JP2023508889A - 複数の供給要素を備えるエアロゾル発生器 - Google Patents

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Abstract

エアロゾル発生装置（３００）用のエアロゾル発生器（１００）が提供される。エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザー（１０２）、第一の供給要素（１０４）、第二の供給要素（１０５）、およびコントローラ（１３２）を備える。表面音響波アトマイザー（１０２）は、少なくとも一つの霧化領域（１１６、１１７）を画定する活性表面（１１０）を含む少なくとも一つの基体（１０６）を備える。表面音響波アトマイザー（１０２）はまた、少なくとも一つの基体（１０６）の活性表面（１１０）上に位置する第一のトランスデューサー（１０８）と、少なくとも一つの基体（１０６）の活性表面（１１０）上に位置する第二のトランスデューサー（１０９）とを備える。第一の供給要素（１０４）は、第一の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域（１１６、１１７）に供給するように配設される。第二の供給要素（１０５）は、第二の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域（１１６、１１７）に供給するように配設される。コントローラ（１３２）は、少なくとも一つの基体（１０６）の活性表面（１１０）上に表面音響波を発生させるために、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー（１０８）に提供するように構成される。コントローラ（１３２）は、少なくとも一つの基体（１０６）の活性表面（１１０）上に表面音響波を発生させるために、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー（１０９）に提供するように構成される。コントローラ（１３２）は、第一の液体エアロゾル形成基体が第一の供給要素（１０４）によって少なくとも一つの霧化領域（１１６、１１７）に供給される時にのみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー（１０８）に提供するように構成される。コントローラ（１３２）は、第二の液体エアロゾル形成基体が第二の供給要素（１０５）によって少なくとも一つの霧化領域（１１６、１１７）に供給される時にのみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー（１０９）に提供するように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、エアロゾル発生装置用のエアロゾル発生器に関し、エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザー、および第一および第二の供給要素を備える。本開示はまた、エアロゾル発生器を備えるエアロゾル発生装置にも関する。
エアロゾル形成基体が燃焼されるのではなく加熱されるエアロゾル発生システムは、当該技術分野で公知である。典型的に、こうしたエアロゾル発生システムでは、エアロゾルは、エアロゾル発生装置のエアロゾル発生器からエアロゾル形成基体へのエネルギーの伝達によって発生する。例えば、公知のエアロゾル発生装置は、液体エアロゾル形成基体を加熱および気化するように配設されたヒーターを備える。
典型的には、エアロゾル発生装置は、特定の液体エアロゾル形成基体を気化または霧化させるように設計および最適化される。例えば、エアロゾル発生装置は、特定の揮発性、粘度などを有する液体を気化させるために設計されて最適化されてもよい。
複数の液体エアロゾル形成基体の霧化を促進するエアロゾル発生装置用のエアロゾル発生器を提供することが望ましい。
本開示の第一の態様によると、エアロゾル発生装置用のエアロゾル発生器が提供されている。エアロゾル発生器は、表面音響波アトマイザー、第一の供給要素、第二の供給要素、およびコントローラを備える。表面音響波アトマイザーは、少なくとも一つの霧化領域を画定する活性表面を含む少なくとも一つの基体を備える。表面音響波アトマイザーはまた、少なくとも一つの基体の活性表面上に位置する第一のトランスデューサーと、少なくとも一つの基体の活性表面上に位置する第二のトランスデューサーとを備える。第一の供給要素は、第一の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される。第二の供給要素は、第二の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される。コントローラは、少なくとも一つの基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための第一の駆動信号を第一のトランスデューサーに提供するように構成される。コントローラは、少なくとも一つの基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための第二の駆動信号を第二のトランスデューサーに提供するように構成される。コントローラは、第一の液体エアロゾル形成基体が第一の供給要素によって少なくとも一つの霧化領域に供給される時にのみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサーに提供するように構成される。コントローラは、第二の液体エアロゾル形成基体が第二の供給要素によって少なくとも一つの霧化領域に供給される時にのみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサーに提供するように構成される。
「表面音響波」という用語は、本明細書では、レイリー波、ラム波、およびラブ波を含むように使用される。
有利なことに、表面音響波アトマイザーを使用して第一および第二の液体エアロゾル形成基体を霧化することは、電気ヒーターなどの他の公知のエアロゾル発生器と比較して、霧化プロセスの改善された制御を提供する。言い換えれば、本開示によるエアロゾル発生器の表面音響波アトマイザーは、信頼性のある、そして一貫した量の霧化液体エアロゾル形成基体を提供する。
有利なことに、液体エアロゾル形成基体を霧化するために表面音響波アトマイザーによって必要とされる電力は、電気ヒーターなどの公知のエアロゾル発生器を使用して同じ量の液体エアロゾル形成基体を霧化するために必要とされる電力よりも少ない。
有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体を霧化するために、単一の表面音響波アトマイザーを使用することによって、エアロゾル発生器の設計および製造が簡略化される。
有利なことに、第一および第二のトランスデューサーを備える表面音響波アトマイザーを使用することで、第一および第二の液体エアロゾル形成基体のそれぞれを霧化するための各トランスデューサーの最適化が促進される。
好ましくは、少なくとも一つの基体は、第一のトランスデューサーおよび第二のトランスデューサーが位置付けられている共通の基体を備える。有利なことに、共通の基体は、表面音響波アトマイザーの設計および製造を単純化する。
少なくとも一つの霧化領域は、共通の霧化領域であってもよい。少なくとも一つの基体が共通の基体を含む実施形態では、共通の霧化領域は共通の基体によって画定される。
有利なことに、共通の霧化領域を画定する共通の基体を提供することは、表面音響波アトマイザーのサイズを低減または最小化しうる。有利なことに、共通の霧化領域を提供することは、エアロゾル発生器を備えるエアロゾル発生装置の設計および製造を単純化しうる。例えば、共通の霧化領域を提供することは、エアロゾル発生装置を通る単純な気流経路を促進しうる。
エアロゾル発生器が共通の霧化領域を含む実施形態では、エアロゾル発生器は、共通の霧化領域と、第一の供給要素および第二の供給要素のそれぞれとの間の流体連通を提供する共通の供給要素を備えうる。共通の供給要素は、基体を少なくとも部分的に貫通する共通のチャネルを備えうる。共通の供給要素は、基体の活性表面上に共通の出口を備えてもよく、共通の霧化領域に位置付けられてもよい。共通のチャネルは、共通の出口と流体連通することが好ましい。
第一の供給要素は、基体を少なくとも部分的に貫通する第一のチャネルを備えうる。第一のチャネルは、基体の受動表面上の第一の入口と共通のチャネルとの間に延在してもよい。第一のチャネルは、毛細管であってもよい。第二の供給要素は、基体を少なくとも部分的に貫通する第二のチャネルを備えうる。第二のチャネルは、毛細管であってもよい。第二のチャネルは、基体の受動表面上の第二の入口と共通のチャネルとの間に延在してもよい。
第一の供給要素は、第一のトランスデューサーを備えてもよい。使用中、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第一の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第一の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第一の駆動信号を第一のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第一の供給要素が第一のチャネルを備える実施形態では、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第一のチャネルを通して第一の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第二の供給要素は、第二のトランスデューサーを備えうる。使用中、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第二の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第二の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第二の駆動信号を第二のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第二の供給要素が第二のチャネルを備える実施形態では、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第二のチャネルを通して第二の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第一の供給要素は、第一の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への流れを制御するように配設された第一の流れ制御要素を備えうる。第一の供給要素が第一のチャネルを備える実施形態では、好ましくは、第一の流れ制御要素は、第一の入口を通って第一のチャネル内への第一のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第二の供給要素は、第二の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への流れを制御するように配設された第二の流れ制御要素を備えうる。第二の供給要素が第二のチャネルを備える実施形態では、第二の流れ制御要素は、好ましくは、第二の入口を通って第二のチャネル内への第二のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第一および第二の流れ制御要素のそれぞれは、少なくとも一つの受動要素を備えうる。少なくとも一つの受動要素は、毛細管および毛細管芯のうちの少なくとも一つを備えうる。
第一および第二の流れ制御要素の各々は、少なくとも一つの能動要素を備えうる。少なくとも一つの能動要素は、マイクロポンプ、シリンジポンプ、ピストンポンプ、および電気浸透ポンプのうちの少なくとも一つを備えうる。
好ましくは、コントローラは、第一の流れ制御要素に第一の流れ信号を提供して、共通の霧化領域への第一の液体エアロゾル形成基体の流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、第二の流れ制御要素に第二の流れ信号を提供して、第二の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、コントローラが第二の流れ信号を第二の制御要素に提供する時に、第一の制御要素に第一の停止信号を提供して、第一の液体エアロゾル形成基体の流れを無効にするように構成される。好ましくは、コントローラは、コントローラが第一の流れ信号を第一の制御要素に提供する時に、第二の制御要素に第二の停止信号を提供して、第二の液体エアロゾル形成基体の流れを無効にするように構成される。
有利なことに、第一および第二の流れ制御要素に流れ信号および停止信号を提供するように構成されたコントローラは、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への同時供給を防止しうる。有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体のうちの一つのみを共通の霧化領域に一度に供給することは、コントローラが第一のトランスデューサーまたは第二のトランスデューサーのみを駆動することを促進する。言い換えれば、第一および第二のトランスデューサーを同時に駆動する必要性は、低減または除去されうる。有利なことに、第一および第二のトランスデューサーを同時に駆動する必要性を低減または排除することは、エアロゾル発生器を含むエアロゾル発生装置の電力要件を低減しうる。
コントローラは、第一の流れ信号を提供することと第二の流れ信号を提供することとを交互に行うように構成されうる。言い換えれば、コントローラは、第一の液体エアロゾル形成基体を共通の霧化領域に供給することと、第二の液体エアロゾル形成基体を共通の霧化領域に供給することとの間で交互に切り替えるように構成されうる。
有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の霧化を交互に行うことで、第一および第二のエアロゾルがユーザーに交互に送達される。コントローラは、第一のエアロゾルまたは第二のエアロゾルのどちらを送達するかユーザー選択を示すユーザー入力を受信するように構成されうる。コントローラは、ユーザー入力に依存して、第一の流れ信号または第二の流れ信号のいずれかを提供するように構成されうる。
コントローラは、第一の流れ信号と第二の流れ信号を提供することの迅速な交替を行うように構成されうる。コントローラは、第一の流れ信号と第二の流れ信号の交替を、少なくとも１秒に１回、好ましくは少なくとも０．１秒に１回、提供するように構成されてもよい。有利なことに、第一および第二のエアロゾルの送達の迅速な交替は、第一および第二のエアロゾルの同時送達としてユーザーによって知覚されうる。
少なくとも一つの霧化領域は、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるために基体の活性表面上に位置する第一の霧化領域と、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるために基体の活性表面上に位置する第二の霧化領域とを含みうる。第一の供給要素は、第一の液体エアロゾル形成基体を第一の霧化領域に供給するように配設され、第二の供給要素は、第二の液体エアロゾル形成基体を第二の霧化領域に供給するように配設されるのが好ましい。
有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体を第一および第二の霧化領域に供給することは、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の同時であるが別個の霧化を促進する。有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の同時的な霧化は、第一および第二のエアロゾル形成基体から発生されるエアロゾルの混合を促進する。有利なことに、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の別個の霧化は、第一および第二の液体エアロゾル形成基体のそれぞれに対する霧化パラメータの適合を容易にする。例えば、第一および第二のトランスデューサーのそれぞれは、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の霧化のために特定的に構成されてもよい。特に、第一および第二のトランスデューサーのそれぞれの構成は、揮発性または粘度などの第一および第二の液体エアロゾル形成基体の一つ以上の流体特性に依存しうる。
第一の供給要素は、基体を通って延びる第一のチャネルを備えうる。第一のチャネルは、毛細管であってもよい。第一のチャネルは、基体の受動表面上の第一の入口と基体の活性表面上の第一の出口との間に延在してもよく、第一の出口は、第一の霧化領域内に位置付けられる。
第二の供給要素は、基体を通って延びる第二のチャネルを備えうる。第二のチャネルは、毛細管であってもよい。第二のチャネルは、基体の受動表面上の第二の入口と基体の活性表面上の第二の出口との間に延在してもよく、第二の出口は、第二の霧化領域内に位置付けられる。
第一の供給要素は、第一のトランスデューサーを備えてもよい。使用中、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第一の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第一の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第一の駆動信号を第一のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第一の供給要素が第一のチャネルを備える実施形態では、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第一のチャネルを通して第一の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第二の供給要素は、第二のトランスデューサーを備えうる。使用中、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第二の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第二の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第二の駆動信号を第二のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第二の供給要素が第二のチャネルを備える実施形態では、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第二のチャネルを通して第二の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第一の供給要素は、第一の液体エアロゾル形成基体の第一の霧化領域への流れを制御するように配設された第一の流れ制御要素を備えうる。第一の供給要素が第一のチャネルを備える実施形態では、好ましくは、第一の流れ制御要素は、第一の入口を通って第一のチャネル内への第一のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第二の供給要素は、第二の液体エアロゾル形成基体の第二の霧化領域への流れを制御するように配設された第二の流れ制御要素を備えうる。第二の供給要素が第二のチャネルを備える実施形態では、第二の流れ制御要素は、好ましくは、第二の入口を通って第二のチャネル内への第二のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第一および第二の流れ制御要素のそれぞれは、少なくとも一つの受動要素を備えうる。少なくとも一つの受動要素は、毛細管および毛細管芯のうちの少なくとも一つを備えうる。
第一および第二の流れ制御要素の各々は、少なくとも一つの能動要素を備えうる。少なくとも一つの能動要素は、マイクロポンプ、シリンジポンプ、ピストンポンプ、および電気浸透ポンプのうちの少なくとも一つを備えうる。
好ましくは、コントローラは、第一の流れ制御要素に第一の流れ信号を提供して、第一の霧化領域への第一の液体エアロゾル形成基体の流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、第二の流れ制御要素に第二の流れ信号を提供して、第二の液体エアロゾル形成基体の第二の霧化領域への流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、第一の制御要素に第一の停止信号を提供して、第一の液体エアロゾル形成基体の流れを無効化するように構成される。好ましくは、コントローラは、第二の制御要素に第二の停止信号を提供して、第二の液体エアロゾル形成基体の流れを無効化するように構成される。
好ましくは、コントローラは、第一の液体エアロゾル形成基体が第一の供給要素によって第一の霧化領域に供給される時にのみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサーに提供するように構成される。好ましくは、コントローラは、第二の液体エアロゾル形成基体が第二の供給要素によって第二の霧化領域に供給される時にのみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサーに提供するように構成される。
表面音響波アトマイザーは、少なくとも一つの反射器を備えうる。好ましくは、少なくとも一つの反射器は、少なくとも一つの基体の活性表面上に位置付けられる。好ましくは、少なくとも一つの反射器は、第一のトランスデューサーおよび第二のトランスデューサーのうちの少なくとも一つによって発生される表面音響波を反射するように配設される。好ましくは、少なくとも一つの反射器は、第一のトランスデューサーおよび第二のトランスデューサーの少なくとも一つによって発生される表面音響波を、少なくとも一つの霧化領域に向けて反射するように配設される。有利なことに、表面音響波を少なくとも一つの霧化領域に向かって反射するように配設された反射器は、表面音響波アトマイザーの効率を増大または最大化しうる。少なくとも一つの反射器は、第一のトランスデューサーおよび第二のトランスデューサーのそれぞれによって発生される表面音響波を、少なくとも一つの霧化領域に向けて反射するように配設されてもよい。
少なくとも一つの霧化領域が第一の霧化領域および第二の霧化領域を含む実施形態では、少なくとも一つの反射器は、共通の反射器を備えてもよく、第一の霧化領域は、共通の反射器と第一のトランスデューサーとの間に位置し、第二の霧化領域は、共通の反射器と第二のトランスデューサーとの間に位置する。
有利なことに、共通の反射器を提供することは、表面音響波アトマイザーの設計および構成を単純化しうる。
有利なことに、共通の反射器は、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波が第二の霧化領域に伝送されることを防止しうる。
有利なことに、共通の反射器は、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波が第一の霧化領域に伝送されることを防止しうる。
少なくとも一つの反射器は、一つ以上の電極を備えうる。
少なくとも一つの反射器は、少なくとも一つの基体の活性表面上に位置付けられた金属の一つ以上の部分を備えうる。金属の各部分は、直線形状を有してもよい。金属の各部分は、曲線形状を有してもよい。少なくとも一つの反射器は、金属の複数の部分を含みうる。金属の複数の部分は、少なくとも一つの基体の活性表面上にパターンで配設されうる。好ましくは、金属の各部分は、少なくとも一つの反射器を形成する金属の隣接する部分に実質的に平行である。
基体の一部分は、少なくとも一つの反射器の少なくとも一部を形成しうる。少なくとも一つの基体は、少なくとも一つの突出部を画定してもよく、少なくとも一つの突出部は、少なくとも一つの反射器の少なくとも一部を形成する。少なくとも一つの基体は、少なくとも一つの凹部を画定してもよく、少なくとも一つの凹部は、少なくとも一つの反射器の少なくとも一部を形成する。
表面音響波アトマイザーは、少なくとも一つの吸収器を備えうる。好ましくは、少なくとも一つの吸収器は、基体の活性表面上に位置付けられる。好ましくは、少なくとも一つの吸収器は、第一のトランスデューサーおよび第二のトランスデューサーのうちの少なくとも一つによって発生される表面音響波を吸収するように配置される。
少なくとも一つの霧化領域が第一の霧化領域および第二の霧化領域を含む実施形態では、少なくとも一つの吸収器は、共通の吸収器を備えてもよく、第一の霧化領域は、共通の吸収器と第一のトランスデューサーとの間に位置し、第二の霧化領域は、共通の吸収器と第二のトランスデューサーとの間に位置する。
有利なことに、共通の吸収器を提供することは、表面音響波アトマイザーの設計および構成を単純化しうる。
有利なことに、共通の吸収器は、第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波が第二の霧化領域に伝送されることを防止しうる。
有利なことに、共通の吸収器は、第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波が第一の霧化領域に伝送されることを防止しうる。
少なくとも一つの吸収器は、低密度、低音速、および高粘度のうちの少なくとも一つを有する材料を含みうる。少なくとも一つの吸収器は、ポリジメチルシロキサンを含みうる。基体の一部分は、少なくとも一つの吸収器の少なくとも一部を形成しうる。少なくとも一つの基体は、少なくとも一つの突出部を画定してもよく、少なくとも一つの突出部は、少なくとも一つの吸収器の少なくとも一部を形成する。少なくとも一つの基体は、少なくとも一つの凹部を画定してもよく、少なくとも一つの凹部は、少なくとも一つの吸収器の少なくとも一部を形成する。
エアロゾル発生器は、少なくとも一つの基体の活性表面上に位置する第三のトランスデューサーと、第三の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設された第三の供給要素とを備えうる。好ましくは、コントローラは、少なくとも一つの基体の活性表面上に表面音響波を発生させるための第三の駆動信号を第三のトランスデューサーに提供するように構成され、コントローラは、第三の液体エアロゾル形成基体が第三の供給要素によって少なくとも一つの霧化領域に供給される時のみ、第三の駆動信号を第三のトランスデューサーに提供するように構成される。
少なくとも一つの基体が共通の基体を備える実施形態では、好ましくは、第三のトランスデューサーが共通の基体上に位置付けられる。
エアロゾル発生器が共通の供給要素を備える実施形態では、第三の供給要素は、基体を少なくとも部分的に貫通する第三のチャネルを備えてもよい。第三のチャネルは、毛細管であってもよい。第三のチャネルは、基体の受動表面上の第三の入口と共通のチャネルとの間に延在してもよい。
第三の供給要素は、第三のトランスデューサーを備えてもよい。使用中、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第三の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第三の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第三の駆動信号を第三のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第三の供給要素が第三のチャネルを備える実施形態では、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第三のチャネルを通して第三の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第三の供給要素は、第三の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への流れを制御するように配置された第三の流れ制御要素を備えうる。第三の供給要素が第三のチャネルを備える実施形態では、第三の流れ制御要素は、好ましくは、第三の入口を通って第三のチャネル内への第三のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第三の流れ制御要素は、少なくとも一つの受動要素を備えてもよい。少なくとも一つの受動要素は、毛細管および毛細管芯のうちの少なくとも一つを備えうる。
第三の流れ制御要素は、少なくとも一つの能動要素を備えてもよい。少なくとも一つの能動要素は、マイクロポンプ、シリンジポンプ、ピストンポンプ、および電気浸透ポンプのうちの少なくとも一つを備えうる。
好ましくは、コントローラは、第三の流れ制御要素に第三の流れ信号を提供して、第三の液体エアロゾル形成基体の共通の霧化領域への流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、コントローラが第一の流れ信号を第一の制御要素または第二の流れ信号を第二の制御要素に提供する時に、第三の液体エアロゾル形成基体の流れを無効化するために、第三の制御要素に第三の停止信号を提供するように構成される。
少なくとも一つの霧化領域が第一の霧化領域および第二の霧化領域を含む実施形態では、少なくとも一つの霧化領域は、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるために活性表面上に位置付けられた第三の霧化領域をさらに含んでもよく、第三の供給要素は、第三の液体エアロゾル形成基体を第三の霧化領域に供給するように配置される。
第三の供給要素は、基体を通って延びる第三のチャネルを備えうる。第三のチャネルは、毛細管であってもよい。第三のチャネルは、基体の受動表面上の第三の入口と基体の活性表面上の第三の出口との間に延在してもよく、第三の出口は、第三の霧化領域内に位置付けられる。
第三の供給要素は、第三のトランスデューサーを備えてもよい。使用中、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第三の液体エアロゾル形成基体を少なくとも一つの霧化領域に引き込みうる。言い換えれば、第三の液体エアロゾル形成基体は、コントローラが第三の駆動信号を第三のトランスデューサーに供給する時のみ、少なくとも一つの霧化領域に引き込まれる。第三の供給要素が第三のチャネルを備える実施形態では、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波は、第三のチャネルを通して第三の液体エアロゾル形成基体を引き込みうる。
第三の供給要素は、第三の液体エアロゾル形成基体の第三の霧化領域への流れを制御するように配設された第三の流れ制御要素を備えうる。第三の供給要素が第三のチャネルを備える実施形態では、第三の流れ制御要素は、好ましくは、第三の入口を通って第三のチャネル内への第三のエアロゾル形成基体の流れを制御するように配設される。
第三の流れ制御要素は、少なくとも一つの受動要素を備えてもよい。少なくとも一つの受動要素は、毛細管および毛細管芯のうちの少なくとも一つを備えうる。
第三の流れ制御要素は、少なくとも一つの能動要素を備えてもよい。少なくとも一つの能動要素は、マイクロポンプ、シリンジポンプ、ピストンポンプ、および電気浸透ポンプのうちの少なくとも一つを備えうる。
好ましくは、コントローラは、第三の流れ制御要素に第三の流れ信号を提供して、第三の液体エアロゾル形成基体の第三の霧化領域への流れを可能にするように構成される。好ましくは、コントローラは、第三の制御要素に第三の停止信号を提供して、第三の液体エアロゾル形成基体の流れを無効化するように構成される。
好ましくは、コントローラは、第三の液体エアロゾル形成基体が第三の供給要素によって第三の霧化領域に供給される時にのみ、第三の駆動信号を第三のトランスデューサーに提供するように構成される。
表面音響波アトマイザーが少なくとも一つの反射器を含む実施形態では、少なくとも一つの反射器は、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波を反射するように配設されてもよい。少なくとも一つの反射器は、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波を少なくとも一つの霧化領域に向けて反射するように配設されてもよい。
少なくとも一つの霧化領域が第一の霧化領域、第二の霧化領域および第三の霧化領域を含む実施形態では、少なくとも一つの反射器は、共通の反射器を備えてもよく、第一の霧化領域は、共通の反射器と第一のトランスデューサーとの間に位置付けられ、第二の霧化領域は、共通の反射器と第二のトランスデューサーとの間に位置付けられ、第三の霧化領域は、共通の反射器と第三のトランスデューサーとの間に位置付けられる。
共通の反射器は、三つの尖端のある形状を有してもよい。有利なことに、三つの尖端のある形状は、少なくとも一つの基体の活性表面上の第一、第二、および第三のトランスデューサーの効率的な配設を促進しうる。
表面音響波アトマイザーが少なくとも一つの吸収器を含む実施形態では、少なくとも一つの吸収器は、第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波を吸収するように配設されてもよい。
少なくとも一つの霧化領域が第一の霧化領域、第二の霧化領域および第三の霧化領域を含む実施形態では、少なくとも一つの吸収器は、共通の吸収器を備えてもよく、第一の霧化領域は、共通の吸収器と第一のトランスデューサーとの間に位置付けられ、第二の霧化領域は、共通の吸収器と第二のトランスデューサーとの間に位置付けられ、第三の霧化領域は、共通の吸収器と第三のトランスデューサーとの間に位置付けられる。
共通の吸収器は、三つの尖端のある形状を有してもよい。有利なことに、三つの尖端のある形状は、少なくとも一つの基体の活性表面上の第一、第二、および第三のトランスデューサーの効率的な配設を促進しうる。
エアロゾル発生器の以下の好ましい特徴および任意の特徴は、本明細書に記載される任意の態様および実施形態に適用されうる。
第一のトランスデューサー、第二のトランスデューサー、および第三のトランスデューサーのそれぞれは、複数の電極を備えるインターデジタルトランスデューサーを備えうる。好ましくは、複数の電極は、互いに実質的に平行である。好ましくは、インターデジタルトランスデューサーは、第一の電極のアレイと、第一の電極のアレイと交互配置された第二の電極のアレイとを備える。好ましくは、第一の電極のアレイは、第二の電極のアレイと実質的に平行である。
第一のトランスデューサー、第二のトランスデューサー、および第三のトランスデューサーのそれぞれは、実質的に直線状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されうる。トランスデューサーが複数の電極を備えるインターデジタルトランスデューサーである実施形態では、各電極は、実質的に直線状であってもよい。
第一のトランスデューサー、第二のトランスデューサー、および第三のトランスデューサーのそれぞれは、湾曲した波面を有する表面音響波を発生させるように構成されうる。トランスデューサーが複数の電極を備えるインターデジタルトランスデューサーである実施形態では、各電極は湾曲していてもよい。トランスデューサーは、凸状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されうる。好ましくは、トランスデューサーは、凹状の波面を有する表面音響波を発生させるように構成されうる。有利なことに、凹状の波面は、焦点合わせ効果を提供しうる。言い換えると、凹状の波面は、発生した表面音響波を、トランスデューサーよりも小さい霧化領域に向かって焦点合わせしうる。有利なことに、発生した表面音響波を焦点合わせすることは、エネルギーが霧化領域内の液体エアロゾル形成基体に送達される速度を増加させうる。
基体は、基体材料から形成される。基体は、圧電材料であってもよい。基体材料は、単結晶材料を含んでもよい。基体材料は、多結晶材料を含んでもよい。基体材料は、石英、セラミック、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、およびニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）のうちの少なくとも一つを含みうる。セラミックは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を含んでもよい。セラミックは、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｎｄ、またはＮｂイオンなどのドーピング材料を含んでもよい。基体材料は、偏光されてもよい。基体材料は、偏光されなくてもよい。基体材料は、偏光および非偏光材料の両方を含みうる。
基体は、表面処理を含んでもよい。表面処理は、基体の活性表面に適用されてもよい。表面処理は、被覆を含みうる。被覆は、疎水性材料を含みうる。被覆は、親水性材料を含みうる。被覆は、疎油性材料を含みうる。被覆は、親油性材料を含みうる。
本開示の第二の態様によると、本明細書に記載の任意の実施形態による、本開示の第一の態様によるエアロゾル発生器を備えるエアロゾル発生装置が提供されている。エアロゾル発生装置はまた、電源、第一の液体貯蔵部分および第二の液体貯蔵部分を備える。第一の液体貯蔵部分は、第一の液体エアロゾル形成基体を受容するためのものであり、第一の供給要素は、第一の液体エアロゾル形成基体を第一の液体貯蔵部分から少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される。第二の液体貯蔵部分は、第二の液体エアロゾル形成基体を受容するためのものであり、第二の供給要素は、第二の液体エアロゾル形成基体を第二の液体貯蔵部分から少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される。
エアロゾル発生器が、少なくとも一つの霧化領域に第三の液体エアロゾル形成基体を供給するように配設された、第三のトランスデューサーおよび第三の供給要素を備える実施形態では、好ましくは、エアロゾル発生装置は第三の液体貯蔵部分を備える。好ましくは、第三の液体貯蔵部分は、第三の液体エアロゾル形成基体を受容するためのものであり、第三の供給要素は、第三の液体エアロゾル形成基体を第三の液体貯蔵部分から少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される。
第一、第二および第三の液体貯蔵部分のそれぞれは、再使用可能であってもよい。言い換えれば、各液体貯蔵部分は、液体貯蔵部分に液体エアロゾル形成基体を補充するために、ユーザーによって再充填可能であってもよい。それぞれの液体貯蔵部分は、液体エアロゾル形成基体を液体貯蔵部分内に挿入するための再充填開口を備えうる。それぞれの液体貯蔵部分は、再充填開口と液体貯蔵部分との間に再充填弁を備えうる。有利なことに、再充填弁は、液体エアロゾル形成基体が、再充填開口を通って液体貯蔵部分内に流れることを可能にしうる。有利なことに、再充填弁は、液体エアロゾル形成基体が、液体貯蔵部分から再充填開口を通って流出することを防止しうる。
第一、第二および第三の液体貯蔵部分のそれぞれは、交換可能であってもよい。それぞれの液体貯蔵部分は、エアロゾル発生装置から取り外し可能であってもよい。エアロゾル発生装置は、カートリッジを備えてもよく、カートリッジは、エアロゾル発生装置から取り外し可能であり、カートリッジは、第一、第二および第三の液体貯蔵部分を備える。
エアロゾル発生装置は、第一の液体貯蔵部分内に収容された第一の液体エアロゾル形成基体を備えうる。
エアロゾル発生装置は、第二の液体貯蔵部分内に収容された第二の液体エアロゾル形成基体を備えうる。
エアロゾル発生装置は、第三の液体貯蔵部分内に収容された第三の液体エアロゾル形成基体を備えうる。
第一、第二、および第三の液体エアロゾル形成基体のうちの少なくとも一つは、ニコチンを含んでもよい。ニコチンを含有する液体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い。液体エアロゾル形成基体は植物由来材料を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。液体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。液体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。液体エアロゾル形成基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。
第一、第二、および第三の液体エアロゾル形成基体のうちの少なくとも一つは、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、使用時に、高密度かつ安定したエアロゾルの形成を容易にする、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。エアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールおよびグリセリンなど）であってもよい。液体エアロゾル形成基体は、他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。
第一、第二、および第三の液体エアロゾル形成基体のうちの少なくとも一つは、水を含んでもよい。
第一、第二、および第三の液体エアロゾル形成基体のうちの少なくとも一つは、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を含んでもよい。エアロゾル形成体はプロピレングリコールを含んでもよい。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の両方を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、約０．１パーセント～約１０パーセントのニコチン濃度を有してもよい。
コントローラは、電源および第一、第二および第三のトランスデューサーに接続された電気回路を備えうる。電気回路はマイクロプロセッサを備えうる。マイクロコントローラは、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集積回路チップ（ＡＳＩＣ）もしくは制御を提供することができる他の電子回路であってもよい。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、第一、第二、および第三のトランスデューサーのそれぞれへの電源供給を調節するように構成されうる。コントローラは、エアロゾル発生装置の起動後に、第一、第二、および第三のトランスデューサーのうちの少なくとも一つに連続的に電力を供給するように構成されうる。コントローラは、第一、第二および第三のトランスデューサーの少なくとも一つに断続的に電力を供給するように構成されうる。コントローラは、第一、第二および第三のトランスデューサーのうちの少なくとも一つに、毎回の吸煙ごとに電力を供給するように構成されうる。
好ましくは、コントローラおよび電源は、第一、第二および第三のトランスデューサーのそれぞれに交流電圧を提供するように構成される。好ましくは、交流電圧は、無線周波数交流電圧である。好ましくは、交流電圧は、少なくとも約２０メガヘルツの周波数を有する。好ましくは、交流電圧は、約２０メガヘルツ～約１００メガヘルツ、より好ましくは約２０メガヘルツ～約８０メガヘルツの周波数を有する。有利なことに、これらの範囲内の交流電圧は、所望のエアロゾル発生の速度および所望の液滴サイズのうちの少なくとも一つを提供しうる。
電源は任意の適切なタイプの電源であってもよい。電源はＤＣ電源であってもよい。一部の好ましい実施形態では、電源は、再充電可能なリチウムイオン電池などの電池である。電源は、コンデンサなどの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る。電源は、装置の一回以上の使用のために十分なエネルギーの蓄積を可能にする容量を有してもよい。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。別の実施例において、電源は所定の装置の使用回数、または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。一実施形態において、電源は、約２．５ボルト～約４．５ボルトの範囲のＤＣ供給電圧、および約１アンペア～約１０アンペアの範囲のＤＣ供給電流（約２．５ワット～約４５ワットの範囲のＤＣ電源に対応）を有するＤＣ電源である。
エアロゾル発生装置は有利なことにＤＣ／ＡＣインバータを備えてもよく、これはクラスＣ、クラスＤ、またはクラスＥの電力増幅器を備えてもよい。ＤＣ／ＡＣインバータは、電源と第一、第二および第三のトランスデューサーのそれぞれとの間に配設されてもよい。
エアロゾル発生装置は、電源とＤＣ／ＡＣインバータとの間にＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備えてもよい。
エアロゾル発生装置は、装置ハウジングを備えてもよい。装置ハウジングは、細長くてもよい。装置ハウジングは、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。好適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好適な熱可塑性樹脂、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。材料は軽く、かつ脆くないことが好ましい。
装置ハウジングは、空気吸込み口を画定してもよい。空気吸込み口は、周囲空気が装置ハウジング内に入ることを可能にするように構成されてもよい。空気吸込み口は、エアロゾル発生器の少なくとも一つの霧化領域と流体連通してもよい。装置は、任意の適切な数の空気吸込み口を備えてもよい。装置は、複数の空気吸込み口を備えてもよい。
装置ハウジングは空気出口を含んでもよい。空気出口は、ユーザーへの送達のために、空気が装置ハウジングから出ることを可能にするように構成されてもよい。空気出口は、エアロゾル発生器の少なくとも一つの霧化領域と流体連通してもよい。エアロゾル発生装置は、マウスピースを備えてもよい。マウスピースは空気出口を備えてもよい。装置は、任意の適切な数の空気出口を備えてもよい。装置は、複数の空気出口を備えてもよい。
例証としてのみであるが、以下の添付図面を参照しながら本発明を説明する。
図１は、本開示の第一の実施形態によるエアロゾル発生器の上面図を示す。 図２は、線１－１に沿って取られた図１のエアロゾル発生器の断面図を示す。 図３は、本開示の第二の実施形態によるエアロゾル発生器の上面図を示す。 図４は、線３－３に沿って取られた図３のエアロゾル発生器の断面図を示す。 図５は、図３のエアロゾル発生器を備えるエアロゾル発生装置を示す。 図６は、本開示の第三の実施形態によるエアロゾル発生器の上面図を示す。
図１および図２は、本開示の第一の実施形態によるエアロゾル発生器１００を示す。エアロゾル発生器１００は、表面音響波アトマイザー１０２と、第一の液体エアロゾル形成基体を表面音響波アトマイザー１０２に供給するための第一の供給要素１０４と、第二の液体エアロゾル形成基体を表面音響波アトマイザー１０２に供給するための第二の供給要素１０５とを備える。
表面音響波アトマイザー１０２は、圧電材料のシートを含む基体１０６と、基体１０６の活性表面１１０上に配設された第一のトランスデューサー１０８と、基体１０６の活性表面１１０上に配設された第二のトランスデューサー１０９と、を備える。第一および第二のトランスデューサー１０８、１０９のそれぞれは、第一の電極のアレイ１１２および第一の電極のアレイ１１２と交互配置された第二の電極のアレイ１１４を備える。第一および第二の電極のアレイ１１２、１１４は、湾曲し、かつ相互に平行である。使用中、第一および第二のトランスデューサー１０８、１０９のそれぞれは、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させる。第一および第二の電極のアレイ１１２、１１４の湾曲形状は、凹状の波面を有する表面音響波をもたらす。第一のトランスデューサー１０８によって発生される表面音響波の凹状の波面は、基体１０６の活性表面１１０上の第一の霧化領域１１６に向かって集束される。第二のトランスデューサー１０９によって発生される表面音響波の凹状の波面は、基体１０６の活性表面１１０上の第二の霧化領域１１７に向かって集束される。
第一の供給要素１０４は、基体１０６の受動表面１２２の第一の入口１２０と基体１０６の活性表面１１０の第一の出口１２４との間に基体１０６を通って延びる第一のチャネル１１８を備える。第一の出口１２４は、第一の霧化領域１１６内に位置付けられる。第一の供給要素１０４はまた、マイクロポンプを含む第一の流れ制御要素１３０を備える。使用中に、第一の液体エアロゾル形成基体は、第一のチャネル１１８を通って第一の流れ制御要素１３０によって第一の霧化領域１１６に供給され、そこで第一のトランスデューサー１０８によって発生される表面音響波によって霧化される。
第二の供給要素１０５は、基体１０６の受動表面１２２の第二の入口１２１と基体１０６の活性表面１１０の第二の出口１２５との間に基体１０６を通って延在する第二のチャネル１１９を備える。第二の出口１２５は、第二の霧化領域１１７内に位置付けられる。第二の供給要素１０５はまた、マイクロポンプを含む第二の流れ制御要素１３１を備える。使用中に、第二の液体エアロゾル形成基体は、第二の流れ制御要素１３１によって第二のチャネル１１９を通って第二の霧化領域１１７に供給され、そこで、第二のトランスデューサー１０９によって発生される表面音響波によって霧化される。
エアロゾル発生器１００はまた、第一および第二のトランスデューサー１０８、１０９および第一および第二の流れ制御要素１３０、１３１を制御するように配設されたコントローラ１３２を備える。図１に示す実施形態では、コントローラ１３２は、表面音響波アトマイザー１０２の基体１０６上に位置するが、当業者であれば、コントローラ１３２が表面音響波アトマイザー１０２とは別個に提供されてもよいことを理解するであろう。
コントローラ１３２は、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるために、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー１０８に提供するように構成される。コントローラ１３２はまた、第一の流れ信号および第一の停止信号を第一の流れ制御要素１３０に供給して、第一のチャネル１１８を通って第一の霧化領域１１６内への第一の液体エアロゾル形成基体の流れを開始および停止するように構成される。コントローラ１３２は、第一の流れ制御要素１３０が第一の液体エアロゾル形成基体を第一の霧化領域１１６に供給している時のみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー１０８に提供するように構成される。
コントローラ１３２は、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー１０９に提供して、基体１０６の活性表面１１０上に表面音響波を発生させるように構成される。コントローラ１３２はまた、第二の流れ信号および第二の停止信号を第二の流れ制御要素１３１に提供して、第二のチャネル１１９を通って第二の液体エアロゾル形成基体の流れを開始および停止し、第二の霧化領域１１７内に入るように構成される。コントローラ１３２は、第二の流れ制御要素１３１が第二の液体エアロゾル形成基体を第二の霧化領域１１７に供給している時のみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー１０９に提供するように構成される。
図３および図４は、本開示の第二の実施形態によるエアロゾル発生器２００を示す。エアロゾル発生器２００は、表面音響波アトマイザー２０２と、第一の液体エアロゾル形成基体を表面音響波アトマイザー２０２に供給するための第一の供給要素２０４と、第二の液体エアロゾル形成基体を表面音響波アトマイザー２０２に供給するための第二の供給要素２０５とを備える。
表面音響波アトマイザー２０２は、圧電材料のシートを含む基体２０６と、基体２０６の活性表面２１０上に配設された第一のトランスデューサー２０８と、基体２０６の活性表面２１０上に配設された第二のトランスデューサー２０９と、を備える。第一および第二のトランスデューサー２０８、２０９のそれぞれは、図１の第一および第二のトランスデューサー１０８、１０９に関して記載されるように、第一および第二の電極のアレイを備える。第一および第二のトランスデューサー２０８、２０９によって発生される表面音響波は、共通の霧化領域２１６に向かって集束される。
表面音響波アトマイザー２０２は、基体２０６の活性表面で共通の霧化領域２１６内に位置する共通の出口２２５から基体２０６内に延在する共通のチャネル２４０を含む。
第一の供給要素２０４は、基体２０６の受動表面２２２で第一の入口２２０から基体２０６内に延在する第一のチャネル２１８を備える。第一のチャネル２１８は、共通のチャネル２４０と流体連通する。第一の供給要素２０４はまた、マイクロポンプを含む第一の流れ制御要素２３０を備える。使用中に、第一の液体エアロゾル形成基体は、第一のチャネル２１８および共通のチャネル２４０を通して第一の流れ制御要素２３０によって、共通の霧化領域２１６に供給され、そこで第一のトランスデューサー２０８によって発生される表面音響波によって霧化される。
第二の供給要素２０５は、基体２０６の受動表面２２２で第二の入口２２１から基体２０６内に延在する第二のチャネル２１９を備える。第二のチャネル２１９は、共通のチャネル２４０と流体連通する。第二の供給要素２０５はまた、マイクロポンプを含む第二の流れ制御要素２３１を備える。使用中に、第二の液体エアロゾル形成基体は、第二の流れ制御要素２３１によって第二のチャネル２１９および共通のチャネル２４０を通して、第二のトランスデューサー２０９によって発生される表面音響波によって霧化される、共通の霧化領域２１６に供給される。
また、エアロゾル発生器２００は、第一および第二のトランスデューサー２０８、２０９および第一および第二の流れ制御要素２３０、２３１を制御するように配置されたコントローラ２３２を備える。図４に示す実施形態では、コントローラ２３２は、表面音響波アトマイザー２０２の基体２０６上に位置するが、当業者であれば、コントローラ２３２が表面音響波アトマイザー２０２とは別個に提供されてもよいことを理解するであろう。
コントローラ２３２は、基体２０６の活性表面２１０上に表面音響波を発生させるために、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー２０８に提供するように構成される。コントローラ２３２はまた、第一の流れ信号および第一の停止信号を第一の流れ制御要素２３０に提供し、第一の液体エアロゾル形成基体の、第一のチャネル２１８および共通のチャネル２４０を通る共通の霧化領域２１６への流れを開始および停止するように構成される。コントローラ２３２は、第一の流れ制御要素２３０が第一の液体エアロゾル形成基体を共通の霧化領域２１６に供給している時のみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー２０８に提供するように構成される。
コントローラ２３２は、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー２０９に提供して、基体２０６の活性表面２１０上に表面音響波を発生させるように構成される。コントローラ２３２はまた、第二の流れ信号および第二の停止信号を第二の流れ制御要素２３１に提供し、第二の液体エアロゾル形成基体の、第二のチャネル２１９および共通のチャネル２４０を通る共通の霧化領域２１６への流れを開始および停止するように構成される。コントローラ２３２は、第二の流れ制御要素２３１が第二の液体エアロゾル形成基体を共通の霧化領域２１６に供給している時のみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー２０９に提供するように構成される。
コントローラ２３２は、コントローラ２３２が第一の流れ信号を第一の制御要素２３０に提供する時に、第二の流れ制御要素２３１に第二の停止信号を提供するように構成される。コントローラ２３２は、コントローラ２３２が第二の流れ信号を第二の流れ制御要素２３１に提供する時に、第一の停止信号を第一の流れ制御要素２３０を提供するように構成される。
図５は、図３および図４のエアロゾル発生器２００を備えるエアロゾル発生装置３００の断面図を示す。エアロゾル発生装置３００はまた、第一の液体エアロゾル形成基体３０４を含む第一の液体貯蔵部分３０２と、第二の液体エアロゾル形成基体３０５を含む第二の液体貯蔵部分３０３とを備える。エアロゾル発生器２００の第一の流れ制御要素２３０は、第一の液体エアロゾル形成基体３０４を第一の液体貯蔵部分３０２からエアロゾル発生器２００の第一の入口２２０に供給するように配設される。エアロゾル発生器２００の第二の流れ制御要素２３１は、第二の液体エアロゾル形成基体３０５を第二の液体貯蔵部分３０３からエアロゾル発生器２００の第二の入口２２１に供給するように配設される。
エアロゾル発生装置３００はまた、コントローラ２３２、第一および第二のトランスデューサー２０８、２０９、および第一および第二の流れ制御要素２３０、２３１に電力を供給するための再充電可能電池を含む電源３０８を備える。
エアロゾル発生装置３００はまた、エアロゾル発生器２００、第一および第二の液体貯蔵部分３０２、３０３、および電源３０８が含まれるハウジング３１２を含む。ハウジング３１２は、空気吸込み口３１４、マウスピース３１６、および空気出口３１８を画定する。使用中、ユーザーは、空気吸込み口３１４から空気出口３１８へとハウジング３１２を通して空気を引き出すために、マウスピース３１６を吸う。エアロゾル発生器２００によって発生したエアロゾルは、ユーザーへの送達のために、ハウジング３１２を通る気流内に混入される。
図６は、本開示の第三の実施形態によるエアロゾル発生器４００の上面図を示す。エアロゾル発生器４００は、図１および２のエアロゾル発生器１００と類似しているが、追加のトランスデューサー、霧化領域、および供給要素を含む。当業者であれば、エアロゾル発生器４００の構築および動作が、それ以外の点でエアロゾル発生器４００の構築および動作と類似していることを理解するであろう。
エアロゾル発生器４００は、表面音響波アトマイザー４０２と、表面音響波アトマイザー４０２に第一の液体エアロゾル形成基体を供給するための第一の供給要素４０４と、表面音響波アトマイザー４０２に第二の液体エアロゾル形成基体を供給するための第二の供給要素４０５と、表面音響波アトマイザー４０２に第三の液体エアロゾル形成基体を供給するための第三の供給要素４５４とを備える。
表面音響波アトマイザー４０２は、圧電材料のシート、基体４０６の活性表面４１０上に配設された第一のトランスデューサー４０８、基体４０６の活性表面４１０上に配設された第二のトランスデューサー４０９、および基体４０６の活性表面４１０上に配設された第三のトランスデューサー４５８を備える、基体４０６を備える。第一、第二、および第三のトランスデューサー４０８、４０９、４５８のそれぞれは、図１の第一および第二のトランスデューサー１０８、１０９に関して記載されるように、第一および第二の電極のアレイを備える。第一のトランスデューサー４０８によって発生される表面音響波は、第一の霧化領域４１６に向かって集束される。第二のトランスデューサー４０９によって発生される表面音響波は、第二の霧化領域４１７に向かって集束される。第三のトランスデューサー４５８によって発生される表面音響波は、第三の霧化領域４６６に向かって集束される。
表面音響波アトマイザー４０２はまた、三つの尖端のある形状を有し、第一、第二、および第三の霧化領域４１６、４１７、４６６の間に位置する反射器４７０を含む。反射器４７０は、第一、第二および第三のトランスデューサー４０８、４０９、４５８のそれぞれによって発生される表面音響波を、それぞれの第一、第二および第三の霧化領域４１６、４１７、４６６に向かって反射するように配設される。代替的な実施形態では、反射器４７０は、吸収器によって置き換えられてもよい。
第一の供給要素４０４は、基体４０６の受動表面にある第一の入口と基体４０６の活性表面４１０にある第一の出口との間に基体４０６を通って延びる第一のチャネル４１８を備える。第一の出口は、第一の霧化領域４１６内に位置付けられる。第一の供給要素４０４はまた、マイクロポンプを含む第一の流れ制御要素を備える。使用中に、第一の液体エアロゾル形成基体は、第一のチャネル４１８を通して第一の流れ制御要素によって第一の霧化領域４１６に供給され、そこで第一のトランスデューサー４０８によって発生される表面音響波によって霧化される。
第二の供給要素４０５は、基体４０６の受動表面にある第二の入口と基体４０６の活性表面４１０にある第二の出口との間に基体４０６を通って延びる第二のチャネル４１９を備える。第二の出口は、第二の霧化領域４１７内に位置付けられる。第二の供給要素４０５はまた、マイクロポンプを含む第二の流れ制御要素を備える。使用中に、第二の液体エアロゾル形成基体は、第二のチャネル４１９を通って第二の流れ制御要素によって第二の霧化領域４１７に供給され、そこで、第二のトランスデューサー４０９によって発生される表面音響波によって霧化される。
第三の供給要素４５４は、基体４０６の受動表面の第三の入口と基体４０６の活性表面４１０の第三の出口との間に基体４０６を通って延びる第三のチャネル４６８を備える。第三の出口は、第三の霧化領域４６６内に位置付けられる。第三の供給要素４５４はまた、マイクロポンプを含む第三の流れ制御要素を備える。使用中に、第三の液体エアロゾル形成基体は、第三の流れ制御要素によって第三のチャネル４６８を通って第三の霧化領域４６６に供給され、そこで、第三のトランスデューサー４５８によって発生される表面音響波によって霧化される。
また、エアロゾル発生器４００は、第一、第二および第三のトランスデューサー４０８、４０９、４５８および第一、第二および第三の流れ制御要素を制御するように配置されたコントローラ４３２を備える。図６に示す実施形態では、コントローラ４３２は、表面音響波アトマイザー４０２の基体４０６上に位置付けられるが、当業者であれば、コントローラ４３２が表面音響波アトマイザー４０２とは別個に設けられてもよいことを理解するであろう。
コントローラ４３２は、第一のトランスデューサー４０８に第一の駆動信号を提供して、基体４０６の活性表面４１０上に表面音響波を発生するように構成される。コントローラ４３２はまた、第一の流れ信号および第一の停止信号を第一の流れ制御要素に提供し、第一のチャネル４１８を通って第一の霧化領域４１６内への第一の液体エアロゾル形成基体の流れを開始および停止するように構成される。コントローラ４３２は、第一の流れ制御要素が第一の液体エアロゾル形成基体を第一の霧化領域４１６に供給している時のみ、第一の駆動信号を第一のトランスデューサー４０８に提供するように構成される。
コントローラ４３２は、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー４０９に提供して、基体４０６の活性表面４１０上に表面音響波を発生させるように構成される。コントローラ４３２はまた、第二の流れ信号および第二の停止信号を第二の流れ制御要素に供給して、第二のチャネル４１９を通って第二の液体エアロゾル形成基体の流れを開始および停止し、第二の霧化領域４１７内に入るように構成される。コントローラ４３２は、第二の流れ制御要素が第二の液体エアロゾル形成基体を第二の霧化領域４１７に供給している時のみ、第二の駆動信号を第二のトランスデューサー４０９に提供するように構成される。
コントローラ４３２は、第三の駆動信号を第三のトランスデューサー４５８に提供して、基体４０６の活性表面４１０上に表面音響波を発生させるように構成される。コントローラ４３２はまた、第三の流れ信号および第三の停止信号を第三の流れ制御要素に提供して、第三のチャネル４６８を通って第三の液体エアロゾル形成基体の流れを開始および停止し、第三の霧化領域４６６内に入るように構成される。コントローラ４３２は、第三の流れ制御要素が第三の液体エアロゾル形成基体を第三の霧化領域４６６に供給している時のみ、第三の駆動信号を第三のトランスデューサー４５８に提供するように構成される。

Claims (16)

  1. エアロゾル発生装置用のエアロゾル発生器であって、
    表面音響波アトマイザーであって、
    少なくとも一つの霧化領域を画定する活性表面を含む少なくとも一つの基体と、
    前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に位置する第一のトランスデューサーと、
    前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に位置する第二のトランスデューサーと、を備える表面音響波アトマイザーと、
    第一の液体エアロゾル形成基体を前記少なくとも一つの霧化領域に供給するように配置された第一の供給要素と、
    第二の液体エアロゾル形成基体を前記少なくとも一つの霧化領域に供給するように配置された第二の供給要素と、
    コントローラであって、前記コントローラが、前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるために、前記第一の駆動信号を前記第一のトランスデューサーに提供するように構成され、前記コントローラが、前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるために、前記第二の駆動信号を前記第二のトランスデューサーに提供するように構成され、前記コントローラが、前記第一の液体エアロゾル形成基体が前記第一の供給要素によって前記少なくとも一つの霧化領域に供給される時にのみ、前記第一の駆動信号を前記第一のトランスデューサーに提供するように構成され、前記コントローラが、前記第二の液体エアロゾル形成基体が前記第二の供給要素によって前記少なくとも一つの霧化領域に供給される時にのみ、前記第二の駆動信号を前記第二のトランスデューサーに提供するように構成される、コントローラと、を備える、エアロゾル発生器。
  2. 前記少なくとも一つの基体が、前記第一のトランスデューサーおよび前記第二のトランスデューサーが位置する共通の基体を備える、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
  3. 前記少なくとも一つの霧化領域が、前記共通の基体によって画定される共通の霧化領域であり、前記エアロゾル発生器が、前記共通の霧化領域と、前記第一の供給要素および前記第二の供給要素の各々との間の流体連通を提供する共通の供給要素をさらに備える、請求項２に記載のエアロゾル発生器。
  4. 前記第一の供給要素が、前記第一の液体エアロゾル形成基体の前記共通の霧化領域への流れを制御するように配設された第一の流れ制御要素を備え、前記第二の供給要素が、前記第二の液体エアロゾル形成基体の前記共通の霧化領域への流れを制御するように配設された第二の流れ制御要素を備え、前記コントローラが、前記第一の流れ制御要素に第一の流れ信号を提供して、前記第一の液体エアロゾル形成基体の流れを前記共通の霧化領域へ流すように構成され、前記コントローラが、前記第二の流れ制御要素に第二の流れ信号を提供して、前記共通の霧化領域への前記第二の液体エアロゾル形成基体の流れを可能にするように構成され、前記コントローラが、前記コントローラが前記第二の制御要素に前記第二の流れ信号を提供する時に、前記第一の制御要素に第一の停止信号を提供して、前記第一の液体エアロゾル形成基体の前記流れを無効化するように構成され、前記コントローラが、前記第一の制御要素に前記第一の流れ信号を提供する時に、前記第二の制御要素に第二の停止信号を提供して、前記第二の液体エアロゾル形成基体の前記流れを無効化するように構成される、請求項３に記載のエアロゾル発生器。
  5. 前記少なくとも一つの霧化領域が、前記第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受容するように前記活性表面上に位置付けられた第一の霧化領域と、前記第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受容するように前記活性表面上に位置付けられた第二の霧化領域とを備え、前記第一の供給要素が、前記第一の液体エアロゾル形成基体を前記第一の霧化領域に供給するように配設され、前記第二の供給要素が、前記第二の液体エアロゾル形成基体を前記第二の霧化領域に供給するように配設される、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル発生器。
  6. 前記コントローラが、前記第一の液体エアロゾル形成基体が、前記第一の供給要素によって前記第一の霧化領域に供給される時にのみ、前記第一の駆動信号を前記第一のトランスデューサーに提供するように構成され、前記コントローラが、前記第二の液体エアロゾル形成基体が前記第二の供給要素によって前記第二の霧化領域に供給される時にのみ、前記第二のトランスデューサーに前記第二の駆動信号を提供するように構成される、請求項５に記載のエアロゾル発生器。
  7. 前記第一のトランスデューサーおよび前記第二のトランスデューサーのうちの少なくとも一つによって発生される表面音響波を反射するために、前記基体の前記活性表面上に位置付けられた少なくとも一つの反射器をさらに備える、請求項５または６に記載のエアロゾル発生器。
  8. 前記少なくとも一つの反射器が、共通の反射器を備え、前記第一の霧化領域が、前記共通の反射器と前記第一のトランスデューサーとの間に位置し、前記第二の霧化領域が、前記共通の反射器と前記第二のトランスデューサーとの間に位置する、請求項７に記載のエアロゾル発生器。
  9. 前記第一のトランスデューサーおよび前記第二のトランスデューサーのうちの少なくとも一つによって発生される表面音響波を吸収するために、前記基体の前記活性表面上に位置付けられた少なくとも一つの吸収器をさらに備える、請求項５または６に記載のエアロゾル発生器。
  10. 前記少なくとも一つの吸収器が、共通の吸収器を備え、前記第一の霧化領域が、前記共通の吸収器と前記第一のトランスデューサーとの間に位置し、前記第二の霧化領域が、前記共通の吸収器と前記第二のトランスデューサーとの間に位置する、請求項９に記載のエアロゾル発生器。
  11. エアロゾル発生器であって、
    前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に位置する第三のトランスデューサーと、
    第三の液体エアロゾル形成基体を前記少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設された第三の供給要素と、をさらに備え、
    前記コントローラが、前記少なくとも一つの基体の前記活性表面上に表面音響波を発生させるための第三の駆動信号を前記第三のトランスデューサーに提供するように構成され、前記コントローラが、前記第三の液体エアロゾル形成基体が前記第三の供給要素によって前記少なくとも一つの霧化領域に供給される時にのみ、前記第三の駆動信号を前記第三のトランスデューサーに提供するように構成される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生器。
  12. 前記少なくとも一つの霧化領域が、前記第一のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるように前記活性表面上に位置付けられた第一の霧化領域と、前記第二のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるように前記活性表面上に位置付けられた第二の霧化領域と、前記第三のトランスデューサーによって発生される表面音響波を受けるように前記活性表面上に位置付けられた第三の霧化領域とを含み、前記第一の供給要素が、前記第一の液体エアロゾル形成基体を前記第一の霧化領域に供給するように配設され、前記第二の供給要素が、前記第二の液体エアロゾル形成基体を前記第二の霧化領域に供給するように配設され、前記第三の供給要素が、前記第三の液体エアロゾル形成基体を前記第三の霧化領域に供給するように配設される、請求項１１に記載のエアロゾル発生器。
  13. 前記第一のトランスデューサー、前記第二のトランスデューサーおよび前記第三のトランスデューサーのそれぞれによって発生される表面音響波を反射するために、前記基体の前記活性表面上に位置付けられた反射器をさらに備え、前記第一の霧化領域が、前記反射器と前記第一のトランスデューサーとの間に位置し、前記第二の霧化領域が、前記反射器と前記第二のトランスデューサーとの間に位置し、前記第三の霧化領域が、前記反射器と前記第三のトランスデューサーとの間に位置する、請求項１２に記載のエアロゾル発生器。
  14. 前記第一のトランスデューサー、前記第二のトランスデューサーおよび前記第三のトランスデューサーのそれぞれによって発生される表面音響波を吸収するために、前記基体の前記活性表面上に位置付けられた吸収器をさらに備え、前記第一の霧化領域が、前記吸収器と前記第一のトランスデューサーとの間に位置し、前記第二の霧化領域が、前記吸収器と前記第二のトランスデューサーとの間に位置し、前記第三の霧化領域が、前記吸収器と前記第三のトランスデューサーとの間に位置する、請求項１２に記載のエアロゾル発生器。
  15. 前記反射器または前記吸収器が三つの尖端のある形状を有する、請求項１３または１４に記載のエアロゾル発生器。
  16. エアロゾル発生装置であって、
    請求項１～１５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生器と、
    電源と、
    前記第一の液体エアロゾル形成基体を受容するための第一の液体貯蔵部分であって、前記第一の供給要素が、前記第一の液体エアロゾル形成基体を前記第一の液体貯蔵部分から前記少なくとも一つの霧化領域に供給するように配設される、第一の液体貯蔵部分と、
    前記第二の液体エアロゾル形成基体を受容するための第二の液体貯蔵部分であって、前記第二の供給要素が、前記第二の液体エアロゾル形成基体を前記第二の液体貯蔵部分から前記少なくとも一つの霧化領域に供給するように配置される、第二の液体貯蔵部分と、を備える、エアロゾル発生装置。
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