JP7312194B2 - 二つのアトマイザー組立品を備えるエアロゾル発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、第一のメッシュ要素を備える第一のアトマイザー組立品と、第二のメッシュ要素を備える第二のアトマイザー組立品とを備えるエアロゾル発生装置に関する。本発明はまた、エアロゾル発生装置を備えるエアロゾル発生システムに関する。

電池および制御電子回路を備える電源セクションと、貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の供給、および電気的に作動するアトマイザー組立品を備えるカートリッジとから成る、手持ち式の電気的に作動するエアロゾル発生システムが周知である。一部の実施例において、アトマイザー組立品は、液体エアロゾル形成基体を加熱および気化することによってエアロゾルを発生するための電気発熱体を備えうる。

一部の装置は、一つ以上のノズルを画定するメッシュ要素を備えるアトマイザー組立品を備え、装置は液体エアロゾル形成基体をメッシュ要素の一方の側に供給するように配設されている。メッシュ要素は、液体エアロゾル形成基体の供給に対して振動し、ノズルを通して液体エアロゾル形成基体の液滴を押し出すことによってエアロゾルを発生させうる。この配設は、能動メッシュ要素と呼ばれる場合がある。

代替的な配設は、メッシュ要素に対して液体エアロゾル形成基体の供給を振動させるように、かつノズルを通して液体エアロゾル形成基体の液滴を押し出すように配設されたアクチュエータを備えうる。この配設は、受動メッシュ要素と呼ばれる場合がある。

メッシュ要素を備えるアトマイザー組立品は、特定の液体エアロゾル形成基体用のアトマイザー組立品によって発生されうる最小液滴サイズを示すことになる。液滴のサイズは、エアロゾル化された液体エアロゾル形成基体の肺送達に影響を与えうる。例えば、より小さい液滴サイズは典型的に、肺系統の中のより深くに送達される。

ユーザーに対して液体エアロゾル形成基体の最適化された送達を容易にするエアロゾル発生装置を提供することが望ましいであろう。

本発明の第一の態様によると、第一のメッシュ要素を備える第一のアトマイザー組立品を備えるエアロゾル発生装置が提供されていて、第一のメッシュ要素は、それぞれが約２．５マイクロメートル以下の最小直径を有する複数の第一のノズルを画定する。エアロゾル発生装置はまた、第二のメッシュ要素を備える第二のアトマイザー組立品を備え、第二のメッシュ要素は、それぞれが約３マイクロメートル～約１０マイクロメートルの最小直径を有する複数の第二のノズルを画定する。エアロゾル発生装置はまた、第一の液体貯蔵部を受容するための第一の装置コネクターであって、第一の液体を第一の液体貯蔵部から第一のアトマイザー組立品に供給するように配設された第一の装置コネクターを備える。エアロゾル発生装置はまた、第二の液体貯蔵部を受容するための第二の装置コネクターであって、第二の液体を第二の液体貯蔵部から第二のアトマイザー組立品に供給するように配設された第二の装置コネクターを備える。

本明細書で使用される「ノズル」という用語は、液体がメッシュ要素を通って移動するための通路を提供するメッシュ要素を通した開口部、穴または孔を意味する。

本発明の発明者らは、液体エアロゾル形成基体の一部の成分（ニコチンなど）については、肺送達を増大または最大化するために約３マイクロメートル未満のエアロゾル液滴サイズを発生させることが望ましいことを認識している。しかし、本発明の発明者らは、高濃度のエアロゾル形成体および風味剤などの他の成分を含む一部の液体エアロゾル形成基体については、液体エアロゾル形成基体の高い粘度が約３マイクロメートル未満のエアロゾル液滴を発生させることを困難にすることをさらに認識している。例えば、それぞれが約３マイクロメートル未満の最小直径を有するノズルを備えるメッシュ要素と組み合わせて、高粘度の液体エアロゾル形成基体を使用する時、ノズルを通して液体を押し出すために必要な圧力は非実用的に高い。

本発明によるエアロゾル発生装置は、それぞれが約２．５マイクロメートル以下の最小直径を有する複数の第一のノズルを有する第一のメッシュ要素を備える第一のアトマイザー組立品を備える。本発明によるエアロゾル発生装置はまた、それぞれが約３マイクロメートル～約１０マイクロメートルの最小直径を有する複数の第二のノズルを有する第二のメッシュ要素を備える第二のアトマイザー組立品を備える。

有利なことに、第一のアトマイザー組立品は、約３マイクロメートル未満のサイズを有するエアロゾル液滴の発生を容易にする。

有利なことに、第二のアトマイザー組立品は、約３マイクロメートルより大きいサイズを有するエアロゾル液滴の発生を容易にする。

有利なことに、第一のアトマイザー組立品は、比較的低い粘度を有する第一の液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するために使用されうる。有利なことに、第一のアトマイザー組立品は、第一の液体エアロゾル形成基体の肺送達が望ましい場合、約３マイクロメートル未満のサイズを有するエアロゾル液滴を発生するために使用されうる。例えば、第一のアトマイザー組立品は、ニコチンおよび比較的高い含水量を含む液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するために使用されうる。

有利なことに、第二のアトマイザー組立品は、比較的高い粘度を有する第二の液体エアロゾル形成基体を同時にエアロゾル化するために使用されうる。例えば、第二のアトマイザー組立品は、エアロゾル形成体および比較的低い含水量を含む液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するために使用されうる。有利なことに、第一のメッシュ要素と比較してより大きい、第二のメッシュ要素のノズルは、比較的高い粘度の液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するために必要な圧力を減少または最小化する。

有利なことに、第二のアトマイザー組立品は、第二の液体エアロゾル形成基体の肺送達が必要なく、口腔への送達で十分であるかまたはそれが望ましい場合、約３マイクロメートルより大きいサイズを有するエアロゾル液滴を発生するために使用されうる。例えば、第二のアトマイザー組立品は、口腔への送達のために風味剤を含む液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するために使用されうる。典型的に、風味剤を含む液体エアロゾル形成基体は、比較的高い粘度を示す。従って、有利なことに、第二のメッシュ要素のより大きいノズルは、風味剤を含む液体エアロゾル形成基体をエアロゾル化するのに特に適している。

第一のノズルのそれぞれは、約２マイクロメートルの最小直径を有することが好ましい。

エアロゾル発生装置は、第一の液体貯蔵部から第一の装置コネクターによって供給される第一の液体および第二の液体貯蔵部から第二の装置コネクターによって供給される第二の液体のうちの少なくとも一つを加熱するように配設された少なくとも一つの電気発熱体をさらに備えうる。有利なことに、液体を加熱することは、液体の粘度を減少させうる。有利なことに、液体の粘度を減少させることは、メッシュ要素のノズルを通して液体を押し出すことによって形成される液滴のサイズを減少または最小化しうる。有利なことに、液体の粘度を減少させることは、メッシュ要素のノズルを通して液体を押し出すために必要な圧力を減少または最小化しうる。

少なくとも一つの電気発熱体は、第一の液体貯蔵部から第一の装置コネクターによって供給される第一の液体を加熱するように配設された第一の電気発熱体と、第二の液体貯蔵部から第二の装置コネクターによって供給される第二の液体を加熱するように配設された第二の電気発熱体とを備えうる。

第一の電気発熱体は、第一のメッシュ要素の表面上に位置付けられてもよい。第二の電気発熱体は、第二のメッシュ要素の表面上に位置付けられてもよい。

第一の電気発熱体および第二の電気発熱体のそれぞれは、微小電気機械システム発熱体を備えうる。

各電気発熱体は、接着層を備えてもよい。接着層は、対応するメッシュ要素の表面への電気発熱体の接着を容易にしうる。接着層は金属を含んでもよい。接着層はタンタルを含んでもよい。

各電気発熱体は、一つ以上の抵抗加熱トラックを備えうる。一つ以上の抵抗加熱トラックは、金属を含んでもよい。一つ以上の抵抗加熱トラックは、プラチナ、ニッケル、ポリシリコンのうちの少なくとも一つを含みうる。

各電気発熱体は、パッシベーション層を備えてもよい。パッシベーション層は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。パッシベーション層は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウムのうちの少なくとも一つを含んでもよい。

第一のアトマイザー組立品は、第一の弾性変形可能要素と、第一のメッシュ要素と第一の弾性変形可能要素の間に位置付けられた第一のくぼみとを備えうる。第一のアトマイザー組立品はまた、第一のくぼみへの、霧状にされる第一の液体の供給を提供するための第一の液体入口と、第一の弾性変形可能要素を振動するように配設された第一のアクチュエータとを備えうる。

第二のアトマイザー組立品は、第二の弾性変形可能要素と、第二のメッシュ要素と第二の弾性変形可能要素の間に位置付けられた第二のくぼみとを備えうる。第二のアトマイザー組立品はまた、第二のくぼみへの、霧状にされる第二の液体の供給を提供するための第二の液体入口と、第二の弾性変形可能要素を振動するように配設された第二のアクチュエータとを備えうる。

使用中、各アトマイザー組立品によって霧状にされる液体は、液体入口を通してくぼみに供給される。アクチュエータは弾性変形可能要素を振動させて、くぼみ内の液体の少なくとも一部を、メッシュ要素の少なくとも一つのチャネルおよび少なくとも一つのノズルを通して押し出す。メッシュ要素の少なくとも一つのノズルを通って押し出された液体は、少なくとも一つの液滴を形成する。少なくとも一つの液滴を形成するために少なくとも一つのノズルを通って押し出された液体の運動量は、少なくとも一つの液滴をメッシュ要素から離れて運ぶ。従って、使用中に各アトマイザー組立品は、メッシュ要素を通して排出された液滴を含むエアロゾルを発生する。

各アトマイザー組立品は、メッシュ要素と弾性変形可能要素の間にくぼみを少なくとも部分的に画定する一つ以上の壁を備えうる。各アトマイザー組立品は、少なくとも一つの側壁を備えうる。くぼみは、メッシュ要素、弾性変形可能要素、および少なくとも一つの側壁によって境界を与えられうる。液体入口は、少なくとも一つの側壁を通って延びてもよい。

各アトマイザー組立品のくぼみは、任意の適切な形状およびサイズとしうる。各アトマイザー組立品のくぼみは、実質的に円筒状でありうる。

各アクチュエータは、弾性変形可能要素を、メッシュ要素に向かって、およびメッシュ要素から離れるように振動させるように配設されていることが好ましい。弾性変形可能要素は、メッシュ要素の反対側に配設されていることが好ましい。

各アクチュエータは、任意の適切なタイプのアクチュエータを含みうる。各アクチュエータは、圧電素子を備えてもよい。

各アトマイザー組立品は、予圧要素と弾性変形可能要素の間のアクチュエータを圧縮するように配設された予圧要素を備えうる。各予圧要素は、予圧要素と弾性変形可能要素の間のアクチュエータの圧縮を変化させるように調節可能であってもよい。各予圧要素は調節可能であってもよい。各予圧要素はねじを備えてもよい。各予圧要素は手動で調節可能であってもよい。各予圧要素は自動調節可能であってもよい。各アトマイザー組立品は、予圧要素を移動して予圧要素と弾性変形可能要素の間のアクチュエータの圧縮を変化させるように配設されたモーターを備えてもよい。

エアロゾル発生装置は、電源と、電源から第一のアクチュエータおよび第二のアクチュエータのそれぞれへの電力供給を制御するよう配設されたコントローラとを備えることが好ましい。使用中に、コントローラは、本明細書に記載の通り、電源から第一および第二のアクチュエータのそれぞれへの電力供給を制御し、第一および第二のメッシュ要素を通して液滴を排出する。

エアロゾル発生装置が少なくとも一つの電気発熱体を備える実施形態において、コントローラは、電源から少なくとも一つの電気発熱体への電力供給を制御するように配設されていることが好ましい。エアロゾル発生装置は、使用中に少なくとも一つの電気発熱体を約２０℃～約１００℃の温度に加熱するように配設されていることが好ましい。エアロゾル発生装置は、使用中に少なくとも一つの電気発熱体を約７０℃～約９０℃の温度に加熱するように配設されていることが好ましい。エアロゾル発生装置は、使用中に少なくとも一つの電気発熱体を約８０℃の温度に加熱するように配設されていることが好ましい。

電源はＤＣ電圧源であってもよい。好ましい実施形態において、電源は電池である。例えば、電源はニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、またはリチウム系電池（例えば、リチウムコバルト電池、リン酸鉄リチウム電池、またはリチウムポリマー電池）であってもよい。別の方法として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合があり、また複数の液体貯蔵部を有するエアロゾル発生装置の使用のために十分なエネルギーの蓄積が可能な容量を有してもよい。

第一および第二の装置コネクターのそれぞれは、バヨネットコネクター、ねじコネクター、磁気コネクター、および締まり嵌めコネクターのうちの少なくとも一つを含みうる。

エアロゾル発生装置はハウジングを備えることが好ましい。第一および第二のアトマイザー組立品、コントローラおよび電源は、ハウジング内に配設されていることが好ましい。第一および第二の装置コネクターは、ハウジング内に配設されてもよい。

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

ハウジングは、エアロゾル発生装置の使用中に、第一および第二のメッシュ要素から排出された液滴を受容するように配設されたエアロゾルチャンバを画定しうる。エアロゾル発生装置は、エアロゾルチャンバと流体連通する空気吸込み口を備えることが好ましい。エアロゾル発生装置は、エアロゾルチャンバと流体連通する空気出口を備えることが好ましい。

エアロゾル発生装置は、空気出口と流体連通するマウスピースを備えうる。マウスピースはハウジングと一体的に形成されうる。マウスピースは、ハウジングから取り外し可能でもよい。

使用中に、ユーザーはマウスピースを吸って、空気吸込み口を通してエアロゾルチャンバの中に空気を引き出す。空気は、エアロゾルチャンバを通って流れ、ここで第一および第二のメッシュ要素から排出された液滴が気流内に同伴されてエアロゾルを形成する。エアロゾルは、空気出口を通ってエアロゾルチャンバから流れ出て、マウスピースを通してユーザーに送達される。

エアロゾル発生装置は、ユーザーが吸煙していることを示す気流を検出するためのセンサーを備えてもよい。気流センサーは電気機械装置であってもよい。気流センサーは、機械式装置、光学式装置、光学機械式装置、および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのセンサーのうちのいずれであってもよい。コントローラは、ユーザーが吸煙していることを示す気流センサーからの信号に応答して、電源から各アトマイザー組立品のアクチュエータに電力を供給するように配設されうる。

エアロゾル発生装置は、ユーザーが吸煙を開始するための手動スイッチを備えてもよい。コントローラは、手動操作可能なスイッチからの信号に応答して、電源から各アトマイザー組立品のアクチュエータに電力を供給するように配設されうる。

エアロゾル発生装置は、電力が電源から各アトマイザー組立品のアクチュエータに供給されている時を示すためのインジケータを備えることが好ましい。インジケータは、電力が電源から各アトマイザー組立品のアクチュエータに供給されている時に点灯するように配設されたライトを備えうる。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置を別の電気的な装置に接続することを可能にする、外部プラグまたはソケットのうちの少なくとも一つと、少なくとも一つの外部電気接点とを備えてもよい。例えば、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置を別のＵＳＢ使用可能装置に接続することを可能にする、ＵＳＢプラグまたはＵＳＢソケットを備えてもよい。ＵＳＢプラグまたはソケットは、エアロゾル発生装置をＵＳＢ充電装置に接続して、エアロゾル発生装置内の再充電可能電源を充電することを可能にしうる。ＵＳＢプラグまたはソケットは、エアロゾル発生装置へのデータ転送、もしくはエアロゾル発生装置からのデータ転送、またはその両方に対応しうる。データをエアロゾル発生装置に転送するために、エアロゾル発生装置はコンピュータに接続可能であってもよい。

エアロゾル発生装置がＵＳＢプラグまたはソケットを備える実施形態において、エアロゾル発生装置は、使用されていない時にＵＳＢプラグまたはソケットを覆う取り外し可能なカバーをさらに備えてもよい。ＵＳＢプラグまたはソケットがＵＳＢプラグである実施形態において、ＵＳＢプラグは追加的に、または別の方法として、装置内に選択的に格納可能であってもよい。

本発明の第二の態様によると、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる、本発明の第一の態様によるエアロゾル発生装置を備えるエアロゾル発生システムが提供されている。エアロゾル発生システムはまた、第一の液体エアロゾル形成基体を含有する第一の液体貯蔵部と、第二の液体エアロゾル形成基体を含有する第二の液体貯蔵部とを備える。

使用中に、第一の液体貯蔵部は第一の装置コネクターによって少なくとも部分的に受容され、第一の液体エアロゾル形成基体を第一のアトマイザー組立品の第一の液体入口に供給する。使用中に、第二の液体貯蔵部は第二の装置コネクターによって少なくとも部分的に受容され、第二の液体エアロゾル形成基体を第二のアトマイザー組立品の第二の液体入口に供給する。

各液体貯蔵部は容器を備え、液体エアロゾル形成基体は容器内に位置付けられていることが好ましい。容器は任意の適切な材料から形成されうる。容器は、ガラス、金属、およびプラスチックのうちの少なくとも一つから形成されうる。容器は透明であってもよい。容器は半透明であってもよい。

容器は開口を画定し、それを通って液体エアロゾル形成基体が容器から流れうる。各液体貯蔵部は、液体エアロゾル形成基体を容器内に密封するために開口の上を覆うシールを備えることが好ましい。シールは、取り外し可能であるか、壊れやすいかのうちの少なくともいずれかであることが好ましい。エアロゾル発生装置は、第一の液体貯蔵部が第一の装置コネクターによって少なくとも部分的に受容された時に、第一のシールを貫通するように配設された第一の貫通要素を備えうる。エアロゾル発生装置は、第二の液体貯蔵部が第二の装置コネクターによって少なくとも部分的に受容された時に、第二のシールを貫通するように配設された第二の貫通要素を備えうる。

第一の液体貯蔵部は、エアロゾル発生装置の第一の装置コネクターと接続するように配設された第一の貯蔵部コネクターを備えうる。第一の貯蔵部コネクターは、バヨネットコネクター、ねじコネクター、磁気コネクター、および締まり嵌めコネクターのうちの少なくとも一つを含みうる。

第二の液体貯蔵部は、エアロゾル発生装置の第二の装置コネクターと接続するように配設された第二の貯蔵部コネクターを備えうる。第二の貯蔵部コネクターは、バヨネットコネクター、ねじコネクター、磁気コネクター、および締まり嵌めコネクターのうちの少なくとも一つを含みうる。

第一の液体エアロゾル形成基体は、第一の液体エアロゾル形成基体の少なくとも約４０重量パーセントの量の水を含むことが好ましい。第一の液体エアロゾル形成基体は、プロピレングリコール、グリセリン、ニコチン、および風味剤のうちの少なくとも一つをさらに含んでもよい。第一の液体エアロゾル形成基体は、第一の液体エアロゾル形成基体の約０．５重量パーセント～約１０重量パーセントの量のニコチンを含んでもよい。ニコチンを含有する第一の液体エアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスを含みうる。第一の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。第一の液体エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。第一の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。第一の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。第一の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。

第二のエアロゾル形成基体は、第二のエアロゾル形成基体の約４０重量パーセント未満の量の水を含んでもよい。第二のエアロゾル形成基体は、第二のエアロゾル形成基体の約３０重量パーセント未満の量の水を含んでもよい。第二のエアロゾル形成基体は、第二のエアロゾル形成基体の約２０重量パーセント未満の量の水を含んでもよい。第二のエアロゾル形成基体は、風味剤と、プロピレングリコールおよびグリセリンのうちの少なくとも一つとを含んでもよい。第二の液体エアロゾル形成基体は、第二の液体エアロゾル形成基体の少なくとも約３５重量パーセントの量のグリセリンを含んでもよい。

本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図１は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生装置で使用するためのメッシュ要素の断面図を示す。 図２は、図１のメッシュ要素の平面図を示す。 図３は、図１のメッシュ要素の一部分の拡大断面図を示す。 図４は、図１のメッシュ要素の単一のノズルの断面図を示す。 図５は、図１のメッシュ要素を備えるアトマイザー組立品の斜視断面図を示す。 図６は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生システムの部分的分解断面図を示す。

図１および図２は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生装置で使用するためのメッシュ要素１０を示す。メッシュ要素１０は、複数の円筒状チャネル１４を画定する第一の層１２と、複数のノズル１８を画定する第二の層１６とを備える。ノズル１８は群にされて配設されていて、ノズル１８の各群はチャネル１４の一つの上にある。

メッシュ要素１０はまた、第二の層１６上に位置付けられた電気発熱体１９を備える。使用中に、電気発熱体１９はメッシュ要素１０を加熱し、これがノズル１８を通して排出される液体を加熱する。

図３および図４は、チャネル１４のうちの一つと、ノズル１８のうちの一つとの拡大断面図を示す。第一の層１２は、第一の表面２０および第二の表面２２を備える。第二の層１６は、第一の層１２の第二の表面２２に面する内表面２４を備える。第二の層１６はまた、外表面２６を備え、その上に疎水性被覆２８が提供されている。第一および第二の層１２、１６は、シリコンウェハーから形成されている。埋め込み酸化物層３０は、メッシュ要素１０の製造中に第一の層１２および第二の層１６が一緒に結合される前に、第一の層１２の第二の表面２２の酸化によって形成されている。

各ノズル１８は、各ノズル１８が第二の層１６の内表面２４にて最大直径３４を有し、第二の層１６の外表面２６にて最小直径３６を有するように、三角形の断面形状を有する。各ノズル１８の最小直径３６は、使用中にノズル１８を通して排出される液滴の望ましいサイズに従って選択されている。

図５は、図１のメッシュ要素１０を備えるアトマイザー組立品５０の斜視断面図を示す。メッシュ要素１０はメッシュ要素ハウジング５２内に受容されている。アトマイザー組立品５０はまた、弾性変形可能要素５４と、弾性変形可能要素５４を振動するように配設されたアクチュエータ５６とを備える。アクチュエータ５６は圧電アクチュエータである。

アトマイザー組立品５０はまた、予圧要素５８と弾性変形可能要素５４の間のアクチュエータ５６を圧縮するように配設された予圧要素５８を備える。予圧要素５８、アクチュエータ５６、および弾性変形可能要素５４は、アクチュエータハウジング６０内に配設されている。アクチュエータハウジング６０は、メッシュ要素ハウジング５２に取り付けられていて、メッシュ要素１０と弾性変形可能要素５４の間のくぼみ６２を画定する。アクチュエータハウジング６０は、霧状にされる液体の供給をくぼみ６２に提供するための液体入口６４を画定する。

使用中、霧状にされる液体は液体入口６４を通してくぼみ６２に供給される。アクチュエータ５６は弾性変形可能要素５４を振動させて、メッシュ要素１０のチャネル１４およびノズル１８を通してくぼみ６２内の少なくとも一部の液体を押し出す。メッシュ要素１０のノズル１８を通して押し出された液体は、液滴を形成する。液滴を形成するためにノズル１８を通して押し出された液体の運動量は、液滴をメッシュ要素１０から離れて運ぶ。従って、使用中に、アトマイザー組立品５０は、メッシュ要素１０を通して排出された液滴を含むエアロゾルを発生する。

図６は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生システム７０の断面図を示す。エアロゾル発生システム７０は、エアロゾル発生装置７２と、第一の液体貯蔵部７４と、第二の液体貯蔵部７４’とを備える。
エアロゾル発生装置７２は、第一のハウジング部分７８と第二のハウジング部分８０とを備えるハウジング７６を備える。コントローラ８２と、電池を備える電源８４とは、第一のハウジング部分７８内に位置付けられている。マウスピースチャネル８７を画定するマウスピース８５は、第二のハウジング部分８０に接続可能である。

第二のハウジング部分８０は、第一の液体貯蔵部７４および第二の液体貯蔵部７４’を受容するための液体貯蔵チャンバ８６を画定する。第一のハウジング部分７８は、第一および第二の液体貯蔵部７４、７４’の交換を可能にするために、第二のハウジング部分８０から取り外し可能である。

エアロゾル発生装置７２は、第一の液体貯蔵部７４の一部を形成する第一の貯蔵部コネクター９０と係合するための、液体貯蔵チャンバ８６内に位置付けられた第一の装置コネクター８８を備える。エアロゾル発生装置７２はまた、第二の液体貯蔵部７４’の一部を形成する第二の貯蔵部コネクター９０’ と係合するための、液体貯蔵チャンバ８６内に位置付けられた第二の装置コネクター８８’を備える。

エアロゾル発生装置７２は、第二のハウジング部分８０内にそれぞれが位置付けられた第一のアトマイザー組立品５０および第二のアトマイザー組立品５０’ を備える。第一および第二のアトマイザー組立品５０、５０’のそれぞれは、図５のアトマイザー組立品５０と同じ特徴を有する。第一のアトマイザー組立品５０のメッシュ要素１０のノズル１８はそれぞれ、約２．５マイクロメートル以下の最小直径を有する。第二のアトマイザー組立品５０’のメッシュ要素１０’のノズルはそれぞれ、約３マイクロメートル～約１０マイクロメートルの最小直径を有する。

第一のアトマイザー組立品５０の液体入口６４は、第一の装置コネクター８８と流体連通している。第二のアトマイザー組立品５０’の液体入口は、第二の装置コネクター８８’と流体連通している。第一および第二のアトマイザー組立品５０、５０’のメッシュ要素１０、１０’は、第二のハウジング部分８０によって画定されたエアロゾルチャンバ９２内に位置付けられている。

第一の液体貯蔵部７４は、第一の容器９４と、第一の容器９４内に位置付けられた第一の液体エアロゾル形成基体９６とを備える。第一の液体エアロゾル形成基体９６は、１．７重量パーセントのニコチンと、１．２５重量パーセントの風味剤と、２０重量パーセントのグリセリンと、３７．９重量パーセントのプロピレングリコールと、３９．１５重量パーセントの水とを含む。第一の貯蔵部コネクター９０が第一の装置コネクター８８と係合している時に、第一の液体貯蔵部７４からの第一の液体エアロゾル形成基体９６は、第一の貯蔵部コネクター９０と、第一の装置コネクター８８と、第一のアトマイザー組立品５０の液体入口６４とを通って第一のアトマイザー組立品５０のくぼみ６２に供給される。

第二の液体貯蔵部７４’は容器９４と、第二の容器９４’内に位置付けられた第二の液体エアロゾル形成基体９６’とを含む。第二の液体エアロゾル形成基体９６’は、４０重量パーセントのグリセリンと、４０重量パーセントのプロピレングリコールと、２０重量パーセントの水とを含む。第二の貯蔵部コネクター９０’が第二の装置コネクター８８’と係合している時に、第二の液体貯蔵部７４’からの第二の液体エアロゾル形成基体９６’は、第二の貯蔵部コネクター９０’と、第二の装置コネクター８８’と、第二のアトマイザー組立品５０’の液体入口とを通って第二のアトマイザー組立品５０’のくぼみに供給される。

第一のハウジング部分７８が第二のハウジング部分８０に接続されている時に、コントローラ８２は、電源８４から第一および第二のアトマイザー組立品５０、５０’のアクチュエータ５６への電力供給を制御して、第一および第二の液体エアロゾル形成基体９６、９６’の液滴をメッシュ要素１０、１０’からエアロゾルチャンバ９２の中に排出する。

第二のハウジング部分８０は、それぞれがエアロゾルチャンバ９２と流体連通している空気吸込み口９８および空気出口１００を画定する。使用中に、ユーザーはマウスピース８５を吸って、空気吸込み口９８を通してエアロゾルチャンバ９２の中に空気を引き出す。空気は、エアロゾルチャンバ９２を通って流れ、ここでメッシュ要素１０、１０’から排出された第一および第二の液体エアロゾル形成基体９６、９６’の液滴が気流内に同伴されて、エアロゾルを形成する。エアロゾルは、空気出口１００を通ってエアロゾルチャンバ９２から流れ出て、マウスピースチャネル８７を通ってユーザーに送達される。

エアロゾル発生装置７２はまた、エアロゾルチャンバ９２内に位置付けられた気流センサー１０２を備える。気流センサー１０２は、ユーザーがマウスピース８５を吸っていることを示す信号をコントローラ８２に提供するように配設されている。コントローラ８２は、ユーザーがマウスピース８５を吸っていることを示す信号をコントローラが気流センサー１０２から受信した時のみ、電源８４から第一および第二のアトマイザー組立品５０、５０’のアクチュエータ５６への電力を供給するように配設されている。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置であって、
   第一のメッシュ要素を備える第一のアトマイザー組立品であって、前記第一のメッシュ要素が、それぞれ２．５マイクロメートル以下の最小直径を有する複数の第一のノズルを画定する、第一のアトマイザー組立品と、
   第二のメッシュ要素を備える第二のアトマイザー組立品であって、前記第二のメッシュ要素が、それぞれ３マイクロメートル～１０マイクロメートルの最小直径を有する複数の第二のノズルを画定する、第二のアトマイザー組立品と、
   第一の液体貯蔵部を受容するための第一の装置コネクターであって、第一の液体を前記第一の液体貯蔵部から前記第一のアトマイザー組立品に供給するように配設された第一の装置コネクターと、
   第二の液体貯蔵部を受容するための第二の装置コネクターであって、第二の液体を前記第二の液体貯蔵部から前記第二のアトマイザー組立品に供給するように配設された第二の装置コネクターと、を備える、エアロゾル発生装置。
2. 前記第一のノズルのそれぞれが２マイクロメートルの最小直径を有する、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 第一の液体貯蔵部から前記第一の装置コネクターによって供給される第一の液体および第二の液体貯蔵部から前記第二の装置コネクターによって供給される第二の液体のうちの少なくとも一つを加熱するように配設された少なくとも一つの電気発熱体をさらに備える、請求項１または２に記載のエアロゾル発生装置。
4. 電源と、前記電源から前記少なくとも一つの電気発熱体への電力供給を制御して前記少なくとも一つの電気発熱体を７０℃～９０℃の温度に加熱するように配設されたコントローラと、をさらに備える、請求項３に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記少なくとも一つの電気発熱体が、第一の液体貯蔵部から前記第一の装置コネクターによって供給される第一の液体を加熱するように配設された第一の電気発熱体と、第二の液体貯蔵部から前記第二の装置コネクターによって供給される第二の液体を加熱するように配設された第二の電気発熱体と、を備える、請求項３または４に記載のエアロゾル発生装置。
6. 前記第一の電気発熱体が前記第一のメッシュ要素の表面上に位置付けられていて、前記第二の電気発熱体が前記第二のメッシュ要素の表面上に位置付けられている、請求項５に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記第一の電気発熱体および前記第二の電気発熱体のそれぞれが、微小電気機械システム発熱体を備える、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記第一のアトマイザー組立品が、
   第一の弾性変形可能要素と、
   前記第一のメッシュ要素と前記第一の弾性変形可能要素の間に位置付けられた第一のくぼみと、
   霧状にされる第一の液体の供給を前記第一のくぼみに提供するための第一の液体入口と、
   前記第一の弾性変形可能要素を振動するように配設された第一のアクチュエータと、を備え、
   前記第二のアトマイザー組立品が、
   第二の弾性変形可能要素と、
   前記第二のメッシュ要素と前記第二の弾性変形可能要素の間に位置付けられた第二のくぼみと、
   霧状にされる第二の液体の供給を前記第二のくぼみに提供するための第二の液体入口と、
   前記第二の弾性変形可能要素を振動するように配設された第二のアクチュエータと、を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
9. 前記第一のアクチュエータおよび前記第二のアクチュエータのそれぞれが圧電素子を備える、請求項８に記載のエアロゾル発生装置。
10. 電源と、前記電源から前記第一のアクチュエータおよび前記第二のアクチュエータのそれぞれへの電力供給を制御するように配設されたコントローラと、を備える、請求項８または９に記載のエアロゾル発生装置。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置と、
    第一の液体エアロゾル形成基体を含有する第一の液体貯蔵部と、
    第二の液体エアロゾル形成基体を含有する第二の液体貯蔵部と、を備えるエアロゾル発生システム。
12. 前記第一の液体エアロゾル形成基体が、前記第一の液体エアロゾル形成基体の少なくとも４０重量パーセントの量の水を含む、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
13. 前記第一の液体エアロゾル形成基体が、プロピレングリコール、グリセリン、ニコチン、および風味剤のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１２に記載のエアロゾル発生システム。
14. 前記第二の液体エアロゾル形成基体が、前記第二の液体エアロゾル形成基体の４０重量パーセント未満の量の水を含む、請求項１１、１２または１３に記載のエアロゾル発生システム。
15. 前記第二の液体エアロゾル形成基体が、風味剤と、プロピレングリコールおよびグリセリンのうちの少なくとも一つとを含む、請求項１４に記載のエアロゾル発生システム。

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