KR102473479B1 - 버블젯 헤드를 구비하는 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어로졸 송달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 저장조로부터 기화 가열 요소를 구비하는 분무기에 송달하여 증기를 생성하도록 구성된 기구를 구비한다. 예를 들어, 버블젯 헤드는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기에 분배하도록 구성될 수 있다. 버블젯 헤드는 분무기에 확고하게 결합될 수 있다. 버블젯 헤드는 전구체 입구, 방출 가열 요소, 및 전구체 노즐을 구비할 수 있다. 분무기는 기화 가열 요소를 구비할 수 있다.
Description
본 발명은 흡연 물품과 같은 에어로졸 송달 장치에 관한 것이며; 보다 구체적으로는, 에어로졸 생성을 위해 전기적으로 발생된 열을 이용하는 에어로졸 송달 장치(예를 들어, 전자 담배로 통칭되는 흡연 물품)에 관한 것이다. 에어로졸 전구체 조성물을 분무기에 송달하기 위한 기구를 구비하는 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 흡연 물품은 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해 기화될 수 있는, 담배로부터 제조 또는 유래되는 재료를 포함하거나 아니면 담배를 포함하는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수 있다.
사용을 위해 담배 연소를 요구하는 흡연 제품의 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 장치가 오랜 세월 동안 제안되었다. 이들 장치의 대다수는 의도적으로, 담배의 연소에 기인하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 산출하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하도록 설계되었다. 이 목적을 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도의 담배 연소 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 다수의 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는, Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Griffith 2세 등의 미국 특허 공개 제2013/0255702호, 및 Sears 등의 미국 특허 공개 제2014/0096781호에 기재된 배경기술에 제시되어 있는 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 발열 소스를 참조하기 바란다. 또한, 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는, Bless 등의 2014년 2월 3일자 미국 특허 출원 제14/170,838호에서 상표명 및 상업적 소스로 언급되는 다양한 형태의 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 전동 발열 소스를 참조하기 바란다.
그러나, 기능이 개선된 에어로졸 송달 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 분무기에 대한 에어로졸 전구체 조성물 송달을 개선하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 에어로졸 송달 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은 전원에 의해 발생되는 열의 결과로서 에어로졸을 발생시키고 이 에어로졸을 사용자의 입 안으로 흡인되도록 송달하는 능력을 갖는다. 특히 관심있는 것은 전자 담배로서 주지되어 있거나 특징지어지는 장치에 의해 흡연자에게 제공되는 것과 같은 에어로졸 형태의 담배 성분을 제공하는 에어로졸 송달 시스템이다. 본 명세서에 사용되는 용어 "에어로졸"은 가시적인지 여부에 관계없이 또한 "연기와 유사한" 것으로 간주될 수 있는 형태인지 여부에 관계없이 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 타입의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하도록 의미된다.
에어로졸 전구체 조성물을 분무기에 송달하기 위한 기구의 다양한 실시예가 제공된다. 이들 기구는 후술되는 버블젯 헤드를 구비할 수 있다. 본 명세서에 기재되듯이, 버블젯 헤드는 유체에 압력을 가하여 그로부터 하나 이상의 유체 액적을 방출시키는 기포(bubble)를 생성하기 위해 유체(예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물)를 가열하도록 구성된 부품이다. 버블젯 헤드는 웨이퍼, 기판 또는 하우징 내에 수용되거나 구비될 수 있는 입구(예를 들면, 전구체 입구), 방출 가열 요소, 및 노즐(예를 들면, 전구체 노즐)을 구비하는 것으로 정의될 수 있다.
일 양태에서는 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물이 적어도 부분적으로 채워진 저장조를 구비할 수 있다. 추가로, 에어로졸 송달 장치는 저장조와 유체 연통하는 버블젯 헤드를 구비할 수 있다. 상기 버블젯 헤드는 저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 분배하도록 구성될 수 있다. 또한, 에어로졸 송달 장치는 상기 버블젯 헤드에 의해 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 분무기를 구비할 수 있다. 상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 상호 확고하게 결합될 수 있다.
일부 실시예에서 에어로졸 송달 장치는 외측 보디 및 상기 외측 보디 내에 수용되는 하우징을 추가로 구비할 수 있다. 상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 하우징을 거쳐서 상호 확고하게 결합될 수 있다. 상기 버블젯 헤드는 하나 이상의 스페이서를 거쳐서 분무기에 결합될 수 있다. 또한, 상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 연성(flexible) 회로를 거쳐서 전기적으로 결합될 수 있다.
일부 실시예에서 분무기는 하우징, 상기 하우징에 결합되는 기화 가열 요소, 및 상기 하우징에 결합되고 하우징을 지지하도록 구성된 보강 부재를 구비할 수 있다. 상기 보강 부재는 절취부를 가질 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 외측 보디를 추가로 구비할 수 있으며, 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 대해 비제로(nonzero) 각도로 배향된다.
일부 실시예에서 에어로졸 송달 장치는 외측 보디를 구비할 수 있다. 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 실질적으로 평행하게 배향될 수 있다. 버블젯 헤드는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 실질적으로 수직하게 방출하도록 구성될 수 있다. 분무기의 가열 표면은 비평면적(non-planar)일 수 있다. 분무기의 가열 표면은 실질적으로 원추형일 수 있다. 분무기의 가열 표면은 까칠까칠할(textured) 수 있다.
일부 실시예에서 저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드로 인도하도록 구성된 저장조 기판을 구비할 수 있다. 버블젯 헤드는 저장조의 원위 단부에 결합될 수 있다. 버블젯 헤드는 저장조의 측면에 결합될 수 있다. 버블젯 헤드와 분무기는 저장조와 마우쓰피스 사이에 배치될 수 있다. 대안적으로, 저장조는 마우쓰피스와 분무기와 버블젯 헤드 사이에 배치될 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 베이스를 포함하는 카트리지 및 커플러를 포함하는 제어 보디를 추가로 구비할 수 있다. 베이스는 카트리지와 제어 보디 사이에 기계적 및 전기적 연결을 제공하기 위해 커플러와 결합하도록 구성될 수 있다.
추가 양태에서는 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 제공된다. 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 하우징, 저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 분배하도록 구성된 방출 가열 요소를 구비하는 버블젯 헤드, 및 상기 버블젯 헤드에 의해 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 기화 가열 요소를 구비하는 분무기를 구비할 수 있다. 버블젯 헤드와 분무기는 하우징을 거쳐서 상호 결합될 수 있다. 하우징은 에어로졸 송달 장치의 외측 보디 내에 수용되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서 버블젯 헤드는 전구체 입구 및 전구체 노즐을 추가로 구비할 수 있다. 분무기는 에어로졸 출구를 추가로 구비할 수 있다. 에어로졸 출구의 면적은 전구체 노즐의 면적보다 클 수 있다. 방출 가열 요소의 열 질량은 기화 가열 요소의 열 질량보다 작을 수 있다. 방출 가열 요소, 전구체 노즐, 및 기화 가열 요소는 축방향으로 정렬될 수 있다. 하우징은 전구체 입구, 전구체 노즐, 및 에어로졸 출구 중 하나 이상을 가질 수 있다.
추가 양태에서는, 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물이 적어도 부분적으로 채워진 저장조를 구비할 수 있다. 추가로, 에어로졸 송달 장치는 저장조와 유체 연통하는 전구체 입구를 구비하는 하우징, 방출 가열 요소, 및 전구체 노즐을 구비할 수 있다. 방출 가열 요소는 전구체 입구를 통해서 수용된 에어로졸 전구체 조성물을 전구체 노즐을 통해서 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 에어로졸 송달 장치는 하우징으로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 분무기를 구비할 수 있다. 방출 가열 요소와 분무기는 상호 확고하게 결합될 수 있다.
일부 실시예에서 분무기는 하우징 내에 수용될 수 있으며, 하우징과 저장조는 외측 보디 내에 수용될 수 있다. 다른 실시예에서 하우징은 하나 이상의 스페이서를 거쳐서 분무기에 결합될 수 있다. 하우징과 분무기는 연성 회로를 거쳐서 전기적으로 결합될 수 있다.
일부 실시예에서 분무기는 분무기 하우징, 상기 하우징에 결합되는 기화 가열 요소, 및 상기 하우징에 결합되고 하우징을 지지하도록 구성된 보강 부재를 구비할 수 있다. 상기 보강 부재는 절취부를 가질 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 외측 보디를 추가로 구비할 수 있으며, 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 대해 비제로 각도로 배향될 수 있다. 다른 실시예에서는 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 실질적으로 평행하게 배향될 수 있다.
일부 실시예에서 전구체 노즐은 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 실질적으로 수직하게 방출하도록 구성될 수 있다. 분무기의 가열 표면은 비평면적일 수 있다. 분무기의 가열 표면은 실질적으로 원추형일 수 있다. 분무기의 가열 표면은 까칠까칠할 수 있다.
일부 실시예에서 저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 전구체 입구로 인도하도록 구성된 저장조 기판을 구비할 수 있다. 하우징은 저장조의 원위 단부에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서 하우징은 저장조의 측면에 결합될 수 있다. 하우징과 분무기는 저장조와 마우쓰피스 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서 저장조는 마우쓰피스와 분무기 및 하우징 사이에 배치될 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 베이스를 구비하는 카트리지, 및 커플러를 구비하는 제어 보디를 추가로 구비할 수 있다. 베이스는 카트리지와 제어 보디 사이에 기계적 및 전기적 연결을 제공하기 위해 커플러와 결합하도록 구성될 수 있다.
추가 양태에서는 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 제공된다. 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 하우징, 저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 분배하도록 구성된 방출 가열 요소, 및 상기 방출 가열 요소에 의해 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 기화 가열 요소를 구비할 수 있다. 방출 가열 요소와 기화 가열 요소는 하우징 내에 수용될 수 있으며, 하우징은 에어로졸 송달 장치의 외측 보디 내에 수용되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 전구체 입구, 전구체 노즐, 기화 가열 요소 및 에어로졸 출구를 추가로 구비할 수 있다. 에어로졸 출구의 면적은 전구체 노즐의 면적보다 클 수 있다. 방출 가열 요소의 열 질량은 기화 가열 요소의 열 질량보다 작을 수 있다. 방출 가열 요소, 전구체 노즐, 및 기화 가열 요소는 축방향으로 정렬될 수 있다. 하우징은 전구체 입구, 전구체 노즐, 및 에어로졸 출구 중 하나 이상을 가질 수 있다.
추가 양태에서는 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법이 제공된다. 상기 방법은 공기유동을 전원을 구비하는 제어 보디로부터 저장조를 구비하는 카트리지를 통해서 인도하는 단계를 구비할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물을 저장조로부터 전구체 입구, 방출 가열 요소, 및 전구체 노즐을 거쳐서 분배하는 단계를 추가로 구비할 수 있다. 상기 방법은 저장조로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 가열(예를 들면 기화)하는 단계를 추가로 구비할 수 있다.
일부 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계 및 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전원으로부터의 전력을 방출 가열 요소 및 분무기에 독립적으로 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계 및 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전력을 방출 가열 요소에 인가한 후에 전력을 분무기로 인도하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물을 분배하기 전에 에어로졸 전구체 조성물을 방출 가열 요소로 예열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 검출하는 단계를 포함할 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 소정 온도로 예열하는 단계를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계에 비해서 상대적으로 작은 펄스폭 또는 펄스 진폭의 전력을 방출 가열 요소에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 가열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 기화 가열 요소로 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
추가 양태에서는 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법이 제공된다. 상기 방법은 공기유동을 전원을 포함하는 제어 보디로부터 저장조를 구비하는 카트리지를 통해서 인도하는 단계를 구비할 수 있다. 추가로, 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물을 저장조로부터 버블젯 헤드를 거쳐서 분배하는 단계를 구비할 수 있다. 또한, 상기 방법은 버블젯 헤드에 의해 저장조로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 가열하는 단계를 구비할 수 있다.
일부 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계와 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전원으로부터의 전력을 버블젯 헤드 및 분무기에 독립적으로 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계와 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전력을 버블젯 헤드에 인가한 후에 전력을 분무기로 인도하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물을 분배하기 전에 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드로 예열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 소정 온도로 예열하는 단계를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계에 비해서 상대적으로 작은 펄스폭 또는 펄스 진폭의 전력을 버블젯 헤드에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 제한 없이 하기 실시예들을 포함한다.
실시예 1: 에어로졸 송달 장치이며, 이 장치는
에어로졸 전구체 조성물이 적어도 부분적으로 채워진 저장조;
상기 저장조와 유체 연통하는 버블젯 헤드로서, 저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 분배하도록 구성되는 버블젯 헤드; 및
상기 버블젯 헤드에 의해 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 분무기를 포함하고,
상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 상호 확고하게 결합된다.
실시예 2: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 외측 보디 및 상기 외측 보디 내에 수용되는 하우징을 추가로 포함하며,
상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 하우징을 거쳐서 상호 확고하게 결합된다.
실시예 3: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드는 하나 이상의 스페이서를 거쳐서 분무기에 결합된다.
실시예 4: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 연성 회로를 거쳐서 전기적으로 결합된다.
실시예 5: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 분무기는 하우징, 상기 하우징에 결합되는 기화 가열 요소, 및 상기 하우징에 결합되고 하우징을 지지하도록 구성된 보강 부재를 포함한다.
실시예 6: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 보강 부재는 절취부를 갖는다.
실시예 7: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 외측 보디를 추가로 포함하며, 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 대해 비제로 각도로 배향된다.
실시예 8: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 외측 보디를 추가로 포함하며, 분무기의 가열 표면이 외측 보디의 종축에 실질적으로 평행하게 배향된다.
실시예 9: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 실질적으로 수직하게 방출하도록 구성된다.
실시예 10: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 분무기의 가열 표면은 비평면적이다.
실시예 11: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 분무기의 가열 표면은 실질적으로 원추형이다.
실시예 12: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 분무기의 가열 표면은 까칠까칠하다.
실시예 13: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드로 인도하도록 구성된 저장조 기판을 포함한다.
실시예 14: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드는 저장조의 원위 단부에 결합된다.
실시예 15: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드는 저장조의 측면에 결합된다.
실시예 16: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 저장조와 마우쓰피스 사이에 배치된다.
실시예 17: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 저장조는 마우쓰피스와 분무기 및 버블젯 헤드 사이에 배치된다.
실시예 18: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 베이스를 포함하는 카트리지 및 커플러를 포함하는 제어 보디를 추가로 포함하며, 상기 베이스는 카트리지와 제어 보디 사이에 기계적 및 전기적 연결을 제공하기 위해 커플러와 결합하도록 구성된다.
실시예 19: 조합된 분배기 및 분무기 조립체이며, 이 조립체는
하우징;
저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 분배하도록 구성된 방출 가열 요소를 구비하는 버블젯 헤드; 및
상기 버블젯 헤드에 의해 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 기화 가열 요소를 구비하는 분무기를 포함하고,
상기 버블젯 헤드와 상기 분무기는 하우징을 거쳐서 상호 결합되며,
상기 하우징은 에어로졸 송달 장치의 외측 보디 내에 수용되도록 구성된다.
실시예 20: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 있어서, 상기 방출 가열 요소의 열 질량이 상기 기화 가열 요소의 열 질량보다 작다.
실시예 21: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 있어서, 상기 버블젯 헤드는 전구체 입구 및 전구체 노즐을 추가로 포함하며,
상기 분무기는 에어로졸 출구를 추가로 포함한다.
실시예 22: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 있어서, 상기 에어로졸 출구의 면적이 상기 전구체 노즐의 면적보다 크다.
실시예 23: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 있어서, 상기 방출 가열 요소, 전구체 노즐, 및 기화 가열 요소는 축방향으로 정렬된다.
실시예 24: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 있어서, 상기 하우징은 전구체 입구, 전구체 노즐, 및 에어로졸 출구 중 하나 이상을 갖는다.
실시예 25: 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법이며, 이 방법은
공기유동을 전원을 구비하는 제어 보디로부터 저장조를 구비하는 카트리지를 통해서 인도하는 단계;
에어로졸 전구체 조성물을 저장조로부터 버블젯 헤드를 거쳐서 분배하는 단계; 및
버블젯 헤드에 의해 저장조로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 가열하는 단계를 포함한다.
실시예 26: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸화 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계와 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전원으로부터의 전력을 버블젯 헤드 및 분무기에 독립적으로 인가하는 단계를 포함한다.
실시예 27: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸화 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계와 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전력을 버블젯 헤드에 인가한 후에 전력을 분무기로 인도하는 단계를 포함한다.
실시예 28: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸화 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 분배하기 전에 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드로 예열하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 29: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸화 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 검출하는 단계를 추가로 포함하며, 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 소정 온도로 예열하는 단계를 포함한다.
실시예 30: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸화 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계에 비해서 상대적으로 작은 펄스폭 또는 펄스 진폭의 전력을 버블젯 헤드에 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 자명해질 것이다. 본 발명은 상기 실시예의 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 임의의 조합뿐 아니라 본 명세서에 개시된 임의의 두 개, 세 개, 네 개, 또는 그 이상 개수의 특징부 또는 요소의 조합을, 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서의 특정 실시예 설명에서 명확히 조합되는지에 관계없이 포함한다. 본 발명은 총체적으로 해석되도록 의도되며 따라서 본 발명의 임의의 개별 특징부 또는 요소는 달리 명시하지 않는 한 그 다양한 양태 및 실시예 중 임의의 것에서 조합될 수 있는 것으로 간주되어야 한다.
이상에서 본 발명을 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 제어 보디의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 표준 버블젯 헤드를 포함하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 2의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 수정 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체와 저장조에서 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 증기 생성을 도시하는 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 일체 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 추가 실시예의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 증기 생성을 도시하는 도 7의 에어로졸 송달 장치의 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 연성 회로를 구비하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체에서 도 12의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 12의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 15는 에어로졸 송달 장치가 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 일체 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 것을 제외하고 도 12의 에어로졸 송달 장치와 거의 유사한 에어로졸 송달 장치의 부분 단면도이다.
도 16은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 저장조와 마우쓰피스 사이에 배치되는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 16의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 18은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른, 저장조의 측면에 결합되는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 18의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 20은 버블젯 헤드와 분무기의 각각의 방출 및 가열 표면이 에어로졸 송달 장치의 종축에 대해 비제로 각도로 배향되는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 부분 개략도이다.
도 21은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이며 공기 유동이 에어로졸 송달 장치를 통해서 중심에서 발생한다.
도 22는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 21의 에어로졸 송달 장치의 확대 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 23은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 21의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 개략 확대 분해도이다.
도 24는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 내부 가열 표면을 갖는 실질적으로 원추형 분무기의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 외부 가열 표면을 갖는 실질적으로 원추형 분무기의 사시도이다.
도 26은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 보강 부재를 구비하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분해도이다.
도 27은 보강 부재가 조립된 구조에 있는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 반대 도시도이다.
도 28a는 분무기가 깔쭉깔쭉한(crenellated) 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 28b는 분무기가 부분 다공성 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 28c는 분무기가 완전 다공성 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 29는 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 제어 보디 내에 배치되는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 30은 제어 보디, 분배기 및 분무기 카트리지, 및 저장조 카트리지를 포함하는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 31은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 제어 보디의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 표준 버블젯 헤드를 포함하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 2의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 수정 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체와 저장조에서 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 증기 생성을 도시하는 도 2의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 일체 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 추가 실시예의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 7의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 증기 생성을 도시하는 도 7의 에어로졸 송달 장치의 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 연성 회로를 구비하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체에서 도 12의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 12의 에어로졸 송달 장치의 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 15는 에어로졸 송달 장치가 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 일체 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 것을 제외하고 도 12의 에어로졸 송달 장치와 거의 유사한 에어로졸 송달 장치의 부분 단면도이다.
도 16은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 저장조와 마우쓰피스 사이에 배치되는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 16의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 18은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른, 저장조의 측면에 결합되는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 18의 에어로졸 송달 장치의 확대 부분 수정 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 20은 버블젯 헤드와 분무기의 각각의 방출 및 가열 표면이 에어로졸 송달 장치의 종축에 대해 비제로 각도로 배향되는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 부분 개략도이다.
도 21은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이며 공기 유동이 에어로졸 송달 장치를 통해서 중심에서 발생한다.
도 22는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 21의 에어로졸 송달 장치의 확대 단면도이며, 에어로졸 송달 장치를 통한 공기 유동을 도시한다.
도 23은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 21의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 개략 확대 분해도이다.
도 24는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 내부 가열 표면을 갖는 실질적으로 원추형 분무기의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 외부 가열 표면을 갖는 실질적으로 원추형 분무기의 사시도이다.
도 26은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 보강 부재를 구비하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분해도이다.
도 27은 보강 부재가 조립된 구조에 있는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 반대 도시도이다.
도 28a는 분무기가 깔쭉깔쭉한(crenellated) 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 28b는 분무기가 부분 다공성 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 28c는 분무기가 완전 다공성 가열 표면을 갖는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 도 26의 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기를 통한 확대 단면도이다.
도 29는 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 제어 보디 내에 배치되는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 30은 제어 보디, 분배기 및 분무기 카트리지, 및 저장조 카트리지를 포함하는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 31은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법의 개략도이다.
이제 이하에서는 본 발명을 그 예시적 실시예를 참조하여 보다 충실하게 설명할 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 발명이 철저하고 완전해지고 발명의 범위가 통상의 기술자에게 충실히 전달되도록 설명된다. 실제로, 본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 발명이 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수의 변화를 포함한다.
후술하듯이, 본 발명의 실시예는 에어로졸 송달 시스템, 장치, 및 그 부품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에어로졸 송달 시스템은 전기 에너지를 사용하여 재료를 (바람직하게는 재료를 상당한 정도로 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하며; 이러한 시스템의 부품은 손잡이식 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트한 것이 가장 바람직한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 송달 시스템의 부품의 사용은 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에서 비롯된다는 의미에서 연기의 생성을 초래하지 않지만, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 그 안에 포함된 특정 성분의 휘발 또는 증발에 기인하는 증기의 생성을 초래한다. 바람직한 실시예에서, 에어로졸 송달 시스템의 부품은 전자 담배로서 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 담배 및/또는 담배에서 유래되는 성분을 포함하는 것이 가장 바람직하며, 따라서 담배 유래 성분을 에어로졸 형태로 송달한다.
특정 바람직한 에어로졸 송달 시스템의 에어로졸 발생 피스는 담배에 불을 붙이고 태움으로써(및 그 결과 담배 연기를 흡입함으로써) 채용되는 궐련, 여송연 또는 파이프를 그 임의의 성분의 상당한 연소가 없이 흡연하는 감각의 여러가지(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 형태, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 에어로졸 발생 피스의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 채용하는 것과 흡사하게 그 피스를 쥐고 사용할 수 있으며, 그 피스에 의해 생성되는 에어로졸의 흡입을 위해 그 피스의 일 단부를 빨아들이고, 선택된 시간 간격으로 모금을 피우거나 빨아들이는 등을 행할 수 있다.
본 발명의 에어로졸 송달 시스템은 또한 적절한 증기-생성 물품 또는 약물 송달 물품으로서 특징지어질 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예를 들면, 향미료 및/또는 약제 유효 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 흡입성 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질) 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입성 물질은 에어로졸(즉, 미세 고체 입자 또는 액적이 기체에 현탁된 서스펜션) 형태일 수 있다.
본 발명의 에어로졸 송달 시스템은 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들면, 전력 방출 유닛으로부터 에어로졸 발생 피스의 다른 부품으로의 전류 유동을 제어하는 등에 의해 발열을 위해 공급되는 전력을 조작, 제어, 규제 및 중지하기 위한 수단), 히터 또는 발열 부품(예를 들면, "분무기"를 제공하는 것으로 통칭되는 전기 저항 가열 요소 및 관련 부품), 및 에어로졸 전구체(예를 들면, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같은, 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 통상 액체인 조성물)의 어떤 조합과, 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 송달 장치를 빨아들일 수 있게 하기 위한 마우쓰단부 영역 또는 선단(예를 들어, 사용자가 빨아들이면 발생된 에어로졸이 그로부터 인출될 수 있도록 에어로졸 발생 피스를 통해서 형성되는 공기 유로)을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 에어로졸 송달 시스템 내의 부품들의 보다 구체적인 포맷, 구조 및 배치는 후술되는 추가 설명을 감안할 때 자명해질 것이다. 또한, 본 발명의 배경기술 항목에서 열거한 대표 제품들과 같은 시판되는 전자 에어로졸 송달 장치를 고려할 때 다양한 에어로졸 송달 장치 부품의 선택 및 배치를 알 수 있다.
에어로졸 송달 장치 내의 부품들의 정렬은 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 물품의 단부 근처에(예를 들면, 특정 환경에서 교체 및 폐기될 수 있는 카트리지 내에) 배치될 수 있으며, 이는 사용자에게로의 에어로졸 송달을 최대화하기 위해 사용자의 입 근처에 배치되도록 구성될 수도 있다. 그러나 다른 구성이 배제되지 않는다. 일반적으로, 부품들은 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체 조성물(뿐 아니라 마찬가지로 사용자에게 송달되기 위해 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약물 등)을 휘발시켜 사용자에게 송달될 에어로졸을 형성할 수 있도록 서로에 대해 구성될 수 있다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 가열하면, 에어로졸이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 상기 용어들은 용어 "방출", "방출하는", "방출한다" 또는 "방출되는"이 "형성 또는 발생", "형성하는 또는 발생하는", "형성한다 또는 발생한다" 및 "형성된다 또는 발생된다"를 포함하도록 상호 교환될 수 있음을 의미함을 알아야 한다. 구체적으로, 흡입가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 그 혼합물의 형태로 방출된다.
에어로졸 송달 장치는 히터의 급전, 제어 시스템의 급전, 인디케이터의 급전 등과 같은 다양한 기능을 물품에 제공하기에 충분한 전류 유동을 공급하기 위해 배터리 또는 기타 전기 전원을 구비한다. 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 소정 기간 동안의 사용을 통해서 에어로졸 형성을 제공하고 물품에 급전하기 위해 가열 요소를 급속 가열하기에 충분한 전력을 송달할 수 있다. 전원은 에어로졸 송달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 송달 장치 내에 꼭 끼워지도록 크기형성되는 것이 바람직하며; 또한 전원은 바람직한 흡연 경험을 손상시키지 않도록 충분히 가벼운 것이 바람직하다.
에어로졸 송달 장치는 기능적 관계로 영구적으로 또는 착탈식으로 정렬될 수 있는 카트리지 및 제어 보디를 구비할 수 있다. 나사 결합, 압입 결합, 억지 끼워맞춤, 마그네틱 결합 등과 같은, 카트리지와 제어 보디 사이의 결합의 다양한 실시예가 채용될 수 있다. 카트리지와 제어 보디가 조립된 구조에 있을 때 에어로졸 송달 장치는 일부 실시예에서 실질적으로 봉-형상, 실질적으로 튜브 형상, 또는 실질적으로 원통 형상일 수 있다.
특정 실시예에서, 카트리지와 제어 보디의 하나 또는 양자는 일회용인 것으로 또는 재사용 가능한 것으로 언급될 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 교체형 배터리 또는 충전식 배터리를 가질 수 있으며, 따라서 통상의 교류 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 USB 케이블 등을 통한 컴퓨터 연결을 포함하는 재충전 기술의 임의의 형태와 조합될 수 있다. 추가로, 일부 실시예에서, 카트리지는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Chang 등의 미국 특허 공개 제2014/0060555호에 개시되어 있는 일회용 카트리지를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서 카트리지는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Novak 등의 미국 특허 공개 제2014/0261495호에 개시되어 있는 카트리지와 제어 보디 사이의 상대 회전을 실질적으로 방지하는 회전-방지 특징부를 포함할 수 있는 베이스를 구비할 수 있다.
에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 부품을 구비할 수 있다. 증기 전구체 조성물로도 지칭되는 에어로졸 전구체 조성물은 예로서 다가 알콜(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물, 및/또는 향미료를 포함하는 다양한 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 구비될 수 있는 다양한 성분은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호에 기재되어 있다. 에어로졸 전구체 조성물의 추가 대표적인 형태는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Zheng 등의 미국 특허 공개 제2013/0008457호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556호; 및 Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco(담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 제시되어 있다.
본 발명의 에어로졸 송달 장치에는 다양한 히터 부품이 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 마이크로히터 또는 유사한 고체 상태 히터가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 마이크로히터의 실시예가 본 명세서에 추가로 기재된다. 본 명세서에 개시된 장치에 사용하기에 적합한 추가적인 마이크로히터 및 마이크로히터를 통합하는 분무기는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Collett 등의 미국 특허 공개 제2014/0060554호에 기재되어 있다. 일부 실시예에서 가열 요소는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Ward 등의 미국 특허 공개 제2014/0157583호에 기재되어 있듯이 액체 운송 요소 주위에 와이어를 권선함으로써 형성될 수 있다. 추가로, 일부 실시예에서 와이어는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 DePiano 등의 미국 특허 공개 제2014/0270730호에 기재되어 있듯이 가변 코일 간격을 가질 수 있다. 전류가 인가될 때 열을 발생하도록 구성된 재료의 다양한 실시예가 저항 가열 요소를 형성하기 위해 채용될 수 있다. 와이어 코일을 형성할 수 있는 예시적 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 몰리브덴 이규소화물(MoSi2), 몰리브덴 규소화물(MoSi), 알루미늄이 도핑된 몰리브덴 이규소화물(Mo(Si,Al)2), 흑연 및 흑연계 재료; 및 세라믹(예를 들면, 포지티브 또는 네거티브 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 추가 실시예에서는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 DePiano 등의 미국 특허 공개 제2014/0270729호에 기재되어 있듯이 스탬핑된 가열 요소가 분무기에 채용될 수 있다. 이상에 추가적으로, 추가 대표 가열 요소 및 그 안에 사용하기 위한 재료가 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 제5,224,498호; Sprinkel 2세 등의 제5,228,460호; Deevi 등의 제5,322,075호; Deevi 등의 미국 특허 제5,353,813호; Deevi 등의 미국 특허 제5,468,936호; Das의 미국 특허 제5,498,850호; Das의 미국 특허 제5,659,656호; Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호; Hajaligol의 미국 특허 제5,530,225호; Hajaligol의 미국 특허 제5,665,262호; Das 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 기재되어 있으며, 이들 특허는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 추가로, 다른 실시예에서는 화학 가열이 채용될 수 있다. 히터 및 히터를 형성하기 위해 채용되는 재료의 다양한 추가 예는 전술했듯이 본 명세서에 참조로 원용되는 Collett 등의 미국 특허 공개 제2014/0060554호에 기재되어 있다.
일부 실시예에서 본 발명의 에어로졸 송달 장치는 제어 보디 및 카트리지를 구비할 수 있다. 제어 보디가 카트리지에 결합되면, 카트리지 내의 전자 제어 부품은 제어 보디와 전기 접속을 형성할 수 있다. 제어 보디는 따라서 카트리지가 진품인지 및/또는 다른 기능을 수행하는지를 결정하기 위해 전자 제어 부품을 채용할 수 있다. 추가로, 전자 제어 부품 및 그에 의해 수행되는 기능의 다양한 예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Sears 등의 미국 특허 공개 제2014/0096781호에 기재되어 있다.
사용 중에, 사용자는 에어로졸 송달 장치의 카트리지의 마우쓰피스를 빨아들일 수 있다. 이것은 제어 보디 또는 카트리지 내의 개구를 통해서 공기를 흡인할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 DePiano 등의 미국 특허 공개 제2014/0261408호에 기재되어 있듯이 제어 보디의 외측 보디와 커플러 사이에 개구가 형성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 공기 유동은 에어로졸 송달 장치의 다른 부분을 통해서 수용될 수 있다.
에어로졸 송달 장치 내의 센서(예를 들면, 제어 보디 내의 퍼프 또는 유량 센서)는 퍼프(puff: 뻐끔)를 감지할 수 있다. 퍼프가 감지되면, 제어 보디는 전류를 회로를 통해서 히터로 인도할 수 있다. 따라서, 히터는 에어로졸 전구체 조성물을 기화시킬 수 있으며, 마우쓰피스는 공기 및 동반 증기(즉, 흡입 가능한 형태의 에어로졸 전구체 조성물의 성분)가 카트리지로부터 이것을 빨아들이는 소비자에게로 이동하는 것을 허용할 수 있다.
카트리지에 구비될 수 있는 부품들에 대한 다양한 기타 상세는 예를 들어 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Novak 등의 미국 특허 공개 제2014/0261495호에 제공된다. 이와 관련하여, 그 도 7은 베이스 및 제어 부품 단자의 확대 분해도이고; 그 도 8은 조립된 구조에서의 베이스 및 제어 부품 단자의 확대 사시도이며; 그 도 9는 조립된 구조에서의 베이스, 제어 부품 단자, 전자 제어 부품, 및 분무기의 히터 단자의 확대 사시도이고; 그 도 10은 조립된 구조에서의 베이스, 분무기, 및 제어 부품의 확대 사시도이며; 그 도 11은 그 도 10의 조립체의 대향 사시도이고; 그 도 12는 조립된 구조에서의 베이스, 분무기, 유동 튜브, 및 저장조 기판의 확대 사시도이며; 그 도 13은 조립된 구조에서의 베이스 및 외측 보디의 사시도이고; 그 도 14는 조립된 구조에서의 카트리지의 사시도이며; 그 도 15는 그 도 14의 카트리지 및 제어 보디용 커플러의 제 1 부분 사시도이고; 그 도 16은 그 도 14의 카트리지 및 그 도 11의 커플러의 대향 제 2 부분 사시도이며; 그 도 17은 회전-방지 기구를 갖는 베이스를 구비하는 카트리지의 사시도이고; 그 도 18은 회전-방지 기구를 갖는 커플러를 구비하는 제어 보디의 사시도이며; 그 도 19는 도 17의 카트리지와 도 18의 제어 보디의 정렬을 도시하고; 그 도 20은 그 도 17의 카트리지 및 그 도 18의 제어 보디를 포함하는 에어로졸 송달 장치를 도시하며 에어로졸 송달 장치를 통한 수정된 도면은 카트리지의 회전-방지 기구와 커넥터 보디의 회전-방지 기구의 결합을 도시하고; 그 도 21은 회전-방지 기구를 갖는 베이스의 사시도이며; 그 도 22는 회전-방지 기구를 갖는 커플러의 사시도이고; 그 도 23은 결합된 구조에서의 그 도 21의 베이스 및 그 도 22의 커플러의 단면도이다.
본 발명에 따른 에어로졸 송달 장치의 다양한 부품은, 배경기술에 설명되고 시중에서 구입할 수 있는 부품들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sebastian 등의 미국 특허 공개 제2014/0000638호에 개시되어 있는 전자 흡연 물품에서 다수의 에어로졸화 가능한 재료의 통제 가능한 송달을 위한 저장조 및 히터 시스템을 참조한다.
본 발명에서, 도 1은 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 제어 보디(300)의 분해도이다. 도시되어 있듯이, 제어 보디(300)는 커플러(302), 외측 보디(304), 밀봉 부재(306), 접착 부재(308)(예를 들면, KAPTON® 테이프), 유량 센서(310)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 제어 부품(312), 스페이서(314), 전원(316)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 인디케이터(318)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(320), 및 단부 캡(322)을 포함할 수 있다. 전원의 예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Peckerar 등의 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 기재되어 있다. 퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적 기구는 Freeport, 111 소재의 MicroSwitch division of Honeywell, Inc.에 의해 제조된 Model 163PC01D36 실리콘 센서를 포함한다. 본 발명에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구-작동식 전기 스위치의 추가 예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 기재되어 있다. 본 발명의 에어로졸 송달 장치에 유용할 수 있는 마이크로컨트롤러를 구비하는, 전류 조절 회로 및 기타 제어 부품의 추가적인 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호 및 Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Ampolini 등의 미국 특허 공개 제2014/0270727호에 기재된 제어 방식도 참조된다.
일 실시예에서 인디케이터(318)는 하나 이상의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 인디케이터(318)는 커넥터 회로(320)를 통해서 제어 부품(312)과 통신할 수 있으며, 유량 센서(310)에 의해 검출되듯이 예를 들어 사용자가 커플러(302)에 결합된 카트리지를 빨아들이는 동안 조명될 수 있다. 단부 캡(322)은 인디케이터(318)에 의해 그 아래에 제공되는 조명을 가시적으로 만들도록 구성될 수 있다. 따라서, 인디케이터(318)는 흡연 물품의 불붙은 단부를 모방하기 위해 에어로졸 송달 장치의 사용 중에 조명될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 인디케이터(318)는 가변적인 개수로 제공될 수 있고 다양한 형상을 취할 수 있으며, 심지어는 외측 보디 내의 개구(이러한 인디케이터가 존재할 때 소리를 방출하기 위한 목적 등의)일 수도 있다.
또 다른 부품이 본 발명의 에어로졸 송달 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호는 흡연 물품용 인디케이터를 개시하며; Sprinkel 2세의 미국 특허 제5,261,424호는 빨아들임과 연관된 사용자 입술 활동을 검출하고 이후 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우쓰-단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 로드 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하며; Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 흡연 장치 내의 리셉터클로서, 삽입된 부품의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별자 및 상기 부품이 리셉터클 내에 삽입됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 구비하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 정해진 실행가능한 전력 사이클을 기재하며; Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광자-광전자 부품을 개시하고; Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 빨아들임 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하며; Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제7,293,565호는 흡연 장치에 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하며; Fernando 등의 미국 특허 제8,402,976호는 충전을 촉진하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하며; Fernando 등의 미국 특허 제8,689,804호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick에 의한 WO 제2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며; 상기 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 전자 에어로졸 송달 물품에 관련되는 부품 및 본 발명의 물품에 사용될 수 있는 개시 재료 또는 부품의 추가 예로는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 미국 특허 제6,164,287호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 제8,156,944호 및 제8,375,957호; Thorens 등의 미국 특허 제8,794,231호 및 Oglesby 등의 미국 특허 제8,851,083호; Hon의 미국 특허 공개 제2006/0196518호 및 제2009/0188490호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 공개 제2010/0307518호; DePiano 등의 미국 특허 공개 제2014/0261408호; Hon의 WO 제2010/091593호; Foo의 WO 제2013/089551호가 포함되며, 상기 문헌의 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 상기 문헌에 개시되어 있는 다양한 재료가 다양한 실시예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
따라서, 에어로졸 송달 장치의 예시적 실시예가 이상에서 설명되었다. 그러나, 본 발명은 에어로졸 송달 장치의 다양한 다른 실시예를 제공한다. 후술하듯이, 이러한 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 저장, 송달 및/또는 기화시키기 위한 상이한 구조의 부품을 포함할 수 있다. 에어로졸 송달 장치의 부품들의 일부는 전술한 부품과 거의 유사할 수 있으며, 따라서 이들 부품 및 그 기능에 대한 상세는 반복되지 않거나 또는 간단하게만 설명될 것이다. 그러나, 전술한 부품들의 설명은 달리 명시되지 않는 한 후술되는 에어로졸 송달 장치의 실시예에 동일하게 적용될 수 있음을 알아야 한다.
이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1200)의 분해도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1200)는 제어 보디(1202) 및 카트리지(1204)를 구비할 수 있다. 제어 보디(1202)는 단부 캡(1206), 인디케이터(1208)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(1209), 전원(1210)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(1212), 커플러(1214), 및 외측 보디(1216)[하나 이상의 입구 개구(1233)를 구비할 수 있음]를 구비할 수 있다. 카트리지(1204)는 베이스(1218), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220), 저장조(1222), 뚜껑(1224), 마우쓰피스(1226), 및 외측 보디(1228)를 구비할 수 있다.
도 3은 도 2의 에어로졸 송달 장치(1200)의 수정 단면도이다. 도시되어 있듯이, 카트리지(1204)의 베이스(1218)는 제어 보디(1202)의 커플러(1214)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 카트리지(1204)의 베이스(1218)와 제어 보디(1202)의 커플러(1214) 사이의 연결은 예를 들어 카트리지 내에 수용된 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)이 소모될 때 카트리지가 교체될 수 있도록 해제될 수 있다. 도 2는 베이스(1218)에 결합되는 배선(1230)을 도시하지만, 배선은 실제로 일부 실시예에서 카트리지(1204)와 제어 보디(1202) 사이의 해제 가능한 연결이 가능하도록 커플러(1214)에 결합될 수 있다.
도 3은 추가로 사용자가 마우쓰피스(1226)를 빨아당길 때 에어로졸 송달 장치(1200)를 통한 공기의 유동 경로를 도시한다. 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1232)의 유동은 하나 이상의 입구 개구(1233)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1200)에 진입할 수 있고 유량 센서(1212)에 근접하여 또는 유량 센서를 지나서 이동할 수 있다. 공기(1232)는 이후 커플러(1214) 내의 하나 이상의 커플러 개구(1261)와 베이스(1218) 내의 하나 이상의 베이스 개구(1263)를 통해서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)와 저장조(1222) 주위로[예를 들면 외측 보디(1228)에 형성된 하나 이상의 에어로졸 송달 개구(1265) 또는 저장조와 외측 보디 사이의 공간을 거쳐서], 및 마우쓰피스(1226) 밖으로 이동할 수 있다.
입구 개구(1233)는 제어 보디에 배치될 수도 있는 유량 센서(1212)가 공기(1232)의 유동을 편향시킬 수 있도록 제어 보디(1202)의 외측 보디(1216)에 형성될 수 있다. 제어 보디(1202)는 재사용될 수 있는 반면에, 카트리지(1204)는 폐기될 수 있다. 이와 관련하여, 카트리지(1204) 내의 특정 부품은 열화되거나 고갈될 수 있는 반면에, 제어 보디 내의 유량 센서(1212) 및 기타 부품은 반복 사용에도 불구하고 온전한 기능을 유지할 수 있다. 따라서, 유량 센서(1212)를 제어 보디(1202)에 배치하고 제어 보디를 통한 공기(1232)의 대응 유동 경로를 제공하는 것, 또는 그렇지 않으면 에어로졸 송달 장치(1200)를 통해서 이동하는 공기와 유량 센서의 유체 연통을 제공하는 것은 카트리지(1204)의 비용을 그 안에 수용되는 부품의 개수 및 형태를 감소시킴으로써 절감할 수 있다. 이와 관련하여, 공기유동은 일반적으로 본 명세서에 개시되는 상기 및 기타 실시예에서 제어 보디를 통해서 발생하는 것으로 기술되지만, 추가 실시예에서는 예를 들어 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Worm 등의 2014년 2월 28일자 미국 특허 출원 제14/193,961호에 기재되어 있듯이 제어 보디를 통한 일체의 공기유동이 거의 없이 제어 보디 내의 유량 센서가 카트리지를 통한 공기 유동을 검출할 수 있도록 압력 탭이 채용될 수 있다.
뚜껑(1224) 및 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는 저장조(1222)의 양 단부에 결합될 수 있다. 따라서, 뚜껑(1224) 및 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는 저장조(1222)를 포위할 수 있고 그 안에 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 보유할 수 있다. 그러나, 유량 센서(1212)가 퍼프를 검출하면, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)이 저장조(1222)로부터 통제 가능하게 분배되도록 작동될 수 있다.
이와 관련하여, 도 4는 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 부분 단면도이다. 도시하듯이, 일 실시예에서 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는 버블젯 헤드(1234) 및 그것에 확고하게 결합되는 분무기(1238)를 구비할 수 있다. 이하에서 상세히 논의하듯이, 버블젯 헤드(1234)는 저장조(1222)(예를 들면 도 6 참조)로부터 에어로졸 전구체 조성물(1246)을 분배하도록 구성될 수 있다. 또한, 분무기(1238)는 에어로졸 전구체 조성물(1246)을 가열하여 에어로졸 또는 증기(1248)(도 6 참조)를 생성하도록 구성될 수 있다.
버블젯 헤드(1234)는 하나 이상의 전구체 입구(1245), 하나 이상의 전구체 채널(1235), 하나 이상의 제 1 또는 방출 가열 요소(1240), 하나 이상의 전구체 노즐(1242), 및 그와 각각 연관되는 웨이퍼, 기판 또는 하우징(1241)을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서 하우징(1241)은 실리콘, 세라믹, 흑연, 또는 기타 낮은 열전도성 및/또는 열절연성 재료를 포함할 수 있다. 전구체 입구(1245), 전구체 채널(1235) 및/또는 전구체 노즐(1242)은 일부 실시예에서 하우징(1241) 내의 개구에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 전구체 입구, 전구체 채널 및/또는 전구체 출구는 하우징에 결합되는 개별 요소를 포함할 수 있다. 또한, 방출 가열 요소(1240)는 버블젯 헤드(1234)의 하우징(1241)에 의해 형성될 수 있는 하나 이상의 제 1 또는 방출 챔버(1237) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서 버블젯 헤드(1234)는 표준 잉크젯 프린터 헤드(예를 들면, Corvallis, Oregon 소재의 ImTech에 의해 판매되는 표준 버블젯 프린트 헤드 또는 Palo Alto, California 소재의 Hewlett Packard에 의해 판매되는 45 스타일 제트 헤드)를 포함할 수 있다.
분무기(1238)는 저장조(1222)(도 6 참조)로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물(1246)을 수용하기 위해 버블젯 헤드(1234)에 대해 배치될 수 있다. 일부 실시예에서 분무기(1238)는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)가 카트리지(1204)(예를 들면 도 3 참조)의 외측 보디(1228) 내에 개별 삽입되기보다는 유닛으로서 삽입될 수 있도록 버블젯 헤드(1234)에 확고하게 결합될 수 있다. 예로서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는 저장조(1222)와 결합될 수 있으며 조합된 조립체는 외측 보디(1228)(예를 들면 도 3 참조) 내에 삽입될 수 있다. 또한, 버블젯 헤드(1234)를 분무기(1238)에 확고하게 결합시키는 것은 분배된 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)이 분무를 위해 분무기 상의 적절한 위치에 수용되도록 이들 두 개의 부품이 서로에 대해 정확히 배치될 수 있게 한다.
도 4에 도시하듯이, 일 실시예에서 버블젯 헤드(1234)는 하나 이상의 스페이서(1236)를 거쳐서 분무기(1238)에 확고하게 결합될 수 있다. 특히, 분무기(1238)는 스페이서(1236)를 거쳐서 버블젯 헤드(1234)의 하우징(1241)에 결합되는 웨이퍼, 기판 또는 하우징(1243)을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서 하우징(1243)은 실리콘, 세라믹, 흑연, 또는 기타 비전도성 및/또는 절연성 재료를 포함할 수 있다. 스페이서(1236)는 버블젯 헤드(1234)와 분무기(1238) 사이에 갭을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서 상기 갭은 에어로졸 전구체 조성물의 비산을 감소시키기 위해 약 1 mm 내지 약 10 mm, 보다 바람직하게 약 1 mm 내지 약 3 mm일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 상이한 치수를 갖는 갭이 채용될 수 있다. 이와 관련하여, 버블젯 헤드(1234)와 분무기(1238) 사이의 갭은 버블젯 헤드로부터 에어로졸 전구체 조성물의 방출과 연관된 액적 분산 패턴에 기초하여 분무기의 가열 표면에 에어로졸 전구체 조성물을 정확히 송달하기 위해(예를 들면 분무기의 하나 이상의 부분에 에어로졸 전구체 조성물이 저류되는 것을 방지하기 위해, 분무기의 가열 표면에 걸쳐서 에어로졸 전구체 조성물의 얇고 균일한 막을 제공하기 위해, 및/또는 분무기의 특정 구역을 타겟팅하기 위해) 선택 또는 조절될 수 있다. 분무기(1238)는 하나 이상의 제 2 또는 기화 가열 요소(1244)를 추가로 구비할 수 있다. 예를 들어, 기화 가열 요소(1244)의 각각은 각각의 방출 가열 요소(1240) 및 각각의 노즐(1242)과 연관될 수 있다.
버블젯 헤드(1234)는 저장조(1222)에 결합될 수 있거나 아니면 그와 유체 연통하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시하듯이, 일부 실시예에서 버블젯 헤드(1234)는 저장조로의 개구(1222')를 봉쇄하고 전술했듯이 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 그 안에 보유하기 위해 저장조(1222)의 원위 단부(1222A)에 결합될 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(1234) 내의 전구체 입구(1245)는 저장조(1222)와 유체 연통할 수 있고 따라서 전구체 채널(1235)은 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 방출 가열 요소(1240)가 배치되는 방출 챔버(1237)로 인도할 수 있다.
버블젯 헤드(1234)를 저장조(1222)의 원위 단부(1222A)에 결합하는 것은 이것이 부착 및 유체 커플링을 위한 비교적 간단한 기구를 제공한다는 점에서 유리할 수 있다. 이와 관련하여, 저장조(1222)는 중공의 실질적으로 원통형 구조를 가질 수 있으며, 원위 단부(1222A)는 실질적으로 평면적인 구조를 가질 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(1234)는 저장조를 포위하고 저장조와 버블젯 헤드 사이에 유체 연통을 제공하기 위해 저장조(1222)의 원위 단부(1222A)에 결합(예를 들면, 아교접착, 접착 또는 용접)될 수 있다.
따라서, 버블젯 헤드(1234)는 저장조(1222)로부터 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 5에 도시하듯이, 저장조(1222)는 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 버블젯 헤드(1234)로 인도하도록 구성된 저장조 기판(1239)을 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 저장조 기판(1239)은 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 버블젯 헤드(1234)로 심지이동하거나 운송하도록 구성된 임의의 재료, 예를 들면 셀룰로스 아세테이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 직조 또는 부직조에 관계없이 그리고 섬유질 또는 비섬유질에 관계없이 임의의 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서 저장조 기판(1239)은 개방 셀 발포체 등(예를 들면, 세라믹 발포체, 탄소 발포체, 소결 유리)으로 제조될 수 있는 하나 이상의 비폴리머 재료를 포함할 수 있으며, 따라서 재료(들)는 심지이동 채널을 제공하는 다공성 매체를 형성한다. 따라서, 저장조 기판(1239)을 채용함으로써, 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)은 에어로졸 송달 장치(1200)(예를 들면 도 2 참조)의 배향에 관계없이 버블젯 헤드(1234)로 인도될 수 있으며, 따라서 에어로졸 송달 장치는 사용 중에 특정 방식으로 배향될 필요가 없다. 일부 실시예에서 저장조 기판은 저장조의 종방향 길이의 일부만 차지할 수 있다. 예를 들어, 저장조 기판은 버블젯 헤드가 부착되는 저장조의 원위 단부 근처에만 배치될 수 있다. 이 구성은 에어로졸 송달 장치의 이동이 에어로졸 전구체 조성물을 저장조 기판과 접촉시킬 수 있고 저장조 내에서 저장조 기판이 차지하는 체적을 감소시켜 그 안에서 더 큰 유체 용량을 허용할 수 있기 때문에 전술한 것과 거의 동일한 이점을 제공할 수 있다.
에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)은 초기에 전구체 노즐(1242)에 의해 조합 분배기 및 분무기 조립체(1220)의 잔여부를 통해서 이동하는 것이 방지될 수 있다. 이와 관련하여, 전구체 노즐(1242)은 예를 들어 표면 장력으로 인해 이를 통한 유동에 저항하도록 적절한 크기를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 저장조 내의 부압(예를 들어, 저장조 내의 스프링 및 피스톤에 의해 생성되거나, 저장조를 밀봉 폐쇄하기 전에 저장조에 부압을 인가한 결과로서 생성됨)은 에어로졸 전구체 조성물이 저장조 밖으로 버블젯 헤드를 통해서 수동적으로 누설되는 것을 저지할 수 있다.
그러나, 유량 센서(1212)에 의해 퍼프가 검출되면, 버블젯 헤드(1234)는 저장조(1222) 내의 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 분무기(1238) 쪽으로 인도할 수 있다. 특히, 전원(1210)(예를 들면 도 2 참조)으로부터의 전류는 전구체 입구(1245) 및 전구체 채널(1235)을 통해서 수용된 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 가열하여 기포가 형성되도록 방출 가열 요소(1240)로 인도될 수 있으며, 기포는 본 발명의 대체 실시예에 대해 이하에서 보다 상세히 설명 및 도시하듯이 에어로졸 전구체 조성물의 액적을 전구체 노즐(1242)을 통해서 분무기(1238) 쪽으로 방출한다.
전원(1210)(예를 들면 도 2 참조)으로부터의 전류는 방출 가열 요소(1240)에 전류를 인가하기 전에, 그와 동시에, 또는 그 이후에 기화 가열 요소(1244)에 인가될 수 있다. 그러나, 방출 가열 요소(1240)가 전류를 수용할 때까지 기화 가열 요소(1244)에 대한 전류 인가를 지연시키는 것이 에너지 낭비를 방지하는데 도움이 될 수 있다. 이와 관련하여, 기화 가열 요소(1244)에 의해 생성되는 열의 일부는, 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)이 그 열과 접촉하기 전에, 필요에 따라서 에어로졸 전구체 조성물에 인가되지 않고, 바람직하지 않게 에어로졸 송달 장치(1200)의 주위 부분으로 또는 에어로졸 송달 장치 내의 공기로 전달될 수 있다.
일 실시예에서 버블젯 헤드(1234)의 하우징(1241), 스페이서(1236), 및/또는 분무기(1238)의 하우징(1243)에 의해 형성되는 복수의 벽은 기화 가열 요소(1244)가 배치되고 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)이 송달되는 제 2 또는 기화 챔버(1247)(예를 들면 도 4 참조)를 협력적으로 형성할 수 있다. 따라서, 기화되지 않고 공기(1232) 내로 및 사용자에게로 인도되는 에어로졸 전구체 조성물(1246)에 관한 문제가 회피될 수 있다. 이와 관련하여, 에어로졸 전구체 조성물(1246)은, 에어로졸 송달 장치(1200)를 통해서 공기(1232) 유동 내로 인도되기 전에, 그 기화를 보장하기 위해 기화 챔버(1247)에서 기화 가열 요소(1244)와 접촉하도록 인도될 수 있다. 도 6에 도시하듯이, 공기(1232) 유동은 이 공기 유동이 에어로졸 전구체 조성물을 분무화 이전에 분무기로부터 멀리 인도하지 않도록 일반적으로 버블젯 헤드(1234)와 분무기(1238) 사이로 유동하기 보다는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220) 주위로 연장될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물이 기화되지 않고 공기 내로 인도되면, 에어로졸 전구체 조성물은 공기로부터 분리될 수 있고 저장조 외부의 위치에서 에어로졸 송달 장치에 축적될 수 있음을 알아야 한다. 이것은 에어로졸 송달 장치로부터 바람직하지 않은 유체 누설을 초래할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 액체 에어로졸 전구체 조성물은 사용자의 입에 도달할 수 있으며, 이는 바람직하지 않은 맛이나 감각을 초래할 수도 있다.
따라서, 노즐(1242)에서 방출된 에어로졸 전구체 조성물(1246)의 액적은 분무기(1238)의 기화 가열 요소(1244)에 의해 기화되어 에어로졸 또는 증기(1248)(도 6 참조)를 생성할 수 있다. 도 6에 도시하듯이, 기화 가열 요소(1244)에 의해 생성된 증기(1248)는 이후 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)를 빠져나갈 수 있고, 공기(1232)와 혼합되어 공기와 함께 마우쓰피스(1226)로 이동할 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(1234)는 에어로졸 전구체 조성물(1246)(도 6 참조)을 분무기(1238)에 정확히 분배하기 위해 채용될 수 있으며, 이것은 심지와 같은 수동적 에어로졸 전구체 조성물 송달 기구에 의존하는 에어로졸 송달 장치의 실시예에 비해서 에어로졸 송달 장치(1200)의 각각의 빨아들임에 의해 상당한 양의 에어로졸이 송달되도록 보장하는 관점에서 장점을 제공할 수 있다.
전원(1210)으로부터 버블젯 헤드(1234) 및 분무기(1238)에 인도되는 전력은 하나 이상의 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 버블젯 헤드(1234)에 인도되는 전력은 분무기(1238)에 대해 하나 이상의 방식으로 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 버블젯 헤드(1234) 및 분무기(1238)에 적절한 양의 전류를 제공하기 위해 펄스폭 및/또는 펄스 진폭 변조가 사용될 수 있다. 비교적 큰 양의 열을 생성하기 위해 비교적 큰 펄스 폭 및/또는 진폭이 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 방출 가열 요소(1240)는 비교적 낮은 열 질량을 가질 수 있으며, 분무기(1238)에서 발생하는 에어로졸 전구체 조성물을 완전히 기화시키기 보다는, 에어로졸 전구체 조성물을 방출 및 분배하기 위해 에어로졸 전구체 조성물(1246)을 기화 가열 요소(1244)보다 상대적으로 낮은 정도로 가열하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 에어로졸 전구체 조성물의 방출은 기화를 수반할 수 있지만, 에어로졸 전구체 조성물의 작은 부분만 기화되며 기화는 에어로졸 전구체 조성물의 하나 이상의 액적이 그로부터 방출되도록 실질적으로 포위된 방출 챔버(1237)에서 발생한다. 대조적으로, 기화 가열 요소는 그 요소로 인도된 에어로졸 전구체 조성물의 전체를 기화시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 방출 가열 요소(1240)를 기화 가열 요소(1244)보다 상대적으로 낮은 정도로 가열하기 위해, 기화 가열 요소로 인도되는 전력의 펄스 폭 및/또는 진폭에 비해서 상대적으로 작은 펄스 폭 및/또는 진폭의 전력이 방출 가열 요소로 인도될 수 있다. 또한, 기화 가열 요소(1244)에 대한 전력 인가는 방출 가열 요소(1240)에 대한 전력 인가와 관련하여 지연될 수 있으며, 에너지는 에어로졸 전구체 조성물의 방출 이전에 기화 가열 요소에서 낭비되지 않는다.
전술했듯이, 일 실시예에서 버블젯 헤드는 프린터에 채용되는 잉크젯 헤드와 같은 실질적으로 종래의 버블젯 헤드를 포함할 수 있다. 그러나, 잉크젯 헤드는 본 발명의 에어로졸 송달 장치에 사용되도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 전구체 노즐 및 이 노즐로 이어지는 전구체 입구의 개수가 조절될 수 있고, 전구체 입구 및/또는 전구체 노즐의 직경 및/또는 형상이 조절될 수 있으며, 버블젯 헤드 내의 방출 가열 요소의 개수가 조절될 수 있고, 방출 가열 요소에 의해 출력되는 열이 조절될 수 있으며, 버블젯 헤드 내의 방출 가열 요소에 인가되는 전력의 펄스 폭이 조절될 수 있고, 다양한 다른 특징이 조절될 수 있다. 이들 변화는 에어로졸 전구체 조성물 대 잉크의 점성 차이를 수용할 수 있을 뿐 아니라, 잉크를 종이와 같은 기재에 인쇄하는 것과 반대로 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키기 위해 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 인도하는 목표를 달성할 수 있다.
본 발명은 에어로졸 전구체 조성물을 분무기에 분배하도록 구성된 버블젯 헤드를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 다양한 추가 실시예를 제공한다. 간명함을 위해서, 전술한 에어로졸 송달 장치의 특정 특징부 및 부품에 관한 설명은 이하에서 자세히 반복되지 않을 것이다. 그러나, 전술한 설명은 달리 지시되지 않는 한 후술하는 에어로졸 송달 장치의 실시예에 적용될 수 있음을 알아야 한다.
도 7은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1300)의 단면도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1300)는 제어 보디(1302) 및 카트리지(1304)를 구비할 수 있다. 제어 보디(1302)는 단부 캡(1306), 유량 센서(1308), 전원(1310)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 하나 이상의 커플러 개구(1361)를 갖는 커플러(1312), 및 외측 보디(1314)를 구비할 수 있다. 제어 보디는 인디케이터[예를 들면, 발광 다이오드(LED)] 및 본 명세서의 다른 곳에 기재된 커넥터 회로를 갖는 회로 기판을 추가로 구비할 수 있다. 카트리지(1304)는 하나 이상의 베이스 개구(1363)를 갖는 베이스(1316), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318), 저장조(1320), 저장조를 포위하는 뚜껑(1322), 마우쓰피스(1324), 및 하나 이상의 에어로졸 송달 개구(1365)를 갖는 외측 보디(1326)를 구비할 수 있다. 카트리지(1304)의 베이스(1316)는 제어 보디(1302)의 커플러(1312)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
도 8은 사용자가 마우쓰피스(1324)를 빨아들일 때 에어로졸 송달 장치를 통한 공기의 유동 경로를 도시하는 에어로졸 송달 장치(1300)의 단면도이다. 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1328)의 유동은 하나 이상의 입구 개구(1331)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1300)에 진입할 수 있고 유량 센서(1308)를 지나서 또는 유량 센서 근처에서 및 전원(1310) 주위로 이동할 수 있다. 주위 공기(1328)는 전원(1310) 주위로 유동하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 공기가 전원을 지나서 유동하지 않을 수도 있고 및/또는 유량 센서가 다른 위치에 배치될 수도 있다. 추가로, 입구 개구(1331)는 다양한 다른 위치에 배치될 수 있으며, 다른 부품에, 예를 들면 전원(1310)과 커플러(1312) 사이의 제어 보디(1302)의 외측 보디(1314)에 형성될 수 있다. 공기(1328)는 제어 보디(1302)로부터 커플러(1312) 내의 개구(1361)를 통해서 베이스(1316) 내의 베이스 개구(1363) 내로 및 이 개구를 통해서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)와 저장조(1320) 주위로[예를 들면 외측 보디(1326)에 또는 저장조와 외측 보디 사이에 형성된 에어로졸 송달 개구(1365)를 거쳐서], 및 마우쓰피스(1324) 밖으로 유동할 수 있다.
유량 센서(1308)가 퍼프를 검출하면, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)가 작동될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9의 부분 단면도에 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)는 저장조(1320)로부터 에어로졸 전구체 조성물(1330)을 수용하여 에어로졸 또는 증기(1332)를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 10의 확대 부분 단면도에 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)는 에어로졸 전구체 조성물(1330)이 이를 통해서 수용되는 하나 이상의 전구체 입구(1334)를 갖는 웨이퍼, 기판 또는 하우징(1333)을 구비할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물(1330)은 이후 하나 이상의 전구체 채널(1335)을 통해서 하나 이상의 전구체 노즐(1336)로 이동할 수 있다. 일부 실시예에서 전구체 입구(1334), 전구체 채널(1335) 및/또는 전구체 노즐(1336)은 하우징(1333)에 형성될 수 있다. 대안적으로, 전구체 입구, 전구체 채널 및/또는 전구체 출구는 하우징에 결합되는 별개 부품을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물(1330)은 초기에 그것으로 이어지는 전구체 노즐(1336)에 의해 조합 분배기 및 분무기 조립체(1318)의 잔여부를 통해서 이동하는 것이 방지될 수 있다. 이와 관련하여, 전구체 노즐(1336)은 예를 들어 표면 장력으로 인해 이를 통한 유동에 저항하도록 적절한 크기를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 전구체 조성물은 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 유체 누설 가능성을 감소시키기 위해 전술한 저장조 내의 부압에 노출될 수 있다.
그러나, 유량 센서(1308)(예를 들면 도 8 참조)가 에어로졸 송달 장치(1300)에 대한 퍼프를 검출하면, 전류는 전원(1310)(예를 들면 도 8 참조)으로부터 하우징(1333)에 형성된 제 1 또는 방출 챔버(1339) 내에 배치되는 하나 이상의 제 1 또는 방출 가열 요소(1338)로 인도될 수 있다. 따라서, 방출 가열 요소(1338)는 에어로졸 전구체 조성물(1330)이 비등하여 기포(1340)가 형성되도록 에어로졸 전구체 조성물(1330)을 가열할 수 있다. 각각의 기포(1340)는 극히 빠르게 팽창하여 압력 펄스를 생성하며 이 압력 펄스는 이후 에어로졸 전구체 조성물(1330)의 액적(1342)이 전구체 노즐(1336)의 각각을 통해서 방출되도록 초래한다. 방출 가열 요소(1338)에 대한 전력 인가가 종료된 후에, 에어로졸 전구체 조성물(1330) 및 기포(1340)가 냉각됨에 따라 기포(1340)가 붕괴된다. 전구체 노즐(1336)에서의 에어로졸 전구체 조성물(1330)과 연관된 표면 장력 및 표면 에너지와, 전구체 입구(1334), 전구체 채널(1335) 및 전구체 노즐에 의해 형성되는 마이크로유체 채널과 에어로졸 전구체 조성물의 상호작용에 의한 모세관 힘은 더 많은 에어로졸 전구체 조성물이 저장조로부터 방출 가열 요소(1338) 쪽으로 인도되게 할 수 있으며, 따라서 에어로졸 전구체 조성물이 방출 챔버(1337)에 보충되고 방출 사이클이 반복될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물(1330)을 분배하기 위해 개별 밸브의 사용이 요구되지 않을 수도 있다. 따라서, 조합된 버블젯 헤드 및 분배기(1318)는 방출 가열 요소(1338), 전구체 입구(1334), 전구체 채널(1335) 및 전구체 노즐(1336)을 구비하는 버블젯 헤드(1350)를 포함할 수 있다.
도 10에 추가로 도시되어 있듯이, 에어로졸 전구체 조성물(1330)의 액적(1342)은 전구체 노즐(1336)을 통해서 하나 이상의 제 2 또는 기화 가열 요소(1344) 쪽으로 방출될 수 있다. 이와 관련하여, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)의 각 부분의 각각의 방출 가열 요소(1338), 전구체 노즐(1336), 및 기화 가열 요소(1344)는 에어로졸 전구체 조성물(1330)이 기화 가열 요소 상으로 방출되도록 축방향으로 정렬될 수 있다. 기화 가열 요소(1344)는, 하우징(1333)에 형성되고 에어로졸 전구체 조성물(1330)의 액적(1342)이 송달되는 제 2 또는 기화 챔버(1346) 내에 배치될 수 있다. 기화 가열 요소(1344)의 각각은 각각의 방출 가열 요소(1338) 및 각각의 전구체 노즐(1336)과 연관될 수 있다. 따라서, 전구체 노즐(1336)로부터 방출되는 에어로졸 전구체 조성물(1330)의 액적(1342)은 증기(1332)(예를 들면 도 9 참조)를 생성하도록 기화 가열 요소(1344)에 의해 기화될 수 있다.
이와 관련하여, 방출 가열 요소(1338)는 비교적 낮은 열 질량을 가질 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물(1330)을 기화 가열 요소(1344)에 비해서 상대적으로 낮은 정도로 가열하도록 구성될 수 있다. 기화 가열 요소(1344)에 의해 생성된 증기(1332)(예를 들면 도 9 참조)는 이후 제 2 챔버(1346)에서 하우징(1333)에 형성될 수 있는 하나 이상의 에어로졸 출구(1348)를 통해서 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)를 빠져나갈 수 있다. 증기(1332)가 전구체 노즐(1336)을 통해서 후진하지 않고 에어로졸 출구(1348)를 통해서 빠져나가게 하기 위해서, 에어로졸 출구는 전구체 노즐의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 또한, 에어로졸 출구(1348)에 비교적 큰 면적을 제공하거나 및/또는 제 2 챔버(1346)에 비교적 큰 체적을 제공함으로써, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)에 손상을 초래하는 증기(1332)(예를 들면 도 9 참조) 내로의 에어로졸 전구체 조성물(1330)의 급속한 팽창에 관한 문제가 회피될 수 있다.
도 11에 도시하듯이, 증기(1332)는 공기(1328)와 혼합되어 공기와 함께 마우쓰피스(1324)(예를 들면 도 8 참조) 쪽으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 증기(1332)와 공기(1328)는 카트리지(1304)의 외측 보디(1326)에 형성된 에어로졸 송달 개구(1365)를 통해서 이동할 수 있다. 전술했듯이, 에어로졸 전구체 조성물은 기화 챔버(1346) 내로 방출되어 그 안에서 기화될 수 있다. 따라서, 먼저 분무되지 않고 공기(1328)(예를 들면 도 8 참조) 내로 인도되는 에어로졸 전구체 조성물에 관한 문제가 회피될 수 있다.
따라서, 도 7 내지 도 11의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)는 하우징(1333)을 거쳐서 상호 확고하게 결합되는 버블젯 헤드(1350)[예를 들면, 방출 가열 요소(1338), 전구체 입구(1334), 전구체 채널(1335) 및 전구체 노즐(1336)을 포함]와 분무기(1352)[예를 들면, 에어로졸 출구(1348)와 기화 가열 요소(1344)를 포함]를 둘 다 구비하는 통합 유닛(예를 들면, 실리콘 칩으로서 제공됨)일 수 있으며, 이는 카트리지(1304)(예를 들면 도 8 참조)의 외측 보디(1326) 내에 수용되도록 구성된다. 대조적으로, 도 2 내지 도 6에 도시된 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1220)는, 분무기(1238)에 [예를 들면, 스페이서(1236)를 거쳐서] 확고하게 결합될 수 있고 에어로졸 전구체 조성물을 분무기에 분배하기 위한 분배기로서 작용하도록 수정될 수 있는 표준 버블젯 헤드(1234)(예를 들면, 잉크젯 프린터로부터의 버블젯 헤드)를 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1400)의 단면도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1400)는 제어 보디(1402) 및 카트리지(1404)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합해제된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 제어 보디(1402)는 단부 캡(1406), 인디케이터(1408)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(1409), 전원(1410)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(1411)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(1412), 배선(1413), 및 외측 보디(1414)를 구비할 수 있다. 카트리지(1404)는 베이스(1416), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418), 저장조(1420), 저장조를 포위하는 뚜껑(1422), 마우쓰피스(1424), 및 외측 보디(1426)를 구비할 수 있다. 카트리지(1404)의 베이스(1416)는 제어 보디(1402)의 커플러(1412)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
도 13은 에어로졸 송달 장치(1400)의 확대 부분 단면도이며, 여기에서 제어 보디(1402)와 카트리지(1404)는 상호 결합된다. 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)는 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452)를 포함할 수 있다. 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452)는 본 명세서의 다른 곳에 기재되는 버블젯 헤드와 분무기의 부품 및 특징부 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도 13에 추가로 도시되어 있듯이, 버블젯 헤드(1450)와 분무기는 연성 회로(1453)를 거쳐서 결합될 수 있다. 특히, 연성 회로(1453)는 분배기 및 분무기 조립체(1418)가 베이스 및 커플러(1412)를 통해서 카트리지(1402)에 전기적으로 연결되도록 베이스(1416)에 전기적으로 결합될 수 있다. 연성 회로(1453)는 또한 전력이 본 명세서의 다른 곳에 기재되는 방식으로 버블젯 헤드와 분무기로 인도될 수 있도록 버블젯 헤드(1450)를 분무기(1452)에 전기적으로 결합시킬 수 있다.
추가로, 일부 실시예에서 연성 회로는 버블젯 헤드와 분무기가 상호 확고하게 결합되도록 버블젯 헤드(1450)를 분무기(1452)에 기계적으로 결합시킬 수 있다. 이와 관련하여, 연성 회로(1453)는 그 위에 회로가 인쇄, 에칭되거나 달리 형성되는 고온 폴리아미드 기판 또는 기타 가요성 비전도성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)는 저장조(1420)에 결합될 수 있으며 이후 이 조립체는 카트리지(1404)의 외측 보디(1426)에 삽입될 수 있다. 이와 관련하여, 연성 회로(1453)를 통한 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452) 사이의 기계적 결합은 이런 식의 삽입을 허용할 수 있다. 또한, 연성 회로(1453)는 예를 들어 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)가 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452) 사이에 소정 갭 또는 간격을 형성하기 위해 베이스(1416)에 대해 가압될 수 있도록 휘어지도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 연성 회로(1453)는 초기에 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452)를 비교적 큰 간격으로 배치할 수 있으며 연성 회로는 예를 들어 베이스(1416)와의 접촉의 결과로서 조립 중에 휘어져 소정 간격을 형성할 수 있다.
도 13에 추가로 도시되어 있듯이, 일부 실시예에서 제어 보디(1402)의 외측 보디(1414)는 하나 이상의 입구 개구(1431)를 가질 수 있고, 커플러(1412)는 하나 이상의 커플러 개구(1427)를 가질 수 있으며, 베이스(1416)는 하나 이상의 베이스 개구(1429)를 가질 수 있고, 카트리지(1404)의 외측 보디(1426)는 하나 이상의 에어로졸 송달 개구(1465)를 가질 수 있으며, 이는 에어로졸 송달 장치(1400)를 통한 공기 유동을 가능하게 할 수 있다. 이와 관련하여, 도 14는 사용자가 마우쓰피스(1424)를 빨아당길 때 에어로졸 송달 장치를 통한 공기의 유동 경로를 도시하는 에어로졸 송달 장치(1400)의 단면도이다. 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1428)의 유동은 제어 보디(1402)의 외측 보디(1414)에 형성될 수 있는 입구 개구(1431)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1400)에 진입할 수 있고 유량 센서(1411)를 지나서 또는 유량 센서 근처에서 이동할 수 있다. 공기(1428)는 제어 보디(1402)로부터, 커플러 개구(1427)(도 13 참조)에서의 커플러(1412)를 통해서 및 카트리지(1404)의 베이스(1416)에 형성된 베이스 개구(1429)를 통해서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)를 통해서 및/또는 그 주위로, 저장조(1420) 주위로[예를 들면 도 15에 도시하듯이, 외측 보디(1426)에 또는 저장조와 외측 보디 사이에 형성된 에어로졸 송달 개구(1465)를 통해서], 및 마우쓰피스(1424) 밖으로 유동할 수 있다. 에어로졸 송달 개구(1465)는 비선형 유동 경로를 갖는 것으로 도시되어 있지만 다른 실시예에서 에어로졸 송달 개구는 카트리지의 제조를 단순화하고 압력 강하가 보다 작은 유동 경로를 제공하기 위해 (예를 들어 카트리지의 종방향 길이에 평행하게 연장되는) 선형 유동 경로를 가질 수도 있음을 알아야 한다.
특히, 공기(1428)는 하나 이상의 베이스 개구(1429)(도 13 참조)를 거쳐서 베이스(1416)를 통해 이동할 수 있다. 도 13에 도시하듯이, 베이스 개구(1429)는 베이스(1412)의 반경방향 외측 에지 근처에 배치될 수 있다. 따라서, 도 14에 도시하듯이, 공기(1428)는 외측 보디(1426)의 내표면 근처에서 카트리지에 진입할 수 있다. 공기(1428)는 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452)(도 13 참조) 사이에서 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418) 주위로 및 부분적으로 이를 통해서 유동할 수 있다.
유량 센서(1411)가 퍼프를 검출하면, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)는 버블젯 헤드(1450)가 에어로졸 전구체 조성물을 저장조(1420)로부터 분무기(1452)(도 13 참조) 쪽으로 방출하도록 작동될 수 있다. 공기(1428)의 적어도 일부가 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)를 통해서 유동하는 상기 구조는 에어로졸 전구체 조성물이 분무화 이전에 공기(1428) 유동 내로 방출되는 결과를 초래할 수 있지만, 베이스 개구(1429)의 사용은 에어로졸 전구체 조성물의 거의 전부가 공기에 액체 형태로 동반되고 이후 잠재적으로 그로부터 분리되기 보다는 분무기(1452)(도 13 참조)와 접촉하여 분무화될 수 있도록 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동을 규제할 수 있다. 또한, 공기(1428)의 일부는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)를 통해서가 아니라 그 주위로 유동할 수 있으며, 따라서 공기 유동이 비교적 큰 면적에 걸쳐서 분포될 수 있고 따라서 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동은 비교적 낮은 점성을 가질 수 있으며 이는 분무기(1452)(도 13 참조) 상으로의 에어로졸 전구체 조성물의 분배에 크게 영향을 끼치지 않을 수 있다. 또한, 연성 회로(1453) 및/또는 버블젯 헤드(1450)와 분무기(1452)의 하우징은 에어로졸 전구체 조성물을 분무화되지 않고 공기(1428) 유동 내로 인도하는 것을 추가로 저지하는 기화 챔버를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 분무기는 공기 유동에 의해 초래되는 에어로졸 전구체 조성물의 이동을 책임지기 위해 버블젯 헤드의 하류로 시프트될 수 있다. 분무화 이후에, 공기 및 증기는 저장조(1422) 주위로 및 마우쓰피스(1424) 밖으로 사용자에게로 이동할 수 있다. 연성 회로를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 실시예는 기화되지 않고 공기에 동반되는 액체 에어로졸 전구체 조성물에 관한 문제를 회피하도록 구성될 수 있음을 알아야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 버블젯 헤드와 분무기는 상호 비교적 근접하여 이격될 수 있으며 분무기는 에어로졸 전구체 조성물이 분무기와 접촉하지 않아도 분무화될 수 있는 온도로 가열될 수 있다.
전술했듯이, 연성 회로(1453)는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)의 분무기(1452)와 버블젯 헤드(1450) 사이에 기계적 및 전기적 연결을 수립하기 위해 채용될 수 있다. 그러나, 연성 회로(1453)는 또한 카트리지 내의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418)와 전원(1410)을 커플러(1412) 및 베이스(1412)를 통해서 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 다양한 다른 실시예는 연성 회로를 거쳐서 에어로졸 송달 장치의 하나 이상의 다른 부품에 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 15는 도 12 내지 도 14의 에어로졸 송달 장치(1400)와 거의 유사한 에어로졸 송달 장치(1400')의 실시예의 부분 단면도이다. 그러나, 도시하듯이, 도 15의 에어로졸 송달 장치(1400')는 공유 웨이퍼, 기판, 또는 버블젯 헤드와 분무기가 수용되는 하우징(1433')을 포함하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418')를 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 도 15의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418')는 도 9의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1318)와 거의 유사할 수 있다. 이 실시예에서, 연성 회로(1453)는 버블젯 헤드와 분무기가 개별 하우징 내에 배치되는지 공유 하우징 내에 배치되는지에 관계없이 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 전기 접속을 제공하기 위해 채용될 수 있다. 또한, 공기가 이를 통해서 유동하지 않는, 공유 하우징(1433') 내에 버블젯 헤드와 분무기를 구비하는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1418')의 사용은 액체 전구체 조성물이 분무화 없이 공기 유동에 의해 운반되는 것에 관한 일체의 문제를 회피할 수 있다.
도 16은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1500)의 단면도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1500)는 제어 보디(1502) 및 카트리지(1504)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합해제된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 카트리지(1504)의 베이스(1516)는 제어 보디(1502)의 커플러(1512)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
제어 보디(1502)는 단부 캡(1506), 인디케이터(1508)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(1509), 전원(1510)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(1511)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(1512), 배선(1513), 및 외측 보디(1514)를 구비할 수 있다. 카트리지(1504)는 베이스(1516), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518), 저장조(1520), 마우쓰피스(1524), 절연체(1555), 외측 보디(1526)를 구비할 수 있다. 도시된 실시예에서 커플러(1516)는 저장조(1520)를 포위하는 뚜껑(1522)을 갖는다. 이와 관련하여, 저장조(1520)의 단부를 커플러(1516)로 밀폐함으로써, 카트리지(1504)의 조립이 간단해질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 뚜껑은 커플러와 별개인 부품을 포함할 수 있다.
도 17은 에어로졸 송달 장치(1500)의 확대 부분 단면도이며, 여기에서 제어 보디(1502)와 카트리지(1504)는 상호 결합된다. 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)는 (예를 들어 하나 이상의 스페이서에 의해) 상호 확고하게 결합될 수 있는 버블젯 헤드(1550)와 분무기(1552)를 포함할 수 있다. 버블젯 헤드(1550)와 분무기(1552)는 본 명세서의 다른 곳에 기재되는 버블젯 헤드와 분무기의 부품 및 특징부 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도 17은 또한 사용자가 마우쓰피스(1524)를 빨아당길 때 에어로졸 송달 장치(1500)를 통한 공기의 유동 경로를 도시한다. 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1528)의 유동은 제어 보디(1502)의 외측 보디(1514)에 형성될 수 있는 하나 이상의 입구 개구(1531)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1500)에 진입할 수 있고 유량 센서(1511)를 지나서 또는 유량 센서 근처에서 이동할 수 있다. 공기(1528)는 제어 보디(1502)로부터, 커플러(1512)에 형성된 하나 이상의 커플러 개구(1561)를 통해서 및 카트리지(1504)의 베이스(1516)에 형성된 하나 이상의 베이스 개구(1529)를 통해서, 저장조(1520) 주위로[예를 들면 외측 보디(1526)에 또는 저장조와 외측 보디 사이에 형성된 하나 이상의 공기 송달 채널(1565)을 통해서], 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518) 주위로 및 부분적으로 이를 통해서, 및 마우쓰피스(1524) 밖으로 유동할 수 있다.
이 구성의 결과로, 공기(1528)의 일부 또는 전부는 카트리지(1504)를 횡단하여, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)를 통해서, 버블젯 헤드(1550)와 분무기(1552) 사이를 유동할 수 있다. 유량 센서(1511)가 퍼프를 검출하면, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)는 버블젯 헤드(1550)가 에어로졸 전구체 조성물을 저장조(1520)로부터 분무기(1552) 쪽으로 방출하도록 작동될 수 있다.
공기(1528)의 적어도 일부가 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)를 통해서 유동하는 상기 구조는 에어로졸 전구체 조성물이 분무화 이전에 공기(1528) 유동 내로 방출되는 결과를 초래할 수 있지만, 하나 이상의 베이스 개구(1529)의 사용은 에어로졸 전구체 조성물의 거의 전부가 공기에 액체 형태로 동반되고 이후 잠재적으로 그로부터 분리되기 보다는 분무기(1552)(도 13 참조)와 접촉하여 분무화될 수 있도록 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동을 규제할 수 있다. 또한, 공기(1528)의 일부는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)를 통해서가 아니라 그 주위로 유동할 수 있으며, 따라서 공기 유동이 비교적 큰 면적에 걸쳐서 분포될 수 있고 따라서 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동은 비교적 낮은 점성을 가질 수 있으며 이는 분무기(1552)(도 13 참조) 상으로의 에어로졸 전구체 조성물의 분배에 크게 영향을 끼치지 않을 수 있다. 또한, 전술했듯이, 버블젯 헤드(1550)와 분무기(1552)의 하나 이상의 스페이서 및/또는 하우징은 에어로졸 전구체 조성물을 분무화되지 않고 공기(1528) 유동 내로 인도하는 것을 추가로 저지하는 기화 챔버를 가질 수 있으며 및/또는 분무기는 공기 유동에 의해 초래되는 에어로졸 전구체 조성물의 이동을 책임지기 위해 버블젯 헤드의 하류에 배치될 수 있다. 분무화 이후에, 공기 및 증기는 저장조(1522) 주위로 및 마우쓰피스(1524) 밖으로 사용자에게로 이동할 수 있다.
도 2 내지 도 15의 에어로졸 송달 장치(1200, 1300, 1400)에서 저장조는 마우쓰피스와, 버블젯 헤드 및 분무기를 포함할 수 있는 조합된 분배기 및 분무기 조립체 사이에 배치되는 것을 알아야 한다. 이 구성은 사용자의 입이 가열된 표면과 접촉하지 않도록 분무기를 마우쓰피스로부터 멀리 배치한다는 점에서 바람직할 수 있다. 대조적으로, 도 16 및 도 17의 에어로졸 송달 장치(1500)의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1518)는 저장조(1520)와 마우쓰피스(1524) 사이에 배치된다. 이 구성은 에어로졸 전구체 조성물이 기화 이후 공기(1528)로부터 응축될 가능성이 감소되도록 분무기에 의해 생성된 에어로졸이 마우쓰피스(1524) 쪽으로 단지 비교적 짧은 거리를 이동해야 한다는 점에서 바람직할 수 있다. 그러나, 마우쓰피스(1524) 및/또는 외측 보디(1526)를 사용자의 입술이 접촉할 수 있는 영역에서 터치하기에 차갑게 유지하기 위해서, 에어로졸 송달 장치(1500)는 도 16에 도시하듯이 절연체(1555)를 추가로 포함할 수 있다. 절연체(1555)는 플라스틱, 파이버글래스, 또는 페놀수지 재료와 같은 절연 재료의 임의의 실시예를 포함할 수 있다. 또한, 절연체(1555)는 외측 보디(1526)와 마우쓰피스(1524) 또는 그 일부의 하나 또는 양자의 근처에 배치되거나 이를 형성할 수 있다.
도 18은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1600)의 단면도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1600)는 제어 보디(1602) 및 카트리지(1604)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 카트리지(1604)의 베이스(1616)는 제어 보디(1602)의 커플러(1612)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
제어 보디(1602)는 단부 캡(1606), 인디케이터(1608)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(1609), 전원(1610)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(1611)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(1612), 배선(1613), 및 외측 보디(1614)를 구비할 수 있다. 카트리지(1604)는 베이스(1616), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618), 저장조(1620), 마우쓰피스(1624) 및 외측 보디(1626)를 구비할 수 있다. 도시된 실시예에서 커플러(1616)는 저장조(1620)를 포위하는 뚜껑(1622)을 갖는다. 이와 관련하여, 저장조(1620)의 단부를 커플러(1616)로 밀폐함으로써, 카트리지(1604)의 조립이 간단해질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 뚜껑은 커플러와 별개인 부품을 포함할 수 있다.
도 19는 에어로졸 송달 장치(1600)의 확대 부분 단면도이며, 여기에서 제어 보디(1602)와 카트리지(1604)는 상호 결합된다. 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)는 [예를 들어 하나 이상의 스페이서(1636)에 의해] 상호 확고하게 결합될 수 있는 버블젯 헤드(1650)와 분무기(1652)를 포함할 수 있다. 버블젯 헤드(1650)와 분무기(1652)는 본 명세서의 다른 곳에 기재되는 버블젯 헤드와 분무기의 부품 및 특징부 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도 18에 추가로 도시되어 있듯이, 제어 보디(1602)의 외측 보디(1614)는 하나 이상의 입구 개구(1631)를 가질 수 있고, 커플러(1612)는 하나 이상의 커플러 개구(1661)를 가질 수 있으며, 베이스(1616)는 하나 이상의 베이스 개구(1629)를 가질 수 있고, 이는 에어로졸 송달 장치(1600)를 통한 공기 유동을 가능하게 할 수 있다. 이와 관련하여, 도 19는 추가로 사용자가 마우쓰피스(1624)를 빨아당길 때 에어로졸 송달 장치(1600)를 통한 공기의 유동 경로를 도시한다. 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1628)의 유동은 제어 보디(1602)의 외측 보디(1614)에 형성될 수 있는 입구 개구(1631)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1600)에 진입할 수 있고, 유량 센서(1611)를 지나서 또는 유량 센서 근처에서 이동할 수 있다. 공기(1628)는 제어 보디(1602)로부터, 커플러(1612)에 형성된 커플러 개구(1661)를 통해서 및 카트리지(1604)의 베이스(1616)를 통해서 베이스 개구(1629)를 거쳐서, 저장조(1620)와 외측 보디(1626) 사이에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618) 주위로 및 부분적으로 이를 통해서, 및 마우쓰피스(1624) 밖으로 유동할 수 있다. 유량 센서(1611)가 퍼프를 검출하면, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)는 버블젯 헤드(1650)가 에어로졸 전구체 조성물을 저장조(1620)로부터 분무기(1652) 쪽으로 방출하도록 작동될 수 있다.
공기(1628)의 적어도 일부가 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)를 통해서 유동하는 상기 구조는 에어로졸 전구체 조성물이 분무화 이전에 공기(1628) 유동 내로 방출되는 결과를 초래할 수 있지만, 하나 이상의 베이스 개구(1629)의 사용은 에어로졸 전구체 조성물의 거의 전부가 공기에 액체 형태로 동반되고 이후 잠재적으로 그로부터 분리되기 보다는 분무기(1652)와 접촉하여 분무화될 수 있도록 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동을 규제할 수 있다. 또한, 공기(1628)의 일부는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)를 통해서가 아니라 그 주위로 유동할 수 있으며, 따라서 공기 유동이 비교적 큰 면적에 걸쳐서 분포될 수 있고 따라서 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 통한 공기 유동은 비교적 낮은 점성을 가질 수 있으며 이는 분무기(1652) 상으로의 에어로졸 전구체 조성물의 분배에 크게 영향을 끼치지 않을 수 있다. 또한, 전술했듯이, 버블젯 헤드(1650)와 분무기(1652)의 스페이서(1636) 및/또는 하우징은 에어로졸 전구체 조성물을 분무화되지 않고 공기(1628) 유동 내로 인도하는 것을 추가로 저지하는 기화 챔버를 가질 수 있으며, 및/또는 분무기는 공기 유동에 의해 초래되는 에어로졸 전구체 조성물의 이동을 책임지기 위해 버블젯 헤드의 하류에 배치될 수 있다. 분무화 이후에, 공기 및 증기는 저장조(1622) 주위로 및 마우쓰피스(1624) 밖으로 사용자에게로 이동할 수 있다.
도 18 및 도 19에 도시되어 있듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 마우쓰피스(1624) 근처에 배치될 수 있으며, 이것은 전술한 에어로졸 송달 장치 내에서의 기화된 에어로졸 전구체의 응축을 회피하는 관점에서 이점을 제공할 수 있다. 이상에서 추가로 설명했듯이 사용자의 입술에 전달되는 열의 양을 감소시키기 위해 마우쓰피스 근처에 절연체가 채용될 수 있다. 도 19에 추가로 도시되어 있듯이, 일부 실시예에서 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)는 저장조(1620)의 측면(1655)에 결합될 수 있다. 이 구성은 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1618)를 통해서 마우쓰피스(1624)로의 실질적으로 종방향 유동을 허용할 수 있다. 이와 관련하여, 분무기(1652)의 가열 표면(예를 들어, 전술한 기화 가열 요소의 외표면을 포함) 및 버블젯 헤드(1650)의 방출 표면(예를 들어, 전구체 노즐을 포함)은 전체적으로 카트리지(1604)의 외측 보디(1626)의 종축 및 에어로졸 송달 장치(1600)의 종축에 실질적으로 평행하게 배향될 수 있다. 따라서, 공기 및 에어로졸의 유동이 거의 선형적으로 마우쓰피스(1624)로 진행될 수 있도록 공기(1628)의 유동은 버블젯 헤드(1650)와 분무기(1652)에 형성되는 평행한 표면들 사이에서 발생할 수 있다.
대조적으로, 전술한 에어로졸 송달 장치(1200, 1300, 1400, 1500)의 실시예는 저장조의 원위 단부에 부착되는 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 실시예를 포함하며 따라서 분무기의 가열 표면 및 버블젯 헤드의 방출 표면은 전체적으로 카트리지의 외측 보디 및 에어로졸 송달 장치의 종축에 실질적으로 수직하게 배향된다. 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 저장조의 원위 단부에 부착하는 것은 에어로졸 송달 장치의 간단한 구조를 제공하지만, 이 구성은 에어로졸 송달 장치를 통한 비선형 공기 유동 경로를 초래할 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시하듯이, 공기는 버블젯 헤드와 분무기가 에어로졸 송달 장치의 종축에 수직하게 배향될 때 조합된 분배기 및 분무기 조립체에 진입 및/또는 퇴출하는 하나 이상의 급선회를 할 수 있다. 이들 급선회는 에어로졸 송달 장치 빨아들임이 비교적 큰 노력을 요구할 수 있도록 에어로졸 송달 장치의 사용과 연관된 압력 강하를 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다. 추가로, 조합된 분배기 및 분무기 조립체에서 또는 그 하류에서 공기 유동 경로의 급선회는, 이러한 이행부가 에어로졸 송달 장치 내의 주위 구조물(예를 들면, 카트리지의 외측 보디)에 대한 충돌의 결과로 에어로졸이 다시 액체 형태로 응축되도록 초래할 수 있다는 점에서 해로울 수 있다. 따라서, 카트리지의 종축에 대략 평행하게 배향되고 급선회를 갖지 않는 공기 유동 경로의 사용이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 도 18 및 도 19에 도시된 에어로졸 송달 장치(1600)는 상기 문제를 회피하도록 구성된다. 그러나, 도 2 내지 도 17의 에어로졸 송달 장치의 실시예에 기재되어 있듯이 그 각각의 방출 표면 및 가열 표면이 카트리지의 종축에 거의 수직하도록 배향되는 버블젯 헤드 및 분무기의 사용은 이러한 구성이 이를 통한 상대적으로 더 느린 공기유동을 형성할 수 있다는 점에서 바람직할 수 있으며, 따라서 에어로졸 전구체 조성물의 분무화가 개선될 수 있다.
도 18 및 도 19의 에어로졸 송달 장치의 버블젯 헤드 및 분무기는 그 각각의 방출 표면 및 가열 표면이 전체적으로 카트리지 및 에어로졸 송달 장치의 종축에 실질적으로 평행하게 배향되도록 구성되는 것으로 도시되어 있지만, 각각의 방출 표면 및 가열 표면이 외측 보디의 종축에 대해 비제로 각도로 배향되는 버블젯 헤드 및 분무기를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 특정 실시예는 도 18 및 도 19의 에오로졸 송달 장치(1600)에 대해 전술한 이점의 많은 것을 여전히 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 도 20은 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1718)를 구비하는 에어로졸 송달 장치(1700)의 부분 개략도이며, 그 버블젯 헤드(1750) 및 분무기(1752)의 각각의 방출 표면 및 가열 표면은 에어로졸 송달 장치의 종축(1770)에 대해 비제로 각도로 배향된다. 그러나, 이들 표면과 종축(1770) 사이의 각도는 비교적 작으며(예를 들면 약 45도 미만), 따라서 마우쓰피스(1724)를 빠져나가기 전에 공기(1728)의 유동 경로의 선회에 의해 초래되는 압력 강하는, 유사하지만 유동 경로에서 더 급선회를 형성하는 에어로졸 송달 장치의 실시예에 비해서 감소된다. 또한, 버블젯 헤드(1750)와 분무기(1752)의 방출 표면 및 가열 표면과 종축(1770) 사이의 비교적 작은 각도는 또한 에어로졸의 기화 이후 응축 및 공기(1728) 유동 내로의 도입에 관한 문제를 회피하는데 도움이 될 수 있는데, 그 이유는 조합된 분배기 및 분무기 조립체를 빠져나가는 공기 및 에어로졸이 급선회를 하지 않고 그로부터 매끄럽게 빠져나갈 수 있기 때문이다.
도 21은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치(1800)의 단면도이다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(1800)는 제어 보디(1802) 및 카트리지(1804)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 카트리지(1804)의 베이스(1816)는 제어 보디(1802)의 커플러(1812)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
제어 보디(1802)는 단부 캡(1806), 인디케이터(1808)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(1809), 전원(1810)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(1811)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(1812), 배선(1813), 및 외측 보디(1814)를 구비할 수 있다. 카트리지(1804)는 베이스(1816), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818), 저장조(1820), 마우쓰피스(1824) 및 외측 보디(1826)를 구비할 수 있다. 도시된 실시예에서 커플러(1816)는 저장조(1820)를 포위하는 뚜껑(1822)을 갖는다. 이와 관련하여, 저장조(1820)의 단부를 커플러(1816)로 밀폐함으로써, 카트리지(1804)의 조립이 간단해질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 뚜껑은 커플러와 별개인 부품을 포함할 수 있다.
도 22는 에어로졸 송달 장치(1800)의 확대 부분 단면도이며, 여기에서 제어 보디(1802)와 카트리지(1804)는 상호 결합된다. 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)는 [예를 들어 하나 이상의 스페이서(1836)에 의해] 상호 확고하게 결합될 수 있는 버블젯 헤드(1850)와 분무기(1852)를 포함할 수 있다. 버블젯 헤드(1850)와 분무기(1852)는 본 명세서의 다른 곳에 기재되는 버블젯 헤드와 분무기의 부품 및 특징부 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22는 또한 사용자가 마우쓰피스(1824)를 빨아당길 때 에어로졸 송달 장치(1800)를 통한 공기의 유동 경로를 도시한다. 도 21에 도시하듯이, 공기유동 또는 주위 공기(1828)의 유동은 제어 보디(1802)의 외측 보디(1814)에 형성될 수 있는 하나 이상의 입구 개구(1831)를 통해서 에어로졸 송달 장치(1800)에 진입할 수 있고 유량 센서(1811)를 지나서 또는 유량 센서 근처에서 이동할 수 있다. 도 22에 도시하듯이, 공기(1828)는 제어 보디(1802)로부터, 커플러(1812)에 형성된 커플러 개구(1861)를 통해서 및 카트리지(1804)의 베이스(1816) 내로, 저장조(1820)를 통해서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)를 통해서, 및 마우쓰피스(1824) 밖으로 유동할 수 있다.
특히, 공기(1828)는 하나 이상의 베이스 개구(1829)를 거쳐서 베이스(1816)를 통해서 이동할 수 있다. 또한, 저장조(1820)는 이를 통해서 연장되는 채널(1854)을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 저장조(1820)는 그 안에 포위된 에어로졸 전구체가 (예를 들면, 채널을 갖는 저장조의 내벽에 의해) 채널(1854)로부터 분리되도록 긴 환형 구조를 가질 수 있다. 채널(1854)은 공기(1828) 유동을 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)로 인도할 수 있다. 이와 관련하여, 버블젯 헤드(1850)는 공기 유동 개구(1856)를 구비할 수 있으며 분무기(1852)는 그것을 통한 공기(1828) 유동을 인도하도록 구성된 에어로졸 송달 개구(1858)를 구비할 수 있다. 도시된 실시예에서 베이스 개구(1829), 저장조(1820)를 통한 채널(1854), 버블젯 헤드(1850)를 통한 공기 유동 개구(1856), 및 분무기(1852)를 통한 에어로졸 송달 개구(1858)는 공기(1828) 유동이 거의 직선적인 경로를 따라서 이동하도록 카트리지(1804)를 통해서 연장되는 종축을 따라서 직선적으로 배치되며 따라서 에어로졸 송달 장치(1800)의 압력 강하를 증가시키고 응축을 초래하는 것과 관련한 문제는 회피될 수 있다. 에어로졸 송달 장치(1800)는 또한 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)가 저장조(1820)와 마우쓰피스(1824) 사이에 배치되는 결과로서 응축의 발생을 회피하도록 구성될 수 있다. 전술했듯이, 마우쓰피스 및 외측 보디로의 열전달을 감소시키기 위해 절연체가 채용될 수 있다.
도 23은 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818) 근처에서의 카트리지(1804)의 개략 확대 분해도이다. 도시하듯이, 저장조(1820), 버블젯 헤드(1850) 및 분무기(1852)는 에어로졸 전구체 조성물을 반경 방향으로 또는 환형으로 분배 및 분무화하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 개략 도시하듯이, 버블젯 헤드(1850)의 전구체 입구, 전구체 채널, 방출 가열 요소, 및/또는 전구체 노즐은 버블젯 헤드를 통해서 연장되는 공기 유동 개구(1856) 주위에 환형으로 복수의 반경방향 위치(1860)에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 분무기(1852)의 기화 가열 요소(1862)는 분무기를 통해서 연장되는 에어로졸 송달 개구(1858) 주위에서 실질적으로 반경방향으로 및 환형으로 연장될 수 있다. 이 구성은 액체 에어로졸 전구체 조성물을 공기 유동 내로 인도하는 것을 회피하기 위해 에어로졸 송달 장치(1800)를 통한 공기(1828)의 직접 유동 내에서 보다는 그 주위에서 에어로졸 전구체 조성물의 분배 및 분무화를 가능하게 할 수 있다. 이 구성은 또한 전술한 에어로졸 송달 장치의 이점들을 조합하기 위해 공기(1828)의 실질적으로 직선 유동을 촉진할 수 있다.
전술한 에어로졸 송달 장치의 실시예에서, 분무기는 일반적으로 기화 가열 요소(들)가 배치되는 실질적으로 평면적인 가열 표면을 갖는 것으로 기술되었다. 이와 관련하여, 버블젯 헤드는 전구체 노즐이 배치되고 역시 대체로 평면적이며 분무기의 가열 표면에 평행한 방출 표면을 갖는다. 따라서, 버블젯 헤드는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 실질적으로 수직하게 방출하였다. 그러나, 분무기의 다양한 다른 구성이 채용될 수 있다.
예를 들어, 도 24는 본 발명의 대체 실시예에 따른 분무기(1900)를 도시한다. 분무기(1900)는 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 임의의 것과 더불어 채용될 수 있다. 예를 들어, 분무기(1900)는 도 21 내지 도 23의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)의 분무기(1852)를 대신하여 채용될 수 있다.
도시하듯이, 분무기(1900)는 비평면적인 내부 가열 표면(1902)을 구비할 수 있다. 특히, 분무기(1900) 및 분무기의 내부 가열 표면(1902)은 실질적으로 원추형(예를 들면, 도시하듯이 중공의 절두원추형 구조를 가짐)일 수 있다. 이와 관련하여, 분무기(1900)는 이를 통해서 공기 및 에어로졸 전구체 조성물(1904)의 유동을 수용하도록 구성될 수 있으며, 따라서 분무기의 내부 가열 표면(1902) 상에 공기 및 에어로졸 전구체 조성물(1904)의 유동이 수용된다.
따라서, 가열 표면(1902)은 에어로졸 전구체 조성물을 분무화시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 기화 가열 요소(1906)가 내부 가열 표면(1902) 상에 배치될 수 있다. 추가 예로서, 일부 실시예에서 가열 요소는 내부 가열 표면(1902) 상에 나선형으로 배치될 수 있다. 이 구성은 분무기(1900)를 통해서 인도되는 에어로졸 전구체 조성물의 대다수와 유리하게 접촉할 수 있다. 따라서, 공기 및 에어로졸(1908)의 유동이 분무기(1900)를 빠져나갈 수 있다.
도 25는 도 21 내지 도 23의 에어로졸 송달 장치의 조합된 분배기 및 분무기 조립체(1818)의 분무기(1852)를 대신하여 채용될 수 있는 분무기(2000)의 대체 실시예를 도시한다. 분무기(2000)는 외부 가열 표면(2002)을 가질 수 있다. 도시하듯이, 분무기(2000)는 전체적으로, 외부 가열 표면(2002)에 추가적으로, 실질적으로 원추형 구조를 가질 수 있다. 이 실시예에서 공기 및 에어로졸 전구체 조성물(2004)의 유동은 분무기(2000)의 좁은 단부 쪽으로 인도될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은 공기 및 에어로졸(2008)의 유동을 생성하기 위해 외부 가열 표면(2002)에 배치된 하나 이상의 기화 가열 요소(2006)에 의해 기화될 수 있다. 기화 가열 요소(2006)는 에어로졸 전구체 조성물을 유리하게 가열 및 기화하기 위해 외부 가열 표면(2002) 상에 나선형으로 배치될 수 있다.
또한 이상에서는 다수의 기화 가열 요소(1906, 2006)가 전체적으로 논의되었지만, 다른 실시예에서는 단일의 기화 가열 요소가 채용될 수도 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 기화 가열 요소는 가열 표면에 단일의 연속 매립 또는 인쇄된 필라멘트를 포함할 수 있다. 추가 예로서, 단일의 연속 필라멘트는 (예를 들어, 도 24에 도시된 분무기의 내부 가열 표면에서 또는 도 25에 도시된 분무기의 외부 가열 표면에서) 전술한 나선형 구조를 가질 수 있다. 기화 가열 요소를 위한 단일의 연속 필라멘트의 사용은 이것이 분무기의 구조를 단순화할 수 있다는 점에서 바람직할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서 분무기의 가열 표면은 비평면 구조를 가질 수 있다. 비평면 가열 표면을 구비하는 분무기의 사용은 에어로졸 송달 장치를 통한 다양한 대체 유동 조건을 허용할 수 있다. 특히, 도 24 및 도 25의 실질적으로 원추형 분무기는 각각 에어로졸 송달 장치에 대한 퍼프와 연관된 압력 강하의 최소 증가와 더불어 실질적으로 직선형 공기 유동 경로를 여전히 제공하면서 공기 및 에어로졸을 포커싱 또는 분배하도록 구성될 수 있다. 조합된 분배기 및 분무기의 상기 및 기타 실시예에서, 버블젯 헤드는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 대해 비수직 각도로 인도할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 분무기의 가열 표면에 대해 정확히 수직하게 인도하는 것을 회피함으로써, 에어로졸 전구체 조성물 비산에 관한 문제가 회피될 수 있다. 이와 관련하여, 비산된 에어로졸 전구체 조성물은 버블젯 헤드를 향해서 복귀 편향될 수 있으며, 이것은 버블젯 헤드가 막히는 것을 초래할 수 있다. 또한, 도 24의 분무기(1900)의 실시예에서, 일체의 비산된 에어로졸 전구체 조성물은 분무기 내에 보유되어 내부 가열 표면(1902)의 다른 부분과 접촉할 수 있으며, 따라서 비산된 에어로졸 전구체는 챔버를 형성하는 분무기의 내부 가열 표면으로 인해 여전히 기화된다. 절두원추형 분무기의 다양한 다른 실시예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Taluskie 등의 2014년 7월 11일자 미국 특허 출원 제14/329,334호에 기재되어 있다.
도 26은 본 명세서에 기재된 에어로졸 송달 장치의 실시예에 구비될 수 있는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2100)의 대체 실시예의 분해도이다. 도시하듯이, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2100)는 버블젯 헤드(2102)와 분무기(2104)를 구비할 수 있다. 버블젯 헤드의 실시예에 대한 상세는 이상에서 설명되었으며 그 전체가 반복되지는 않을 것이다. 그러나, 간단히, 버블젯 헤드(2102)는 저장조로부터 에어로졸 전구체 조성물을 수용하도록 구성된 하나 이상의 전구체 입구(2108)(도 27 참조) 및 에어로졸 전구체 조성물을 분무기(2014)에 분배하도록 구성된 하나 이상의 전구체 노즐(2110)을 가질 수 있는 웨이퍼, 기판, 또는 하우징(2106)을 구비할 수 있다.
추가로, 분무기(2104)는 웨이퍼, 기판 또는 하우징(2112)을 포함할 수 있다. 또한, 도시하듯이, 일부 실시예에서 분무기(2104)는 보강 부재(2114)를 추가로 포함할 수 있다. 보강 부재(2114)는 분무기(2104)의 하우징(2112)을 지지하여 그것에 구조적 안정성을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 27에 도시하듯이, 보강 부재(2114)는 하우징이 지지되도록 분무기(2104)의 하우징(2112)에 결합될 수 있다. 특히, 보강 부재(2114)는 하우징(2112)의 후면에 결합될 수 있으며, 하나 이상의 기화 가열 요소(2116)는 하우징의 반대되는 전면에 결합된다.
이와 관련하여, 보강 부재는 분무기(2014)에 대해 그 열 질량을 크게 증가시키지 않으면서 강성, 지지 및 구조를 제공하도록 구성될 수 있다. 전류가 인가될 때 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키기에 충분한 온도로 분무기가 급속히 가열될 수 있도록 분무기(2104)에 비교적 낮은 열 질량을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 분무기(2104)는 사용자가 관련 에어로졸 송달 장치를 빨아들일 때 급속히 가열될 수 있다.
보강 부재(2114)를 기화 가열 요소(2116)와 대향하여 배치함으로써, 보강 부재는 보강 부재로의 열전달이 감소되도록 가열 요소와의 직접 접촉을 회피할 수 있다. 또한, 도 26에 도시하듯이, 보강 부재(2114)는 절취부(2118)를 가질 수 있다. 절취부(2118)는 보강 부재(2114)가 분무기에 개선된 강도를 여전히 제공할 수 있게 하면서 분무기(2104)의 열 질량을 추가로 감소시킬 수 있다. 이와 관련하여, 절취부는 보강 부재가 하우징(2112)의 외측 에지 주위로 연장되는 프레임을 형성하도록 중심에 배치될 수 있다. 이 구조는 보강 부재(2114)의 관성 모멘트의 비교적 작은 손실만을 초래하며, 또한 그 질량을 기화 가열 요소(2116)에서 멀리 배치하여 보강 부재로의 열전달을 추가로 감소시킨다. 또한, 보강 부재(2114)는 플라스틱, 세라믹, 유리 또는 그것에 대한 열 및 전기 전달을 회피하도록 구성되는 절연성 및 비전도성 재료의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 27에 도시하듯이, 분무기(2104)는 하나 이상의 전도성 패드(2120)를 추가로 포함할 수 있다. 전도성 패드(2120)는 기화 가열 요소(2116)와 접촉하여 그것에 전류를 인도하도록 구성될 수 있다. 그러나, 전도성 패드(2120)가 바람직하지 않게 열을 발생하는 것을 방지하기 위해, 전도성 패드는 기화 가열 요소(2116)의 재료보다 낮은 저항을 갖는 재료 및/또는 구조(예를 들면, 더 두꺼운 게이지)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 패드(2120)는 실버 팔라듐을 포함할 수 있고 기화 가열 요소(2116)는 백금을 포함할 수 있다. 추가 예로서, 일부 실시예에서 전도성 패드(2120)는 실버 팔라듐을 포함할 수 있고 기화 가열 요소(2116)는 상대적으로 더 큰 저항을 갖는 실버 팔라듐 제형을 포함할 수 있다. 그러나, 알 수 있듯이, 다른 실시예에서는 예를 들어 금, 은, 백금, 팔라듐, 텅스텐 및 그 조합을 포함하는 다양한 다른 재료가 채용될 수 있다. 전도성 패드 및 기화 가열 요소를 형성하는 재료는 분무기의 하우징 및/또는 다른 부분에 대해 소정 저항 및 적절한 접합 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
일부 실시예에서 분무기(2104)는 포스트(2103)(도 27 참조)를 거쳐서 버블젯 헤드(2102)와 확고하게 결합하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 26에 도시하듯이, 하우징(2112) 및/또는 보강 부재(2114)는 포스트(2103)와 결합하도록 구성된 리세스(2122a, 2122b)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 포스트(2103)는 버블젯 헤드(2102)를 분무기(2104)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 전도성 패드(2120)는 분무기(2104)에 형성된 리세스(2122a, 2122b) 근처에 배치될 수 있으며 따라서 그 사이에 전기적 연결이 수립될 수 있다.
전술했듯이, 분무기 상에 분배되는 에어로졸 전구체 조성물의 비산을 회피하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 에어로졸 송달 장치의 실시예는 에어로졸 전구체 조성물의 비산을 완화하고 다른 기능을 수행하도록 구성된 추가 또는 대체 특징부를 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 도 28a 내지 도 28c는 그 가열 표면이 매끄럽기 보다는 까칠까칠한 도 26 및 도 27의 분무기(2104)의 실시예의 확대 부분도이다. 그러나, 이러한 까칠까칠함은 본 명세서에 기재된 분무기의 임의의 것에 채용될 수도 있음을 알아야 한다.
특히, 도 28a는 가열 표면(2124A)이 깔쭉깔쭉한 분무기(2104A)의 실시예를 도시한다. 즉, 가열 표면(2124A)은 돌기와 리세스의 실질적으로 규칙적인 패턴을 갖는다. 도 28b는 가열 표면(2124B)이 부분적으로 다공성인 분무기(2104B)의 실시예를 도시한다. 이와 관련하여, 가열 표면(2124B)의 지형은 폐쇄-셀(closed-cell) 발포체의 지형과 거의 유사할 수 있다. 도 28c는 가열 표면(2124C)이 완전히 다공성인 분무기(2104C)의 실시예를 도시한다. 이와 관련하여, 가열 표면(2124C)의 지형은 개방-셀 발포체 또는 소결 재료의 지형과 거의 유사할 수 있다.
일부 실시예에서 가열 표면(2124A-C)은 [예를 들면, 하우징(2112) 및 기화 가열 요소(2116)의 상부의] 그 외표면에 배치되는 패시베이션 층을 구비하거나 이 패시베이션 층으로 코팅될 수 있다. 이와 관련하여, 패시베이션 층은 그 위에 에어로졸 전구체 조성물(2128)이 분사될 때 분무기에서 산화, 촉매 반응, 및 다양한 다른 화학 반응이 발생하는 것을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 패시베이션 층은 기화 가열 요소(2116) 및 하우징(2112) 위에 스퍼터링되거나 달리 증착될 수 있는 알루미늄 산화물, 유리, 또는 세라믹 재료를 포함할 수 있다.
까칠까칠한 가열 표면을 채용함으로써, 에어로졸 전구체 조성물은 편향된 에어로졸 전구체 조성물을 포획하는 까칠까칠한 가열 표면으로 인해 비산하기 어려울 수 있으며 따라서 에어로졸 전구체 조성물은 버블젯 헤드로 복귀 편향될 가능성이 줄어든다. 또한, 까칠까칠한 가열 표면의 사용은 에어로졸 전구체 조성물이 인도되는 가열 표면의 유효 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 열이 에어로졸 전구체 조성물에 보다 효과적으로 전달되어 에어로졸 전구체 조성물의 기화를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서 가열 표면은 심지이동 또는 흡수 층을 구비할 수 있고, 이 층은 경우에 따라서 까칠까칠한 표면을 가질 수 있으며, 비산 및 열 손실을 감소시키고 후술되는 다른 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서 알루미늄 페이퍼를 포함할 수 있는 흡수층은 패시베이션 층 외부에 배치될 수 있으며 에어로졸 전구체 조성물을 수용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은 흡수층을 포화시킬 수 있으며, 따라서 이 층 내에 흡수된 에어로졸 전구체 조성물에 열이 인가된다. 이 실시예에서 버블젯 헤드는 흡수층 내의 에어로졸 전구체 조성물이 기화됨에 따라 이를 보충할 수 있다. 이와 관련하여, 흡수층은 에어로졸 송달 장치 빨아들임을 수용하기 전에 에어로졸 전구체 조성물로 적어도 부분적으로 포화될 수 있으며, 따라서 에어로졸이 보다 신속히 생산될 수 있다.
분무기의 특정 실시예를 이상에서 설명했지만, 본 명세서에 제공되는 에어로졸 송달 장치의 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키기 위해 분무기의 다양한 다른 실시예가 채용될 수도 있음을 알아야 한다. 이러한 분무기는 플랫 히터, 권선 표면, 마이크로 히터(예를 들면, 칩 상에 구현) 유리판, 레이저, 저항 히터, 및 임의의 다른 형상 및 실시예의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 기화 가열 요소는 버블젯 헤드의 각각의 전구체 노즐 및 각각의 방출 가열 요소와 각각 연관될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 다수의 전구체 노즐 및 다수의 방출 가열 요소(예를 들면, 버블젯 헤드의 전구체 노즐 및 방출 가열 요소 전체)가 에어로졸 전구체 조성물을 단일의 기화 가열 요소 상에 방출하여 에어로졸 전구체 조성물을 기화시킬 수 있다. 또한, 방출 가열 요소 및 기화 가열 요소에 채용되는 재료는 변경될 수 있다. 예를 들어, 와이어 코일 가열 요소와 관련하여 전술한 재료가 채용될 수 있다. 방출 가열 요소 및 기화 가열 요소뿐 아니라 본 명세서에 기재된 다양한 기타 가열 요소에 채용될 수 있는 다양한 다른 재료는 백금 또는 백금-코팅된 재료 및 저항성 잉크(예를 들면, 세라믹 재료 상에 인쇄됨)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서 버블젯 헤드 및 분무기의 하나 또는 양자를 위한 하우징은 실리콘 칩을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 기화 가열 요소 및 방출 가열 요소의 하나 또는 양자는 실리콘 칩의 도핑된 실리콘을 포함할 수 있다. 즉, 실리콘 칩의 부분은 에어로졸 전구체 조성물을 방출 또는 기화하기 위해 열을 생성하도록 구성된 저항 회로를 가질 수 있다.
버블젯 헤드를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 실시예에서는, 전술한 에어로졸 전구체 조성물의 액적 분배를 촉진하기 위해 에어로졸 전구체 조성물의 점성을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물은 예열될 수 있다. 예를 들어, 방출 가열 요소는 기포가 형성되고 에어로졸 전구체 조성물의 액적이 전구체 노즐을 통해서 방출되는 정도로 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 전에 에어로졸 전구체 조성물을 예열하기 위해 채용될 수 있다. 이러한 예열은 펄스형 전류를 방출 가열 요소에 인가하는 것을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 에어로졸 전구체 조성물의 분배 중에 버블젯 헤드의 방출 가열 요소에 인가되는 전력의 펄스폭에 비해서 상대적으로 낮은 펄스폭의 전력이 에어로졸 전구체 조성물의 예열 중에 버블젯 헤드의 방출 가열 요소에 인가될 수 있다. 다른 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물은 그 점성을 감소시키기 위해 (예를 들면 물로) 희석될 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 버블젯 헤드의 사용은 이들 방식의 어느 하나 또는 양자로 촉진될 수 있다. 일 실시예에서 에어로졸 전구체 조성물의 점성은 초기에 20℃에서 약 5 내지 약 400 센티포아즈(centipoise) 범위를 가질 수 있다. 그러나, 에어로졸 전구체 조성물의 점성은 20℃에서 약 100 센티포아즈 미만의 점성을 갖도록 희석(예를 들면 물에 의한) 또는 예열 중 어느 하나 또는 양자를 통해서 감소될 수 있다. 비교에서, 잉크젯 프린터에 채용되는 잉크는 일반적으로 비교적 낮은 점성(예를 들면 20℃에서 약 10 내지 약 40 센티포아즈)을 가질 수 있다.
본 명세서에 제공되는 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 일반적으로 카트리지 내에 배치되는 것으로 기술되었다. 그러나, 다른 실시예에서 버블젯 헤드 및/또는 분무기는 제어 보디 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 버블젯 헤드는 제어 보디 내에 배치될 수 있고 에어로졸 전구체 조성물을 카트리지 내의 분무기 쪽으로 방출하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 카트리지 내의 저장조로부터 제어 보디 내의 버블젯 헤드로 인도되고 카트리지 내의 분무기로 복귀 인도될 수 있다. 다른 실시예에서 버블젯 헤드는 카트리지 내에 배치될 수 있고 에어로졸 전구체 조성물을 카트리지 내의 저장조로부터 제어 보디 내의 분무기 쪽으로 방출하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 29는 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 제어 보디 내에 배치되는 에어로졸 송달 장치(2200)의 대체 실시예를 도시한다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(2200)는 제어 보디(2202) 및 카트리지(2204)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합해제된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 카트리지(2204)의 베이스(2216)는 제어 보디(2202)의 커플러(2212)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
제어 보디(2202)는 단부 캡(2206), 인디케이터(2208)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(2209), 전원(2210)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(2211)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(2212), 배선(2213), 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2218), 및 외측 보디(2214)를 구비할 수 있다. 일부 실시예에서 제어 보디(2202)는 장착판(2219)을 추가로 포함할 수 있으며, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2218)는 장착판과 커플러(2212) 사이에 장착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2218)의 버블젯 헤드(2250)는 커플러(2212)에 결합될 수 있고, 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 분무기(2252)는 장착판(2219)에 결합될 수 있으며, 버블젯 헤드는 연성 회로(2253)를 거쳐서 분무기에 결합될 수 있다.
카트리지(2204)는 베이스(2216), 저장조(2220), 저장조를 포위하는 뚜껑(2222), 마우쓰피스(2224), 및 외측 보디(2226)를 구비할 수 있다. 카트리지(2204)가 제어 보디(2202)에 결합되면, 저장조(2220)는 버블젯 헤드(2250)와 유체 연통할 수 있다. 이와 관련하여, 저장조(2220)는 출구(2256)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 베이스(2216)는 또한 저장조(2220)로의 출구(2256)와 정렬될 수 있는 출구(2258)를 가질 수 있다. 출구(2256, 2258)의 하나 또는 양자는 저장조(2220) 내에 에어로졸 전구체 조성물을 보유하기 위해 초기에 밀봉될 수 있다. 이와 관련하여, 예로서, 포일 또는 플라스틱 시일이 출구(2256, 2258)를 커버할 수 있다. 그러나, 시일은 카트리지(2204)의 베이스(2216)가 제어 보디(2202)의 커플러(2212)와 결합될 때 (예를 들면 시일을 천공함으로써) 파괴될 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(2250)를 커플러(2212) 근처에 배치함으로써, 버블젯 헤드는 저장조(2220)로부터 전달된 에어로졸 전구체 조성물을 출구(2256, 2258)를 통해서 및 커플러에서의 입구(2260)를 통해서 수용할 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(2250)는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기(2252)에 분배하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 공기 유동은 제어 보디(2202)의 외측 보디(2214) 내의 하나 이상의 입구 개구(2262)를 통해서 진입할 수 있고 장착판(2219)에 형성된 장착판 개구(2261)를 통해서 및 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2218)를 통해서 및/또는 그 주위로 이동할 수 있다. 조합된 공기 및 에어로졸은 따라서 커플러(2212)에 형성된 커플러 개구(2267), 베이스(2216)에 형성된 베이스 개구(2263)를 통해서, 및 외측 보디(2226)에(또는 저장조와 외측 보디 사이에) 형성된 에어로졸 송달 개구(2265)를 통해서 마우쓰피스(2224)로 인도될 수 있다.
또한, 도 30은 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 개별 분배기 및 분무기 보디에 배치되는 에어로졸 송달 장치(2300)의 대체 실시예를 도시한다. 도시하듯이, 에어로졸 송달 장치(2300)는 제어 보디(2302), 분배기 및 분무기 카트리지(2303), 및 저장조 카트리지(2304)를 구비할 수 있으며, 이들은 결합해제된 구조에 있는 것으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 저장조 카트리지(2304)의 베이스(2316)는 분배기 및 분무기 카트리지(2303)의 커플러(2364)와 결합하도록 구성될 수 있으며, 분배기 및 분무기 카트리지의 베이스(2366)는 제어 보디(2302)의 커플러(2312)와 결합하여 그 사이에 기계적 및 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있으며, 이 연결은 분배기 및 분무기 카트리지 및/또는 저장조 카트리지의 교체를 허용하기 위해 해제될 수 있다.
제어 보디(2302)는 단부 캡(2306), 인디케이터(2308)[예를 들면, 발광 다이오드(LED)]를 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(2309), 전원(2310)(예를 들면, 충전 가능한 배터리), 유량 센서(2311)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 커플러(2312), 및 배선(2313)을 구비할 수 있다. 분배기 및 분무기 카트리지(2303)는 외측 보디(2371), 베이스(2366), 커플러(2364), 및 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2318)를 구비할 수 있다. 도시하듯이, 일 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2318)는 베이스(2366)와 커플러(2364) 사이에 배치될 수 있고 이들에 결합될 수 있다. 특히, 조합된 분배기 및 분무기 조립체(2318)는 버블젯 헤드(2350) 및 분무기(2352)를 구비할 수 있으며, 이들은 연성 회로(2353)를 거쳐서 연결될 수 있다. 일 실시예에서 버블젯 헤드(2350)는 커플러(2364)에 장착될 수 있고 분무기(2352)는 분배기 및 분무기 카트리지(2303)의 베이스(2366)에 장착될 수 있다.
저장조 카트리지(2304)는 베이스(2316), 저장조(2320), 저장조를 포위하는 뚜껑(2322), 마우쓰피스(2324), 및 외측 보디(2326)를 구비할 수 있다. 저장조 카트리지(2304)가 분배기 및 분무기 카트리지(2303)에 결합되면, 저장조(2320)는 버블젯 헤드(2350)와 유체 연통할 수 있다. 이와 관련하여, 저장조(2320)는 출구(2356)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 저장조 카트리지(2304)의 베이스(2316)는 또한 저장조로의 출구(2356)와 정렬될 수 있는 출구(2358)를 가질 수 있다. 출구(2356, 2358)의 하나 또는 양자는 저장조(2320) 내에 에어로졸 전구체 조성물을 보유하기 위해 초기에 밀봉될 수 있다. 이와 관련하여, 예로서, 포일 또는 플라스틱 시일이 출구(2356, 2358)를 커버할 수 있다. 그러나, 시일은 저장조 카트리지(2304)의 베이스(2316)가 분배기 및 분무기 카트리지(2303)의 커플러(2364)와 결합될 때 (예를 들면 시일을 천공함으로써) 파괴될 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(2350)를 분배기 및 분무기 카트리지(2303)의 커플러(2364) 근처에 배치함으로써, 버블젯 헤드는 저장조(2320)로부터 전달된 에어로졸 전구체 조성물을 출구(2356, 2358)를 통해서 및 분배기 및 분무기 조립체의 커플러에서의 입구(2360)를 통해서 수용할 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드(2350)는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기(2352)에 분배하여 에어로졸을 생성할 수 있다.
공기 유동은 제어 보디(2302)의 외측 보디(2314) 내의 하나 이상의 입구 개구(2362)를 통해서 진입할 수 있고 따라서 제어 보디의 커플러(2312)에 형성된 하나 이상의 커플러 개구(2361), 베이스(2366)에 형성된 하나 이상의 베이스 개구(2363)를 통해서 및 에어로졸 분배기 및 분무기 조립체(2318)를 통해서 및/또는 그 주위로 인도될 수 있다. 조합된 공기 및 에어로졸은 이후 분배기 및 분무기 카트리지(2303)의 커플러(2364)에 형성된 커플러 개구(2365)를 통해서, 저장조 카트리지(2304)의 베이스(2316)에 형성된 베이스 개구(2367)를 통해서, 저장조 카트리지의 외측 보디(2326)에(또는 저장조와 외측 보디 사이에) 형성된 증기 송달 개구(2369)를 통해서 마우쓰피스(2324)로 이동할 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 논의된 에어로졸 송달 장치의 부품에 대해 다양한 대체 위치 구조가 채용될 수 있다. 전술했듯이, 일 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 제어 보디(예를 들면 도 29 참조) 내에 배치될 수 있다. 이 구성은 조합된 분배기 및 분무기 조립체가 저장조의 사용 수명을 초과하는 사용 수명을 가질 수 있다는 점에서 바람직할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 개별 분배기 및 분무기 카트리지(예를 들면 도 30 참조)에 수용될 수도 있다. 이 구성은 조합된 분배기 및 분무기가 저장조의 사용 수명을 초과하는 사용 수명을 가질 수 있지만 조합된 분배기 및 분무기 조립체의 사용 수명이 제어 보디의 전원 및 기타 부품의 사용 수명보다 짧을 수 있거나 그 반대일 수 있다는 점에서 바람직할 수 있다. 또한, 이 구성은 (예를 들어, 각각의 퍼프에 의해 더 많거나 적은 양의 에어로졸을 생성하도록 구성된 버블젯 헤드를 채용함으로써 또는 대형 배터리를 갖는 제어 보디를 채용함으로써) 에어로졸 송달 장치가 사용자 기호에 맞게 맞춤화될 수 있도록 조합된 분배기 및 분무기 조립체 또는 제어 보디의 대체 실시예의 대체를 허용할 수 있다.
버블젯 헤드를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 실시예에서, 버블젯 헤드는 일반적으로 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키는 분무기에 확고하게 결합되는 것으로 기재되어 있다. 예를 들어, 일 실시예에서(예를 들면 도 2 내지 도 6 참조), 버블젯 헤드는 스페이서를 거쳐서 분무기에 결합된다. 다른 실시예에서(예를 들면 도 7 내지 도 11 참조), 버블젯 헤드는 공유 하우징을 거쳐서 분무기에 확고하게 결합된다. 추가 실시예에서 버블젯 헤드는 연성 회로를 거쳐서 분무기에 결합되며 분무기 및 버블젯 헤드의 하나 또는 양자는 조합된 분배기 및 분무기 조립체(예를 들면 도 12 내지 도 15 참조)를 둘러싸는 구조물에 결합된다. 그러나, 다른 실시예에서 버블젯 헤드는 분무기로부터 결합해제되고 그와 정렬될 수 있다. 따라서, 버블젯 헤드와 분무기 사이의 간격은 버블젯 헤드의 특정 설계, 에어로졸 전구체 조성물의 점성, 및 다양한 다른 인자를 위해서 조절될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서 분무기 및/또는 버블젯 헤드는 세정 사이클을 (예를 들면, 그로부터 에어로졸 전구체 조성물 잔류물을 제거하기 위해 열을 발생시킴으로써) 자동적으로(예를 들면, 사용자의 특정 숫자 이후에) 또는 사용자에 의해 그렇게 지도될 때 수동적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 이것은 버블젯 헤드 및/또는 분무기가 제어 보디 또는 분배기 및 분무기 카트리지 내에 배치되고 따라서 다수의 저장조와 함께 재사용하도록 구성되는 실시예에서 특히 유용할 수 있다.
본 명세서에 기재된 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 인도하기 위해 심지를 채용하는 종래의 에어로졸 송달 장치와 연관된 특정 문제를 회피할 수 있다. 이와 관련하여, 심지의 사용은 에어로졸 전구체 조성물의 성분들의 분리를 초래할 수 있다. 또한, 에어로졸 전구체 조성물을 기판으로부터 가열 요소로 전달하기 위한 심지의 사용은 누설을 초래할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 에어로졸 송달 장치의 실시예는 에어로졸 전구체 조성물의 분배된 양에 대한 더 큰 제어에 관한 전술한 장점을 포함하는 상기 및/또는 기타 장점을 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 버블젯 헤드 및 분무기는 에어로졸 전구체 조성물을 분배 및 분무화하기 위해 유체 송달 및 기화 기구의 다른 실시예보다 에너지를 덜 요구할 수 있다. 또한, 버블젯 헤드의 사용은 (예를 들면 공장에서 또는 최종 사용자에 의해) 그 맞춤화를 허용할 수 있다. 예를 들어, 버블젯 헤드에 의한 분배의 주파수 및/또는 지속시간은 사용자의 기호와 매칭되도록 조절될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 송달 장치에 대한 각각의 퍼프에 의해 상대적으로 더 작거나 많은 양의 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키도록 구성될 수 있으며, 이러한 변화는 에어로졸 송달 장치의 하드웨어의 변경을 요구하지 않으면서 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 변경은 소프트웨어에 의해 또는 전자 세팅의 변경에 의해 이루어질 수 있다.
본 명세서에 개시된 에어로졸 송달 장치는 일반적으로 카트리지(예를 들면, 교체 가능한 카트리지) 및 제어 보디(예를 들면, 재사용 가능한 제어 보디)를 구비하는 것으로 기재되었지만, 다양한 다른 실시예가 채용될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 다른 실시예에서 에어로졸 송달 장치는 (예를 들어 도 30을 참조하여 전술했듯이) 두 개 이상의 피스를 구비할 수도 있다. 추가 실시예에서 에어로졸 송달 장치는 일체의 단일-피스 구조를 가질 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 에어로졸 송달 장치의 임의의 것은 하나 이상의 외측 보디 내에 다양한 방식 중 임의의 방식으로 구성될 수 있다.
분무기 및 기화 가열 요소의 다양한 실시예가 본 명세서에 기재되어 있다. 알 수 있듯이, 분무기 및 기화 가열 요소의 다양한 다른 실시예가 다른 실시예에 채용될 수 있다. 예로서, 일부 실시예에서 분무기는 코일 히터를 포함할 수 있으며, 이는 버블젯 헤드에 의해 분배되는 에어로졸 전구체 조성물을 수용할 수 있다.
또한, 분무기에 대한 버블젯 헤드의 특정 구성은 변경될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 조합된 분배기 및 분무기 조립체는 제 1 채널이 관통 연장되는 하우징을 구비할 수 있다. 버블젯 헤드 및 분무기는 버블젯 헤드가 에어로졸 전구체 조성물을 분무기 상에 분배할 수 있도록 제 1 채널의 양쪽에 결합될 수 있다. 예를 들어, 하우징에 형성된 제 2 채널은 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드에 공급할 수 있다. 결과적 증기는 버블젯 헤드 및 분무기가 수용되는 제 1 채널을 거쳐서 하우징을 빠져나갈 수 있다.
추가 실시예에서는, 에어로졸 송달 장치 내에서의 에어로졸화 방법이 제공된다. 도 31에 도시하듯이, 상기 방법은 작업 2402에서 공기유동을 전원을 포함하는 제어 보디로부터 저장조를 포함하는 카트리지를 통해서 인도하는 단계를 포함할 수 있다. 추가로, 상기 방법은 작업 2404에서 에어로졸 전구체 조성물을 저장조로부터 버블젯 헤드를 거쳐서 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 작업 2406에서 버블젯 헤드에 의해 저장조로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 방법의 일부 실시예에서, 작업 2404에서 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계 및 작업 2406에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전원으로부터의 전력을 버블젯 헤드 및 분무기에 독립적으로 인가하는 단계를 포함한다. 또한, 작업 2404에서 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계 및 작업 2406에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하는 단계는 전력을 버블젯 헤드에 인가한 후에 전력을 분무기로 인도하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 작업 2406에서 에어로졸 전구체 조성물을 분배하기 전에 에어로졸 전구체 조성물을 버블젯 헤드로 예열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 상기 방법은 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 검출하는 단계를 포함할 수 있으며, 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 소정 온도로 예열하는 단계를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물을 예열하는 단계는 에어로졸 전구체 조성물을 분배하는 단계에 비해서 상대적으로 작은 펄스폭의 전력을 버블젯 헤드에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 많은 수정예 및 기타 실시예가 상기 설명 및 관련 도면에 제시된 기술의 이점을 갖는 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 한정되지 않아야 하고 수정예 및 기타 실시예가 청구범위 내에 포함되도록 의도됨을 알아야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 서술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.
Claims (27)
- 에어로졸 송달 장치로서,
외측 보디;
상기 외측 보디 내부의 액체 저장조;
상기 외측 보디의 적어도 일부를 통한 공기유동 경로; 및
상기 외측 보디 내부에 조합된 조립체로서 위치된 버블젯 유닛 및 기화 챔버를 포함하는 조합된 조립체로서, 상기 조합된 조립체의 제 1 부분에서 상기 액체 저장조로부터 액체를 수용하며 상기 조합된 조립체의 제 2 부분으로 상기 액체를 분배하도록 구성되는, 상기 조합된 조립체 -상기 조합된 조립체의 제 2 부분에서 상기 액체는 기화되어 상기 공기유동 경로 내로 제공됨- 를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 상기 액체 저장조에 결합되는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 1 부분은 상기 버블젯 유닛인
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 1 부분은 하나 이상의 방출 요소를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 1 부분은, 상기 조합된 조립체의 제 2 부분으로의 분배를 위해 상기 액체 저장조로부터의 액체의 통과를 위한 하나 이상의 액체 채널을 한정하는
에어로졸 송달 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 상기 하나 이상의 액체 채널 내에 위치되는
에어로졸 송달 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 상기 액체를 상기 조합된 조립체의 제 2 부분으로 액적으로서 분배하도록 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 하나 이상의 히터를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는, 상기 제 1 부분으로부터 상기 제 2 부분으로의 상기 액적의 통과를 위해 구성되는 하나 이상의 노즐을 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소를 상기 하나 이상의 액체 채널 내에 위치시키는 것은, 상기 액체 저장조로부터의 액체를 상기 하나 이상의 액체 채널을 통해 안내하는 것과 상기 액체를 상기 조합된 조립체의 제 2 부분으로 방출하는 것 모두에 유효한
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 2 부분은 상기 기화 챔버를 규정하는
에어로졸 송달 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 2 부분은 상기 기화 챔버 내에 위치된 하나 이상의 기화 요소를 포함하고, 상기 하나 이상의 기화 요소는 상기 조합된 조립체의 제 1 부분으로부터 분배된 액체를 기화시키도록 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 하나 이상의 기화 요소는 하나 이상의 가열 요소를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 에어로졸 또는 증기가 빠져나가는 것을 위한 상기 기화 챔버로부터의 하나 이상의 출구를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 하나 이상의 마이크로 부품을 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 전원과의 전기적 연결을 위해 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 에어로졸 송달 장치로서,
외측 보디;
상기 외측 보디 내부의 액체 저장조;
상기 외측 보디의 적어도 일 부분을 통한 공기유동 경로; 및
기판에서 한정되고, 버블젯 유닛과 기화 챔버를 포함하는 조합된 조립체로서 상기 외측 보디 내부에 위치된 조합된 조립체를 포함하고,
상기 조합된 조립체는
상기 액체 저장조로부터의 액체의 통과를 위한 하나 이상의 액체 채널을 포함하고 또한 하나 이상의 방출 요소를 포함하는 제 1 부분;
하나 이상의 기화 요소를 포함하는 제 2 부분;
상기 제 1 부분으로부터 상기 제 2 부분 내로 개구되는 하나 이상의 노즐; 및
상기 제 2 부분으로부터 상기 공기유동 경로 내로의 하나 이상의 출구를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 상기 액체 저장조에 결합되는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 1 부분은 상기 버블젯 유닛인
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 하나 이상의 히터를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 상기 하나 이상의 액체 채널 내에 위치되고, 상기 하나 이상의 방출 요소는 상기 액체 저장조로부터의 액체를 상기 하나 이상의 액체 채널을 통해 안내하는 것과 상기 액체를 상기 하나 이상의 노즐을 통해 상기 조합된 조립체의 제 2 부분으로 방출하는 것 모두에 유효한
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 방출 요소는 상기 액체를 상기 하나 이상의 노즐을 통해 액적으로서 분배하도록 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 기화 요소는 상기 액체 액적을 기화시키도록 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 기화 요소는 하나 이상의 가열 요소를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 하나 이상의 마이크로 부품을 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 조합된 조립체는 전원과의 전기적 연결을 위해 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 조합된 조립체의 제 1 부분의 방출 요소는 상기 조합된 조립체의 제 2 부분의 기화 요소와 축방향으로 정렬되는
에어로졸 송달 장치.
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