JP2015524258A - 電子蒸気供給装置 - Google Patents

Abstract

動力電池（９、５４）と気化器（６、５２）と液体貯蔵部（７、５１）とを含み、気化器は加熱エレメント（１７、６８）および加熱エレメント支持体（２０、６７）を含み、液体貯蔵部は多孔質材を含む電子蒸気供給装置（１）。

Description

本明細書は電子蒸気供給装置に関する。

電子紙巻きタバコなどの電子蒸気供給装置は、通常紙巻きタバコと同じサイズであり、マウスピースに吸引力を加えることによって液体貯蔵部からニコチンを含む蒸気をユーザーに吸引させることによって機能する。いくつかの電子蒸気供給装置は、ユーザーが吸い込みによる力を加えてヒーターコイルを加熱して、液体を気化させる際に作動する気流センサーを備えている。

ある実施態様では動力電池と気化器と液体貯蔵部とを含む電子蒸気供給装置が提供され、気化器は加熱エレメントおよび加熱エレメント支持体を含み、液体貯蔵部は多孔質材を含む。加熱エレメント支持体は液体貯蔵部の一部を形成してもよく、液体貯蔵部であってもよい。さらに加熱エレメントは、その外側から加熱エレメント支持体によって支持されてもよく、あるいは加熱エレメントは、その内側から加熱エレメント支持体によって支持されてもよい。

１つ以上の隙間を加熱エレメントと加熱エレメント支持体との間に設けてもよい。

別の実施態様では加熱エレメントと多孔質加熱エレメント支持体とを含む蒸気供給装置に使用するための気化器が提供され、加熱エレメント支持体は液体貯蔵部である。

別の実施態様では加熱エレメントおよび多孔質加熱エレメント支持体を含むマウスピースが提供され、加熱エレメント支持体は液体貯蔵部である。

別の実施態様では液体を気化させるための加熱エレメントと、加熱エレメントからの気化された液体のための空気出口と、多孔質加熱エレメント支持体とを含む電子蒸気供給装置が提供され、加熱エレメント支持体は液体貯蔵部である。電子蒸気供給装置は、加熱エレメントに動力を供給するための動力電池を含んでもよい。

本開示がより良好に理解されるようにそして例示的実施態様がいかにして実施されるかを示すために添付図面を参照して以下に詳しく説明する。

電子紙巻きタバコの側面斜視図である。 垂直コイルを有する電子紙巻きタバコの略式断面図である。 多孔質加熱エレメント支持体の側面斜視図である。 多孔質加熱エレメント支持体とコイルの側面斜視図である。 多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 平行コイルを有する電子紙巻きタバコの略式断面図である。 外方多孔質加熱エレメント支持体の側面斜視図である。 外方多孔質加熱エレメント支持体とコイルの側面斜視図である。 外方多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 流路を有する多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 八角形断面形状を有する多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 ４つの腕部がクロスした断面を有する多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 外方多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 外方多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。 ２つの部分からなる外方多孔質加熱エレメント支持体とコイルの端面図である。

ある実施態様では動力電池と気化器と液体貯蔵部とを含む電子蒸気供給装置が提供され、気化器は加熱エレメントおよび加熱エレメント支持体を含み、液体貯蔵部は多孔質材を含む。電子蒸気供給装置は電子紙巻きタバコであってもよい。多孔質材を含む液体貯蔵部を有することによって液体を効率よく保持することができ、液体の放出および貯蔵を多孔質材の吸い上げ作用によってより良好に制御するこいとができる。

液体貯蔵部は固体多孔質材または硬質の多孔質材であってもよい。例えば、液体貯蔵部は多孔質セラミック材であってもよい。多孔質材は、変形しにくいので、その特性が固定し、維持することができるので有利である。その形状は、製造工程において定められてもよく、この特定の形状が装置に維持され、装置の用途を一定にすることができる。

液体貯蔵部は外方液体貯蔵容器を含まなくてもよい。多孔質材を設けることによって外方液体貯蔵容器の必要がなくなり、従ってより効率的な貯蔵手段を得ることができる。

多孔質材は、液体の保持および吸い上げおよび／または液状グリセリンの保持および吸い上げのために最適化してもよい。さらに多孔質材は、実質的に同じ大きさの孔を有してもよい。多孔質材はそれに均一に配分された孔を含んでもよい。さらに多孔質材は、その材料容積の大半が液体を貯蔵するための孔となるように構成されてもよい。液体貯蔵部は、その外面領域の少なくとも一部を封止して、その領域の孔を塞いでもよい。

多孔質材は、加熱エレメントの隣に位置する領域に小さい孔そして加熱エレメントから遠い領域に大きな孔を有してもよい。多孔質材は加熱エレメントの隣の小さい孔から加熱エレメントから遠い大きな孔の範囲で孔径勾配を有してもよい。

液体貯蔵部は液体を加熱エレメント上に吸い上げるように構成してもよい。孔の構造は、加熱エレメント上への液体の移行のより効率的な手段が得られるように貯蔵媒体の吸い上げ効果を決定するように作用する。

加熱エレメント支持体は、液体貯蔵部の一部、別個の追加の液体貯蔵部または液体貯蔵部全体を形成してもよい。支持体を別個に必要としないので、部材の数を減らすことができ、構造が単純で安価な装置を供することができ、容量を増加させるために大きな液体貯蔵部を使用することが可能になる。

加熱エレメントはその外側から加熱エレメント支持体によって支持されてもよい。これとは別にまたはこれに加えて加熱エレメントはその内側から加熱エレメント支持体によって支持されてもよい。

１つ以上の隙間を加熱エレメントと加熱エレメント支持体との間に設けてもよい。加熱エレメントと加熱エレメント支持体との間に隙間を設けることによって、気化のための隙間領域に液体を集め、貯蔵することができる。また隙間は加熱エレメント上に液体を吸い上げるように作用することが可能である。また加熱エレメントと支持手段との間に隙間を設けることは、加熱エレメントの表面領域がより多く露出し、これにより加熱および気化の表面領域がより大きくなることを意味する。

加熱エレメントはワイヤーコイルなどの加熱コイルであってもよい。加熱コイルは、その長さに沿って加熱エレメント支持体によって支持されるように螺旋状に巻かれてもよい。さらに加熱コイルのターンは、加熱エレメント支持体によって支持されてもよい。例えば、加熱コイルのターンは、加熱エレメント支持体と接触してもよい。１つ以上の隙間を加熱コイルと加熱エレメント支持体との間に設けてもよい。コイルターンと支持体との間に隙間を設けることによって、液体を隙間に吸い上げることができ、気化のために隙間に保持することができる。特に液体をコイルターンの間の空間によってコイルターンと支持体との間の隙間内に吸い上げることができる。

気化器はさらに気化キャビティーを含んでもよく、これは使用の際負圧領域になるように構成されている。加熱エレメントの少なくとも一部は、気化キャビティーの内側にあってもよい。特にユーザーが電子蒸気供給装置を介して吸入した際に負圧領域になる気化キャビティーに加熱エレメントを有することによって、液体は直接気化され、ユーザーによって吸入される。

電子蒸気供給装置はマウスピースセクションを含んでもよく、気化器はマウスピースセクションの一部を形成してもよい。さらに液体貯蔵部はマウスピースセクションの一部を形成してもよい。例えば、液体貯蔵部は実質的にマウスピースセクションを満たしてもよい。

図１を参照するとマウスピース２と胴体３とを含む電子紙巻きタバコ１の形状の電子蒸気供給装置１の実施態様が示されている。電子紙巻きタバコ１は円筒形状を有する従来の紙巻きタバコのような形状である。マウスピース２は空気出口４を有し、電子紙巻きタバコ１は、ユーザーが電子紙巻きタバコ１のマウスピース２を口に入れて、空気出口４を介して空気を引き込みながら吸入すると作動する。マウスピース２および胴体３は両方とも円筒状であり、互いに同軸に接続して従来の紙巻きタバコの形状になるように構成されている。

図２は図１の電子紙巻きタバコ１の一例を示している。胴体３はバッテリー装置５部分と気化器６部分を含む２つの着脱自在の部品を含み、マウスピース２は液体貯蔵部７を含む。電子紙巻きタバコ１は組み立てられた状態に示されており、着脱自在の部品２、５、６がマウスピース２、気化器６、バッテリー装置５の順番で接続される。液体は液体貯蔵部７から気化器６へと吸い上げられる。バッテリー装置５はバッテリー装置５と気化器６との相互電気接続を介して気化器６に電力を供給する。気化器６は吸い上げられた液体を気化させ、その蒸気が空気出口４を通って出る。液体は例えばニコチン溶液であってもよい。

バッテリー装置５は、バッテリー装置ケーシング８と、動力電池９と、電気接触部１０と制御回路１１とを含む。

バッテリー装置ケーシング８は、第１端部１２で開口した中空の円筒である。例えば、バッテリー装置ケーシング８はプラスチックであってもよい。電気接触部１０はケーシング８の第１端部１２に位置し、動力電池９および制御回路１１はケーシング８の空洞内に位置する。動力電池９は、例えばリチウム電池であってもよい。

制御回路１１は圧力センサー１３とコントローラー１４とを含み、動力電池９によって動力が供給される。コントローラー１４は圧力センサー１３とインターフェースを取り、動力電池９から気化器６への電力の供給を制御するように構成されている。

気化器６は気化器ケーシング１５と、電気接触部１６と、加熱エレメント１７と、吸い上げエレメント１８と、気化キャビティー１９と、加熱エレメント支持体２０とを含む。

気化器ケーシング１５は空気入り口２１を有する両端が開口した中空の円筒である。例えば気化器ケーシング１５はアルミニウム合金で形成してもよい。空気入り口２１は気化器ケーシング１５の第１端部２２で気化器ケーシング１５に設けられた穴である。電気接触部１６は気化器ケーシング１５の第１端部２２に位置している。

気化器ケーシング１５の第１端部２２は、バッテリー装置ケーシング８の第１端部１２取り外し自在に接続されていて、気化器の電気接触部１６がバッテリー装置の電気接触部１０に電気的に接続されている。例えば、装置１は気化器ケーシング１５がねじ式接続によってバッテリー装置ケーシング８に接続するように構成してもよい。

図４および５に例示するように加熱エレメント１７は、一本のワイヤーで形成され、加熱エレメントコイル２３および２本のリード線２４を含む。例えば、加熱エレメントはニクロムで形成されてもよい。コイル２３はワイヤーが軸Ａを中心に螺旋に形成されるワイヤーの部分である。コイル２３の両端でワイヤーはその螺旋形状から離れ、リード線２４を供する。リード線２４は電気接触部１６に接続され、これにより動力電池９によって供される電力をコイル２３に送るように構成されている。

コイル２３のワイヤーの直径は約０．１２ｍｍである。コイルの長さは約２５ｍｍであり、内径は約１ｍｍであり、螺旋ピッチは約４２０マイクロメートルである。コイルの連続するターン間の空隙は従って約３００マイクロメートルである。

加熱エレメント１７は気化器ケーシング１５の第２端部２５の方に位置し、コイル２３の軸Ａが気化器ケーシング１５の円筒軸Ｂに直角になるように配向されている。加熱エレメント１７のコイル２３は、従って電子紙巻きタバコ１の長手方向軸Ｃに対して直角である。

吸い上げエレメント１８はマウスピース２の液体貯蔵部７と接触する気化器ケーシング１５から延びている。吸い上げエレメント１８は、マウスピース２の液体貯蔵部７から加熱エレメント１７へと方向Ｗに液体を吸い上げるように構成されている。より具体的には吸い上げエレメント１８は、コイル２３の第１端部から延び、気化器ケーシング１４の第２端部２５を通過し、コイルの第２端部に戻る多孔質材料からなる弓状部を含む。例えば、多孔質材料はニッケル発泡体であってもよく、発砲体の多孔度は後述する吸い上げが生じるような多孔度である。

気化キャビティー１９は、液体が気化される気化器ケーシング１５の空洞にある領域である。加熱エレメント１７、加熱エレメント支持体２０および吸い上げエレメント１８の一部２６は気化キャビティー１９内に配置されている。

加熱エレメント支持体２０は、加熱エレメント１７を支持し、加熱エレメント１７による液体の気化を促すように構成されている。加熱エレメント支持体２０は内方支持体であり、図３、４および５に例示されている。支持体２０はセラミック材からなる硬質の筒である。例えば、多孔質セラミック材はそれ全体に配分された孔２０ａを有するように示されている。支持体２０は加熱エレメントコイル２３の螺旋内に同軸に配置され、コイル２３より僅かに長く、これにより支持体２０の両端がコイル２３の両端から突出している。円筒状支持体２０の直径は螺旋の内径とほぼ同じである。その結果、コイル２３のワイヤーは支持体２０と実質的に接触し、これにより支持され、コイル２３の形状を維持しやすくなる。加熱エレメントコイル２３は、加熱エレメント支持体２０の周りにコイル状に巻かれる、または支持体を包む。硬質であることによりコイル２３を所定の位置に保持する安定した強固な構造が得られる。支持体２０と加熱エレメント１７のコイルとの組み合わせによって図４および５に例示するように加熱ロッド２７を供する。加熱ロッドについては図４および５を参照して下記に詳しく説明する。

支持体２０の表面２８は、液体の供給を良好にしながら、吸い上げエレメント１８から気化のための加熱エレメント１７に液体を吸い上げるルートを供給する。支持体２０の表面２８は吸い上げられた液体を加熱エレメント１７の熱に晒す表面領域も提供する。支持体の多孔度によって液体が加熱エレメント支持体２０に貯蔵される。支持体は、従って追加的な液体貯蔵部である。

マウスピース２はマウスピースケーシング２９を含む。マウスピースケーシング２９は、中空の円筒であり、第１端部３０で開口し、ケーシングの第２端部３１の穴である空気出口４を含む。マウスピースケーシングは、例えば、プラスチックで形成してもよい。

液体貯蔵部７はマウスピースケーシング２９の空洞内に配置されている。例えば、液体貯蔵部は発泡体を含んでもよく、発砲体は気化を意図する液体で満たされる。液体貯蔵部７の断面積は、マウスピースケーシングの空洞より小さく、これによりマウスピースケーシング２の第１端部３０と空気出口４との間に空気経路３２を形成する。

マウスピースケーシング２９の第１端部３０は、気化器ケーシング１５の第２端部２５に取り外し自在に接続されており、これにより液体貯蔵部７は気化器６から突出した吸い上げエレメント１８の部分３３と接触する。

液体は液体貯蔵部７から吸い上げエレメント１８によって吸収され、吸い上げエレメント１８を介してルートＷに沿って吸い上げられる。その後液体は、吸い上げエレメント１８から加熱エレメント１７のコイル２３上におよびコイルに沿って、そして支持体２０上におよび支持体に沿って吸い上げられる。

マウスピースケーシング２９、気化器ケーシング１５およびバッテリー装置ケーシング８の隣接する中空の内部によって形成された連続した内方キャビティー３４が電子紙巻きタバコ１内に存在する。

使用の際、ユーザーはマウスピース２の第２端部３１で吸い込みを行う。これにより電子紙巻きタバコ１の内方キャビティー３４内、特に空気出口４で空気圧の降下が生じる。

内方キャビティー３４内の圧力降下は圧力センサー１３によって検知される。圧力センサーによる圧力降下の検知に応じて、コントローラー１４は動力電池９から電気接触部１０、１６を介して加熱エレメント１７に電力を供給する。加熱エレメント１７のコイルは、従って熱くなる。コイル１７が熱くなると、気化キャビティー１９内の液体が気化される。より具体的には加熱エレメント１７上の液体が気化され、加熱エレメント支持体２０上の液体が気化され、加熱エレメント１７の間近にある吸い上げエレメント１８の部分２６の液体も気化させてもよい。

また内方キャビティー３４内の圧力降下によって、電子紙巻きタバコ１の外側からの空気が空気入り口２１から内方キャビティーを介してルートＦに沿って空気出口４へと引き込まれる。空気がルートＦに沿って引き込まれると、気化キャビティー１９と空気経路３２を通過する。気化された液体は、従って空気経路３２に沿った空気の移動によって搬送され、空気出口４から出て、ユーザーに吸入される。ルートＦに沿って気化キャビティーを通過する際に空気は、コイル２３の軸Ａに実質的に直角な方向に加熱エレメント１７に亘って移動する。

気化された液体を含む空気が空気出口４に搬送されると、蒸気の一部は、濃縮し、空気流内に微細な液滴の懸濁液を製する。さらにマウスピース２でユーザーが吸い込みを行うと気化器６を通って移動する空気が吸い上げエレメント１８、加熱エレメント１７および／または加熱エレメント支持体２０から微細な液滴を持ち上げることができる。出口を通過した空気は、従って微細な液滴と気化された液体のエアロゾルを含む。

また気化キャビティー１９内の圧力降下は、液体貯蔵部７から吸い上げエレメント１８に沿って気化キャビティー１９内への液体の吸い上げをさらに促進させる。

図６は図１の電子紙巻きタバコ１のさらなる例を示す。胴体３は単一の部品であり、ここではバッテリー装置５０と称し、マウスピース２は液体貯蔵部５１と気化器５２とを含む。電子紙巻きタバコ１は組み立てられた状態に示されており、着脱自在の部品２、３が接続されている。液体は液体貯蔵部５１から気化器５２へと吸い上げられる。バッテリー装置５０は、バッテリー装置５０とマウスピース２との相互電気接続を介して気化器５２に電力を供給する。気化器５２は吸い上げられた液体を気化し、その蒸気は空気出口４から出る。液体は、例えばニコチン溶液であってもよい。

バッテリー装置５０は、バッテリー装置ケーシング５３と、動力電池５４と、電気接触部５５と制御回路５６とを含む。

バッテリー装置ケーシング５３は第１端部５７で開口した中空の円筒である。例えば、バッテリー装置ケーシングはプラスチックであってもよい。電気接触部５５はケーシング５３の第１端部５７に位置し、動力電池５４および制御回路５６はケーシング５３の空洞内に位置している。動力電池５４はリチウム電池であってもよい。

制御回路５６は、空気圧センサー５８とコントローラー５９とを含み、動力電池５４によって動力が供給される。コントローラー５９は、空気圧センサー５８とインターフェースを取り、電気接触部５５を介した動力電池５４から気化器５２への電力の供給を制御するように構成されている。

マウスピース２はさらにマウスピースケーシング６０と電気接触部６１とを含む。マウスピースケーシング６０は、第１端部６２で開口し、ケーシング６０の第２端部６３の穴である空気出口４を有する中空の円筒である。またマウスピースケーシング６０は、ケーシング６０の第１端部６２の近くに位置する穴である空気入り口６４を含む。例えば、マウスピースケーシングはアルミニウムで形成してもよい。

電気接触部６１はケーシング６０の第１端部に位置している。さらにマウスピースケーシング６０の第１端部６２は、バッテリー装置ケーシング５３の第１端部５７に取り外し自在に接続されていて、マウスピースの電気接触部６１はバッテリー装置の電気接触部５５と電気的に接続されるようになっている。例えば、装置１はマウスピースケーシング６０がバッテリー装置ケーシング５３にねじ止め接続によって接続するように構成してもよい。

液体貯蔵部５１は中空のマウスピースケーシング６０内でケーシング６０の第２端部６３の方に配置されている。液体貯蔵部５１は液体内に配置される多孔質材料からなる円筒状の管である。液体貯蔵部５１の外周はマウスピースケーシング６０の内周と合致する。中空の液体貯蔵部５１は空気経路６５を供する。例えば、液体貯蔵部５１の多孔質材料は発泡体を含んでもよく、発砲体は気化される液体で実質的に満たされる。

気化器５２は気化キャビティー６６と、加熱エレメント支持体６７と、加熱エレメント６８とを含む。

気化キャビティー６６は液体が気化されるマウスピースケーシング６０の空洞内の領域である。加熱エレメント６８、支持体６７の一部６９は気化キャビティー６６内に配置されている。

加熱エレメント支持体６７は、加熱エレメント６８を外側から支持し、加熱エレメント６８による液体の気化を促すように構成され、図７〜９に例示されている。支持体６７は、加熱エレメント６８の外側に位置しているので、その大きさは、加熱エレメントの大きさによって制限されず、上述の実施態様のものより大きくすることができる。これにより上述の実施態様のものより多孔質加熱エレメント支持体６７によって多くの液体を貯蔵しやすくなる。支持体６７は硬質の多孔質材からなる中空の円筒であり、液体貯蔵部５１と当接するようにマウスピースケーシング６０内のケーシング６０の第１端部６２の方に配置されている。多孔質材はそれ全体に分布した孔６７ａを有する。支持体６７の外周は、マウスピースケーシング６０の内周と合致する。支持体の空洞は、支持体６７の長さ全体に亘って長手方向に延びた中央流路７０である。流路７０は、方形の断面形状を有し、断面は支持体の長手方向軸に直角である。

支持体６７は、マウスピース２の液体貯蔵部５１から加熱エレメント６８へと方向Ｗに液体を吸い上げるように構成されているので、吸い上げエレメントとして作用する。例えば支持体６７の多孔質材はニッケル発泡体であってもよく、発砲体の多孔度は後述する吸い上げが生じるような多孔度である。液体Ｗが液体貯蔵部５１から支持体６７に吸い上げられると、液体を支持体６７の多孔質材料に貯蔵することができる。従って、支持体６７は液体貯蔵部５１の延長部である。

図８および９に例示するように加熱エレメント６８は一本のワイヤーで形成され、加熱エレメントコイル７１および２本のリード線７２を含む。例えば、加熱エレメント６８はニクロムで形成されてもよい。コイル７１はワイヤーが軸Ａを中心に螺旋に形成されるワイヤーの部分である。コイル７１の両端でワイヤーはその螺旋形状から離れ、リード線７２を供する。リード線７２は電気接触部６１に接続され、これにより動力電池５４によって供される電力をコイル７１に送るように構成されている。

コイル７１のワイヤーの直径は約０．１２ｍｍである。コイルの長さは約２５ｍｍであり、内径は約１ｍｍであり、螺旋ピッチは約４２０マイクロメートルである。コイルの連続するターン間の空隙は従って約３００マイクロメートルである。

加熱エレメント６８のコイル７１は、支持体の流路７０内に同軸に配されている。従って、加熱エレメントコイル７１は加熱エレメント支持体６７の流路７０内で螺旋状に巻かれている。さらに従ってコイル７１の軸Ａは、マウスピースケーシング６０の円筒状の軸Ｂおよび電子紙巻きタバコ１の長手方向軸Ｃと平行である。

コイル７１は、コイル７１の両端が支持体６７の両端と面一になるように支持体６７と長さが同じである。コイル７１の螺旋の外径は、流路７０の断面の幅と類似している。その結果、コイル７１のワイヤーは流路７０の面７３と接触し、これにより支持され、コイル７１の形状を維持しやすくなる。コイルの各ターンは、流路７０の４つの壁７３それぞれの接触点７５で流路７０の面７３と接触する。コイル７１と支持体６７の組み合わせによって図８および９に例示するように加熱ロッド７４を供する。加熱ロッド７４については図８および９を参照して下記に詳しく説明する。

支持体６７の内面７３は、コイル７１と流路７０の壁７３との間の接触点７５でコイル７１上に吸い上げる液体のための表面を供する。また支持体６７の内面７３は、吸い上げられた液体を加熱エレメント６８の熱に晒す表面領域も提供する。

マウスピースケーシング６０およびバッテリー装置ケーシング５３の隣接する中空の内部によって形成された連続した内方キャビティー７６が電子紙巻きタバコ１内に存在する。

使用の際、ユーザーはマウスピース６０の第２端部６３で吸い込みを行う。これにより電子紙巻きタバコ１の内方キャビティー７６内、特に空気出口４で空気圧の降下が生じる。

内方キャビティー７６内の圧力降下は、圧力センサー５８によって検知される。圧力センサー５８による圧力降下の検知に応じて、コントローラー５９は動力電池５４から電気接触部５５、２６を介して加熱エレメント６８に電力を供給する。加熱エレメント６８のコイルは、従って熱くなる。コイル７１が熱くなると、気化キャビティー６６内の液体が気化される。より具体的にはコイル７１上の液体が気化され、加熱エレメント支持体６７の内面７３上の液体が気化され、加熱エレメント６８の間近にある支持体６７の部分２２の液体も気化させてもよい。

また内方キャビティー７６内の圧力降下によって、電子紙巻きタバコ１の外側からの空気が空気入り口６４から内方キャビティーを介してルートＦに沿って空気出口４へと引き込まれる。空気がルートＦに沿って引き込まれると、気化された液体を拾いながら気化キャビティー６６そして空気経路６５を通過する。従って、気化された液体は空気経路６５に沿って搬送され、空気出口４を出てユーザーに吸引される。ルートＦに沿って空気が気化キャビティーを通過すると、空気はコイルの軸Ａ７１に対して実質的に平行な方向に加熱エレメント６８上を移動する。

気化された液体を含む空気が空気出口４に搬送されると、蒸気の一部は、濃縮し、空気流内に微細な液滴の懸濁液を製する。さらにマウスピース２でユーザーが吸い込みを行うと気化器５２を通って移動する空気が加熱エレメント６８および／または加熱エレメント支持体６７から微細な液滴を持ち上げることができる。空気出口４を通過した空気は、従って微細な液滴と気化された液体のエアロゾルを含む。

図８および９を参照すると、流路の断面形状により隙間８０が加熱エレメント支持体６７の内面７３とコイル７１との間に形成される。より具体的にはコイル７１のワイヤーが接触点７５の間を通過するところで、ワイヤーが実質的にその螺旋形状を維持することによりワイヤーとワイヤーに最も近い内面７３の領域との間に隙間８０が設けられている。各隙間８０でのワイヤーと面７３との間の距離は、１０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲内である。隙間８０は、隙間８０での毛管現象によるコイル７１上への液体の吸い上げを促進するように構成されている。また隙間８０は、気化する前に液体が集まる領域を供し、これにより気化する前に貯蔵される液体用の領域を供する。また隙間８０はこれらの領域において気化する量を増加させるためにより多くのコイル７１を露出させる。

上述した実施態様に多くの変更例および変形例が可能である。例えば、図２〜５の実施態様の変更および変形例は以下の通りである。

図１０〜１２は、コイル２３が巻かれる多孔質加熱エレメント支持体２０の他の例を示している。これらは図２〜５に示した例と異なり、互いに加熱エレメント支持体２０の形状が異なる。図１０〜１２の各例において、隙間８０が支持体の断面形状により加熱エレメント１７と支持体２０の間に設けられている。より具体的にはコイル２３のワイヤーが表面２８の凹みを通過するところで、隙間８０がワイヤーが実質的にその螺旋形状を維持することによってワイヤーとワイヤーの真下の表面２８の領域の間に設けられている。従って隙間８０はコイルの軸Ａから半径方向に支持体２０の表面２８とコイル２３のワイヤーとの間に配されている。各隙間８０でのワイヤーと面２８との間の距離は、１０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲内である。隙間８０は、隙間８０での毛管現象による支持体２０上への支持体２０の長さに沿った液体の吸い上げを促進するように構成されている。図８および９の加熱ロッドと同じように隙間８０もまた隙間８０での毛管現象によって多孔質の支持体２０から加熱エレメント１７上への液体の吸い上げを促進させる。また隙間８０は、気化する前に支持体２０の面２８に液体が集まる領域を供し、これにより気化する前に貯蔵される液体用の領域を供する。また隙間８０はこれらの領域において気化する量を増加させるためにより多くのコイル２３を露出させる。

図１０は、ほぼ円筒形状を有するが、支持体２０の周囲で等間隔に間隔をおいて長手方向に延びた４つの表面流路８１を有する加熱エレメント支持体２０を示している。コイル２３は支持体２０に巻かれており、隙間８０は、コイルターンが流路８１と重なるところに設けられている。より具体的にはコイル２３のワイヤーが流路８１を通過するところで隙間８０がワイヤーの真下のワイヤーと表面２８の領域の間に設けられている。

加熱エレメント支持体２０は多孔質であり、液体を貯蔵する。流路８１によって設けられた隙間８０は２つの機能を有する。第１にこれら隙間は、毛管現象によってコイル２３上および加熱エレメント支持体２０内に液体を吸い上げさせる手段を供する。第２にこれら隙間は、流路８１の領域にコイル２３の面を露出させ、これによりコイル２３の気化 表面を大きくする。

図１１では加熱エレメント支持体２０は、長さ方向に直角な八角形の外方断面形状を有する。コイル２３がこの支持体に巻かれている。コイル２３はある程度の剛性を持ったワイヤーであるので、ワイヤー形状は、支持体の外方形状に正確に合致しないが、湾曲しやすくなっている。従って隙間８０が加熱エレメント支持体２０の外方の八角形表面と湾曲したコイル２３の間に設けられている。

また加熱エレメント支持体２０は液体を貯蔵するために多孔質であり、隙間８０はコイル２３に液体を吸い上げる手段を供し、気化する量を増加させるためにより多くのコイル２３を露出させる。

図１２では加熱エレメント支持体２０は、４本の腕部が交差したに等しい外方断面形状を有する。コイル２３が支持体２０に巻かれており、隙間８０が対応する腕部とコイル２３の表面の間に設けられている。これらの隙間８０は既に説明したような利点を供する。

さらに流路８１を加熱エレメント支持体２０に設ける場合、１または４つ以外の数の流路８１を使用することができる。

さらに流路８１は、円筒状の支持体２０の表面２８に沿った長手方向溝として説明した。しかしながら、流路８１は例えばこれとは別にまたは加えて円筒状の支持体２０の表面２８で支持体の軸を中心に螺旋状になった螺旋溝であってもよい。これとは別にまたは加えて流路８１は支持体２０の表面２８の周囲に位置するリングであってもよい。

いくつかの実施態様において内方の支持体２０はコイル２３の両端から突出するようにコイル２３より僅かに長いと説明した。これとは別に支持体２０はコイル２３より短く、従ってコイルの境界内で全体が収まるようにしてもよい。

さらに図６〜９の実施態様の変更例および変形例を以下に示す。図１３〜１５は、内部コイル７１を有する外方多孔質加熱エレメント支持体６７の他の例を示す。これらの例は、図７および９に示した例と異なり、互いに加熱エレメント支持体６７の形状が異なる。

図１３は、内部流路７０は方形ではなく環状の断面形状を有すること以外は、図９に示した装置と類似の装置を示している。これはコイル７１が内部流路７０内に嵌められ、流路７０の面と流路７０の長さに沿って接触し、実質的にこれら接触領域に隙間がない構造を供している。このさらなる接触によってコイル７１に吸い上げられる液体のための手段を増やし、コイル７１の気化領域を実質的に減らす。

図１４には図９に示した装置と類似の装置を示している。この例では加熱エレメント支持体６７の外方断面形状は円形ではなく方形である。

図１５は第１支持セクション８５および第２支持セクション８６を含む加熱エレメント支持体６７を示している。加熱エレメント支持体６７は概ね円筒形状であり、第１支持セクション８５および第２支持セクション８６は、半円筒状であり、概ね半円形の断面を有し、これは連結され、円筒状の加熱エレメント支持体６７を形成している。

第１支持セクション８５および第２支持セクション８６は、それぞれそれらの対応する長さに沿って、あるいは平坦な長手方向の面の中央に沿って延びた側部溝８７または溝８７を含んでいる。第１支持セクション８５が第２支持セクション８６に接合されて加熱エレメント支持体６７を形成すると、それらの対応する側部溝８７は共に加熱エレメント支持体６７の内部流路７０を形成する。

この例では組み合わせられた側部溝８７は方形断面形状を有する内部流路７０を形成する。従って各側部溝８７の断面は矩形である。コイル７１は加熱エレメント支持体６７の内部流路７０内に配置されている。２つの個別の部材８５、８６を含む加熱エレメント支持体６７を有することによって、これら部材を製造しやすくなる。製造の際、コイル７１を第１支持セクション８５の側部溝８７内に嵌め、第２支持セクション８６をその上に載せて加熱エレメント支持体６７を完成させる。

上述したもの以外の断面形状を有する内部支持体流路７０も使用可能である。

コイル７１は外方支持体６７より短くてもよく、従って支持体の境界内で全体が収まるようにしてもよい。これとは別にコイル７１は、外方の支持体６７より長くてもよい。

いくつかの実施態様において支持体６７は、一部または全体が液体貯蔵部５１内に位置してもよい。例えば支持体６７は液体貯蔵部５１の管内で同軸に配置されてもよい。

さらに上述の実施態様の変更例および変形例を以下に示す。

電子紙巻きタバコ１である電子蒸気供給装置をここでは説明する。しかしながら、他の種類の電子蒸気供給装置１も可能である。

コイル２３、７１のワイヤーの厚みは、上述したように約０．１２ｍｍである。しかしながら、その他の直径のワイヤーも使用可能である。例えば、コイルのワイヤーの直径は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内であってもよい。さらにコイル２３、７１の長さは上述したものとに異なってもよい。例えば、コイル２３、７１の長さは２０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内でもよい。

コイル２３、７１の内径は上述したものと異なってもよい。例えば、コイル２３、７１の内径は０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であってもよい。

コイル２３、７１の螺旋ピッチは上述したものと異なってもよい。例えば、ピッチは１２０マイクロメートル〜６００マイクロメートルの間であってもよい。

さらにコイル２３、７１のターン間の隙間の距離は約３００と上記で説明したが、異なる隙間距離も可能である。例えば、隙間は２０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの間であってもよい。

隙間８０の大きさは上述したものと異なってもよい。

さらに電子紙巻きタバコ１は上述した部材の順番に限定されず、制御回路１１、５６が装置の先端に位置する、または液体貯蔵部７、５１がマウスピース２ではなく、電子紙巻きタバコ１の胴体３に位置するなど他の順番も採用することができる。

図２の電子紙巻きタバコ１は、マウスピース２、気化器６およびバッテリー装置５といった３つの着脱自在の部品を含むものとして説明されている。これとは別に電子紙巻きタバコ１は、これらの部品２、６、５を１つの一体型ユニットとして組み合わせた構成としてもよい。言い換えれば マウスピース２、気化器６およびバッテリー装置５は着脱自在でなくてもよい。さらなる変形例としてマウスピース２と気化器６は、１つの一体型ユニットであってもよく、または気化器６およびバッテリー装置５は、１つの一体型ユニットであってもよい。

図６の電子紙巻きタバコ１は、マウスピース２とバッテリー装置５０を含む胴体といった２つの着脱自在の部品を含むものとして説明されている。これとは別に電子紙巻きタバコ１はこれらの部品２、５０を１つの一体型ユニットとして組み合わせた構成としてもよい。言い換えればマウスピース２および胴体３は、着脱自在でなくてもよい。

加熱エレメント１７、６８はコイル２３、７１であることに限定されず、ジグザク形状などの別のワイヤー形状であってもよい。

圧力センサー１３、５８をここでは説明している。いくつかの実施態様では気流センサーをユーザーが装置で吸い込みを行ったことを検知するために使用してもよい。

加熱エレメント１７、６８は均一のコイルであることに限定されない。

加熱エレメント支持体２０、６７の多孔質材は、特定の液体の保持および吸い上げに最適化されている。例えば多孔質材は、ニコチン溶液の保持および吸い上げに最適化されている。例えばニコチン溶液はプロピレングリコール溶液に希釈されたニコチンを含む液体であってもよい。

加熱エレメント支持体２０、６７は多孔質セラミックであることに限定されず、多孔質プラスチック材または固体発泡体などの他の固体多孔質材を使用することも可能である。

ここでの気化キャビティー１９、６６についての記載を気化領域の記載として置き換えてもよい。

いくつかの例を示し、説明したが、当業者には当然のことながら種々の変形例および変更例が本発明の範囲から逸脱せずに可能である。

種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践され、優れた電子蒸気供給装置を提供することができる。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (35)

1. 動力電池と気化器と液体貯蔵部とを含み、気化器は加熱エレメントおよび加熱エレメント支持体を含み、液体貯蔵部は多孔質材を含む電子蒸気供給装置。
2. 電子紙巻きタバコであることを特徴とする請求項１記載の電子蒸気供給装置。
3. 前記液体貯蔵部は硬質の多孔質材であることを特徴とする請求項１または２記載の電子蒸気供給装置。
4. 液体貯蔵部は多孔質セラミック材であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
5. 前記多孔質材は、液体の保持および吸い上げのために最適化されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
6. 前記多孔質材は、液状グリセリンの保持および吸い上げのために最適化されていることを特徴とする請求項５記載の電子蒸気供給装置。
7. 前記多孔質材は、実質的に同じ大きさの孔を有していることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
8. 前記多孔質材はそれに均一に配分された孔を含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
9. 前記多孔質材は、その材料容積の大半が液体を貯蔵するための孔となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
10. 前記液体貯蔵部は、その外面領域の少なくとも一部を封止して、その領域の孔を塞いでいることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
11. 前記多孔質材は、加熱エレメントの隣に位置する領域に小さい孔、そして加熱エレメントから遠い領域に大きな孔を有することを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
12. 前記多孔質材は、加熱エレメントの隣の小さい孔から加熱エレメントから遠い大きな孔の範囲で孔径勾配を有することを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
13. 前記液体貯蔵部は、使用の際、液体を加熱エレメント上に吸い上げるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
14. 前記加熱エレメント支持体は、液体貯蔵部の一部を形成していることを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
15. 前記加熱エレメント支持体は、液体貯蔵部であること特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
16. 前記加熱エレメントは、その外側から加熱エレメント支持体によって支持されていることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
17. 加熱エレメントはその内側から加熱エレメント支持体によって支持されていることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
18. １つ以上の隙間が加熱エレメントと加熱エレメント支持体との間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
19. 前記加熱エレメントが、加熱コイルであることを特徴とする請求項１乃至１８いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
20. 加熱コイルがワイヤーコイルであることを特徴とする請求項１９記載の電子蒸気供給装置。
21. 前記加熱コイルは、その長さに沿って加熱エレメント支持体によって支持されるように螺旋状に巻かれていることを特徴とする請求項１９または２０記載の電子蒸気供給装置。
22. 前記加熱コイルのターンは、加熱エレメント支持体と接触して、加熱エレメント支持体によって支持されていることを特徴とする請求項１９乃至２１いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
23. １つ以上の隙間が加熱コイルと加熱エレメント支持体との間に設けられていることを特徴とする請求項１９乃至２２いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
24. 前記１つ以上の隙間がコイルターンと加熱エレメント支持体の間に設けられていることを特徴とする請求項２３記載の電子蒸気供給装置。
25. 前記気化器はさらに気化キャビティーを含み、この気化キャビティーは使用の際、負圧領域になることを特徴とする請求項１乃至２４いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
26. 前記加熱エレメントの少なくとも一部は、気化キャビティーの内側にあることを特徴とする請求項２５記載の電子蒸気供給装置。
27. マウスピースセクションを含み、前記気化器はマウスピースセクションの一部を形成していることを特徴とする請求項１乃至２６いずれか１項記載の電子蒸気供給装置。
28. 前記液体貯蔵部は、マウスピースセクションの一部を形成していることを特徴とする請求項２７記載の電子蒸気供給装置。
29. 前記液体貯蔵部は実質的に前記マウスピースセクションを満たすことを特徴とする請求項２８記載の電子蒸気供給装置。
30. 請求項１乃至２９いずれか１項記載の気化器。
31. 請求項２７乃至２９いずれか１項記載のマウスピース。
32. 液体を気化させるための加熱エレメントと、
    加熱エレメントからの気化された液体のための空気出口と、
    多孔質加熱エレメント支持体とを含み、この加熱エレメント支持体は、液体の貯蔵部である電子蒸気供給装置。
33. 液体を気化させるための加熱エレメントと、
    加熱エレメントに動力を供給するための動力電池と、
    加熱エレメントからの気化された液体のための空気出口と、
    多孔質加熱エレメント支持体とを含み、この加熱エレメント支持体は、液体の貯蔵部である電子蒸気供給装置。
34. 添付図面を参照して実質的に本明細書中で説明する電子蒸気供給装置。
35. 添付図面を参照して実質的に本明細書中で説明する気化器。

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