의 일부를 형성하는 마이크로컨트롤러에 저장될 수 있다.
다음 단계 S4는 하나의 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실 내로 삽입하는 것이다. 한 번에 하나의 에어로졸 발생 물품만이 삽입되고, 단일 정량을 전달하기 위해 임의의 한 번에 단 하나의 물품이 에어로졸화실 내에 존재한다. 따라서, 물품은 이전의 소모된 물품이 에어로졸화실로부터 배출된 후에만, 또는 그와 동시에 에어로졸화실 내로 삽입된다. 에어로졸 발생 물품을 삽입하는 다수의 방법이 이하에서 논의된다.
다음 단계 S5는 에어로졸을 발생시키기 위해 미리 결정된 시간 동안 에어로졸 발생 물품을 가열하는 것이다. 에어로졸화 온도는 이미 에어로졸화 온도에 있다. 에어로졸 발생 장치는 그것이 가열해야 하는 에어로졸 발생 물품의 유형을 알게 되는데, 특정 유형의 물품을 가열하기에 적합하거나, 또는 그 형상 또는 색상과 같은 물품의 속성에 기초하여 에어로졸화실 내로 삽입된 물품의 유형을 결정할 수 있기 때문에, 또는 사용자가 예를 들어 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 이러한 정보를 입력하기 때문이다. 따라서, 물품에 포함된 에어로졸 형성 기재의 유형, 코어(2) 또는 담체 물질 상의 에어로졸 형성 기재의 두께 및 에어로졸 발생 물품의 기하 구조를 알게 될 것이다. 따라서, 장치는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기 위해 에어로졸화 온도에서 에어로졸 발생 물품을 가열하는 기간을 결정할 수 있다. 다시, 가열 파라미터를 함유하는 가열 알고리즘 또는 룩업 테이블은 메모리에, 예를 들어 도 1의 장치(100)의 제어 회로(106)의 일부를 형성하는 마이크로컨트롤러에 저장될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 모든 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화되고 사용자가 자신이 받고 있는 에어로졸 및 에어로졸 구성요소의 양을 알 수 있도록 가열된다. 일단 모든 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화되었다면, 상기 방법은 퍼프가 취해질 수 있는 지점에 도달하였다.
다음 단계 S6은 퍼프가 취해질 수 있다는 표시를 제공하는 것이다. 사용자가 퍼프를 취할 수 있는 시기를 사용자에게 표시함으로써, 사용자가 에어로졸이 여전히 발생되는 동안 퍼프를 하는 것이 방지되기 때문에 사용자에게 전달될 수 있는 에어로졸의 양에 있어서의 가변성이 감소될 수 있다. 표시는 시각적 또는 청각적 신호를 사용자에게 보내거나, 또는 다른 신호, 예를 들어 촉각 피드백을 통해 제공될 수 있다. 도 3의 장치(100)에서, 표시는 LED(128)에 의해, 예를 들어, 점멸 상태에서 연속 상태로 변화하거나, 또는 예를 들어, 황색에서 녹색으로 색상을 변화시킴으로써 제공된다.
다음 단계 S7은 퍼프의 시작을 검출하는 것이다. 퍼프의 시작은 다수의 상이한 방식으로, 예를 들어:
· 퍼프가 취해질 수 있다는 표시가 제공된 후에 스위치가 눌러지는 것을 검출함으로써; 또는
· 에어로졸화실을 통해 흐르는 일차 기류 경로를 방해하지 않도록 그리고 흐름 센서 또는 퍼프 센서를 사용하여 사용자가 퍼핑함으로써 야기되는 이차 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 검출하도록 더 작은 단면적을 갖는, 이차 기류 경로를 제공함으로써; 또는
· 예를 들어, 마우스피스에 위치된 정전용량 센서를 사용하여, 사용자의 입술에 장치의 마우스피스를 사용자가 배치하는 것을 검출함으로써, 검출될 수 있다.
도 3의 장치(100)에서, 퍼프의 시작은 퍼프가 취해질 수 있다는 표시가 제공된 후 사용자가 스위치(126)를 누르는 것에 의해 검출된다.
다음 단계 S8은 발생된 에어로졸이 에어로졸화실을 떠날 수 있고 사용자가 에어로졸을 퍼핑할 수 있도록 기류 경로를 개방하는 것이다. 도 3의 장치(100)에서, 이는 밸브(122 및 124)를 열어서 달성된다.
다음 단계 S9는 퍼프의 종료를 결정하는 것이다. 퍼프의 종료는, 예를 들어:
· 퍼프의 시작 이후 퍼프가 완료될 때까지의 소정의 경과 시간을 허용함으로써; 또는
· 퍼프 센서 신호가 퍼프의 시작시 활성화되었고, 예를 들어 T1<T인 경우라면, 사용자가 퍼프가 끝나기 전에 퍼핑을 중단하여 에어로졸의 완전한 양을 받지 못했음을 나타내지만, T1>T 인 경우라면, 퍼프가 완료되었고 방법이 새로운 퍼프로 리셋될 수 있음을 나타내는, 미리 결정된 시간 T 동안 시간 T1에서 퍼프 센서 신호의 손실을 검출함으로써, 또는
· 예를 들어, 정전용량 센서를 사용하여, 장치의 마우스피스로부터 사용자의 입술의 제거를 검출함으로써; 또는
· 상기의 조합에 의해 결정될 수 있다.
퍼프의 종료를 검출하기 위한 퍼프 센서는 일차 기류 경로, 즉 에어로졸화실을 통해 흐르는 경로에 배치될 수 있는데, 이는 퍼프가 취해지는 동안 개방될 것이기 때문이다. 퍼프 센서는 퍼프 동안 기류 경로를 통해 흡인된 공기의 흐름을 모니터링할 수 있고, 임의의 변화가 평가되어, 퍼프 동안 에어로졸화실을 통해 흡인된 공기의 양이 에어로졸화실 내의 모든 에어로졸을 취하기에 충분한지 여부를 결정할 수 있다. 발생된 에어로졸의 양 및 취한 에어로졸의 양에서의 임의의 변화는 메모리, 예를 들어, 도 3의 장치(100)의 제어 회로(106)의 일부를 형성하는 마이크로컨트롤러에 저장될 수 있고, 사용자가 받은 에어로졸 및 에어로졸 구성요소의 양에 관한 정보를 제공할 수 있다.
방법(200a)의 최종 단계 S10은 사용된 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸화실 내의 임의의 잔여 공기 또는 에어로졸을 배출시키는 것이다. 이는 예를 들어:
· 장치 또는 시스템 밖으로 또는 사용된 물품의 저장부를 향해 에어로졸 발생 물품을 밀어내기 위한 피스톤과 같은 배출 기구를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이는 또한 에어로졸화실 내의 임의의 잔여 에어로졸을 배출시킬 것이며; 또는
· 배출이 자동으로 수행되도록, 예를 들어, 새로운 물품을 삽입하기 위한 기구가 에어로졸화실로부터 사용된 물품을 동시에 배출할 수 있을 뿐만 아니라 임의의 잔여 에어로졸을 방출할 수 있도록, 새로운 물품을 삽입하는 단계의 에어로졸 발생 물품 일부의 배출을 가능하게 함으로써 배출시킬 것이다.
에어로졸화실 내의 임의의 잔여 에어로졸은 주 기류 경로를 통해 또는 전용 배출 경로를 통해 배출될 수 있다. 퍼프 후에 에어로졸화실 내에 남아있는 임의의 에어로졸은 냉각되고 응축되거나, 그렇지 않으면 그의 특성은 바람직하지 않게 변할 것이다. 따라서, 전용 배출 경로를 갖는 것은 주 기류 경로를 오염시키는 잔여 에어로졸을 방지하는 데 유용할 수 있다.
도 4b는 본원에 기술된 바와 같은 일회용 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키는 다른 방법(200b)을 설명하는 흐름도를 보여주고 있으며, 여기서 에어로졸 발생 물품은 미리 결정된 양의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 재차, 상기 방법은 본원에 기술된 바와 같은 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 4b에서, 방법(200b)의 방법 단계들 S1, S2, S4 및 S5 내지 S10은 도 4a의 방법(200a)에 제시된 상응하는 방법 단계들과 동일하다.
방법(200b)의 방법 단계 S3은 에어로졸화실 내의 온도를 제1 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 포함하고 있다. 제1 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하는 데 사용되는 에어로졸화 온도보다 낮다. 제1 미리 결정된 온도는 일반적으로 직면하는 최대 주변 온도보다 높다. 설명된 구현예에서의 미리 결정된 온도는 대략 90°C이지만, 이는 필요에 따라 가변될 수 있다. 제1 미리 결정된 온도는 또한 일반적으로 에어로졸화실 또는 가열 요소가, 전력이 공급되지 않는 경우에, 즉 퍼프들 사이의 열 손실로 인해 가열 사이클을 따라 감소하는 온도보다 높다. 이는 에어로졸 발생 물품이 삽입될 때 에어로졸화실의 시작 온도의 임의의 가변성이 감소될 수 있게 한다. 도 3의 장치(100)에서, 에어로졸화실(116) 내에 위치된 온도 센서(미도시함)는 에어로졸화실(116)이 제1 미리 결정된 온도에 도달하였다는 신호를 제어 회로(106)에 보낸다. LED(128)는, 예를 들어, 특정 색상을 점멸시키거나 디스플레이함으로써, 에어로졸화실(116)가 제1 미리 결정된 온도에 도달했음을 나타낼 수 있다. 에어로졸화실(116)이 미리 결정된 온도에 도달하면, 도 1에 도시된 비드(1)과 같은 에어로졸 발생 물품을 수용할 준비가 되었다. 장치는 제1 미리 결정된 온도에 도달할 때까지 비드가 에어로졸화실 내에 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
방법(200b)의 단계 S4에서, 에어로졸 발생 물품은 방법(200a)에서와 동일한 방식으로 에어로졸화실 내로 삽입된다.
그런 다음, 도 4b의 방법(200b)은 도 4a의 방법(200a)과 비교하여, 추가 단계, 즉 에어로졸화실 내의 에어로졸 발생 물품을 검출하는 단계를 포함하고 있는 단계 S4a를 포함하고 있다. 이는 에어로졸 발생 물품이 삽입될 때 트리거되는 센서, 예를 들어 광 센서 또는 마이크로 스위치로 수행될 수 있다.
그런 다음, 도 4b의 방법(200b)은 에어로졸화실 내의 온도를 제2 미리 결정된 온도로 상승시키는 추가 단계 S4b를 더 포함하고 있다. 제2 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하는데 필요한 에어로졸화 온도이다. 방법(200b)에서의 에어로졸화 온도의 결정은 방법(200a)에서와 동일하다.
도 5는 도 3의 장치(100)의 에어로졸화실(116)의 확대된 측단면도이다. 도 3에서와 같이, 도 1의 실질적으로 구형 비드(1) 형태의 에어로졸 발생 물품은 상부 및 하부 가열 요소들(118 및 120) 사이의 에어로졸화실(116) 내에 위치되어 있다. 에어로졸화실(116)은 단지 하나의 비드(1)를 수용하는 크기로 된다. 기류 경로(108)는 도 5의 좌측에 있는 에어로졸화실(116)로 들어가고 도 5의 우측에 있는 에어로졸화실(116)에서 빠져나간다. 기류 경로(108)를 통한 기류의 방향에 수직인 평면 내의 비드(1)의 단면적은 공기가 비드(1) 주위로 그리고 에어로졸화실(116)을 통해 흐를 수 있도록 에어로졸화실(116)의 단면적보다 작다. 비드(1)의 더 작은 단면적은 또한 비드(1)가 에어로졸화실(116)과 함께 이동할 수 있게 한다. 도 5의 점선 화살표(140)는 기류 경로(108) 및 에어로졸화실(116)을 통한 예시적인 기류를 개략적으로 보여주고 있다. 기류 경로를 통해 에어로졸화실(116)에 진입할 때, 기류는 진입할 때와 실질적으로 동일한 라인을 따라 기류 경로(108)를 통해 에어로졸화실(116)을 빠져나가기 전에 비드(1) 주위로 우회된다. 비드(1) 주위의 공기 흐름은 비드가 에어로졸화실(116)과 함께 이동하게 한다. 이는 공기가 에어로졸화실을 통해 흐르고 있다는 청각적 표시를 사용자에게 제공하는 덜걱거리는 소리를 생성한다. 에어로졸화실(116) 내에서 비드(1)의 이동은 또한 기류(140) 내에서 발생된 에어로졸을 연행하는 것을 돕는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 기류 경로(108)를 통한 기류의 방향에 수직인 평면에서 기류 경로(108)의 단면적은 비드(1)의 단면적보다 작다. 기류 경로(108)의 높이 또는 직경은 비드(1)의 직경 및 비드(1)의 코어(2)의 직경보다 작다. 따라서, 기류 경로(108)의 감소된 직경은 비드(1)가 비드(1)의 예열 및 가열 후 상태 모두에서 기류 경로(108)를 통해 에어로졸화실(1)을 벗어나는 것을 방지하는 가드로서 작용한다. 비드(1) 및 코어(2)는 단순히 기류 경로(108)에 끼워 맞춰지지 않을 것이다. 그러나, 다른 형태의 적절한 가드가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 메시와 같은 물리적 부재가 기류 경로(108)의 입구 및 출구의 적어도 일부를 가로질러 배치될 수 있다.
도 6은 도 3의 장치(100)의 개략적인 측면도를 보여주고 있다. 장치(100)는 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실(116) 내로 전달하기 위한 구멍(150)을 포함하고 있다. 구멍(150)은 구멍(150)으로부터 에어로졸화실(116)의 측벽면에 있는 유사한 구멍(미도시함)으로 통과하는 도관(미도시함)의 개구부를 정의한다. 도관은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실(116) 내로 삽입될 수 있도록 장치(100)의 외부와 에어로졸화실(116)의 내부 사이의 연통을 가능하게 한다. 구멍(150)은 도 9a 내지 도 9c에 도시된 삽입 펜과 같은, 삽입 장치의 말단과 맞물리도록 구성되어 있는 오목형 림(152)에 의해 둘러싸인다. 구멍(150)은, 구멍(150)을 폐쇄하는 폐쇄 위치와 에어로졸 발생 물품을 삽입하기 위해 구멍(150)이 이용 가능한 개방 위치 사이에서, 도 6에서 이중 말단 화살표로 나타낸 바와 같이, 앞뒤로 이동할 수 있는 슬라이딩 가능한 폐쇄부(154)에 의해 폐쇄된다. 폐쇄부(154)는 스프링(미도시)에 의해 폐쇄 위치를 향해 편향된다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸화실(116)로부터 제거될 수 있게 하기 위해 유사한 구멍 및 폐쇄부(미도시함)가 장치의 대향 측면 상에 제공되어 있다. 도 1에 도시된 비드(1)와 같은 에어로졸 발생 물품이 구멍(150)을 통해 삽입될 때, 에어로졸화실(116) 내에 이미 사용된 비드가 대향 구멍 밖으로 밀려 나와서, 한 번에 하나의 비드만이 에어로졸화실(116) 내에 존재할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 다른 구현예에 따른 장치(300)의 개략적인 측면도를 보여주고 있다. 도 7a의 장치(300)의 작동의 특징부 및 원리는, 장치(300)가 에어로졸 발생 물품을 에어로졸화실(316) 내로 전달하기 위해 장치(300)의 하우징(302)으로부터 연장될 수 있는 서랍 기구(360)를 갖는 것을 제외하고는 도 3의 장치(100)와 동일하다.
도 7b 및 도 7c는 도 7a의 선 A-A를 따라 취한 확대된 개략적인 단면도이며, 서랍 기구(360)를 보다 상세하게 보여주고 있다. 도 7b는 개방 구성에서의 서랍 기구(360)를 보여주고 있다. 서랍 기구(360)는, 베이스(362a) 및 서랍(362)의 외측 말단에서 베이스(362a)에 실질적으로 횡방향으로 연장되어 있는 서랍 벽면(362b)을 갖는 서랍(362)을 포함하고 있다. 서랍 벽면(362b)은 장치(300)의 하우징(302)의 일부를 형성하고 하우징(302)의 만곡된 형상에 부합한다. 서랍 벽면(362b)은 서랍 기구(360)가 폐쇄 구성으로 있을 때(도 7c 참조) 하우징(302)의 측면에 형성된 구멍(350)을 폐쇄한다. 서랍 베이스(362a)는, 서랍(362)이 장치(300) 내로 그리고 밖으로 슬라이딩할 수 있도록, 에어로졸화실(316)의 각각의 측면에 위치된 한 쌍의 레일(364)과 슬라이딩 가능하게 맞물린다. 제1(366) 및 제2(368) 직립체는 서랍 베이스(362a)로부터 연장되고, 그들 사이에 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 수용 구역(370)을 정의한다. 도 7b는 수용 구역(370)에 수용된 도 1에 도시된 바와 같은 비드(1)를 보여주고 있다. 제1(366) 및 제2(368) 직립체는 에어로졸화실(316)의 측벽면의 일부를 형성하고, 서랍 기구(360)가 폐쇄 구성으로 있을 때(도 7c 참조)에 에어로졸화실(316)의 측벽면에 각각 형성된 폐쇄 개구부(372 및 374)를 형성하여 가열 동안 에어로졸화실(316)로부터 에어로졸이 빠져나가는 것을 방지한다. 직립체들(366, 368)은 한 쌍의 측벽면들(미도시함)에 의해 결합되어, 수용 구역의 측면 에지를 정의하고 서랍이 개방 구성에 있을 때 비드(1)가 직립체들(366, 368) 사이에서부터 밀려나가는 것을 방지한다. 수용 구역(370)의 측벽면은 서랍(362)이 장치(300) 내로 슬라이딩할 때 레일과 간섭하는 것을 방지하기 위해 레일(364)과 맞물리는, 서랍 베이스(362a)의 측면으로부터 삽입된다.
도 7c는 폐쇄 구성에 있는 서랍 기구(360)를 보여주고 있다. 폐쇄 구성에서, 서랍 벽면(362b)은 장치(300)의 하우징(302) 내에 형성된 구멍(350)을 폐쇄하고, 직립체들(366 및 368)은 에어로졸화실(316)의 측벽면에 형성된 구멍(372 및 374)을 각각 폐쇄한다. 에어로졸 발생 비드(1)는 에어로졸화실(316) 내에 위치되고 가열될 수 있다. 비드(1)가 가열되면, 서랍 기구(360)는 사용된 비드(1)를 제거하기 위해 개방 구성으로 복귀될 수 있다. 서랍(362)은 밀어서 열기(push to open)/밀어서 닫기(push to close) 스프링 래치 기구(미도시)를 갖는다. 사용자는 서랍 벽면(362b)을 안쪽으로 조금 밀어 래치를 해제함으로써 서랍(362)을 개방할 수 있고, 이로 인해 스프링의 작용 하에 서랍이 스프링 개방할 수 있게 된다. 서랍(362)은, 서랍(362)이 스프링의 작용 하에 폐쇄 구성으로 유지되도록 래치를 다시 맞물리게 하기 위해 서랍 벽면(362)을 하우징(302)의 안쪽으로 조금 밀어서 폐쇄될 수 있다.
도 8은 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 복수의 에어로졸 발생 물품을 저장하기 위한 블리스터 팩(400)의 평면도이다. 블리스터 팩(400)은 물품용 저장 유닛으로 작용한다. 블리스터 팩(400)은 중합체 층(478)의 제1 표면(478a)으로부터 연장되어 있는 복수의 블리스터 또는 포켓(480)을 갖는 중합체 층(478)을 포함하고 있다. 블리스터(480)는 에어로졸 발생 물품(미도시함)을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 중합체 층(478)의 제2 대향 표면(미도시함)은 블리스터(480)로 물품을 밀봉하기 위해 제2 표면에 기밀하게 밀봉되는 취성 적층체 층(미도시함)에 의해 덮여 있다. 사용 시, 사용자는 취성 적층체 층을 파열시키고 나서, 예를 들어 도 1의 장치(100)의 구멍(150)을 통해 또는 도 7a 내지 도 7c의 장치(300)의 서랍 기구(360)를 통해, 에어로졸 발생 장치 내로 물품을 수동으로 삽입하여 블리스터 팩(400)으로부터 에어로졸 발생 물품을 수동으로 제거한다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 에어로졸 발생 시스템에 또는 장치와 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 저장 및 전달하기 위한 인젝터형 분배기(500) 또는 펜의 개략적인 측단면도를 보여주고 있다. 도면들은 각각 3개의 상이한 작동 단계에 있는 분배기(500)를 각각 보여주고 있다.
분배기는 로드(583), 캐리지(584), 및 2개의 스프링(585)을 함유하는 하우징(582)을 포함하고 있다. 하우징(582) 내에는, 복수의 에어로졸 발생 비드(1)를 축방향 정렬로 저장하기 위한 제1 저장 구역(586)이 있다. 도 9a 내지 도 9c에 도시된 구현예에서, 분배기(500)는 또한 복수의 에어로졸 발생 비드(1)를 축방향 정렬로 저장하기 위한 제2 저장 구역(587)도 하우징(582) 내에 포함하고 있다. 분배기(500)는 하우징(582)의 하부 분배 말단에 출구 오리피스(588)를 포함하고 있다. 출구 오리피스(588)는 에어로졸 발생 장치, 예를 들어 도 6의 장치(100)의 구멍(150) 또는 오목 림(152)의 구멍, 또는 특히 오목형 구멍 림과 체결되도록 구성되어 있는 돌출 림(594)에 의해 둘러싸인다. 분배기(500)는 2개의 저장 구역들(586 및 587)과 출구 오리피스(588) 사이에 배치된 로딩 구역(589)을 더 포함하고 있다. 로딩 구역(589)은 단일 에어로졸 발생 비드(1)를 수용하는 크기로 되어 있다. 분배기(500)는 로딩 구역(589)의 하부 말단 중 어느 한 측면에 위치된 제1(591) 및 제2(592) 경질 정지부를 더 포함하고 있다.
스프링은 제1(586 및 587) 저장 구역에 저장된 에어로졸 발생 비드(1)를 향해 캐리지(584)를 편향시킨다. 캐리지(584)는 제1(586) 및 제2(587) 저장 구역의 후방 말단을 각각 정의하는 제1 말단면(595) 및 제2 말단면(597)을 더 포함하고 있다. 제1 말단면(595)은 제2 말단면(597)보다 더 전방으로, 즉 더 나아가 출구 오리피스(588)를 향해 설정된다. 제1(595) 및 제2(597) 말단면 사이의 길이 방향의 거리는 단일 에어로졸 발생 비드(1)의 직경의 절반이다.
로드(583)는 하우징(582)의 중앙 길이방향 축을 따라서 및 이를 통해서 그리고 캐리지(584)를 통해서 형성된 중앙 길이방향 연장 통로(593)를 통해 왕복할 수 있다. 그 분배 말단에서, 로드(583)는 에어로졸 발생 비드(1)와 맞물리기 위한 체결 면(596)을 가지며, 체결 면(596)은 로드(583)의 주된 줄기보다 더 넓도록 측방향으로 돌출되어 있다. 로드(583)는 로드(583)의 작동 말단, 즉 체결 면(596)에 대향하는 말단에 위치한 버튼(590)에 의해 작동된다. 로드(583)의 어느 한 측면은 통로(593)의 각각의 대응하는 내부 표면 상에 형성된 각각의 로드 체결 기구와 맞물리는 톱니형 섹션(미도시함)을 갖는다. 하우징(582)의 내부 표면은 또한 캐리지(584)의 어느 한 측면과 마주하는 톱니형 섹션을 가지며, 이는 캐리지(584)의 어느 한 측면 상의 각각의 하우징 체결 기구와 맞물린다.
도 9a에서, 각각의 저장 구역(586 및 587)은 4개의 축방향으로 정렬된 에어로졸 발생 비드들(1)을 함유하고 있으며, 로딩 구역(589)은 단일 에어로졸 발생 비드(1)를 함유하고 있다. 도 9a에 도시된 단계에서, 버튼(590)은 눌러지기 시작하고 로드(583)가 출구 오리피스(588)를 향해 전진하기 시작했다. 이 단계에서, 캐리지(584)의 로드 체결 기구는 로드(583)의 톱니형 섹션과 맞물린다. 결과적으로, 캐리지(584)는 또한 출구 오리피스(588)를 향해 전진한다. 이것이 전진함에 따라, 카트리지(584)는 출구 오리피스(588)를 향해 제1 및 제2 저장 구역(586 및 587) 둘 모두 내에 축방향으로 정렬된 에어로졸 발생 비드(1)의 열을 밀어낸다.
도 9b에서, 캐리지(584)는, 제1 저장 구역(586) 내의 에어로졸 발생 비드(1)가 캐리지(584)의 제1 말단면(595)에 의해 제1 경질 정지부(591)에 대해 밀리면 더 이상 전진할 수 없다. 이 시점에서, 로드 체결 기구는 분리되었고 로드(583)는, 출구 오리피스(588)를 통해, 도 9a에서 로딩 구역(589)에 배치된, 에어로졸 발생 비드(1)를 캐리지(584)가 밀어낸 것과 관계없이 계속 전진하였다. 로드(583)의 분배 말단은 출구 오리피스(588)를 통과하였고, 로드가 완전한 확장 위치에 도달할 때까지 에어로졸 발생 비드(1)를 계속 밀어낸다. 이 시점에서, 에어로졸 발생 비드(1)는 에어로졸 발생 장치의 에어로졸화실 내에 있을 것이다.
도 9c에서, 로드(583)는 완전히 수축된 위치로 다시 이동되었다. 캐리지(584)의 하우징 체결 기구는 캐리지(584)가 로드(583)와 함께 후방으로 이동하는 것을 방지한다. 로드(583)의 체결 면(596)이 제1(586) 및 제2(587) 저장 구역을 통과함에 따라, 체결 면(596)의 돌출부는 제2 저장 구역(587) 내의 정렬된 에어로졸 발생 비드(1)의 열을 캐리지(584)의 제2 말단면(597)을 향해 후방으로 밀어낸다. 로드(583)의 체결 면(596)의 돌출부는 또한 제1 저장 구역(586)의 정렬된 에어로졸 발생 비드(1)의 열에 작용하지만, 캐리지(584)의 제1 말단면(595)은 캐리지(584)의 제2 말단면(597)보다 더 전방으로 설정되기 때문에, 에어로졸 발생 비드(1)가 이동할 수 있는 공간이 없다. 그 결과, 로드(583)의 체결 면(596)은 제1 저장 구역(586) 내로 후방으로 이동하였지만, 에어로졸 발생 비드(1)는 로딩 구역(589) 내로 떨어지는 제1 저장 구역(586) 내의 가장 먼 전방 에어로졸 발생 비드(1)를 지나 후방으로 로드(583)의 체결 면(596)이 이동하도록 제자리에 유지된다. 이제 제2 저장 구역(587) 내에 4개의 축방향으로 정렬된 에어로졸 발생 비드들(1)이 있고, 제1 저장 구역(586) 내에 3개의 축방향으로 정렬된 에어로졸 발생 비드들(1)이 있으며, 로딩 구역(589) 내의 단일 에어로졸 발생 비드(1)가 분배될 준비가 되었다.
도 10은 본 발명의 추가 구현예에 따른 장치(600)의 평면 단면도를 보여주고 있다. 도 10의 장치(600)의 작동의 특징부 및 원리는, 장치(600)가 복수의 에어로졸 발생 비드(1)를 각각 저장하고 에어로졸 발생 비드(1)를 장치(600)의 에어로졸화실(616)에 전달하기 위해 일체형 제1 저장부(642) 및 전달 기구(660)를 갖는 것을 제외하고는 도 3 및 도 7a의 장치(100, 300)의 특징부 및 원리와 각각 동일하다. 장치(600)는 또한 에어로졸화실(616)로부터 배출된 사용한 에어로졸 발생 비드(1b)를 저장하기 위한 일체형 제2 저장부(644)를 갖는다.
제1 저장부(642)는 장치(600)의 하우징(602) 내에 위치되어 있고 장치(600)의 일 측면을 따라 길이방향으로 연장되어 있다. 전달 기구(660)는 하우징(602)에 형성된 길이방향 홈(미도시함)에 슬라이딩 가능하게 체결되는 슬라이더(661)를 포함하고 있으며, 홈은 제1 저장부(642)의 길이로 연장되어 있다. 슬라이더(661)는 길이방향 홈을 통해 제1 저장부(642) 내로 연장되어 있고 제1 저장부(642)에 저장된 최후방 에어로졸 발생 비드(1)와 맞물리도록 배열되는 푸셔 부분(663)을 갖는다. 제1 저장부(642) 내로 연장되어 있는 푸셔 부분(663)의 일부분은 제1 저장부(642) 내에 푸셔 부분(663)을 보유하기 위해 길이방향 홈보다 더 넓다.
에어로졸 발생 비드(1)를 에어로졸화실(616) 내로 삽입하기 위해, 사용자는 슬라이더(661)를 전방으로, 즉 마우스피스(614)를 향해 수동으로 밀어낸다. 푸셔 부분(663)은 최후방 에어로졸 발생 비드(1)와 맞물리고, 가압력은 복수의 비드를 따라 맨 앞의 비드, 즉 에어로졸화실(616)에 가장 가까운 비드로 전달된다. 에어로졸 발생 비드(1)가 에어로졸화실(616) 내로 삽입될 수 있는 제1 저장부(642)에 인접한 에어로졸화실(616)의 측벽면에 구멍(674)이 형성되어 있다. 구멍(674)은 구멍(674)의 측면에 경첩식으로 부착된 내측 개방 도어(668)에 의해 폐쇄될 수 있다. 도어(668)는 스프링(미도시함)에 의해 그의 폐쇄 구성을 향해 탄력적으로 편향된다. 사용자가 슬라이더(661)에 인가한 힘이 도어(668)를 폐쇄하는 스프링의 탄성력을 극복하기에 충분한 경우, 맨 앞의 에어로졸 발생 비드(1)가 에어로졸화실(616) 내로 밀릴 것이다. 일단 비드(1)가 에어로졸화실(616) 내로 삽입되었다면, 도어(668)는 에어로졸화실(616)로부터 에어로졸이 빠져나가는 것을 방지하기 위해 스프링의 작용 하에 그 뒤에서 닫힌다. 제1 저장부(642)의 전방 말단 벽면은 비드(1)를 에어로졸화실(616) 내로 유도하도록 각을 이루고 있다.
가열 후, 에어로졸화실(616) 내에 위치된 사용한 비드(1b)는 사용자가 다음 비드(1)을 삽입할 준비가 될 때까지 에어로졸화실 내에 남아 있다. 그 지점에서, 사용자는 비드(1)를 삽입하기 위해 전술한 프로세스를 반복한다. 새로운 비드를 에어로졸화실(616) 내로 삽입하는 동작은, 에어로졸화실(616)의 대향하는 측벽면에 형성되는 구멍(672)을 통해 사용한 비드를 에어로졸화실(616)로부터 구멍(674)까지 밀어낸다. 구멍(672)은 구멍(672)의 측면에 경첩식으로 부착된 외측 개방 도어(666)에 의해 폐쇄될 수 있다. 도어(666)는 또한 스프링(미도시함)에 의해 그의 폐쇄 구성을 향해 탄력적으로 편향된다. 일단 비드가 에어로졸화실(616)로부터 배출되었다면, 도어(666)는 에어로졸화실(616)로부터 에어로졸이 빠져나가는 것을 방지하기 위해 스프링의 작용 하에 그 뒤에서 닫힌다. 배출된 비드(1b)는 장치(600)의 하우징(602) 내에 또한 위치되고 장치(600)의 대향 측면을 따라 제1 저장부(642)까지 길이방향으로 연장되어 있는 제2 저장부(644)에 저장된다. 폐쇄가능 개구부(미도시함)가 제2 저장부(644)에 제공되어, 일단 사용된 비드(1b)가 채워지면 사용자가 제2 저장부를 비울 수 있게 한다.

Claims (17)

  1. 에어로졸 발생 시스템으로서:
    에어로졸 발생 물품으로서, 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 상기 에어로졸 발생 물품;
    공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로;
    상기 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 기류 경로를 따르는 위치에 배열된, 상기 에어로졸화실; 및
    상기 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기로서, 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성 및 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 방지되는 폐쇄 구성을 갖는, 상기 흐름 제어기;를 포함하고,
    여기서 상기 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위해 개방되도록 구성되어 있고,
    여기서 상기 에어로졸화실은 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하기 위해 폐쇄되도록 구성되어 있고,
    상기 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸화실 내에 수용될 때 상기 에어로졸화실을 가열하도록 배열된 가열 요소를 더 포함하고,
    여기서 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 흐름 제어기가 상기 폐쇄 구성에 있을 때만 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하는 상기 에어로졸화실을 가열하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정량은 오직 단일 퍼프를 위한 에어로졸의 양을 발생시키기에 충분한 에어로졸 형성 기재의 양을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정량의 에어로졸 형성 기재는 약 2 내지 30mg의 담배, 더욱 구체적으로 약 3 내지 20mg의 담배, 더욱 구체적으로 약 3 내지 9mg의 담배, 더욱 더 구체적으로 약 4 내지 8mg의 담배를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정량의 에어로졸 형성 기재는 약 100μg의 니코틴, 니코틴 유도체 또는 니코틴 유사체를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정량의 에어로졸 형성 기재는 약 300 내지 1250μg의 에어로졸 형성제 및 더욱 구체적으로 약 675 내지 875μg의 에어로졸 형성제를 더 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸화실은 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하는 크기로 되어 있는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품의 단면적은 공기가 상기 에어로졸 발생 물품 주위에서 그리고 상기 에어로졸화실을 통해서 흐를 수 있도록 상기 에어로졸화실의 단면적보다 작은 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품의 단면적은 상기 에어로졸화실의 단면적의 약 60% 내지 90%인 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸화실은 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸화실 내로 로딩될 수 있는 구멍을 포함하되, 상기 시스템은 상기 에어로졸 발생 물품의 가열 동안 상기 구멍을 폐쇄하기 위한 폐쇄부를 더 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸화실 내로 전달하기 위한 전달 기구를 더 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 기류 경로를 통해 상기 에어로졸화실을 빠져나가는 것을 방지하기 위한 가드를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가드는 상기 에어로졸화실이 상기 기류 경로의 나머지 부분에 결합되는 지점에서 상기 기류 경로의 단면적의 감소를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 가드는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 기류 경로를 통해 상기 에어로졸화실을 빠져나가는 것을 방지하면서 여전히 공기가 상기 기류 경로를 통해 흐를 수 있게 하기 위해 메쉬 또는 플레이트를 통해 형성된 적어도 하나의 구멍을 갖는 상기 메쉬 또는 플레이트를 포함하고, 여기서 상기 메쉬 또는 플레이트는 상기 기류 경로의 적어도 일부분을 가로질러 배열되어 있는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 복수의 일회용 에어로졸 발생 물품을 저장하기 위한 저장 유닛을 더 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하되, 상기 에어로졸 발생 장치는:
    공기 유입구와 공기 유출구 사이에 배열된 기류 경로;
    상기 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 기류 경로를 따르는 위치에 배열된, 상기 에어로졸화실; 및
    상기 기류 경로를 통한 공기의 흐름을 선택적으로 제어하기 위한 흐름 제어기로서, 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐를 수 있는 개방 구성 및 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것이 실질적으로 방지되는 폐쇄 구성을 갖는, 상기 흐름 제어기;를 포함하고,
    여기서 상기 에어로졸화실은 한 번에 단 하나의 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위해 개방되도록 구성되어 있고,
    여기서 상기 에어로졸화실은 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하기 위해 폐쇄되도록 구성되어 있고,
    상기 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸화실 내에 수용될 때 상기 에어로졸화실을 가열하도록 배열된 가열 요소를 더 포함하고,
    여기서 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 흐름 제어기가 상기 폐쇄 구성에 있을 때만 에어로졸 발생 물품을 함유하는 상기 에어로졸화실을 가열하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
  16. 에어로졸을 발생시키는 방법으로서, 상기 방법은 에어로졸 발생 물품으로부터 상기 에어로졸을 발생시키도록 구성되어 있으며, 상기 에어로졸 발생 물품은 단일 정량의 에어로졸 형성 기재를 포함하고, 상기 방법은:
    공기 유입구와 공기 유출구 사이에 기류 경로를 제공하는 단계;
    상기 기류 경로가 에어로졸화실의 적어도 일부분을 통과하도록 상기 기류 경로를 따르는 위치에 배열된, 상기 에어로졸화실을 제공하는 단계;
    상기 에어로졸화실을 개방하는 단계;
    하나의 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸화실 내에 배치하는 단계;
    상기 에어로졸화실을 폐쇄해서 상기 에어로졸 발생 물품을 함유하는 단계;
    상기 기류 경로를 폐쇄해서 공기가 상기 에어로졸화실 내로 그리고 밖으로 흐르는 것을 실질적으로 방지하는 단계;
    상기 에어로졸 발생 물품을 함유하는 상기 에어로졸화실을 가열해서 상기 기류 경로가 폐쇄되는 동안 상기 에어로졸 형성 기재가 에어로졸화되도록 하는 단계;
    상기 기류 경로를 개방해서 상기 공기 유출구를 통해 발생된 에어로졸을 사용자가 퍼프할 수 있도록 하는 단계;를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 방법은 상기 에어로졸 발생 물품을 상기 에어로졸화실 내에 배치하기 전에 상기 에어로졸화실 내의 온도를 미리 결정된 온도로 상승시키는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
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