KR20180065970A - 전자 증발 장치 - Google Patents

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KR20180065970A
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마틴 웬슬리
미셸 허포드
피터 로이드
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폰템 홀딩스 1 비.브이.
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Abstract

응축 에어로졸을 발생시키는 장치는 상류 제1 유입구 및 하류 배출구를 가지는 증발 챔버를 포함한다. 튜브는 증발 챔버에서 액체를 히터로 공급한다. 액체는 튜브의 밖으로 및 액체를 증발시키는 히터 위로 펌핑된다. 공기는 증발 챔버를 통해 유입구로부터 흐르며, 일반적으로 튜브에 수직 방향으로 흐른다. 증발된 액체는 선택된 범위의 입자 크기를 가지는 응축 에어로졸을 형성하는 공기에 혼입된다. 제2 유입구는 공기 흐름 통로로 대체로 층류인 공기를 제공하며, 제2 유입구는 히터의 하류에 위치하며; 장치는 응축 에어로졸의 입자 크기를 변경하고 및/또는 장치로부터 배출된 눈에 보이는 증기의 양을 변경하도록 증발 챔버 내 공기 흐름을 변경할 수 있다.

Description

전자 증발 장치
응축 에어로졸을 발생시키는 장치는 상류 제1 유입구 및 하류 배출구를 가지는 증발 챔버를 포함한다. 튜브는 증발 챔버에서 액체를 히터로 공급한다. 액체는 튜브의 밖으로 및 액체를 증발시키는 히터 위로 펌핑된다. 공기는 증발 챔버를 통해 유입구로부터 흐르며, 일반적으로 튜브에 수직 방향으로 흐른다. 증발된 액체는 선택된 범위의 입자 크기를 가지는 응축 에어로졸을 형성하는 공기에 혼입된다. 제2 유입구는 공기 흐름 통로로 대체로 층류인 공기를 제공하며, 제2 유입구는 히터의 하류에 위치하며; 장치는 응축 에어로졸의 입자 크기를 변경하고 및/또는 장치로부터 배출된 눈에 보이는 증기의 양을 변경하도록 증발 챔버 내 공기 흐름을 변경할 수 있다.
여러 가지 요인들이 담배에 중독되는데 영향을 미칠 수 있다. 여러 요인 중 일부는 니코틴 중독 또는 담배 냄새, 맛, 담배 흡연의 사회적 연관성을 포함하는 심리적 요인을 포함한다. 담배 중독을 유발할 수 있는 한 가지 요인은 연기 자체의 흡입 및 호기와 관련된 감각적 신호이다. 일부 전자 담배는 담배 연기인 것처럼 많은 양의 증기를 발생시킨다. 폐에 증기가 축적되는 것을 방지하고 증기의 호기를 배제하기 위하여, 공지된 일부 장치가 0.2 내지 0.6 미크론(microns)의 에어로졸 입자를 제공한다. 마이크론 크기의 에어로졸 입자는 규칙적인 호흡 중에 폐에 정착하기에 너무 작을 수 있다. 따라서, 에어로졸 입자는 흡입된 후 내쉬어진다.
흡연자들은 광범위한 흡입 프로파일을 나타낼 수 있다. 흡연자들의 흡입 속도와 흡입한 총량 사이에는 차이가 있다. 또한, 흡입 속도는 다른 방식으로 인해 흡연자가 실제 프로파일을 달성하는 피크 흡입 속도 (예를 들어, 급속하게 시작하는 흡입 속도에 비해 느리게 시작하는 흡입 속도)와 다를 수 있다. 폐에 깊게 정착하는 효과는 에어로졸 입자 크기, 에어로졸이 폐에 전달되는 타이밍(흡입량에서 - 빠름 vs 느림) 및 흡입 속도 와 같이 다양한 요인들에 의존할 수 있다. 또한, 흡입 프로파일은 에어로졸이 기도(respiratory tract)에 정착하는데 영향을 미칠 수 있다. 더 빠른 흡입 속도는 관성 충돌로 인해 인후, 구강 및 상기도(upper airway)의 뒷면에 침착되도록 더 큰 에어로졸 입자를 형성할 수 있다. 총 호흡량이 적은 얕은 호흡기는 흡입량의 초기에 전달되는 에어로졸로부터 이익을 얻을 수 있으며, 에어로졸을 구강, 인후 및 상기도에 남기지 않고 폐 심부로 내보낼 수 있다.
이러한 요인들은 담배 흡연 경험을 모사하는 전자 담배 또는 다른 증발 장치를 설계할 때 엔지니어링 상의 어려움을 야기한다. 니코틴과 같은 화합물을 사용자에게 투여하기 위한 새로운 방법 및 장치가 필요하다. 특히, 화합물이 특정 입자 크기 범위 내에 있도록 에어로졸화 되는 화합물을 사용자에게 전달하기 위한 방법 및 장치가 필요하다. 예를 들어, 담배 제품과 관련된 발암 물질 및 다른 화학 물질을 포함하지 않고, 특정 용량 및 특정 입자 범위 크기로 사용자에게 니코틴을 전달하는 개선된 방법 및 장치가 필요하다.
증기 또는 응축 에어로졸을 발생시키는 장치는 상류 유입구(upstream inlet) 및 하류 배출구(downstream outlet) 사이에 있는 증발 챔버(vaporization chamber)의 튜브 주위에서 와이어 코일과 같은 히터를 포함한다. 장치 내 저장소는 액체를 보유한다. 펌프는 저장소에서 튜브로 액체를 공급한다. 니코틴을 포함할 수 있는 액체가 튜브의 배출구를 통해 히터로 흐른다. 증발 챔버는 약 1 ㎛ 내지 약 5 미크론의 입자 직경을 갖는 응축 에어로졸을 생성하도록 구성될 수 있는 공기 흐름 통로(airflow passageway)의 일부이다.
펌프는 선택적으로 저장소 내에 완전히 또는 부분적으로 있을 수 있거나, 펌프는 저장소의 외부에 배치된 구동 모터를 포함할 수 있다. 구동 모터는 펌프 내의 하나 이상의 자석에 자기적으로 결합된 솔레노이드 코일(solenoid coil)을 이용하여 작동할 수 있다.
증발 챔버 통과하는 공기 흐름 통로는 공기 흐름 통로 내로 실질적으로 층류의 공기 흐름을 허용하도록 구성된 제2 유입구를 가질 수 있으며, 제2 입구는 히터의 하류에 있다. 공기 흐름 경로 및/또는 공기 흐름 경로로의 개구부는 증발 챔버에서 생성된 응축 에어로졸의 입자 크기를 변화시키고 및/또는 장치로부터 방출되는 가시 증기의 양을 변화시키도록 변경될 수 있다.
장치는 상류 제1 유입구의 크기를 제어하기 위한 유입구 제어 장치(inlet adjuster)를 포함할 수 있다. 유입구 제어 장치는 상류 제1 유입구를 슬라이딩 가능하게 보호하도록 구성된 슬라이드(slide)일 수 있거나, 상류 제1 유입구를 변경하도록 구성된 제거가능한 오리피스(removable orifice)일 수 있다. 사용된 경우, 제거가능한 오리피스는 선택적으로 상류 제1 유입구에 삽입되도록 형성된다. 제거가능한 오리피스의 개구부는 상류 제1 유입구의 단면 영역보다 더 적은 단면 영역을 포함할 수 있다.
유입구 제어 장치는 전자 방식으로 제어될 수 있다. 사용자 인터페이스는 사용자가 장치에 의해 생성되는 응축 에어로졸 입자 크기를 선택할 수 있도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함하는 유입구 제어 장치와 전자 통신하도록 제공될 수 있다. 다수의 상류 제1 유입구는 사용되는 유입구의 개수를 변경하여 유입구 제어 장치와 함께 사용될 수 있다. 배출구는 증발 챔버와 연결되는 흡입구(mouthpiece) 및 히터의 상류에 있는 복수의 유입구에 있을 수 있다. 배플(baffle)은 히터의 상류에 위치할 수 있고, 배플은 선택적으로 사용자 입력에 기초하여 증발 챔버 내에서 슬라이딩하도록 구성될 수 있다.
장치는 흡입 프로파일에 기초하여 상기 장치의 특성을 변경하도록 구성된 상기 장치를 이용하여, 장치의 사용자의 흡입 프로파일을 수신하고 저장하는 전자 제어 장치에 전기적으로 연결된 흐름 센서(flow sensor)를 포함할 수 있다. 장치는 사용자가 장치의 특성을 변경하도록 구성된 사용자 인터페이스를 더 포함할 수 있으며, 상기 장치는 사용자의 폐 심부로 응축 에어로졸을 더 효율적으로 전달할 수 있고; 상기 장치의 사용자가 더 낮은 비율의 응축 에어로졸을 내쉬게 하며; 및/또는 에어로졸의 구강 촉감 또는 외관과 같은 감각 효과를 제어할 수 있다.
그렇지 않으면, 변경된 특성은 상기 히터에 의해 증발된 액체의 양; 히터에 가해진 전류의 양; 또는 유입구의 크기일 수 있다. 흐름 센서는 열선(hot wire) 또는 베인 타입의 유량계(vane type flow meter) 또는 흡입 진공을 측정하도록 구성된 압력 변환기(pressure transducer) 일 수 있다. 사용되는 경우, 압력 변환기는 흡입 속도를 측정하도록 구성될 수 있다. 전자 제어 장치는 마이크로프로세서(microprocessor) 및/또는 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 장치는 사용자의 흡입 프로파일에 기초하여 응축 에어로졸을 발생시키기 위한 최적 매개 변수를 측정하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 변경된 특성은 에어로졸 입자 크기; 사용자의 흡입량에 따른 에어로졸의 생성 타이밍; 장치를 통한 공기 흐름; 또는 장치의 사용자의 흡입 속도;를 포함할 수 있다.
흡입 프로파일은 기간에 따른 사용자의 흡입 속도; 흡입된 공기의 전체 양; 또는 장치의 사용자의 피크 흡입 속도;를 포함할 수 있다. 장치는 흡입 프로파일에 기초하여 장치의 특성을 자동적으로 변경하도록 프로그래밍 되거나, 흡입 프로파일에 기초하여 사용자에 의해 장치의 특성을 수동으로 변경하도록 프로그래밍 될 수 있다.
도 1은 실린더형 에어로졸 생성 장치의 측면 사시도.
도 2는 도 1의 장치의 단면 사시도.
도 3은 하우징이 없는 도 1의 장치의 부품의 사시도.
도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 장치의 단면도.
도 5는 도 1~4의 장치의 히터의 확대 사시도.
도 6은 도 5에 나타낸 바와 같은 장치의 펌프의 확대 단면도.
도 7은 도 1의 장치의 증발 챔버의 더 확대된 사시도.
도 8은 공기 흐름을 도시하는 다이어그램.
도 9는 히터를 더 자세히 도시하는 단면도.
도 10은 증발 챔버의 측면도.
도 11은 펌프의 단면 사시도.
도 12는 대체 펌프의 사시도.
도 13은 도 12에 도시한 펌프 카트리지의 단면도.
도 14는 도 13의 펌프 카트리지의 펌프의 확대 단면도.
도 15는 대체 에어로졸 생성 장치의 단면 사시도.
도 16은 도 15의 장치의 확대 단면도.
도 17은 도 16에 도시한 펌프의 확대 단면도.
도 18은 도 17에 도시한 펌프의 부품의 단면도.
도 19는 흡입구, 공기 우회 경로(bypass air), 히터, 슬라이드, 유입 홀 및 에어로졸 생성 장치의 슬라이드를 포함하는 장치의 다이어그램.
도 20은 에어로졸 생성 장치의 교체가능한 오리피스의 다이어그램
도 21은 에어로졸 생성 장치에서 공기 흐름 및 기화(vaporization)를 조정하는데 이용되는 배플 슬라이드(baffle slider)의 다이어그램.
도 22는 에어로졸 생성 장치에서 공기 흐름 및 기화를 조정하는데 이용되는 슬라이더의 다이어그램.
도 1은 실린더형의 에어로졸 생성 장치(30)의 예시를 도시하며, 길이가 약 100 mm이며 직경은 7.5 mm로 담배와 유사한 크기 및 형상을 나타낼 수 있지만, 길이는 70 내지 150 mm 또는 70 내지 180 mm 및 직경은 5 내지 20 mm일 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 장치(30)는 단일 부품일 수 있는 관형 하우징(tubular housing, 32)를 포함하거나, 선택적으로 배터리 섹션(battery section, 34), 저장소 섹션(reservoir section) 및 히터 섹션(heater section, 38)를 포함하는 둘 또는 셋으로 분리된 하우징 섹션(housing sections)으로 분리될 수 있다. LED(40)는 장치(30)의 전단부에 마련되고, 배출구(52)는 장치(30)의 후단부(back end)에 마련될 수 있다.
도시한 예시에 따르면, 배터리(56) 및 액체 저장소(60)는 하우징(30) 내부에 포함된다. 액체 저장소는 액체 니코틴 제형과 같은 액체를 포함한다. 펌프(64)는 저장소(60)의 뒤쪽 또는 내부에 배치된다. 펌프(예를 들어, 피스톤 펌프 또는 다이어프램 펌프(diaphragm pump))는 펌프 모터(pump motor, 80)에 기계적으로 또는 자기적으로 결합될 수 있다. 체크 밸브(check valve, 82)는 액체의 용량을 이후에 히터(70)로 전달시키기 위해 액체의 용량이 저장소(60)에서 펌프(64)로 흐르도록 한다. 히터(70)는 와이어 코일(wire coil)의 형상일 수 있다. 저장소는 액체가 소모됨에 따라 저장소에서의 진공 조건을 유지하기 위해 움직이는 플로팅 단부 캡(floating end cap)을 포함할 수 있다.
그렇지 않으면, 히터는 실린더형 또는 스크린 또는 세라믹 물질의 실린더형 또는 플레이트형 또는 벌집형(honeycomb) 또는 개방 격자 프레임워크 형상으로 마련될 수 있다. 히터(70)는 공기 유입구(78)에서 배출구(52)에 결합된 덕트(duct, 88)로 이어지는 에어로졸 챔버(aerosolization chamber, 74) 내에 배치된다. 선택적으로, 배출구(52)는 하우징(32)으로부터 제거 가능한 흡입구(84)에 있을 수 있다. 유입구(78)는 단일 홀 또는 복수의 홀 또는 복수의 슬롯일 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 에어로졸화 챔버(74)는 덕트(88)로 및 배출구(52)를 통해 밖으로, 공기가 에어로졸화 챔버(74)를 통과해 흐름에 따라, 히터(70)의 수직 방향에서 히터(70)의 평행 방향으로 공기 흐름을 더 전송하도록 (도면에 나타낸 바와 같이) 히터(70) 하부에 아크 섹션(86)을 포함할 수 있다. 덕트(88)에서, 에어로졸 입자는 의도한 크기로 응집된다.
펌프 모터(80)는 저장소(60)의 외부에 배치될 수 있고, 펌프 내부에서 이동 가능한 피스톤(10)에 기계적으로 또는 자기적으로 결합한다. 작동 중에, 펌프 모터(80)는 액체의 용량을 저장소(60)로부터 히터(70)로 전달하기 위해 피스톤(120)을 이동시키고, 히터(70)는 액체를 증발시킨다. 액체 유입구(78)를 통해 흐르는 공기는 에어로졸이 배출구(52)를 통해 흐르기 전에, 기화된 액체를 증발 챔버 내에서 바람직한 입자 직경을 나타내는 에어로졸의 형태로 응축시킨다. 펌프 모터(80)는 느린 주파수(예를 들어, 1 내지 10 Hz)로 진동하도록 설계된 자기 모터(magnetic motor)일 수 있다. 스트로크 당 펌핑되는 양은 미리 설정된 스트로크 길이와 피스톤 챔버의 직경에 의해 결정된다. 전자 제어 장치(46)는 배터리 조건의 변동성을 제어할 수 있고, 배터리 전압/충전에서의 변화를 제어하도록 히터를 통해 저항성을 직접 측정하여 일정한 가열을 보장할 수 있다.
도 6에 따르면, 튜브(100)는 히터(70)에 저장소(60)를 연결한다. 튜브는 금속 또는 전기 저항성 물질일 수 있다. 튜브(100)는 히터(70)의 단부에 용접될 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 히터(70)는 튜브(100)의 단부 주변을 감고 있는 코일이며, 히터 코일은 2 내지 8 mm의 직경을 가진다. 도시한 예시에 따르면, 히터(70)는 튜브(100)와 동심인 약 9~12개의 코일 루프(coil loops)를 가지는 0.2 mm 직경의 스테인리스 강선(stainless steel wire)이다. 히터 코일은 튜브(100)에 전기 결합을 형성하도록 및 튜브(100)의 단부를 차단하도록, 튜브(100)의 단부 내에 또는 위에 크림핑된(crimped) 단부를 포함할 수 있다. 히터(70) 내부에서 튜브(100)의 섹션은 분배 니들(dispensing needle)로 지칭될 수 있고, 일반적으로 히터 코일과 동심에 있다.
도 9를 참조하여, 튜브 100 및 코일은 0.8 내지 2 mm 또는 1 내지 1.5 mm의 외경을 가지는 튜브(100)와 함께 원형일 수 있다. 환형 갭(annular gap)은 히터 코일의 중심부로부터 떨어져 튜브(100)의 외경을 이격시키며, 일반적으로 0.1 내지 0.5 또는 1 mm 이거나 0.2 내지 0.4 mm이다. 인접한 코일 루프 사이의 간격은 일반적으로 0.2 내지 0.8 mm이다. 따라서, 표면 장력은 히터 코일 내부에 또는 주위에 액체를 보유시킨다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 튜브(100)의 하류 단부는 크림핑(crimping) 또는 용접(welding) 보다는 플러그(108)를 이용하여 선택적으로 단순하게 차단될 수 있다. 환형 갭은 히터 코일이 튜브에 접촉되면 선택적으로 생략될 수있다.
도 7에 더 도시한 바와 같이, 튜브(100)는 히터(70)를 둘러싸는 튜브 배출구(102)를 포함한다. 배출구(102)는 공동 축으로 정렬될 수 있거나, 서로 엇물리거나 방사상으로 어긋날 수 있다. 저장소(60) 및 히터(70) 사이에서 튜브(100)의 일부는 튜브(100)의 단열을 위해 슬리브(104)로 둘러싸일 수 있다. 히터 코일은 슬리브(104)에 점용접될(spot welded) 수 있다. 사용 중에, 전류는 배터리(56)에 튜브(100) 및 슬리브(104)를 연결하여 히터(70)를 통해 흐른다. 예시에 따르면, 슬리브(104)에 연결된 히터의 일부뿐만 아니라 튜브의 단부에 연결되거나 밀봉된 히터의 일부는 히터를 배터리에 전기적으로 연결 시키는 전기 접촉부로서의 역할을 할 수 있다. 배터리는 일반적으로 적당한 사용일까지 지속하기에 충분한, 시간당 약 200 밀리암페어(milliamp)의 전기 에너지를 가지는 3.8 V 리튬 배터리일 수 있다. 일반적으로, 배터리는 배터리의 편평한 양단부에 전극 또는 접촉부가 마련된 실린더 형상이다.
다시 도 6을 참조하여, 피스톤(120)이 튜브(100)의 입력 단부에서 멀어질 때, 밸브(122A)는 개방되고 액체는 피스톤 팸버(132)에 도입되며, 피스톤(120)이 튜브(100)의 입력 단부 쪽으로 이동할 때, 밸브(122A)는 폐쇄된다. 피스톤 (120)의 교대 또는 사이클링 운동은 튜브(100)의 배출 단부(136)를 둘러싸는 히터(70)에 또는 히터(70) 근처에서 튜브(100)의 배출 단부의 말단 쪽으로 튜브(100)의 입력 단부(134)로부터 액체를 펌핑한다. 튜브(100)의 입력 단부 및 튜브(100)의 배출 단부 사이의 제2 밸브(122B)는 히터(70)에서 피스톤 챔버(132)로 액체가 뒤쪽으로 빠지는 것을 방지하기 위하여 액체가 히터(70)로 전달될 때 개방되며, 피스톤(120)이 다시 채워질 때 폐쇄된다. 밸브(122B)의 폐쇄는 저장소를 밀봉하기 위해 흡입이 중지되면 튜브(100)의 단부를 폐쇄하고, 퍼프(puffs) 또는 흡입부 사이의 히터(70) 로 액체의 침투 또는 누출을 가로막거나 방지하도록 설계될 수 있다. 밸브(122B)는 자석(126) 또는 스프링을 통해 폐쇄 위치로 움직일 수 있다.
피스톤(120)이 슬라이딩하는 튜브(100)의 영역은 1 mm의 외경을 가진다. 튜브(100) 위를 슬라이딩하는 경우, 피스톤(120)은 액체의 약 0.5 ml의 용량이 약 0.3 내지 0.7 ml의 스트로크 당 용량으로 펌프의 각 스트로크로 펌핑되도록 약 0.75 mm 이동될 수 있다. 5 Hz에서 작동하는 펌프를 이용하여, 액체의 2　ml/초가 도시된 예시에 따라 히터(70)로 공급된다.
작동 중에, 사용자는 흡입이 센서(50)에 의해 감지될 수 있도록 장치(30)의 배출구(52)를 흡입한다. 흡입이 검출될 때, 센서(50)는 전자 제어 장치(46)를 통해 히터(70)를 작동시킨다. 추가적으로, 흡입이 검출될 때, 전자 제어 장치(46)는 액체의 양(즉, 용량)을 저장소(60)에서 튜브(100)로 전달시키는 펌프(64)를 작동시킨다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 센서(50A)는 에어로졸화 챔버(74)에 연결된 센서 프로브(sensor probe)를 선택적으로 포함하는 펌프에 인접하게 배치될 수 있다.
액체가 튜브(100)으로 펌핑된 후, 액체의 용량이 펌프(64)로부터 양-변위(positive displacement)에 의해 튜브를 통해 이동한다. 튜브(100)의 챔버 섹션 또는 일부(106)는 에어로졸화 챔버(74) 내에 배치되며 코일 히터(70)에 의해 둘러싸인다. 액체는 튜브의 챔버 섹션(106)에서 튜브 배출구(102)를 통해 튜브(100) 밖으로 펌핑된다. 배출구(102)는 펌프로부터의 유체 압력이 배출구(102)를 통해 및 히터(70) 위로 액체를 분사하도록 분사 포트(ejection ports)로 작용한다. 튜브(100)는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 튜브 배출구(102)를 포함할 수 있고, 0.2 내지 0.5 mm의 직경을 가진다. 3개의 튜브 배출구(102)는 도시한 예시에서 사용되었다.
도 8을 참조하여, 장치(30)는 응축 에어로졸로 기화된 니코틴 혼합물을 빠르게 냉각시키고 액화시키도록 구성된다. 에어로졸의 입자는 기도 내에서 입자가 더 큰 입자로 충돌하여 에어로졸 입자가 빠르게 응집되어 성장한다. 이러한 응집은 적절한 크기의 에어로졸의 비교적 안정한 에어로졸에 도달할 때까지 계속된다. 사용자가 흡입할 때, 공기는 장치의 배출구(52)로부터 약 2.5 cm 떨어진 장치의 주변부 주위에 위치할 수 있는 유입 홀(200)을 통해 장치로 들어간다. 일반적으로, 유입 폴은 둥근 형상이며, 각각의 유입 홀은 0.4 내지 1.2 mm의 직경을 가질 수 있다. 일반적으로 4, 6 또는 8개의 유입 홀은 실린더형 하우징의 원주 주위에 공간을 두고 배치된다. 이후, 공기는 기도 주위의 채널(channel, 202)을 따라 전달되며, 장치를 통해 흡입 저항성을 결정하는데 사용된 두 개의 계량 슬롯(metering slots, 204)를 통해 흐른다. 슬롯(204)은 0.8 mm의 직경을 가지는 홀일 수 있고; 그 다음 공기는 기도의 전체 단면에 공기를 분포시키는, 기도의 유입구(208) 주위에 배치된 8개의 슬롯(206)을 통해 공기가 흐른다. 각각의 슬롯(206)의 길이는 8 mm 이며, 폭은 약 0.7 mm 내지 약 1 mm이다.
그 다음, 공기는 기도의 입구로 흐르고, 히터의 세로 방향 축에 수직인 히터를 가로 질러 흐른다. 최종적으로, 공기는 증발된 니코틴 혼합물과 함께 배출구(52) 밖으로 히터 하류의 덕트(88)를 통해 흐른다. 본 예시에서 장치의 흡입 저항성은 담배의 흐름 저항성과 대략 동일함에 따라, 장치의 사용자로부터 입 호흡 동작을 수월하게 한다.
튜브 배출구(102)를 통해 액체의 정량이 이동할 시, 액체는 히터(70)와 접촉하며 기화된다. 기화된 액체는 흡입된 공기 스트림, 즉 유입구(78) 및 배출구(52) 사이에서 흐르는 공기에서 챔버(74)를 통해 흐른다. 공기는 약 1 내지 약 5 미크론의 직경(MMAD)을 가지는 에어로졸로 기화된 액체를 응축하는데 효과적인 흐름 속도(약 1 내지 10 Ipm)으로 흐른다. 그 후, 장치의 배출구(52)를 통한 유동은 사용사의 심부 폐에 흡입된다.
도 12는 제1 밸브(122) 및 제2 밸브(124) 사이에 피스톤 자석(piston magnets, 130)이 마련된 펌프를 포함하는 대체 저장소 카트리지를 도시하였고, 상기 피스톤 자석(130)은 피스톤의 이동을 제어하는데 이용된다.
장치(30)는 1 내지 3 미크론 범위의 입자 크기를 가지는 에어로졸을 제조하도록 설계될 수 있다. 1 내지 3 미크론 범위의 에어로졸 입자는 더 작은 크기의 입자 보다 더 효율적으로 폐에 정착하며, 쉽게 내쉬어지지 않는다. 여기에 기술된 장치 및 방법은 담배와 관련된 니코틴 축적을 더 유사하게 모사할 수 있는 전자 담배를 제공하였다. 장치(30)은 담배 흡연에 관련된 감각적 효과를 가지는 니코틴 약물 동력학 프로파일(nicotine pharmacokinetics profile, PK)를 제공할 수 있다.
장치(30)은 약 1 내지 약 5 ㎛의 질량 평균 공기 역학 직경(mass median aerodynamic diameter)을 가지는 입자를 제조하도록 설계될 수 있다. 입자는 2 미만의 기하 표준 편차(geometric standard deviation, GSD)를 포함할 수 있다. 에어로졸은 약학적으로 활성인 물질을 가지는 제형으로부터 생성될 수 있다. 물질은 하아 이상의 캐리어(예를 들어, 식물성 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜)를 사용하여 선택적으로 안정화된 니코틴일 수 있다. 액상 제제는 69%의 프로필렌 글리콜, 29%의 식물성 글리세린 및 2%의 니코틴을 포함할 수 있다.
장치(30)는 사용자가 폐 안으로 직접 흡입 할 수 있을 만큼 충분히 낮은 유동 저항을 가질 수 있다. 낮은 유동 저항성은 니코틴과 같은 물질의 심부 폐 전달에 일반적으로 유리하며 신속한 니코틴 약물 동력학 (PK)을 가능하게 한다. 담배는 직접적인 폐 흡입을 막기 위해 충분한 유동 저항을 가질 수 있으므로 사용자가 입으로 호흡 동작하여 흡입하거나 피울 수 있게 한다.
에어로졸은 도 19~22에 관하여 하기에 더 기술한 바와 같이, 챔버(74)에 결합된 하나 이상의 2차 통로 또는 유입구에 의해 공급된 공기의 동반 흐름으로 더 혼입될 수 있다. 공기의 동반 흐름은 장치를 사용하여 사용자의 심부 폐에 에어로졸을 전달하는 데 효과적인 흐름에서 에어로졸을 동반할 수 있다. 주요 동반 흐름은 약 20 내지 약 80 lpm 일 수 있고, 제2 유입 흐름은 약 6 내지 약 40 Ipm 일 수 있다.
펌프에 의해 전달되는 액상 제제의 양은 특정 펌프 속도가 펌프에 의해 전달된 특정 부피와 일치하도록 펌프 속도를 설정함으로써 제어될 수 있다. 제1 펌프 속도에서 제2 펌프 속도까지의 펌프 속도를 조절하면 펌프가 상이한 양 또는 부피의 액상 제제를 전달할 수 있다. 펌프는 제1 양의 액체가 제1 크기(예를 들어, 직경)를 갖는 제1 에어로졸을 발생시키는 히터로 전달되도록 제1 제어된 속도에서 설정될 수 있고, 그 후 펌프 속도는 액체의 제2 양이 제2 크기(예를 들어, 직경)를 갖는 제2 에어로졸을 생성하는 히터로 전달되도록 제2 제어된 속도로 작동하도록 변경된다.
제1 및 제2 에어로졸은 상이한 크기(예를 들어, 직경)를 가질 수 있다. 제1 에어로졸은 심부 폐로 전달 및 흡수되는데 적합한 크기, 약 1 내지 약 5 ㎛의 크기(질량 중앙 공기 역학 직경 또는 시각 평균 직경)를 가질 수 있다. 제2 에어로졸은 약 1 ㎛으로 흡입된 에어로졸이 눈에 보이도록 장치의 사용자로부터 내쉬는데 적합한 크기(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다. 펌프의 속도의 변경은 사용자에 의한 단일 퍼프 또는 장치의 사용 중에 발생할 수 있다. 단일 사용 중 펌프 속도의 변경은 자동 또는 수동으로 또는 사용자가 장치를 별도로 사용할 때 발생할 수 있다.
펌프 속도의 자동 변경은 장치 작동 중에 펌프 속도를 전환하도록 구성된 회로에 펌프를 전기적으로 연결하여 수행할 수 있다. 회로는 제어 프로그램으로 제어할 수 있다. 제어 프로그램은 프로그래밍 가능할 수 있는 전자 제어 장치(46)에 저장될 수 있다. 장치의 사용자는 장치(30)의 사용 전 전자 제어 장치(46)의 특정 프로그램을 선택함으로써 원하는 에어로졸 크기 또는 에어로졸 크기 세트를 선택할 수 있다.
특정 프로그램은 원하는 크기를 갖는 에어로졸을 제조하기 위해 액상 제제의 특정 부피를 전달하기 위한 특정 펌프 속도와 관련될 수 있다. 사용자가 후속 사용을 위해 상이한 크기(예를 들어, 직경)를 갖는 에어로졸을 원하면, 이후 사용자는 새로 원하는 크기(예를 들어, 직경)를 가지는 에어로졸을 생성하기 위해 상이한 용량의 액체 제제를 전달하기 위해 상이한 펌프 속도와 연관된 다른 프로그램을 선택할 수 있다. 특정 프로그램은 원하는 크기를 갖는 다수의 에어로졸을 제조하기 위해 액체 제제의 특정 부피를 전달하기 위한 특정 펌프 속도와 관련될 수 있다. 특정 프로그램에서의 특정 펌프 속도의 각각은 장치의 단일 사용 동안 상이한 크기 (예를 들어, 직경)의 연속 에어로졸을 생성하기 위해 일정량의 액체를 연속적으로 전달할 수 있다.
펌프 속도의 수동 변경은 장치의 사용 중에 장치의 버튼 또는 스위치(54)를 누르는 장치의 사용자에 의해 달성될 수 있다. 수동 변경은 장치를 한 번 사용하거나 장치를 별도로 사용하는 동안 발생할 수 있다. 버튼 또는 스위치는 전자 제어 장치(46)에 전기적으로 결합 된다. 전자 제어 장치(46)는 버튼 또는 스위치(54)를 가압하여 액체 제제의 상이한 양을 효과적으로 전달하기 위하여 전자 제어 장치가 동작(예를 들어, 펌프 속도)을 변경하도록 펌프의 작동을 제어하도록 설계된 프로그램(들)을 가질 수 있다. 펌프 속도 (pump rate))에 따라 달라질 수 있다. 장치의 사용자는 장치를 사용하는 동안 또는 장치의 사용 사이에 스위치(54)의 버튼 또는 플립(flip )을 누를 수 있다.
에어로졸을 발생시키는 장치는 약 1 내지 약 1.2 ㎛의 직경을 가지는 에어로졸을 제어하도록 형성될 수 있다. 장치의 배출구로부터 흡입 시, 사용자는 약 1㎛ 내지 약 1.2㎛의 직경을 갖는 에어로졸을 사용자의 심부 폐로 전달하여 사용자의 혈류로 계속 흡수되도록 호흡 동작을 수행할 수 있다. 사용자는 호흡 동작 동안 호흡 정지될 수 있으며, 그 다음 에어로졸을 흡입하고 내뱉는다. 호흡은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10초 동안 정지될 수 있다. 호흡은 약 2 내지 5초 동안 정지될 수 있다. 대안으로, 사용자는 약 1 내지 약 1.2 ㎛의 직경을 가지는 에어로졸을 흡입하고 직접 내쉴 수 있다. 흡입한 후 직접 내쉼은 대부분의 에어로졸을 내쉴 수 있기 때문에 눈에 보이는 증기를 생성할 수 있다.
사용자는 에어로졸 발생 장치에 의해 발생된 에어로졸이 상기 사용자의 심부 폐 (예를 들어, 폐포)로 전달되거나 가시 증기로서 배출되도록 사용자가 원하는지 여부를 선택할 수 있다. 장치(30)는 에어로졸 크기 (예를 들어, 약 1 미크론의 에어로졸 직경)를 생성하도록 구성 될 수 있어서, 장치의 사용자가 호흡 정지 없이 직접적으로 내쉬는 경우, 에어로졸의 다수 또는 상당량이 가시 증기로서 배출된다. 다수 또는 상당량은 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 99%보다 이상이거나 클 수 있다. 이러한 방식으로 에어로졸 발생 장치의 사용자는 심부 폐 전달 및/또는 가시 증기의 생성을 원하는 경우, 장치의 사용 중에 선택할 수 있다. 도 13 및 14에 도시한 바와 같이, 액체 저장 장치(182)가 마련된 카트리지(180)는 팁(tip)에서 히터(186)를 포함하는 길쭉한 하우징(188)에 연결된 카트리지 펌프(184)를 포함한다. 길쭉한 하우징(188)은 카트리지가 장치(30)에 설치되지 않을 때 히터를 보호하도록 제공된 접힘식 히터 캡(retractable heater cap, 190)에 의해 둘러싸일 수 있다. 히터 캡(190)은 저장 장치가 에어로졸 발생 장치를 형성하도록 분리된 부품에 삽입되거나 결합할 때 접힐 수 있다. 카트리지(180)는 다중 성분 에어로졸 발생 장치에서 하나의 부품일 수 있다. 카트리지는 일회용이거나 리필이 가능할 수 있다.
도 1~9에 도시된 예시에서, 저장 장치는 리필 가능하고, 교체가 불가능하며 2 mg의 니코틴 액상 혼합물을 보유하도록 구성될 수 있다. 2 %의 니코틴 농도에서, 상기 크기의 저장 장치는 40 ml의 니코틴을 제공한다. 40mg의 니코틴이 약 40개의 담배 담배와 함께 공급되는 니코틴과 같다고 가정하면 상기 예시에서 장치의 저장 장치는 사용 강도 및 빈도에 따라 1~3일 동안 지속 된다. 저장소는 교체 가능할 수 있다. 교체 가능한 카트리지를 갖는 장치(30)는 : 1) 카트리지만을 교체하고; 2) 펌프 내부를 교체하며 (자기 솔레노이드(magnetic solenoid)가 카트리지로 교체되지 않음); 또는 3) 히터와 펌프 내부를 카트리지로 교체한다. 이 유형의 장치에서 장치의 교체할 수 없는 부분에는 배터리 및 전자 장치가 포함된다. 또한, 교체 불가능한 부분은 증발 챔버(74)를 포함할 수 있다. 각각의 구성에서, 액체는 강성 컨테이너 또는 접을 수 있는 백 내에 보유될 수 있다. 사용되는 경우, 접을 수 있는 백은 액체의 순도를 보존하기 위해 다중 층 라미네이트 재료로 구성될 수 있다. 작동 시, 액체가 소비됨에 따라 백이 접힌다.
투여량 균일성을 보장하기 위해 물질(예를 들어, 니코틴)을 분취하는 방법에서, 다공성 물질을 갖는 요소는 투여량을 측정하여 투여량 균일 성을 제공하기 위해 특정 속도로 유체를 흡수할 수 있다. 도관 (tube), 예를 들어 모세관 (capillary tube)이 투여량을 배출하기 위해 사용된 열로 투여량를 측정하는데 사용될 수 있다. 장치의 재료 또는 형태는 환경 및 장치의 다양성에 대한 선량 일관성 제어를 제공하는 선량을 측정하는 데 사용될 수 있다. 흡입 유량 제어는 사용자에 의한 흡입의 다양성이 제어되고 보정되어 투여량 일관성 및 예측 가능하고 바람직한 에어로졸 입자 크기를 야기할 수 있다.
액체는 모세관 작용을 통해 장치 (주입 메커니즘)의 사전 기화 영역으로 계량 될 수 있다. 계량은 장치 사용자의 흡입 간에 발생할 수 있다. 사용자가 흡입할 때, 액체는 증발 챔버 또는 히터 상으로 흡입될 수 있다. 액체는 사용자에 의해 흡입될 때 증발 챔버 또는 히터 상으로 흡입 또는 계량될 수 있다.
증발 장치는 큰 에어로졸 입자를 분리하여 사용자의 심부 폐로 이동할 수 있는 크기로 감소시키는 요소를 포함할 수 있다. 심부 폐에서 입자는 침전되어 빠르게 흡수될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 크기 조절은 니코틴 갈망을 충족시키는 데 도움이 될 수 있는 급속한 담배와 같은 니코틴 흡수를 초래할 수 있다. 장치에 의해 생성된 니코틴을 갖는 에어로졸 입자는 담배를 피우는 것에 의해 달성된 최고 혈장 농도와 유사한 피크 혈장 농도를 달성 할 수 있다.
상기 장치(30)는 사용자가 흐름 저항을 변화시켜 깊은 폐 전달을 보다 잘 제공하거나 담배를 들이마시는 것을 반복하도록 허용할 수 있다. 증발 영역을 통과하는 유동을 제어하는 입구의 크기와 바이패스(bypass) 또는 2차 유입구의 크기를 변화시킴으로써, 사용자는 장치를 통과하는 유동 저항 및 최종 에어로졸 입자 크기를 제어할 수 있다. 유동 저항성은 예를 들어 한 달, 일, 시간 또는 분에 걸쳐 시간에 따라 변할 수 있다. 유동 저항성은 동일한 "흡연 세션" 내에서 다양할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 높은 유동 저항과 작은 입자 크기를 선택하여 담배 흡연과 관련된 감각, 지각 또는 니코틴 약물 동력학(PK)을 더 가깝게 재현할 수 있다. 사용자는 몇 번의 초기 심층 흡입 후에 유동 저항 / 입자 크기를 선택하거나 변경할 수 있다. 사용자는 예를 들어 눈에 보이는 큰 증기 구름을 형성하기 위하여, 일련의 흡입 내에서 니코틴 히트 또는 센세이션을 극대화하거나 (예를 들어, 니코틴 갈망을 감소시킴), 또는 흡연 경험의 감각적 측면에 더 집중할 수 있도록 유동 저항 / 입자 크기를 선택할 수 있다. 약간의 설정에서 눈에 띄는 호기가 거의 없거나 전혀 없는 더 큰 에어로졸을 사용하는 것이 유리할 수 있다.
도 15~18은 관형 하우징, 유입구(140), 배출구(152), 펌프(142), 저장 장치(144), 히터(146), 센서(148) 및 기도(150)를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 추가 예시를 도시하였다. 도 1~9에 도시된 장치(30)와 마찬가지로, 유입구(140)는 단일 홀 또는 복수의 홀을 포함할 수 있다. 기도(150)는 단일 통로 일 수 있거나 또는 일차 통로 및 일차 통로로 연결되는 하나 이상의 이차 통로 (일반적으로 히터의 하류)로 구성될 수 있다.
도 17 및 18에 도시한대로, 펌프는 진동 또는 진동하는 제1 탄성 멤브레인(elastomeric membrane, 154)을 갖는 펌프 일 수 있다. 펌프는 저장소 (144) 내에 완전히 또는 부분적으로 자리할 수 있다. 도 17에 도시한 바와 같이, 펌프 모터(158)는 저장 장치(60)에 인접하게 배치될 수 있고, 솔레노이드 코일일 수 있다. 펌프(142)는 제1 탄성 멤브레인(154)에 마련된 자석(16)을 포함할 수 있고, 펌프(142)의 이동을 제어하는데 이용될 수 있다. 펌프(142)는 액체가 히터 상으로 액체를 방출 또는 유출하도록 구성된 바와 같이 분배 니들(dispensing needle)로 끝나는 튜브에 액체가 들어가는 밸브로서 작용할 수 있는 제2 엘라스토머(156)를 더 포함할 수 있다.
도 19에 도시한 바와 같이, 도 16~18에 도시된 펌프의 부품은 핀(162)과 함께 보유될 수 있다. 도 18은 펌프 (142) 내의 슬롯 또는 홀(164)을 도시하며, 상기 슬롯 또는 홀(164)을 통해 액체는 튜브 및 분배 바늘로 펌프 내로 그리고 펌프로부터 통과할 수 있다. 펌프 모터(158)는 400 랩(wraps) 및 약 10-11 Ohms의 저항을 가지는 36 게이지 자석 와이어로 제조된 솔레노이드 코일 일 수 있다. 배터리가 솔레노이드 코일을 통해 약 0.34 amps의 전류를 공급하면, 펌프 (142)는 약 5 Hz에서 구동되어 액상 제제가 약 2 내지 3 mg/초로 펌핑 된다.
도 19 및 도 20은 장치(30)의 선택적 변형을 도시한다. 장치(30)에 의해 제공된 입자 크기는 증발된 니코틴 혼합물을 동반하는 공기의 양을 제어함으로써 제어될 수 있다. 증발 챔버(1102)를 통한 흐름 속도의 제어는 증발 챔버에 대한 1차 공기 유입구(들)(1104)의 크기를 제어함으로써 달성될 수 있다. 개구부의 크기를 조절함으로써, 발생하는 입자 크기가 조절될 수 있다. 사용자는 개구부의 크기를 변경하여 입자 크기를 조절할 수 있으며, 이에 의해 장치에 의해 생성된 눈에 보이는 증기의 양 뿐만 아니라 다른 감각적 특성에 의해 흡연 경험에 영향을 줄 수 있다.
사용자는 담배의 니코틴 침착을 더 유사하게 모방할 뿐 아니라 및 더 개별적인 방식으로 연기를 들이마시게 하기 위하여 더 많은 입자 크기 (1 ~ 3 ㎛)를 선택할 수 있으며, 다른 경우에서 사용자는 흡연과 같은 눈에 보이는 증기를 흡입하는 시각적 측면을 더 가깝게 모방하기 위해 0.5㎛ 에어로졸을 선택할 수 있다. 사용자의 선택은 슬라이드(1106)과 같이 사용자 조작된 이동 가능한 조절 요소 또는 도 19 및 도 22에 도시한 유입 개구부를 변경하는 다른 방법에 의해 달성될 수 있다. 또한, 장치는 사용자가 도 20에 도시한 바와 같이 장치에 삽입하는 교환 가능한 오리피스(1120)를 가질 수 있다. 대안적으로, 장치는 사용자가 에어로졸 크기를 선택하고 탑재된 전자 기술이 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 사용자 인터페이스를 가질 수 있다. 배플 슬라이더(baffle slider, 1130)는 히터 (1108)의 상류에 위치될 수 있다. 배플 슬라이더(1130)는 도 21에 도시된 바와 같이 히터 또는 기화 영역 주위에서 공기를 전환시키는데 사용될 수 있다. 또한, 도 19~22에 도시된 요소는 장치 (30) 뿐만 아니라 다른 장치에서도 사용될 수 있다.
사용자는 증기 흡입 경험의 감각적 측면에 더 집중할 수 있도록 증기의 흡입 흐름 저항 및/또는 입자 크기 특성을 전환할 수 있다. 거대한 연기를 내뿜는 배출 증거가 거의 없거나 전혀 없는 더 큰 에어로졸을 사용하는 것이 유리할 수 있으며 고리 모양의 연기는 사회적으로 받아들여질 수 없다. 도 19의 장치에서, 슬라이드(1106)는 히터(1108)의 상류의 1차 공기 유입구(1104) 또는 히터(1108)의 하류의 2차 공기 유입구(1110)를 덮거나 덮지 않기 위해 이동될 수 있다.
도 19에 도시한 바와 같이, 장치(30)는 증발 챔버(1102) 및 하나 이상의 상류 1차 또는 제1 유입구(1104) 및 하류 배출구(1112)를 포함할 수 있다. 기류 경로(1150)은 증발 챔버 내로 유도된다. 제2 유입구(1110)가 사용된다면, 제2 유입구(1110)가 히터(1108)의 하류에 있는 공기 흐름 경로로 실질적으로 층류의 공기 흐름을 허용한다.
장치는 배플 슬라이더(1130)와 같은 조정 요소를 통해 배출구(1112) 및/또는 유입구(1104) 및/또는 제2 유입구(1110)의 크기를 변경시킬 수 있다. 조정 요소는 대안적으로 히터의 상류에 배치될 수 있으며 선택적으로 개화 챔버 내에서 슬라이드 가능하도록 구성된, 흐름 제한 장치 또는 고정되거나 이동 가능한 배플일 수 있다. 증발 챔버(1102)는 기화된 액상 제제의 응축을 허용하기 위해 공기 흐름 경로(1150)를 통한 가스의 유동을 제한하도록 구성될 수 있다.

Claims (37)

  1. 액체를 보유하기 위한 액체 저장 장치;
    하나 이상의 튜브 배출구를 포함하는 튜브;
    상기 튜브 주위에 배치된 히터; 및
    상기 튜브를 통해 액체를 상기 액체 저장 장치로부터 펌핑하고, 상기 튜브 배출구를 통해 액체를 밖으로 펌핑하며, 액체를 상기 히터 위로 펌핑하도록 배치된 펌프;를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 튜브를 둘러싸는 와이어 코일을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    하나 이상의 공기 유입구, 및 상기 공기 유입구에 수직으로 배치된 공기 배출구를 가지는 에어로졸 챔버(aerosolizing chamber) 내에서 상기 히터를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 와이어 코일의 제1 단부에 전기적으로 연결된 제1 전극, 및 상기 튜브에 전기적으로 연결된 제2 전극을 가지는 배터리를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펌프는 스트로크 길이에 걸쳐 이동 가능한 피스톤을 가지는 피스톤 펌프를 포함하고, 상기 피스톤의 각 사이클은 상기 튜브를 통해 0.1 내지 1.0 ml의 액체를 펌핑하는, 에어로졸 발생 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    배터리, 상기 펌프, 상기 히터, 및 상기 공기 배출구에서 흡입을 감지하는데 적합한 센서에 전기적으로 연결된 전자 제어 장치를 더 포함하며,
    상기 전자 제어 장치는 흡입을 감지할 시 상기 펌프 및 상기 히터를 작동시키는, 에어로졸 발생 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 와이어 코일은 상기 튜브와 동심인, 에어로졸 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 튜브로부터 떨어져 있는 상기 와이어 코일의 중심 부분을 이격시키는 환형 갭을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액체 저장 장치 내에 액체를 더 포함하며, 액체는 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 1 내지 5%의 니코틴을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    관형 하우징을 더 포함하며,
    상기 관형 하우징의 제1 단부에 배터리; 및 상기 관형 하우징의 제2 단부에 공기 배출구;가 마련되고,
    상기 배터리 및 상기 펌프 사이에 상기 액체 저장 장치가 마련되며,
    상기 액체 저장 장치 및 상기 에어로졸 챔버 사이에 펌프가 마련되는, 에어로졸 발생 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 튜브는 관형 하우징에 평행하게 배치되며 동심인, 에어로졸 발생 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 펌프는 상기 피스톤의 각 스트로크를 이용하여 0.3 내지 0.7 ml의 액체를 펌핑하며, 피스톤은 2 내지 10 Hz에서 순환하는, 에어로졸 발생 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    발생된 상기 에어로졸은 1 내지 5 미크론(microns)의 입자 크기를 나타내는, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 관형 하우징;
    상기 하우징 내에서 액체를 보유하기 위한 액체 저장 장치;
    상기 하우징 내 에어로졸 챔버;
    상기 에어로졸 챔버 내 튜브 주위에 배치된 와이어 코일로서 상기 튜브가 상기 와이어 코일에 의해 둘러싸인 하나 이상의 튜브 배출구를 가지는 와이어 코일;
    상기 튜브의 제1 단부에서 상기 하우징 내 펌프로서 상기 펌프는 상기 튜브를 통해 상기 액체 저장 장치로부터 액체를 펌핑하고, 상기 튜브 배출구를 통해 액체를 밖으로 펌핑하며, 상기 와이어 코일 위로 액체를 펌핑하도록 연결되는 펌프; 및
    상기 에어로졸 챔버로 통하며 상기 튜브에 대체로 수직으로 배치된 하나 이상의 공기 유입구;를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 튜브에 평행하게 배치된 공기 배출구를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 와이어 코일은 상기 튜브와 동심이며,
    상기 와이어 코일은 0.1 내지 1 mm의 환형 갭에 의해 튜브로부터 간격을 두고 떨어져 있는, 에어로졸 발생 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 와이어 코일 하류의 상기 하우징으로 대체로 층류인 공기를 허용하도록 구성된 제2 유입구를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    증발 챔버에서 제조된 에어로졸의 입자 크기를 변경하기 위해 상기 증발 챔버의 공기 흐름을 조정하는 이동가능한 조정 요소를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  19. a. 응축 에어로졸을 발생시키도록 구성된 증발 챔버;
    b. 상기 증발 챔버 내 히터;
    c. 흐름 센서; 및
    d. 장치의 사용자의 흡입 프로파일을 수신하는 전자 제어 장치;를 포함하며,
    상기 증발 챔버는 상류 유입구 및 하류 배출구가 마련되고,
    상기 히터는 상기 상류 유입구 및 상기 하류 배출구 사이에 배치되며,
    상기 응축 에어로졸 발생 장치는 상기 흡입 프로파일에 기초하여 상기 장치의 특성을 변경하도록 구성된, 응축 에어로졸 발생 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 특성은 상기 히터에 의해 증발된 액체의 양 또는 상기 히터에 가해진 전류의 양인, 응축 에어로졸 발생 장치.
  21. 흡입되는 에어로졸을 생성하는 방법으로서,
    튜브를 통해 액체를 액체 저장 장치에서 에어로졸 챔버에서 튜브 주위에 배치된 히터 코일로 펌핑하고;
    액체를 증기로 가열하기 위해 히터 코일에 전류를 공급하며;
    흐르는 공기 중에 혼입된 증기로 히터 코일을 가로질러 공기를 흐르게 하고 덕트로 이동시키고; 및
    응축 에어로졸을 형성하기 위해 덕트에서 혼입된 증기를 냉각하고 응축시키는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    공기는 상기 튜브에 수직인 방향으로 흐르는, 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    액체의 표면 장력을 통해 상기 히터 코일 및 상기 튜브의 외면 사이에서 액체를 보유하는 것을 더 포함하는, 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    펌핑을 개시하고 및 흡입을 감지하는 것에 반응하여 전류를 공급하는 것을 더 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 덕트는 상기 튜브와 병렬로 배치되는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 히터 코일은 상기 튜브와 동심이며,
    상기 히터 코일 및 상기 튜브의 실린더형 외면 사이의 환형 갭은 0.1 내지 1 mm인, 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 응축 에어로졸의 입자 크기는 1 내지 5 미크론인, 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 공기 유입구의 크기를 조정하여 상기 히터 코일을 가로질러 흐르는 공기의 양을 조정하는 것을 더 포함하는, 방법.
  29. 제21항에 있어서,
    액체의 제1 양이 제1 입자 크기를 가지는 제1 에어로졸을 발생시키는 상기 히터에 전달되도록 제1 제어 속도에서 액체를 펌핑하는 것을 더 포함하며,
    이후, 액체의 제2 양이 제2 입자 크기를 가지는 제2 에어로졸을 발생시키는 히터에 전달되도록 펌프 속도가 제2 제어 속도에서 작동하기 위해 변경되는, 방법.
  30. 흡입되는 에어로졸을 발생시키는 방법으로서,
    흡입 장치의 에어로졸 챔버 내 액체 저장 장치에서 히터 코일로 액체를 이동시키고;
    액체를 증기로 가열하기 위해 히터에 전류를 공급하며;
    흐르는 공기에 혼입된 증기와 함께 공기 유입구를 통해 및 상기 히터 너머로 공기가 흐르고; 및
    장치의 사용자의 흡입 프로파일에 기초하여 장치의 특성을 변경하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 장치를 통해 흐르는 공기를 감지하고 전자 제어 장치에 감지된 공기 흐름 정보를 제공하며,
    상기 전자 제어 장치는 상기 감지된 공기 흐름 정보를 저장하는, 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    변경된 특성은 상기 히터에 의해 증발된 액체의 양, 상기 히터에 가해진 전류의 양, 또는 유입구의 크기를 포함하는, 방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 변경된 특성은 에어로졸 입자 크기, 사용자의 흡입량에서 에어로졸이 발생하는 타이밍, 상기 장치를 통한 공기 흐름 저항; 또는 상기 장치의 사용자의 흡입 속도를 포함하는, 방법.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 흡입 프로파일은 일정 기간 동안 사용자의 흡입 속도; 흡입된 공기의 전체량 및/또는 상기 장치의 사용자의 최대 흡입 속도;를 포함하는, 방법.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치는 상기 흡입 프로파일에 기초하여 상기 장치의 특성을 자동적으로 프로그래밍하거나, 상기 흡입 프로파일에 기초하여 사용자에 의해 상기 장치의 특성을 수동으로 변경하는, 방법.
  36. 증발 장치에 사용하기 위한 카트리지로서,
    하우징;
    상기 하우징 내에서 액체를 보유하는 액체 저장 장치;
    상기 하우징에 의해 지지된 히터; 및
    상기 액체 저장 장치에서 상기 히터로 액체를 펌핑하도록 배치된 상기 하우징 내 펌프;를 포함하는, 카트리지.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 히터 상에 접힘 가능한 히터 캡을 더 포함하는, 카트리지.
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