JP2022538972A - 改善された加熱組立品を有する、エアロゾル発生システムおよびエアロゾル発生システムのためのカートリッジ - Google Patents

Abstract

ベイパー発生システムは、エアロゾル発生基体を保持する貯蔵部、および加熱組立品を含むことができる。加熱組立品は、発熱体およびセラミック要素を含むことができる。セラミック要素は、空孔を含むことができる。セラミック要素の一方の側面は、空孔が毛細管作用によって貯蔵部からエアロゾル発生基体を受容するように、貯蔵部と流体連通することができる。セラミック要素の反対側の側面は、発熱体と熱連通することができる。加熱組立品は、発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように構成される。発熱体は、その中にエアロゾル発生基体を有するセラミック要素を加熱してベイパーを生成するように構成される。

Description

本発明は、エアロゾル発生システム、および流動性エアロゾル形成基体を加熱してエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル発生システム用のカートリッジに関する。特に、本発明は、ユーザーの吸入のためにエアロゾルを発生するように構成された手持ち式エアロゾル発生システムに関する。

ある特定のエアロゾル発生システムで使用するための流動性エアロゾル形成基体は、異なる構成要素の混合物を含有することができる。例えば、電子たばこで使用するための液体エアロゾル形成基体は、ニコチンと一つ以上のエアロゾル形成体との混合物と、随意に、ユーザーのエアロゾルの知覚の調整のための風味剤または酸性物質と、を含むことができる。

液体エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生する一部の手持ち式エアロゾル発生システムでは、エアロゾル化のためにエアロゾル発生要素との流体連通へと基体を搬送する何らかの手段、およびエアロゾル発生要素によってエアロゾル化された基体を補充するための何らかの手段もある可能性がある。このように、使用中および保管中の両方において、エアロゾル形成基体は、エアロゾル発生要素と流体連通することができる（例えば、直接接触することができる）。基体およびエアロゾル発生要素のそれぞれの組成物に応じて、こうした流体連通の結果として、相互作用（化学反応など）が生じる可能性がある。

エアロゾル形成基体とエアロゾル発生要素との間の流体連通、およびそれ故に化学反応などの相互作用が抑止される、エアロゾル発生システムのための配設を提供することが望ましいことになる。

本発明の第一の態様では、
エアロゾル発生基体を保持する貯蔵部と、
加熱組立品であって、
発熱体と、
空孔を備えるセラミック要素であって、セラミック要素の一方の側面は貯蔵部と流体連通し、これにより空孔は毛細管作用によって貯蔵部からエアロゾル発生基体を受容し、セラミック要素の反対側の側面は、発熱体と熱連通する、セラミック要素と、を備えるベイパー発生システムが提供され、
加熱組立品は、発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように構成され、かつ
発熱体は、その中にエアロゾル発生基体を有するセラミック要素を加熱してベイパーを生成するように構成される。

システムの適切な部分（複数可）内で、ユーザーによる吸入のために、ベイパーをエアロゾルへと凝縮することができる。

随意に、セラミック要素は平面状である。追加的に、または別の方法として、発熱体は随意に抵抗発熱体を備える。追加的にまたは代替的に、加熱組立品は随意に不透過性材料をさらに備える。随意に、不透過性材料は、抵抗発熱体を実質的に包囲し、また抵抗発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止する。一部の構成では、随意に、不透過性材料はセラミックまたはガラスを含むが、当然のことながら任意の適切な不透過性材料を使用することができる。一つの構成では、不透過性材料は、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮを随意に含むことができる。追加的に、または代替的に、不透過性材料は、随意に、セラミック要素と流体連通する。追加的に、または代替的に、不透過性材料は、随意に、セラミック要素に接触する。追加的に、または別の方法として、抵抗発熱体は随意に金属を含む。追加的に、または別の方法として、発熱体は、随意にセラミック要素へと結合される。当然のことながら、誘導発熱体などの任意の他の適切な発熱体を包囲するように、およびこうした発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように、任意のこうした不透過性材料を提供することができる。

有利なことに、発熱体が、エアロゾル発生基体が相互作用する可能性がある金属または他の要素（複数可）を含む非限定的な構成では、不透過性材料は、金属とエアロゾル発生基体との間の流体連通（例えば、直接接触）を抑止することができ、そしてそれ故に、金属とエアロゾル発生基体の一つ以上の構成要素との間の相互作用（例えば、化学反応）を抑止することができる。例えば、電子たばこで使用するための金属発熱体は、装置の電子回路と互換性のある目標抵抗に到達するために、高抵抗性複合合金から作製することができ、または高抵抗性複合合金を含むことができる。こうしたシステムでは、エアロゾル発生基体のｐＨは、基体の構成要素（ニコチン、風味剤、または酸性添加物など）のそれぞれの濃度に依存して、広範囲で（例えば、ｐＨ６からｐＨ９まで）異なる可能性がある。金属発熱体とエアロゾル発生基体（特に酸性または塩基性である基体）との間の流体連通は、金属を基体の中へと溶解させ、または金属を基体の一つ以上の構成要素と化学的反応させ、基体の特性を変化させる場合がある。追加的に、または代替的に、金属発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通は、金属発熱体の表面上への基体の拡散を許容することができ、これを介して基体は電気コネクタに到達することができ、潜在的にこうしたコネクタを損傷する可能性があり、かつ潜在的にこれらを使用できない状態にする可能性がある。一つの例示的な構成では、エアロゾル発生基体（例えば、液体またはゲル）は酸性である可能性があり、例えば、７．０を下回るｐＨを有する可能性がある。

このように、エアロゾル発生基体とエアロゾル発生要素（エアロゾル発生基体が相互作用することのできる金属または他の要素（複数可）を含む発熱体など）との間の流体連通、そしてそれ故にあらゆる相互作用を低減または抑止することは、有用である場合がある。本明細書に提供される一部の構成では、エアロゾル発生基体が相互作用するエアロゾル発生要素の金属または他の要素（複数可）は、使用および保管の両方の間、例えば、このような金属または他の要素（複数可）を不透過性材料内に封入することによって、エアロゾル発生基体から完全に流体的に分離される。他の構成では、発熱体はレーザーを含む。有利なことに、レーザーは、基体に流体的に接触することなくエアロゾル発生基体を加熱するために使用することができ、それ故にレーザーの要素と基体との間の潜在的な相互作用を抑止する。例示的には、一つの選択肢として、レーザーは、レーザー光を使用してセラミック要素を加熱するように構成することができ、ベイパーの生成を引き起こす。レーザーは、セラミック要素を十分に加熱して、その中のエアロゾル発生基体からベイパーを生成するための任意の適切な構成を有することができる。例えば、随意に、レーザー光は、約１Ｗ～１０Ｗの出力を有することができる。追加的に、または代替的に、レーザー光は、随意に、約４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長を有することができる。エアロゾル発生要素、例えば、発熱体（抵抗発熱体またはレーザーなど）の特定の構成にかかわらず、本発明の構成は、エアロゾル発生基体とエアロゾル発生発熱体との間の相互作用を抑止し、それ故に、基体特性の変化を抑止し、そして、基体との接触からもたらされる可能性があるエアロゾル発生要素の任意の構成要素（金属構成要素など）、またはシステムのその他の構成要素への損傷を抑止する。このように、装置のユーザー体験または使用可能寿命を改善することができる。本発明は、エアロゾル発生基体（例えば、液体またはゲル）が酸性である場合、特に有益なものである可能性がある。

上述のように、加熱組立品はまた、空孔を備えるセラミック要素も含むことができる。有利なことに、セラミック要素は、貯蔵部からエアロゾル形成基体を受容し、そしてエアロゾル発生要素によってベイパーを形成するように加熱することができる、毛細管材料として作用することができる。セラミック要素は、流動性エアロゾル形成基体をセラミック要素の中へと毛細管作用によって引き込む隙間または開口部を含んでもよい。例えば、セラミック要素の構造は、複数の小さい穴もしくは管を形成する、またはこれを含むことができ、これを通してエアロゾル形成基体を毛細管作用によって搬送することができる。例示的には、空孔は、随意に相互接続された空孔のネットワークを含むことができ、随意に、この空孔は、約１μｍ～約２μｍの平均径を有する。追加的に、または代替的に、随意に空孔は、セラミック要素内に画定される開口部を備える。追加的に、または代替的に、セラミック要素は、随意に約４０％～６０％の空隙率を有する。

セラミック要素は、任意の適切なセラミック材料、または少なくとも一つがセラミック材料であるか、もしくはセラミック材料を含む材料の組み合わせを含んでもよい。セラミック材料と組み合わせて使用することができる、セラミック要素での適切な材料の例としては、海綿体または発泡体材料、繊維または焼結粉末の形態のグラファイト系材料、発泡性金属またはプラスチック材料、繊維質材料（例えば、紡がれた、または押出成形された繊維（セルロースアセテート、ポリエステル、または結合されたポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン、またはポリプロピレン繊維、またはナイロン繊維など））が挙げられる。セラミック要素のセラミック材料は、例えば、繊維または焼結粉末の形態のセラミック系材料を含むことができる。一つの構成では、セラミック要素は、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮを随意に含むことができる。

セラミック要素は、互いに異なる物理的特性もしくは化学的特性を有する流動性エアロゾル発生基体で使用されるように、任意の適切な毛細管現象および空隙率を有してもよい。毛細管作用によってセラミック要素の中へと、かつセラミック要素を通して流動性エアロゾル形成基体を搬送することを可能にする、エアロゾル形成基体の物理的特性としては、粘度、表面張力、密度、熱伝導率、沸点、および蒸気圧を挙げることができるが、これらに限定されない。

別の方法として、または追加的に、エアロゾル発生基体を保持する貯蔵部は、エアロゾル形成基体を保持するための担体材料を収容してもよい。担体材料は、随意に発泡体、海綿体、もしくは繊維の収集物であってもよく、またはこれらを含んでもよい。担体材料は随意に、ポリマーまたはコポリマーで形成されてもよい。一実施形態では、担体材料は紡糸ポリマーであるか、またはこれを含む。エアロゾル形成基体は、使用中にセラミック要素の中へと放出されてもよい。例えば、エアロゾル形成基体は、セラミック要素に流体的に連結することができるカプセル内に提供されてもよい。

一部の構成では、本ベイパー発生システムは、随意に、カートリッジ、およびカートリッジに連結可能なマウスピースをさらに備え、カートリッジは、貯蔵部および加熱組立品のうちの少なくとも一つを備える。追加的に、または代替的に、本ベイパー発生システムは随意に、空気吸込み口、空気出口、およびそれらの間に延びる気流通路を備えるハウジングをさらに備え、ベイパーは、気流通路内でエアロゾルへと少なくとも部分的に凝縮される。

例えば、本明細書に提供される様々な構成では、カートリッジは、接続端と接続端から離れた口側端とを有するハウジングを備えてもよく、接続端はエアロゾル発生システムの制御本体に接続するように構成される。加熱組立品は、完全にカートリッジ内に位置してもよく、または完全に制御本体内に位置してもよく、またはカートリッジ内に部分的に位置し、かつ制御本体内に部分的に位置してもよい。例えば、発熱体（エアロゾル発生要素）は、カートリッジ内に位置してもよく、または制御本体内に位置してもよく、そしてセラミック要素は独立してカートリッジ内に位置してもよく、または制御本体内に位置してもよい。随意に、流体連通しているセラミック要素の側面はまた、気流通路とも流体連通してもよい。追加的に、または代替的に、流体連通しているセラミック要素の側面は、口側端の開口部に直接的に面してもよい。こうした平面状のエアロゾル発生要素の向きは、製造中にカートリッジの単純な組立を可能にする。

電力は、ハウジングの接続端を通して、接続された制御本体からエアロゾル発生要素に送達されてもよい。一部の構成では、エアロゾル発生要素は随意に、口側端の開口部よりも接続端に近い。これは、制御本体内の電源とエアロゾル発生要素との間の単純かつ短い電気的接続経路を可能にする。

エアロゾル発生要素（例えば、発熱体）の第一の側面および第二の側面は、実質的に平面状であってもよい。エアロゾル発生要素は、単純な製造を可能にするために実質的に平坦な発熱体を備えてもよい。幾何学的には、「実質的に平坦な」発熱体という用語は、実質的に二次元の位相幾何学的マニホールドの形態である発熱体を指すために使用される。それ故に、実質的に平坦な発熱体は、実質的に三次元でよりも、表面に沿って二次元で延びる。特に、その表面内の二次元での実質的に平坦な発熱体の寸法は、表面に垂直な三次元での寸法より少なくとも５倍大きい。実質的に平坦な発熱体の例は、二つの実質的に平行な仮想表面間の構造であって、これらの二つの仮想表面間の距離はその表面内の拡張より実質的に小さい。一部の実施形態では、実質的に平坦な発熱体は平面状である。他の実施形態では、実質的に平坦な発熱体は一つ以上の寸法に沿って湾曲していて、例えば、ドーム形状またはブリッジ形状を形成する。

発熱体は一つまたは複数の導電性フィラメントを備えてもよい。「フィラメント」という用語は、二つの電気接点間に配設された電気的な経路を指す。フィラメントは恣意的に、いくつかの経路またはフィラメントへとそれぞれ枝分かれおよび分岐していてもよく、またはいくつかの電気的な経路から１つの経路へと合流していてもよい。フィラメントは丸型、正方形型、平坦型、または任意の他の形態の断面を有してもよい。フィラメントは、真っ直ぐな様態で配設されてもよく、または湾曲した様態で配設されてもよい。

発熱体は、例えば互いに平行に配設された、フィラメントまたはワイヤのアレイであってもよく、これを含んでもよい。一部の構成では、フィラメントまたはワイヤはメッシュを形成してもよい。メッシュは織られていてもよく、または不織であってもよい。メッシュは、異なるタイプの織り構造または格子構造を使用して形成されてもよい。例えば、実質的に平坦な発熱体は、ワイヤメッシュへと形成されたワイヤで構築されてもよい。随意に、メッシュは平織の設計を有する。随意に、発熱体は、メッシュ細片から作製されたワイヤグリルを含む。しかし当然のことながら、抵抗発熱体の任意の適切な構成および材料を使用することができる。

例えば、発熱体は、適切な電気特性を有する任意の材料を含んでもよく、またはこれから形成されてもよい。適切な材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、およびセラミック材料と金属材料とで作製された複合材料が挙げられるが、これらに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。適切な合金の例としては、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル含有、コバルト含有、クロム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオビウム含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、および鉄含有合金、ならびにニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、鉄－アルミニウム系合金、鉄－マンガン－アルミニウム系合金が挙げられる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。例示的な材料はステンレス鋼および黒鉛であり、ＡＩＳＩ ３０４、３１６、３０４Ｌ、３１６Ｌなどの３００シリーズのステンレス鋼であることがより好ましい。追加的に、発熱体は上記の材料の組み合わせを含んでもよい。例えば、発熱体の抵抗の制御を改善するために、材料の組み合わせが使用されてもよい。例えば、固有抵抗が高い材料を、固有抵抗が低い材料と組み合わせてもよい。これは、材料のうちの一つが他の観点、例えば価格、機械加工性、またはその他の物理的および化学的パラメータの観点から、より有益である場合に、有利である場合がある。有利なことに、増加した抵抗を有する実質的に平坦なフィラメント配設は、寄生損失を低減する。有利なことに、抵抗率が高いヒーターは、電池エネルギーのより効率的な使用を可能にする。

一つの非限定的な構成では、発熱体はワイヤを含むか、またはワイヤで作製されている。ワイヤは金属で作製されることがより好ましく、ステンレス鋼で作製されることが最も好ましい。発熱体の導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．３オーム～４オームであってもよい。随意に、電気抵抗は０．５オーム以上である。随意に、導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．６オーム～０．８オームであり、例えば、約０．６８オームである。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、随意に、導電性接点区域の電気抵抗よりも少なくとも１桁大きい可能性があり、また随意に、少なくとも２桁大きい。これは、発熱体に電流を通過させることによって発生した熱が、導電性フィラメントのメッシュまたはアレイに局在化されることを確実にする。システムが電池によって電力供給される場合、発熱体に対する全体抵抗が低いことは有利である。低抵抗で大電流のシステムは、発熱体に高電力を送達することを可能にする。これは、発熱体が導電性フィラメントを素早く望ましい温度に加熱することを可能にする。

ヒーター組立品は、発熱体へと電気的に接続された電気接点部分をさらに備えてもよい。電気接点部分は、二つの導電性接点パッドであってもよく、またはこれを含んでもよい。導電性接点パッドは、発熱体の縁の区域に位置付けられてもよい。例示的には、少なくとも二つの導電性接点パッドは、発熱体の先端に位置付けられてもよい。導電性接点パッドは、発熱体の導電性フィラメントに直接固定されてもよい。導電性接点パッドは、スズのパッチを備えてもよい。別の方法として、導電性接点パッドは発熱体と一体型であってもよい。

ハウジングを含む構成では、接点部分は、制御本体内の電気接点ピンとの接触を可能にするためにハウジングの接続端を通して露出されてもよい。

貯蔵部は貯蔵部ハウジングを備えてもよい。加熱組立品またはその任意の適切な構成要素は、貯蔵部ハウジングに固定されてもよい。貯蔵部ハウジングは、成形された構成要素またはマウントを備えてもよく、成形された構成要素またはマウントは、加熱組立品の外側に成形される。成形された構成要素またはマウントは、加熱組立品のすべてまたは一部分を覆ってもよく、また気流通路とエアロゾル形成基体とのうちの一方または両方から電気接点部分を部分的にまたは完全に分離してもよい。成形された構成要素またはマウントは、貯蔵部ハウジングの少なくとも一つの壁形成部を備えてもよい。成形された構成要素またはマウントは、貯蔵部からセラミック要素への流路を画定してもよい。

ハウジングは、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの成形可能プラスチック材料から形成されてもよい。ハウジングは、貯蔵部の壁の一部またはすべてを形成してもよい。ハウジングおよび貯蔵部は、一体的に形成されてもよい。別の方法として、貯蔵部はハウジングとは別個に形成されてもよく、またハウジングへと組み立てられてもよい。

本システムがカートリッジを含む構成では、カートリッジは、エアロゾルがそれを通してユーザーによって引き出されうる取り外し可能なマウスピースを備えてもよい。取り外し可能なマウスピースは、口側端の開口部を覆ってもよい。別の方法として、カートリッジは、ユーザーが口側端の開口部を直接吸うことを可能にするように構成されてもよい。

カートリッジは、流動性エアロゾル形成基体を再充填可能であってもよい。別の方法として、カートリッジは、貯蔵部の流動性エアロゾル形成基体が空になった時に廃棄されるように設計されてもよい。

本システムが制御本体をさらに含む構成では、制御本体は、制御本体がカートリッジに接続されている時に、エアロゾル発生要素への電気的接続を提供するように構成された少なくとも一つの電気接点要素を備えてもよい。電気接点要素は、随意に細長くてもよい。電気接点要素は、随意にばね式であってもよい。電気接点要素は、随意にカートリッジ内の電気接点パッドに接触してもよい。随意に、制御本体は、カートリッジの接続端と係合するための接続部分を備えてもよい。随意に、制御本体は、電源を備えてもよい。随意に、制御本体は、電源からエアロゾル発生要素への電力の供給を制御するように構成された制御回路を備えてもよい。

制御回路は、随意にマイクロコントローラを備えてもよい。マイクロコントローラはプログラム可能なマイクロコントローラであることが好ましい。制御回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。制御回路はエアロゾル発生要素への電力の供給を調節するように構成されてもよい。電力はシステムの起動後、エアロゾル発生要素に連続的に供給されてもよく、または毎回の吸煙ごとなどのように断続的に供給されてもよい。電力は、電流パルスの形態でエアロゾル発生要素に供給されてもよい。

制御本体は、制御システムおよびエアロゾル発生要素のうちの少なくとも一つに電力を供給するように配設された電源を備えてもよい。エアロゾル発生要素は独立した電源を備えてもよい。エアロゾル発生システムは、電力を制御回路に供給するように配設された第一の電源、および電力をエアロゾル発生要素に供給するように構成された第二の電源を備えてもよい。

電源はＤＣ電源であってもよく、またはＤＣ電源を含んでもよい。電源は電池であってもよく、または電池を含んでもよい。電池は、リチウム系の電池、例えばリチウムコバルト電池、リチウム鉄リン酸塩電池、チタン酸リチウム電池、もしくはリチウムポリマー電池であってもよく、またはこれらを含んでもよい。電池はニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池であってもよく、またはこれらを含んでもよい。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く、またはこれを含んでもよい。随意に、電源は再充電を必要とする場合があり、また数多くの充放電サイクルのために構成されてもよい。電源は、一回以上のユーザー体験のための十分なエネルギーの貯蔵を可能にする容量を有してもよく、例えば電源は従来の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる典型的な時間に対応する約６分間、または６分間の倍数の時間の期間の間の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。別の実施例では、電源は、所定の回数の吸煙、または加熱組立品の不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有してもよい。

エアロゾル発生システムは、手持ち式エアロゾル発生システムであってもよく、または手持ち式エアロゾル発生システムを含んでもよい。手持ち式エアロゾル発生システムは、ユーザーがマウスピースを吸って口側端の開口部を通してエアロゾルを引き出すことを可能にするように構成されてもよい。エアロゾル発生システムは従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有してもよい。エアロゾル発生システムは、随意に約３０ｍｍ～約１５０ｍｍの全長を有してもよい。エアロゾル発生システムは約５ｍｍ～約３０ｍｍの外径を有してもよい。

随意に、ハウジングは細長くてもよい。ハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つ以上を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に適切な熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。材料は軽量であってもよく、また脆くないものであってもよい。

カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、制御回路と通信する吸煙検出器を備えてもよい。吸煙検出器は、ユーザーが気流通路を通して吸い込む時にそれを検出するように構成されてもよい。追加的に、または代替的に、カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、制御回路と通信する温度センサーを備えてもよい。カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、スイッチまたはボタンなどのユーザー入力を備えてもよい。ユーザー入力は、ユーザーがシステムをオンおよびオフにすることを可能にする場合がある。追加的に、または代替的に、カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、随意に、貯蔵部内に保持されている流動性エアロゾル形成基体の判定された量をユーザーに表示するための表示手段を備えてもよい。制御回路は、貯蔵部内に保持されている流動性エアロゾル形成基体の量の判定がなされた後、表示手段を起動するように構成されてもよい。表示手段は、随意に発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光、ＬＣＤディスプレイなどのディスプレイ、ラウドスピーカーまたはブザーなどの可聴式表示手段、および振動手段のうちの一つ以上を備えてもよい。制御回路は、複数の光のうちの一つ以上の光を点灯させ、ディスプレイ上にある量を表示し、ラウドスピーカーまたはブザーを介して音を発し、また振動手段を振動させるように構成されてもよい。

貯蔵部は、液体またはゲルなどの流動性エアロゾル形成基体を保持してもよい。本明細書で使用される場合、エアロゾル形成基体は、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能力を有する基体である。揮発性化合物は、エアロゾル形成基体を加熱してベイパーを形成することによって放出されてもよい。ベイパーは凝縮してエアロゾルを形成することができる。流動性エアロゾル形成基体は室温で液体であってもよく、または液体を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は、液体構成要素と固体構成要素との両方を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体はニコチンを含んでもよい。ニコチン含有流動性エアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスであってもよく、またはこれを含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は植物系材料を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含有するたばこ含有材料を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は均質化した植物系材料を含んでもよい。

流動性エアロゾル形成基体は一つ以上のエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体は、使用時に高密度でかつ安定したエアロゾルの形成を容易にし、またシステムの動作温度において熱分解に対して実質的に抵抗性である任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物である。適切なエアロゾル形成体の実施例としては、グリセリンおよびプロピレングリコールが挙げられる。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。流動性エアロゾル形成基体は水、溶媒、エタノール、植物抽出物、および天然風味または人工風味を含んでもよい。

流動性エアロゾル形成基体は、ニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンまたはプロピレングリコールであってもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンとプロピレングリコールとの両方を含んでもよい。流動性エアロゾル形成基体は、約０．５％～約１０％（例えば、約２％）のニコチン濃度を有してもよい。

本発明の第二の態様では、ベイパーを生成する方法が提供されており、方法は、
貯蔵部によってエアロゾル発生基体を保持することと、
発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止することと、
貯蔵部と流体連通し、かつ発熱体と熱連通するセラミック要素の空孔によって、エアロゾル発生基体を毛細管作用によって受容することと、
発熱体によって、その空孔内にエアロゾル発生基体を有するセラミック要素を加熱してベイパーを生成することと、を含む。

本発明の第一の態様のシステムの特徴は、本発明の第二の態様に適用されてもよい。

ここで本発明の構成を、添付図面を参照しながら、例証としてのみではあるが詳細に説明する。

図１Ａは、本発明によるエアロゾル発生システムの概略図である。 図１Ｂは、本発明による別のエアロゾル発生システムの概略図である。 図２Ａは、本発明によるカートリッジの第一の断面の概略図である。 図２Ｂは、本発明によるカートリッジの第二の断面の概略図である。 図３Ａは、本発明による例示的な加熱組立品の図を図示する。 図３Ｂは、本発明による例示的な加熱組立品の図を図示する。 図３Ｃは、本発明による、多孔性セラミック要素の様々な構成の特徴のプロットを図示する。 図４Ａは、本発明による他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図４Ｂは、本発明による他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図５Ａは、本発明による、なお他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図５Ｂは、本発明による、なお他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図５Ｃは、本発明による、なお他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図５Ｄは、本発明による、なお他の例示的な加熱組立品の図を図示する。 図６は、本発明による例示的な方法における動作の流れを図示する。

図１Ａは、本発明によるエアロゾル発生システム（ベイパー発生システム）１００の概略図である。システム１００は、二つの主構成要素、カートリッジ２０、および制御本体１０を備える。カートリッジ２０の接続端２は、制御本体１０の対応する接続端１に取り外し可能に接続される。制御本体１０は、電池１２（この実施例では再充電可能リチウムイオン電池である）と、制御回路１３と、を収容する。エアロゾル発生システム１００は携帯型であり、また従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有することができる。

カートリッジ２０は、加熱組立品３０および貯蔵部２４を収容するハウジング２１を備える。流動性エアロゾル形成基体は、貯蔵部２４内に保持される。貯蔵部２４の上方部分は、図１Ａに図示された貯蔵部２４の下方部分に接続される。加熱組立品３０は、貯蔵部２４から基体を受容し、そして基体を加熱してベイパーを生成する。より具体的には、加熱組立品３０は、空孔を含むセラミック要素３１および発熱体３２を含む。セラミック要素３１の一方の側面は、空孔が毛細管作用によって貯蔵部２４からエアロゾル発生基体を受容するように、貯蔵部２４と流体連通している（例えば、流体チャネル２８を介して）。セラミック要素３１の反対側は、発熱体３２と熱連通している。随意に、セラミック要素３１は平面状である。加熱組立品３０は、発熱体３２とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように構成される。発熱体３２は、その中にエアロゾル発生基体を有するセラミック要素３１を加熱してベイパーを生成するように構成される。

図示した構成では、気流通路２３は、空気吸込み口２９から加熱組立品３０を通り過ぎ、貯蔵部２４を通る通路２３を通ってカートリッジハウジング２１内の口側端の開口部２２へと、カートリッジ２０を通って延びる。システム１００は、エアロゾルを自分の口の中へと引き出すために、ユーザーがカートリッジ２０の口側端の開口部２２を吸煙する、または吸うことができるように構成される。動作時に、ユーザーが口側端の開口部２２を吸煙する時、空気は空気吸込み口２９から気流通路２３の中へと、かつこれを通して、また図１Ａの破線矢印で図示するように加熱組立品３０を通り過ぎ、そして口側端の開口部２２へと引き出される。制御回路１３は、システムが起動された時に、（カートリッジ２０内の）電気相互接続３４に連結された（制御本体１０内の）電気相互接続１５を介する電池１２からカートリッジ２０への電力の供給を制御する。これは結果として、加熱組立品３０によって生成されるベイパーの量および特性を制御する。制御回路１３は気流センサーを含んでもよく、また制御回路１３は、ユーザーがカートリッジ２０を吸煙する時、気流センサーによって検出される際に、加熱組立品３０に電力を供給してもよい。このタイプの制御配設は、吸入器およびｅシガレットなどのエアロゾル発生システムで良好に確立される。そのため、ユーザーがカートリッジ２０の口側端の開口部２２を吸う時、加熱組立品３０は起動され、そして気流通路２３を通過する気流中に同伴されるベイパーを生成する。ベイパーは気流通路２３内で少なくとも部分的に冷却されてエアロゾルを形成し、次いでこれは口側端の開口部２２を通してユーザーの口の中へと引き出される。

一部の構成では、ヒーター３２は、随意に抵抗発熱体および不透過性材料を備える。不透過性材料は、抵抗発熱体を実質的に包囲してもよく、また抵抗発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止してもよい。例えば、不透過性材料は、抵抗発熱体とエアロゾル発生基体との間の直接接触を抑止してもよく、それ故に、抵抗発熱体とエアロゾル発生要素との間の相互作用（化学反応など）を抑止してもよい。セラミック要素、抵抗発熱体、および不透過性材料を含む加熱組立品の例示的な構成は、本明細書のいずれかに、例えば、図３Ａ～図５Ｄを参照しながら記載される。例えば、随意に、不透過性材料は、セラミックまたはガラスを含むことができる。追加的にまたは代替的に、抵抗発熱体は随意に金属を含むことができる。追加的に、または代替的に、不透過性材料は、セラミック要素３１と流体連通することができ、また随意にセラミック要素３１と接触することができる。追加的に、または別の方法として、発熱体３２は、随意にセラミック要素３１へと結合することができる。

別の方法として、図１Ｂは、セラミック要素３１および代替発熱体３２’を含む代替的加熱組立品３０’を含む、別のエアロゾル発生システム１００’の概略図である。図１Ｂに示す構成では、発熱体３２’は、セラミック要素内のエアロゾル発生基体からベイパーを生成するようにセラミック要素３１を加熱するレーザーを含む。好ましくは、レーザーは、レーザー光を、セラミック要素内のエアロゾル発生基体を揮発させるのに十分な波長および出力、例えば、約１Ｗ～１０Ｗの出力または約４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長で生成する。レーザーが生成しうる特定の例示的な波長は、５３２ｎｍ、４５０ｎｍ、または６５０ｎｍである。代替システム１００’の他の部分は、本明細書のいずれかに記載されるものと同様に構成されてもよい。

当然のことながら、発熱体およびセラミック要素は、それぞれ、また独立して、システム１００またはシステム１００’の任意の適切な部分に、かつ互いに対して任意の適切な場所に位置することができる。例えば、図１Ａに図示するものなどの構成では、発熱体３２は、セラミック要素３１と直接接触することができ、一方で図１Ｂに図示するものなどの構成では、発熱体３２’は、セラミック要素３１から間隙を介してもよい。別の実施例として、図１Ａに図示するものなどの構成では、発熱体３２とセラミック要素３１との両方は、カートリッジ２０内に位置することができ、一方で図１Ｂに図示するものなどの構成では、発熱体３２’は制御本体１０’内に位置することができ、またセラミック要素３１はカートリッジ２０’内に位置することができる。なお他の構成（具体的には図示せず）では、発熱体とセラミック要素との両方は、制御本体内に位置することができ、または発熱体はカートリッジ内に位置することができ、そしてセラミック要素は制御本体内に位置することができる。セラミック要素およびヒーターが位置するシステムのそれぞれの部分とは独立して、セラミック要素およびヒーターは、適切に、互いに直接接触することができ、または互いに間隙を介してもよい。

図２Ａは、本発明の実施形態によるカートリッジの第一の断面である。図２Ｂは、図２ａの断面に対し直角な第二の断面である。図２Ａ～図２Ｂに図示したカートリッジは、図１Ａに図示したカートリッジ２０として適切に使用することができ、また図１Ｂに図示したカートリッジ２０’として使用するために適切に修正することができる。

図２Ａ～図２Ｂのカートリッジ２２０は、口側端の開口部２２２を有する口側端を有する外部ハウジング２２１と、口側端とは反対側の接続端２０２とを備える。ハウジング２２１内には、流動性エアロゾル形成基体を保持する貯蔵部（例えば、液体貯蔵部）２２４がある。ヒーター組立品２３０はヒーターマウント２０３内に保持される。空孔を含むセラミック要素（多孔性セラミック芯）２３１は、ヒーター組立品２３０の中央領域において、加熱トラック２３３および不透過性セラミッククロージャ２３２を備える発熱体に当接する。セラミック要素２３１は、流動性エアロゾル発生基体を発熱体２３２、２３３へと搬送するように方向付けられる。随意に、加熱トラック２３３は、複数のフィラメントで形成されたメッシュヒーター要素を備える。このタイプのヒーター要素構造の詳細は、例えば、国際公開第２０１５／１１７７０２号の中に見出すことができる。気流通路（気流チャンバー）２２３は、空気吸込み口２２９から延び、ベイパーが気流内に同伴されるセラミック要素２３１を通り過ぎ、そして貯蔵部２２４を通る。

発熱体２３２、２３３およびセラミック要素２３１の各々は、概して平面状である。セラミック要素２３１の第一の面は流体チャネル２２８を介して貯蔵部２２４に面し、かつ貯蔵部２２４と流体連通している。セラミック要素２３１の第二の面は、不透過性セラミッククロージャ２３２と接触し、かつ随意にこれと結合される。随意に、ヒーター組立品２３０は接続端２０２とより近く、これにより電源へのヒーター組立品２３０の電気的接続を、簡単かつ頑丈に達成することができる。

図３Ａ～図３Ｂは、例えば、図１Ａに図示したシステム１００または図２Ａ～図２Ｂに図示したカートリッジ２２０に含むことができる、例示的な加熱組立品３３０の図を図示する。加熱組立品３３０は、空孔を含むセラミック要素３３１、加熱トラック（抵抗発熱体）３３３、加熱トラック３３３を実質的に包囲する不透過性材料３３２、および図１Ａ～図１Ｂに図示するものなどの様態で制御本体１０内の電気相互接続部１５に接続するように構成された電気相互接続部３３４を含む。加えて、不透過性材料３３２は、電気相互接続部３３４の端部を実質的に包囲し、そこで加熱トラック３３３に接触する。図３Ａ～図３Ｂに図示する構成では、セラミック要素３３１は、不透過性材料３３２と接触し、かつこれに結合される。使用中、セラミック要素３３１の空孔は、毛細管作用によって貯蔵部２４または２２４から流動性エアロゾル発生基体を受容し、そして不透過性材料３３２は、加熱トラック３３３とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止し、それ故に加熱トラック３３３のあらゆる材料（複数可）と基体のあらゆる構成要素との間の相互作用を抑止する。電気相互接続部３３４を介して制御本体１０から受電される電力に応答して、加熱トラック３３３は、不透過性材料３３２を加熱し、これは次に直接的な熱的接触を介してセラミック要素３３１を加熱し、セラミック要素３３１の空孔内のエアロゾル発生基体からベイパーを生成する。

セラミック要素３３１、不透過性材料３３２、加熱トラック３３３、および電気相互接続部は、加熱トラック３３３がセラミック要素３３１を十分に加熱してベイパーを生成し、一方で加熱トラック３３３とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止することを許容するように、独立して、任意の適切な材料または材料の組み合わせ、および任意の適切な構成を含むことができる。例えば、セラミック要素３３１は、随意に、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮなどの多孔性セラミックを含むことができる。追加的に、または代替的に、セラミック要素３３１は、随意に、４０～６０％の空隙率を有することができる。追加的に、または代替的に、セラミック要素３３１は、随意に、１～２μｍの空孔平均径を有することができる。追加的に、または代替的に、不透過性材料３３２は、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮなどの非多孔性セラミックを含むことができる。追加的に、または代替的に、不透過性材料３３２はガラスを含むことができる。一つの例示的な構成では、不透過性材料３３２は、加熱トラック３３３を封入する非多孔性セラミックと、電気接点３３４の端部を封入するガラスとを含む。追加的に、または代替的に、加熱トラック３３３は、タングステン（Ｗ）などの金属を含むことができる。一部の構成では、セラミック要素３３１および不透過性材料３３２は、互いに結合することができ、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ系添加剤、ＳｉＯ₂、およびＳｉ塩のうちの一つ以上を含むか、またはそれらから成る耐熱性無機化合物を使用して接着することができる。

加えて、セラミック要素３３１の空孔は、任意の適切な構成を有することができる。例えば、空孔は、相互接続された空孔のネットワークを随意に含むことができ、またはセラミック要素内に画定される開口部を含むことができ、またはこうしたネットワークおよびこうした開口部の両方を含むことができる。図３Ｃは、Ａｌ₂Ｏ₃から構成される多孔性セラミック要素の様々な構成の特徴のプロットを図示する。例えば、図３Ｃは、空孔径および空孔サイズ分布の関数としてのセラミック要素３３１の累積容積および相対空孔容積のプロットを図示する。

図４Ａ～図４Ｂおよび図５Ａ～図５Ｄは、例えば、図１Ａに図示したシステム１００または図２Ａ～図２Ｂに図示したカートリッジ２２０に含むことができる、他の例示的な加熱組立品の図を図示する。図４Ａでは、セラミック要素４３１の空孔は、相互接続された空孔のネットワークを含むことができ、また発熱体４３２は、セラミック要素４３１と同じ外径（一つの非限定的な構成では、８ｍｍ）およびセラミック要素４３１の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。図４Ｂでは、セラミック要素４３１’の空孔は、相互接続された空孔のネットワークを含むことができ、また発熱体４３２’は、セラミック要素４３１’と同じ外径（一つの非限定的な構成では、８ｍｍ）およびセラミック要素４３１’の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。図５Ａでは、セラミック要素５３１の空孔は、セラミック要素内に画定される開口部（例えば、５個の穴）を含むことができ、また発熱体５３２は、セラミック要素５３１と同じ外径（一つの非限定的な構成では、８ｍｍ）およびセラミック要素５３１の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。図５Ｂでは、セラミック要素５３１’の空孔は、セラミック要素内に画定される開口部（例えば、７個の穴）を含むことができ、また発熱体５３２’は、セラミック要素５３１’と同じ外径（一つの非限定的な構成では、８ｍｍ）およびセラミック要素５３１’の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。図５Ｃでは、セラミック要素５３５の空孔は、セラミック要素内に画定される開口部（例えば、５個の穴）を含むことができ、また発熱体（図５Ｃには図示せず）は、セラミック要素５３５の外径（例えば、１１ｍｍ）より小さい外径（例えば、８ｍｍ）およびセラミック要素５３５の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。図５Ｄでは、セラミック要素５３５’の空孔は、セラミック要素内に画定される開口部（例えば、７個の穴）を含むことができ、また発熱体（図５Ｄには図示せず）は、セラミック要素５３５’の外径（例えば、１１ｍｍ）より小さい外径（例えば、８ｍｍ）およびセラミック要素５３５’の厚さ（例えば、２ｍｍ）より小さい厚さ（例えば、１ｍｍ）を有することができる。当然のことながら、本セラミック要素および発熱体は、任意の適切なサイズおよび数ならびにタイプの空孔を有することができる。

加えて、当然のことながら、図３Ａ～図５Ｄを参照しながら記載されるものなどのセラミック要素、または本明細書のいずれかに記載されるものなどのセラミック要素は、不透過性材料によって封入された抵抗発熱体以外の発熱体と一緒に適切に使用することができ、例えば、図１Ｂおよび本明細書のいずれかを参照しながら記載されるものなどのレーザーベースの発熱体とともに使用することができる。

ここで、システム１００、１００’の動作の例示的な流れを簡潔に記述する。システムは最初に、制御本体１０（図１Ａ～図１Ｂには図示せず）上のスイッチを使用してスイッチをオンにされる。システムは、気流通路と流体連通している気流センサーを備えていてもよく、吸煙起動式とすることができる。これは、気流センサーからの信号に基づいて、制御回路１３が加熱組立品３０、３０’に電力を供給するように構成されることを意味する。ユーザーがエアロゾルを吸入したい時、ユーザーはシステムの口側端の開口部２２を吸煙する。別の方法として、加熱組立品３０、３０’への電力の供給は、ユーザーによるスイッチの作動に基づいてもよい。電力が加熱組立品３０、３０’に供給される時、発熱体３２、３２’は流動性エアロゾル形成基体の気化温度、またはそれを上回る温度まで加熱される。セラミック３１の空孔内のエアロゾル形成基体は、それによって気化され、そして気流通路２３の中へと漏れ出る。空気吸込み口２９を通して引き出された空気とセラミック３１からのベイパーとの混合物は、気流通路２３を通して口側端の開口部２２に向かって引き出される。気流通路２３を通して移動すると、ベイパーは少なくとも部分的に冷却されてエアロゾルを形成し、その後これがユーザーの口の中へと引き出される。ユーザーの吸煙の終了時に、または設定された期間後に、加熱組立品３０、３０’への電力は切断され、そして次の吸煙の前にヒーターは再度冷却される。

図６は、例示的な方法６００における動作の流れを図示する。方法６００の動作は、システム１００、１００’の要素を参照しながら記述されているが、当然のことながら、動作は、任意の他の適切に構成されたシステムによって実施することができる。

方法６００は、貯蔵部によって、エアロゾル発生基体を保持すること（６１）を含む。例えば、エアロゾル発生基体は、液体またはゲルとすることができ、または液体もしくはゲルを含むことができ、そして図１Ａ～図１Ｂに図示した貯蔵部２４と同様に構成される貯蔵部、または図２Ａ～図２Ｂに図示したものと同様に構成される貯蔵部２２４内に保持することができる。

図６に図示した方法６００は、発熱体とエアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止すること（６２）を含む。例えば、発熱体を、図１Ａの発熱体３２、図２Ａ～図２Ｂの加熱トラック２３３、図３Ａ～図３Ｂの加熱トラック３３３、または図４Ａ～図５Ｄの発熱体を参照しながら記述するような様態で、不透過性材料によって実質的に包囲することができる。または、例えば、発熱体は、例えば、図１Ｂの発熱体３２’を参照しながら記述されるように、エアロゾル発生基体を受容するセラミック要素から適切に分離（例えば、離隔）することができる。

図６に図示する方法６００はまた、貯蔵部と流体連通し、かつ発熱体と熱連通するセラミック要素の空孔によって、エアロゾル発生基体を毛細管作用によって受容すること（６３）も含む。例えば、セラミック要素は、図１Ａ～図１Ｂのセラミック要素３１または３１’、貯蔵部２４、および流体チャネル２８を参照しながら記述するような様態で、または図２Ａ～図２Ｂのセラミック要素２３１、貯蔵部２２４、および流体チャネル２２８を参照しながら記述するような様態で、流体チャネルを経由して貯蔵部と流体連通することができる。追加的に、または代替的に、セラミック要素は、図１Ａのセラミック要素３１および発熱体３２を参照しながら記述するような様態で、または図１Ｂのセラミック要素３１’および発熱体３２’を参照しながら記述するような様態で、または図２Ａ～図２Ｂのセラミック要素２３１および発熱体２３２、２３３を参照しながら記述するような様態で、発熱体と熱連通することができる。セラミック要素は、例えば、図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ～図４Ｂ、または図５Ａ～図５Ｄを参照しながら記述するように、毛細管作用によってエアロゾル発生基体を引き出し、かつ受容することができる空孔の任意の適切な構成を有することができる。

図６に図示する方法６００はまた、発熱体によって、その空孔内にエアロゾル発生基体を有するセラミック要素を加熱してベイパーを生成すること（６４）も含む。例えば、発熱体は、図１Ａのセラミック要素３１および発熱体３２を参照しながら記述されるような様態で、または図１Ｂのセラミック要素３１’および発熱体３２’を参照しながら記述されるような様態で、または図２Ａ～図２Ｂのセラミック要素２３１および発熱体２３２、２３３を参照しながら記述されるような様態で、セラミック要素を適切に加熱してベイパーを生成することができる。それ故に形成されたベイパーをエアロゾルへと凝縮することができる。

本発明の一部の構成を、制御本体および別個であるが接続可能なカートリッジを備えるシステムについて記述してきたが、要素を一体型のエアロゾル発生システム内に適切に提供することができることが明らかであろう。

代替的な幾何学的形状が本発明の範囲内で可能であることも明らかであろう。特に、カートリッジおよび制御本体ならびにその任意の構成要素は、異なる形状および構成を有してもよい。

記述した構造を有するエアロゾル発生システムは、いくつかの利点を有する。エアロゾル発生基体と発熱体の材料との間の相互作用（化学反応など）の可能性は、二つの間の流体連通を抑止することによって抑止することができる。エアロゾル発生基体がシステム内の材料を損傷または腐食する可能性は、著しく低減される。構造は頑丈かつ安価であり、またエアロゾル発生基体の変化またはシステムの劣化を抑止することができる。

Claims (18)

1. ベイパー発生システムであって、
   エアロゾル発生基体を保持する貯蔵部と、
   加熱組立品であって、
   発熱体、および
   空孔を備えるセラミック要素であって、前記セラミック要素の一方の側面が前記貯蔵部と流体連通し、これにより前記空孔が毛細管作用によって前記貯蔵部から前記エアロゾル発生基体を受容し、前記セラミック要素の反対側の側面が、前記発熱体と熱連通する、セラミック要素と、を備え、
   前記加熱組立品の前記発熱体が、前記発熱体と前記エアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように不透過性材料内に封入され、
   前記発熱体が、その中に前記エアロゾル発生基体を有する前記セラミック要素を加熱してベイパーを生成するように構成される、ベイパー発生システム。
2. 前記発熱体が抵抗発熱体を含む、請求項１に記載のベイパー発生システム。
3. 前記加熱組立品が、前記抵抗発熱体を実質的に包囲する前記不透過性材料を含み、かつ前記抵抗発熱体と前記エアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止する、請求項２に記載のベイパー発生システム。
4. 前記不透過性材料がセラミックまたはガラスを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
5. 前記不透過性材料が、前記セラミック要素と流体連通する、請求項１～４のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
6. 前記不透過性材料が、前記セラミック要素に接触するか、または前記セラミック要素に結合される、請求項１～５のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
7. 前記抵抗発熱体が金属を含む、請求項２～６のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
8. 前記発熱体が、レーザー光を使用して前記セラミック要素を加熱するように構成されたレーザーを含む、請求項１に記載のベイパー発生システム。
9. 前記レーザー光が約１Ｗ～１０Ｗの間の出力を有する、請求項７に記載のベイパー発生システム。
10. 前記レーザー光が、約４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長を有する、請求項７または８のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
11. 前記空孔が相互接続された空孔のネットワークを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
12. 前記セラミック要素が、Ａｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
13. 前記セラミック要素が、約４０％～６０％の空隙率を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
14. 前記空孔が、約１μｍ～約２μｍの平均径を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
15. 前記空孔が、前記セラミック要素内に画定される開口部を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
16. 前記エアロゾル発生基体がニコチンを含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
17. カートリッジおよび前記カートリッジに連結可能なマウスピースをさらに備え、前記カートリッジが、前記貯蔵部および前記加熱組立品のうちの少なくとも一つを備え、かつ随意に、空気吸込み口、空気出口、およびそれらの間に延びる気流通路を備えるハウジングをさらに備え、前記ベイパーが前記気流通路内でエアロゾルへと少なくとも部分的に凝縮する、請求項１～１６のいずれか一項に記載のベイパー発生システム。
18. ベイパーを生成する方法であって、
    貯蔵部によってエアロゾル発生基体を保持することと、
    発熱体と前記エアロゾル発生基体との間の流体連通を抑止するように、不透過性材料内に前記発熱体を封入することと、
    前記貯蔵部と流体連通し、かつ前記発熱体と熱連通するセラミック要素の空孔によって、前記エアロゾル発生基体を毛細管作用によって受容することと、
    前記発熱体によって、その前記空孔内に前記エアロゾル発生基体を有する前記セラミック要素を加熱してベイパーを生成することと、を含む方法。

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