JP2023542771A - エアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システム - Google Patents
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Abstract
本発明は、エアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システムを提供する。エアロゾル発生モジュールは、第１パッケージ層及びエアロゾル生成基質を含み、第１パッケージ層が中空の第１円柱体を形成し、エアロゾル生成基質が前記第１円柱体内に収容されるエアロゾル生成基質区間と、エアロゾル生成基質区間に固定され、波動透過性材料で製造される識別部材、を含む。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、電子霧化の技術分野に属し、具体的には、エアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システムに関する。
非燃焼・加熱（Ｈｅａｔ Ｎｏｔ Ｂｕｒｎｉｎｇ，ＨＮＢ）装置は、エアロゾル生成基質（処理済みの植物の葉系製品）を燃焼させることなく加熱する方式の電子機器である。加熱装置は、エアロゾル生成基質がエアロゾルを発生し得るが、燃焼には至らない温度まで高温加熱することで、非燃焼を前提に、ユーザが所望するエアロゾルをエアロゾル生成基質により発生可能とする。
現在、市販されている非燃焼・加熱器具は、主に抵抗加熱方式を採用している。即ち、中心発熱チップ又は発熱針等をエアロゾル生成基質の中心からエアロゾル生成基質の内部に挿入することで加熱する。このような器具は、使用前に予熱等が必要なため待機時間が長く、吸入と停止を自在に行うことができない。且つ、エアロゾル生成基質が不均一に炭化し、エアロゾル生成基質のベーキングが不十分となるため、利用率が低い。また、ＨＮＢ器具の発熱チップは、エアロゾル生成基質の取り出し装置や発熱チップベースに汚れを生じさせやすく、クリーニングが難しい。且つ、発熱体と接触する部分のエアロゾル生成基質の温度が上昇しすぎ、部分的に分解が発生することで、人体に有害な物質が放出される。そのため、抵抗加熱方式に代わって、マイクロ波加熱技術が徐々に新たな加熱方式となっている。マイクロ波加熱技術は、効率的、迅速、選択的及び加熱に遅延がないとの特性を有し、特定の誘電特性を持つ物質についてのみ加熱効果を有する。マイクロ波加熱による霧化を採用する際の応用上の利点としては、以下が挙げられる。
ａ．マイクロ波加熱は放射加熱であり、熱伝導ではないため、即時吸入、即時停止を実現可能である。
ｂ．発熱チップを有さないため、チップ折れや、発熱チップのクリーニングの問題が存在しない。
ｃ．エアロゾル生成基質の利用率が高く、吸い応えの一致性が高くなり、吸い応えが一段とタバコに近似する。
しかし、従来のマイクロ波加熱によるＨＮＢ装置は、エアロゾル生成基質を識別不可能であり、単一の加熱方式でしかエアロゾル生成基質を加熱できない。そのため、エアロゾル生成基質の違いによって霧化効果が低下するとの問題が生じていた。
本発明は、従来技術又は関連技術に存在する技術的課題の一つを解決することを目的とする。
上記に鑑みて、第１の局面において、本発明の実施例は、エアロゾル発生モジュールを提供する。当該エアロゾル発生モジュールは、第１パッケージ層及びエアロゾル生成基質を含み、第１パッケージ層が中空の第１円柱体を形成し、エアロゾル生成基質が前記第１円柱体内に収容されるエアロゾル生成基質区間と、エアロゾル生成基質区間に固定され、波動透過性材料で製造される識別部材、を含む。
本発明で提供するエアロゾル発生モジュールは、エアロゾル生成基質区間及び識別部材を含む。エアロゾル生成基質区間は、第１パッケージ層と、第１パッケージ層内に設置されるエアロゾル生成基質を含む。第１パッケージ層は中空の第１円柱体を形成する。即ち、第１パッケージ層の内部には円柱体をなす空洞が設置されており、エアロゾル生成基質が円柱体をなす空洞内に設置される。エアロゾル生成基質を第１パッケージ層内に設置することで、エアロゾル発生モジュールからのエアロゾル生成基質の漏出を効果的に回避可能となる。
エアロゾル発生モジュールはエアロゾル発生装置と組み合わせて使用される。エアロゾル発生装置は、マイクロ波モジュール、霧化室及び開口を含む。エアロゾル発生モジュールの使用過程では、エアロゾル生成基質区間が開口を通じて霧化室に挿入される。そして、マイクロ波モジュールが運転し、霧化室内のエアロゾル生成基質を加熱することでエアロゾルを発生させる。また、識別部材をエアロゾル生成基質区間に固定的に設置する。エアロゾル生成基質が霧化室内で受熱により霧化される過程において、識別部材は霧化室内に位置する。識別部材は波動透過性材料で製造されるため、識別部材を有するエアロゾル発生モジュールを霧化室内に挿入することで、エアロゾル発生装置の霧化室内における共振周波数を変化させられる。
エアロゾル生成基質は、タバコ葉又はハーブを原料とし、例えば、顆粒物、シート、粉末状破片、糸状物、ペースト状物、クレープ状物、多孔質エアロゲル、カプセル等の異なる形態の基質となるよう製造される。
エアロゾル生成基質が受熱によりエアロゾルを発生させたあとは、一部の廃棄物が発生する。しかし、エアロゾル生成基質を第１パッケージ層内に設置することで、エアロゾル生成基質の霧化後に発生した廃棄物は第１パッケージ層内の円柱状の空洞内に残留することになり、エアロゾル発生装置の霧化室内には落下しない。このことは、エアロゾル発生モジュールの交換過程において、発生した廃棄物をまとめて収集及び処理するのに都合がよい。
説明すべき点として、エアロゾル発生モジュールのエアロゾル生成基質区間には識別部材が固定されている。エアロゾル発生モジュールをエアロゾル発生装置に装着した場合、識別部材は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール内に識別部材を設置することで、霧化室内の共振周波数を変化させて、霧化室内の共振周波数を所定の範囲内とすることができる。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュールをマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュールの種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュールの種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
具体的に、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類の違いに応じて、エアロゾル発生モジュール内に異なる識別部材を設置することで、エアロゾル発生モジュール別に異なる共振周波数を対応付ける。これにより、エアロゾル発生装置がエアロゾル生成基質をマイクロ波加熱する前に、スイープ運転によってエアロゾル発生モジュールの種類を迅速に識別可能となる。
選択的に、エアロゾル発生モジュールのプロセッサには、エアロゾル発生モジュールの種類とマイクロ波モジュールの運転モードとの対応関係が記憶されている。エアロゾル発生モジュールは、エアロゾル発生モジュールの種類を識別したあと、対応関係に基づいて対応する運転モードを迅速に検索可能なため、エアロゾル生成基質の種類の違いに応じて異なるモードでの加熱が実現される。これにより、エアロゾル発生装置は、異なる種類のエアロゾル発生モジュールに適応可能となり、且つ、エアロゾル生成基質に対する霧化効率が向上する。
理解可能なように、エアロゾル発生モジュールのエアロゾル生成基質区間に識別部材を設置することで、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュールの識別が実現される。従って、識別部材によって、エアロゾル発生モジュールを所定の共振周波数範囲内に設置することを選択可能となる。また、所定の共振周波数範囲内にあるエアロゾル発生モジュールのみをエアロゾル発生装置がマイクロ波加熱し得るよう設定することで、エアロゾル発生モジュールの偽造防止作用が実現される。
また、本発明に基づき提供する上記技術方案におけるエアロゾル発生モジュールは、更に、以下の付加的な技術的特徴を有してもよい。
可能な設計において、エアロゾル発生モジュールは、更に、第２パッケージ層及びフィルタを含み、第２パッケージ層が中空の第２円柱体を形成し、フィルタが第２円柱体内に収容される濾過区間、を含む。
当該設計において、エアロゾル発生モジュールは濾過区間を更に含む。エアロゾル発生モジュールがエアロゾル発生装置の霧化室内に挿入される際、少なくとも一部の濾過区間が霧化室外に位置する。ユーザは、エアロゾル生成基質が受熱により発生させたエアロゾルをエアロゾル発生モジュールの濾過区間を通じて吸入する。エアロゾルは、エアロゾル生成基質によって生成されたあと、濾過区間を通過して濾過される。
濾過区間は、第２パッケージ層及びフィルタを含む。第２パッケージ層内には中空の第２円柱体が形成されている。即ち、第２パッケージ層内には円柱状の空洞が設置されており、フィルタが円柱状の空洞内に収容される。フィルタは、通過するエアロゾルを濾過可能である。
ユーザの吸い応えが向上するよう、フィルタ及び第２パッケージ層は、選択的に軟質材料で製造してもよい。
理解可能なように、フィルタの通気性は、実際のニーズに応じて設定すればよい。濾過部に異なる通気性を設定することで、ユーザの異なる吸引抵抗要求を満足させられる。
選択的に、第２パッケージ層と第１パッケージ層は一体的に成型される。一体的に成型される第１パッケージ層及び第２パッケージ層内にフィルタ及びエアロゾル生成基質を設置することで、エアロゾル発生モジュールの製造が完了する。また、第１パッケージ層及び第２パッケージ層を一体的に成型された構造とすることで、第１パッケージ層と第２パッケージ層を接続する手順を減少させられる。且つ、一体成型式の設計によれば、エアロゾル発生モジュールの一体感がより良好となる。
可能な設計において、濾過区間内のフィルタとエアロゾル生成基質区間内のエアロゾル生成基質は直接接触する。
当該設計において、フィルタとエアロゾル生成基質は直接接触するため、第１パッケージ層及び第２パッケージ層内には空洞部分が存在しない。これにより、エアロゾル発生モジュールの全体的な体積が減少する。
可能な設計において、濾過区間は降温部を更に含む。降温部は、フィルタとエアロゾル生成基質の間に位置する。
当該設計において、降温部は濾過区間内に設置される。且つ、降温部は、フィルタとエアロゾル生成基質の間の位置に存在する。降温部は、エアロゾル生成基質が受熱による霧化で発生させたエアロゾルを降温可能とする。これにより、高温のエアロゾルがそのまま吸入部を通じて排出されるためにユーザが火傷するとの事態が回避される。
選択的に、降温部は空洞構造をなしている。エアロゾル生成基質が受熱による霧化で発生させたエアロゾルは、空洞構造の降温部に進入して降温する。ユーザの吸入に伴って、降温部内のエアロゾルはフィルタを通過してエアロゾル発生モジュールから排出される。
可能な設計において、識別部材はエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、識別部材は前記第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。
当該設計において、識別部材はエアロゾル生成基質の内部に設置してもよい。また、識別部材は、エアロゾル生成基質と第１パッケージ層の間の位置に設置してもよい。識別部材がエアロゾル生成基質の内部に設置される場合、選択的に、識別部材は、エアロゾル生成基質の中央部、上部及び下部に設置してもよい。また、識別部材がエアロゾル生成基質と第１パッケージ層の間に設置される場合、選択的に、識別部材は、第１パッケージ層の内側壁の上部、中央部及び下部に設置してもよい。識別部材の設置位置が異なれば、エアロゾル発生モジュールを霧化室に挿入したあとの霧化室の共振周波数も異なってくる。よって、識別部材の設置位置を合理的に選択することで、エアロゾル発生モジュールの挿入後における霧化室の共振周波数を選択的に設定できる。
選択的に、異なるエアロゾル発生モジュール内に同一の識別部材を設置し、且つ識別部材を異なる位置に設置することで、エアロゾル発生モジュール別に異なる共振周波数を持たせる。この場合、エアロゾル発生モジュールの生産において多種類の異なる識別部材を別途設置しなくても、エアロゾル発生モジュールの異なる位置に識別部材を設置することで、異なるエアロゾル発生モジュールの区別が実現される。これにより、エアロゾル発生モジュール内の部品の再利用率が高くなり、生産コストが低下する。可能な設計において、識別部材は第１パッケージ層の内側の底壁に設置される。
当該設計では、識別部材を第１パッケージ層の内側壁における底壁位置に設置する。即ち、識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。これにより、識別部材とエアロゾル生成基質との接触面積が減少するため、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
可能な設計において、識別部材は第１パッケージ層の外側の底壁に設置される。
当該設計では、識別部材を第１パッケージ層の外側の底壁に設置することで、識別部材がエアロゾル生成基質に直接接触するとの事態を回避可能とする。これにより、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
理解可能なように、識別部材の位置は、選択的に、第１パッケージ層の外側壁としてもよい。具体的な位置には、第１パッケージ層の外側の底壁及び外側の側壁が含まれるが、これらに限らない。
可能な設計において、識別部材の数は少なくとも２つである。少なくとも２つの識別部材は、第１識別部材及び第２識別部材を含む。
第１識別部材及び第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、第１識別部材はエアロゾル生成基質内に位置し、第２識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。或いは、第１識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、第１識別部材は収容室内に位置し、第２識別部材は収容室外に位置する。
当該設計において、識別部材の数は複数である。且つ、複数の識別部材は、第１識別部材及び第２識別部材を含む。第１識別部材及び第２識別部材の設置位置を合理的に設定することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュールの識別効率を向上させられる。また、識別部材の数及び位置を複数とすることで、１つの識別部材の機能喪失に起因して、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュールの識別が機能喪失に陥るとの問題を回避可能となる。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に設置される。これにより、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュールの識別効率が向上する。
第１識別部材及び第２識別部材は、第１円柱体の軸方向に間隔を置いて分布する。
当該設計では、マイクロ波発生モジュールをマイクロ波発生装置内に装着する過程において、エアロゾル生成基質区間が軸方向に霧化室内に挿入される。マイクロ波発生モジュール内の識別部材の数を複数とし、複数の識別部材における第１識別部材及び第２識別部材を本体の軸方向に間隔を置いて分布させることで、マイクロ波発生モジュールの軸方向の組立誤差に起因するマイクロ波発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
識別部材を本体の軸方向に沿って設置することで、ユーザがエアロゾル生成基質区間を霧化室内に完全には挿入しなかった場合でも、霧化室はマイクロ波発生モジュールを識別し得る。
理解可能なように、識別部材は本体の軸方向に沿って設置されるため、霧化室内へのマイクロ波発生モジュールの軸方向の挿入深さが異なれば、識別されるマイクロ波発生モジュールの共振周波数も異なってくる。そこで、マイクロ波発生モジュールのプロセッサ内にマイクロ波発生モジュールの挿入深さと共振周波数との対応関係を記憶しておき、マイクロ波発生モジュールの位置状態を検出可能とすることで、マイクロ波発生モジュールが完全には霧化室内に挿入されていない旨が検出された場合には、ユーザに対し注意喚起を行う。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材は、いずれも第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に設置される。
第１識別部材は、第１パッケージ層内の周側壁に間隔を置いて設置される。
当該設計では、マイクロ波発生モジュール内の識別部材の数を複数とし、複数の識別部材における第１識別部材及び第２識別部材を第１パッケージ層の周方向に間隔を置いて設置する。且つ、第１識別部材及び第２識別部材は、いずれも第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。これにより、マイクロ波発生モジュールの周方向の組立誤差に起因するマイクロ波発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
選択的に、第１識別部材は、第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、第２識別部材はエアロゾル生成基質内に位置する。
当該設計では、第１識別部材と第２識別部材の位置をずらして設置することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程において、識別部材を有するエアロゾル発生モジュールの識別効率を向上可能とする。
説明すべき点として、複数の識別部材をいずれも第１パッケージ層内に設置することで、識別部材がエアロゾル発生モジュールの外部に直接露出することに伴う識別部材の摩耗の問題が回避される。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材はいずれも第１パッケージ層の外側壁に位置する。
可能な設計において、識別部材の形状は、角柱、角錐、角錐、円錐、球体のうちの１又は複数を含む。
当該設計では、識別部材の生産過程において、実際の必要性に応じて識別部材の形状を合理的に設定可能である。識別部材の形状は、角柱、角錐、角錐、円錐、球体を含むが、これらに限らない。
可能な設計において、識別部材の誘電率の値の範囲は１０～１００である。及び／又は、識別部材の誘電損失の値の範囲は０～０．１である。
当該設計において、識別部材の誘電損失の好ましい値の範囲は０～０．０１であり、識別部材の誘電率の好ましい値の範囲は５０～１００である。識別部材の誘電損失及び誘電率の値の範囲を具体的に限定することで、識別部材がマイクロ波を過度に吸収しないよう実現可能となる。これにより、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質に作用し得るよう保証され、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
可能な設計において、識別部材は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックスのうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
当該設計において、識別部材は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、高い抵抗率、高い誘電率及び低い誘電損失を有している。識別部材がマイクロ波を過度に吸収しないようにすることで、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質に作用し得るよう保証され、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックス材料のうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
当該設計において、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムの誘電率は３０～４０の範囲内であり、希土類混晶系セラミックス材料の誘電率は７０～９０の範囲内である。
識別部材を製造する際には、上記材料のうちの１又は複数を選択して識別部材を製造することで、識別部材の誘電率を調整し、識別部材の誘電率を適切な範囲内とすればよい。
第２の局面において、本発明の実施例は、エアロゾル発生システムを提供する。当該エアロゾル発生システムは、霧化室及びマイクロ波モジュールを含み、マイクロ波モジュールが霧化室内にマイクロ波を導入するために用いられるエアロゾル発生装置と、少なくとも一部が霧化室内に位置する上記第1の局面におけるいずれかの設計可能なエアロゾル発生モジュール、を含む。
本発明の実施例は、エアロゾル発生システムを提供する。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置及びエアロゾル発生モジュールを含む。エアロゾル発生装置は、開口、霧化室及びマイクロ波モジュールを含む。エアロゾル発生モジュールは、開口を通じて霧化室内に挿入される。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュールをマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内におけるエアロゾル発生モジュールの共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュールの種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュールの種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
また、本発明に基づき提供する上記技術方案におけるエアロゾル発生システムは、更に、以下の付加的な技術的特徴を有してもよい。
可能な設計において、霧化室は強場領域を含む。エアロゾル発生モジュール内の識別部材は霧化室の強場領域に位置する。強場領域は、マイクロ波モジュールが霧化室内にマイクロ波を導入することで形成されるマイクロ波の強場領域である。
当該設計において、マイクロ波モジュールは霧化室内にマイクロ波を導入する。マイクロ波は霧化室内で伝達されるが、マイクロ波伝送特性の影響を受けて、霧化室内には強場領域と弱場領域が形成される。本体内のエアロゾル生成基質は霧化室の強場領域内に設置されるため、エアロゾル生成基質に対するマイクロ波加熱による霧化効果を保証可能である。よって、識別部材についても強場領域に設置することで、識別部材がエアロゾル発生モジュールの共振周波数に影響を及ぼし得るよう保証可能となる。
可能な設計において、エアロゾル発生装置は、更に、内部に霧化室が設置される筐体と、第１端が霧化室の底壁に連なり、第２端がエアロゾル発生モジュールに対向して設置される共振ロッド、を含む。
当該設計において、共振ロッドは霧化室内に装着される。また、共振ロッドの直径は霧化室の直径よりも小さい。よって、霧化室の外側壁と霧化室の内側壁の間には隙間が設置されており、当該部分の間隔内でマイクロ波を伝達可能である。共振ロッドは導体とすることができる。また、共振ロッドは金属材料で製造可能である。例えば、共振ロッドは、銅、アルミニウム、鉄等、或いはその合金で製造される。共振ロッドは、マイクロ波の伝送及びマイクロ波の伝送速度の向上に用いられる。マイクロ波は、霧化室内での伝達時に減衰が生じにくいことから、マイクロ波がエアロゾル生成基質に作用する際の効果が向上する。これにより、マイクロ波を効率的且つ迅速にエアロゾル生成基質に作用させられるため、ユーザの使用ニーズを満たすのに有利である。
可能な設計において、マイクロ波モジュールは、筐体の側壁に設置されるマイクロ波導入部と、マイクロ波導入部に連なるマイクロ波発射源、を含む。マイクロ波発射源から出力されたマイクロ波は、マイクロ波導入部を通じて霧化室に導入される。そして、マイクロ波は、共振ロッドの第１端から共振ロッドの第２端に向かう方向に伝達される。
当該設計において、マイクロ波発射源はマイクロ波を発生可能であり、マイクロ波は、マイクロ波導入部を通じて霧化室内に導入される。マイクロ波導入部を設置することで、霧化室内におけるマイクロ波の導入位置を変化させられるため、霧化室内の部品を回避することも、マイクロ波を安定的に共振ロッドの第１端から共振ロッドの第２端に伝達するよう保証することも可能となる。
本発明の付加的局面及び利点については、以下に記載する部分で明らかとなるか、本発明の実践を通じて理解される。
本発明の上記及び／又は付加的な局面及び利点については、下記の図面を組み合わせた実施例の記載から明らかとなり、且つ容易に理解される。
本発明における上記の目的、特徴及び利点がより明瞭に理解され得るよう、以下に、図面と具体的実施形態を組み合わせて本発明につき更に詳細に述べる。説明すべき点として、矛盾しない場合には、本発明の実施例及び実施例の特徴を互いに組み合わせてもよい。
以下の記載では、本発明が十分に理解されるよう、多くの具体的詳細事項について詳述するが、本発明は、ここで記載するものとは異なるその他の方式で実施してもよい。従って、本発明の保護の範囲は以下で開示する具体的実施例に制約されない。
以下に、図１～図１０を参照して、本発明のいくつかの実施例に基づくエアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システムについて述べる。
図１に示すように、本発明の第１の実施例では、エアロゾル生成基質区間１１０及び識別部材１２０を含むエアロゾル発生モジュール１００を提供する。
エアロゾル生成基質区間１１０は、第１パッケージ層１１２及びエアロゾル生成基質１１４を含む。第１パッケージ層１１２は中空の第１円柱体を形成し、エアロゾル生成基質１１４が前記第１円柱体内に収容される。
識別部材１２０はエアロゾル生成基質区間１１０に固定される。識別部材１２０は波動透過性材料で製造される。
本発明の実施例で提供するエアロゾル発生モジュール１００は、エアロゾル生成基質区間１１０及び識別部材１２０を含む。エアロゾル生成基質区間１１０は、第１パッケージ層１１２と、第１パッケージ層１１２内に設置されるエアロゾル生成基質１１４を含む。第１パッケージ層１１２は中空の第１円柱体を形成する。即ち、第１パッケージ層１１２の内部には円柱体をなす空洞が設置されており、エアロゾル生成基質１１４が円柱体をなす空洞内に設置される。エアロゾル生成基質１１４を第１パッケージ層１１２内に設置することで、エアロゾル発生モジュール１００からのエアロゾル生成基質１１４の漏出を効果的に回避可能となる。
エアロゾル発生モジュール１００はエアロゾル発生装置と組み合わせて使用される。エアロゾル発生装置は、マイクロ波モジュール、霧化室及び開口を含む。エアロゾル発生モジュール１００の使用過程では、エアロゾル生成基質区間１１０が開口を通じて霧化室に挿入される。そして、マイクロ波モジュールが運転し、霧化室内のエアロゾル生成基質１１４を加熱することでエアロゾルを発生させる。また、識別部材１２０をエアロゾル生成基質区間１１０に固定的に設置する。エアロゾル生成基質１１４が霧化室内で受熱により霧化される過程において、識別部材１２０は霧化室内に位置する。識別部材１２０は波動透過性材料で製造されるため、識別部材１２０を有するエアロゾル発生モジュール１００を霧化室内に挿入することで、エアロゾル発生装置の霧化室内における共振周波数を変化させられる。
エアロゾル生成基質１１４は、タバコ葉又はハーブを原料とし、例えば、顆粒物、シート、粉末状破片、糸状物、ペースト状物、クレープ状物、多孔質エアロゲル、カプセル等の異なる形態の基質となるよう製造される。
エアロゾル生成基質１１４が受熱によりエアロゾルを発生させたあとは、一部の廃棄物が発生する。しかし、エアロゾル生成基質１１４を第１パッケージ層１１２内に設置することで、エアロゾル生成基質１１４の霧化後に発生した廃棄物は第１パッケージ層１１２内の円柱状の空洞内に残留することになり、エアロゾル発生装置の霧化室内には落下しない。このことは、エアロゾル発生モジュール１００の交換過程において、発生した廃棄物をまとめて収集及び処理するのに都合がよい。
説明すべき点として、エアロゾル発生モジュール１００のエアロゾル生成基質区間１１０には識別部材１２０が固定されている。エアロゾル発生モジュール１００をエアロゾル発生装置に装着した場合、識別部材１２０は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール１００内に識別部材１２０を設置することで、霧化室内の共振周波数を変化させて、霧化室内の共振周波数を所定の範囲内とすることができる。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール１００をマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュール１００の種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質１１４に対する霧化効果が向上する。
具体的に、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４の種類の違いに応じて、エアロゾル発生モジュール１００内に異なる識別部材１２０を設置することで、エアロゾル発生モジュール１００別に異なる共振周波数を対応付ける。これにより、エアロゾル発生装置がエアロゾル生成基質１１４をマイクロ波加熱する前に、スイープ運転によってエアロゾル発生モジュール１００の種類を迅速に識別可能となる。
選択的に、エアロゾル発生モジュール１００のプロセッサには、エアロゾル発生モジュール１００の種類とマイクロ波モジュールの運転モードとの対応関係が記憶されている。エアロゾル発生モジュール１００は、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別したあと、対応関係に基づいて対応する運転モードを迅速に検索可能なため、エアロゾル生成基質１１４の種類の違いに応じて異なるモードでの加熱が実現される。これにより、エアロゾル発生装置は、異なる種類のエアロゾル発生モジュール１００に適応可能となり、且つ、エアロゾル生成基質１１４に対する霧化効率が向上する。
理解可能なように、エアロゾル発生モジュール１００のエアロゾル生成基質区間１１０に識別部材１２０を設置することで、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュール１００の識別が実現される。従って、識別部材１２０によって、エアロゾル発生モジュール１００を所定の共振周波数範囲内に設置することを選択可能となる。また、所定の共振周波数範囲内にあるエアロゾル発生モジュール１００のみをエアロゾル発生装置がマイクロ波加熱し得るよう設定することで、エアロゾル発生モジュール１００の偽造防止作用が実現される。
図２に示すように、上記いずれかの実施例において、エアロゾル発生モジュール１００は、更に、濾過区間１３０を含む。濾過区間１３０は、第２パッケージ層１３２及びフィルタ１３４を含む。第２パッケージ層１３２は中空の第２円柱体を形成し、フィルタ１３４が第２円柱体内に収容される。
本実施例において、エアロゾル発生モジュール１００は濾過区間１３０を更に含む。エアロゾル発生モジュール１００がエアロゾル発生装置の霧化室内に挿入される際、少なくとも一部の濾過区間１３０が霧化室外に位置する。ユーザは、エアロゾル生成基質１１４が受熱により発生させたエアロゾルをエアロゾル発生モジュール１００の濾過区間１３０を通じて吸入する。エアロゾルは、エアロゾル生成基質１１４によって生成されたあと、濾過区間１３０を通過して濾過される。
濾過区間１３０は、第２パッケージ層１３２及びフィルタ１３４を含む。第２パッケージ層１３２内には中空の第２円柱体が形成されている。即ち、第２パッケージ層１３２内には円柱状の空洞が設置されており、フィルタ１３４が円柱状の空洞内に収容される。フィルタ１３４は、通過するエアロゾルを濾過可能である。
ユーザの吸い応えが向上するよう、フィルタ１３４及び第２パッケージ層１３２は、選択的に軟質材料で製造してもよい。
理解可能なように、フィルタ１３４の通気性は、実際のニーズに応じて設定すればよい。濾過部に異なる通気性を設定することで、ユーザの異なる吸引抵抗要求を満足させられる。
いくつかの実施例において、第２パッケージ層１３２と第１パッケージ層１１２は一体的に成型される。
これらの実施例では、一体的に成型される第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２内にフィルタ１３４及びエアロゾル生成基質１１４を設置することで、エアロゾル発生モジュール１００の製造が完了する。また、第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２を一体的に成型された構造とすることで、第１パッケージ層１１２と第２パッケージ層１３２を接続する手順を減少させられる。且つ、一体成型式の設計によれば、エアロゾル発生モジュール１００の一体感がより良好となる。
いくつかの実施例において、濾過区間１３０内のフィルタ１３４とエアロゾル生成基質区間１１０内のエアロゾル生成基質１１４は直接接触する。
これらの実施例において、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４は直接接触するため、第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２内には空洞部分が存在しない。これにより、エアロゾル発生モジュール１００の全体的な体積が減少する。
図３に示すように、上記いずれかの実施例において、濾過区間１３０は降温部１３６を更に含む。降温部１３６は、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。
本実施例において、降温部１３６は濾過区間１３０内に設置される。且つ、降温部１３６は、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４の間の位置に存在する。降温部１３６は、エアロゾル生成基質１１４が受熱による霧化で発生させたエアロゾルを降温可能とする。これにより、高温のエアロゾルがそのまま吸入部を通じて排出されるためにユーザが火傷するとの事態が回避される。
いくつかの実施例において、降温部１３６は空洞構造をなしている。エアロゾル生成基質１１４が受熱による霧化で発生させたエアロゾルは、空洞構造の降温部１３６に進入して降温する。ユーザの吸入に伴って、降温部１３６内のエアロゾルはフィルタ１３４を通過してエアロゾル発生モジュール１００から排出される。
図２及び図４に示すように、上記いずれかの実施例において、識別部材１２０はエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、識別部材１２０は、前記第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。
本実施例において、識別部材１２０はエアロゾル生成基質１１４の内部に設置してもよい。また、識別部材１２０は、エアロゾル生成基質１１４と第１パッケージ層１１２の間の位置に設置してもよい。識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の内部に設置される場合、選択的に、識別部材１２０は、エアロゾル生成基質１１４の中央部、上部及び下部に設置してもよい。また、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４と第１パッケージ層１１２の間に設置される場合、選択的に、識別部材１２０は、第１パッケージ層１１２の内側壁の上部、中央部及び下部に設置してもよい。識別部材１２０の設置位置が異なれば、エアロゾル発生モジュール１００を霧化室に挿入したあとの霧化室の共振周波数も異なってくる。よって、識別部材１２０の設置位置を合理的に選択することで、エアロゾル発生モジュール１００の挿入後における霧化室の共振周波数を選択的に設定できる。
いくつかの実施例では、異なるエアロゾル発生モジュール１００内に同一の識別部材１２０を設置し、且つ識別部材１２０を異なる位置に設置することで、エアロゾル発生モジュール１００別に異なる共振周波数を持たせる。この場合、エアロゾル発生モジュール１００の生産において多種類の異なる識別部材１２０を別途設置しなくても、エアロゾル発生モジュール１００の異なる位置に識別部材１２０を設置することで、異なるエアロゾル発生モジュールの区別が実現される。これにより、エアロゾル発生モジュール１００内の部品の再利用率が高くなり、生産コストが低下する。可能な設計において、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２の内側の底壁に設置される。
本実施例では、識別部材１２０を第１パッケージ層１１２の内側壁における底壁位置に設置する。即ち、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。これにより、識別部材１２０とエアロゾル生成基質１１４との接触面積が減少するため、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
図５に示すように、いくつかの実施例において、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２の外側の底壁に設置される。
本実施例では、識別部材１２０を第１パッケージ層１１２の外側の底壁に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４に直接接触するとの事態を回避可能とする。これにより、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
理解可能なように、識別部材１２０の位置は、選択的に、第１パッケージ層１１２の外側壁としてもよい。具体的な位置には、第１パッケージ層１１２の外側の底壁及び外側の側壁が含まれるが、これらに限らない。
図６、図７、図８及び図９に示すように、上記いずれかの実施例において、識別部材１２０の数は少なくとも２つである。少なくとも２つの識別部材１２０は、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を含む。
第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、第１識別部材１２２はエアロゾル生成基質１１４内に位置し、第２識別部材１２４は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。或いは、第１識別部材１２２は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置し、第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、第１識別部材１２２は収容室内に位置し、第２識別部材１２４は収容室外に位置する。
本実施例において、識別部材１２０の数は複数である。且つ、複数の識別部材１２０は、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を含む。第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４の設置位置を合理的に設定することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュール１００の識別効率を向上させられる。また、識別部材１２０の数及び位置を複数とすることで、１つの識別部材１２０の機能喪失に起因して、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュール１００の識別が機能喪失に陥るとの問題を回避可能となる。
図６に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に設置される。これにより、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュール１００の識別効率が向上する。
第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、第１円柱体の軸方向に間隔を置いて分布する。
これらの実施例では、マイクロ波発生モジュールをマイクロ波発生装置内に装着する過程において、エアロゾル生成基質区間１１０が軸方向に霧化室内に挿入される。マイクロ波発生モジュール内の識別部材１２０の数を複数とし、複数の識別部材１２０における第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を本体の軸方向に間隔を置いて分布させることで、マイクロ波発生モジュールの軸方向の組立誤差に起因するマイクロ波発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
識別部材１２０を本体の軸方向に沿って設置することで、ユーザがエアロゾル生成基質区間を霧化室内に完全には挿入しなかった場合でも、霧化室はマイクロ波発生モジュールを識別し得る。
理解可能なように、識別部材１２０は本体の軸方向に沿って設置されるため、霧化室内へのマイクロ波発生モジュールの軸方向の挿入深さが異なれば、識別されるマイクロ波発生モジュールの共振周波数も異なってくる。そこで、マイクロ波発生モジュールのプロセッサ内にマイクロ波発生モジュールの挿入深さと共振周波数との対応関係を記憶しておき、マイクロ波発生モジュールの位置状態を検出可能とすることで、マイクロ波発生モジュールが完全には霧化室内に挿入されていない旨が検出された場合には、ユーザに対し注意喚起を行う。
図７に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、いずれも第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に設置される。
第１識別部材１２２は、第１パッケージ層１１２内の周側壁に間隔を置いて設置される。
これらの実施例では、マイクロ波発生モジュール内の識別部材１２０の数を複数とし、複数の識別部材１２０における第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を第１パッケージ層１１２の周方向に間隔を置いて設置する。且つ、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、いずれも第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。これにより、マイクロ波発生モジュールの周方向の組立誤差に起因するマイクロ波発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
図８に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２は、第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置し、第２識別部材１２４はエアロゾル生成基質１１４内に位置する。
これらの実施例では、第１識別部材１２２と第２識別部材１２４の位置をずらして設置することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程において、識別部材１２０を有するエアロゾル発生モジュール１００の識別効率を向上可能とする。
説明すべき点として、複数の識別部材１２０をいずれも第１パッケージ層１１２内に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル発生モジュール１００の外部に直接露出することに伴う識別部材１２０の摩耗の問題が回避される。
図９に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれも第１パッケージ層の外側壁に位置する。
いくつかの実施例において、識別部材１２０の形状は、角柱、角錐、角錐、円錐、球体のうちの１又は複数を含む。
本実施例では、識別部材１２０の生産過程において、実際の必要性に応じて識別部材１２０の形状を合理的に設定可能である。識別部材１２０の形状は、角柱、角錐、角錐、円錐、球体を含むが、これらに限らない。
上記いずれかの実施例において、識別部材１２０の誘電率の値の範囲は１０～１００とする。及び／又は、識別部材１２０の誘電損失の値の範囲は０～０．１とする。
本実施例において、識別部材１２０の誘電損失の好ましい値の範囲は０～０．０１であり、識別部材１２０の誘電率の好ましい値の範囲は５０～１００である。識別部材１２０の誘電損失及び誘電率の値の範囲を具体的に限定することで、識別部材１２０がマイクロ波を過度に吸収しないよう実現可能となる。これにより、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質１１４に作用し得るよう保証され、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
上記いずれかの実施例において、識別部材１２０は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックスのうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
本実施例において、識別部材１２０は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、高い抵抗率、高い誘電率及び低い誘電損失を有している。識別部材１２０がマイクロ波を過度に吸収しないようにすることで、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質１１４に作用し得るよう保証され、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックス材料のうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムの誘電率は３０～４０の範囲内であり、希土類混晶系セラミックス材料の誘電率は７０～９０の範囲内である。
識別部材１２０を製造する際には、上記材料のうちの１又は複数を選択して識別部材１２０を製造することで、識別部材１２０の誘電率を調整し、識別部材１２０の誘電率を適切な範囲内とすればよい。
図１及び図１０に示すように、本発明の第２の実施例では、エアロゾル発生装置２１０及びエアロゾル発生モジュール１００を含むエアロゾル発生システム２００を提供する。
エアロゾル発生装置２１０は、霧化室及びマイクロ波モジュール２１２を含む。マイクロ波モジュール２１２は、霧化室内にマイクロ波を導入するために用いられる。
エアロゾル発生モジュール１００の少なくとも一部は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール１００には、上記いずれかの実施例におけるエアロゾル発生モジュール１００を選択する。
本発明の実施例は、エアロゾル発生システム２００を提供する。エアロゾル発生システム２００は、エアロゾル発生装置２１０及びエアロゾル発生モジュール１００を含む。エアロゾル発生装置２１０は、開口、霧化室及びマイクロ波モジュール２１２を含む。エアロゾル発生モジュール１００は、開口を通じて霧化室内に挿入される。エアロゾル発生装置２１０が、エアロゾル発生モジュール１００をマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュール２１２を制御する前に、マイクロ波モジュール２１２は、マイクロ波モジュール２１２の最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内におけるエアロゾル発生モジュール１００の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュール１００の種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置２１０の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置２１０が、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置２１０による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
上記いずれかの実施例において、霧化室は強場領域を含む。エアロゾル発生モジュール１００内の識別部材１２０は霧化室の強場領域に位置する。強場領域は、マイクロ波モジュール２１２が霧化室内にマイクロ波を導入することで形成されるマイクロ波の強場領域である。
本実施例において、マイクロ波モジュール２１２は霧化室内にマイクロ波を導入する。マイクロ波は霧化室内で伝達されるが、マイクロ波伝送特性の影響を受けて、霧化室内には強場領域と弱場領域が形成される。本体内のエアロゾル生成基質１１４は霧化室の強場領域内に設置されるため、エアロゾル生成基質１１４に対するマイクロ波加熱による霧化効果を保証可能である。よって、識別部材１２０についても強場領域に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル発生モジュール１００の共振周波数に影響を及ぼし得るよう保証可能となる。
上記いずれかの実施例において、エアロゾル発生装置２１０は、更に、内部に霧化室が設置される筐体２１４と、共振ロッド２１６を含む。共振ロッド２１６の第１端は霧化室の底壁に連なり、共振ロッド２１６の第２端はエアロゾル発生モジュール１００に対向して設置される。
本実施例において、共振ロッド２１６は霧化室内に装着される。また、共振ロッド２１６の直径は霧化室の直径よりも小さい。よって、霧化室の外側壁と霧化室の内側壁の間には隙間が設置されており、当該部分の間隔内でマイクロ波を伝達可能である。共振ロッド２１６は導体とすることができる。また、共振ロッド２１６は金属材料で製造可能である。例えば、共振ロッド２１６は、銅、アルミニウム、鉄等、或いはその合金で製造される。
共振ロッド２１６は、マイクロ波の伝送及びマイクロ波の伝送速度の向上に用いられる。マイクロ波は、霧化室内での伝達時に減衰が生じにくいことから、マイクロ波がエアロゾル生成基質１１４に作用する際の効果が向上する。これにより、マイクロ波を効率的且つ迅速にエアロゾル生成基質１１４に作用させられるため、ユーザの使用ニーズを満たすのに有利である。
上記いずれかの実施例において、マイクロ波モジュール２１２は、筐体２１４の側壁に設置されるマイクロ波導入部２１２２と、マイクロ波導入部２１２２に連なるマイクロ波発射源２１２４を含む。マイクロ波発射源２１２４から出力されたマイクロ波は、マイクロ波導入部２１２２を通じて霧化室に導入される。そして、マイクロ波は、共振ロッド２１６の第１端から共振ロッド２１６の第２端に向かう方向に伝達される。
本実施例において、マイクロ波発射源２１２４はマイクロ波を発生可能であり、マイクロ波は、マイクロ波導入部２１２２を通じて霧化室内に導入される。マイクロ波導入部２１２２を設置することで、霧化室内におけるマイクロ波の導入位置を変化させられるため、霧化室内の部品を回避することも、マイクロ波を安定的に共振ロッド２１６の第１端から共振ロッド２１６の第２端に伝達するよう保証することも可能となる。
明確にすべき点として、本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、「複数の」との用語は、２つ又は２つ以上を意味する。また、別途明確に限定している場合を除き、「上」、「下」等の用語が示す方向又は位置関係は、図示に基づく方向又は位置関係であって、本発明をより記載しやすくし、且つ記載過程を更に簡便にするためのものにすぎず、対象となる装置又は部材が、記載した特定の方向を有し、特定の方向で構成及び操作されねばならないことを明示又は暗示するためのものではない。よって、これらの記載は、本発明を制約するものと解釈すべきではない。また、「接続する」、「装着する」、「固定する」等の用語はいずれも広義に解釈すべきである。例えば、「接続する」とは、複数の対象間の固定的な接続であってもよいし、複数の対象間の取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよい。且つ、複数の対象間の直接的な連なりであってもよいし、複数の対象間の中間媒体を介した間接的な連なりであってもよい。当業者は、上記用語の具体的状況に基づき、本発明における上記用語の具体的意味を解釈可能である。
本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「具体的実施例」等の用語による記載は、その実施例又は例示を組み合わせて記載する具体的な特徴、構造、材料又は特性が本発明の少なくとも１つの実施例又は例示に含まれることを意味する。本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、上記用語についての概略的記載は、必ずしも同一の実施例又は事例を示すとは限らない。且つ、記載する具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例或いは例示において適切な方式で組み合わせ可能である。
以上は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を制限するものではない。当業者にとって、本発明には各種の変更及び変形が存在し得る。本発明の精神及び原則の範囲内で実施される何らかの修正、同等の置換、改良等は、いずれも本発明の保護の範囲に含まれるものとする。
１００ エアロゾル発生モジュール
１１０ エアロゾル生成基質区間
１１２ 第１パッケージ層
１１４ エアロゾル生成基質
１２０ 識別部材
１２２ 第１識別部材
１２４ 第２識別部材
１３０ 濾過区間
１３２ 第２パッケージ層
１３４ フィルタ
１３６ 降温部
２００ エアロゾル発生システム
２１０ エアロゾル発生装置
２１２ マイクロ波モジュール
２１２２ マイクロ波導入部
２１２４ マイクロ波発射源
２１４ 筐体
２１６ 共振ロッド
１１０ エアロゾル生成基質区間
１１２ 第１パッケージ層
１１４ エアロゾル生成基質
１２０ 識別部材
１２２ 第１識別部材
１２４ 第２識別部材
１３０ 濾過区間
１３２ 第２パッケージ層
１３４ フィルタ
１３６ 降温部
２００ エアロゾル発生システム
２１０ エアロゾル発生装置
２１２ マイクロ波モジュール
２１２２ マイクロ波導入部
２１２４ マイクロ波発射源
２１４ 筐体
２１６ 共振ロッド
本発明は、電子霧化の技術分野に属し、具体的には、エアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システムに関する。
非燃焼・加熱（Ｈｅａｔ Ｎｏｔ Ｂｕｒｎｉｎｇ，ＨＮＢ）装置は、エアロゾル生成基質（処理済みの植物の葉系製品）を燃焼させることなく加熱する方式の電子機器である。加熱装置は、エアロゾル生成基質がエアロゾルを発生し得るが、燃焼には至らない温度まで高温加熱することで、非燃焼を前提に、ユーザが所望するエアロゾルをエアロゾル生成基質により発生可能とする。
現在、市販されている非燃焼・加熱器具は、主に抵抗加熱方式を採用している。即ち、中心発熱チップ又は発熱針等をエアロゾル生成基質の中心からエアロゾル生成基質の内部に挿入することで加熱する。このような器具は、使用前に予熱等が必要なため待機時間が長く、吸入と停止を自在に行うことができない。且つ、エアロゾル生成基質が不均一に炭化し、エアロゾル生成基質のベーキングが不十分となるため、利用率が低い。また、ＨＮＢ器具の発熱チップは、エアロゾル生成基質の取り出し装置や発熱チップベースに汚れを生じさせやすく、クリーニングが難しい。且つ、発熱体と接触する部分のエアロゾル生成基質の温度が上昇しすぎ、部分的に分解が発生することで、人体に有害な物質が放出される。そのため、抵抗加熱方式に代わって、マイクロ波加熱技術が徐々に新たな加熱方式となっている。マイクロ波加熱技術は、効率的、迅速、選択的及び加熱に遅延がないとの特性を有し、特定の誘電特性を持つ物質についてのみ加熱効果を有する。マイクロ波加熱による霧化を採用する際の応用上の利点としては、以下が挙げられる。
ａ．マイクロ波加熱は放射加熱であり、熱伝導ではないため、即時吸入、即時停止を実現可能である。
ｂ．発熱チップを有さないため、チップ折れや、発熱チップのクリーニングの問題が存在しない。
ｃ．エアロゾル生成基質の利用率が高く、吸い応えの一致性が高くなり、吸い応えが一段とタバコに近似する。
しかし、従来のマイクロ波加熱によるＨＮＢ装置は、エアロゾル生成基質を識別不可能であり、単一の加熱方式でしかエアロゾル生成基質を加熱できない。そのため、エアロゾル生成基質の違いによって霧化効果が低下するとの問題が生じていた。
本発明は、従来技術又は関連技術に存在する技術的課題の一つを解決することを目的とする。
上記に鑑みて、第１の局面において、本発明の実施例は、エアロゾル発生モジュールを提供する。当該エアロゾル発生モジュールは、第１パッケージ層及びエアロゾル生成基質を含み、第１パッケージ層が中空の第１円柱体を形成し、エアロゾル生成基質が前記第１円柱体内に収容されるエアロゾル生成基質区間と、エアロゾル生成基質区間に固定され、波動透過性材料で製造される識別部材、を含む。
本発明で提供するエアロゾル発生モジュールは、エアロゾル生成基質区間及び識別部材を含む。エアロゾル生成基質区間は、第１パッケージ層と、第１パッケージ層内に設置されるエアロゾル生成基質を含む。第１パッケージ層は中空の第１円柱体を形成する。即ち、第１パッケージ層の内部には円柱体をなす空洞が設置されており、エアロゾル生成基質が円柱体をなす空洞内に設置される。エアロゾル生成基質を第１パッケージ層内に設置することで、エアロゾル発生モジュールからのエアロゾル生成基質の漏出を効果的に回避可能となる。
エアロゾル発生モジュールはエアロゾル発生装置と組み合わせて使用される。エアロゾル発生装置は、マイクロ波モジュール、霧化室及び開口を含む。エアロゾル発生モジュールの使用過程では、エアロゾル生成基質区間が開口を通じて霧化室に挿入される。そして、マイクロ波モジュールが運転し、霧化室内のエアロゾル生成基質を加熱することでエアロゾルを発生させる。また、識別部材をエアロゾル生成基質区間に固定的に設置する。エアロゾル生成基質が霧化室内で受熱により霧化される過程において、識別部材は霧化室内に位置する。識別部材は波動透過性材料で製造されるため、識別部材を有するエアロゾル発生モジュールを霧化室内に挿入することで、エアロゾル発生装置の霧化室内における共振周波数を変化させられる。
エアロゾル生成基質は、タバコ葉又はハーブを原料とし、例えば、顆粒物、シート、粉末状破片、糸状物、ペースト状物、クレープ状物、多孔質エアロゲル、カプセル等の異なる形態の基質となるよう製造される。
エアロゾル生成基質が受熱によりエアロゾルを発生させたあとは、一部の廃棄物が発生する。しかし、エアロゾル生成基質を第１パッケージ層内に設置することで、エアロゾル生成基質の霧化後に発生した廃棄物は第１パッケージ層内の円柱状の空洞内に残留することになり、エアロゾル発生装置の霧化室内には落下しない。このことは、エアロゾル発生モジュールの交換過程において、発生した廃棄物をまとめて収集及び処理するのに都合がよい。
説明すべき点として、エアロゾル発生モジュールのエアロゾル生成基質区間には識別部材が固定されている。エアロゾル発生モジュールをエアロゾル発生装置に装着した場合、識別部材は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール内に識別部材を設置することで、霧化室内の共振周波数を変化させて、霧化室内の共振周波数を所定の範囲内とすることができる。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュールをマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュールの種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュールの種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
具体的に、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類の違いに応じて、エアロゾル発生モジュール内に異なる識別部材を設置することで、エアロゾル発生モジュール別に異なる共振周波数を対応付ける。これにより、エアロゾル発生装置がエアロゾル生成基質をマイクロ波加熱する前に、スイープ運転によってエアロゾル発生モジュールの種類を迅速に識別可能となる。
選択的に、エアロゾル発生モジュールのプロセッサには、エアロゾル発生モジュールの種類とマイクロ波モジュールの運転モードとの対応関係が記憶されている。エアロゾル発生モジュールは、エアロゾル発生モジュールの種類を識別したあと、対応関係に基づいて対応する運転モードを迅速に検索可能なため、エアロゾル生成基質の種類の違いに応じて異なるモードでの加熱が実現される。これにより、エアロゾル発生装置は、異なる種類のエアロゾル発生モジュールに適応可能となり、且つ、エアロゾル生成基質に対する霧化効率が向上する。
理解可能なように、エアロゾル発生モジュールのエアロゾル生成基質区間に識別部材を設置することで、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュールの識別が実現される。従って、識別部材によって、エアロゾル発生モジュールを所定の共振周波数範囲内に設置することを選択可能となる。また、所定の共振周波数範囲内にあるエアロゾル発生モジュールのみをエアロゾル発生装置がマイクロ波加熱し得るよう設定することで、エアロゾル発生モジュールの偽造防止作用が実現される。
また、本発明に基づき提供する上記技術方案におけるエアロゾル発生モジュールは、更に、以下の付加的な技術的特徴を有してもよい。
可能な設計において、エアロゾル発生モジュールは、更に、第２パッケージ層及びフィルタを含み、第２パッケージ層が中空の第２円柱体を形成し、フィルタが第２円柱体内に収容される濾過区間、を含む。
当該設計において、エアロゾル発生モジュールは濾過区間を更に含む。エアロゾル発生モジュールがエアロゾル発生装置の霧化室内に挿入される際、少なくとも一部の濾過区間が霧化室外に位置する。ユーザは、エアロゾル生成基質が受熱により発生させたエアロゾルをエアロゾル発生モジュールの濾過区間を通じて吸入する。エアロゾルは、エアロゾル生成基質によって生成されたあと、濾過区間を通過して濾過される。
濾過区間は、第２パッケージ層及びフィルタを含む。第２パッケージ層内には中空の第２円柱体が形成されている。即ち、第２パッケージ層内には円柱状の空洞が設置されており、フィルタが円柱状の空洞内に収容される。フィルタは、通過するエアロゾルを濾過可能である。
ユーザの吸い応えが向上するよう、フィルタ及び第２パッケージ層は、選択的に軟質材料で製造してもよい。
理解可能なように、フィルタの通気性は、実際のニーズに応じて設定すればよい。濾過部に異なる通気性を設定することで、ユーザの異なる吸引抵抗要求を満足させられる。
選択的に、第２パッケージ層と第１パッケージ層は一体的に成型される。一体的に成型される第１パッケージ層及び第２パッケージ層内にフィルタ及びエアロゾル生成基質を設置することで、エアロゾル発生モジュールの製造が完了する。また、第１パッケージ層及び第２パッケージ層を一体的に成型された構造とすることで、第１パッケージ層と第２パッケージ層を接続する手順を減少させられる。且つ、一体成型式の設計によれば、エアロゾル発生モジュールの一体感がより良好となる。
可能な設計において、濾過区間内のフィルタとエアロゾル生成基質区間内のエアロゾル生成基質は直接接触する。
当該設計において、フィルタとエアロゾル生成基質は直接接触するため、第１パッケージ層及び第２パッケージ層内には空洞部分が存在しない。これにより、エアロゾル発生モジュールの全体的な体積が減少する。
可能な設計において、濾過区間は降温部を更に含む。降温部は、フィルタとエアロゾル生成基質の間に位置する。
当該設計において、降温部は濾過区間内に設置される。且つ、降温部は、フィルタとエアロゾル生成基質の間の位置に存在する。降温部は、エアロゾル生成基質が受熱による霧化で発生させたエアロゾルを降温可能とする。これにより、高温のエアロゾルがそのまま吸入部を通じて排出されるためにユーザが火傷するとの事態が回避される。
選択的に、降温部は空洞構造をなしている。エアロゾル生成基質が受熱による霧化で発生させたエアロゾルは、空洞構造の降温部に進入して降温する。ユーザの吸入に伴って、降温部内のエアロゾルはフィルタを通過してエアロゾル発生モジュールから排出される。
可能な設計において、識別部材はエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、識別部材は前記第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。
当該設計において、識別部材はエアロゾル生成基質の内部に設置してもよい。また、識別部材は、エアロゾル生成基質と第１パッケージ層の間の位置に設置してもよい。識別部材がエアロゾル生成基質の内部に設置される場合、選択的に、識別部材は、エアロゾル生成基質の中央部、上部及び下部に設置してもよい。また、識別部材がエアロゾル生成基質と第１パッケージ層の間に設置される場合、選択的に、識別部材は、第１パッケージ層の内側壁の上部、中央部及び下部に設置してもよい。識別部材の設置位置が異なれば、エアロゾル発生モジュールを霧化室に挿入したあとの霧化室の共振周波数も異なってくる。よって、識別部材の設置位置を合理的に選択することで、エアロゾル発生モジュールの挿入後における霧化室の共振周波数を選択的に設定できる。
選択的に、異なるエアロゾル発生モジュール内に同一の識別部材を設置し、且つ識別部材を異なる位置に設置することで、エアロゾル発生モジュール別に異なる共振周波数を持たせる。この場合、エアロゾル発生モジュールの生産において多種類の異なる識別部材を別途設置しなくても、エアロゾル発生モジュールの異なる位置に識別部材を設置することで、異なるエアロゾル発生モジュールの区別が実現される。これにより、エアロゾル発生モジュール内の部品の再利用率が高くなり、生産コストが低下する。可能な設計において、識別部材は第１パッケージ層の内側の底壁に設置される。
当該設計では、識別部材を第１パッケージ層の内側壁における底壁位置に設置する。即ち、識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。これにより、識別部材とエアロゾル生成基質との接触面積が減少するため、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
可能な設計において、識別部材は第１パッケージ層の外側の底壁に設置される。
当該設計では、識別部材を第１パッケージ層の外側の底壁に設置することで、識別部材がエアロゾル生成基質に直接接触するとの事態を回避可能とする。これにより、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
理解可能なように、識別部材の位置は、選択的に、第１パッケージ層の外側壁としてもよい。具体的な位置には、第１パッケージ層の外側の底壁及び外側の側壁が含まれるが、これらに限らない。
可能な設計において、識別部材の数は少なくとも２つである。少なくとも２つの識別部材は、第１識別部材及び第２識別部材を含む。
第１識別部材及び第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、第１識別部材はエアロゾル生成基質内に位置し、第２識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。或いは、第１識別部材は第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に位置する。或いは、第１識別部材は収容室内に位置し、第２識別部材は収容室外に位置する。
当該設計において、識別部材の数は複数である。且つ、複数の識別部材は、第１識別部材及び第２識別部材を含む。第１識別部材及び第２識別部材の設置位置を合理的に設定することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュールの識別効率を向上させられる。また、複数の識別部材を設置することで、１つの識別部材の機能喪失に起因して、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュールの識別が機能喪失に陥るとの問題を回避可能となる。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材はいずれもエアロゾル生成基質内に設置される。これにより、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュールの識別効率が向上する。
第１識別部材及び第２識別部材は、エアロゾル生成基質区間の軸方向に間隔を置いて分布する。
当該設計では、エアロゾル発生モジュールをマイクロ波発生装置内に装着する過程において、エアロゾル生成基質区間が軸方向に霧化室内に挿入される。エアロゾル発生モジュール内の識別部材の数を複数とし、複数の識別部材における第１識別部材及び第２識別部材をエアロゾル生成基質区間の軸方向に間隔を置いて分布させることで、エアロゾル発生モジュールの軸方向の組立誤差に起因するエアロゾル発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる
識別部材をエアロゾル生成基質区間の軸方向に沿って設置することで、ユーザがエアロゾル生成基質区間を霧化室内に完全には挿入しなかった場合でも、エアロゾル発生モジュールはエアロゾル発生モジュールを識別し得る。
理解可能なように、識別部材はエアロゾル生成基質区間の軸方向に沿って設置されるため、霧化室内へのエアロゾル発生モジュールの軸方向の挿入深さが異なれば、識別されるエアロゾル発生モジュールの共振周波数も異なってくる。そこで、エアロゾル発生モジュールのプロセッサ内にエアロゾル発生モジュールの挿入深さと共振周波数との対応関係を記憶しておき、エアロゾル発生モジュールの位置状態を検出可能とすることで、エアロゾル発生モジュールが完全には霧化室内に挿入されていない旨が検出された場合には、ユーザに対し注意喚起を行う。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材は、いずれも第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に設置される。
第１識別部材は、第１パッケージ層内の周側壁に間隔を置いて設置される。
当該設計では、エアロゾル発生モジュール内の識別部材の数を複数とし、複数の識別部材における第１識別部材及び第２識別部材を第１パッケージ層の周方向に間隔を置いて設置する。且つ、第１識別部材及び第２識別部材は、いずれも第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する。これにより、エアロゾル発生モジュールの周方向の組立誤差に起因するエアロゾル発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
選択的に、第１識別部材は、第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、第２識別部材はエアロゾル生成基質内に位置する。
当該設計では、第１識別部材と第２識別部材の位置をずらして設置することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程において、識別部材を有するエアロゾル発生モジュールの識別効率を向上可能とする。
説明すべき点として、複数の識別部材をいずれも第１パッケージ層内に設置することで、識別部材がエアロゾル発生モジュールの外部に直接露出することに伴う識別部材の摩耗の問題が回避される。
選択的に、第１識別部材及び第２識別部材はいずれも第１パッケージ層の外側壁に位置する。
可能な設計において、識別部材の形状は、角柱、角錐、円錐、球体のうちの１又は複数を含む。
当該設計では、識別部材の生産過程において、実際の必要性に応じて識別部材の形状を合理的に設定可能である。識別部材の形状は、角柱、角錐、円錐、球体を含むが、これらに限らない。
可能な設計において、識別部材の誘電率の値の範囲は１０～１００である。及び／又は、識別部材の誘電損失の値の範囲は０～０．１である。
当該設計において、識別部材の誘電損失の好ましい値の範囲は０～０．０１であり、識別部材の誘電率の好ましい値の範囲は５０～１００である。識別部材の誘電損失及び誘電率の値の範囲を具体的に限定することで、識別部材がマイクロ波を過度に吸収しないよう実現可能となる。これにより、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質に作用し得るよう保証され、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
可能な設計において、識別部材は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックスのうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
当該設計において、識別部材は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、高い抵抗率、高い誘電率及び低い誘電損失を有している。識別部材がマイクロ波を過度に吸収しないようにすることで、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質に作用し得るよう保証され、識別部材がエアロゾル生成基質の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックス材料のうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
当該設計において、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムの誘電率は３０～４０の範囲内であり、希土類混晶系セラミックス材料の誘電率は７０～９０の範囲内である。
識別部材を製造する際には、上記材料のうちの１又は複数を選択して識別部材を製造することで、識別部材の誘電率を調整し、識別部材の誘電率を適切な範囲内とすればよい。
第２の局面において、本発明の実施例は、エアロゾル発生システムを提供する。当該エアロゾル発生システムは、霧化室及びマイクロ波モジュールを含み、マイクロ波モジュールが霧化室内にマイクロ波を導入するために用いられるエアロゾル発生装置と、少なくとも一部が霧化室内に位置する上記第1の局面におけるいずれかの設計可能なエアロゾル発生モジュール、を含む。
本発明の実施例は、エアロゾル発生システムを提供する。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置及びエアロゾル発生モジュールを含む。エアロゾル発生装置は、開口、霧化室及びマイクロ波モジュールを含む。エアロゾル発生モジュールは、開口を通じて霧化室内に挿入される。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュールをマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内におけるエアロゾル発生モジュールの共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュールの種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュールの種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
また、本発明に基づき提供する上記技術方案におけるエアロゾル発生システムは、更に、以下の付加的な技術的特徴を有してもよい。
可能な設計において、霧化室は強場領域を含む。エアロゾル発生モジュール内の識別部材は霧化室の強場領域に位置する。強場領域は、マイクロ波モジュールが霧化室内にマイクロ波を導入することで形成されるマイクロ波の強場領域である。
当該設計において、マイクロ波モジュールは霧化室内にマイクロ波を導入する。マイクロ波は霧化室内で伝達されるが、マイクロ波伝送特性の影響を受けて、霧化室内には強場領域と弱場領域が形成される。エアロゾル生成基質区間内のエアロゾル生成基質は霧化室の強場領域内に設置されるため、エアロゾル生成基質に対するマイクロ波加熱による霧化効果を保証可能である。よって、識別部材についても強場領域に設置することで、識別部材がエアロゾル発生モジュールの共振周波数に影響を及ぼし得るよう保証可能となる。
可能な設計において、エアロゾル発生装置は、更に、内部に霧化室が設置される筐体と、第１端が霧化室の底壁に連なり、第２端がエアロゾル発生モジュールに対向して設置される共振ロッド、を含む。
当該設計において、共振ロッドは霧化室内に装着される。また、共振ロッドの直径は霧化室の直径よりも小さい。よって、共振ロッドの外側壁と霧化室の内側壁の間には隙間が設置されており、当該部分の間隔内でマイクロ波を伝達可能である。共振ロッドは導体とすることができる。また、共振ロッドは金属材料で製造可能である。例えば、共振ロッドは、銅、アルミニウム、鉄等、或いはその合金で製造される。共振ロッドは、マイクロ波の伝送及びマイクロ波の伝送速度の向上に用いられる。マイクロ波は、霧化室内での伝達時に減衰が生じにくいことから、マイクロ波がエアロゾル生成基質に作用する際の効果が向上する。これにより、マイクロ波を効率的且つ迅速にエアロゾル生成基質に作用させられるため、ユーザの使用ニーズを満たすのに有利である。
可能な設計において、マイクロ波モジュールは、筐体の側壁に設置されるマイクロ波導入部と、マイクロ波導入部に連なるマイクロ波発射源、を含む。マイクロ波発射源から出力されたマイクロ波は、マイクロ波導入部を通じて霧化室に導入される。そして、マイクロ波は、共振ロッドの第１端から共振ロッドの第２端に向かう方向に伝達される。
当該設計において、マイクロ波発射源はマイクロ波を発生可能であり、マイクロ波は、マイクロ波導入部を通じて霧化室内に導入される。マイクロ波導入部を設置することで、霧化室内におけるマイクロ波の導入位置を変化させられるため、霧化室内の部品を回避することも、マイクロ波を安定的に共振ロッドの第１端から共振ロッドの第２端に伝達するよう保証することも可能となる。
本発明の付加的局面及び利点については、以下に記載する部分で明らかとなるか、本発明の実践を通じて理解される。
本発明の上記及び／又は付加的な局面及び利点については、下記の図面を組み合わせた実施例の記載から明らかとなり、且つ容易に理解される。
本発明における上記の目的、特徴及び利点がより明瞭に理解され得るよう、以下に、図面と具体的実施形態を組み合わせて本発明につき更に詳細に述べる。説明すべき点として、矛盾しない場合には、本発明の実施例及び実施例の特徴を互いに組み合わせてもよい。
以下の記載では、本発明が十分に理解されるよう、多くの具体的詳細事項について詳述するが、本発明は、ここで記載するものとは異なるその他の方式で実施してもよい。従って、本発明の保護の範囲は以下で開示する具体的実施例に制約されない。
以下に、図１～図１０を参照して、本発明のいくつかの実施例に基づくエアロゾル発生モジュール及びエアロゾル発生システムについて述べる。
図１に示すように、本発明の第１の実施例では、エアロゾル生成基質区間１１０及び識別部材１２０を含むエアロゾル発生モジュール１００を提供する。
エアロゾル生成基質区間１１０は、第１パッケージ層１１２及びエアロゾル生成基質１１４を含む。第１パッケージ層１１２は中空の第１円柱体を形成し、エアロゾル生成基質１１４が前記第１円柱体内に収容される。
識別部材１２０はエアロゾル生成基質区間１１０に固定される。識別部材１２０は波動透過性材料で製造される。
本発明の実施例で提供するエアロゾル発生モジュール１００は、エアロゾル生成基質区間１１０及び識別部材１２０を含む。エアロゾル生成基質区間１１０は、第１パッケージ層１１２と、第１パッケージ層１１２内に設置されるエアロゾル生成基質１１４を含む。第１パッケージ層１１２は中空の第１円柱体を形成する。即ち、第１パッケージ層１１２の内部には円柱体をなす空洞が設置されており、エアロゾル生成基質１１４が円柱体をなす空洞内に設置される。エアロゾル生成基質１１４を第１パッケージ層１１２内に設置することで、エアロゾル発生モジュール１００からのエアロゾル生成基質１１４の漏出を効果的に回避可能となる。
エアロゾル発生モジュール１００はエアロゾル発生装置と組み合わせて使用される。エアロゾル発生装置は、マイクロ波モジュール、霧化室及び開口を含む。エアロゾル発生モジュール１００の使用過程では、エアロゾル生成基質区間１１０が開口を通じて霧化室に挿入される。そして、マイクロ波モジュールが運転し、霧化室内のエアロゾル生成基質１１４を加熱することでエアロゾルを発生させる。また、識別部材１２０をエアロゾル生成基質区間１１０に固定的に設置する。エアロゾル生成基質１１４が霧化室内で受熱により霧化される過程において、識別部材１２０は霧化室内に位置する。識別部材１２０は波動透過性材料で製造されるため、識別部材１２０を有するエアロゾル発生モジュール１００を霧化室内に挿入することで、エアロゾル発生装置の霧化室内における共振周波数を変化させられる。
エアロゾル生成基質１１４は、タバコ葉又はハーブを原料とし、例えば、顆粒物、シート、粉末状破片、糸状物、ペースト状物、クレープ状物、多孔質エアロゲル、カプセル等の異なる形態の基質となるよう製造される。
エアロゾル生成基質１１４が受熱によりエアロゾルを発生させたあとは、一部の廃棄物が発生する。しかし、エアロゾル生成基質１１４を第１パッケージ層１１２内に設置することで、エアロゾル生成基質１１４の霧化後に発生した廃棄物は第１パッケージ層１１２内の円柱状の空洞内に残留することになり、エアロゾル発生装置の霧化室内には落下しない。このことは、エアロゾル発生モジュール１００の交換過程において、発生した廃棄物をまとめて収集及び処理するのに都合がよい。
説明すべき点として、エアロゾル発生モジュール１００のエアロゾル生成基質区間１１０には識別部材１２０が固定されている。エアロゾル発生モジュール１００をエアロゾル発生装置に装着した場合、識別部材１２０は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール１００内に識別部材１２０を設置することで、霧化室内の共振周波数を変化させて、霧化室内の共振周波数を所定の範囲内とすることができる。エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール１００をマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュールを制御する前に、マイクロ波モジュールは、マイクロ波モジュールの最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュール１００の種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４を加熱することで、エアロゾル発生装置の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置が、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置による異なる種類のエアロゾル生成基質１１４に対する霧化効果が向上する。
具体的に、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質１１４の種類の違いに応じて、エアロゾル発生モジュール１００内に異なる識別部材１２０を設置することで、エアロゾル発生モジュール１００別に異なる共振周波数を対応付ける。これにより、エアロゾル発生装置がエアロゾル生成基質１１４をマイクロ波加熱する前に、スイープ運転によってエアロゾル発生モジュール１００の種類を迅速に識別可能となる。
選択的に、エアロゾル発生モジュール１００のプロセッサには、エアロゾル発生モジュール１００の種類とマイクロ波モジュールの運転モードとの対応関係が記憶されている。エアロゾル発生モジュール１００は、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別したあと、対応関係に基づいて対応する運転モードを迅速に検索可能なため、エアロゾル生成基質１１４の種類の違いに応じて異なるモードでの加熱が実現される。これにより、エアロゾル発生装置は、異なる種類のエアロゾル発生モジュール１００に適応可能となり、且つ、エアロゾル生成基質１１４に対する霧化効率が向上する。
理解可能なように、エアロゾル発生モジュール１００のエアロゾル生成基質区間１１０に識別部材１２０を設置することで、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュール１００の識別が実現される。従って、識別部材１２０によって、エアロゾル発生モジュール１００を所定の共振周波数範囲内に設置することを選択可能となる。また、所定の共振周波数範囲内にあるエアロゾル発生モジュール１００のみをエアロゾル発生装置がマイクロ波加熱し得るよう設定することで、エアロゾル発生モジュール１００の偽造防止作用が実現される。
図２に示すように、上記いずれかの実施例において、エアロゾル発生モジュール１００は、更に、濾過区間１３０を含む。濾過区間１３０は、第２パッケージ層１３２及びフィルタ１３４を含む。第２パッケージ層１３２は中空の第２円柱体を形成し、フィルタ１３４が第２円柱体内に収容される。
本実施例において、エアロゾル発生モジュール１００は濾過区間１３０を更に含む。エアロゾル発生モジュール１００がエアロゾル発生装置の霧化室内に挿入される際、少なくとも一部の濾過区間１３０が霧化室外に位置する。ユーザは、エアロゾル生成基質１１４が受熱により発生させたエアロゾルをエアロゾル発生モジュール１００の濾過区間１３０を通じて吸入する。エアロゾルは、エアロゾル生成基質１１４によって生成されたあと、濾過区間１３０を通過して濾過される。
濾過区間１３０は、第２パッケージ層１３２及びフィルタ１３４を含む。第２パッケージ層１３２内には中空の第２円柱体が形成されている。即ち、第２パッケージ層１３２内には円柱状の空洞が設置されており、フィルタ１３４が円柱状の空洞内に収容される。フィルタ１３４は、通過するエアロゾルを濾過可能である。
ユーザの吸い応えが向上するよう、フィルタ１３４及び第２パッケージ層１３２は、選択的に軟質材料で製造してもよい。
理解可能なように、フィルタ１３４の通気性は、実際のニーズに応じて設定すればよい。濾過部に異なる通気性を設定することで、ユーザの異なる吸引抵抗要求を満足させられる。
いくつかの実施例において、第２パッケージ層１３２と第１パッケージ層１１２は一体的に成型される。
これらの実施例では、一体的に成型される第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２内にフィルタ１３４及びエアロゾル生成基質１１４を設置することで、エアロゾル発生モジュール１００の製造が完了する。また、第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２を一体的に成型された構造とすることで、第１パッケージ層１１２と第２パッケージ層１３２を接続する手順を減少させられる。且つ、一体成型式の設計によれば、エアロゾル発生モジュール１００の一体感がより良好となる。
いくつかの実施例において、濾過区間１３０内のフィルタ１３４とエアロゾル生成基質区間１１０内のエアロゾル生成基質１１４は直接接触する。
これらの実施例において、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４は直接接触するため、第１パッケージ層１１２及び第２パッケージ層１３２内には空洞部分が存在しない。これにより、エアロゾル発生モジュール１００の全体的な体積が減少する。
図３に示すように、上記いずれかの実施例において、濾過区間１３０は降温部１３６を更に含む。降温部１３６は、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。
本実施例において、降温部１３６は濾過区間１３０内に設置される。且つ、降温部１３６は、フィルタ１３４とエアロゾル生成基質１１４の間の位置に存在する。降温部１３６は、エアロゾル生成基質１１４が受熱による霧化で発生させたエアロゾルを降温可能とする。これにより、高温のエアロゾルがそのまま吸入部を通じて排出されるためにユーザが火傷するとの事態が回避される。
いくつかの実施例において、降温部１３６は空洞構造をなしている。エアロゾル生成基質１１４が受熱による霧化で発生させたエアロゾルは、空洞構造の降温部１３６に進入して降温する。ユーザの吸入に伴って、降温部１３６内のエアロゾルはフィルタ１３４を通過してエアロゾル発生モジュール１００から排出される。
図２及び図４に示すように、上記いずれかの実施例において、識別部材１２０はエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、識別部材１２０は、前記第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。
本実施例において、識別部材１２０はエアロゾル生成基質１１４の内部に設置してもよい。また、識別部材１２０は、エアロゾル生成基質１１４と第１パッケージ層１１２の間の位置に設置してもよい。識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の内部に設置される場合、選択的に、識別部材１２０は、エアロゾル生成基質１１４の中央部、上部及び下部に設置してもよい。また、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４と第１パッケージ層１１２の間に設置される場合、選択的に、識別部材１２０は、第１パッケージ層１１２の内側壁の上部、中央部及び下部に設置してもよい。識別部材１２０の設置位置が異なれば、エアロゾル発生モジュール１００を霧化室に挿入したあとの霧化室の共振周波数も異なってくる。よって、識別部材１２０の設置位置を合理的に選択することで、エアロゾル発生モジュール１００の挿入後における霧化室の共振周波数を選択的に設定できる。
いくつかの実施例では、異なるエアロゾル発生モジュール１００内に同一の識別部材１２０を設置し、且つ識別部材１２０を異なる位置に設置することで、エアロゾル発生モジュール１００別に異なる共振周波数を持たせる。この場合、エアロゾル発生モジュール１００の生産において多種類の異なる識別部材１２０を別途設置しなくても、エアロゾル発生モジュール１００の異なる位置に識別部材１２０を設置することで、異なるエアロゾル発生モジュール１００の区別が実現される。これにより、エアロゾル発生モジュール１００内の部品の再利用率が高くなり、生産コストが低下する。可能な設計において、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２の内側の底壁に設置される。
本実施例では、識別部材１２０を第１パッケージ層１１２の内側壁における底壁位置に設置する。即ち、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。これにより、識別部材１２０とエアロゾル生成基質１１４との接触面積が減少するため、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
図５に示すように、いくつかの実施例において、識別部材１２０は第１パッケージ層１１２の外側の底壁に設置される。
本実施例では、識別部材１２０を第１パッケージ層１１２の外側の底壁に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４に直接接触するとの事態を回避可能とする。これにより、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化に影響を及ぼすとの事態が回避される。
理解可能なように、識別部材１２０の位置は、選択的に、第１パッケージ層１１２の外側壁としてもよい。具体的な位置には、第１パッケージ層１１２の外側の底壁及び外側の側壁が含まれるが、これらに限らない。
図６、図７、図８及び図９に示すように、上記いずれかの実施例において、識別部材１２０の数は少なくとも２つである。少なくとも２つの識別部材１２０は、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を含む。
第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、第１識別部材１２２はエアロゾル生成基質１１４内に位置し、第２識別部材１２４は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。或いは、第１識別部材１２２は第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置し、第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に位置する。或いは、第１識別部材１２２は収容室内に位置し、第２識別部材１２４は収容室外に位置する。
本実施例において、識別部材１２０の数は複数である。且つ、複数の識別部材１２０は、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を含む。第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４の設置位置を合理的に設定することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュール１００の識別効率を向上させられる。また、複数の識別部材１２０を設置することで、１つの識別部材１２０の機能喪失に起因して、エアロゾル発生装置によるエアロゾル発生モジュール１００の識別が機能喪失に陥るとの問題を回避可能となる。
図６に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれもエアロゾル生成基質１１４内に設置される。これにより、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程におけるエアロゾル発生モジュール１００の識別効率が向上する。
第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、エアロゾル生成基質区間１１０の軸方向に間隔を置いて分布する。
これらの実施例では、エアロゾル発生モジュール１００をエアロゾル発生装置２１０内に装着する過程において、エアロゾル生成基質区間１１０が軸方向に霧化室内に挿入される。エアロゾル発生モジュール１００内の識別部材１２０の数を複数とし、複数の識別部材１２０における第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４をエアロゾル生成基質区間１１０の軸方向に間隔を置いて分布させることで、エアロゾル発生モジュール１００の軸方向の組立誤差に起因するエアロゾル発生モジュールが識別されないとの問題を回避可能となる。
識別部材１２０をエアロゾル生成基質区間１１０の軸方向に沿って設置することで、ユーザがエアロゾル生成基質区間１１０を霧化室内に完全には挿入しなかった場合でも、霧化室はエアロゾル発生モジュール１００を識別し得る。
理解可能なように、識別部材１２０はエアロゾル生成基質区間１１０の軸方向に沿って設置されるため、霧化室内へのエアロゾル発生モジュール１００の軸方向の挿入深さが異なれば、識別されるエアロゾル発生モジュール１００の共振周波数も異なってくる。そこで、エアロゾル発生モジュール１００のプロセッサ内にエアロゾル発生モジュール１００の挿入深さと共振周波数との対応関係を記憶しておき、エアロゾル発生モジュール１００の位置状態を検出可能とすることで、エアロゾル発生モジュール１００が完全には霧化室内に挿入されていない旨が検出された場合には、ユーザに対し注意喚起を行う。
図７に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、いずれも第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に設置される。
第１識別部材１２２は、第１パッケージ層１１２内の周側壁に間隔を置いて設置される。
これらの実施例では、エアロゾル発生モジュール１００内の識別部材１２０の数を複数とし、複数の識別部材１２０における第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４を第１パッケージ層１１２の周方向に間隔を置いて設置する。且つ、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４は、いずれも第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置する。これにより、エアロゾル発生モジュール１００の周方向の組立誤差に起因するエアロゾル発生モジュール１００が識別されないとの問題を回避可能となる。
図８に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２は、第１パッケージ層１１２とエアロゾル生成基質１１４の間に位置し、第２識別部材１２４はエアロゾル生成基質１１４内に位置する。
これらの実施例では、第１識別部材１２２と第２識別部材１２４の位置をずらして設置することで、エアロゾル霧化装置のマイクロ波モジュールによるスイープ過程において、識別部材１２０を有するエアロゾル発生モジュール１００の識別効率を向上可能とする。
説明すべき点として、複数の識別部材１２０をいずれも第１パッケージ層１１２内に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル発生モジュール１００の外部に直接露出することに伴う識別部材１２０の摩耗の問題が回避される。
図９に示すように、いくつかの実施例において、第１識別部材１２２及び第２識別部材１２４はいずれも第１パッケージ層の外側壁に位置する。
いくつかの実施例において、識別部材１２０の形状は、角柱、角錐、円錐、球体のうちの１又は複数を含む。
本実施例では、識別部材１２０の生産過程において、実際の必要性に応じて識別部材１２０の形状を合理的に設定可能である。識別部材１２０の形状は、角柱、角錐、円錐、球体を含むが、これらに限らない。
上記いずれかの実施例において、識別部材１２０の誘電率の値の範囲は１０～１００とする。及び／又は、識別部材１２０の誘電損失の値の範囲は０～０．１とする。
本実施例において、識別部材１２０の誘電損失の好ましい値の範囲は０～０．０１であり、識別部材１２０の誘電率の好ましい値の範囲は５０～１００である。識別部材１２０の誘電損失及び誘電率の値の範囲を具体的に限定することで、識別部材１２０がマイクロ波を過度に吸収しないよう実現可能となる。これにより、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質１１４に作用し得るよう保証され、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
上記いずれかの実施例において、識別部材１２０は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックスのうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
本実施例において、識別部材１２０は誘電セラミックス材料を含む。誘電セラミックス材料は、高い抵抗率、高い誘電率及び低い誘電損失を有している。識別部材１２０がマイクロ波を過度に吸収しないようにすることで、マイクロ波モジュールが発生させるマイクロ波がいずれもエアロゾル生成基質１１４に作用し得るよう保証され、識別部材１２０がエアロゾル生成基質１１４の霧化効果に影響を及ぼすとの事態が回避される。
誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックス材料のうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む。
酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウムの誘電率は３０～４０の範囲内であり、希土類混晶系セラミックス材料の誘電率は７０～９０の範囲内である。
識別部材１２０を製造する際には、上記材料のうちの１又は複数を選択して識別部材１２０を製造することで、識別部材１２０の誘電率を調整し、識別部材１２０の誘電率を適切な範囲内とすればよい。
図１及び図１０に示すように、本発明の第２の実施例では、エアロゾル発生装置２１０及びエアロゾル発生モジュール１００を含むエアロゾル発生システム２００を提供する。
エアロゾル発生装置２１０は、霧化室及びマイクロ波モジュール２１２を含む。マイクロ波モジュール２１２は、霧化室内にマイクロ波を導入するために用いられる。
エアロゾル発生モジュール１００の少なくとも一部は霧化室内に位置する。エアロゾル発生モジュール１００には、上記いずれかの実施例におけるエアロゾル発生モジュール１００を選択する。
本発明の実施例は、エアロゾル発生システム２００を提供する。エアロゾル発生システム２００は、エアロゾル発生装置２１０及びエアロゾル発生モジュール１００を含む。エアロゾル発生装置２１０は、開口、霧化室及びマイクロ波モジュール２１２を含む。エアロゾル発生モジュール１００は、開口を通じて霧化室内に挿入される。エアロゾル発生装置２１０が、エアロゾル発生モジュール１００をマイクロ波加熱するようマイクロ波モジュール２１２を制御する前に、マイクロ波モジュール２１２は、マイクロ波モジュール２１２の最適運転周波数点を決定すべくスイープ運転を行うが、最適運転周波数点は霧化室内におけるエアロゾル発生モジュール１００の共振周波数に関連するため、エアロゾル発生モジュール１００の種類を識別可能である。且つ、エアロゾル発生モジュール１００の種類に基づき適切な運転モードを設定し、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質を加熱することで、エアロゾル発生装置２１０の霧化効率が向上する。これにより、エアロゾル発生装置２１０が、エアロゾル発生モジュール１００内のエアロゾル生成基質の種類を識別可能となり、且つ、種類の違いに応じて対応する加熱モードを設定するとの状況が実現される。よって、エアロゾル発生装置２１０による異なる種類のエアロゾル生成基質に対する霧化効果が向上する。
上記いずれかの実施例において、霧化室は強場領域を含む。エアロゾル発生モジュール１００内の識別部材１２０は霧化室の強場領域に位置する。強場領域は、マイクロ波モジュール２１２が霧化室内にマイクロ波を導入することで形成されるマイクロ波の強場領域である。
本実施例において、マイクロ波モジュール２１２は霧化室内にマイクロ波を導入する。マイクロ波は霧化室内で伝達されるが、マイクロ波伝送特性の影響を受けて、霧化室内には強場領域と弱場領域が形成される。エアロゾル生成基質区間１１０内のエアロゾル生成基質１１４は霧化室の強場領域内に設置されるため、エアロゾル生成基質１１４に対するマイクロ波加熱による霧化効果を保証可能である。よって、識別部材１２０についても強場領域に設置することで、識別部材１２０がエアロゾル発生モジュール１００の共振周波数に影響を及ぼし得るよう保証可能となる。
上記いずれかの実施例において、エアロゾル発生装置２１０は、更に、内部に霧化室が設置される筐体２１４と、共振ロッド２１６を含む。共振ロッド２１６の第１端は霧化室の底壁に連なり、共振ロッド２１６の第２端はエアロゾル発生モジュール１００に対向して設置される。
本実施例において、共振ロッド２１６は霧化室内に装着される。また、共振ロッド２１６の直径は霧化室の直径よりも小さい。よって、共振ロッド２１６の外側壁と霧化室の内側壁の間には隙間が設置されており、当該部分の間隔内でマイクロ波を伝達可能である。共振ロッド２１６は導体とすることができる。また、共振ロッド２１６は金属材料で製造可能である。例えば、共振ロッド２１６は、銅、アルミニウム、鉄等、或いはその合金で製造される。
共振ロッド２１６は、マイクロ波の伝送及びマイクロ波の伝送速度の向上に用いられる。マイクロ波は、霧化室内での伝達時に減衰が生じにくいことから、マイクロ波がエアロゾル生成基質１１４に作用する際の効果が向上する。これにより、マイクロ波を効率的且つ迅速にエアロゾル生成基質１１４に作用させられるため、ユーザの使用ニーズを満たすのに有利である。
上記いずれかの実施例において、マイクロ波モジュール２１２は、筐体２１４の側壁に設置されるマイクロ波導入部２１２２と、マイクロ波導入部２１２２に連なるマイクロ波発射源２１２４を含む。マイクロ波発射源２１２４から出力されたマイクロ波は、マイクロ波導入部２１２２を通じて霧化室に導入される。そして、マイクロ波は、共振ロッド２１６の第１端から共振ロッド２１６の第２端に向かう方向に伝達される。
本実施例において、マイクロ波発射源２１２４はマイクロ波を発生可能であり、マイクロ波は、マイクロ波導入部２１２２を通じて霧化室内に導入される。マイクロ波導入部２１２２を設置することで、霧化室内におけるマイクロ波の導入位置を変化させられるため、霧化室内の部品を回避することも、マイクロ波を安定的に共振ロッド２１６の第１端から共振ロッド２１６の第２端に伝達するよう保証することも可能となる。
明確にすべき点として、本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、「複数の」との用語は、２つ又は２つ以上を意味する。また、別途明確に限定している場合を除き、「上」、「下」等の用語が示す方向又は位置関係は、図示に基づく方向又は位置関係であって、本発明をより記載しやすくし、且つ記載過程を更に簡便にするためのものにすぎず、対象となる装置又は部材が、記載した特定の方向を有し、特定の方向で構成及び操作されねばならないことを明示又は暗示するためのものではない。よって、これらの記載は、本発明を制約するものと解釈すべきではない。また、「接続する」、「装着する」、「固定する」等の用語はいずれも広義に解釈すべきである。例えば、「接続する」とは、複数の対象間の固定的な接続であってもよいし、複数の対象間の取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよい。且つ、複数の対象間の直接的な連なりであってもよいし、複数の対象間の中間媒体を介した間接的な連なりであってもよい。当業者は、上記用語の具体的状況に基づき、本発明における上記用語の具体的意味を解釈可能である。
本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「具体的実施例」等の用語による記載は、その実施例又は例示を組み合わせて記載する具体的な特徴、構造、材料又は特性が本発明の少なくとも１つの実施例又は例示に含まれることを意味する。本発明の特許請求の範囲、明細書及び図面において、上記用語についての概略的記載は、必ずしも同一の実施例又は事例を示すとは限らない。且つ、記載する具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例或いは例示において適切な方式で組み合わせ可能である。
以上は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を制限するものではない。当業者にとって、本発明には各種の変更及び変形が存在し得る。本発明の精神及び原則の範囲内で実施される何らかの修正、同等の置換、改良等は、いずれも本発明の保護の範囲に含まれるものとする。
１００ エアロゾル発生モジュール
１１０ エアロゾル生成基質区間
１１２ 第１パッケージ層
１１４ エアロゾル生成基質
１２０ 識別部材
１２２ 第１識別部材
１２４ 第２識別部材
１３０ 濾過区間
１３２ 第２パッケージ層
１３４ フィルタ
１３６ 降温部
２００ エアロゾル発生システム
２１０ エアロゾル発生装置
２１２ マイクロ波モジュール
２１２２ マイクロ波導入部
２１２４ マイクロ波発射源
２１４ 筐体
２１６ 共振ロッド
１１０ エアロゾル生成基質区間
１１２ 第１パッケージ層
１１４ エアロゾル生成基質
１２０ 識別部材
１２２ 第１識別部材
１２４ 第２識別部材
１３０ 濾過区間
１３２ 第２パッケージ層
１３４ フィルタ
１３６ 降温部
２００ エアロゾル発生システム
２１０ エアロゾル発生装置
２１２ マイクロ波モジュール
２１２２ マイクロ波導入部
２１２４ マイクロ波発射源
２１４ 筐体
２１６ 共振ロッド
Claims (10)
- 第１パッケージ層及びエアロゾル生成基質を含み、前記第１パッケージ層が中空の第１円柱体を形成し、前記エアロゾル生成基質が前記第１円柱体内に収容されるエアロゾル生成基質区間と、
前記エアロゾル生成基質区間に固定され、波動透過性材料で製造される識別部材と、を含むエアロゾル発生モジュール。 - 更に、第２パッケージ層及びフィルタを含み、前記第２パッケージ層が中空の第２円柱体を形成し、前記フィルタが前記第２円柱体内に収容される濾過区間、を含む請求項１に記載のエアロゾル発生モジュール。
- 前記識別部材は前記エアロゾル生成基質内に位置し、或いは、前記識別部材は前記第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置する請求項１に記載のエアロゾル発生モジュール。
- 前記識別部材の数は少なくとも２つであり、少なくとも２つの前記識別部材は第１識別部材及び第２識別部材を含み、
前記第１識別部材及び第２識別部材はいずれも前記エアロゾル生成基質内に位置し、或いは、
前記第１識別部材は前記エアロゾル生成基質内に位置し、前記第２識別部材は前記第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、或いは、
前記第１識別部材は前記第１パッケージ層とエアロゾル生成基質の間に位置し、前記第２識別部材はいずれも前記エアロゾル生成基質内に位置する請求項３に記載のエアロゾル発生モジュール。 - 前記識別部材の誘電率の値の範囲は１０～１００であり、及び／又は、
前記識別部材の誘電損失の値の範囲は０～０．１である請求項１～４のいずれか１項に記載のエアロゾル発生モジュール。 - 前記識別部材は誘電セラミックス材料を含み、前記誘電セラミックス材料は、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、希土類混晶系セラミックスのうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む請求項５に記載のエアロゾル発生モジュール。
- 霧化室及びマイクロ波モジュールを含み、前記マイクロ波モジュールが前記霧化室内にマイクロ波を導入するために用いられるエアロゾル発生装置と、
少なくとも一部が前記霧化室内に位置する上記請求項１～６のいずれか１項に記載のエアロゾル発生モジュールと、を含むエアロゾル発生システム。 - 前記霧化室は、
強場領域を含み、前記エアロゾル発生モジュール内の前記識別部材は前記霧化室の前記強場領域に位置し、前記強場領域は、前記マイクロ波モジュールが前記霧化室内にマイクロ波を導入することで形成されるマイクロ波の強場領域である請求項７に記載のエアロゾル発生システム。 - 前記エアロゾル発生装置は、
内部に前記霧化室が設置される筐体と、
第１端が前記霧化室の底壁に連なり、第２端が前記エアロゾル発生モジュールに対向して設置される共振ロッドと、を含む請求項７に記載のエアロゾル発生システム。 - 前記マイクロ波モジュールは、
前記筐体の側壁に設置されるマイクロ波導入部と、
前記マイクロ波導入部に連なるマイクロ波発射源と、を含み、
前記マイクロ波発射源から出力されたマイクロ波は、前記マイクロ波導入部を通じて前記霧化室に導入され、前記マイクロ波は、前記共振ロッドの第１端から前記共振ロッドの第２端に向かう方向に伝達される請求項９に記載のエアロゾル発生システム。
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