JP2023100886A - 個人用気化器装置用の気化器ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、個人用気化器装置用、特に電子喫煙具用の気化器ユニットを提供する。【解決手段】本発明の気化器ユニット１は、気化させる液体Ｌを貯蔵するためのリザーバ３を内包する筐体２と、気化させる液体を加熱して吸入される蒸気を発生させるように構成され配設された加熱要素７と、気化のために液体Ｌをリザーバ３から加熱要素７に運ぶように構成される液体送出手段５とを備え、液体送出手段５が、リザーバ３の壁と接触するか又はリザーバ３の壁を形成するように構成された少なくとも第１の側と、第１の側と流体的に接続された加熱要素７と接触する第２の側を備え、加熱要素が、液体送出手段５の第２の側に適用された導電性カバー又はコーティングを備える気化器ユニット１を含む個人用気化器装置２０。【選択図】図１

Description

本発明は、電子喫煙具などの、個人用気化器装置用の気化器ユニットと、かかる気化器ユニットを含む気化器装置に関する。

個人用気化器装置、例えば、電子たばこ、すなわち「ｅたばこ」などが同じく知られているように、たばこ、葉巻、シガリロのような、従来の喫煙具の代わりとして、過去１０年にわたって人気を集めている。そのような気化器装置の設計及び構成の開発は現在、それら気化器装置の生産の容易さ及び生産コストのみならず、かかる気化器装置の性能及び信頼性を向上させるために行われている。

上記を考慮して、本発明の目的は、電子喫煙具のような、個人用気化器装置用の新規で改良された気化器ユニットを提供することである。特に、気化器装置用の交換可能なカートリッジ又はカプセルの形態でそのような新規で改良された気化器ユニットを提供することが望ましい。

本発明によれば、請求項１に記載されるような、個人用気化器装置用の、特に電子喫煙具用の気化器ユニットが提供される。本発明の種々の利点及び／又は好ましい特徴は、従属請求項に記載されている。

一態様によれば、本発明は、個人用気化器装置用の、特に電子喫煙具用の気化器ユニットを提供する。気化器ユニットは、気化させる液体を貯蔵するためのリザーバを内包する筐体と、気化させる液体を加熱して吸入される蒸気を発生させるように構成された加熱要素と、気化のために液体をリザーバから加熱要素に運ぶように構成される液体送出手段とを備え、液体送出手段が、リザーバの壁と接触するか又はリザーバの壁を形成するように構成された少なくとも第１の側と、第１の側と流体的に接続された加熱要素と接触する第２の側とを備え、加熱要素が、液体送出手段の第２の側に適用された導電性カバー又はコーティングを備える。

例示的な実施形態では、加熱要素は、平坦な円板状要素の形態のカバーである。別個の円板状要素は、特に積層配置されたサセプタ及び流体移送要素構造において使用される簡単で且つ経済的な製造方法を提供する。

気化室は気化器ユニットの端部分に形成されてもよく、液体送出手段及び加熱要素は気化室内に収納される。気化室は、蒸気が蒸気流へ移送される前に液体送出手段から離れることを可能にする。これにより、液滴が蒸気流へ移送されて使用者に達する危険性が低減された。

気化器ユニットは、第１の液体送出手段に対して加熱要素の反対側に配設された第２の液体送出手段を更に備え得る。第２の液体送出手段は、気化液のより大きな液滴を保持するように濾過効果をもたらしてもよい。

気化器ユニットは、外装筐体と、気化器ユニットの端部分において外装筐体の一部を形成するキャップとを更に備え得、キャップは、空気流入孔と中心開口部と備える。キャップは、組み立てのための単純な構造を提供する。

気化器ユニットは、空気透過性及び液不透過性となるように空気流入孔を封止するように構成された膜を更に備え得る。膜は、空気流入孔からの漏出の危険性を低減してもよい。

気化器ユニットは、いくつかの実施形態では、使用者による吸入のために蒸気をマウスピースに案内するように筐体を貫通して延在する空気流路又は通路を含み得る。

このように、本発明は、加熱要素が液体送出手段と密接に関連付けられ且つ／又は一体化される気化器ユニットを提供する。これにより、気化器ユニットの部分の簡単な組み立てのために最適化された構造だけでなく、気化させる液体の加熱要素への最も効率的な伝達又は送出も提供される。それゆえ、個人用気化器装置は、典型的には、気化器ユニットの加熱要素を含む加熱システムを有する。加熱システムは、好ましくは、個人用気化器装置内の、バッテリなどの電源により電気的に駆動される。

いくつかの実施形態では、液体送出手段は、リザーバ及び加熱要素の壁を形成してもよく、加熱要素は、液体送出手段により形成されたリザーバの壁に導電性カバー又はコーティングを備える。導電性カバー又はコーティングは、いくつかの実施形態では、筐体を貫通する空気流路又は通路と直接境界を接してもよい。

いくつかの実施形態では、液体送出手段は、毛管作用により液体をリザーバから加熱要素に運ぶように構成される多孔質材料を含む。この点に関して、液体送出手段の多孔質材料は、例えば、セラミック、高分子発泡体又は繊維材料を含み得る。繊維材料は、例えば、プレス加工されてパッド又はマットにされる、綿布などの、織物繊維を含み得る。加熱要素の導電性カバー又はコーティングは、液体送出手段を形成する多孔質材料の細孔構造に任意選択的に浸透してもよく、それにより、加熱要素を液体送出手段と一体化させる。この点に関して、加熱要素の導電性カバー又はコーティングは、その材料の一部を、導電性カバー又はコーティングに面する多孔質材料の表面上の個々の細孔の少なくとも一部分内に延在させてもよい。

いくつかの実施形態では、液体送出手段は、層状構造を有するとともに、毛細作用により液体をリザーバから加熱要素に運ぶように構成された多孔質材料のための支持層を含む。この点に関して、支持層自体は、セラミック、高分子発泡体、又は繊維材料などの、多孔質材料を含み得る。特に、支持層は、リザーバの壁の一部としての性能を向上させるために構造補強を有する液体送出手段を提供してもよい。例えば、液体送出手段の支持層は、綿布又は類似物などの、織物繊維の略平坦で、比較的高密度のパッド状層を備え得る。代替的に、液体送出手段の支持層は、多孔質セラミック又は固体高分子発泡体の略平坦層を備えることができる。

いくつかの実施形態では、液体送出手段により形成されたリザーバの壁上に設けられた導電性カバー又はコーティングは、実質的に多孔質であり、且つ／又は液体及び／若しくは蒸気の透過のための複数の孔を含む。この点に関して、導電性カバー又はコーティングは、液体送出手段上に、すなわち、液体送出手段により形成されたリザーバの壁上に堆積され、特に蒸着又は印刷されてもよい。このように、導電性カバー又はコーティングは、壁の多孔性と略整合する多孔性を有し得るか又は採用してもよい。加熱要素の導電性カバー又はコーティングは、液体送出手段により形成された壁の外表面又は外側表面上に設けられ、その結果、加熱要素がリザーバの外側にある。加熱要素を形成する導電性カバー又はコーティングは、好ましくは、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、若しくはチタンのいずれか１つから、又はそれらのいずれか１つの合金から形成される。

いくつかの実施形態では、液体送出手段により形成されたリザーバの壁上に設けられた導電性カバー又はコーティングの延在部は平面状である。つまり、リザーバの壁の平面の延在部に沿った２つの直交する方向における延在の量が、リザーバの壁の平面の延在部に直交する方向における導電性カバー又はコーティングの厚さと実質的に等しく且つそれよりも１桁大きい。詳細には、導電性カバー又はコーティングの多孔性は、任意の局所的な基準スケールにおいて開口の均質な密度分布をもたらす。つまり、平面状に形成された導電性カバー又はコーティングの任意の所与のセグメントに関して、前記基準スケールの値まで、導電性カバー又はコーティングにおける孔の分布が基本的に同じである。これは、気化した液体の量と気化速度及び効率との両方が、導電性カバー又はコーティングにより覆われたリザーバの表面全体にわたって均質且つ均一に分布するという利点を有する。

いくつかの実施形態では、導電性カバー又はコーティングの多孔性により形成された孔、細孔又は開口の面積を含む、導電性カバー又はコーティングにより覆われない表面積は、液体送出手段により形成されたリザーバの壁上の表面積全体の３０％以下、特に２０％以下、より特に１５％以下、より特に１０％以下、更により特に５％以下である。有利には、これにより、導電性カバー又はコーティングをワイヤ又はフィラメントよりも均一且つ均質に加熱できるので気化プロセスの効率が高まる。

いくつかの実施形態では、液体送出手段は、略平坦又は略板状であり、且つ気化させる液体を貯蔵するためのリザーバの端壁の少なくとも一部を形成する。リザーバのこの端壁は、典型的にはリザーバの第１の端部にあり、導電性カバー又はコーティングは、端壁の外表面を少なくとも部分的に覆い、任意選択的に、その端壁の外表面を実質的に完全に覆ってもよい。例えば、気化させる液体を貯蔵するための筐体に内包されたリザーバが略円筒状である場合、液体送出手段は略円板状壁であり、電流が円板状壁上の導電性カバー又はコーティングを通って径方向に流れてもよい。導電性カバー又はコーティングは、端壁の外表面を部分的にのみ覆ってもよい。例えば、液体送出手段が略円板状壁を形成する場合に、導電性カバー又はコーティングも円板状であってもよいが、任意選択的に、導電性カバー又はコーティングが設けられる円板状壁よりも僅かに小さくてもよい。

いくつかの実施形態では、液体送出手段は、空気流路若しくは通路を取り囲んで空気流路若しくは通路を少なくとも部分的に形成するか又は空気流路若しくは通路と連通する中心開口を備える。このことは、液体送出手段が略円板状壁を備える場合に特に当てはまる。空気流路は、好ましくは、加熱要素の導電性カバー又はコーティングと境界を接し且つ／又は接触した後に液体送出手段の中心開口を貫通する。このため、本発明の好ましい実施形態では、加熱要素を形成する導電性カバー又はコーティングは、空気流路若しくは通路を取り囲んで空気流路若しくは通路を少なくとも部分的に形成するか又は空気流路若しくは通路と連通する中心孔又は開口を備え得る。

気化器ユニットは中心流路を有し得、加熱要素は、中心流路が開口を貫通して延在し且つ気化室が中心流路への蒸気流出口を有するように配置される。中心流路は、狭窄セクションと、上流側部分と、下流側部分とを有し得、狭窄部分は上流側部分と比べて減少した断面積を有し、気化室の蒸気流出口は狭窄セクションに位置する。この構成により、中心流路を通る蒸気流中へより小さな蒸気液滴を移動させるためにベンチュリ効果を生み出し、蒸気流中へより小さな蒸気液滴を移動させるような大きさとすることができる。

いくつかの実施形態では、空気流路又は通路は、筐体を長手方向に貫通し、好ましくは筐体の中心を貫通して延在する流路を含む。特に、液体送出手段は、流路を少なくとも部分的に画定してもよく、且つ流路を取り囲むか又は包囲してもよい。それゆえ、導電性カバー又はコーティングは、特に、流路を通る空気流路又は通路と直接境界を接してもよい。このように、加熱要素を形成する導電性カバー又はコーティングにおいて発生した蒸気を、使用者に向かう空気流路又は通路に沿って気化器ユニットを通る空気流により直接且つ効率的に取り込んで搬送することができる。

いくつかの代替的な実施形態では、液体送出手段は、略円筒状構成を有し、流路に沿って軸方向に延在するリザーバの内壁を形成する。加熱要素の導電性カバー又はコーティングは、（リザーバの外側にある）円筒状内壁の内表面を少なくとも部分的に覆い、好ましくは、円筒状内壁の全周にわたって延在する。

いくつかの実施形態では、第１の電極は、加熱要素の導電性カバー又はコーティングを個人用気化器装置の、バッテリなどの電源と電気的に接続するために設けられる。第１の電極は、導電性カバー又はコーティングの中心領域と接触するように筐体の略中心に配設されてもよい。例えば、第１の電極は、管の表面に開口部を有する管を備え得る。このように、管の開口部及び孔は、空気流路又は通路の一部を形成してもよい。この構成は、電極において電気接続ワイヤの使用が回避され得るという利点を有し、これにより、簡単な組み立てと、より堅牢でより信頼性の高い構造を実現することができる。第２の電極は、加熱要素の導電性カバー又はコーティングを、バッテリなどの電源と接続するために設けられてもよい。第２の電極は、導電性カバー又はコーティングの領域の外側に配設されてもよい。第２の電極は、好ましくは、導電性カバー又はコーティングを少なくとも部分的に取り囲み、好ましくは、リザーバの端壁を実質的に取り囲むか又は包囲する筐体の側壁を備える。ここでも、この第２の電極の構成により、電気接続ワイヤの使用が回避され、簡単な組み立てと、非常に堅牢で信頼性の高い構造を実現することができる。また、筐体の壁を電極として用いることにより、気化器ユニットの個々の構成部分の数を低減することができる。

いくつかの代替的な実施形態では、気化器ユニットの加熱要素、特に導電性カバー又はコーティングは、誘導コイルにより加熱されるように適合されたサセプタを含む。したがって、気化器装置の加熱システムは、誘導コイルを備え得る。誘導コイルは、例えば、気化器ユニットが気化器装置内に設置されたときにサセプタ（すなわち、気化器ユニットの加熱要素）を全体的に取り囲む気化器装置のケーシング内に組み込まれてもよい。

別の態様によれば、本発明は、上で説明した実施形態のいずれか１つによる気化器ユニットを備える個人用気化器装置、特に電子喫煙具を提供する。気化器ユニットは、特に、交換可能及び／又は使い捨て可能であってもよい。例えば、気化器ユニットは、カートリッジの形態で提供されてもよい。

例示的な実施形態では、個人用気化器装置は、気化器ユニットと係合するように適合された受入空洞を更に備え得、温度センサが受入空洞内に位置し、温度センサが、受入空洞に取り付けられた第１の端部と、第２の突出自由端部とを有する測定用プローブを備える。突出自由端部は先端を有し得る。

本発明及びその利点のより完全な理解のために、類似の参照符号が類似の部分を表し、添付の図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について以下の説明でより詳細に解説する。

図１は、いくつかの実施形態による、気化器ユニット及び、電子喫煙具などの個人用気化器装置の一部の概略側断面図である。 図２は、いくつかの実施形態による、気化器ユニット及び、電子喫煙具などの個人用気化器装置の一部の概略側断面図である。 図３ａは、図１の個人用気化器装置内に設置された図１の気化器ユニットの概略側断面図である。 図３ｂは、図１の個人用気化器装置内における使用時の図１の気化器ユニットの概略側断面図である。 図４は、いくつかの実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図５は、矢印Ａ－Ａの方向に切った図４の気化器ユニットの概略側断面図である。 図６は、いくつかの他の実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図７は、いくつかの他の実施形態による、電子喫煙具などの個人用気化器装置内に設置された気化器ユニットの概略側断面図である。 図８は、いくつかの他の実施形態による、電子喫煙具などの個人用気化器装置内に設置された気化器ユニットの概略側断面図である。 図９ａは、いくつかの実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図９ｂは、いくつかの実施形態による気化器ユニットの上面図である。 図１０ａは、更なる実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図１０ｂは、更なる実施形態による気化器ユニットの上面図である。 図１０ｃは、更なる実施形態による気化器ユニットの上面図である。 図１１ａは、更なる実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図１１ｂは、更なる実施形態による気化器ユニットの上面図である。 図１２は、更なる実施形態による気化器ユニットの概略側断面図である。 図１３ａは、更なる実施形態による気化器ユニット用のキャップの上面図である。 図１３ｂは、更なる実施形態による気化器ユニット用のキャップの概略側断面図である。 図１４ａは、更なる実施形態による気化器ユニット用の最上部キャップの概略斜視図である。 図１４ｂは、更なる実施形態による気化器ユニット用の最上部キャップの概略斜視図である。 図１４ｃは、更なる実施形態による気化器ユニット用の最上部キャップの概略斜視図である。 図１４ｄは、更なる実施形態による気化器ユニット用の最上部キャップの概略斜視図である。

添付の図面は、本発明の更なる理解をもたらすために含められ、本明細書に組み込まれるとともにその一部を構成する。図面は、本発明の特定の実施形態を図示しており、本説明と共に、本発明の原理を解説する役割を果たす。本発明の他の実施形態及び本発明の付随する利点の多くは、以下の詳細な説明を参照しながらより良く理解されるにつれて容易に認識されるであろう。

商業上実施可能な実施形態において有用又は必要な一般的な及び／又は良く理解された要素は、実施形態のより抽象的な見方を容易にするために必ずしも描かれていないことが認識されよう。図面の要素は、互いに対して必ずしも正確な縮尺で図示されていない。方法の実施形態における特定の作用及び／又はステップが、特定の発生順序で説明され又は描かれている場合があるが、当業者であれば、順序に関するそのような特定性が実際には要求されないことを理解することが更に認識されよう。本明細書で使用される用語及び表現は、本明細書に具体的な意味が別途明記されていない限り、対応するそれぞれの調査及び研究の分野に関するそのような用語及び表現に一致するような通常の意味を有することも理解されよう。

まず、図面の図１から図４を参照すると、交換可能なカートリッジの形態の気化器ユニット１は、電子たばこ、すなわち「ｅたばこ」などの、個人用気化器装置２０内で使用されるように構成される。気化器ユニット１は、気化させる液体Ｌを貯蔵するためのリザーバ３を内包する略円筒状筐体２を備える。リザーバ３は、いくつかの実施形態では、液溜め部として実装されてもよい。いくつかの実施形態では、リザーバ３は液溜め部として形成されてもよい。いくつかの実施形態では、リザーバ３は液溜め部と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、リザーバ３は液溜め部を備え得る。いくつかの実施形態では、リザーバ３は、液溜め部と同じ機能を有し得る。概して、リザーバ３は、気化させる液体Ｌを直接収容する液体容器であってもよい。他の形態では、リザーバ３は、気化させる液体Ｌを液体容器から液体送出部材５に移送するための液溜め部としての機能を果たしてもよい。いくつかの実施形態では、液体Ｌがまず液体カプセルの液体容器内に保持されてもよく、カプセルの殻に穿刺するために、液溜め部として形成されたリザーバ部分に取り付けられた毛細針が使用されてもよい。次いで、液体Ｌは、毛細針を通して液溜め部へ移送され、液溜め部から更に液体送出手段５へ移送される。この点に関して、液体カプセルは、構成要素が霧化セクションの部分を形成し得る、液体送出手段５及び毛細針を伴う液溜め部３とは別個に交換されてもよい。筐体２は、筐体２を長手方向に貫通し、筐体２の略中心を貫通して延在する流路４を含み、リザーバ３は、リザーバ３が流路４を実質的に環状に取り囲むように筐体２内に配設される。

気化器ユニット１は、加熱器又は加熱システム６により気化するためにリザーバ３又は液溜め部から液体Ｌを運ぶための液体送出部材５を更に備える。この点に関して、液体送出部材５は、略板状及び円板状であり、リザーバ３の端壁を形成している。気化器ユニット１が使用時に個人用気化器装置又はｅたばこ２０内に、すなわち、図２及び図３に示すように気化器装置又はｅたばこ２０のケーシング２１内に挿入され設置されたときに、液体送出部材５がリザーバ３の下端壁を形成し、その結果、リザーバ３又は液溜め部内の液体Ｌが重力下でその壁部材５を覆って湿らす。板状の液体送出部材５は、毛細作用によりリザーバ３又は液溜め部から多孔質セラミック材料を通して液体Ｌを運ぶための多孔質セラミック材料で構成される。多孔質セラミックの代わりに、他の多孔質材料、例えば発泡高分子又は繊維材料も液体送出部材５用として考えられることに留意されたい。

更に図面の図１から図４を参照すると、気化器ユニット１は、気化させる液体Ｌを加熱してｅたばこ２０の使用者により吸入される蒸気Ｖを発生させるように構成され配設される加熱要素７を備える。加熱要素７は、液体送出部材５により形成されたリザーバ３の壁に導電性カバー又はコーティングを備える。この目的を達成するために、導電性カバー又はコーティングは、液体送出部材５の外表面８上に堆積され、典型的には蒸着又は印刷される。このように、送出部材５自体と同じように、加熱要素７は、実質的に多孔質であり、且つ／又は液体Ｌの透過及び／若しくは液体Ｌを加熱することにより形成された蒸気Ｖを透過するための複数の孔若しくは細孔を含む。導電性カバー又はコーティングの材料が多孔質の液体送出部材５上に堆積されたときに、導電性カバー又はコーティングの材料の一部は、導電性カバー又はコーティングに面する多孔質の液体送出部材５の表面上の少なくともいくつかの個々の細孔内に延在する。

図２には、例示的な個人用気化器装置５０が図示されている。個人用気化器５０は、電子たばことして、例えば、従来の燃焼たばこの代用品として使用することができる。個人用気化器装置５０は、マウスピース部分５２と、本体における電源部分５４とを有する。マウスピース部分５２は、気化器ユニット１などの、交換可能なカートリッジを受け入れるように構成された空洞５６を備える。電源部分５４は、バッテリなどの、電源ユニット５８と、個人用気化器装置５０の動作を可能にする電気回路６０とを備える。したがって、電源部分５４は、メモリ６２と制御器６４とを備える電気回路６０を介して気化器ユニット１内の加熱要素７に電力を供給するように構成される。

図８に図示するように、液体送出部材５をコーティングする代わりに、加熱要素７は、液体送出手段５からの別個の部分として形成された平坦な円板状サセプタ要素７とすることができる。例えば、サセプタリングを得るために、加熱要素７を金属薄板の金属打ち抜き加工により形成することができる。

示されるように、加熱要素７は、液体送出部材５の外表面８上に加熱要素７が一様に延びるような平面状であってもよい。同時に、液体送出部材５の外表面８上の加熱要素７の厚さは、平面状加熱要素７も円板状構成要素を形成するように比較的薄くされている。平面状加熱要素７は、気化した液体の量並びに気化速度及び効率が外表面８全体にわたって良好に制御されるように外表面８上に均一に分布した細孔又は孔を有し得る。例えば、外表面積全体８に対して加熱要素７により覆われていない表面積は、３０％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、又は５％以下であってもよい。換言すれば、細孔又は孔のために開放された状態の面積の割合は、外表面積全体８の３０％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、又は５％以下であってもよい。外表面８上の加熱要素７の材料の被覆率が高いほど、気化プロセスの効率が高まる可能性がある。

特に図面の図３及び図４を参照すると、気化器ユニット１が、使用者による吸入のための蒸気Ｖを気化器装置２０のマウスピース２２に案内するように筐体２を貫通して延在する空気流路又は通路９を含むか又は画定することが分かる。この実施形態では、加熱要素７を形成する導電性カバー又はコーティングは、筐体２を貫通する空気流路又は通路９と直接境界を接し、その結果、加熱要素７において発生した蒸気Ｖが直接空気流の中に入って使用者による吸入のために蒸気Ｖをマウスピース２２に搬送することができる。加熱要素７に直接隣接する空気流路又は通路９の領域は、好ましくは、空気流路又は通路９に沿って移動する空気と蒸気Ｖとの混合が内部で行われる蒸気又は気化室１０を形成する。空気流路又は通路９は、気化器ユニット１の筐体２に入る空気のための流入孔１１と、蒸気又は気化室１０から中心流路４内に入る空気／蒸気混合物のための接続孔１２とを含む。図３から明らかなように、気化器装置又はｅたばこ２０のケーシング２１もまた、使用者がマウスピース２２を用いて吸う又は吹かすときのｅたばこ内への空気の進入又は流入のための流入孔２３を含む。

気化室１０は、好ましくは、カートリッジ１の端部分に設けられる。カートリッジ筐体２と液体送出部材５との間には、内部空間が画定されている。内部空間により、蒸気が芯を通って中心流路４に直接引き込まれることが回避される。むしろ、本構成は、自由気化空間を実現しており、そこから蒸気が流れる。これにより、未気化の液体が液体移送要素５から蒸気流中に引き込まれることが回避される。

気化器装置又はｅたばこ２０は、図１から図３に示すケーシング２１の端部領域２４に接続するバッテリ（図示せず）の形態の電源を含む。この目的を達成するために、ケーシング２１の端部領域２４は、それぞれバッテリの正極（＋）及び負極（－）と電気的に接続する２つの電極２５、２６を含む。気化器ユニット１は、ケーシング２１の端部領域２４における電極２５を介して加熱要素７の導電性カバー又はコーティングをバッテリと電気的に接続するために設けられる第１の電極１３を含む。第１の電極１３は、筐体２の中心に配設されており、導電性コーティング７の中心領域と電気的に接触している。この実施形態では、第１の電極１３は、略管状構成を有するとともに、空気流路若しくは通路９と連通するか又は空気流路若しくは通路９の一部を形成するように設計される。この実施形態では実質的にリング状である第１の絶縁体１４は、第１の電極１３を取り囲んで、気化器ユニット１の筐体２から第１の電極１３を電気的に隔離するように構成される。気化器ユニット１はまた、ケーシング２１の端部領域２４における電極２６を介して加熱要素７の導電性カバー又はコーティングをバッテリと電気的に接続するために設けられた第２の電極１５を有している。第２の電極１５は、導電性コーティング７の周縁部の周りに配設されて、導電性コーティング７を少なくとも部分的に取り囲む。特に、第２の電極１５は、液体送出部材５により形成されたリザーバ３の端壁を実質的に取り囲むか又は包囲する筐体２の側壁に組み込まれるか又は側壁の一部を構成してもよい。それゆえ、図５に示すように、電流は、円板状壁５の外表面８上の導電性コーティング７を通って径方向に流れてもよい。また、第２の絶縁体１６は、筐体２の他の部分から第２の電極１５を電気的に隔離するために設けられてもよい。この目的を達成するために、第２の絶縁体１６はまた、この実施形態では実質的にリング状であり、液体送出部材５に隣接して筐体２の壁に組み込まれる。当然ながら、筐体２自体が電気絶縁材料で形成されてもよく、この場合、第２の絶縁体１６が筐体２の壁に組み込まれる必要がないことが認識されよう。

図面の図６は、気化器ユニット１の別の実施形態を図示している。この実施形態は、図４の実施形態と同様であるが、この場合、リザーバの端壁を形成する部分に加えて、液体送出手段５は、中心流路４に沿って軸方向に延在するリザーバ３の内壁を形成する略円筒状構成を有する部分も含む。したがって、加熱要素の導電性カバー又はコーティング７はまた、円筒状内壁の内表面（すなわち、リザーバの外側）を覆い、円筒状内壁の全周にわたって延在する。この場合、リザーバ３の端壁を形成する液体送出手段５の部分を省略することができ、その結果、中心流路４に沿ってリザーバ３の内壁を形成する円筒状部のみがそのそれぞれの加熱要素７と共に存在することに留意されたい。

図面の図７を参照すると、気化器ユニット１の加熱要素７、具体的には導電性カバー又はコーティングが、誘導コイル２７により加熱されるように適合されたサセプタを含むか又はサセプタ形成する、代替的な実施形態が示されている。この実施形態では、誘導コイル２７は、誘導コイル２７がサセプタ又は加熱要素７を全体的に取り囲み得るようにケーシング２１の壁内に配設される。したがって、この代替的な実施形態の加熱器又は加熱システム６は、典型的には、サセプタ７内に熱を誘導するための誘導コイル２７を含む。それゆえ、この実施形態では、図８に図示するように、上で説明した第１の電極１３及び第２の電極１５は必要ではない。しかしながら、気化器装置又はｅたばこ２０の他の構成要素及び部分並びに気化器ユニット１の他の構成要素及び部分は、基本的に変わらないままである。

それゆえ、加熱器の電気接点への接続が必要ないので、気化器ユニット１を簡素化された構造で実装することができる。気化器ユニット１が交換可能なカートリッジとして個人用気化器装置５０の内側に位置する場合に、気化室１０は、有利には、個人用気化器装置５０のマウスピース部分５２に対して遠位側の端部に設けられる。

図１０に見られるように、カートリッジは、図８の実施形態と同様に配設され得るが、第１の液体送出部材５に加えて、第２の液体送出部材５’を更に備え得る。加熱要素又はサセプタ７は、第１の液体送出部材５と第２の液体送出部材５’との間に、すなわち、サンドイッチ構成で位置する。第２の液体送出部材５’を有する利点は、サセプタ７の最上部に位置する第２の液体送出部材５’が、大きな液滴物を保持するように構成されたフィルタとしての機能を果たす。よって、第２の液体送出部材５’は、より大きな液滴を蒸気流中に保持するフィルタとして構成される。第２の液体送出部材５’により保持される粒子の大きさは、０．１ｍｍ以上であることが分かる。

サセプタ７は、先に説明したようなコーティングとすることができる。しかしながら、サセプタ７はまた、第１の液体送出部材５を覆い、抵抗加熱のために構成された平坦な金属製の別個の部分とすることもできる。サセプタは、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、及びそれらの合金、例えばニッケルクロムを含み得る。図９ａ、図９ｂ及び図１０ａ、図１０ｂに最も良く見られるように、サセプタ７は円形又はリング状とすることができ、サセプタ７には開口３４を設けることができる。開口３４は、中心流路４を囲むように配置され且つ形作られる。図１０ａ及び図１０ｂに図示する実施形態では、サセプタ７は対称なリング形状を備える。サセプタの断面積は、サセプタが液体送出部材５、５’と重なっていない領域を蒸気が通過できるように液体送出部材５、５’の断面積よりも小さい。よって、サセプタ７は、蒸気がサセプタ７の両側の周り及び／又は中心開口３４の部分を通過することを可能にする。

代替的に、サセプタ７には、蒸気がサセプタ７自体を通って流れることを可能にするためにサセプタ７の円板本体に更なる開口を設けることができる。代替的に、図１０ｃに図示するように、サセプタ７は、円形内側部分７２と、内側部分７２に接続されて径方向に延在するフィン又はスポーク７４とを有し得る。円形内側部分７２は、主として誘導加熱を通じて加熱されて、フィン／スポークよりも高い温度に達する。フィンは、主として円形内側部分７２からの熱伝導を通じて加熱される。中央内側部分７２はフィン７４よりも高い温度を有するので、液体送出手段５５、５’がサセプタフィン７４とのみ接触するように液体送出手段５、５’を位置合わせすることも可能である。

図９ａ及び図９ｂに見られるように、サセプタ７における開口３４を中心から外して設けることができる。これにより、薄肉部分７ａと幅広部分７ｂとを備えたリング状サセプタ７が得られる。したがって、サセプタの電気抵抗は、幅広部分７ｂよりも薄肉部分７ａにおいて高くなる。

薄肉部分７ａにおけるより高い抵抗は、サセプタ７における環状電流の励起時に薄肉部分７ａにより高い温度をもたらし、過度の温度にさらされたときに薄肉部分７ａが溶融することを可能にする。サセプタ７は、およそ３５０℃の温度に相当する、液体が存在しないときに溶融するように構成される。その弱い箇所は、サセプタ７の材料と装置によって供給される電力とにより決まる。

図１４ａから図１４ｄに見られるように、カートリッジ筐体２は、受け部２’と端部キャップ又はキャップ３２とにより形成することができる。キャップ３２は、好ましくは、蒸気室１０に近接する、端部分にカートリッジ１の軸方向に位置する。キャップ３２には、流入する空気のための流入孔１１を設けることができる。有利な実施形態では、吸気孔の総面積は、中心流路４からの流出口３８の面積と等しいか又はそれよりも大きい。そのようにして、液体リザーバ３内の液体に真空効果が付与されないように、気化室１０内の空気の制限が低減される。液体リザーバ３内の真空度を低下させることにより、液体リザーバ３からの漏出も低減することができる。例示的な実施形態では、流出口３８の断面積は約２．５ｍｍ^２であり、流入孔１１の総面積は３．０ｍｍ^２である。

図１４ｄに図示するように、キャップ３２の中心開口３４は、葉状孔３４’を更に備え得る。葉状孔３４’は、中心流路４とキャップ３２内の気化室１０との間に流路を形成する。よって、蒸気は、気化室１０から、葉状孔３４’により形成された流路を通って、次いで更に中心流路４を通って流れる。キャップ３２には、中心流路４と接触して中心流路４に封着するように構成される内端部表面３５が設けられる。葉状孔３４’は、好ましくは、空気流が加熱要素７に沿って移動して大部分の蒸気を取り込むことを確実にするために流入孔１１に対してずらされる。

図１３ａ及び図１３ｂに見られるように、流入孔１１は、液不透過膜３６により覆われてもよい。よって、膜３６は、空気に対して透過性であるが、液体に対して不透過性であってもよい。十分な空気流入口流量をもたらすために、空気流入孔１１の面積を増大させることができる。

個人用気化器装置には更に、温度検知システムが設けられてもよい。温度検知システムは、個人用気化器装置５０の内側に位置してもよく、センサ４２とメモリ６２と制御器６４とを備え得る。メモリ６２及び制御器６４は、好ましくは、電源部分５４内に位置する。センサ４２は、ＰＴ１００センサなどの、抵抗温度計とすることができる。抵抗センサ４２は、長尺形状を有する突出する測定用プローブを有し得る。突出するプローブは、気化器ユニット１が交換可能なカートリッジとして空洞５６内に位置したときに気化器ユニット１の気化室１０内に延在するように構成されてもよい。それゆえ、突出するプローブには先端が設けられてもよい。先端により、気化器ユニット１内へのプローブの導入が容易になる。

プローブには、外装筐体と、筐体内に位置する検知ワイヤとが設けられてもよい。検知ワイヤは、純粋材料、典型的にはプラチナ、ニッケル、又は銅とすることができる。この材料は、特定の所定の抵抗／温度関係を有するので、温度の指標を与えるために使用することができる。制御器６４は、抵抗の変化を決定し、決定した変化を温度に変えるように構成されてもよい。

このような温度検知システムは、特に、電極が気化室１０に近接して設けられていないので、誘導加熱に適した気化器ユニット１内への実装が簡単である。この趣旨で、気化器ユニット１には、測定用プローブが貫通して延在し得る中心開口３４が設けられてもよい。実施形態では、中心開口３４には穿刺可能な膜３６が設けられる。穿刺可能な膜３６は漏出の危険性を低減する。穿刺可能な膜３６は、天然ゴム又はシリコーンなどの可撓性材料を含み得る。

使用時に、測定用プローブは、中心流路４内の空気蒸気流中に位置するように位置決めすることができる。プローブを蒸気流中に位置決めすることにより、蒸気温度を測定することができる。

代替的に、測定用プローブは、気化室１０内に位置決めすることができる。これにより、温度検知システムが実際の温度を測定して気化室１０内の温度を制御することが可能となる。気化温度を制御することにより、気化をより効率的に行うことができ、その結果、より多くの液体を蒸気の状態に移行させるので、液滴物があまり形成されない。温度が高すぎる場合には、過剰量の不所望の揮発性化合物が生成される危険性が生じ、また、温度が低すぎる場合には、液体送出部材５内の液体は、液滴物が形成される沸騰状態にされ得る。このことは、より大きな液滴が蒸気流の中に入って使用者に達する可能性があるので、望ましくない。

図１２に見られるように、カートリッジ１の中心流路４には、案内壁４４、４６により形成された狭窄部分を設けることができる。したがって、中心流路４には、狭窄セクション４Ｃと、中心流路４を通る蒸気流の方向における狭窄セクション４Ｃに対する上流側部分４Ａ及び下流側部分４Ｂとが設けられる。中心流路４は、上流側部分４Ａ及び下流側部分４Ｂよりも狭窄部分４Ｃの領域において狭い断面積を有する。蒸気室１０には、中心流路４の狭窄領域４Ｃ内に配設される少なくとも１つの蒸気流出口１２が設けられる。

ベンチュリ効果により、中心流路４を通る空気流は、上流側部分４Ａ及び下流側部分４Ｂよりも狭窄セクション４Ｃにおいて速くなる。その結果、気化室１０から蒸気が引き込まれる低圧領域は、狭窄部分に形成される。

気化室１０内の蒸気は、異なる寸法の蒸気粒子を含む。より小さな粒子を気化室１０から中心流路４内に移動させるのに必要な力は、大きな粒子を移動させるのに必要な力よりも小さい。狭窄領域４Ｃ内で生じる低圧により、より小さな粒子が中心流路４を通って主な蒸気流中に引き込まれ、その一方で、より大きな粒子は気化室１０内に留まる。

蒸気室１０の最狭部４Ｃの大きさ及び構成を制御することにより、空気流速度と空気流方向の両方を調整することができ、結果として得られるエアロゾルの粒径をより正確に制御し、特に他の装置と比較して低減することができる。

実施形態では、上流側部分４Ａのテーパ角θは３０°であり、下流側部分４Ｂのテーパ角φは５°である。狭窄セクション４Ｃに空気流量の最適な増大をもたらすようにテーパ角が特定されている。これにより、気化器ユニット１の気化室１０前後の好適な圧力差が得られる。

図１Ｂに示すように、気化室１０の壁は各々、それぞれ空気流入口１１及び空気流出口１２から気化室１０の最狭部又は狭窄セクション４Ｃに向かって内向きに先細りとなる。例示的な実施形態では、狭窄セクション４Ｃは、１ｍｍから５ｍｍの断面積を有し得る。

使用時に、中心流路４に入った空気は、空気流入口１１から狭窄部分４Ｃに向かって加速し、次いで、最狭部又は狭窄セクション４Ｃから蒸気流出口３８に向かって徐々に減速し、そして、空気流は、最狭部又は狭窄セクション４Ｃにおいて最も速くなる。

本発明の具体的な実施形態が本明細書で例示され説明されているが、当業者であれば、様々な代替及び／又は同等の実装態様が存在することを認識するであろう。１つ又は複数の例示的な実施形態が単なる例に過ぎず、決して範囲、適用可能性又は構成を限定することを意図したものではないことが認識されるべきである。むしろ、前述の概要及び詳細な説明は、少なくとも１つの例示的な実施形態を実行するための便利なロードマップを当業者に提供し、添付の特許請求の範囲及びその法的等価物に明記されるような範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態で説明する要素の機能及び配置に種々の変更が加えられ得ることが理解される。概して、本出願は、本明細書で述べた具体的な実施形態の任意の応用例又は変形例を網羅するように意図されている。

本文書では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「収容する（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「収容している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、及びそれらの任意の変化形は、包括的（すなわち、非排他的）な意味で理解されるように意図されているので、本明細書で説明するプロセス、方法、装置、機器又はシステムは、列挙されているこれらの特徴又は部分又は要素又はステップに限定されるものではなく、明示的に列挙されていないか又はそのようなプロセス、方法、物品、若しくは機器に固有の他の要素、特徴、部分又はステップを含み得ることも認識されるであろう。更に、本明細書で使用される「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」という用語は、明示的に別段の定めのない限り、１つ又は複数の意味するものと理解されるように意図されている。その上、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は、単に標示として使用されており、それら用語の対象に対して数値的要件を課すこと又はそれらの対象の重要度にある特定の順位付けを行うことを意図するものではない。

１ 気化器ユニット又はカートリッジ
２ 筐体
２’ 受け部
３ リザーバ
４ 中心流路
５ 液体送出部材又は端壁又は第１の液体送出部材
５’ 第２の液体送出部材
６ 加熱器
７ 加熱要素
７ａ 薄肉部分
７ｂ 幅広部分
８ 端壁の外表面
９ 空気流路又は通路
１０ 気化室
１１ 流入孔
１２ 移送孔
１３ 第１の電極
１４ 第１の絶縁体
１５ 第２の電極
１６ 第２の絶縁体
２０ 個人用気化器装置又はｅたばこ
２１ ケーシング
２２ マウスピース
２３ 空気流入孔
２４ ケーシングの端部領域
２５ 電極
２６ 電極
２７ 誘導コイル
Ｌ 気化させる液体
Ｖ 蒸気
Ｃ 電流
４Ａ 上流側部分
４Ｂ 下流側部分
４Ｃ 狭窄部分
３２ キャップ
３４ 開口
３５ 内端部表面
３６ 膜
４２ センサ
４４ 案内壁
４６ 案内壁
５０ 個人用気化器装置又は電子たばこ
５２ マウスピース部分
５４ 電源部分又は本体
５６ 空洞
５８ 電源ユニット又はバッテリ
６０ 電気回路
６２ メモリ
６４ 制御器
７２ 中央内側部分
７４ フィン又はスポーク

Claims (23)

1. 個人用気化器装置用、特に電子喫煙具用の気化器ユニット（１）であって、
   気化させる液体（Ｌ）を貯蔵するためのリザーバ（３）を内包する筐体（２）と、
   気化させる前記液体（Ｌ）を加熱して吸入される蒸気（Ｖ）を発生させるように構成され配設された加熱要素（７）と、
   気化のために前記液体を前記リザーバ（３）から前記加熱要素（７）に運ぶように構成される液体送出手段（５）と、を備え、
   該液体送出手段（５）が、前記リザーバ（３）の壁と接触するか又は前記リザーバ（３）の壁を形成するように構成された少なくとも第１の側と、前記第１の側と流体的に接続された前記加熱要素（７）と接触する第２の側と、を備え、
   前記加熱要素が、前記液体送出手段（５）の前記第２の側に適用された導電性カバー又はコーティングを備える、気化器ユニット（１）。
2. 前記加熱要素が、平坦な円板状要素の形態のカバーである、請求項１に記載の気化器ユニット（１）。
3. 気化室（１０）が、前記気化器ユニット（１）の端部分に形成され、前記液体送出手段（５）及び前記加熱要素（７）が前記気化室（１０）内に収納される、請求項１又は２に記載の気化器ユニット（１）。
4. 前記第１の液体送出手段（５）に対して前記加熱要素（７）の反対側に配設された第２の液体送出手段（５’）を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
5. 外装筐体（２）と、前記気化器ユニット（１）の端部分において前記外装筐体（２）の一部を形成するキャップ（３２）と、を更に備え、前記キャップ（３２）が、空気流入孔と中心開口部と備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の気化器ユニット。
6. 空気透過性及び液不透過性となるように前記空気流入孔を封止するように構成された膜（３６）を更に備える、請求項５に記載の気化器ユニット（１）。
7. 前記液体送出手段（５）が、毛管作用により前記液体を前記リザーバ（３）から前記加熱要素（７）に運ぶように構成された多孔質材料を含み、前記導電性コーティングが、前記液体送出手段（５）を形成する前記多孔質材料の前記表面上の前記個々の細孔の少なくとも一部分内に少なくとも部分的に延在する、請求項１に記載の気化器ユニット（１）。
8. 前記液体送出手段（５）により形成された前記リザーバ（３）の前記壁上に設けられた前記導電性カバー又はコーティング（７）が、実質的に多孔質であるか、又は液体及び／若しくは蒸気の透過のための複数の孔を含む、請求項１又は２に記載の気化器ユニット（１）。
9. 前記導電性コーティング（７）が、前記液体送出手段（５）上に堆積され、特に蒸着又は印刷される、請求項１から８のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
10. 前記液体送出手段（５）が、略平坦又は略板状であり、気化させる前記液体を貯蔵するための前記リザーバ（３）の壁の少なくとも一部を形成し、前記導電性カバー又はコーティング（７）が、前記壁の外表面を少なくとも部分的に、好ましくは実質的に完全に覆う、請求項１から９のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
11. 電流が、前記導電性コーティング（７）を通って径方向に流れる、請求項１０に記載の気化器ユニット（１）。
12. 前記液体送出手段（５）が、特に略円板状である場合に、前記空気流路又は通路（９）を取り囲んで前記空気流路又は通路（９）と連通する中心開口部又は開口を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
13. 前記気化器ユニット（１）が中心流路（４）を有し、前記加熱要素（７）は、前記中心流路（４）が前記開口を貫通して延びるように配置され、前記気化室（１０）が前記中心流路（４）への蒸気流出口を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
14. 前記中心流路（４）が、狭窄セクション（４Ｃ）と、上流側部分（４Ａ）と、下流側部分（４Ｂ）と、を有し、前記狭窄部分（４Ｃ）が前記上流側部分（４Ａ）と比べて減少した断面積を有し、前記気化室（１０）の前記蒸気流出口が前記狭窄セクション（４Ｃ）内に位置する、請求項１３に記載の気化器ユニット。
15. 前記空気流路（９）が、前記加熱要素（７）の前記導電性カバー又はコーティングと境界を接した又は接触した後に、前記液体送出手段（５）の前記中心開口部若しくは開口に入るか又は前記中心開口部若しくは開口を貫通する、請求項１３又は１４に記載の気化器ユニット（１）。
16. 第１の電極（１３）が、前記加熱要素（７）の前記導電性カバー又はコーティングを、バッテリなどの、電源と接続するために設けられ、前記第１の電極（１３）が、前記導電性コーティング（７）の中心領域と接触するように前記筐体（２）の略中心に配設される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
17. 前記第１の電極（１３）が、好ましくは、管の表面に開口部を有する前記管を備え、前記管の前記開口部及び孔が、前記空気流路又は通路（５）の一部を形成する、請求項１６に記載の気化器ユニット（１）。
18. 第２の電極（１５）が、前記加熱要素（７）の前記導電性カバー又はコーティングを、バッテリなどの電源と接続するために設けられ、前記第２の電極（１５）が、前記導電性カバー又はコーティングの領域の略外側に配設され、前記第２の電極（１５）が、好ましくは、前記導電性カバー又はコーティング（７）を少なくとも部分的に取り囲み、好ましくは、前記リザーバ（３）の端壁を実質的に取り囲むか又は包囲する前記筐体（２）の側壁を備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
19. 前記加熱要素（７）、特に前記導電性カバー又はコーティングが、誘導コイル（２７）により加熱されるように適合されたサセプタを含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
20. 前記導電性カバー又はコーティングにより覆われない表面積が、前記液体送出手段（５）により形成された前記リザーバ（３）の前記壁上の表面積全体の３０％以下、特に２０％以下、より特に１５％以下、より特に１０％以下、更により特に５％以下である、請求項１から１９のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）。
21. 請求項１から２０のいずれか一項に記載の気化器ユニット（１）を備える、個人用気化器装置（２０：５０）、特に電子喫煙具であって、前記気化器ユニット（１）が、例えばカートリッジの形態で、好ましくは交換可能及び／又は使い捨て可能である、個人用気化器装置（２０：５０）。
22. 前記気化器ユニット（１）と係合するように適合された受入空洞（５６）を更に備え、温度センサが前記受入空洞（５６）内に位置し、前記温度センサが、前記受入空洞（５６）に取り付けられた第１の端部と、第２の突出自由端部と、を有する測定用プローブを備える、請求項２１に記載の個人用気化器装置（２０；５０）。
23. 前記突出自由端部が先端を有する、請求項２２に記載の個人用気化器装置。

Images