KR102675449B1 - 전자 에어로졸 제공 시스템 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 제공 시스템은, 에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소; 저장소에 둘 모두가 유체 연결되는 입구 포트 및 출구 포트; 및 제어 유닛을 포함하며, 제어 유닛은 에어로졸 전구체 재료가 출구 포트를 통해 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 저장소 외부의 압력에 비해 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 입구 포트를 통해 저장소에 가압 유체를 공급하도록 구성된다.

Description

전자 에어로졸 제공 시스템
본 개시내용은 전자 에어로졸 제공 시스템들, 이를 테면 전자 시가렛들 등에 관한 것이다.
전자 에어로졸 제공 시스템들, 이를 테면 전자 시가렛들(e-시가렛들)은 일반적으로, 전형적으로 니코틴을 포함하는 제형을 보유하는 소스 액체의 저장소를 보유하며, 제형으로부터, 예컨대, 열 증발을 통해 증기가 생성된다. 따라서, 에어로졸 제공 시스템을 위한 증기 소스는, 예컨대, 위킹(wicking)/모세관(capillary) 작용을 통해 저장소로부터 소스 액체를 수용하도록 배열된 위킹 요소(wicking element)를 갖는 가열기를 포함할 수 있다. 사용자가 시스템을 흡입하는 동안, 가열 요소의 근처에서 소스 액체를 증발시키기 위해 가열 요소에 전력이 공급되어, 사용자에 의한 흡입을 위한 증기를 생성한다. 이러한 시스템들에는 일반적으로, 시스템의 마우스피스 단부로부터 멀리 위치된 하나 이상의 공기 입구 구멍들이 제공된다. 사용자가 시스템의 마우스피스 단부에 연결된 마우스피스를 흡입할 때, 공기는 공기 입구 구멍들을 통해 그리고 증기 소스를 지나서 흡인된다. 증기 소스와 마우스피스의 개구 사이를 연결하는 유동 경로가 있어, 증기 소스를 지나서 흡인된 공기가 유동 경로를 따라 마우스피스 개구까지 계속되어, 증기 소스로부터 증기의 일부를 에어로졸의 형태로 이와 함께 운반한다. 에어로졸은, 사용자에 의한 흡입을 위해 마우스피스 개구를 통해 에어로졸 제공 시스템을 빠져 나간다.
그러한 시스템들에서, 증기 소스 및 가열 요소는 소스 액체를 수용하기 위한 저장소 및 가열 요소 둘 모두를 포함하는 구성요소인 일회용 "카토마이저"에 제공될 수 있다. 카토마이저는, 에어로졸 제공 시스템, 이를 테면 제어 회로부(control circuitry) 및 배터리를 동작시키는 데 사용될 수 있는 다양한 전자 구성요소들을 포함하는 재사용 가능 부품(때때로, "디바이스"부품으로 지칭됨)에 사용시에 커플링된다. 가열 요소에는, 카토마이저와 재사용 가능 디바이스 부품 사이의 전기 연결을 통해 배터리로부터의 전력이 제공된다. 일단 카토마이저 내의 소스 액체가 다 소모되면(즉, 실질적으로 모든 소스 액체가 증발 및 흡입되면), 사용자는 카토마이저를 교체하고, 새로운 카토마이저를 설치하여 증기화된 액체를 계속 생성 및 흡입한다.
위에서 설명된 전자 에어로졸 제공 시스템들에서, 소스 액체는 일반적으로 저장소에 보유되지만, 일부 경우들에서, 위킹 요소(이는 일반적으로 저장소와 유체 연통하는 섬유 재료임)를 통해 저장소를 나갈 수 있다. 위킹 요소는 저장소로부터 액체를 운송하기 위해 모세관 효과를 사용한다. 소스 액체는 모세관힘들 또는 액체의 표면 장력을 통해 어느 정도까지는 위킹 요소에 유지될 수 있지만, 일부 경우들에서는 소스 액체의 누설이 여전히 발생한다. 이는, 시스템으로부터의 (그리고 사용자의 부속기들 또는 의복으로의) 소스 액체의 누설 및 시스템 내의 액체 수집(즉, 풀링(pooling))을 포함하는 에어로졸 제공 시스템들의 사용자에게 다수의 문제들을 야기할 수 있으며, 이는 형성되는 전체 에어로졸에 영향을 미칠 수 있으며 덜 일관된 또는 덜 유쾌한 경험들로 이어진다. 게다가, 소스 액체의 누설은 또한, 카토마이저 구성요소를 변경할 때 발생할 수 있다(이는 본질적으로, 사용자가 카토마이저를 이동시킴으로써 위킹 요소에 홀딩된 액체에 기계적인 힘들을 가할 수 있음).
이러한 문제들 중 일부를 해결하는 것을 돕기 위한 다양한 접근법들이 설명된다.
특정 실시예들의 제1 양상에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은, 에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소; 저장소에 둘 모두가 유체 연결되는 입구 포트 및 출구 포트; 및 제어 유닛을 포함하며, 제어 유닛은 에어로졸 전구체 재료가 출구 포트를 통해 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 저장소 외부의 압력에 비해 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 입구 포트를 통해 저장소에 가압 유체를 공급하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제2 양상에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되며, 에어로졸 제공 디바이스는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 에어로졸 전구체 재료가 저장소에 유체 연결된 출구 포트를 통해 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 저장소 외부의 압력에 비해 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 저장소에 유체 연결된 입구 포트를 통해 에어로졸 전구체 재료를 보유하는 저장소에 가압 유체가 진입하는 것을 허용하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제3 양상에 따르면, 카트리지가 제공되며, 카트리지는 에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소 및 저장소에 둘 모두가 유체 연결되는 출구 포트 및 가압 유체를 수용하기 위한 입구 포트를 포함하고, 카트리지는 저장소 내의 압력이 임계 값을 초과하는 경우, 출구 포트로부터의 에어로졸 전구체 재료의 방출을 허용하도록 구성된다.
특정 실시예들의 제4 양상에 따르면, 저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법이 제공되며, 저장소는 저장소에 유체 커플링되는 입구 포트 및 출구 포트를 포함하며, 방법은 저장소 외부의 압력에 비해 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 가압 유체가 입구 포트를 통해 저장소에 진입하는 것을 허용하는 단계, 및 출구 포트를 통해 저장소를 빠져 나가게 에어로졸 전구체 재료를 강제하는 증가된 압력에 대한 응답으로 저장소로부터 전구체 재료를 분배하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들의 제5 양상에 따르면, 저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법이 제공되며, 이 방법은 저장소 내의 압력을 임계 값 이상의 값으로 증가시키는 단계를 포함하며, 임계 값을 초과하는 에어로졸 전구체 재료는 저장소를 빠져 나가는 것이 허용되며, 임계 값 미만의 에어로졸 전구체 재료는 저장소를 빠져 나가는 것이 허용되지 않는다.
본 발명의 제1 양상 및 다른 양상과 관련하여 위에서 설명된 본 발명의 특징들 및 양상들은 위에서 설명된 특정 조합들뿐만 아니라, 적절하게 본 발명의 다른 양상들에 따른 본 발명의 실시예들에도 동등하게 적용 가능하고, 이들과 조합될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 만 설명될 것이다.
도 1은, 본 개시내용의 원리들에 따라 에어로졸 제공 시스템을 개략적으로 표현하며, 에어로졸 제공 시스템은 생성된 가압 유체를 사용하여 카트리지 부품의 저장소로부터의 액체 또는 다른 적합한 에어로졸 전구체 재료의 유동을 제어하기 위한 가압 유체 생성기를 갖는 디바이스 부품을 포함한다.
도 2는 도 1의 에어로졸 제공 시스템의 카트리지 부품을 더 상세히, 그리고 구체적으로 단면적으로 개략적으로 표현한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 제공 시스템의 재사용 가능 디바이스 부품을 더 상세히 그리고 구체적으로는 카트리지 부품이 존재하지 않는 채 개략적으로 표현한다.
도 4는 도 1의 에어로졸 제공 시스템의 예시적인 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 에어로졸 제공 시스템의 동작 동안 다양한 시간들에서 도 1의 에어로졸 제공 시스템의 카트리지 부품을 개략적으로 도시한다.
도 6은, 에어로졸 제공 시스템의 동작 동안의 시간(x-축)에 대한 도 1의 에어로졸 제공 시스템의 카트리지 부품의 저장소 내의 압력 값(y- 축)을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 7은, 본 개시내용의 원리들에 따라 에어로졸 제공 시스템의 대체적인 구현을 개략적으로 표현하며, 에어로졸 제공 시스템은 가압 유체 소스를 사용하여 카트리지 부품의 저장소로부터의 액체 또는 다른 적합한 에어로졸 전구체 재료의 유동을 제어하기 위한 가압 유체 소스를 갖는 디바이스 부품을 포함한다.
특정 예들 및 실시예들의 양상들 및 특징들은 본원에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은, 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결성을 위해 상세하게 논의/설명되지 않는다. 이에 따라, 상세히 설명되지 않은 본원에서 논의된 장치 및 방법들의 양상들 및 특징들이 이러한 양상들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 종래의 기술들에 따라 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
본 개시내용은 e-시가렛들과 같은 증기 제공 시스템들로 또한 지칭될 수 있는 에어로졸 제공 시스템들에 관한 것이다. 다음의 설명 전체에 걸쳐, "e-시가렛" 또는 "전자 시가렛"이라는 용어가 때때로 사용될 수 있지만, 이 용어는 에어로졸 제공 시스템 및 전자 에어로졸 제공 시스템과 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 본 개시내용은, 에어로졸을 생성하기 위해, 니코틴을 보유할 수 있거나 또는 보유하지 않을 수 있는 소스 액체를, 예컨대 가열을 통해, 에어로졸화하도록 구성된 시스템들에 적용 가능하다. 그러나, 본 개시내용은 또한, 고체/또는 비정질 고체 기재 재료를 가열하지만 연소시키지 않음으로써 화합물들을 방출하도록 구성된 시스템들에 적용 가능하다. 이 기재 재료는, 예를 들어 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들(non-tobacco products)일 수 있다. 일부 시스템들에서, 고체/비정질 고체 재료들은 액체 기재 재료에 부가하여 제공되며, 그에 따라, 본 개시내용은 또한, 기재 재료들의 조합으로부터 에어로졸을 생성하도록 구성된 하이브리드 시스템들에 적용 가능하다. 더 일반적으로, 기재 재료들은, 예컨대 고체, 액체 또는 비정질 고체를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. 하이브리드 시스템은 액체, 비정질 고체, 및 고체 기재 재료들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "에어로졸화 가능 기재 재료" 또는 "에어로졸 전구체 재료"라는 용어는, 열의 적용을 통해 또는 일부 다른 수단에 의해 에어로졸을 형성할 수 있는 기재 재료들을 지칭하도록 의도된다. 더욱이, 기술 분야에서 보편적으로 사용되는 바와 같이, "증기" 및 "에어로졸"이라는 용어와 "증발하다", "휘발시키다" 및 "에어로졸화하다"와 같은 관련 용어는 또한 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
에어로졸 제공 시스템들(e-시가렛들)은 종종, 항상 그런 것은 아니지만, 재사용 가능한 부품(제어 유닛 부품) 및 교체 가능한(일회용) 카트리지 부품 둘 모두를 포함하는 모듈식 조립체를 포함한다. 종종, 교체 가능한 카트리지 부품은 에어로졸 전구체 재료 및 아토마이저 조립체를 포함할 것이고, 제어 유닛 부품은 전력 공급부(예컨대, 재충전 가능 배터리) 및 제어 회로부를 포함할 것이다. 이들 상이한 부품들은 기능에 따라 추가 요소들을 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예컨대, 제어 유닛 부품은 사용자 입력을 수신하고 동작 상태 특성들을 디스플레이하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 카트리지 부품들은, 예컨대 스크류 나사(screw thread), 래치결합(latching) 또는 베요넷(bayonet) 고정을 사용하여 사용을 위해 제어 유닛 부품에 기계적으로 커플링된다. 카트리지 부품 내의 에어로졸 전구체 재료가 소진되거나, 또는 사용자가 상이한 에어로졸 전구체 재료를 갖는 상이한 카트리지 부품으로 전환하고자 할때, 카트리지 부품은 제어 유닛으로부터 제거될 수 있고, 교체 카트리지 부품은 그 자리에 부착될 수 있다. 이러한 유형의 2-부품 모듈식 구성을 따르는 디바이스들은 일반적으로 2-부품 디바이스들로 지칭될 수 있다. 전자 시가렛들이 일반적으로 세장형(elongate) 형상을 갖는 것이 또한 일반적이다. 구체적인 예를 제공하기 위해, 본원에 설명된 본 개시내용의 특정 실시예들은, 일회용 카트리지 부품들을 이용하는 이러한 종류의 일반적으로 세장형 2-부품 디바이스를 포함하는 것으로 취해질 것이다. 그러나, 본원에서 설명되는 기본 원리들은 상이한 전자 시가렛 구성들, 예컨대, 2개 초과의 부품들을 포함하는 단일-부품 디바이스들 또는 모듈식 디바이스들, 재충전 가능 디바이스들 및 단일-사용 일회용 디바이스들뿐만 아니라 일치하는 디바이스들에 대해 동일하게 채택될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 통상적으로 더 많은 박스형 형상을 갖는 소위 박스-모드 고성능 디바이스들에 기반하는 다른 전체 형상들에 대한 것이다.
본 개시내용은, 에어로졸 전구체 재료를 보유하는 저장소가 에어로졸 전구체 재료의 적어도 일부를 저장소로부터 예컨대, 저장소에 커플링된 출구 포트를 통해 강제하기 위해 유체의 적용을 통해 선택적으로 가압되는 에어로졸 제공 시스템 및 디바이스에 관한 것이다. 에어로졸 전구체 재료는, 에어로졸 전구체 재료가 그 자체의 저장소를 떠날 가능성을 방지하거나 또는 실질적으로 감소시키는 방식으로 저장소 내에 저장되며, 또는 달리 말하면, 저장소는 저장소 내의 에어로졸 전구체 재료 보유를 증가시키도록 구성된다. 예컨대, 저장소는 충분한 힘 또는 압력의 적용 하에 개방 포지션으로 구동되는 출구 밸브(outlet valve)를 포함할 수 있다. 일 구현에서, 저장소에는, 유체가 저장소에 적용되지 않을 때 저장소의 내부 볼륨을 폐쇄하여, 저장소 내의 액체를 더 큰 정도로 유지하도록 작용하는 입구 및 출구 밸브가 제공된다. 본 개시내용은 에어로졸 전구체 재료가 저장소를 빠져 나가는 것을 충분히 방지하여, 사용자가 디바이스 및 미생물 성장 둘 모두를 핸들링하는 것에 대해 개선된 위생의 잠재적인 이익들을 제공할뿐만 아니라 에어로졸화되지 않았거나 또는 완전히 에어로졸화되지 않았고 생성된 에어로졸에 영향을 미치는 에어로졸 전구체 재료로부터 오프-테이스트들(off-tastes) 등의 존재의 감소를 제공하는 구체예들이 제시된다.
도 1 내지 도 3은 본 개시내용의 양상들에 따른 에어로졸 제공 시스템(10)의 양상들을 예시하는 개략도들이다. 에어로졸 제공 시스템(10)은, 에어로졸 제공 디바이스 부품(20)(여기서는 간결성을 위해 디바이스 부품(20)) 및 카트리지 부품(30)(도 2에서 더 명확하게 보여짐)을 포함한다. 디바이스 부품(20)은 또한, 본원에서 "제어 유닛"또는 "재사용 가능 부품"으로 지칭될 수 있고, 이러한 용어들은 본원에서 "디바이스 부품"과 상호 교환 가능한 것으로 간주되어야 한다. 카트리지 부품(30)은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 디바이스 부품(20)에 제거 가능하게 커플링되도록 배열된다.
도 1은 디바이스 부품(20)에 커플링된 카트리지 부품(30)의 개략적인 단면도를 도시하며, 이는 전형적으로, 에어로졸을 생성하기 위해서 사용자가 에어로졸 제공 시스템(10)을 사용하는 구성이다. 도 2는 디바이스 부품(20)과 격리된 카트리지 부품(30)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도 3은, 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)으로부터 분리된, 디바이스 부품(20)의 섹션의 사시도를 도시한다. 예를 들어, 배선 및 보다 복잡한 형상과 같은 다양한 구성요소들 및 세부 사항들은 명확성을 위해 도 1 내지 도 3에서 생략되었다는 것에 주목한다.
카트리지 부품(30)은 에어로졸 전구체 재료를 보유하는 저장소(32)를 포함한다. 이러한 특정 구현에서, 에어로졸 전구체 재료는 액체 에어로졸 전구체 재료(때때로 소스 액체로 지칭됨)이다. 소스 액체는 니코틴 및/또는 다른 활성 성분들, 및/또는 하나 이상의 향미들을 보유할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "향미(flavour)" 및 "향미제(flavourant)"는, 지역 규정들(local regulations)이 허용한다면, 성인 구매자들을 위해 제품에서 원하는 맛(taste) 또는 향(aroma)을 생성하는데 사용될 수 있는 재료들을 지칭한다. 소스 액체는 또한 다른 성분들, 이를 테면 프로필렌 글리콜 또는 글리세롤을 포함할 수 있다. 인식되어야 하는 바와 같이, 카트리지 부품(30)은 사용자 흡입을 위해 에어로졸화될 소스 액체를 보유한다.
디바이스 부품(20)은 외부 하우징(21), 생성된 에어로졸이 디바이스 부품(20)을 빠져 나갈 수 있는 마우스피스(22), 카트리지 부품(30)을 수용하기 위한 리셉터클(23), 전력 소스(24), 제어 회로부(25), 가압 유체 생성기(26), 및 아토마이저(27)를 포함한다.
디바이스 부품(20)은, 예컨대 플라스틱들 또는 금속 재료로 형성될 수 있는 외부 하우징(21)을 포함한다. 외부 하우징(21)은 파선(LA)으로 표시된 길이 방향 축을 따라 연장되는 일반적으로 원통형인 형상을 갖고, 대응하게, 길이 방향 축(LA)을 따라 볼 때, 일반적으로 원형 단면 형상을 갖는다. 카트리지 부품(30)은 또한, 카트리지 부품의 중심 축(도시되지 않음)을 따라 연장되는 일반적으로 원통형인 형상을 갖는다. 그러나, 다른 구현들에서, 디바이스 부품(20) 및/또는 카트리지 부품(30)의 형상 및/또는 단면 형상은 상이할 수 있으며, 원하는 대로 타원형, 정사각형, 직사각형, 육각형, 또는 일부 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 형상들을 가질 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
외부 하우징(21)은 디바이스 부품(20)의 일 단부에 마우스피스(22)를 포함하며, 마우스피스(22)는 생성된 에어로졸을 통해 사용자에 의해 흡입될 수 있는 개구(22a)를 더 포함한다. 마우스피스(22)는 디바이스 부품(20)의 하우징(21)과 일체로 형성되지만, 다른 구현들에서, 마우스피스(22)는, 위생상의 이유로 마우스피스의 교체를 허용하도록 적절한 기구, 예컨대, 스크류 나사 또는 푸시 핏(push fit)을 통해 하우징(21)에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 마우스피스(22)는 시스템(10)의 정상적인 사용 동안 사용자의 입에 삽입되거나 그와 다른 방식으로 사용자의 입에 근접하게 되는 디바이스 부품(20)의 단부를 규정한다. 디바이스 부품(20)의 마우스피스 단부는 또한 근위 단부로 지칭될 수 있다. 대응하여, 근위 단부 반대편의 단부는 디바이스 부품(20)의 원위 단부로 지칭될 수 있다. 외부 하우징(21)은 또한, 디바이스 부품(20)의 근위 단부들과 원위 단부들 사이의 측부 표면을 포함하며, 이는 정상적인 사용시, 예컨대, 사용자가 자신의 손으로 홀딩하는 표면이다.
디바이스 부품(20)은 일반적으로, 교체 가능한 카트리지 부품(30)의 예상 수명보다 더 긴 동작 수명들을 갖는 구성요소들을 포함하며, 이는 저장소(32)에 존재하는 소스 액체의 양에 의해 규정될 수 있다. 디바이스 부품(20)은 다수의 카트리지 부품들(30)과 함께 사용되도록 의도되며, 따라서 디바이스 부품(20)은 재사용 가능한 것으로 언급된다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 하우징(21)은 카트리지 부품(30)을 수용하도록 크기가 정해진 리셉터클(23)을 포함한다. 리셉터클은 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)에 커플링되는 위치를 규정한다. 리셉터클(23)은 디바이스 부품(20)의 원위 단부와 근위 단부 사이에 위치결정된다. 도 1에서, 카트리지 부품(30)과 리셉터클(23)의 내부 벽 사이의 갭은 명확성의 목적으로 강조되지만, 실제 구현들에서, 리셉터클(23)/카트리지 부품(30)은 카트리지 부품(30)이 리셉터클(23)에 꼭 맞도록 크기가 정해진다. 재사용 가능한 디바이스 부품(20) 및 카트리지 부품(30)은, 길이 방향 축(LA)에 광범위하게 수직인 방향으로 디바이스 부품(20)으로부터 카트리지 부품(30)을 당겨서 서로 분리 가능(separable)/탈착 가능(detachable)하다. 도 1에 의해 광범위하게 표시된 바와 같이, 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)에 커플링될 때, 카트리지 부품(30)의 중심 축은 디바이스 부품(20)의 길이 방향 축(LA)과 정렬되지만, 다른 구현들에서 축들은 서로 오프셋될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 구현예의 리셉터클(23)은 디바이스 부품(20) 내로 연장되는 반원통형 오목부가 그 아래에 위치결정되는 반원통형 절개부(즉, 외부 하우징의 임의의 부분이 없는 반원통형 섹션)로서 광범위하게 생각될 수 있다. 2개의 반원통형 섹션들은 크래들 구성을 제공하고, 원통형 카트리지 부품(30)이 내부에 배치될 수 있는 실질적으로 원통형 볼륨을 규정한다. 이러한 구현에서, 원통형 카트리지 부품(30)의 절반은 반원통형 오목부에 끼워맞춤되고, 외부 하우징(21)에 의해 커버되는 한편, 카트리지 부품(30)의 다른 절반은 노출된다. 리셉터클(23) 및/또는 카트리지 부품(30)은 카트리지 부품(30)의 외부 표면이 하우징(21)의 외부 표면과 광범위하게 정렬되도록 형상이 정해질 수 있다.
카트리지 부품(30)은 길이 방향 축(LA)을 향하는 방향으로 카트리지 부품(30)을 푸시함으로써 리셉터클(23) 내로 삽입되고, 길이 방향 축(LA)으로부터 멀어지는 방향으로 카트리지 부품(30)을 당겨서 리셉터클(23)로부터 제거된다. 카트리지 부품(30)의 제거를 용이하게 하기 위해, 카트리지 부품(30) 및/또는 외부 하우징(21)은 사용자가 카트리지 부품(30)을 파지하는 것을 가능하게 하는 피처들을 가질 수 있다. 예컨대, 돌출부 또는 오목부가 카트리지 부품(30)의 외부 표면 상에 배치될 수 있다. 하우징(21) 및/또는 카트리지 부품(30)에는 또한, 리셉터클(23)에 카트리지 부품(30)을 유지하거나 유지하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있는 잠금 기구(도시 생략)가 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 리셉터클(23) 내에 카트리지 부품(30)을 유지하거나 유지하는 것을 돕기 위해, 카트리지 부품(30)의 노출된 부분을 커버하기 위해, 디바이스 부품(20) 상에 힌지결합된 덮개(lid)가 제공될 수 있다.
카트리지 부품(30)은, 소스 액체의 공급이 소진될 때 또는 사용자가 소스 액체의 향미/유형을 변경하기를 원하는 경우에, 카트리지 부품(30)의 교체를 위해 재사용 가능 디바이스 부품(20)으로부터 탈착되고, 그리고 원하는 경우 다른 카트리지 부품(30)으로 대체된다.
재사용 가능 디바이스 부품(20)은 에어로졸 제공 시스템(10)에 전력을 제공하기 위한 전력 소스(24), 이를 테면 배터리 또는 셀(예컨대, 리튬 이온 배터리)을 더 포함한다. 배터리는 재충전 가능하고 그리고/또는 교체 가능할 수 있다. 임의의 적절한 배터리가 재사용 가능 디바이스 부품(20) 내에 설치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
제어 회로부(25)는, 예컨대 (마이크로) 제어기, 프로세서, ASIC 또는 유사한 형태의 제어 칩을 제공함으로써 에어로졸 제공 디바이스에 대한 제어 기능을 제공하기 위한 회로 보드를 포함한다. 제어 회로부(25)는, 아래에서 더 상세히 설명되는 아토마이저(27) 및 가압 유체 생성기(26)의 동작을 포함하여, 시스템(10)과 연관된 임의의 기능을 제어하도록 배열될 수 있다. 그러나, 제어 회로부(25)는 또한, 배터리(24)의 충전 또는 재충전, 디바이스 부품(20)의 동작 상태들/상태와 연관된 시각적 표시기들(예컨대, LED들)/디스플레이들, 또는 외부 디바이스들과 통신하기 위한 통신 기능 등을 제어할 수 있다. 제어 회로부(25)는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 구성될 수 있다. 또한, 제어 회로부(25)에 의해 제공되는 기능은 다중 회로 기판들에 걸쳐 그리고/또는 PCB에 장착되지 않은 구성요소들에 걸쳐 분할될 수 있고, 이러한 추가 구성요소들 및/또는 PCB들은 에어로졸 제공 디바이스 내에 적절하게 위치될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 배터리(24)의 (재)충전을 제어하기 위한 제어 회로부(25)의 기능은 방전(discharge)을 제어하기 위한 기능과 별도로 (예를 들어, 상이한 PCB 상에서) 제공될 수 있다.
가압 유체 생성기(26)는, 초기 유체로부터 가압 유체를 생성할 수 있는 구성요소이다. 다시 말해서, 가압 유체 생성기(26)는 제1 압력에서 제2 압력까지 유체의 압력을 증가시킬 수 있다. 설명된 구현에서, 가압 유체 생성기(26)는 공기 압축기(26)이고, 따라서 가압 공기를 생성할 수 있다. 공기 압축기(26)는 하나 이상의 공기 압축기 입구들(26b)을 통해 디바이스 부품(20) 외부의 환경과 유체 연통하며, 이 공기 압축기 입구들은 외부 하우징(21) 상에 위치되고 공기 압축기(26)의 입구에 유체 적으로 커플링된 애퍼처일 수 있다. 작동시에, 공기 압축기(26)는 입구(26b)를 통해 디바이스 부품(20) 외부로부터 공기를 흡인하며 환경 공기보다 더 큰 압력을 갖는 가압 유체(보다 구체적으로는 가압 공기)를 생성할 수 있다. 가압 유체 생성기(26)가 도 1에서 특정 위치에 도시되어 있지만, 생성기(26)가 디바이스 부품(20) 내의 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있고 그리고 배관 등이 생성기를 카트리지 부품(30)(아래에서 더 상세히 설명됨)에 적절하게 연결하는 데 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
임의의 적합한 공기 압축기(26)가 본 개시내용의 원리들에 따라 사용될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 공기 압축기(26)는 압전 펌프(piezo-electric pump)이다. 공기 압축기(26)가 공기를 상승시키는 압력은, 카트리지 부품(30)의 특성들(아래에서 더 상세히 논의됨)에 따라 구현마다 다를 수 있다. 설명된 구현에서, 공기 압축기로부터 출력되는 가압 공기의 압력은 100 내지 600mBar이지만, 이러한 값은 압전 펌프의 동작 주파수 및 원하는 출력 유량에 의존할 수 있다.
아토마이저(27)는 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성할 수 있는 임의의 구성요소이다. 아토마이저(27)는 저항성 가열식 요소, 유도 가열식 요소, 진동 메시, 조사 열원(irradiative heat source), 화학 물질 등을 포함할 수 있다. 아토마이저(27)의 선택 및 적합성은 에어로졸 화될 에어로졸 전구체 재료에 의존할 수 있다. 구체적인 예로서, 설명된 구현에서, 아토마이 저는 비-전기 전도성 기재(이를 테면, 세라믹) 및 전류가 재료를 통과할 때 가열되는 전기 전도성 재료(이를 테면, 니크롬(NiChrome))를 포함하는 가열 요소(27)이다. 가열 요소(27)는 (직사각형) 평면 플레이트의 형태를 취한다. 전기 전도성 재료는 (예컨대, 배터리(24)로부터의 전력의 인가를 통해) 저항식으로 가열된다. 가열 요소(27)는, 예컨대 150 내지 350℃의 범위의, 에어로졸을 생성하기 위해 소스 액체를 증발시킬 수 있는 온도들에 도달하는 데 적합하다.
특정 구현들에서, 가열 요소(27)의 온도는 또한, 특정 온도를 달성 및/또는 유지하도록 제어될 수 있다. 도 1에 도시되지 않았지만, 디바이스 부품(30)은 가열 요소(27)의 온도를 감지하도록 구성된 가열 요소 온도 센서, 이를 테면 저항 온도 검출기(resistance temperature detector; RTD)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이들 구현들에서, 제어 회로부(25)는, 가열 요소(27)의 감지된 온도에 기반하여, 특정 온도를 달성 또는 유지하도록 가열 요소(27)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 가열 요소(27)의 온도는, 예컨대 가열 요소(27)의 전기 저항을 결정하도록 구성되는 제어 회로부(25)를 통해, 별개의 온도 센서를 사용하지 않고 획득될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카트리지 부품(30)은 외부 하우징(31), 외부 하우징(31)의 내부 표면들에 의해 규정되는 저장소(32), 저장소(32) 내의 소스 액체(33), 입구 포트(34) 및 출구 포트(35)를 포함한다.
카트리지 부품(30)의 외부 하우징(31)은 외부 하우징(31) 내에 중공 구역이 존재하도록 배열된다. 중공 구역은 카트리지의 저장소(32)를 규정하고, 일정량의 소스 액체(33), 예컨대 최대 2ml의 소스 액체를 저장하도록 구성된 볼륨을 제공한다. 소스 액체(33)는 설명된 구현에서 자유롭게 제공되며, 이는, 소스 액체(33)가 외부 하우징(31)의 내부 표면들에 의해서만 주로 유지되고, 그렇지 않으면, 저장소(32) 내에서 자유롭게 이동할 수 있음을 의미한다. 그러나, 다른 구현들에서, 저장소(32)는, 예컨대, 소스 액체(33)에 침지된 면(cotton) 또는 발포재(foam)를 포함할 수 있다.
입구 포트(34) 및 출구 포트(35)는 카트리지 부품(30)으로의 유입 및 유출을 규정한다. 입구 포트(34) 및 출구 포트(35)는 저장소(32)에 유체 커플링되고, 그에 따라, 저장소(32)의 유입 및 유출을 각각 제공한다. 입구 포트(34)는, 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)에 커플링될 때, 즉, 리셉터클(23)에 배치될 때, 입구 포트(34)가 부가적으로, 가압 유체 통로(26a)를 통해 공기 압축기(26)와 유체 연통하게 되도록 배열된다. 가압 유체 통로(26a)는 공기 압축기(26)의 유출을 리셉터클(23)(및 카트리지 부품(30)이 리셉터클(23)에 설치될 때의 입구 포트(34))과 유체 커플링하는 채널이다. 따라서, 공기 압축기(26)에 의해 생성된 가압 공기는 가압 유체 통로(26a)를 통해 카트리지 부품(30)의 입구 포트(34)로 전달될 수 있다.
가압 유체 통로(26a)와 카트리지 부품(30)이 함께 커플링될 때(즉, 카트리지 부품(30)이 리셉터클(32)에 삽입될 때), 가압 공기는 유체 통로(26a)를 따라 입구 포트(34)로 지향된다. 이와 관련하여, 가압 유체 통로(26a) 및 카트리지 부품(30)(또는 오히려, 가압 유체 통로(26a)와 카트리지 부품(30) 사이의 정합)은 가압 유체 통로(26a)로부터의 가압 공기의 누설을 방지하거나 또는 감소시키도록 구성된다. 달리 말하면, 가압 유체 통로(26a)는 기밀(또는 실질적으로 기밀) 밀봉부를 형성하기 위해 카트리지 부품(30) 및/또는 입구 포트(34)와 맞물린다. 도 1에 도시된 구현에서, 그리고 도 2 및 도 3에서 더 현저하게, 가압 유체 통로(26a)는 리셉터클(23) 내로 약간 연장된다. 가압 유체 통로(26a)의 연장된 부분은 카트리지 부품(30)의 오목가공된 섹션(34a) 내에 끼워맞춤되도록 배열되고, 그에 의해 밀봉부를 형성한다. 오목가공된 섹션(34a) 및/또는 가압 유체 통로(26a)의 노출된 부분은 기밀 밀봉부를 생성하는 것을 보조하기 위해 밀봉 요소, 이를 테면 O-링 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 가압 유체 통로(26a)의 노출된 부분을 오목가공된 섹션(34a) 내에 삽입하는 것을 용이하게 하기 위해, 가압 유체 통로(26a) 및 오목가공된 섹션(34a) 중 하나 또는 둘 모두는 가요성 재료(예컨대, 엘라스토머)로 형성되고 그리고/또는 리셉터클(23)은 사용자가 카트리지 부품(30)을 리셉터클(23) 내에 삽입한 다음, 카트리지 부품(30)의 오목가공된 섹션(34a)을 가압 유체 통로(26a)의 노출된 부분 상으로 (길이 방향 축(LA)을 따르는 방향으로) 푸시할 수 있게 하기 위해 카트리지 부품(30)의 길이보다 약간 더 길게 크기가 정해진다. 이는, 카트리지 부품(30)과 가압 유체 통로(26a) 사이의 기밀 또는 실질적 기밀 정합이 달성될 수 있는 방법의 일 예라는 것이 인식되어야 한다. 다른 구현들에서, 오목부가 리셉터클(23)에 형성될 수 있고, 입력 포트(34)는 리셉터클(23)의 오목부 내로 연장되도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 카트리지 부품(30)에는 디바이스 부품(20) 내의 대응하는 스레드(thread)에 커플링하기 위한 스크류 나사(screw thread) 등과 같은 다른 커플링 기구가 제공될 수 있다.
카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)에 커플링될 때, 출구 포트(35)는 가열 요소(27)에 근접하게 배열된다. 소스 액체(33)는 (아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이) 출구 포트(35)로부터 가열 요소(27)를 향해 통과할 수 있다. 이러한 방식으로, 소스 액체(33)는 카트리지 부품(30)을 빠져 나간 후에 가열될 수 있고, 이어서 공기가 공기 입구(28)에서 디바이스에 진입하는 에어로졸을 형성할 수 있다. 도시되지 않았지만, 카트리지 부품(30)으로부터 배출된 소스 액체(33)를 가열기 요소(27)쪽으로 안내하는 것을 돕기 위해, 안내 요소(이를 테면, 중공 원통형 튜브)가 제공될 수 있다.
설명된 구현예의 입구 및 출구 포트들(34, 35)은 도 3에 더 명확하게 도시된 바와 같이 개개의 밸브들을 포함한다. 밸브들은 폐쇄/밀봉된(적어도 액밀(liquid tight)) 구성으로 편향되도록 구성되고, 따라서, 개개의 밸브에 일정 임계 압력이 가해지는 것에 응답하여 개방되도록 배열된다. 엄밀히 말하면, 밸브가 개방되도록 배열된 임계 압력은 사실상, 저장소(32) 외부의 환경 압력에 대한 임계 압력 차이이다. 따라서, 카트리지 부품(30)은 디바이스 부품(20)으로부터 제거될 때 액밀(liquit tight)되며, 따라서, 카트리지 부품(30)으로부터 소스 액체(33)가 누설될 가능성이 낮다는 것을 의미한다.
그러나, 다른 구현들에서, 입구 및 출구 밸브들 중 하나 이상이 존재하지 않고, 그 대신에, 입구 및 출구 포트들(34, 35)이 항상 개방될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이들 구현들에서, 액밀 밀봉 구성은 소스 액체(33)에 대한 입구 또는 출구 포트들의 애퍼처 크기(즉, 직경)를 신중하게 고려함으로써 제공되며, 이에 의해, 소스 액체(33)의 표면 장력은 소스 액체(33)가 특정 임계 압력 아래로 카트리지 부품(30)을 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 사용된다. 이 경우에, 표면 장력이 액체를 더 이상 유지할 수 없는 지점을 압력이 초과하는 경우, 액체는 출구 포트(35)로부터 배출된다.
도 1을 다시 참조하면, 카트리지 부품(30) 및 디바이스 부품(20)의 구성요소들의 배열체는, 압축기(26)에 의해 생성된 압축된 공기가 마우스피스(22)에 가장 가까운 카트리지 부품(30)의 저장소(32)의 측면 내로 강제되도록 되어 있다. 즉, 입구(34)는 일반적으로 출구(35)보다 마우스피스(22)에 더 가깝다. 일반적으로 말하면, 에어로졸 제공 시스템(10)의 정상적인 사용 동안, 사용자는 마우스피스(22)가 사용자의 입에 또는 사용자의 입에 아주 가깝게 위치되지만, 원위 단부(즉, 마우스피스(22) 반대편의 단부)가 마우스피스 단부보다 약간 아래에 유지되도록 시스템을 유지한다. 즉, 정상 사용시 디바이스는, 원위 단부 위로 상승된 마우스피스 단부와 함께, 일정 경사로 유지된다. 이는, 저장소(32) 내의 액체가 출구(35)에 더 가까이 위치되는 경향이 있음을 의미한다. 후속하여, 이러한 배열체는, 정상 사용시, 출구(35)와 접촉하는 액체의 볼륨이 존재하기 때문에, 출구(35) 밖으로 공기가 강제로 방출될 가능성을 감소시키는 것을 돕는다. 출구(35) 및 입구(34)는 이러한 효과를 개선하는 것을 돕기 위해 카트리지 부품(30) 내의 다양한 포지션들(예컨대, 축 방향으로 오프셋됨)에 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
그러한 에어로졸 제공 시스템(10)의 동작이 이제 도 4를 참조하여 설명된다. 먼저, 아직 그렇게하지 않았다면, 사용자는 소스 액체(33)를 보유하는 카트리지 부품(30)을 디바이스 부품(20)의 리셉터클(23)에 설치한다(단계(S1)). 언급된 바와 같이, 설명된 구현에서, 이는, 카트리지 부품(30)의 축이 디바이스 부품(20)의 축(LA)과 정렬되도록, 카트리지 부품(30)을 디바이스 부품(20)의 축(LA)쪽으로 밀어서 카트리지 부품(30)을 삽입하는 것을 수반한다.
그런 다음, 단계(S2)에서, 사용자는 에어로졸 제공 시스템(10)의 전원을 켠다. 이와 관련하여, 하우징(21)은 전력 소스(24)로부터의 전력이 제어 회로부(25)에 공급되는 지점에서 디바이스 부품(20)을 오프(OFF) 모드로부터 온(ON) 모드로 전환하기 위한 버튼 또는 다른 구동 기구를 포함한다. 일부 구현들에서, 디바이스 부품(20)이 오프(OFF)로 전환되는 경우에도, 소량의 전력이 제어 회로부(25)에 공급될 수 있지만, 단계(S2)에서, 더 많은 전력이 공급되어 제어 회로부(25)의 더 많은 기능들에 전력이 제공될 수 있음에 주목한다.
단계(S3)에서, 디바이스 부품(20)은 사용자 액션을 모니터링한다. 사용자 액션은, 사용자가 에어로졸을 흡입하기를 원한다는 것을 표시하는 액션이다. 예컨대, 액션은 하우징(21)의 표면 상에서 버튼 등을 구동시키는 것일 수 있다. 예컨대, 사용자는 버튼을 누른 다음, 마우스피스(22)를 자신의 입술(lips)로 가져와 흡입을 시작할 수 있다. 대안적으로, 액션은 사용자가 마우스피스(22)를 실제로 흡입하는 것에 기반할 수 있다. 예컨대, 디바이스 부품(20)은, 사용자가 디바이스 부품(20)을 흡입하고 있을 때를 검출하도록 구성된 압력 또는 공기유동 센서(도시 생략)를 포함할 수 있다. 상기 사용자 동작들 중 임의의 사용자 동작이 검출되면, 방법은 단계(S4)로 진행하고, 그렇지 않으면, 디바이스 부품(20)은 사용자 동작을 계속해서 모니터링한다.
일단, 단계(S3)에서 사용자 동작이 검출되면, 제어 회로부(25)는 단계(S4)에서 가압된 유체(공기)의 생성을 시작하기 위해 공기 압축기(26)에 전력을 공급한다. 이와 관련하여, 제어 회로부(25)는, 가압된 공기를 생성하기 위해, 배터리(24)로부터 일정 전력을 공급함으로써, 예컨대 공기 압축기(26)의 모터를 제어한다. 단계(S5)에서, 생성된 공기는 가압된 유체 통로(26a)를 통해 카트리지 부품(30)의 입구 포트(34)에 적용(또는 공급)된다. 가압된 공기가 입구 포트에 적용될 때, 그리고 압력이 입구 포트(34)의 밸브의 임계치를 극복하기에 충분한 경우, 입구 포트(34)의 밸브가 개방된다(따라서, 저장소(32)를 노출시킴).
단계들(S4 및 S5)이 별개의 단계들로서 도시되어 있지만, 실제로는 이들 단계들은 실질적으로 동시에 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 공기 압축기는 공기를 봉입된 볼륨으로 강제하고 그 볼륨 내의 공기의 압력을 점진적으로 축적시킴으로써 동작한다. 봉입된 볼륨은 별개의 저장 볼륨(이는 예컨대, 공기 압축기(26)의 일부로서 형성됨)일 수 있거나, 또는 압축된 유체 통로(26a) 및 (폐쇄된) 입구 포트(34)에 의해 형성되는 볼륨일 수 있다.
이에 따라, 압축된 공기가 압축기(26) 내에 저장되거나 또는 통로(26a)와 별개인 경우들에, 압축된 공기의 방출이 (예컨대, 제어 회로부(25)에 의해) 제어될 수 있다. 예컨대, 저장 볼륨 내의 압력이 일정 한계에 도달하면, 제어 회로부(25)는, 밸브를 개방함으로써, 압축된 공기(이는 후속하여 통로(26)를 따라 이동함)를 방출하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 공기 압축기(26)는 통로(26a) 내로 공기를 지속적으로 공급할 수 있고, 이는 통로(26a) 내의 압력을 점진적으로 증가시키므로, 단계들(S4 및 S5)이 실질적으로 동시에 발생한다. 이 경우에, 통로(26a) 내의 공기 압력은, 입구 포트(34)의 밸브가 개방되는 시간(그리고 압축 공기가 저장소(32)에 진입할 수 있는 시간)까지 점진적으로 증가할 수 있다.
공기 압축기(26)가 저장소 내의 압력이 어떻게 변화되는지를 결정할 수 있는 일정 동작 파라미터들을 가질 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 공기 압축기(26)는 출력 유량, 예컨대 초당 X ml의 공기를 특징으로 할 수 있다. X의 값, 입력 포트(34)의 밸브의 압력 임계치, 및 저장소에 의해 규정된 추가의 "비어 있는emmpty)" 볼륨에 따라, 입력 포트(34)의 밸브는 효과적으로 개방 상태로 유지될 수 있거나 또는 폐쇄될 수 있다(입력 포트(34)의 밸브를 강제로 다시 개방할 정도로 압력이 충분히 축적되는 시간까지임). 구체적인 예를 제공하기 위해, 본 구현예에서, 입력 포트(34)의 밸브가 개방된 상태로 유지되는 것으로 가정된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 이제 압축된 유체(즉, 압축된 공기)가 소스 액체(33)를 보유하는 저장소(32)에 적용될 때 어떤 일이 발생하는지가 설명된다. 도 5의 (a) 내지 도 5의 (d)는 저장소(32)에 압력을 가하는 사이클의 다양한 단계들에서의 카트리지 부품(30)(및 구체적으로는 출구 포트(35))의 단면을 도시하는 한편, 도 6은 y-축 상에 저장소(32) 내의 압력(P)을 그리고 x-축 상에 시간(t)을 도시하는 그래프이다.
도 5의 (a)는 저장소(32)에 가압 유체가 적용되지 않은 경우의 카트리지 부품(32)을 도시한다. 이 상태에서, 출구 포트(35)의 밸브는 폐쇄되어 있다. 저장소(32) 내의 압력은 제1 압력(P1)이다. 이러한 상태는 도 6에서 t = 0 내지 t = t1로 표현되며, 이는 저장소(32) 내의 일정한 압력(P1)을 도시한다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 입구 포트(34)의 밸브가 개방되기 전의 상태이고, 따라서, 공기 압축기(26)가 최대 t1의 기간 동안 작동할 수 있고 압축된 유체가 t0 내지 t1 사이에서 입력 포트(34)의 밸브에 적용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
시간(t1)에서, 입구 포트(34)의 입구 밸브는 공기 압축기(26)로부터 압축된 유체(공기)에 의해 개방된다. 이 시점에서, 압축된 공기가 저장소(32)에 진입하기 시작할 수 있다. 이는 도 5의 (b)에서 화살표로 도시된다. 시간(t1)에서, 저장소 내의 압력은 (도 6에서 t1 이후의 경사진 선에 의해 표시되는 바와 같이) 증가하기 시작한다.
일정 시점(t2)에서, 저장소(32) 내의 압력은 출구 포트(35)의 출구 밸브가 개방되게 할 정도로 충분히 크다. 달리 말하면, 출구 포트(35)의 밸브가 개방되게 하기 위해, 저장소의 내부측과 출구 포트(35)의 밸브의 외부 환경 사이에 차압(differential pressure)이 존재한다. 도 6에서, 이는 압력(P2)으로 표현된다. 따라서, 저장소(32) 내의 압력이 압력(P2)에 도달할 때, 출구 포트(35)의 출구 밸브가 개방되고, 그렇게 함으로써, 저장소(32)의 내용물들의 일부(예컨대, 소스 액체(33)의 일부)가 저장소(32)로부터 빠져 나가는 것이 허용된다. 도 5의 (c)는 소스 액체(33)의 액적이 저장소(32)로부터 빠져 나가는(나가는) 그러한 시나리오를 도시한다.
이때, 저장소(32) 내의 압력은 감소한다. 공기가 이상 기체(ideal gas)로서 작용하고, 이 프로세스 동안 공기의 온도가 변화하지 않으며, 그리고 소스 액체(33)가 비압축성이라는 가정 하에서, 이상 기체 방정식(PV = nRT)을 사용하여 이를 합리화시킬 수 있다. 이상 기체 방정식에서, P는 압력을 나타내고, V는 이상 기체가 점유하는 용기의 부피를 나타내며, n은 이상 기체의 몰수를 나타내고, R은 기체 상수이며, T는 이상 기체의 온도이다. 위의 가정들 하에서, RT가 상수라는 것이 명백해야 한다. 소스 액체가 저장소(32)로부터 배출되는 순간의 직전과 직후에, 저장소 내의 공기의 몰수는 합리적으로 일정하다고 가정할 수 있다(달리 말하면, n은 일정). 이는 PV가 상수값(constant value)과 동일함을 의미한다. 언급된 바와 같이, 소스 액체(33) 중 일부는 저장소(32)로부터 배출된다. 이 배출된 소스 액체는 일정 볼륨을 갖는다. 소스 액체가 배출될 때, 공기가 차지할 수 있는 저장소(32) 내의 볼륨이 증가되었다(배출된 소스 액체의 볼륨에 비례하는 양만큼 ― 소스 액체가 비교적 압축 가능하지 않다고 가정할 때, 증가량은 소스 액체의 볼륨과 동일함 ―). 이는 상수 값(nRT)을 유지하기 위해 저장소(32) 내의 압력이 감소한다는 것을 의미한다.
도 6에서, 압력은 시간(t2)으로부터 시간(t3)으로 압력(P2)으로부터 압력(P1)로 감소한다. t2와 t3 사이의 기간은 명확성을 위해 도 6에서 과장된 것으로 도시된다. 실제 적용들에서, t3은 t2에 훨씬 더 근접할 가능성이 있다. 또한 도 6은 압력이 시간(t3)에서 P1으로 가는 것을 도시하지만, 이는 압력이 공기 압축기(26)의 출력 유량(즉, 가스 몰들이 저장소에 진입하는 속도)에 따라 P1보다 약간 높을 수 있기 때문에 반드시 그런 것은 아닐 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
저장소(32) 내의 압력이 감소한 결과, 출구 포트(35)의 출구 밸브는 폐쇄 포지션으로 편향되어, 부가적인 소스 액체(33)가 저장소(32)에서 나가는 것을 중단한다. 이는 도 5의 (d)에 도시되어 있다.
따라서, 본 개시내용의 카트리지 부품(30) 내의 압력은 제1 압력에서 시작되고, 저장소(32) 내의 가압된 유체의 존재로 인해 제2 압력으로 증가하고, 그리고 저장소(32)의 내용물들의 일부가 저장소(32)로부터 배출되었다면 더 낮은 압력으로 다시 떨어짐을 알 수 있다.
이 사이클은 여러 번 반복될 수 있다. 각각의 사이클에서 저장소(32)를 나가는 소스 액체(33)의 양에 따라, 위에서 설명된 각각의 사이클은 디바이스 부품(20) 상의 하나의 퍼프/하나의 흡입에 적합할 수 있거나, 또는 단일 퍼프에 대해 다수의 사이클들이 요구될 수 있다. 후자의 경우는, 퍼프(puff) 당 생성될 수 있는 에어로졸의 양에 대한 더 미세한 제어를 제공한다. 달리 말하면, 시스템(10)은 카트리지 부품(30)으로부터 초당(per second) 배출되는 에어로졸 생성 재료의 양을 제어하도록 설정될 수 있다. 전자 또는 후자의 경우는, 디바이스 부품(20) 및 카트리지 부품(30)의 구성요소들의 파라미터들을 변경함으로써 실현될 수 있다는 것이 또한 인식되어야 한다. 카트리지 부품(30)을 나가는 소스 액체의 볼륨은, 출구 포트의 기하학적 구조, 밸브의 특성들, 저장소의 특성들 등을 포함하여 다양한 파라미터들에 의존할 수 있다. 더욱이, 초당 배출되는 소스 액체(33)의 양은 공기 압축기의 출력 유량에 의존하고, 일부 구현들에서, 제어 회로부(25)는 공기 압축기(26)의 출력 유량(또는 보다 일반적으로 저장소(32)로의 가압 유체의 유량)을 조정함으로써 카트리지 부품(30)을 나가는 액체의 양을 제어하도록 구성된다. 유량은, 일정량의 에어로졸 생성 재료를 제공하기 위한 또는 사용자의 흡입의 특성들에 대한 응답으로, 사용자 입력, 이를 테면, 명령에 기초하여 조정될 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 단계들(S4 및 S5) 후에, 방법은 단계(S6)로 진행되며, 여기서 제어 회로부(25)는 아토마이저(27)에 전력을 공급한다. 더 구체적으로, 제어 회로부(25)는 가열 요소(27)의 저항 요소(들)에 전력을 공급하여, 저항 요소(들)가 가열되게 한다. 제어 회로부(25)는, 가열 요소(27)가 저장소(32)를 나가는 소스 액체(33)를 증발시키기에 적합한 온도에 도달하게 하도록 구성된다. 언급된 바와 같이, 이는 증발될 소스 액체(33)에 따라 150℃ 내지 350℃의 범위일 수 있다. 이어서, 저장소(32)를 떠난 소스 액체(33)는 가열 요소(27)에 의해 증발된다.
단계들(S4, S5 및 S6)이 순차적으로 설명되지만, 단계들은 임의의 순서로 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 일부 경우들에서, 소스 요소(33)가 저장소(32)로부터 배출되기 전에, 가열 요소(27)에 전력이 제공될 수 있다. 이는, 가열 요소(27)가 동작 온도에 도달하기 위해 (즉, 열 지연(thermal lag)을 수용하기 위해) 일정 시간을 요구하는 경우일 수 있다. 마찬가지로, 단계(S5)는, 단계(S6) 후에, 다시 공기 압축기(26) 및 가열 요소(27) 둘 모두가 작동 조건에 도달하기 위해 일정 시간을 요구하는 경우에 구현될 수 있다.
사용자가 디바이스 부품(20)의 마우스피스(22)를 흡입할 때, 디바이스 부품 하우징(21) 상에 위치결정된 공기 입구(28)를 통해 디바이스 부품(20) 내로 공기가 흡인된다. 공기 경로는 가열 요소(27)를 통과하도록 배열된다. 공기 경로는 입구(28)에서 시작하는 일련의 화살표들을 통해 도 1에 도시되어 있다. 따라서, 소스 액체(33)가 위에서 설명된 바와 같이 가열 요소(27)에 의해 증발될 때, 공기는 가열 요소(27)로부터 생성된 증기와 혼합되어 에어로졸을 형성한다. 사용자의 흡입 동작(sucking action)은 에어로졸이 이어서 디바이스 부품(20)을 통해 마우스피스(22)의 개구(22a)로 전달되고, 이어서 에어로졸이 사용자의 입/폐들(lungs)로 전달된다는 것을 의미한다.
단계(S7)에서, 제어 회로부(25)는 단계(S3)에서 검출된 바와 같은 사용자 동작의 존재를 계속 모니터링한다. 동작이 유지되면, 프로세스는 위에서 논의된 바와 같이 계속된다(이는 위에서 설명된 바와 같은 단계들(S4 내지 S6)의 다른 사이클을 수행하는 것을 포함할 수 있음). 사용자 동작이 유지되지 않는 경우, 방법은 단계(S8)로 진행되며, 여기서, 공기 압축기(26) 및/또는 가열 요소(27) 중 하나에 대한 전력이 중단될 수 있다. 이어서, 방법은 단계(S3)로 진행되고, 후속 사용자 동작을 위해 사이클이 반복된다.
도 4에 도시된 방법은 단지 예시적인 것이며, 디바이스는 위에서 암시된 바와 같이, 도 4에 도시된 방법으로부터 수정된 방법에 따라 동작할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 따라서, 현재 적용, 디바이스에서 사용되는 구성요소들 및/또는 사용자의 선호도에 따라, 디바이스는 그에 따라 구성 또는 셋업될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같은 가압된 유체 생성기(26)는 보다 일반적으로, 가압된 유체의 소스로 지칭될 수 있다. 즉, 본원에서 사용되는 바와 같은 "가압된 유체의 소스"는, 위에서 설명된 바와 같은 초기(비-가압 또는 저-가압) 유체로부터 가압 유체가 생성되는 경우뿐만 아니라, 저장된 사전 가압(즉, 이미 가압된) 유체의 소스들을 포함하는 기구들을 예컨대 압축 공기 캐니스터(canister) 등의 형태로 포함하는 것으로 고려된다.
도 7은 가압 유체의 저장부(store)를 포함하는 에어로졸 제공 시스템(110)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 7의 시스템(110)은, 도 1과 관련하여 설명된 것들과 유사하거나 동일한 많은 구성요소들을 포함한다. 이들 구성요소들은 도 1과 관련하여 사용된 것과 동일한 참조 부호들로 표시되며, 따라서, 이들 구성요소들의 설명의 반복은 간결성을 위해 본원에서 제공되지 않는다.
에어로졸 제공 시스템(110)의 디바이스 부품(120)은, 공기 압축기(26) 및 제어 회로부(25)와는 대조적으로, 카트리지 부품(30)(이는 도 1에서 설명된 카트리지 부품(30)과 대체로 동일함)에 대한 가압 유체의 방출을 제어하기에 적합한 제어 유체 회로부(125) 및 가압 유체의 저장부(126)를 포함한다는 점에서, 도 1의 에어로졸 제공 시스템(10)의 디바이스 부품(20)과 상이하다.
보다 구체적으로, 디바이스 부품(120)은 이 예에서 압축된 공기 캐니스터를 포함하는 가압 유체(126)의 저장부를 포함한다. 그러나, 임의의 설명의 가압 유체를 수납하기 위한 임의의 적절한 용기가 본 개시내용의 원리들에 따라 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 가압 유체의 저장부는, 예컨대 가압 유체를 홀딩하기 위한 용기들을 충전하기 위한 알려진 기법들을 사용하여, 디바이스 부품(120)에 설치되기 전에 사전 가압된다. 따라서, 본원에서 가압 유체의 저장부는 또한 사전 가압 유체 저장부로 지칭될 수 있다. 사전 가압 유체 저장부는, 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(120)으로부터 분리 가능한 것과 유사한 방식으로 디바이스 부품(120)으로부터 분리 가능할 수 있다. 따라서, 가압 유체가 고갈되거나 또는 압력이 너무 낮아서, 입구 포트(34)의 입구 밸브의 구동을 가능하게 할 수 없는 경우에, 사전 가압 저장부가 제거되고 다른 사전 가압 저장부로 교체될 수 있다. 제어 회로부(125)에는, 예를 들어, 적절한 센서(도시 생략)를 사용하여 사전 가압 저장부로부터 방출된 유체의 압력을 모니터링함으로써 또는 사전 가압 저장부의 사용량(usage)을 기록함으로써 사전 가압 저장부가 낮게 실행될 때를 식별하는 기능이 제공될 수 있다.
디바이스 부품(120)은 도 1과 관련하여 설명된 유체 통로(26a)와 대체로 유사한 가압 유체 통로(126a)를 더 포함한다. 그러나, 이 예에서 유체 통로(126a)는 방출 요소(126c)를 더 포함한다. 방출 요소(126c)는 유체 통로(126a)를 선택적으로 차단하도록 구성된 구동 가능 부재이다. 방출 요소(126c)는 차단된 포지션으로 편향될 수 있다. 방출 요소(126c)는 제어 회로부(125)에 의해 제어 가능하다. 더 구체적으로, 도 4의 단계(S3)에서 사용자 동작이 검출될 때, 제어 회로부(125)는 통로(126a)가 개방되게 하는 방출 요소(126c)를 구동시키도록 구성된다. 차단된 상태에서, 방출 요소(126c)는 저장소(126)로부터 입구 포트(34)로의 사전 가압 유체의 유동을 방지한다(또는 실질적으로 감소시킨다). 그러나, 개방 상태에서, 사전 가압 유체는 저장부(126)로부터 빠져 나와서 입구 포트(34)를 따라 통과할 수 있다. 방출 요소(126c)는, 유체, 이를 테면, 압축 공기가, 다른 방식으로 밀봉된 용기, 예컨대 가압 탈취제(pressurised deodorant) 또는 페인트 캔들(paint cans) 상에 사용되는 액추에이터들을 나가는 것을 선택적으로 허용하는 데 사용될 수 있는 임의의 적절한 기술을 이용할 수 있다. 방출 요소(126c)가 (예컨대, 설명되는 바와 같이 유체 통로(fluid passage)(126a)의 일부로서) 디바이스에 또는 용기 형성 저장부(126)의 일부로서 (예컨대, 용기 상의 노즐 또는 밸브의 일부로서) 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 후자의 경우에, 저장부(126) 및/또는 디바이스 부품(120)은 방출 요소(126c)가 디바이스 부품(120)과 맞물리고 디바이스 부품(120)에 의해 구동될 수 있게 하는 맞물림 기구(engagement mechanism)를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 제어 회로부(125)는, 방출 요소(126c)를 다양한 각도들로 구동시키는 것에 기초하여, 입구 포트(34)(및 그에 따라 저장소(32))로의 유체의 유동을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 액추에이터를 부분적으로만 개방시킴으로써 더 느린 유량이 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 회로부(125)는 가열 요소(27)에 대한 소스 액체(33)의 도징 제어(dosing control)를 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 디바이스 부품(120)의 하우징(121)은 도 1과 관련하여 설명된 하우징(21)과 대체로 유사하다는 것이 주목되어야 한다. 그러나, 디바이스 부품(120)이 사전 가압 유체 저장부(126)를 포함하기 때문에, 도 1과 관련하여 설명되는 바와 같은 공기 입구(26b)는 필요하지 않은데, 왜냐하면 사전 가압 유체 저장부가 디바이스 부품(120)의 외부측으로부터 가압 유체를 생성하지 않기 때문이다.
따라서, 에어로졸 제공 시스템이 설명되며, 에어로졸 제공 시스템은, 에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소; 저장소에 둘 모두가 유체 연결되는 입구 포트 및 출구 포트; 및 제어 유닛을 포함하며, 제어 유닛은 에어로졸 전구체 재료가 출구 포트를 통해 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 저장소 외부의 압력에 비해 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 입구 포트를 통해 저장소에 가압 유체를 공급하도록 구성된다.
위에서, 디바이스 부품(20, 120)이 카트리지 부품(30)의 입구 포트(34)에 가압 공기를 공급하도록 구성되는 것으로 설명되었지만, 다른 가압 유체들이 카트리지 부품(30)에 공급될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 다른 가스들이 가압되어 카트리지 부품(30)에 공급될 수 있다. 대안적으로, 물 또는 오일과 같은 액체들이 또한 카트리지 부품(30)에 공급될 수 있다. 카트리지 부품(30)이 액체, 이를 테면 소스 액체(33)를 보유하는 구현들에서, 공급될 액체는 바람직하게 소스 액체(33)와 혼화 가능(miscible)하지 않다(또는 혼화 불가능(immiscible)하다). 이러한 방식으로, 혼화 불가능한 액체는 카트리지 부품(30)으로부터 소스 액체(33)를 변위시키도록 작용한다. 정상 사용량 동안 디바이스 부품(20, 120)이 배향되는 방법에 따라, 유체는 소스 액체가 카트리지 부품(30)으로부터 배출되는 것을 보장하기 위해 소스 액체(33)보다 더 가벼울 수 있거나 또는 더 무거울 수 있다.
가압 유체 생성기(예컨대, 공기 압축기(26))를 포함하는 디바이스 부품(20)이 디바이스 부품(20) 외부측으로부터 입구(26b)를 통해 공기를 흡인하기 위해 공기 입구(26b)를 추가로 포함하는 것으로 위에서 설명되었지만, 이는 항상 필요한 것은 아니다. 일부 구현들에서, 가압 유체 생성기(26)는 액체, 이를 테면 물, 또는 공기가 아닌 기체를 가압하도록 구성된다. 이들 구현들에서, 가압될 물 또는 기체는 (저장부(126)와 유사한 방식으로) 디바이스 부품(20)과 일체형이거나 또는 삽입 가능할 수 있는 저장부/용기 내에 제공된다. 그러나, 이들 구현들에서, 가압 유체 생성기(26)는 사용자 입력에 대한 응답으로 용기에 저장된 유체를 가압하도록 구성된다. 이는, 용기가 사용 전에 (디바이스 부품(120)의 경우에서와 같이) 가압될 필요가 없기 때문에 유리할 수 있고, 따라서 일부 경우들에서, 사용자가 리필 또는 교체하기가 더 쉬울 수 있다.
카트리지 부품(30)이 증기/에어로졸 전구체로서 작용하는 소스 액체를 보유하는 액체 저장소를 포함하는 것이 또한 위에서 설명되었다. 그러나, 다른 구현들에서, 카트리지 부품(30)은 다른 형태들의 에어로졸 전구체 재료, 이를 테면, 담배 잎들, 분쇄 담배, 재구성 담배들, 겔들 등을 보유할 수 있다. 본원에서 설명되는 본 개시내용의 원리들에 따르면, 카트리지 부품(30)이 정상 배향들에 있지 않을 때 더 많은 고체/겔 타입 에어로졸 전구체 재료들이 카트리지 부품(30)을 빠져 나갈 수 있는 정도가 비교적 적을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시내용은 임의의 형태의 에어로졸 전구체 재료들에 적용된다. 즉, 본 개시내용은 전자 시가렛들, 담배 가열 제품들, 및 기재 재료들의 조합으로부터 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템들과 같은 기재 재료들을 연소시키기 않고 기재 재료들로부터 화합물들을 방출하는 가열 제품들과 같은 비-가연성 에어로졸 제공 시스템에 관한 것이다. 본원에서 종종 에어로졸 전구체 재료들 또는 에어로졸화 가능 재료들로 지칭되는 기재 재료들은 액체, 겔, 또는 고체 기재 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
카트리지 부품들(30)에 에어로졸 전구체 재료들의 조합들이 제공될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 본 개시내용의 양상들에 따라 임의의 적합한 유형의 증발 요소/가열 요소, 예컨대, 심지 및 코일, 오븐-유형 가열기, LED-유형 가열기, 진동기 등이 선택될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
또한, 카트리지 부품(30)이 가열 요소(27)(또는 더 일반적으로는 증발 요소)를 포함하지 않는 것이 또한 일반적으로 위에서 설명되었다. 일부 구현들에서, 카트리지 부품(30)은, 가열 요소(27)가 카트리지 부품(30)과 함께 폐기될 의도로, 카트리지 부품(30)과 통합된 가열 요소(27)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 카트리지 부품(30)은 디바이스(20)의 전력 소스(24)에 가열 요소(27)를 전기적으로 연결하기 위한 전기 연결들을 포함할 수 있다.
다른 구현들에서, 카트리지 부품(30)은 생략될 수 있고, 대신에 디바이스 부품(20)에는 일정량의 에어로졸 전구체 재료를 직접 수용할 수 있는 에어로졸 전구체 재료 저장소가 제공될 수 있다. 예컨대, 디바이스 부품은, 소스 액체가 디바이스 부품(20) 내로 삽입될 수 있게 하는 제거 가능 캡(예컨대, 스레딩 맞물림 캡)을 갖는 저장소를 포함할 수 있다. (또는, 그러한 구현들을 보는 대안적인 방식은, 카트리지 부품(30)이 디바이스 부품(20)과 통합되는 것이다). 본 개시내용은 또한 그러한 증기 제공 시스템들(10)에 적용된다.
리셉터클(23)이 크래들형 오목부를 형성하는 것으로 위에서 설명되었지만, 카트리지 부품(30)을 수납하기 위한 다른 기구들이 대신 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 하우징(21, 121)은 길이 방향 축(LA)을 따라 서로 분리 가능한 2개의 탈착 가능한 부품들을 포함할 수 있다. 함께 커플링될 때, 2개의 부품들은 봉입된 원통형 리셉터클(23)을 규정하지만, 분리될 때 2개의 부품들은 원통형 리셉터클(23)에 대한 접근을 가능하게 한다. 따라서, 분리된 상태에서, 사용자는 길이 방향 축(LA)의 방향을 따라 카트리지를 당기거나 또는 밀어서 카트리지 부품(30)을 삽입 또는 제거할 수 있다. 대안적인 기구들은, 예컨대, 하우징(21)에 힌지 결합되고 길이 방향 축(LA)에 수직인 방향으로 이동하는 이동 가능 크래들을 포함할 수 있다. 당업자는, 디바이스 부품(20, 120) 내로의 카트리지 부품(30)의 로딩을 가능하게 하기 위한 대안적인 접근법들을 알고 있을 것이다.
위에서 설명된 실시예들이 일부 특정 예시적인 에어로졸 제공 시스템들에 초점을 맞추었지만, 다른 기술들을 사용하는 에어로졸 제공 시스템들에 대해 동일한 원리들이 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 즉, 에어로졸 제공 시스템 기능의 다양한 양태들이 본원에 설명된 예들의 기본 원리들과 직접적으로 관련이 없는 특정 방식이다.
위의 개시내용은, 에어로졸을 생성하기 위해, 니코틴을 보유할 수 있거나 또는 보유하지 않을 수 있는 소스 액체를, 예컨대 가열을 통해, 에어로졸화하도록 구성된 시스템들에 적용 가능하다. 그러나, 본 개시내용은 또한, 고체/또는 비정질 고체 기재 재료를 가열하지만 연소시키지 않음으로써 화합물들을 방출하도록 구성된 시스템들에 적용 가능하다는 것이 인식되어야 한다. 이 기재 재료는, 예를 들어 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들(non-tobacco products)일 수 있다. 일부 시스템들에서, 고체/비정질 고체 재료들이 소스 액체에 부가하여 제공되어, 그에 따라 본 개시내용은 또한, 기재 재료들의 조합을 가열하지만 연소시키지 않음으로써 에어로졸을 생성하도록 구성된 하이브리드 시스템들에도 적용 가능하다. 다른 조합들, 이를 테면, 고체 및 비정질 고체 기재 재료들이 또한 본 개시내용의 범위 내에 속한다. 더 일반적으로, 기재 재료들은, 예컨대 고체, 액체 또는 비정질 고체를 포함할 수 있으며, 이들은 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다.
다양한 문제들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위해, 본 개시내용은 청구된 발명(들)이 실시될 수 있는 다양한 실시예들을 예시로서 보여준다. 개시내용의 장점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이며, 총망라하지 않으며, 그리고/또는 배타적이지 않다. 이들은 단지 이해를 돕고, 그리고 청구된 발명(들)을 교시하도록 제시된다. 본 개시내용의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양상들은, 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 개시내용에 대한 제한들 또는 청구항들과의 등가물에 대한 제한들로 고려되지 않으며, 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변경예들이 청구항들의 범주로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있음이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등, 본 명세서에 구체적으로 설명된 것들과 다른 것들의 다양한 조합들을 적절하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들을 필수적요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있고, 따라서 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 다른 조합들로 독립 청구항들의 특징들과 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 개시내용은 현재 청구되지 않았지만 그러나 미래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (24)

  1. 전자 에어로졸 제공 시스템으로서,
    에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소;
    입구 포트 및 출구 포트로서, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 저장소에 유체 연결되고, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 에어로졸 전구체 재료를 상기 저장소에 보유하기 위한 적어도 액밀(liquid-tight) 밀봉 구성을 제공하도록 구성되는, 입구 포트 및 출구 포트; 및
    제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 에어로졸 전구체 재료가 출구 포트를 통해 상기 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 상기 저장소 외부의 압력에 비해 상기 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 입구 포트를 통해 상기 저장소에 가압 유체를 공급하도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 출구 포트는, 상기 저장소 내의 압력이 임계 압력 이상일 때, 상기 에어로졸 전구체 재료가 상기 출구 포트를 통해 상기 저장소를 빠져 나가는 것을 허용하도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    가압 유체의 소스를 더 포함하며,
    상기 가압 유체의 소스는 상기 저장소의 입구 포트와 유체 연통할 수 있도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 가압 유체의 소스는, 가압 유체를 생성하기 위한 가압 유체 생성기 및 사전 가압된 유체의 저장부 중 적어도 하나인,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 제어기를 더 포함하며, 상기 제어기는 가압 유체의 유동을 제어하도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 저장소에 진입하는 가압 유체의 양을 제어함으로써 상기 저장소를 빠져 나가는 에어로졸 전구체 재료의 양을 제어하도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어기는 입력을 수신하고, 상기 입력에 기초하여 가압 유체의 유동을 제어하도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 출구 포트는 밸브를 포함하는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 입구 포트는 밸브를 포함하는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 입구 포트의 밸브는 상기 가압 유체에 응답하여 개방되도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 출구 포트는 밸브를 포함하고,
    상기 입구 포트의 밸브는 상기 가압 유체에 의해 가해지는 압력이 제1 임계치를 초과할 때 개방되도록 구성되고, 그리고
    상기 출구 포트의 밸브는 상기 저장소 내의 압력이 제2 임계치를 초과할 때 개방되도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 가압 유체를 선택적으로 생성하도록 구성된 펌프를 포함하며,
    상기 펌프는 상기 입구 포트와 유체 연통하도록 배열되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  13. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 가압 유체를 보유하고 그리고 상기 가압 유체를 선택적으로 방출하도록 구성된 사전 가압 용기를 포함하고,
    상기 사전 가압 용기는 상기 입구 포트와 유체 연통하도록 배열되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  14. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 상기 입구 포트에 유체 커플링되고 상기 가압 유체 경로를 따라 상기 입구 포트로 유동하는 것을 허용하도록 구성된 가압 유체 패스웨이를 규정하는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 하우징은, 에어로졸 전구체 재료가 상기 에어로졸 전구체 패스웨이를 따라 통과하는 것을 허용하도록 구성된 에어로졸 전구체 패스웨이를 더 규정하는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  16. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 아토마이저를 포함하고,
    상기 출구 포트는 상기 출구 포트를 통해 빠져 나가는 에어로졸 전구체 재료가 상기 아토마이저에 의해 분무되도록 배열되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  17. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 가압 유체는 기체인,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  18. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제어 유닛으로부터 분리 가능한 카트리지를 포함하며, 상기 카트리지는 상기 저장소, 입구 포트 및 출구 포트를 포함하는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 입구 포트 및 출구 포트 둘 모두는 밸브를 포함하고,
    상기 입구 포트 및 상기 출구 포트의 밸브들은 상기 카트리지가 상기 제어 유닛으로부터 제거될 때 폐쇄되도록 구성되는,
    전자 에어로졸 제공 시스템.
  20. 에어로졸 제공 디바이스로서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 에어로졸 전구체 재료가 저장소에 유체 연결된 출구 포트를 통해 상기 저장소를 빠져 나가게 강제하도록 상기 저장소 외부의 압력에 비해 상기 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 저장소에 유체 연결된 입구 포트를 통해 에어로졸 전구체 재료를 보유하는 저장소에 가압 유체가 진입하는 것을 허용하도록 구성되고, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 에어로졸 전구체 재료를 상기 저장소에 보유하기 위한 적어도 액밀 밀봉 구성을 제공하도록 구성되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  21. 카트리지로서,
    상기 카트리지는 에어로졸 전구체 재료를 보유하기 위한 저장소, 가압 유체를 수용하기 위한 입구 포트, 및 출구 포트를 포함하고,
    상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 저장소에 유체 연결되고, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 에어로졸 전구체 재료를 상기 저장소에 보유하기 위한 적어도 액밀 밀봉 구성을 제공하도록 구성되며,
    상기 카트리지는 상기 저장소 내의 압력이 임계 값을 초과하는 경우, 상기 출구 포트로부터의 에어로졸 전구체 재료의 방출을 허용하도록 구성되는,
    카트리지.
  22. 저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배(dispensing)하는 방법으로서,
    상기 저장소는 상기 저장소에 유체 커플링되는 입구 포트 및 출구 포트를 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 저장소 외부의 압력에 비해 상기 저장소 내의 압력을 증가시키기 위해 가압 유체가 상기 입구 포트를 통해 상기 저장소에 진입하는 것을 허용하는 단계, 및
    상기 출구 포트를 통해 상기 저장소를 빠져 나가게 상기 에어로졸 전구체 재료를 강제하는 증가된 압력에 대한 응답으로 상기 저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 단계를 포함하고,
    상기 입구 포트 및 상기 출구 포트 둘 모두는 상기 에어로졸 전구체 재료를 상기 저장소에 보유하기 위한 적어도 액밀 밀봉 구성을 제공하도록 구성되는,
    저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법.
  23. 저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 저장소 내의 압력을 임계 값 이상의 값으로 증가시키는 단계를 포함하며, 임계 값을 초과하는 에어로졸 전구체 재료는 상기 저장소를 빠져 나가는 것이 허용되며, 임계 값 미만의 에어로졸 전구체 재료는 상기 저장소를 빠져 나가는 것이 허용되지 않으며, 상기 저장소에 유체 연결된 입구 포트 및 출구 포트 둘 모두는 에어로졸 전구체 재료를 상기 저장소에 보유하기 위한 적어도 액밀 밀봉 구성을 제공하도록 구성되는,
    저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법.
  24. 제22 항 또는 제23 항에 있어서,
    상기 저장소 내의 압력은 상기 저장소 내의 압력을 증가시키기 전의 제1 값이고,
    상기 저장소 내의 압력은, 상기 에어로졸 전구체 재료가 상기 저장소를 빠져 나갈 때 제3 값으로 떨어지기 전에, 제2 값으로 증가되는,
    저장소로부터 에어로졸 전구체 재료를 분배하는 방법.
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