JP2019083811A - 漏出防止能を有するマイクロ気化器 - Google Patents

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Abstract

【課題】気化性液体の漏出を低減するかまたは排除するためのメカニズムを有するマイクロ気化器を提供する。【解決手段】マイクロ気化器１００は、気化チャンバ１８６および気化性液体リザーバ１３２が配置された本体１１０を有する。気化チャンバ１８６内に配置された発熱体１５０は、液体リザーバ１３２から引き出された液体を気化するように構成される。取入口１２４から気化チャンバ１８６までの空気流路は、気化チャンバ１８６と本体外部の周囲環境との間の第1流体連通路を提供する。気化チャンバ１８６から出口ポート１４４までの気化生成物流路は、気化チャンバ１８６と周囲環境との間の第２流体連通路を提供する。空気流路内に配置された空気透過性液体バリヤ１９１、１９２は、空気流路を気化性液体が通過するのを阻害するように構成される。【選択図】図３

Description

本願は、2017年11月2日に出願の米国仮特許出願第62/580,512号の優先権を主張し、その開示はすべて参照により本書に組み入れられる。
本発明は概してマイクロ気化器、より具体的には気化性液体の漏出を低減するかまたは排除するためのメカニズムを有するマイクロ気化器に関する。
マイクロ気化器は、発熱体によって気化温度まで加熱されるチャンバ内へと気化性液体が保存リザーバから引き出される装置である。気化した液体は、次いでチャンバから取り出されるかまたは押し出される。電子タバコ（electronic cigarette）(電子タバコ(e-cigarette)または個人用気化器としても公知である)などの製品では、気化した液体はマウスピースを通じてチャンバから引き出されユーザにより吸入される。他の製品では、気化した液体は環境空気中に拡散される。
マイクロ気化器を用いた装置の通常の目的は、気化した液体を用いて1種類または複数種類の活性物質を供給することである。大気ディスペンサーでは、これらの物質は脱臭剤、芳香剤、および虫除け剤などの物質を含み得る。個人用気化器の場合、活性物質は香味料(すなわち、香味剤または香味物質)およびニコチンを典型的に含む。香味料およびニコチンの量はタバコを吸う感覚を模倣するように選択され得る。
多くの個人用気化器で繰り返し起きる問題は、発熱体が作動していない場合に気化性液体がリザーバから移動する傾向があることである。これは液体が装置の空気路に流入し空気路を流れる結果となることがあり、これは液体が装置からその空気取り入れポートおよび/またはそのマウスピースポートを通って漏出する結果となることがある。
米国特許出願第15/639,139号
"SAATIFIL ACOUSTEX（登録商標）, Precision Woven Mesh For Protection Of Consumer And Industrial Communication Devices" SAATI Acoustics Technical Data Sheet, September 29, 2015, pp. 1-4 (http://www.saati.com/images/filtration/acoustics/tds-acoustex.pdf)
発明の例示的な局面は、本体内部を有する本体を含むマイクロ気化器を提供する。マイクロ気化器は、いずれも本体内部内に配置された気化チャンバおよび気化性液体リザーバをさらに含む。気化性液体リザーバは、気化性液体を選択的に保持するために構成される。マイクロ気化器は、気化チャンバ内に配置されかつ液体リザーバから引き出された気化性液体を選択的に加熱して気化させるように構成された発熱体をさらに含む。マイクロ気化器は、空気取り入れ口と空気取り入れ口から気化チャンバまでの空気流路とを総合的に規定する1つまたは複数の空気入口開口部を本体になおさらに含む。空気流路は、気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第1流体連通路を提供する。気化器は、気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第2流体連通路を提供する、気化チャンバから出口ポートまでの気化生成物流路も有する。気化器は、空気流路内に配置された第1空気透過性液体バリヤも含む。第1空気透過性液体バリヤは、空気流路を気化性液体が通過するのを阻害するように構成される。
より具体的には、本発明は以下を提供する：
［１］
本体内部を有する本体と、
本体内部内に配置された気化チャンバと、
気化性液体を選択的に保持するために構成された、本体内に配置された気化性液体リザーバと、
気化チャンバ内に配置され、かつ液体リザーバから引き出された気化性液体を選択的に加熱して気化させるように構成された発熱体と、
総合的に空気取り入れ口を規定する、本体の1つまたは複数の空気入口開口部と、
気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第1流体連通路を提供する、空気取り入れ口から気化チャンバまでの空気流路と、
気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第2流体連通路を提供する、気化チャンバから出口ポートまでの気化生成物流路と、
該空気流路内に配置され、該空気流路を気化性液体が通過するのを阻害するように構成された第1空気透過性液体バリヤと
を含む、マイクロ気化器；
［２］複数の流路が貫通して形成されている多孔質媒体を第1空気透過性液体バリヤが含む、[1]のマイクロ気化器；
［３］前記多孔質媒体が織布または不織布である、[2]のマイクロ気化器；
［４］前記織布または不織布がポリエステル繊維から形成されている、[3]のマイクロ気化器；
［５］前記織布または不織布が20μm〜30μmの範囲の平均孔径を有する、[3]のマイクロ気化器；
［６］前記多孔質媒体が20mmWGで2100〜2800L/m2・秒の範囲の空気透過性レベルを有する、[2]のマイクロ気化器；
［７］前記多孔質媒体が600℃までの動作温度でその構造的完全性を維持する、[2]のマイクロ気化器；
［８］第1液体バリヤが、0℃〜20℃の範囲の温度で、1.0mPa・秒〜1.8mPa・秒の範囲の粘度を有する気化性液体の通過を阻害するのに有効である、[1]のマイクロ気化器；
［９］気化生成物流路を通って気化性液体が通過するのを阻害するように構成された、気化生成物流路内に配置された第2空気透過性液体バリヤ
をさらに含む、[1]のマイクロ気化器；
［１０］第2空気透過性液体バリヤが、第1多孔質媒体とは異なる流動特性を有する第2多孔質媒体を含む、[9]のマイクロ気化器；
［１１］1つまたは複数の空気入口開口部が貫通して形成されている入口セクション壁を有する空気入口セクションを前記本体が含み、該入口セクション壁が、空気流路の一部である空気入口チャンバを規定する内壁面を有し、
第1液体バリヤが、1つまたは複数の空気入口開口部のうちの少なくとも1つを覆うように内壁面に接して該入口チャンバ内に配置された多孔質媒体のシートを含む、
[1]のマイクロ気化器；および
［１２］第1液体バリヤが、1つまたは複数の空気入口開口部のうちの少なくとも1つを覆うように内壁面に接して入口チャンバ内にそれぞれ配置され、総合的に該一つまたは複数の空気入口開口部の全てを覆う多孔質媒体の複数のシートを含む、[11]のマイクロ気化器。
本発明は、同様の参照符号が同様の要素を指すように用いられた添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことによりさらに詳しく理解することができる。
図1は、発明の態様に係る個人用気化器の分解斜視図である。 図2は、発明の態様に係る個人用気化器の部分断面図である。 図3は、図2の個人用気化器の全断面図である。 図4は、発明の態様に係る個人用気化器の全断面図である。
発明の詳細な説明
本発明は、空気および/または空気と蒸気との組み合わせの流れを可能にしつつマイクロ気化器の通路を通じた液体の流れを阻害する1つまたは複数のスクリーニングメカニズムの使用を通じて液体の漏出が低減されるかまたは排除されるマイクロ気化器を提供する。これらのスクリーニングメカニズムは、マイクロ気化器内の異なる場所に設置された多孔質媒体であってもよいし、これらを含んでもよい。そのような媒体は、それらの特定の目的または用途に応じて異なるタイプの液体を保持するかまたは阻止するように調整してもよい。
発明の様々な態様のそれぞれでは、マイクロ気化器は、気化性液体源が配置された筐体または本体を含み、この気化性液体源から、典型的には1種類または複数種類の活性物質を含む気化性液体が該液体を気化させる熱源へと引き出されるか、またはそうでなければ該熱源に供される。得られた蒸気は気化チャンバで空気と混合され、次いでこれが装置から出て行く出口チャンバに送られる。典型的な個人用気化器では、出口チャンバはマウスピース(「チップ」または「ドリップチップ」と呼ばれることがある)によって規定され、合わせた空気/蒸気混合物はユーザによる吸入によって装置を通じかつ外部に取り出される。筐体は単一の一体構造であってもよいし、複数の下位構造からなってもよい。
本明細書において用いるように、「活性物質」という用語は、装置の気化生成物を制御可能に改変するかまたはそれらに加えられる任意の物質を指す。用途に応じて、活性物質は植物性材料、鉱物、脱臭剤、芳香剤、虫除け剤、医薬品、および消毒薬、ならびに前述のもののいずれかを含有するかまたは組み込んだ任意の材料または構造を非限定的に含むことができる。
個人用気化器の具体的な事例では、活性物質は気化性液体の香味を増強する香味物質を含み得る。これらは、マリファナ、大麻、カンナビジオール(cbd)、シトロネラ、ゲラニオール、ミント、タイム、タバコ、サルビア・ドリイ(salvia dorrii)、サルビア、パッシフロラ・インカルナタ(passiflora incarnata)、アルクトスタフィロス・ウワウルシ(arctostaphylos uva-ursi)、ロベリア・インフラータ(lobelia inflata)、レモングラス、シダーウッド、クローブ、シナモン、クマリン、ヘリオ(helio)、バニラ、メントール、ユーカリ、ペパーミント、ローズマリー、ラベンダー、甘草、およびココア、ならびに前述のもののいずれかを含有するかまたは組み込んだ任意の材料または構造を非限定的に含み得る。
主に個人用気化器に向けた実施例および態様を用いて発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明の方法はそのような用途に限定されず、任意のマイクロ気化器装置に適用できると理解されるであろう。
図1は、空気入口セクション11と、液体リザーバ/気化チャンバセクション12と、キャップ13とを含む本体を有する典型的な個人用気化器5の部分分解図である。マウスピースセクション19は、本体の近位端から近位方向に延在する。気化器5は、ユーザがマウスピース19を通じて吸入すると、空気が空気入口12を通って装置5、および内部流路を介して気化チャンバ14に引き込まれるような構造をしている。同時に、気化チャンバ14内に配置された加熱コイル15が作動する。加熱コイル15は、チャンバ14中の空気を液体リザーバ16から引き出された気化性液体とともにウィッキング材料17によって加熱する。得られた空気と蒸気との組み合わせは、排気筒18を通ってマウスピース13へと引き出され、出口ポート20を通って放出される。
当該および他の個人用気化器では、加熱コイルを作動停止させた場合に残りの液体が気化チャンバに保持される可能性がある。圧力、温度もしくは他の環境空気条件の変化のため、または乱暴な取り扱いもしくは不適切な使用に起因してウィックを通じてさらなる液体がチャンバ内に移動する可能性もある。いずれの場合も、気化器を垂直に傾けるかまたは一端を下にして立てた場合に、チャンバの液体が空気路を通って装置の遠位端または近位端のいずれかに向けて流れる傾向がある。空気入口セクションに入る液体は次いで空気入口を通って漏出し得る。マウスピースに入る液体はマウスピース出口を通って漏出することがある。
多くの他の気化器構成があるが、すべて気化チャンバ上流の1つまたは複数の空気入口と気化チャンバ下流の1つまたは複数の出口ポートとの一般的な構成を有することが理解されるであろう。いくつかの構成では、空気入口ポートが気化チャンバへの直接的な流路を提供してもよい。他の構成では、空気入口ポートから気化チャンバまでの空気流路は、1つまたは複数の中間経路および/またはチャンバを含んでもよい。
図2および3は、発明の例示的態様に係る個人用気化器100の概略図を提供する。個人用気化器100は、図1に示す気化器と類似の構成を有する。気化器100は、装置遠位端111を規定する空気入口セクション120と、リザーバ/気化セクション130と、キャップ170とを有する円筒状の本体110を含む。マウスピースセクション140が、円筒状の本体110から近位方向に延在する。マウスピースセクション140は、装置近位端112および出口ポート144を規定するマウスピース142を含む。
リザーバ/気化セクション130は、気化性液体134が配置された液体リザーバ132を含む。液体リザーバ130は、液体134が配置された単純なタンクとして構成されてもよい。いくつかの態様では、リザーバ130は気化性液体134を保持する吸着性または吸収性の材料または構造を含んでもよい。液体輸送構造180が、リザーバ132の液体134と接触しリザーバ132から液体134を引き出すように構成および位置付けられている。図示した態様では、液体輸送構造180は円筒状の筐体182に取り囲まれた管状のウィック構造184を含む。筐体182の開口部188は、ウィック構造184とリザーバ132の液体134との間の流体連通を可能にする。管状のウィック構造184は、発熱体150が位置付けられた気化チャンバ186を規定する。ウィック構造184は、リザーバ132から液体134を引き出して発熱体150に近接または接触させるように構成される。発熱体150は、任意の導伝性、対流性、および/または放射性の熱伝達メカニズムを通じて気化性液体を加熱するように構成されてもよい。典型的な気化器では、発熱体150は、ワイヤコイルの形態をした抵抗体であるかまたはこれを含む。場合によっては、抵抗体は熱伝導性ケーシング内に収容される。排気筒160は、気化チャンバ186とマウスピース142との間に延在し、空気および気化生成物が気化チャンバ186から出口ポート144まで流れる通路を規定する。
空気入口セクション120は、入口チャンバ121を規定する筐体壁191を有する。環境空気から入口チャンバ121に空気を流入させるために筐体壁191を貫通して1つまたは複数の空気入口ポート124が形成されている。入口通路128は、入口チャンバ121と気化チャンバ186との間の流体連通を提供する。気化器100を通る流れを矢印で示す。気化チャンバ186の上流では、流れは本質的に空気(F空気)である。気化チャンバ186の下流では、流れは空気と気化生成物の組み合わせ(FC)である。
図面には示していないが、個人用気化器100は、発熱体150と連通した電源(例を挙げると、バッテリー)と発熱体150を選択的に作動させるためのメカニズムとを含む。
個人用気化器100は、気化器が用いられていない場合に気化性液体134(または他の標的液体)が空気入口124を通って流出することを阻害するかまたは防止するように構成および位置付けられた上流液体バリヤ191も含む。このようにして、取入口全体を通じた気化性液体の漏出が実質的に低減されるかまたは防止される。液体バリヤ191は、出口ポート144にて吸入するユーザによって圧力差(吸引力)が印加された場合に、空気入口124から気化チャンバ186まで空気が依然として流れることができるように空気透過性媒体から形成される。空気透過性媒体はシート様の布、スクリーン、もしくは穿孔膜であってもよいし、または貫通して形成されている通路(例を挙げると、蛇行流路)を有する実質的に立体的な物体であってもよい。
空気透過性媒体は、装置が使用されていない場合に所望の液体流阻害をもたらしつつ使用時には空気流に対する影響を最小限にするように選択してもよい。媒体は、典型的な流動ポテンシャルが印加された場合に(例を挙げると、重力または装置の圧迫のため)、媒体の一方側から他方へ液体が上流に移動するのを気化性液体の粘度が防止するような大きさの通路を好ましくは有する。個人用気化器に用いられる気化性液体は広範な粘度を有する。いくつかは、非動作温度(例を挙げると、0〜20℃)では1.0〜1.8mPa・秒および動作温度(例を挙げると、100〜600℃)では0.01〜0.4mPa・秒ほどの粘度を有し、これらは水とほとんど違いがない。しかしながら、より粘性の液体は、動作温度では1000mPa・秒を超え、非動作温度では10,000mPa・秒を超える粘度を有する場合がある。
より高粘度の液体には空気透過性媒体の通路をより大きくできることが容易に理解できる。しかしながら、より低粘度の液体はより細孔または他の通路サイズを必要とする。しかしながら、これらの通路を小さくし過ぎると動作時に空気の流れに対して著しいインピーダンスをもたらすことがある。理想的には、空気透過性媒体は、典型的な圧力差が印加された場合に(例を挙げると、出口ポート144でのユーザによる吸入のため)、ほとんどまたは全くインピーダンスを伴わずに空気を通過させる。気化性液体によっては、媒体の通路サイズは、空気流のインピーダンスに著しい増加のない十分に大きなものであってもよい。しかしながら、場合によっては、液体の阻害と空気流のインピーダンスとの間にはトレードオフが存在する場合がある。このトレードオフに対処するために多孔質媒体をどのように調整するかは、個人用気化器のタイプおよび/またはターゲットユーザによって所望される特性に依存し得る。
個人用気化器は、幅広い流れおよび活性物質送達特性を有することができることは周知である。いくつかの場合では、そのような特性は設計の結果である。他では、それらは単に装置を製造する規模または相対コストの結果である。いずれの場合でも、いくつかの個人用気化器は、ユーザによって印加される比較的穏やかなまたは低い圧力差(「吸引」)で高い空気流速度および/または高い活性物質送達速度をもたらし得る。他は、同じ空気流または送達速度を達成するために比較的強い吸引を必要とし得る。さらに他は、紙タバコの空気流および送達特性を模倣するように特に構成され得る。
一般に、任意の個人用気化器を通る空気流の速度は、ユーザによって印加される圧力差と装置内の吸引インピーダンス(通気抵抗)との関数である。吸引インピーダンスが低い装置は、小さなユーザ印加圧力差に対して比較的高い流速をもたらす。吸引インピーダンスが高い装置は、同じユーザ印加圧力差に対して、より低い空気流速度を生じる。
個人用気化器の吸引インピーダンスは、概して、装置のポート、流路、および内部チャンバの関数である。液体バリヤで用いられる多孔質媒体は、装置の全体的な吸引インピーダンスを維持するかまたは確立しつつ同時に液体の上流への流れを阻害するために内部流路の形状と関連させて調整できる。装置の内部形状は液体バリヤの位置に応じて変更される。
発明の液体バリヤに用いられる多孔質媒体は、所望の空気流透過性を有するが液体の通過を阻止する多孔度または他の制限因子を備える任意の好適な材料から形成してもよい。媒体の材料、多孔度および厚さは特定の液体に合わせて調整してもよい。例えば、比較的高い粘度を有するある特定の気化性液体に関しては、媒体は単純なスクリーンまたはメッシュであってもよいし、それを含んでもよい。そのようなスクリーンの開口部は、液体の粘度がスクリーンを通じた液体の通過を阻害する働きをするような大きさであり得る。用いることができる他の構造は、ポリマー(人工または天然)もしくは金属繊維から形成された織布または不織布、穿孔フィルムまたは他の膜、ならびに接着または非接着繊維構造および焼結プラスチックまたは金属構造を非限定的に含む多孔質立体構造を含む。特に好適な材料は、ポリエステル単成分繊維から形成された細目織布である。そのような材料の例はAcoustex(登録商標)およびSaatifil Acoustex(登録商標)としてSaati S.p.Aによって販売されている広範な製品を含み、これらは18〜285μmの範囲の平均孔径で入手可能である。
多孔質媒体はまた、特定の液体材料を阻止するかまたは引き寄せることに適応させた特性を有する材料から形成されるか、またはこれを含むか、またはこれで処理されてもよい。例えば、多孔質媒体に用いられる材料は、疎水性または親水性材料から形成されるか、またはこれを含むか、またはこれで処理されてもよい。疎水性材料の使用は例えば、それを、液体バリヤが水性液体の通過を妨げるが、気流にとって利用可能である面積を低減させる傾向があるバリヤによる液体の保持が確実に起こらないようなものにする。
図示した態様に戻ると、上流液体バリヤ191は、入口チャンバ121の内周面125全体にわたって位置付けられたシート状の多孔質媒体を含む。その結果、上流側液体バリヤ191は空気入口ポート124をすべて内部から覆うので、入口チャンバ121から外部環境空気まで、バリヤ191を通り抜ける必要のない開口部は存在しない。代替的な態様は、各入口ポート124により小さな個別のシート状バリヤ媒体を用いてもよい。別の代替的な態様は、入口チャンバ121と気化チャンバ186との間の通路128の上流または内部にバリヤ材料の単一のシートを設ける工程を含んでもよい。
バリヤ191を形成するために用いられるシート材料は、所望の空気透過性を維持しつつ(排他的ではなく典型的には1000〜5000L/m2・秒の範囲内(20mmWGで))、気化性液体134の流れを阻害するように調整された所望の孔径を有する任意の成形可能シートであることができる。シートの厚さは好ましくは500μm未満である。シートの望ましい厚さは10〜500μmの範囲であり、特に好適な厚さは10〜200μmの範囲である。気化性液体134が水と類似の粘度プロファイルを有する特定の態様では、好適なバリヤシート媒体は20〜30μmの範囲の平均孔径および2100〜2800L/m2・秒の範囲の空気透過性(20mmWGで)を有する。バリヤシート材料は前述したもののどれであってもよく、特にポリエステル単成分繊維から形成された織物メッシュであってもよい。この態様の具体的な例では、バリヤシート材料は、52μmの厚さと25μmの平均孔径と2650L/m2・秒の空気透過性(20mmWGで)を有するAcoustex(登録商標)075である。そのようなバリヤシートは、このタイプの装置の典型的な動作温度であるが、特に室温(15〜25℃)で、気化性液体の通過を防止するのに有効であることが示されている。空気入口ポートの積算流路面積(ひいてはバリヤシート材料を通じた総流路面積)は、個人用気化器の全体的な気流インピーダンスに対するそのインピーダンス寄与を最適化するため、または単純に所望のインピーダンス寄与を提供するように調節できると理解されるであろう。
個人用気化器100は、ユーザによって気化チャンバから出口通路144へと引き出された空気と気化生成物との組み合わせを通過させつつ液体が出口通路144と気化チャンバ186との間を通過する(いずれの方向にも)のを阻止するように構成および位置付けらた下流液体バリヤ192も含む。下流液体バリヤ191は、バリヤ191無しでは装置不使用時に出口通路144に移動するおよびこれを通過する可能性のある気化していない気化液体134の通過を防止するように構成してもよい。この目的には、下流液体バリヤ192の特性を上流液体バリヤ191の特性と類似にできる。それに加えてまたはその代わりに、下流液体バリヤ192は、外部液体(例えば、唾液または環境水分)が排気筒160を通って気化チャンバに入ることを防止するように構成してもよい。
下流バリヤ192は、所望の空気流/蒸気伝達性を有するが液体の通過を阻害する多孔度または他の制限因子を備える任意の適切な材料から形成されてもよい。上流液体バリヤ191と同様に、下流バリヤ192は、特定の液体向けに調整された材料を含んでもよく、かつ/または液体阻害と空気流透過性との所望の組み合わせを提供するように最適化されてもよい。それはまた、特定の液体材料(例を挙げると、疎水性または親水性材料)を阻止するかまたは引き寄せることに適応させた特性を有する材料から形成されるかまたはそれを含んでもよい。
図示した態様では、下流バリヤ192は、排気筒160内に位置付けられた円板として形成される。気化チャンバ186および出口144に対する正確な位置は、特定の用途に基づいて選択してもよい。特定の態様では、下流バリヤ192は、上流バリヤ191について上に記載したものと類似の材料の1つまたは複数のシートであってもよいし、これを含んでもよい。
代替的な態様では、複数の下流液体バリヤが用いられてもよい。このような態様の特定の変形例では、下流バリヤは異なる親和性特性を有してもよい。例えば、最も下流のバリヤは、外部の水分を保持してこれが出口ポートを通って再び流出するのを防止するように親水性であってもよい一方で、気化チャンバにより近いバリヤは、気化性液体の保持を防止するために疎水性にできる。
上流および下流の液体バリヤ191、192の流れ特性は、上に記載のような特定のユーザの使用感に合わせて調整できる気化器100の所望の全体的な空気流インピーダンスを提供するように内部の流れ形状と共に総合的に設計してもよい。
発明の液体バリヤはまた、気化チャンバの上流または下流の流路内のどこに設置してもよいと理解されるであろう。図4は、上流の液体バリヤが気化チャンバの直ぐ上流の空気流管内に位置付けられた、本発明の別の例示的な局面に係る個人用気化器200の概略図を提供する。個人用気化器200は、図2および3の気化器と概ね類似した構成を有する。これは、遠位端211を規定する空気入口セクション220とリザーバ/気化セクション230とキャップ270とを有する円筒状の本体210を含む。マウスピースセクション240は、円筒状の本体210から近位方向に延在する。マウスピースセクション240は、近位端212および出口ポート244を規定するマウスピース242を含む。
リザーバ/気化セクション230は、気化性液体234が配置された液体リザーバ232を含む。液体リザーバ230は、液体234が配置された単純なタンクとして構成されてもよい。いくつかの態様では、リザーバ230は気化性液体234を保持する吸着性もしくは吸収性の材料または構造を含んでもよい。液体輸送構造280がリザーバ232の液体234と接触しリザーバ232から液体234を引き出すように構成および位置付けられている。図示した態様では、液体輸送構造280は円筒状の筐体282に取り囲まれた管状のウィック構造284を含む。管状のウィック構造284は、発熱体250が位置付けられた気化チャンバ286を規定する。ウィック構造284は、リザーバ232から液体234を引き出して発熱体250に近接または接触させるように構成される。発熱体250は、任意の導伝性、対流性、および/または放射性の熱伝達メカニズムを通じて気化性液体を加熱するように構成されてもよい。典型的な気化器では、発熱体250はワイヤコイルの形態をした抵抗体であるかまたはこれを含む。場合によっては、抵抗体は熱伝導性ケーシング内に収容される。排気筒260は、気化チャンバ286とマウスピース242との間に延在し、空気および気化生成物が気化チャンバ286から出口ポート244まで流れる通路を規定する。
空気入口セクション220は、入口チャンバ221を規定する筐体壁291を有する。環境空気から入口チャンバ221まで空気を流入させるために筐体壁291を貫通して1つまたは複数の空気入口ポート224が形成されている。入口通路228は、入口チャンバ221と気化チャンバ286に流入する空気路225との間の流体連通を提供する。気化器200を通る流れを矢印で示す。気化チャンバ286の上流では、流れは本質的に空気(F空気)である。気化チャンバ286の下流では、流れは空気と気化生成物の組み合わせ(FC)である。
図面には示していないが、個人用気化器200は、発熱体250と連通した電源(例を挙げると、バッテリー)と発熱体を選択的に作動させるためのメカニズムとを含む。
個人用気化器200は、空気路225内に位置付けられた上流液体バリヤ291および排気筒260内に位置付けられた下流液体バリヤ292も含む。上流および下流液体バリヤ291、292の液体の流れおよび他の特性は、先に記載したものと実質的に類似していてもよい。
発明に係る個人用気化器は、上流および下流液体バリヤのいずれかまたは両方を有してもよいことが理解されるであろう。上流および下流バリヤを両方用いるのであれば、2つのバリヤは同じまたは異なる材料から形成されてもよいし、同じまたは異なる流動特性を有してもよいし、同じまたは異なる液体親和性特性を有してもよいことも理解されるであろう。上のように、液体バリヤ291、292のいずれかまたは両方に用いられる媒体は、液体の阻害と空気流の透過性またはインピーダンスとの所望の組み合わせを提供するように選択されてもよい。特に液体バリヤ191、192の流れ特性は、気化器100の所望の全体的な空気流インピーダンス(すなわち、吸引抵抗)を提供するために空気路225および排気筒260の内部形状と共に総合的に設計してもよい。
発明の漏出防止方法および材料は、2017年6月30日に出願の米国特許出願第15/639,139号および2017年11月2日に出願の米国仮特許出願第62/580,490号に記載のものを含むほぼ全ての個人用気化器において用いられ得、それらの開示はすべてそれらの全体において参照により本明細書に組み入れられる。さらに、発明の上流および/または下流液体バリヤを組み込んだ個人用気化器は、規模または所望の気流対吸引抵抗様式に関わらず、任意のセットの所望の流れおよび送達特性を提供するかまたは維持するように構成し得る。
上記は本発明の例示的な態様を示しかつ説明しているが、発明は本明細書において開示の構成に限定されないことを理解されたい。発明は、精神または必須の特徴から逸脱することなく別の具体的な形態で具体化することができる。
5 典型的な個人用気化器
100 個人用気化器
110 円筒状の本体
111 装置遠位端
112 装置近位端
120 空気入口セクション
121 入口チャンバ
124 空気入口ポート
125 内周面
128 入口通路
130 リザーバ/気化セクション
132 液体リザーバ
134 気化性液体
140 マウスピースセクション
142 マウスピース
144 出口ポート / 出口通路
150 発熱体
160 排気筒
170 キャップ
180 液体輸送構造
182 円筒状の筐体
184 管状のウィック構造
186 気化チャンバ
188 開口部
191 筐体壁 / 上流液体バリヤ
192 下流液体バリヤ
200 個人用気化器
210 円筒状の本体
211 遠位端
212 近位端
220 空気入口セクション
224 空気入口ポート
225 空気路
228 入口通路
230 リザーバ/気化セクション
232 液体リザーバ
240 マウスピースセクション
242 マウスピース
250 発熱体
260 排気筒
270 キャップ
280 液体輸送構造
282 円筒状の筐体
284 管状のウィック構造
286 気化チャンバ
291 筐体壁 / 上流液体バリヤ
292 下流液体バリヤ

Claims (12)

  1. 本体内部を有する本体と、
    本体内部内に配置された気化チャンバと、
    気化性液体を選択的に保持するために構成された、本体内に配置された気化性液体リザーバと、
    気化チャンバ内に配置され、かつ液体リザーバから引き出された気化性液体を選択的に加熱して気化させるように構成された発熱体と、
    総合的に空気取り入れ口を規定する、本体の1つまたは複数の空気入口開口部と、
    気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第1流体連通路を提供する、空気取り入れ口から気化チャンバまでの空気流路と、
    気化チャンバと本体外部の周囲環境との間の第2流体連通路を提供する、気化チャンバから出口ポートまでの気化生成物流路と、
    該空気流路内に配置され、該空気流路を気化性液体が通過するのを阻害するように構成された第1空気透過性液体バリヤと
    を含む、マイクロ気化器。
  2. 複数の流路が貫通して形成されている多孔質媒体を第1空気透過性液体バリヤが含む、請求項1記載のマイクロ気化器。
  3. 前記多孔質媒体が織布または不織布である、請求項2記載のマイクロ気化器。
  4. 前記織布または不織布がポリエステル繊維から形成されている、請求項3記載のマイクロ気化器。
  5. 前記織布または不織布が20μm〜30μmの範囲の平均孔径を有する、請求項3記載のマイクロ気化器。
  6. 前記多孔質媒体が20mmWGで2100〜2800L/m2・秒の範囲の空気透過性レベルを有する、請求項2記載のマイクロ気化器。
  7. 前記多孔質媒体が600℃までの動作温度でその構造的完全性を維持する、請求項2記載のマイクロ気化器。
  8. 第1液体バリヤが、0℃〜20℃の範囲の温度で、1.0mPa・秒〜1.8mPa・秒の範囲の粘度を有する気化性液体の通過を阻害するのに有効である、請求項1記載のマイクロ気化器。
  9. 気化生成物流路を通って気化性液体が通過するのを阻害するように構成された、気化生成物流路内に配置された第2空気透過性液体バリヤ
    をさらに含む、請求項1記載のマイクロ気化器。
  10. 第2空気透過性液体バリヤが、第1多孔質媒体とは異なる流動特性を有する第2多孔質媒体を含む、請求項9記載のマイクロ気化器。
  11. 1つまたは複数の空気入口開口部が貫通して形成されている入口セクション壁を有する空気入口セクションを前記本体が含み、該入口セクション壁が、空気流路の一部である空気入口チャンバを規定する内壁面を有し、
    第1液体バリヤが、1つまたは複数の空気入口開口部のうちの少なくとも1つを覆うように内壁面に接して該入口チャンバ内に配置された多孔質媒体のシートを含む、
    請求項1記載のマイクロ気化器。
  12. 第1液体バリヤが、1つまたは複数の空気入口開口部のうちの少なくとも1つを覆うように内壁面に接して入口チャンバ内にそれぞれ配置され、総合的に該一つまたは複数の空気入口開口部の全てを覆う多孔質媒体の複数のシートを含む、請求項11記載のマイクロ気化器。
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