JP2020515245A - 誘導加熱式のエアロゾル発生装置またはシステムで使用するためのサセプタ - Google Patents

Abstract

本発明は、誘導加熱式のエアロゾル発生装置またはシステム（１００）で使用するための誘導加熱サセプタ（２１０）に関する。サセプタ（２１０）は、エアロゾル形成液体（２０２）を保持し、交流電磁場の影響下でエアロゾル形成液体（２０２）を加熱するための開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含む。本発明はさらに、エアロゾル発生装置（１００）で使用するためのカートリッジ（２００）に関する。カートリッジ（２００）は、エアロゾル形成液体（２０２）と、エアロゾル形成液体（２０２）の少なくとも一部分を保持する、本発明のサセプタ（２１０）と、を備える。本発明はさらに、エアロゾル形成液体（２０２）を誘導加熱することでエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生装置（１００）に関し、装置は、本発明によるサセプタ（２１０）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、エアロゾル形成液体を保持および誘導加熱するためのサセプタに関する。本発明はさらに、エアロゾル発生装置で使用するためのカートリッジ、ならびにエアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生装置およびシステムに関する。

エアロゾル形成基体の誘導加熱を基盤とするエアロゾル発生システムは、先行技術から一般的に周知である。これらのシステムは、熱を発生する渦電流またはヒステリシス損失のうちの少なくとも一つをサセプタ内に誘起する交流電磁場を発生するための誘導源を備えうる。そのように加熱されたサセプタは、加熱に伴い揮発性化合物を放出してエアロゾルを形成することができるエアロゾル形成基体と熱的に近接している。エアロゾル発生システムのタイプに応じて、サセプタおよびエアロゾル形成基体は、エアロゾル発生物品内、特にカートリッジ内に一緒に提供されうる。カートリッジは、誘導源を含むエアロゾル発生装置のくぼみ内に受けられるように構成されうる。エアロゾル形成基体の適切な加熱を確実にするための、いくつかのサセプタ構成が当技術分野に記述されてきた。しかし多くの場合、サセプタはエアロゾル形成基体の小さな部分とのみ接触している。これは、基体の温度がエアロゾルを形成するには部分的に低すぎるような、基体容積にわたる不均質な加熱につながりうる。結果として、基体の小さな部分のみがユーザー体験のために効果的に利用される。しかし、基体のすべての部分をエアロゾル形成に必要な温度に加熱するために加熱電力を増加させることは、サセプタと直接接触しているそれらの部分の局所的な過熱を生じかねない。

従って、先行技術の解決策の利点を備えながらも、それらだけにとどまらない、サセプタ、ならびにカートリッジ、およびサセプタを備えるエアロゾル発生装置を有することが望ましい。特に、局所的な過熱のリスクのないエアロゾル形成基体の均質な加熱を可能にする、サセプタ、カートリッジおよびエアロゾル発生装置を有することが望ましい。

本発明によれば、エアロゾル発生装置またはシステムで使用するための誘導加熱サセプタが提供されている。サセプタは、エアロゾル形成液体を保持するため、および交流電磁場の影響下で液体を加熱するための、開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含む。特に、サセプタはこの開多孔性のセラミック材料で作製されてもよく、または開多孔性のセラミック材料からなってもよい。

本発明によるセラミック材料は、一方ではその開多孔性または開気孔構造により、および他方では交流電磁場の影響下で加熱可能なその能力によって特徴付けられうる。これにより、サセプタは、有利なことに、加熱されるエアロゾル形成液体のための貯蔵媒体、ならびにその中に保持された液体を誘導加熱するための発熱体、の両方である。このため、本発明によるサセプタは、二重機能サセプタであると考えられうる。有利なことに、セラミック材料の開多孔性構造は、サセプタ材料全体がエアロゾル形成液体で均一に浸漬されることを可能にする。従って、サセプタは、全体がエアロゾル形成液体と直接接触している。同時に、サセプタの全容積は、交流電磁場の影響下で均質に加熱可能である。このため、本発明によるサセプタは有利なことに、過熱する必要なく、その中に貯蔵されたエアロゾル形成液体全体を均質に加熱することが可能である。さらに、本発明によるサセプタは有利なことに、加熱されうるエアロゾル形成液体の量が、十分に制御可能なパラメータのサセプタの空隙率および全容積に関係するため、非常に一貫したユーザー体験を確保する。

サセプタの開空隙率は、液体エアロゾル形成材料のための高い保持能力を提供する。従って、液体エアロゾル形成材料はサセプタ内に安全に維持または保持される。有利なことに、これは、例えば液体タンクと比較して、漏れのリスクを低減する。特に、これにより、サセプタならびにこうしたサセプタを備える任意のエアロゾル発生物品、装置またはシステムを、漏れないようにすることができる。さらに、サセプタ材料の開空隙率は、加熱に伴い気化されたエアロゾル形成材料がカートリッジから自由に抜けることを可能にする。

本明細書で使用される「サセプタ」という用語は、電磁エネルギーを熱に変換することが可能な材料を含む要素を意味する。それ故に、交流電磁場内に位置している時に、サセプタは加熱される。一般的に、これは、サセプタ材料の電気的特性および磁性に依存して、サセプタ内で誘導されるヒステリシス損失および／または渦電流の結果でありうる。ヒステリシス損失は、交流電磁場の影響下で切り替えられる材料内の磁区によって、強磁性またはフェリ磁性のサセプタ材料内で発生する。渦電流は、サセプタ材料が導電性である場合に誘発されうる。導電性の強磁性またはフェリ磁性サセプタ材料である場合、渦電流およびヒステリシス損失の両方によって熱を発生させることができる。従って、本発明による開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、開多孔性のセラミック材料の電気的特性および磁性に応じて、ヒステリシス損失または渦電流のうちの少なくとも一つによって加熱可能でありうる。従って、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は導電性でありうる。別の方法としてまたは追加的に、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、強磁性またはフェリ磁性であってもよい。例えば、サセプタは、ランタンドープストロンチウムチタン酸ストロンチウムまたはイットリウムドープチタン酸ストロンチウムなどの導電性セラミック材料を含んでもよく、またはそれらからなってもよい。同様に、サセプタは、セラミックフェライトなどの開多孔性の強磁性またはフェリ磁性のセラミック材料を含んでもよく、またはそれらからなってもよい。

本明細書で使用される「エアロゾル形成液体」という用語は、エアロゾル形成液体の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出することができる液体に関する。エアロゾル形成液体は、固体および液体のエアロゾル形成材料または構成要素の両方を含みうる。エアロゾル形成液体は、加熱に伴い液体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含むたばこ含有材料を含んでもよい。別の方法として、または追加的に、エアロゾル形成基体は非たばこ材料を含んでもよい。エアロゾル形成液体は、エアロゾル形成体をさらに含んでもよい。適切なエアロゾル形成体の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。エアロゾル形成基体はまた、その他の添加物および成分（ニコチンまたは風味剤など）を含んでもよい。特に、エアロゾル形成液体は水、溶媒、エタノール、植物エキス、および天然の風味または人工の風味を含んでもよい。エアロゾル形成液体はまた、ペースト様の材料、エアロゾル形成基体を含む多孔性材料のサシェ、または例えばゲル化剤または粘着剤と混合されたルースたばこであってもよく、これはグリセリンなどの一般的なエアロゾル形成体を含むことができ、その後でプラグへと圧縮または成形される。

サセプタの特定の材料および幾何学的形状は、望ましい熱生成および液体吸収および保持効果を提供するように選択されうる。一般に、サセプタは任意の所望の形状を有しうる。形状は、エアロゾル発生物品、装置またはシステムで使用されるときの、特定の動作および設置場所に従属しうる。例えば、サセプタは、円筒、ディスク、管、立方体またはワッシャー形状の構成のうちの一つであってもよい。

サセプタは、開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含むか、またはそれで作製される単一体であってもよい。単一体はコンパクトな固形体であってもよい。この構成は有利なことに、加熱されるエアロゾル形成液体のためのコンパクトな単一の貯蔵媒体を提供することを可能にする。特に、単一のサセプタ本体は、単一のペレットまたはプレスされた物品であってもよい。

別の方法として、サセプタは複数のサセプタ素子を備えてもよく、各サセプタ素子は、開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含む、またはそれからなる。同様に、各サセプタ素子は単一体であってもよく、特にコンパクトな固形体であってもよい。例えば、サセプタは、個々のサセプタペレットなどの個々のサセプタ素子の固体バルク材料であってもよい。サセプタはサセプタ細粒であってもよい。

サセプタによって保持および加熱されるエアロゾル形成液体の量は、開多孔性のセラミック材料の空隙率に関連する。開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、２０％〜６０％の空隙率を有することが好ましい。この範囲の空隙率は、便利なユーザー体験を提供するために、サセプタによって保持および加熱されるエアロゾル形成液体の量に関して有利である。空隙率は、サセプタが所定の量のエアロゾル形成液体を保持するように選択されうる。所定の量の液体は、エアロゾル発生装置またはシステムでサセプタを使用する際に利用可能になる所定の数の吸煙に対応することが好ましい。また、空隙率は、サセプタを通る特定の気流管理に関して選択されうる。例えば、空隙率は、特定の引き出し抵抗（ＲＴＤ）を提供するように選択されうる。

エアロゾル形成液体の加熱は、ヒステリシス損失のみに基づくことが好ましい。したがって、サセプタの加熱、すなわち、開多孔性の誘導加熱セラミック材料の加熱は、主にヒステリシス損失に、またはヒステリシス損失だけに起因しうる。従って、開多孔性のセラミック材料は、強磁性またはフェリ磁性のみであることが好ましい。したがって、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、非導電性である、または導電性があったとしても非常に弱い導電性であることが好ましい。以下でより詳細に説明するように、これは、サセプタの加熱性を、サセプタ材料のキュリー温度に対応する温度に制限するのに望ましい場合がある。非導電性材料では、渦電流、および渦電流に起因する加熱が発生しない。

フェリ磁性材料および強磁性材料は、キュリー温度未満の自発磁化を保持し、この温度を超える磁気秩序を示さないことで特徴付けられる。したがって、そのキュリー温度を超えると、フェリ磁性または強磁性材料は常磁性となり、ヒステリシス損失がもはや発生しない。従って、サセプタの開多孔性のセラミック材料が非導電性であるが、フェリ磁性または強磁性のみである場合、キュリー温度を超えると、誘導加熱性が完全に消失する。この効果は、サセプタの加熱温度を制御するために有利に使用されうる。したがって、サセプタの開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、急激な過熱の可能性を回避または少なくとも低減するために、その温度にまでサセプタが加熱される最大温度に対応するように選択されたキュリー温度を有してもよい。キュリー温度は、この最大温度から約１％〜３％偏差しうる。サセプタの誘導加熱セラミック材料は、４００℃よりも低いキュリー温度を有するように選択されてもよく、３８０℃よりも低い、または３６０℃よりも低い温度を有するように選択されることが好ましい。誘導加熱セラミック材料は、１５０℃〜３００℃のキュリー温度を有することが好ましい。これは、単一のフェリ磁性セラミック材料のみを含むサセプタにおいて特にあてあまる。

上述のように、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、セラミックフェライトであることが好ましい。本明細書で使用される場合、フェライトは、ヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）またはマグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）などの金属酸化物、ならびに他の金属に由来するフェリ磁性セラミック化合物である。通常、フェライトは非導電性である。

特に、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、
− マンガンマグネシウムフェライト、
− ニッケル亜鉛フェライト、または、
− コバルト亜鉛バリウムフェライトのうちの少なくとも一つを含む、またはそれらのうちの少なくとも一つである。

上述のニッケル亜鉛フェライトは、Ｍｇ_xＭｎ_yＦｅ_zＯ₄タイプの組成物を含む、またはそれからなってもよく、ここで、ｘ＝０．４−１．１、ｙ＝０．３〜０．９、ｚ＝１〜２であり、金属カチオンＭｇ、ＭｎおよびＦｅの原子分率ｘ、ｙおよびｚは、金属カチオンの総電荷が酸素アニオンの総電荷と平衡するようなものである。特に、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、
−約２７０℃のキュリー温度を有する、Ｍｇ_0.77 Ｍｎ_0.58 Ｆｅ_1.65 Ｏ₄、
−約２６２℃のキュリー温度を有する、Ｍｇ_0.55 Ｍｎ_0.88 Ｆｅ_1.55 Ｏ₄、
−約１９０℃のキュリー温度を有する、Ｍｇ_1.03 Ｍｎ_0.35 Ｆｅ_1.37 Ｏ₄、のうちの少なくとも一つを含んでもよく、またはそれらのうちの少なくとも一つでありうる。

上述のニッケル亜鉛フェライトは、Ｎｉ_x Ｚｎ_1-x Ｆｅ₂ Ｏ₄タイプの組成物を含む、またはそれからなってもよく、ここでｘ＝０．３〜０．７であり、金属カチオンＮｉ、ＺｎおよびＦｅの原子分率は、金属カチオンの総電荷が酸素アニオンの総電荷と平衡するようなものである。特に、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、例えば、約２５８℃のキュリー温度を有するＮｉ_0.5 Ｚｎ_0.5 Ｆｅ₂ Ｏ₄を含んでもよく、またはそれであってもよい。

上述の通り、コバルト亜鉛バリウムフェライトは、約２７９℃のキュリー温度を有する、Ｃｏ_1.75 Ｚｎ_0.25 Ｂａ₂ Ｆｅ₁₂ Ｏ₂₂を含んでもよく、またはそれからなってもよい。

本発明による開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含むサセプタを製造するための方法は、以下の、
−セラミック材料の粉末状の未加工の構成要素を混合する工程と、
−溶媒にセルロースを溶解する工程と、
−溶解したセルロースを混合された未加工の構成要素と混合してスラリー混合物を得る工程と、
−スラリー混合物を乾燥する工程と、
−乾燥した混合物をプレスして望ましい形状のペレットを形成する工程と、
−ペレットを焼成して開多孔性のペレットを形成する工程と、
−開多孔性のペレットをアニーリングする工程と、を含みうる。

セラミック材料の粉末状の未加工の構成要素を混合する工程と、溶解したセルロースを混合された未加工の構成要素と混合する工程とは組み合わされてもよい、すなわち、セラミック材料の未加工の構成要素および溶解したセルロースは一つの工程で一緒に混合されてもよい。

溶媒を使用する代わりに、セルロースおよび粉末状の原材料の処理は、別の方法として、乾燥状態で行われてもよい。したがって、本発明による開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含むサセプタを製造するための代替的な方法は、以下の、
−セラミック材料およびセルロースの粉末状の未加工の構成要素を混合して乾燥混合物を得る工程と、
−乾燥混合物をプレスして望ましい形状のペレットを形成する工程と、
−ペレットを焼成して開多孔性のペレットを形成する工程と、
−開多孔性のペレットをアニーリングする工程と、を含みうる。

本明細書で使用される場合、「焼成する」とは、５５０℃〜１３００℃の温度における空気または酸素雰囲気中の熱処理プロセスである。焼成は、焼成炉で行われうる。焼成炉は、加熱炉内で回転し、制御された雰囲気内で間接的な高温処理を行う、鋼円筒であってもよい。本発明によるセラミック材料に関して、焼成はセルロースを燃焼させることを目的とし、存在する場合、溶媒を除去することを目的とする。この工程中、セラミック材料の望ましい開多孔性の材料の構造が形成される。ペレットは約１２００℃の温度で焼成されることが好ましい。

セルロースは二つの機能を有する。第一に、セルロースは、ペレット内の混合された未加工の構成要素の粒子の間の結合剤として作用する。第二に、セルロース粒子は有利なことに、開多孔性の構造を形成するための変位体として作用する。

望ましい形状のペレットを形成するために乾燥した混合物に加えられる圧力は、５〜１０ｔ／ｃｍ²（トン／平方センチメートル）の範囲としうる。例えば、直径１３ｍｍを有する円形サンプルに１０トンの負荷をかけてもよい。

開多孔性のペレットは、５００℃〜７００℃の範囲の温度で、特に約６００℃の温度でアニーリングされることが好ましい。

粉末状の未加工の構成要素を混合する工程の前に、方法は、セラミック材料の未加工の構成要素を篩い分けして望ましい範囲内の特定の粒度を有する未加工の構成要素の粉末粒子を選択する工程をさらに含みうる。特定の粒度は、５０μｍ〜８０μｍであることが好ましい。

方法は、未加工の構成要素を混合する前に、および提供される場合、未加工の構成要素を篩い分けする前に、未加工の構成要素を粉砕する工程をさらに含みうる。

粉砕する工程の後、方法は、未加工の構成要素を混合する前に、および提供される場合、未加工の構成要素を篩い分けする前に、粉砕された未加工の構成要素を乾燥する工程をさらに含みうる。

サセプタは、誘導源を含むエアロゾル発生装置での使用のために準備されるように、エアロゾル形成液体で予め浸漬される、消耗品エアロゾル発生物品の一部としてもよく、または消耗品エアロゾル発生物品であってもよいことが好ましい。したがって、サセプタは、開多孔性の誘導加熱セラミック材料内に保持されるエアロゾル形成液体をさらに含んでもよい。すなわち、サセプタは、エアロゾル形成液体を保持する、またはエアロゾル形成液体で（予め）浸漬される、開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含みうる。特に、開多孔性の誘導加熱セラミック材料は、所定の量のエアロゾル形成液体を保持してもよく、またはエアロゾル形成液体で（予め）浸漬されてもよい。所定の量の液体は、エアロゾル発生装置でサセプタを使用する際に利用可能になる所定の数の吸煙に対応することが好ましい。

別の方法では、サセプタは、エアロゾル発生装置と一体になっている部分であってもよい。従って、本発明はまた、エアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生装置を提供する。エアロゾル発生装置は、交流電磁場を発生するための誘導コイルを含む誘導源を備える。さらに、装置は、エアロゾル形成液体を保持および加熱するための開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含む、本発明による、および本明細書に記載のサセプタを備える。サセプタは、装置の動作中に交流電磁場によって誘導加熱されるように、誘導コイルに対して配置される。

交流電磁場を発生させるために、誘導源は交流電流（ＡＣ）発電機を含みうる。ＡＣ発電機は、エアロゾル発生装置の電源によって給電されうる。ＡＣ発電機は、誘導コイルに動作可能なように連結される。ＡＣ発電機は、交流電磁場を発生させるために誘導コイルを通過する高周波振動電流を発生させるように構成されている。本明細書で使用される高周波振動電流という用語は、５００ｋＨｚ〜３０ＭＨｚ、好ましくは１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ、より好ましくは５ＭＨｚ〜７ＭＨｚの周波数を有する振動電流を意味する。

装置は、好ましくはＡＣ発電機を含む、電気回路をさらに備えうる。電気回路は有利なことにＤＣ／ＡＣインバータを備えることができ、これはクラスＤまたはクラスＥの電力増幅器を含みうる。電気回路はエアロゾル発生装置の電力供給源に接続されうる。電気回路はマイクロプロセッサを備え、これはプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向けＩＣチップ（ＡＳＩＣ）または制御能力を有するその他の電子回路としうる。電気回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。電気回路は誘導コイルへの電流供給を調節するよう構成されうる。電流はシステムの起動後、誘導コイルに連続的に供給されることができ、または断続的に（例えば、吸入するごとに）供給されることができる。

上述の通り、エアロゾル発生装置は有利なことに、電源、好ましくはリチウムイオンリン酸型電池などの電池を備える。代替として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合があり、１回以上のユーザー体験のために十分なエネルギーの貯蔵を可能にする容量を有しうる。例えば、電源は約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な発生を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の例において、電源は所定回数の喫煙、または誘導コイルの不連続的な起動を可能にする十分な容量を有しうる。

装置は単一の誘導コイルまたは複数の誘導コイルを備えうる。誘導コイルの数は、サセプタ素子の数に依存しうる。誘導コイル（単一または複数）は、サセプタの形状と一致する形状を有しうる。同様に、誘導コイル（単一または複数）は、エアロゾル発生装置のハウジングの形状に適合する形状を有しうる。例えば、誘導コイル（単一または複数）は、らせんコイルまたはフラットスパイラルコイルとしうる。誘導コイルはフェライトコアの周りに巻かれうる。「フラットスパイラルコイル」は本明細書で使用される時、一般的に平面のコイルで、コイルの巻線の軸がコイルのある表面に対して垂直であるコイルを意味する。フラットスパイラル誘導はコイルの平面内で望ましい任意の形状を有することができる。例えば、フラットスパイラルコイルは円形形状を有することも、一般的に長楕円形または長方形の形状を有することもできる。ただし、「フラットスパイラルコイル」という用語は本明細書で使用される時、平面であるコイルのほか、曲面と一致するような形状のフラットスパイラルコイルも網羅する。フラットスパイラルコイルの使用は、堅牢でかつ製造が安価な単純なデザインを有するコンパクトな装置を設計するのを可能にする。コイルはコイルへの付着物および潜在的な腐食を防止できるように、装置のハウジング内に保持でき、また生成されたエアロゾルにさらされる必要がない。誘導コイルは耐食性の被覆またはエンクロージャによって覆われうる。誘導コイルの直径は５ｍｍ〜１０ｍｍとしうる。誘導コイルは電源に最も近いくぼみの表面上またはそれに隣接して配置しうる。これは装置内の電気的接続の量および複雑さを低減する。

使用時に、交流電磁場が確実に開多孔性の誘導加熱セラミック材料を透過するように、誘導コイルの近くにサセプタを有することが有利である。有利なことに、サセプタは誘導コイルの近傍に配置されている。また、誘導コイルとサセプタの間の距離は、均質な加熱を確保するためにサセプタの範囲にわたって実質的に一定であることが望ましい。サセプタと誘導コイルの間の最小距離は、２ｍｍ未満、とりわけ１ｍｍ未満、または０．５ｍｍ未満であることが好ましい。

エアロゾル発生装置は、装置ハウジングを備えうる。装置ハウジングは、サセプタ、誘導源、誘導コイル、ＡＣ発電機、電気回路、および電源を含みうる。下記にさらに説明する通り、装置ハウジングは、エアロゾル形成液体を貯蔵するためのタンクまたは液体保持要素、またはその両方をさらに含みうる。

装置ハウジングは、サセプタが少なくとも部分的に配置されうるくぼみをさらに備えうる。くぼみは内部表面を有してもよい。誘導コイルは電源に最も近いくぼみの表面上またはそれに隣接して配置しうる。誘導コイルは、くぼみの内部表面と一致する形状としうる。別の方法として、誘導コイルはくぼみ内にあってもよい。特に、くぼみはエアロゾル発生チャンバーであってもよい。

装置ハウジングは本体およびマウスピース部分を備えうる。くぼみは本体内にあるものとすることができ、またマウスピース部分は出口を有することができ、装置によって生成されたエアロゾルを引き出すことが可能である。誘導コイルは、本体内に、マウスピース部分内、または本体およびマウスピース部分の両方内に配置されうる。本明細書で使用される「マウスピース部分」という用語は、エアロゾル発生システムによって発生したエアロゾルを直接吸い込むために、ユーザーの口に入れられる装置の一部分を意味する。エアロゾルはマウスピースを通してユーザーの口に運ばれる。

装置は、少なくとも一つの空気吸込み口から、少なくとも一つの空気出口へと延びる空気経路を備えうる。空気出口はマウスピースの出口であることが好ましい。空気経路は、サセプタ、特に開多孔性のセラミック材料の外表面を通過する。空気経路はくぼみを通ってもよい。空気経路はまた、誘導コイルを通過してもよい。空気の流れが装置を通してコイルを通過できるようにすることで、コンパクトなシステムを達成できる。誘導コイルはサセプタに隣接して配置しうる。空気経路は、誘導コイルとサセプタ素子との間に提供される気流通路を含みうる。気化されたエアロゾル形成材料は気流通路内の空気の流れに混入されることができ、これはその後、冷めてエアロゾルを形成し、エアロゾルは空気出口を通して逃れる。

サセプタの開多孔性のセラミック材料は、例えば、装置の単回使用のために、所定の量のエアロゾル形成液体で（予め）浸漬されてもよい。ただし、また装置の複数の使用、およびその中に組み込まれたサセプタが好ましい場合がある。従って、装置は、サセプタをエアロゾル形成液体で繰り返しまたは連続的に浸漬するように構成されうる。このために、エアロゾル発生装置は、エアロゾル形成液体を保持または貯蔵するためのタンクをさらに備えうる。タンクは交換可能または再充填可能であってもよい。タンクは、装置のハウジング内に、特に装置の本体内に配置されうる。エアロゾル形成液体を用いてサセプタを（再び浸漬する）ために、タンクは、例えば、流体チャネルまたは流体パイプを介して、サセプタと流体連通する。

タンクからサセプタへのエアロゾル形成液体の移動は、重力によって生じることが好ましい。別の方法として、液体移動は、タンクとサセプタとの間の毛細管芯要素を介するなど、毛細管効果によって生じうる。エアロゾル発生装置はまた、エアロゾル形成液体をタンクからサセプタに移動するためのマイクロポンプなどのポンピング装置を含みうる。

エアロゾル発生装置は、サセプタをタンクからのエアロゾル形成液体で浸漬することが、装置の特定の位置、例えば、装置の上下位置またはオーバーヘッド位置でのみ生じるように構成されうることが好ましい。本明細書で使用される場合、装置の位置は、特に重力に関する、空間内の装置の配向を主に意味する。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、サセプタをタンクからのエアロゾル形成液体で浸漬することが、装置を特定の位置に配向することを必要とするように構成されうる。特定の位置は、「浸漬位置」として示されうる。有利なことに、これは望ましくない浸漬、またはその能力を超えてサセプタを過剰に浸漬するリスクを低減する。

エアロゾル発生装置は、タンクからサセプタへのエアロゾル形成液体の移動が、重力のみによって生じるように構成されうる。このため、サセプタとタンクとの間の相対的配置は、装置の特定の浸漬位置において、サセプタがタンクのレベルより低いレベルに配置されるようなものとしうる。対照的に、装置の動作位置、すなわち、エアロゾル発生中は、サセプタは、タンクのレベルを超えるレベルに配置されることが好ましい。従って、動作位置において、タンクからサセプタへのエアロゾル形成液体の移動はない。移動があるとしても、過剰なエアロゾル形成液体は、動作位置において、サセプタまたは流体経路／流体パイプからタンクに再流しうる。

別の方法としてまたは追加的に、サセプタとタンクとの間の流体連通は、遮断可能または放出可能である。特に、エアロゾル発生装置は、タンクが装置の特定の浸漬位置でのみサセプタと流体連通するように構成されうる。少なくとも装置の動作位置において、および浸漬位置以外の任意の位置においても、流体連通は無効化、放出、中断または停止されうる。遮断可能または放出可能な流体連通を実現するために、エアロゾル発生装置は、タンクとサセプタとの間の流体連通を制御するための弁を備えうる。弁は、装置の上下位置またはオーバーヘッド位置など、装置の特定の位置においてのみ開く重力作動弁であってもよい。弁は、制御可能な電磁弁としうる。電磁弁は、例えば、スイッチによって手動で制御可能であってもよい。別の方法として、電磁弁は、弁の停止および開口を制御するために、エアロゾル発生装置の電気回路に結合されうる。電気回路は、エアロゾル発生装置の位置を決定するための、マイクロチップパッケージＭＥＭＳジャイロスコープなどの位置センサーをさらに備えうる。従って、電気回路は、エアロゾル発生装置が特定の位置にあることを検出する場合にのみ、電磁弁を開くように構成されうる。位置センサーがその他の任意の位置を検出する場合には、弁は電気回路によって閉じられる。

エアロゾル発生装置は、サセプタをエアロゾル形成液体で浸漬する間にサセプタの加熱が無効化されるようにさらに構成されうる。有利なことに、これはタンク内の意図しないガス形成を防止する。

エアロゾル発生装置は、サセプタをエアロゾル形成液体で浸漬する間、エアロゾル発生装置のエアロゾル出力に向けたエアロゾル通路が閉じられるように構成されうる。有利なことに、これにより、装置のユーザーによるエアロゾル形成液体の意図しない吸収が防止される。

セラミック材料の開多孔性の構造により、サセプタはすでに高い液体保持能力を提供する。それにもかかわらず、エアロゾル発生装置は、追加的なエアロゾル形成液体を保持するための液体保持要素をさらに備えてもよい。液体保持要素は、液体エアロゾル形成基体を貯蔵するための高保持材料または高放出材料（ＨＲＭ）を含んでもよい。有利なことに、液体保持要素は、サセプタを浸漬するためのエアロゾル形成液体用の貯蔵媒体であってもよい。このため、液体保持要素はサセプタと直接接触することが好ましい。従って、液体保持要素内に保存されるエアロゾル形成液体は、例えば、毛細管作用によって、サセプタに簡単に移動されうる。液体保持要素内に保持されるエアロゾル形成液体は、保持要素を離れる前にはエアロゾル化のために利用できないことが好ましい。液体保持要素は非導電性であってもよい。液体保持要素はまた、常磁性または反磁性であってもよい。液体保持要素は非誘導加熱でありうることが好ましい。液体保持要素は、誘導コイルの交流電磁場によって影響を受けないまたは最小限に影響を受けるように、エアロゾル発生装置で配置されうる。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル形成液体用の、液体保持要素およびタンクの両方を備えてもよい。タンクは液体保持要素と流体連通することが好ましく、これは次にサセプタと流体連通しうる。こうして、液体保持要素はタンクから（再）充填され、サセプタは液体保持要素から浸漬される。

上述のように、サセプタは、誘導源を含むエアロゾル発生装置での使用のために準備されるように、エアロゾル形成液体で予め浸漬される、消耗品エアロゾル発生物品の一部としてもよく、または消耗品エアロゾル発生物品であってもよいことが好ましい。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生装置で使用するためのカートリッジの一部であってもよく、またはカートリッジであってもよい。したがって、本発明はまた、誘導加熱式エアロゾル発生装置で使用するためのカートリッジも提供する。カートリッジは、本発明による、および本明細書に記載する、エアロゾル形成液体および誘導加熱サセプタを含む。サセプタは、カートリッジ内に含まれるエアロゾル形成液体の少なくとも一部分を保持する、本明細書に記載する、開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含む、またはそれから作製される、またはそれからなる。エアロゾル形成液体の少なくとも一部分を保持することに加えて、誘導加熱セラミック材料は、交流電磁場の影響下で、その中に保持されているエアロゾル形成液体を誘導加熱することを可能にする。

カートリッジは、消耗品、特に使い捨て式のエアロゾル発生物品である。これは、エアロゾル発生装置のくぼみ内に受けられるように構成され、これは次に、くぼみ内に受けられるときにカートリッジのサセプタを誘導加熱するための誘導源を備える。動作中、誘導源は、くぼみ内に受けられるカートリッジのサセプタを透過する交流電磁場を生成する。誘導加熱セラミック材料の電気的特性および磁性に応じて、交流電磁場は、サセプタ内の渦電流またはヒステリシス損失のうちの少なくとも一つを生じさせる。その結果、サセプタが加熱され、その中に保持されるエアロゾル形成液体を気化させる。セラミック材料の開多孔性の構造により、気化されたエアロゾル形成液体はサセプタを通過し、その後冷却されてエアロゾルを形成しうる。

エアロゾル形成液体を保持するサセプタは、カートリッジ、すなわち、消耗品エアロゾル発生物品を本質的に構成しうることが好ましい。この場合、サセプタはカートリッジのエアロゾル形成液体全体を保持しうる。別の言い方をすると、本発明によるカートリッジは、エアロゾル形成液体で浸漬されたサセプタのみからなってもよい。有利なことに、こうしたカートリッジは、単純で安価かつ堅牢なものとなる。

さらに、カートリッジは、浸漬されたサセプタを少なくとも部分的に囲むカートリッジハウジングを含みうる。カートリッジハウジングは、サセプタを完全に囲む、すなわち、サセプタはカートリッジハウジング内にありうることが好ましい。

カートリッジハウジングがエアロゾル発生装置のくぼみ内に受けられる時、ハウジングは非導電性であることが好ましい。

サセプタは、カートリッジハウジングの内部空間の少なくとも一部分を充填してもよい。

カートリッジハウジングは、サセプタを少なくとも部分的にまたは完全に開放するように、少なくとも部分的にまたは完全に取り外し可能であってもよい。動作時に、これにより、気化されたエアロゾル形成液体がカートリッジから自由に抜けることができ、またその逆も可能であって、空気がサセプタ内に入ることができる。特に、カートリッジがエアロゾル形成液体で浸漬されたサセプタから本質的になる消耗品エアロゾル発生物品を構成する場合、カートリッジハウジングは、カートリッジをエアロゾル発生装置に係合させる前、すなわち、部分的または完全に開放されたサセプタをエアロゾル発生装置に係合させる前に、少なくとも部分的または完全に取り外すことができるサセプタのエンベロープまたはカバーとしうる。

カートリッジハウジングは、少なくとも一つの流体浸透性部分を含みうる。本明細書で使用される「流体浸透性部分」とは、気体、好ましくは液体もそれを通して浸透することを可能にするカートリッジハウジングの部分である。特に、カートリッジハウジングの少なくとも一つの流体浸透性部分は、気相のいずれか、または気相および液相のいずれでもエアロゾル形成液体がそれを通して浸透するのを許容しうる。カートリッジハウジングは、複数の流体浸透性部分を有してもよい。サセプタを覆う、またはサセプタと接触する、カートリッジハウジングのこれらの部分の少なくとも一部は、流体浸透性であってもよい。カートリッジハウジング全体が流体浸透性であってもよい。後者の構成は、エアロゾル形成液体で浸漬されたサセプタによって完全に充填されたカートリッジに関して、またはエアロゾル形成液体で浸漬されたサセプタから本質的になるカートリッジに関して、有利である。

サセプタ材料の高い保持能力によって、サセプタ自体はまた、カートリッジハウジングの少なくとも一部分を形成してもよい。サセプタは完全なカートリッジハウジングを形成してもよい。一例として、カートリッジは、円周壁および二つの端部壁を備える中空円筒であってもよい。円周壁および端部壁は、カートリッジのハウジングを形成する。少なくとも一つの端壁または円周壁の少なくとも一部分、または両方は、サセプタによって形成されてもよい。

サセプタは、カートリッジハウジングの容積を部分的にのみ充填してもよい。有利なことに、カートリッジの空隙内部容積は、エアロゾル形成液体で充填されたタンクまたは貯蔵部として使用されうる。カートリッジの内部に面するサセプタの表面の一部分は、エアロゾル形成液体と直接接触してもよい。従って、サセプタ内に保持されている加熱されたエアロゾル形成液体が気化され、セラミックサセプタ材料の開多孔性の構造を通してカートリッジから放出される。同時に、サセプタは、カートリッジタンクまたは貯蔵部内に貯蔵されたエアロゾル形成液体によって連続的に再充填または再浸漬される。サセプタがカートリッジ容積を完全に充填するカートリッジと比較して、エアロゾル形成液体で充填された空隙容積を有するカートリッジは、より長い動作時間を有する。これは、サセプタ容積の液体貯蔵容量が、等しいサイズの自由容積と比較して低いことに起因する。

カートリッジの外表面上に存在するサセプタ本体の外側輪郭に対応する表面全体は、約２５ｍｍ²でありうる。

本発明によるカートリッジのさらなる特徴および利点については、サセプタに関して上記で説明されており、繰り返さない。

本発明によると、エアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生システムも提供されている。システムは、本発明による、かつ本明細書に記載されたエアロゾル発生装置およびカートリッジを備える。したがって、カートリッジは、エアロゾル形成液体と、エアロゾル形成液体の少なくとも一部分を保持する、本発明による、および本明細書に記載の誘導加熱サセプタとを備える。カートリッジは、エアロゾル発生装置で使用されるように、すなわち、カートリッジ内に含まれるエアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生させるためにエアロゾル発生装置と係合するように構成される。このために、エアロゾル発生装置は、カートリッジの少なくとも一部分を受けるためのくぼみを含む装置ハウジングを備える。エアロゾル発生装置は、交流電磁場を生成するための誘導コイルを含む装置ハウジング内の誘導源をさらに備える。エアロゾル発生装置およびカートリッジは、くぼみ内にカートリッジを受ける際に、交流電磁場によって誘導加熱可能なように、サセプタが誘導コイルに対して配置されるように構成される。

誘導コイルはくぼみの内部表面上またはそれに隣接して配置されうる。誘導コイルは、くぼみの内部表面と一致する形状としうる。別の方法として、誘導コイルはくぼみ内にあってもよい。一部の実施形態で、誘導コイルはカートリッジが装置に係合した時にカートリッジの内部経路内にあってもよい。

装置ハウジングは本体およびマウスピース部分を備えうる。くぼみは本体内とすることができ、またマウスピース部分は出口を有することができ、システムによって生成されたエアロゾルはその出口を通して引き出される。誘導コイルはマウスピース部分内または本体内としうる。別の方法として、マウスピース部分はカートリッジの部品として提供されてもよい。

装置は、少なくとも一つの空気吸込み口から、少なくとも一つの空気出口へと延びる空気経路を備えうる。空気出口はマウスピースの出口であることが好ましい。空気経路は、サセプタ、特に開多孔性のセラミック材料の外表面を通過する。空気経路はくぼみを通ってもよい。空気経路はまた、誘導コイルを通過してもよい。空気の流れが装置を通してコイルを通過できるようにすることで、コンパクトなシステムを達成できる。使用時に、誘導コイルは、カートリッジが装置と係合した時に、すなわち、くぼみ内に受けられる時に、サセプタに隣接して配置されうる。空気経路は、カートリッジがくぼみ内に受けられる時に、誘導コイルとサセプタ素子との間に提供される気流通路を含みうる。気化されたエアロゾル形成材料は気流通路内の空気の流れに混入されることができ、これはその後、冷めてエアロゾルを形成し、エアロゾルは空気出口を通して逃れうる。

上述のエアロゾル発生装置と比較して、本明細書で説明したエアロゾル発生装置は、内部サセプタおよび液体タンクなどのエアロゾル形成液体用の内部貯蔵部を備えない。ところが、それ以外に、本明細書に記載するエアロゾル発生装置は、上述のエアロゾル発生装置と類似していてもよく、または同一であってもよい。

特に、ここで説明したエアロゾル発生装置の誘導源および誘導コイルは、上述のエアロゾル発生装置の誘導源および誘導コイルと類似していてもよく、または同一であってもよい。同様に、本明細書で説明したエアロゾル発生装置はまた、上述の通り、ＡＣ発電機、電気回路、および電源のうちの少なくとも一つを備えうる。

本明細書に記述したエアロゾル発生装置のさらなる特徴および利点、特に誘導源、誘導コイル、ＡＣ発電機、電気回路および電源の特徴および利点は、上述のエアロゾル発生装置に関して説明されており、繰り返さない。
本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略図である。 図２は、図１によるエアロゾル発生システムの線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 図３は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略図である。 図４は、本発明によるカートリッジの第一の実施形態の概略図である。 図５は、図４によるカートリッジの斜視図を示す。 図６は、本発明によるカートリッジの第二の実施形態を概略図である。 図７は、図６によるカートリッジの斜視図を示す。 図８〜１７は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図９は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１０は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１１は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１２は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１３は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１４は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１５は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１６は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１７は、本発明によるカートリッジのさらなる実施形態の概略図である。 図１８は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略図である。 図１９は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略図である。

図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生システム１の概略図である。システムは、エアロゾル発生装置１００と、エアロゾル発生装置１００と係合するためのカートリッジ２００と、を備える。装置本体１００は、電源１０２としてリチウムイオン電池を含有する本体ハウジング１０１を有する本体と、制御電子回路１０４と、を備える。本体ハウジング１０１は、その中にカートリッジ２００を受けるくぼみ１１２を画定する。装置１００はまた、出口１２４を含むマウスピース部分１２０も含む。マウスピース部分１２０のハウジングと本体ハウジング１０１はまとめて、装置１００のハウジングを形成する。マウスピース部分は、ヒンジ式接続、スナップ式装着またはねじ式取り付けなど、任意の種類の接続によって本体に接続されうる。空気吸込み口１２２は本体ハウジング１０１内に画定される。

フラットスパイラル誘導コイル１１０は、くぼみ１１２内に配置される。コイル１１０は、制御電気回路１０４に動作可能に接続される。コイル１１０は、図２にも図示されている。コイル１１０は銅板からスパイラルコイルをスタンピングまたは切断することにより形成される。コイル１１０は、空気吸込み口１２２のレベルにおいて、カートリッジ２００の端面と反対のくぼみ１１２の内部表面に近接して配置される。従って、入口１２２を通って出口１２４に向かって引き出される空気は、コイル１１２と円筒形カートリッジ２００の端面との間に形成される通路を通過する。有利なことに、フラットスパイラルコイルにより、装置とカートリッジとの間の単純な境界面が許容され、単純かつ安価なカートリッジ設計ができるようになる。

この実施形態では、カートリッジ２００は円形の円筒形状である。円筒形のカートリッジ２００は、エアロゾル形成液体２０２を含有するカートリッジハウジング２０４を含む。エアロゾル形成液体は毛細管材料によって保持されうる。カートリッジハウジング２０４は流体不浸透性であるが、サセプタ２１０により覆われた開放端を有する。カートリッジ２００のさらなる詳細は、図４および図５に図示される。この実施形態では、サセプタ２１０は、開多孔性のフェリ磁性セラミック材料、例えば、Ｎｉ_0.5 Ｚｎ_0.5 Ｆｅ₂ Ｏ₄で作製されるコンパクトな固体サセプタ本体である。サセプタ本体２１０は円筒形状であり、カートリッジハウジング２０４の開端部の中へと挿入される。こうして、サセプタ２１０はカートリッジハウジング２０４の少なくとも一部分を形成する。円筒形のサセプタ本体２１０は、３ｍｍ〜６ｍｍの軸方向長さを有し、４〜５ｍｍの軸方向長さを有することが好ましい。サセプタ本体２１の円筒形の外側輪郭に対応する表面全体は、約２５ｍｍ²でありうる。

円筒形のサセプタ本体２１０の内側端表面は、カートリッジ２００内に含有されるエアロゾル形成液体２０２と直接接触するように、カートリッジハウジング２０４の内部に面する。セラミック材料の開多孔性の構造により、サセプタはエアロゾル形成液体２０２で浸漬される。従って、サセプタ２１０は、カートリッジ２００内に含有されるエアロゾル形成液体２０２の少なくとも一部分を保持する。円筒形のサセプタ本体２１０の外側端表面は、カートリッジ２００の外表面を形成する。したがって、サセプタ内に保持されている加熱されたエアロゾル形成液体が気化されて、開多孔性のサセプタ本体２１０の外側端表面を介してカートリッジ２００から自由に抜ける場合がある。

開多孔性の構造は、液体エアロゾル形成材料のための高い保持能力を提供するようなものである。このため、エアロゾル形成液体はサセプタ２１０内に安全に維持または保持される。有利なことに、これにより、カートリッジハウジングの一部分が開多孔性の材料で作製されていても、その中に含有されるエアロゾル形成液体２０２に関してカートリッジ２００が漏れないようにすることができる。その逆もまた可であり、サセプタ材料の開放空隙率は、加熱に伴い気化されたエアロゾル形成材料がカートリッジから自由に放出されることを許容するようなものである。

カートリッジ２００がエアロゾル発生装置１００と係合し、くぼみ１１２内に受けられる時、サセプタ素子２１０はフラットスパイラルコイル１１０に隣接して配置される。カートリッジ２００は装置内に逆さまに挿入できないことを確保するためにキー付きの特徴を含みうる。

使用時に、ユーザーはマウスピース部分１２０で吸入して、空気を空気吸込み口１２２を通してくぼみ１１２およびマウスピース部分１２０に引き出し、出口１２４からユーザーの口に出す。装置は、ユーザーがマウスピースを吸煙する時を検出するためのマイクロフォンの形態の吸煙センサー１０６を含みうる。吸煙センサー１０６は制御電気回路１０４の一部でもよい。吸煙センサー１０６は、空気吸込み口１２２に近いくぼみ内に配置されてもよい。吸煙が検出されると、電気回路１０４は高周波振動電流をコイル１１０に供給する。これは、サセプタ２１０を通過する振動磁場を発生させる。結果として、サセプタ２１０はヒステリシス損失によって加熱され、サセプタ材料の開空孔内に保持されているエアロゾル形成液体を気化するのに十分な温度に達する。気化されたエアロゾル形成材料は、空気吸込み口１２２から空気出口１２４に向かって流れる空気に混入される。この過程で蒸気は冷却されて、マウスピース部分１２０内でエアロゾルを形成してから、出口１２４を通って逃れる。制御電子回路１０４は、吸入が検出されると、振動する電流をコイル１１０に所定の持続期間（この例では５秒間）にわたり供給し、その後、新しい吸入が検出されるまで電流がオフになる。

図３は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生システム１の概略図である。システム１は、エアロゾル発生装置１００と、カートリッジ２００とを備える。誘導コイルを除いて、この第二の実施形態は図１に示す第一の実施形態と同一である。したがって、両実施形態において、エアロゾル発生装置およびカートリッジの同一の特徴は、同一の参照番号で示されている。フラットスパイラル誘導コイルの代わりに、第二の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、カートリッジがくぼみ１１２内に受けられる時にサセプタ２１０がらせん誘導１７０内に配置されるように、くぼみ１１２内に配置されるらせん誘導コイル１７０を備える。高周波振動電流をコイル１７０に適用することで、らせんコイル１７０の内部に本質的に均質な振動磁場を生成する。従って、カートリッジ２００がエアロゾル発生装置１００と係合する時、サセプタ１２０は、振動磁場によって均質に影響を受け、これは、サセプタの均質な加熱に関して有利である。別の方法として、らせん誘導１７０はまた、くぼみ１１２の内部表面上または本体ハウジング１０１の壁内にも配置されてもよく、これは、エアロゾル発生装置１００の単純かつコンパクトな設計を可能にする。

図１〜５に示す実施形態によるカートリッジ２００は、市販のカートマイザーと比較して安価に製造できる単純かつ堅牢な設計を有する。ただし、図６〜１６に示されるように、他の構成は可能である。

図６および図７は、中空の円筒形状を有する代替的なカートリッジ設計を概略的に示す。サセプタ２１０は、カートリッジハウジング２０４の円周壁の周辺部分を形成する開多孔性のフェリ磁性セラミック材料で作製されたコンパクトなサセプタ本体である。こうして、サセプタ２２０は管状の形状である。中空カートリッジ２００の内部は、エアロゾル形成液体を含有し、その一部分はサセプタ２１０内に保持される。図６および７に示すカートリッジは、図３に示すらせん誘導コイルを備えるエアロゾル発生装置と係合するように設計されうる。エアロゾル発生装置は、カートリッジがエアロゾル発生装置と係合する時に、サセプタがらせんコイルの内部内に同軸に位置付けられるように設計されることが好ましい。こうして、サセプタの加熱は有利なことに、非常に均質である。さらに、図６および７に示すカートリッジ設計の活性加熱容積は、図４および５に示すカートリッジ設計と比較して大きく、より強いユーザー体験につながる。

図８は、カートリッジがサセプタ２１０によって完全に充填される別のカートリッジ設計の断面図を概略的に示す。この実施形態では、サセプタ２１０は、液体エアロゾル形成基体に高い保持力を提供する開多孔性のフェリ磁性セラミック材料で作製されたコンパクトなサセプタ本体である。したがって、本実施形態のカートリッジ２００は、例えば、液体タンクと比較して、流出のリスクを有利に減少させる。カートリッジの亀裂の故障の場合、サセプタの高保持材料は、エアロゾル形成液体および装置の活性電気構成要素と生物学的組織との意図しない接触を回避する。

カートリッジ２００は、サセプタ２１０を少なくとも部分的に囲むカートリッジハウジング２０４を備える。使用時に、気化されたエアロゾル形成基体は、カートリッジハウジングによって覆われていないサセプタのそれらの部分を通してカートリッジから抜ける場合がある。

カートリッジハウジング２０４はまた、サセプタ２１０を完全に囲んでもよい。この場合、カートリッジハウジング２０４の少なくとも一部分は、気化されたエアロゾル形成基体がカートリッジから抜けることを可能にするために流体浸透性であってもよい。完全なカートリッジハウジング２０４は、図９に示すように流体浸透性であることが好ましい。有利なことに、これは最大のユーザー体験を可能にする。

別の方法として、サセプタ２１０は、図１０に示すように、サセプタ２１０を完全に囲む不浸透性カートリッジハウジング２０４内に含有されてもよい。有利なことに、これは浸漬されたサセプタが乾燥することを防止する。図１１に示すように、カートリッジハウジング２０４の少なくとも一部分は、カートリッジをエアロゾル発生装置と係合する前に、すなわち、部分的または完全に開放されたサセプタをエアロゾル発生装置と係合する前に、取り外し可能または開閉可能であってもよい。図１１の実施形態では、カートリッジハウジング２０４は、端面で取り外し可能であってもよい。カートリッジハウジング２０４の端面部分を取り外すと、部分的に開いたカートリッジは、エアロゾル発生装置と係合しうる。動作中、気化されたエアロゾル形成基体が、開放端面を介してカートリッジから抜ける場合がある。

同様に、図４および５または図６および図７によるカートリッジ設計は、サセプタ２１０の外表面も覆うカートリッジハウジング２０４を備えうる。サセプタを覆うカートリッジハウジング２０４の一部分は、カートリッジをエアロゾル発生装置と係合する前に、取り外されるか、または開かれる。カートリッジハウジングの取り外し可能または開閉可能な部分は、サセプタの保護カバーであると考えられうる。外表面サセプタは、カートリッジハウジングの残りの部分の外表面と同一平面であってもよく、またはカートリッジハウジングの外表面が滑らかであるように窪んでいてもよい。

図１２および図１３は、完全なカートリッジハウジング２０４が、カートリッジの残りの部分をエアロゾル発生装置と係合する前に取り外される保護カバーまたはパッキングスリーブである、別のカートリッジ設計を概略的に図示する。こうしたカバーまたはスリーブは、コンパクトなサセプタ本体（図１２を参照）から本質的になる、またはエアロゾル形成液体を封入する閉鎖面または中空サセプタ本体を備えるカートリッジに関して有利でありうる（図１３参照）。両実施形態において、サセプタ本体は、物品を囲むパッキングスリーブ２０４の取り外しに際して、エアロゾル発生装置と係合する消耗品エアロゾル発生物品を本質的に構成する。図１２および１３に示すように、周囲のパッキングスリーブ２０４は、端面で開かれて、サセプタ本体を取り出すことを可能にしてもよい。図１３に示すサセプタ設計に関して、閉じたサセプタ表面は、エアロゾル発生装置と係合するこれらのカートリッジ部品の残りのハウジングとして見なされうる。

単一体のサセプタ本体の代わりに、サセプタは複数のサセプタ素子２１１を備えてもよい。図１４に図示するように、サセプタ素子は、サセプタ細粒を形成するエアロゾル形成液体で浸漬された個々のサセプタペレット２１１であってもよい。サセプタ素子２１１は、カートリッジハウジング２０４内に含有されてもよく、その少なくとも一部分は流体浸透性である。例えば、カートリッジハウジングまたは完全なカートリッジハウジングの一部分は、メッシュ様の構成であってもよく、例えば、ステンレス鋼メッシュで作製されてもよい。図１４において、完全なカートリッジハウジング２０４は流体浸透性である。有利なことに、こうしたカートリッジハウジング２０４は、個々のサセプタ素子を一緒に保持するが、気化されたエアロゾル形成基体がカートリッジから抜けることを可能にする。

別の方法として、サセプタ素子２１１は、図１５に示すように、不浸透性カートリッジハウジング２０４内に含有されてもよい。有利なことに、これは浸漬されたペレットが乾燥することを防止する。図１６に図示するように、カートリッジハウジングの少なくとも一部分は、続いてエアロゾル発生装置のくぼみに充填されうる個別のサセプタ素子（図１７参照）を取り外すことができるように、取り外し可能、または開閉可能であってもよい。個々のサセプタ素子がカートリッジハウジングを有さないバルク材料として、すなわち、ルース商品としてエアロゾル発生装置内に受けられる場合、エアロゾル発生装置は、くぼみ内にサセプタ素子を受けてサセプタ素子をしっかりと保持するための容器を備えてもよい。容器の少なくとも一部分は、気化されたエアロゾル形成基体が容器から抜けることを可能にするために流体浸透性であってもよい。容器は充填ポートを備えうる。充填ポートは、例えば、リッドによって、またはエアロゾル発生装置のマウスピースによって閉じることができてもよい。

図１８は、本発明の別の態様によるエアロゾル発生装置１００の第一の実施形態を概略的に図示する。加熱されるサセプタおよびエアロゾル形成液体を含む別個のカートリッジと係合可能である代わりに、エアロゾル発生装置１００自体は、開多孔性のフェリ磁性セラミック材料で作製された内部サセプタ１８０である、本発明による、および本明細書に記載するサセプタ１８０を備える。図１および３に示すエアロゾル発生装置に類似して、図１３による装置１００は、電池１０２および制御電気回路１０４を含む本体ハウジング１０１を有する本体を備える。本体ハウジング１０１は、内部サセプタ１８０がその中に配置されるくぼみ１１２を画定する。装置１００はまた、出口１２４を含むマウスピース部分１２０も含む。マウスピース部分１２０のハウジングおよび本体ハウジング１０１はまとめて、装置１００のハウジングを形成する。マウスピース部分は、本体に取り外し可能に接続される。空気吸込み口１２２は本体ハウジング内に画定される。くぼみ１１２内には、らせん誘導コイル１７０がある。コイル１７０は、制御電気回路１０４に動作可能に接続され、円筒形のサセプタ本体１８０を囲む。電気回路１０４が高周波振動電流をコイル１７０に供給する時、振動する磁場が生成され、これがサセプタ１８０を通過する。結果として、サセプタ１８０はヒステリシス損失によって加熱され、サセプタ１８０の開多孔性の構造に保持されるエアロゾル形成液体の気化を生じさせる。気化されたエアロゾル形成材料は、ユーザーが、空気吸込み口１２２を通してくぼみ１１２およびマウスピース部分１２０の中へと、そして出口１２４から空気を吸い出すときに作られる空気の流れに混入される。

本実施例では、らせんコイル１７０の軸方向長さ延長部は、円筒形のサセプタ１８０の軸方向長さ延長部に本質的に対応する。当然のことながら、コイル１７０はまた、サセプタ１８０の軸方向部分のみを囲むように構成されてもよい。有利なことに、ユーザー体験を最適化するために、コイルとサセプタ１８０との間の重複の程度を使用して、加熱および気化されるエアロゾル形成液体の量を予め設定しうる。

繰り返してサセプタ１８０をエアロゾル形成液体で（再）充填するために、エアロゾル発生装置１００はエアロゾル形成液体のためのタンク１８５をさらに備える。タンクは交換可能または再充填可能であってもよい。タンク１８５は、装置１００の本体ハウジング１０１内に配置される。タンク１８５は、流体チャネル１８６を介してサセプタ１８０と流体連通する。制御可能なバルブ１８７は、流体チャネル１８６とともに配置される。弁１８７は、弁の停止および開口を制御するために、電気回路１０４に動作可能に結合される。エアロゾル発生装置１００は、バルブ１８６を装置の上下位置またはオーバーヘッド位置のみで開くように構成されている。従って、サセプタ１８０をタンク１８５からのエアロゾル形成液体で浸漬することは、装置１００をこの特定の「浸漬」位置に配向させることを必要とする。有利なことに、これにより、不必要な浸漬、およびその容量を超えてサセプタ１８０を過剰に浸漬するリスクが低減される。タンク１８５からサセプタ１８０へのエアロゾル形成液体の移動は、重力によって生じることが好ましい。装置のそれぞれの位置を検出するために、装置１００は、電気回路１０４の一部として位置センサー（図示せず）を備えうる。さらに、電気回路１０４は、意図しないガス形成を防止するために、「浸漬」位置で加熱プロセスを無効化するように構成されてもよい。さらに、電気回路１０４は、ユーザーによるエアロゾル形成液体の意図しない吸収を防止するために、サセプタ１８０の（再）充填中に出口１２４に向かう空気経路をブロックするように構成されてもよい。このため、装置１００はシャッター（図示せず）を備えうる。装置１００はまた、一つ以上の所定の「使用」位置におけるサセプタ１８０の加熱のみを可能にするように構成されうる。

図１９は、内部サセプタ１８０を備えるエアロゾル発生装置１００の第二の実施形態を概略的に図示する。本実施形態は、図１８に示す実施形態と本質的に同一である。したがって、両実施形態において、エアロゾル発生装置の同一の特徴は、同一の参照番号で示されている。さらに、図１９による装置１００は、高保持材料または高放出材料（ＨＲＭ）で作製された液体保持要素１９０を備える。液体保持要素１９０は、サセプタ１８０を連続的に浸漬するためのエアロゾル形成液体のための貯蔵媒体として機能する。このため、液体保持要素１９０は、サセプタ１８０と直接接触している。液体保持要素１９０内に保存されるエアロゾル形成液体は、毛細管作用によってサセプタ１８０に移動される。液体保持要素１９０は、非導電性および常磁性であり、したがって非誘導加熱である。この理由から、誘導コイル１７０はサセプタ１８０のみを囲む。液体保持要素は、流体チャネル１８６を経由してタンク１８５と流体連通し、タンク１８５からのエアロゾル形成液体で充填される。図１９に示す実施形態のさらなる利点は、図１８に示した実施形態に関して説明されており、繰り返さない。

Claims (13)

1. エアロゾル発生装置またはシステムで使用するための誘導加熱サセプタであって、前記サセプタが、エアロゾル形成液体を保持し、交流電磁場の影響下で前記エアロゾル形成液体を加熱するための開多孔性の誘導加熱セラミック材料からなり、前記サセプタが、コンパクトな固形体または複数のサセプタ素子を含み、各サセプタ素子が、前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料を含むコンパクトな固形体である、誘導加熱サセプタ。
2. 前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料が、
   −マンガンマグネシウムフェライト、
   −ニッケル亜鉛フェライト、または、
   −コバルト亜鉛バリウムフェライト、のうちの少なくとも一つを含む、またはそれからなる、請求項１に記載のサセプタ。
3. 前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料が、２０％〜６０％の空隙率を有する、請求項１または２のいずれか一項に記載のサセプタ。
4. 前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料が１５０℃〜４００℃のキュリー温度を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサセプタ。
5. 前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料が非導電性材料である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のサセプタ。
6. 前記開多孔性の誘導加熱セラミック材料内に保持されているエアロゾル形成液体をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサセプタ。
7. エアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生装置であって、前記装置が、
   −交流電磁場を発生させるための誘導コイルを含む誘導源と、
   −前記エアロゾル形成液体を保持および加熱するための、請求項１〜６のいずれか一項に記載のサセプタであって、前記交流電磁場によって誘導加熱されるように、前記誘導コイルに対して配置される、サセプタと、を備える、エアロゾル発生装置。
8. エアロゾル形成液体を保持するための交換可能な、または再充填可能なタンクをさらに備え、前記タンクが、前記サセプタを前記エアロゾル形成液体で浸漬するために前記サセプタと放出可能に流体連通する、請求項７に記載のエアロゾル発生装置。
9. エアロゾル形成液体を保持するための液体保持要素をさらに備え、前記液体保持要素が前記サセプタと直接接触する、請求項７または８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
10. エアロゾル発生装置で使用するためのカートリッジであって、前記カートリッジが、エアロゾル形成液体と、前記エアロゾル形成液体を加熱するための、請求項１〜６のいずれか一項に記載の誘導加熱サセプタと、を備え、前記サセプタが、前記エアロゾル形成液体の少なくとも一部分を保持する、カートリッジ。
11. 前記カートリッジが、前記サセプタを囲むカートリッジハウジングを備え、前記カートリッジハウジングが、少なくとも部分的に取り外し可能であるか、または少なくとも一つの流体浸透性部分を備える、請求項１０に記載のカートリッジ。
12. 前記カートリッジが、カートリッジハウジングを備え、前記サセプタが、前記カートリッジハウジングの少なくとも一部分を形成する、請求項１０に記載のカートリッジ。
13. エアロゾル形成液体を誘導加熱することによってエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生システムであって、前記システムが、エアロゾル発生装置と、前記エアロゾル発生装置で使用される、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のカートリッジとを備え、前記エアロゾル発生装置が、
    前記カートリッジの少なくとも一部を受けるためのくぼみを含む装置ハウジングと、
    交流電磁場を発生するための誘導コイルを含む装置ハウジング内の誘導源と、を備え、
    前記カートリッジの前記サセプタが、前記交流電磁場によって誘導加熱されるように、前記誘導コイルに対して前記くぼみ内に配置可能である、エアロゾル発生システム。

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