KR20180123111A - 별도의 캡슐 및 기화 유닛을 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents
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Abstract
시스템(100)은 캡슐(30, 30a, 30b) 및 캡슐(30, 30a, 30b)에 탈착식으로 연결될 수 있는 기화 유닛(20)을 포함한다. 캡슐(30, 30a, 30b)은 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조(300), 저장조(300)와 유체 연통하는 개구, 및 액체 에어로졸 발생 기재가 저장조(300)로부터 개구를 통해 흐르는 것을 제어하도록 구성된 밸브(380)를 포함한다. 밸브(380)는 폐쇄 위치를 향해 편향된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재(381, 382)를 포함한다. 기화 유닛(20)은 하우징(240), 하우징(240) 내에 배치된 액체 전달 요소(210), 및 하우징(240) 내에 배치된 가열체(220)를 포함한다. 가열체(220)는 액체 전달 요소(210) 내의 액체를 가열하도록 구성된다. 기화 유닛(20)은 유닛(20)의 근위 단부로부터 연장되는 세장형 요소도 포함한다. 세장형 요소는 밸브(380)에 수용되어 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재(381, 382)를 폐쇄 위치로부터 먼 쪽으로 편향시키고, 캡슐(30, 30a, 30b)의 원위 단부가 기화 유닛(20)의 근위 단부를 향해 이동함에 따라 밸브(380)를 개방시키도록 구성된다. 액체 전달 요소(210)는 밸브(380)가 개방되어 있을 때 개구를 통해 저장조(300)와 유체 연결 상태로 배치된다.
Description
본 발명은 다중 부분 전기 가열식 에어로졸 발생 시스템 및 연결된 장치, 물품 및 방법에 관한 것이다.
에어로졸 발생 시스템의 하나의 유형은 전기 작동식 핸드헬드 에어로졸 발생 시스템이다. 알려진 핸드헬드 전동식 에어로졸 발생 시스템은 배터리와 제어 전자 장치를 포함하는 장치부, 에어로졸 형성 기재 공급부를 포함하는 교체식 카트리지부, 및 전동식 기화기를 포함한다. 에어로졸 발생 기재의 공급부와 증발기 모두를 포함하는 카트리지는 때로는 "카토마이저(cartomizer)"로 지칭된다. 기화기는 일반적으로 액체 에어로졸 발생 기재에 침지된 세장형 심지 둘레에 권선된 히터 와이어의 코일을 포함한다. 카트리지부에는 종종 마우스피스가 형성되며, 사용자는 그 위에서 흡인하여 에어로졸이 사용자의 입 속으로 흐르게 할 수 있다.
그러나, 이러한 배치를 갖는 카트리지는 생산하기에 비용이 많이 들 수 있다. 이는 부분적으로, 기화기 조립체의 생산 원가 때문이다. 에어로졸 발생 기재 함유 캡슐, 및 캡슐이 기화 유닛에 연결될 때 에어로졸 발생 기재가 캡슐로부터 기화 유닛까지 흐를 수 있게 하는 간단한 계면을 갖는 탈착식으로 연결 가능한 기화 유닛을 포함하는 다중 부분 에어로졸 발생 시스템, 예컨대 핸드헬드 전동식 시스템 등을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 다양한 양태에서, 다중 부분 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 캡슐 및 탈착식으로 연결 가능한 기화 유닛을 포함한다. 캡슐은 원위 단부 및 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조를 포함한다. 기화 유닛은 하우징, 하우징 내에 배치된 가열체 및 액체 전달 요소를 포함한다. 가열체는 액체 전달 요소 내의 액체를 가열하도록 구성된다. 기화 유닛의 하우징은 근위 단부를 가지고, 액체 전달 요소는 하우징의 근위 단부를 지나 연장된다. 기화 유닛은, 캡슐의 원위 단부가 기화 유닛의 근위 단부를 향해 이동함에 따라 액체 전달 요소가 캡슐의 저장조 내로 관통하는 기화 유닛의 제1 부분이 되도록 구성된다. 캡슐과 기화 유닛은, 캡슐 내에 액체 에어로졸 발생 기재가 여전히 담겨 있더라도 캡슐이 기화 유닛으로부터 분리될 때 액체 에어로졸 발생 기재가 캡슐 밖으로 흘러나오는 것을 최소화하거나 막을 수 있도록 구성된다.
용어 "원위", "상류", "근위", 및 "하류"는, 에어로졸 발생 시스템의 구성 요소 또는 구성 요소 일부의 상대 위치를 설명하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품은 사용 시, 에어로졸이 사용자에게 전달되기 위해 시스템을 빠져나가는 근위 단부를 가지며 대향 원위 단부를 갖는다. 에어로졸 발생 물품의 근위 단부는 마우스 단부로 지칭될 수도 있다. 사용 시, 사용자는 에어로졸 발생 물품에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해 에어로졸 발생 물품의 근위 단부 상에서 흡인한다. 용어 상류 및 하류는, 사용자가 근위 단부 상에서 흡인할 때 에어로졸 발생 물품을 통한 에어로졸의 이동 방향과 관련된다.
본 발명의 다양한 양태에서, 다중 부분 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 캡슐 및 캡슐에 탈착식으로 연결 가능한 기화 유닛을 포함한다. 캡슐은 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조, 저장조와 유체 연통하는 개구, 및 액체 에어로졸 발생 기재가 저장조로부터 개구를 통해 흐르는 것을 제어하도록 구성된 밸브를 포함한다. 밸브는 폐쇄 위치를 향해 편향된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 포함한다. 기화 유닛은 하우징, 하우징 내에 배치된 가열체, 및 하우징 내에 배치된 액체 전달 요소를 포함한다. 가열체는 액체 전달 요소 내의 액체를 가열하도록 구성된다. 기화 유닛은 유닛의 근위 단부로부터 연장되는 세장형 요소도 포함한다. 세장형 요소는 밸브에 수용되어 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 폐쇄 위치로부터 먼 쪽으로 편향시키고, 캡슐의 원위 단부가 기화 유닛의 근위 단부를 향해 이동함에 따라 밸브를 개방시키도록 구성된다. 액체 전달 요소는 밸브가 개방되어 있을 때 개구를 통해 저장조와 유체 연결 상태로 배치된다.
본 발명의 에어로졸 발생 시스템의 캡슐은 에어로졸 발생 기재를 포함하도록 구성된다. 바람직하게는, 캡슐은 사용자 충진식이 아니다. 대조적으로, 가열체 및 액체 전달 요소를 포함하는 기화기 유닛은 바람직하게는 다수의 캡슐 교체 후에도 재사용될 수 있다. 따라서, 별도의 캡슐과 기화 유닛을 제공함으로써, 가열체 및 전달 요소는 액체 에어로졸 발생 기재가 고갈될 때마다 폐기되거나 교체될 필요가 없다. 또한, 일회용 에어로졸 발생 기재 함유 캡슐의 제조는 가열체 및 전달 요소를 캡슐에 포함하지 않음으로써 단순화될 수 있다.
일부 실시예에서, 에어로졸 발생 기재 함유 캡슐 위에 배치될 수 있고, 에어로졸 발생 기재 함유 캡슐에 대해 상대적인 위치에 고정될 수 있는 별도의 커버가 제공된다. 이는 액체 함유 부분이 마우스피스부도 포함하는 시스템에 비해 에어로졸 발생 기재 함유 캡슐의 제조를 단순화시키거나 제제 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 전기 에너지를 사용하여 기재를 연소하지 않고 가열해 사용자가 흡입할 수 있는 에어로졸을 형성하는 시스템, 물품 및 조립체를 제공한다. 바람직하게는, 시스템은 핸드헬드 시스템이 고려될 정도로 충분히 콤팩트하다. 본 발명의 시스템의 일부 실시예는 사용자가 흡입하기 위한 니코틴 함유 에어로졸을 전달할 수 있다.
용어 "에어로졸 발생" 물품, 시스템 또는 조립체는, 사용자에 의해 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 발생 기재를 포함하는 물품, 시스템 또는 조립체를 지칭한다. 용어 "에어로졸 발생 기재"는 가열 시, 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다.
임의의 적합한 에어로졸 발생 기재는 시스템과 함께 사용될 수 있다. 적합한 에어로졸 발생 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 기재는 가열 시에 에어로졸 발생 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물들을 함유하는 담배 또는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 에어로졸 발생 기재는 비 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 균질화된 식물계 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 니코틴을 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 기재는 실온에서 액체이다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 액체 용액, 현탁액, 분산액 등일 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 기재는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 물, 니코틴 및 선택적으로, 하나 이상의 향미제를 포함한다.
에어로졸 발생 기재는 본 발명의 시스템의 실시예의 캡슐에 저장될 수 있다. 캡슐은 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조를 포함한다. 바람직하게는, 저장조에 저장된 에어로졸 발생 기재의 적어도 일부는 액체이고 자유 유동한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "자유 유동"은 액체가 고체 기재에 구속되거나 흡수되지 않음을 의미한다. 예를 들어, 액체는 바람직하게는 예시적인 캡슐 내부의 다공성 재료에 저장되지 않는다. 일부 실시예에서, 캡슐의 저장조 내의 모든 에어로졸 발생 기재는 자유 유동하는 액체일 수 있다. 대안적으로 및 추가적인 예시로서, 저장조 내의 에어로졸 발생 기재 부피의 20% 내지 100%, 예컨대 약 50% 내지 약 100%, 또는 약 75% 내지 약 100%는 자유 유동 액체일 수 있다.
캡슐은 바람직하게는 저장조를 정의하는 하우징을 포함한다. 바람직하게는, 하우징은 강성 하우징이다. 본원에서 사용되는 바와 같이 "강성 하우징"은 자가 지지형 하우징을 의미한다. 하우징은 중합 재료, 금속 재료, 또는 유리와 같은 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 하우징은 열가소성 재료에 의해 형성된다. 임의의 적합한 열가소성 재료가 사용될 수 있다. 하나의 적합한 열가소성 재료는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌이다. 바람직하게는, 하우징을 형성하는 재료는 에어로졸 발생 기재와 화학적으로 융화될 수 있다.
캡슐의 원위 단부는 저장조와 연통하는 개구를 포함하는데, 에어로졸 발생 기재는 이를 통해 예를 들어 제조자에 의해 초기에 충진되는 동안 저장조 내에 도입되거나, 이를 통해, 예를 들어, 유동에 의해 저장조로부터 제거될 수 있다.
캡슐은 캡슐의 원위 단부 개구를 정의하는 포트를 포함할 수 있다. 캡슐은, 예를 들어, 포트를 가로질러 횡방향으로 연장되어 개구를 밀봉하는 밀봉 요소를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밀봉 요소는 천공될 수 있다. 임의의 적합한 재료가 천공식 밀봉 요소를 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 포일 또는 열가소성 엘라스토머와 같은 금속 포일이 천공식 밀봉 요소를 형성하는 데 사용될 수 있다.
캡슐은, 캡슐이 기화 유닛에 연결되어 있지 않을 때 에어로졸 발생 재료가 저장조로부터 빠져나가는 것을 방지하고, 캡슐과 기화 유닛이 연결될 때 캡슐과 기화기 사이의 유체 연결을 위해 개구에 대해 상대적으로 위치된 가동식 계면을 포함할 수 있다. 장치의 길이 방향 축을 따라 힘을 가하여 기화 유닛의 근위에서 캡슐 내로 연장되는 세장형 요소의 근위 부분을 관통시킴으로써 계면이 작동될 수 있다. 계면은, 캡슐을 기화 유닛에 연결하는 동작이 밸브를 개방시키고, 기화 유닛으로부터 캡슐을 제거하는 동작이 밸브가 폐쇄시키도록 작동 가능한 밸브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기화 유닛으로부터 연장되는 세장형 요소의 근위 부분은 캡슐의 원위 단부가 장치의 길이 방향 축을 따라 기화 유닛의 근위 단부를 향해 이동될 때 밸브와 상호 작용하여 밸브를 개방시킨다. 임의의 적절한 밸브가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 밸브는 폐쇄 위치에 편향된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 포함할 수 있다. 밸브는, 세장형 요소를 밸브 내에 삽입하면 하나 이상의 탄성 부재가 편향된 폐쇄 위치로부터 먼 방향으로 편향되어 밸브가 개방되도록, 세장형 요소를 수용할 수 있다. 세장형 요소를 밸브로부터 빼내면 하나 이상의 탄성 부재가 편향된 폐쇄 위치로 복귀된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 밸브는 밸브를 폐쇄하도록 상호 작용하는 두 개의 탄성 부재를 포함한다. 예를 들어, 탄성 부재는 서로 접촉하도록 편향된 편평한 부분을 포함할 수 있다. 미니 플러터 밸브, 마이크로 플러터 밸브, 덕빌 밸브 및 체크 밸브를 포함하여, 적당한 크기를 가지고 액체가 흐를 수 있는 임의의 상업적으로 이용 가능한 단 방향 밸브가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 밸브는, 기화 유닛으로부터 연장되는 액체 전달 요소와 같은 세장형 요소를 밸브에 삽입하여 덕빌 부분을 개방시킴으로써 개방될 수 있고, 세장형 요소를 밸브로부터 빼낼 때 폐쇄될 수 있는 덕빌 밸브를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밸브를 개방시키는, 기화 유닛으로부터 근위로 연장되는 세장형 요소는 액체 전달 요소이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 캡슐은, 캡슐과 기화 유닛이 연결되어 있지 않을 때 액체 에어로졸 발생 기재가 저장조로부터 개구 밖으로 자유 유동하는 것을 억제하도록 저장조 내에 개구를 가로질러 위치된 액체 저장 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 저장 재료는 액체 에어로졸 발생 기재가 개구 밖으로 자유 유동하는 것을 실질적으로 또는 완전히 방지한다. 기화 유닛의 액체 전달 요소, 예컨대 심지를 액체 저장 재료에 삽입하면, 모세관 작용에 의해 에어로졸 형성 기재가 액체 전달 재료를 통해 액체 저장 재료로부터 기화 유닛 내에 전달된다.
캡슐의 원위 단부는, 서로 연결될 때 기화 유닛의 하나 이상의 형상부과 결합되도록 구성된 하나 이상의 형상부를 정의할 수 있다. 캡슐의 이러한 단부는 "제1 맞물림 단부"로서 지칭된다. 상보성 형상부를 포함하는 기화 유닛의 단부는 "제2 맞물림 단부"로서 지칭된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 맞물림 단부의 적어도 일부 형상부는 억지 끼워 맞춤을 통해 서로 결합되도록 구성된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 맞물림 단부의 형상부 중 적어도 하나 또는 둘 모두는 캡슐과 기화 유닛 사이의 확실한 결합 유지를 용이하게 하기 위한 마찰 강화 표면을 포함한다.
캡슐은 제1 연장 위치로부터 제2 수축 위치로 이동할 수 있는 배플(baffle)을 포함할 수 있다. 연장 위치에서, 배플은 캡슐의 제1 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부를 지나 원위로 연장된다. 배플이 수축 위치에 있을 때, 제1 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부는 기화 유닛의 제2 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부와의 상호 작용을 위해 배플을 지나 원위로 연장된다. 배플은, 배플이 수축 위치에 있을 때 하나 이상의 형상부가 이를 통해 연장될 수 있고, 예를 들어, 제1 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부와 길이 방향으로 정렬된 하나 이상의 개구를 정의할 수 있다. 배플이 있는 경우, 배플은 바람직하게는 연장 위치로 편향되며, 예를 들어 장치의 길이 방향 축을 따라 캡슐의 제1 맞물림 단부를 기화 유닛의 제2 맞물림 단부를 향해 이동시키도록 힘을 가하면 배플을 수축 위치로 이동시킬 수 있다.
캡슐은 기화 유닛에 탈착식으로 연결 가능하다. 본원에서 사용된 바와 같이, "탈착식으로 연결 가능한"은 탈착식으로 연결 가능한 부분들이 어느 한 부분에 상당한 손상을 주지 않고도 서로 연결되고 분리될 수 있다는 것을 의미한다. 캡슐은, 나사산 결합, 스냅 핏 결합, 억지 끼워 맞춤 결함, 자기 결합 등과 같은 임의의 적합한 방식으로 기화 유닛에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 캡슐은 나사산 결합의 경우와 같이 회전에 의해 기화 유닛에 연결되지만, 캡슐과 기화 유닛이 연결될 때 기화 유닛의 액체 전달 요소는 축을 중심으로 하는 회전 운동과는 반대로, 축을 따라 직선으로 이동함으로써 캡슐의 저장조 내 액체 에어로졸 발생 기재와 유체 연통하도록 배치된다.
기화 유닛은 바람직하게는 하우징, 하우징 내에 배치된 가열체, 및 하우징 내에 배치된 액체 전달 요소를 포함한다. 하우징은 하나 이상의 부분을 포함할 수 있다. 하우징은 캡슐의 제1 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부와 결합하도록 구성된 하나 이상의 형상부를 갖는 제2 맞물림 단부를 정의할 수 있다. 액체 전달 요소는 하우징의 근위 단부 또는 제2 맞물림 단부를 지나 연장될 수 있다. 액체 전달 요소는 연장되어 저장조와 유체 연통하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캡슐과 기화 유닛에 연결될 때 액체 전달 요소는 내부 표면을 지나 저장조 내로 연장되어 저장조로부터 액체 전달 요소까지 에어로졸 발생 기재를 전달할 수 있다.
액체 전달 요소는 임의 적합한 액체 전달 재료를 포함할 수 있다. "액체 전달 재료"는 재료의 일 단부로부터 타 단부까지 액체를 운반하는 재료이다. 바람직하게는, 액체 전달 요소는, 예를 들어 모세관 작용에 의해 능동적으로 액체를 운반한다. 액체 전달 재료는 섬유상 구조 또는 스폰지 구조를 가질 수 있다. 바람직하게는, 액체 전달 재료는 웹, 매트 또는 섬유 다발을 포함한다. 섬유는 정렬된 방향으로 액체를 운반하도록 전체적으로 정렬될 수 있다. 대안적으로, 액체 전달 재료는 스폰지형 또는 발포체형 재료를 포함할 수 있다. 액체 전달 재료는 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 재료의 예는 스폰지 또는 발포체 재료, 섬유 또는 소결된 분말 형태인 세라믹계 또는 그래파이트계 재료, 방적 섬유나 압출 섬유와 같은 섬유상 재료, 또는 세라믹이나 유리 등이다. 바람직하게는, 기화 유닛의 하우징의 액체 전달 요소의 근위 단부를 지나 연장되는 액체 전달 요소는 펠트(felt) 재료를 포함한다.
기화 유닛의 액체 전달 요소는 액체 전달 요소의 상이한 부분에 상이한 액체 전달 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 요소는 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는 제1 부분 및 제1 부분과 접촉하는 제2 부분을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 부분은 하나 이상의 상이한 액체 전달 재료를 포함한다. 대안적으로, 액체 전달 요소는 요소 전반에 걸쳐 하나의 액체 전달 재료 또는 액체 전달 재료의 조합을 포함할 수 있다. 제2 액체 전달 재료가 있는 경우, 제2 액체 전달 재료는 바람직하게는 가열체와 접촉된 상태로 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 제2 액체 전달 재료는 유리 또는 세라믹 재료, 예를 들어 용융된 실리카를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기화 유닛의 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는 액체 전달 요소는 캡슐과 기화 유닛이 연결될 때 캡슐의 저장조 내에 배치된 액체 전달 재료 또는 액체 저장 재료와 접촉하도록 구성된다. 액체 에어로졸 발생 기재는 따라서 저장조 내의 액체 저장 재료로부터 기화 유닛의 액체 전달 요소의 액체 전달 재료에 전달된다. 바람직하게는, 저장조 내의 액체 저장 재료는 높은 고유지(high retention) 재료의 층이다. 바람직하게는, 기화 유닛의 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는 액체 전달 요소의 일부는 캡슐과 기화 유닛이 연결될 때 저장조 내의 고유지 재료의 층 내로, 바람직하게는 이를 지나지 않고 연장된다. 따라서, 캡슐과 기화 유닛이 분리될 때, 저장조 내에 임의의 액체 에어로졸 발생 기재가 남아 있는 경우, 저장조 내의 고유지 재료의 층은 액체 에어로졸 발생 기재가 저장조 밖으로 자유 유동하는 것을 방지하도록 충분한 구조적 완전성을 유지한다.
캡슐이 밸브를 포함하는 경우, 기화 유닛은 캡슐이 기화 유닛에 연결될 때 밸브 또는 밸브에 작동 가능하게 결합된 구성 요소와 상호 작용하여 밸브를 개방시키는 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밸브 또는 구성 요소와 상호 작용하는 요소는 기화 유닛의 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는, 액체 전달 요소와 같은 세장형 요소이다. 바람직하게는, 밸브는, 폐쇄 위치로 편향되고, 기화 유닛으로부터 연장되는 세장형 부재를 수용하여 밸브를 개방시키도록 구성된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 포함한다. 미니 플러터 밸브, 마이크로 플러터 밸브, 덕빌 밸브 및 체크 밸브를 포함하여, 적당한 크기를 가지고 액체가 흐를 수 있는, 상업적으로 이용 가능한 단 방향 밸브가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 밸브는 탄성 부재를 포함하고 덕빌 밸브와 같은 세장형 부재가 제거되면 폐쇄된다. 바람직하게는, 본 발명의 밸브 구현예에서, 저장조 내에 액체 저장 재료가 배치되지 않는다. 이러한 배치는 교체가 필요하기 전에 액체 에어로졸 발생 기재의 전부 또는 실질적으로 전부가 캡슐로부터 소비되도록 할 수 있다.
기화 유닛은 제1 연장 위치로부터 제2 수축 위치로 이동할 수 있는 배플(baffle)을 포함할 수 있다. 연장 위치에서, 배플은 바람직하게는 기화 유닛의 제2 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부를 지나 근위로 연장되거나, 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는 액체 전달 요소를 지나 근위로 연장된다. 배플이 수축 위치에 있을 때, 제2 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부 또는 액체 전달 요소는 바람직하게는 캡슐의 제1 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부와의 상호 작용을 위해 또는 캡슐의 저장조의 내부 표면 너머로 진입하기 위해 배플을 지나 근위로 연장된다. 배플은, 제2 맞물림 단부의 하나 이상의 형상부 및 액체 전달 요소와 길이 방향으로 정렬되고, 배플이 수축 위치에 있을 때 하나 이상의 형상부 또는 액체 전달 요소가 연장될 수 있는 하나 이상의 개구를 정의할 수 있다. 배플이 있는 경우, 배플은 바람직하게는 연장 위치로 편향되며, 장치의 길이 방향 축을 따라 캡슐의 제1 맞물림 단부를 기화 유닛의 제2 맞물림 단부를 향해 이동시키도록 힘을 가하면 배플을 수축 위치로 이동시킬 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 기화 유닛은 하우징의 근위 단부를 지나 연장되는 액체 전달 요소 둘레에 배치된 외장(sheath)을 포함할 수 있다. 외장은 캡슐을 교체하는 도중에 액체 전달 요소가 사용자와 접촉되는 것을 실질적으로 방지할 수 있다. 외장은 바람직하게는 하우징의 근위 단부를 지나고 액체 전달 요소의 근위 단부를 지나 연장된다. 외장은, 캡슐과 기화 유닛이 연결될 때 액체 전달 요소가 에어로졸 발생 기재와 유체 연통하도록 배치되는 위치로 수축될 수 있다. 바람직하게는, 외장은 연장된 구성으로 편향되며, 축을 따라 캡슐의 원위 단부를 기화 유닛의 근위 단부를 향해 이동시키도록 힘을 가하면 외장은 수축된 구성에 맞춰진다. 일부 실시예에서, 외장은 기화 유닛으로부터 근위로 연장되는 세장형 요소로서, 캡슐의 밸브와 상호 작용하여 밸브를 개방시킨다. 외장은, 외장이 수축될 때 액체 전달 요소가 이를 통해 연장되거나, 이를 통해 액체 에어로졸 발생 기재가 유동하여 외장 내에 유지된 액체 전달 요소와 접촉할 수 있는 원위 개구를 정의할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체 전달 요소를 따라 위치된 세장형 부재는 밸브와 상호 작용하여 밸브를 개방시킨다.
액체 전달 요소의 적어도 일부는 바람직하게는 액체 전달 재료에 의해 반송된 에어로졸 발생 기재가 가열체에 의해 가열되어 에어로졸을 발생시키도록 가열 요소에 충분히 가깝게 위치된다. 바람직하게는, 액체 전달 요소의 적어도 일부는 가열체와 접촉한다.
임의의 적합한 가열체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 가열체는 저항 필라멘트를 포함할 수 있다. 용어 "필라멘트"는 2개의 전기 접촉부 사이에 배치된 전기적 경로를 지칭한다. 필라멘트는, 임의로 분기되어 여러 개의 경로 또는 필라멘트로 각각 분기되거나, 여러 전기적 경로로부터 하나의 경로로 수렴될 수 있다. 필라멘트는 원형, 정사각형, 납작한 형상 또는 다른 형태의 단면을 가질 수 있다. 필라멘트는 직선형 또는 곡선형으로 배치될 수 있다. 하나 이상의 저항 필라멘트가 코일, 메쉬, 어레이, 직물 등을 형성할 수 있다. 가열체로 전류를 인가하면 요소의 저항 특성으로 인해 가열이 발생한다. 일부 바람직한 구현예에서, 가열체는 액체 전달 요소의 일부 주위에 래핑되는 코일을 형성한다.
가열체는 임의의 적합한 전기 저항 필라멘트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열체는 니켈-크롬 합금을 포함할 수 있다.
기화 유닛의 하우징은 바람직하게는 강성 하우징이다. 바람직하게는, 하우징의 적어도 일부는 열가소성 재료 또는 금속 재료를 포함하거나, 열가소성 재료와 금속 재료를 포함한다. 바람직하게는, 하우징은 열 에너지를 효율적으로 전도하여 기화 유닛용 방열 부재(heat sink)로서 작용할 수 있는 재료를 포함한다.
하우징은 에어로졸 발생 기재의 가열로 생성된 에어로졸을 비말 동반시키기 위해 공기를 에어로졸화 유닛 내로 흡인시킬 수 있는 하나 이상의 공기 유입구를 형성할 수 있다. 에어로졸을 함유하는 공기는 이어서 캡슐을 따라 또는 캡슐을 통로를 통해 시스템의 마우스 단부까지 안내될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 시스템의 또 다른 부분은 통로와 연통하는, 즉 기화 유닛을 통해 통로와 연통하는 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다.
기화 유닛은, 가열체를 전원 또는 시스템의 또 다른 부분 내의 다른 제어 전자 장치에 전기적으로 결합시키기 위해, 하우징 외부에 있거나, 하우징을 통해 노출되거나, 하우징의 일부로부터 형성된 전기 접점부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 접점부는 시스템의 또 다른 부분, 예컨대 전원(일반적으로 배터리)을 포함하는 부분에 작동 가능하게 연결되기 위해 원위 단부, 예컨대 기화 유닛의 원위 면(distal face)에서 노출된다. 본 발명의 일부 바람직한 실시예에서, 기화 유닛의 하우징은 효율적으로 접점부를 형성한다. 가열체는 임의의 적합한 도전체에 의해 접점부에 전기적으로 결합될 수 있다. 접점부는 임의의 적합한 도전성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접점부는 니켈 도금 또는 크롬 도금된 브라스(brass)를 포함할 수 있다.
기화 유닛은 시스템의 또 다른 부분, 예컨대 전원을 포함하는 부분에 탈착식으로 연결될 수 있다. 기화 유닛은 나사산 결합, 스냅 핏 결합, 억지 끼워 맞춤 결합, 자기 결합 등과 같은 임의의 적합한 방식으로 다른 부분에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 전원을 포함하는 부분을 포함할 수 있다. 전원을 포함하는 부분은 본 개시에서 "배터리 조립체"로서 지칭될 수도 있다. 그러나, 전원이 배터리일 필요는 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 배터리 조립체는 전원이 배치되는 하우징을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 조립체는, 하우징 내에 배치되고 전원에 전기적으로 결합된 전자 회로를 포함할 수 있다. 배터리 조립체는, 배터리 조립체가 기화 유닛과 연결될 때 배터리 조립체의 접점부가 기화 유닛의 접점부와 연기적으로 결합되도록, 하우징 외부에 있거나, 하우징을 통해 노출되거나, 하우징의 일부를 통해 형성된 접점부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 접점부는 기화 유닛에 작동 가능하게 연결되도록 근위 단부에서, 예컨대 배터리 조립체의 근위 면에서 노출된다. 본 발명의 일부 바람직한 실시예에서, 배터리 조립체의 하우징은 효율적으로 접점부를 형성한다. 배터리 조립체의 접점부는 전자 회로 및 전원에 전기적으로 결합될 수 있다. 따라서, 배터리 조립체가 기화 유닛에 연결될 때, 가열체는 전원 및 배터리 조립체의 회로에 전기적으로 결합된다.
바람직하게는, 전자 회로는 기재의 가열로 생성된 에어로졸이 사용자에게 전달되는 것을 제어하도록 구성된다. 제어 전자 장치 회로는 임의의 적합한 형태로 제공될 수 있고, 예를 들어 컨트롤러 또는 메모리와 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 주문형 집적 회로(ASIC) 상태 기계, 디지털 신호 프로세서, 게이트 어레이, 마이크로프로세서, 또는 등가의 이산 또는 집적 논리 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 전자 장치 회로는 회로의 하나 이상의 구성 요소가 제어 회로의 기능 또는 양태를 수행하게 하는 명령이 포함된 메모리를 포함할 수 있다. 본 개시의 제어 회로가 가질 수 있는 기능은 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
전자 회로는 가열체 또는 가열체의 하나 이상의 필라멘트의 전기 저항을 모니터링하고, 가열체 또는 하나 이상의 필라멘트의 전기 저항에 따라 가열체에 대한 전원 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
전자 회로는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있는데, 이는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서일 수 있다. 전자 회로는 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 전류의 펄스 형태로 가열체에 공급될 수 있다.
배터리 조립체는 시스템을 활성화하기 위한 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 조립체는 눌려져 시스템을 활성화하거나 선택적으로 비활성화할 수 있는 버튼을 포함할 수 있다.
전원은 일반적으로 배터리이지만, 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
배터리 조립체의 하우징은 강성 하우징이다. 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합이 강성 하우징을 형성하는 데 사용될 수 있다. 적절한 재료의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 재료 중 하나 이상을 포함하는 복합 재료, 또는 식품이나 제약에 적용하기에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르케톤(PEEK), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 및 폴리에틸렌을 포함한다.
배터리 조립체의 하우징은 하나 이상의 공기 유입구 및 유입구와 연통하는 하나 이상의 통로를 정의할 수 있다. 하나 이상의 통로는 기화 유닛을 통과하는 경로와 연통하여 공기가 유입구로부터 기화 유닛을 통해 흐르도록 할 수 있다.
본 발명의 에어로졸 발생 시스템은 적어도 캡슐의 위에 배치될 수 있는 커버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버는 캡슐을 수용하도록 구성되는 원위 말단 개구를 포함한다. 또한, 커버는 기화 유닛의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있고, 배터리 조립체의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 커버는 캡슐 및 기화 유닛의 위로 연장하고, 배터리 조립체의 근위 단부와 접경한다. 대안적으로, 커버는 캡슐의 위로 연장될 수 있고, 기화 유닛의 근위 단부와 접경할 수 있다. 커버는 적어도 캡슐에 대해 상대적인 위치에 탈착식으로 고정될 수 있다. 커버는 캡슐에 대해 상대적인 위치에 유지되도록 캡슐, 기화 유닛, 또는 배터리 조립체에 탈착식으로 연결될 수 있다. 커버는 나사산 결합, 스냅 핏 결합, 억지 끼워 맞춤 결합, 자기 결합 등과 같은 임의의 적합한 방식으로 캡슐, 기화 유닛 또는 배터리 조립체에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 커버를 예를 들어 배터리 조립체에 고정시키는 것은 캡슐 및 기화 유닛을 시스템 내의 제 자리에 고정시키는 역할을 할 수 있다.
커버는 캡슐과 기화 유닛의 적절한 정렬 또는 안착을 보장할 수 있고, 기화 유닛과 배터리 조립체의 적절한 정렬 및 적절한 안착을 보장할 수 있다. 커버는, 커버가 캡슐에 대해 상대적으로 제 자리에 고정될 때, 캡슐의 외부 표면과 맞물리도록 구성된 내부 표면을 정의할 수 있다. 예를 들어, 커버는 캡슐 외부 표면 상의 상보적인 형상부, 예컨대 오목부 또는 멈춤쇠 등과 상호 작용하는 멈춤쇠 또는 오목부와 같은 길이 방향 형상부를 갖는 측벽을 포함할 수 있다. 내부 표면 형상부는 기화 유닛의 외부 표면 형상부와 상호 작용할 수 있으므로, 캡슐과 기화 유닛의 적절한 배향을 보장할 수 있다. 일부 실시예에서, 캡슐은 근위 단부에서 캡슐과 접촉하여 캡슐을 기화 유닛에 대해 상대적인 위치에 밀어 넣을 수 있고, 선택적으로 기화 유닛을 배터리 조립체에 대해 상대적인 위치에 밀어 넣을 수 있는 내부 숄더부(inner shoulder)를 형성할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스프링과 같은 편향 요소가 커버 내에 배치될 수 있다. 편향 요소는 근위 단부에서 캡슐과 접촉하여 캡슐을 기화 유닛에 대해 상대적인 위치에 밀어 넣을 수 있고, 선택적으로 기화 유닛을 배터리 조립체에 대해 상대적인 위치에 밀어 넣을 수 있다.
커버가, 예를 들어, 배터리 조립체 또는 기화 유닛의 공기 유입구 위로 연장되는 경우, 커버의 측벽은 공기를 배터리 조립체의 유입구 또는 기화 유닛의 유입구로 진입시키는 하나 이상의 공기 유입구를 정의할 수 있다.
커버는 에어로졸 발생 시스템의 마우스 단부를 정의할 수 있다. 바람직하게는, 커버는 일반적으로 원통형이고, 마우스 단부를 향해 내측으로 테이퍼진다. 커버는 바람직하게는 단일 부분을 포함한다. 커버는 원위 부분과, 마우스피스의 역할을 할 수 있는 탈착식 연결 가능 근위 부분을 포함할 수 있다. 커버는, 에어로졸 발생 기재의 가열로부터 생성된 에어로졸이 장치를 빠져나가게 하는 마우스 단부 개구를 정의할 수 있다. 커버는 공기 함유 에어로졸이 아닌 공기가 장치의 마우스 단부를 빠져나가는 것을 방지하기 위한 시일(seal)을 포함할 수 있다.
커버는 바람직하게는 세장형 하우징을 포함한다. 커버는 실질적으로 강성일 수 있다. 하우징은 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 재료의 예는 금속, 합금, 플라스틱, 세라믹, 유리 또는 이들 재료 중 하나 이상을 포함하는 복합 재료, 또는 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르케톤(PEEK), 및 폴리에틸렌을 포함한다.
본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템은 모든 부분이 연결될 때 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 시스템은 약 50 mm 내지 약 200 mm의 길이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 시스템은 약 100 mm 내지 약 190 mm의 길이를 갖는다. 더 바람직하게는, 시스템은 약 140 mm 내지 약 170 mm의 길이를 갖는다.
본원에서 사용되는 모든 과학적 및 기술적 용어는 달리 특정되지 않는 한 당업계에서 공통적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본원에서 제공된 정의는 본원에서 빈번하게 사용되는 특정 용어의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an", 및 "the" )는 그 내용을 명확하게 달리 기술하지 않는 한, 복수의 대상물을 갖는 구현예를 포함하고 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "또는"은 그 내용을 명확하게 달리 기술하지 않는 한 일반적으로 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다. 용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 전부, 또는 열거된 요소들 중 임의의 2개 이상의 조합을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "갖다", "갖는", "포함하다", "포함하는", "이루어지다", "이루어지는" 등은 개방형의 의미로 사용되며, 일반적으로 "포함하지만, 이에 제한되지 않는" 것을 의미한다. "~로 본질적으로 이루어지는", "~로 이루어지는" 등은 "이루어지는" 등에 포함되는 것임이 이해될 것이다.
단어 "바람직한" 및 "바람직하게"는 특정한 상황 하에서 특정한 이득을 제공할 수 있는 본 발명의 구현예를 지칭한다. 그러나, 다른 구현예 또한 동일하거나 다른 상황 하에서 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 구현예의 설명은 다른 구현예가 유용하지 않음을 암시하는 것이 아니며, 청구항을 포함하는 본 개시 내용의 범위로부터 다른 구현예를 배제하도록 의도되지 않는다.
본 개시에 기재된 하나 이상의 양태를 도시하는 도면이 이제 참조될 것이다. 그러나, 도면에 도시되지 않은 다른 양태가 본 개시 내용의 범위 및 사상에 포함된다는 것이 이해될 것이다. 도면에서 사용되는 유사한 번호들은 유사한 구성요소들, 단계들 등을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면 내의 구성요소를 지칭하는 번호를 사용하는 것이 동일한 번호로 라벨링된 다른 도면 내의 구성요소를 한정하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다. 또한, 상이한 도면들에서 구성요소들을 지칭하는 상이한 번호를 사용하는 것은 상이한 번호의 구성요소가 다른 번호의 구성요소와 동일 또는 유사할 수 없음을 표시하고자 하는 것이 아니다.
도 1a~1c는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 실시예에 대한 단면도의 개략도들로서, 부분들이 분리된 경우(A), 일부는 연결되어 있고 일부는 분리된 경우(B), 및 모든 부분이 연결된 경우(C)의 개략도이다. 전자 구성 요소는 도시되어 있지 않다.
도 2a는 본 발명에 따른 캡슐의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 캡슐의 바닥 면의 개략적인 전면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 기화 유닛의 바닥 면의 개략적인 전면도이다.
도 4는 기화 유닛에 연결된 캡슐의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 5a~5b는 길이 방향으로 이동 가능한 배플을 갖는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6a~6b는 수축성 외장을 갖는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 7a~7b는 캡슐 및 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도로서, 캡슐과 기화 유닛이 분리된 경우(A) 및 연결된 경우(B)의 단면도이다.
도 8은 서로 연결된 캡슐과 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커버의 개략적인 단면도이다.
도 10은 커버를 배터리 조립체에 결합시키는 메커니즘의 실시예에 대한 개략도이다.
도 11은 두 개의 캡슐 및 캡슐이 연결될 수 있는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 12는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 측면도로서, 일부 내부 구성 요소를 점선으로 나타내고, 에어로졸 흐름은 실선 화살표로 나타낸다.
개략도는 반드시 축척을 따르지는 않으며, 제한이 아닌 예시의 목적으로 제시된다.
도 1a~1c는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 실시예에 대한 단면도의 개략도들로서, 부분들이 분리된 경우(A), 일부는 연결되어 있고 일부는 분리된 경우(B), 및 모든 부분이 연결된 경우(C)의 개략도이다. 전자 구성 요소는 도시되어 있지 않다.
도 2a는 본 발명에 따른 캡슐의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 캡슐의 바닥 면의 개략적인 전면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 기화 유닛의 바닥 면의 개략적인 전면도이다.
도 4는 기화 유닛에 연결된 캡슐의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 5a~5b는 길이 방향으로 이동 가능한 배플을 갖는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6a~6b는 수축성 외장을 갖는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 7a~7b는 캡슐 및 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도로서, 캡슐과 기화 유닛이 분리된 경우(A) 및 연결된 경우(B)의 단면도이다.
도 8은 서로 연결된 캡슐과 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커버의 개략적인 단면도이다.
도 10은 커버를 배터리 조립체에 결합시키는 메커니즘의 실시예에 대한 개략도이다.
도 11은 두 개의 캡슐 및 캡슐이 연결될 수 있는 기화 유닛의 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 12는 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 측면도로서, 일부 내부 구성 요소를 점선으로 나타내고, 에어로졸 흐름은 실선 화살표로 나타낸다.
개략도는 반드시 축척을 따르지는 않으며, 제한이 아닌 예시의 목적으로 제시된다.
이제 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 에어로졸 발생 시스템(100)은 배터리 조립체(10), 기화 유닛(20), 캡슐(30), 및 커버(40)를 포함한다. 배터리 조립체(10)는 기화 유닛(20)에 탈착식으로 연결될 수 있다. 기화 유닛(20)은 캡슐(30)에 탈착식으로 연결될 수 있다. 커버(40)는 기화 유닛(20) 및 캡슐(30)의 위에 배치될 수 있다. 커버(40)는 기화 유닛(20) 및 캡슐(30)에 대해 상대적인 위치에 탈착식으로 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 커버는 배터리 조립체에 탈착식으로 연결될 수 있고, 커버가 배터리 조립체에 연결될 때, 커버는 기화 유닛 및 캡슐이 제 자리에 유지되는 것을 돕는다.
시스템은 원위 단부(102) 및 마우스 단부(101)를 갖는다. 배터리 조립체(10)는 공기 유입구(14) 및 상기 유입구와 연통하는 통로를 정의하는 하우징을 포함한다. 사용자가 마우스 단부(101) 상에서 흡인하면, 공기는 배터리 조립체(10)의 하우징 내의 공기 유입구(14) 및 통로를 통하고, 기화 유닛(20)의 통로를 통하고, 캡슐(30)의 통로를 통하고, 커버(40)의 통로를 통하여, 커버의 마우스 단부 개구(45) 밖으로 흡인된다.
도시된 구현예에서의 커버(40)는 에어로졸의 흐름을 위한 통로를 정의하는, 내측으로 연장되는 세장형 환형 요소(420)를 갖는다. 환형 요소(420)는 밀봉식으로 캡슐(20)과 맞물려, 캡슐(30)을 통하는 통로를 커버(40)를 통하는 통로와 연통하도록 배치시킨다.
이제 도 2a를 참조하면, 캡슐(30)은, 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조(300)를 정의하고 에어로졸의 흐름을 위한 통로(315)를 정의하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 캡슐은 저장조(300)와 연통하는 하나 이상의 포트(330)를 포함할 수 있고, 포트(330)의 개구를 가로질러 밀봉된 밀봉 요소(335)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 밀봉 요소(335)는 천공될 수 있다. 캡슐은 그의 원위 단부에서 제1 맞물림 단부(340)를 포함한다. 맞물림 단부(340)는 기화 유닛과 협조하기 위한 다수의 형상부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡슐(30)은, 기화 유닛의 상보성 형상부(도 2a에 미도시)에 의해 수용되도록 구성된 외측으로 테이퍼 면을 갖는, 길이 방향으로 연장되는 환형 부재(350)를 포함한다. 환형 부재(350)는 바람직하게는 약 3도 내지 약 4도의 각도로 테이퍼진다.
캡슐(30)은 포트(330)와 연통하는 개구를 가로질러 배치된 고유지 재료(320)의 층을 포함할 수 있다. 고유지 재료(320)는 저장조 내에 배치된다. 예시된 실시예에서, 고유지 재료(320)는 저장조의 바닥 내부 표면 상에 배치되어 있으며, 바닥 표면은 선(A-A)으로 표시되어 있다.
이제 도 2b를 참조하면, 도 2a의 캡슐의 제1 맞물림 단부(340)의 전면도가 도시된다. 제1 맞물림 단부(340)는 제1 맞물림 단부의 다양한 형상부를 지지하는 플레이트(311)를 포함한다. 플레이트(311)는 하우징의 측벽(예를 들어, 도 2a의 요소(310))을 갖는 단일 피스(piece)로부터 형성되거나, 하우징의 측벽에 연결된 하나 이상의 별도 피스로 형성될 수 있다. 플레이트(311)는 포트(330)가 주위에 배치되는 개구를 정의한다. 플레이트(311)는 에어로졸이 흐를 수 있는 통로(315)와 연통하는 개구를 정의한다. 개구는 길이 방향으로 연장된 환형 부재(350)에 의해 둘러 싸인다.
이제 도 3a를 참조하면, 기화 유닛(20)은 에어로졸이 흐를 수 있는 통로(215)를 정의하는 하우징(240)을 포함할 수 있다. 액체 전달 요소(210) 및 가열체(220)는 하우징(240) 내에 배치된다. 액체 전달 요소(210)는 전달 요소(210)에 의해 반송되는 액체 에어로졸 발생 기재를 가열하도록 구성된 가열체(220)와 접촉되어 에어로졸을 형성한다. 그런 다음, 에어로졸은 통로(215)를 통해 반송된다. 가열체(220)는, 배터리 조립체와의 전기적 연결을 위해 하우징(240)을 지나 원위로 연장되는 전극(232, 234)에 전기적으로 결합된다.
기화 유닛(20)은, 부분들의 적절한 정렬과 연결을 보장하기 위해 캡슐의 제1 맞물림 단부의 형상부와 상보성인 형상부를 포함하는 제2 맞물림 단부(245)를 갖는다. 예를 들어, 기화 유닛(20)은 캡슐(30)의 대응하는 환형 부재(예를 들어, 도 2a에 도시된 캡슐(30)의 요소(350))를 수용하도록 구성된, 테이퍼진 내부 면을 갖는 환형 부재(250)를 포함한다. 기화 유닛(20)은 또한, 액체 전달 요소의 돌출부(218)가 이를 통해 연장되는, 길이 방향으로 연장되는 환형 부재(260)를 포함한다. 환형 부재(260)는 캡슐의 제1 맞물림 단부의 대응되는 형상부(예컨대, 도 2a에 도시된 포트(330))와 협력할 수 있다. 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 가열체(220)와 접촉된 액체 전달 요소(210)의 일부와 연통한다.
이제 도 3b를 참조하면, 도 3a의 기화 유닛의 제2 맞물림 단부의 전면도가 도시된다. 제2 맞물림 단부는 제2 맞물림 단부의 다양한 형상부를 지지하는 플레이트(241)를 포함한다. 플레이트(241)는 기화 유닛(20)의 하우징의 일부를 형성한다(예를 들어, 도 3a의 요소(240)). 플레이트(241)는 환형 요소(260)가 주위에 배치되는 개구를 정의한다. 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 환형 요소(260)를 통해 연장된다. 플레이트(241)는 공기 또는 에어로졸이 흐를 수 있는 통로(215)와 연통하는 개구를 정의한다. 개구는 길이 방향으로 연장된 환형 부재(250)에 의해 둘러 싸인다. 가열체(220) 및 액체 전달 요소(210)는 통로(215)를 통해 흐름 경로 내에 배치된다.
이제 도 4를 참조하면, 연결된 캡슐(30)과 기화 유닛(20)의 실시예가 도시된다. 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 캡슐의 포트를 통해 저장조(300)의 바닥 내부면(선 A-A로 표시됨)을 지나, 저장조(300) 내의 고유지 재료(320)의 층 내로 연장된다(고유지 재료의 층을 통과하지는 않음). 저장조(300)에는, 고유지 재료(320)의 층을 적시는 자유 유동 액체 에어로졸 발생 기재(360)가 담긴다. 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 가열체(220)와 접촉된 액체 전달 요소의 일부(210)까지 액체 기재(360)를 반송한다. 가열체(220)는 전달 요소(210)에 의해 운반된 기재를 가열하여 에어로졸을 생성하며, 이는 통로(215, 315)를 통하는 공기에 의해 반송될 수 있다.
이제 도 5a~5b를 참조하면, 기화 유닛(20)은 액체 전달 요소의 예를 들어 돌출부(218)를 보호하도록 구성된 배플(50)을 포함할 수 있다. 배플(50)은 연장되고(도 5a) 수축될 수 있다(도 5b). 바람직하게는, 배플(50)은 (개략적으로 도시된) 스프링 요소(900)에 의해 연장 위치를 향해 편향되며, 캡슐의 제1 맞물림 단부를 기화 유닛의 제2 맞물림 단부를 향해 이동시키도록 힘을 가하면 배플(50)이 수축된다. 배플(50)은 기화 유닛(20)의 맞물림 단부의 형상부와 정렬된 개구(501, 502, 503)를 포함한다. 예를 들어, 개구(502 및 503)는 환형 부재의 끝 부분(260)과 정렬되고, 개구(501)는 환형 부재의 중앙 부분(250)과 정렬된다. 배플이 수축되면, 유닛의 맞물림 단부의 형상부와 돌출 요소(218)는 배플의 개구(501, 502, 503)를 통해 연장된다. 배플(50)은, 배플(50)이 연장되고 수축되는 동안 기화 유닛의 하우징과 협력하여 배플(50)의 개구(501, 502, 503)와 유닛의 맞물림 단부의 형상부와의 정렬을 유지시키는 환형 부재(60)와 결합되거나, 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 환형 부재(60)의 원위 부분은 기화 유닛(20)의 하우징 상의 멈춤쇠(290)와 협력할 수 있다.
이제 도 6a~6b를 참조하면, 기화 유닛은 기화 유닛이 캡슐에 연결되어 있지 않을 때 액체 전달 요소의 돌출부(218)를 보호할 수 있는 수축성 외장(600)을 포함할 수 있다. 외장(600)은 스프링(610) 및 스프링(610)에 부착된 재료(620)와 같은 편향 요소를 포함한다. 스프링(610)은 재료(620)를 연장 위치로 편향시킨다(도 6a). 캡슐의 제1 맞물림 단부가 기화 유닛의 제2 맞물림 단부를 향해 이동되도록 힘을 가하면 스프링(610) 및 재료(620)가 수축된다(도 6b).
이제 도 7a~7b를 참조하면, 캡슐(30)은 기화 유닛(20)이 캡슐(30)에 연결되어 있지 않을 때(도 7a) 에어로졸 발생 기재(미도시)가 저장조로부터 포트(330)를 통해 흐르는 것을 방지하고, 기화 유닛(20)이 캡슐(30)에 연결될 때(도 7b) 흐름을 허용하도록 구성된 밸브(380)를 포함할 수 있다. 밸브(380)는 포트(330) 내의 시일(385) 내에 밀봉될 수 있다. 밸브(380)는 저장조로부터 밸브를 통해 유체가 흐르는 것을 방지하도록 폐쇄 위치에 편향된 제2(318) 및 제2(382) 탄성 폐쇄 부재를 포함한다. 예시된 탄성 폐쇄 부재(381, 382)는 밸브를 폐쇄하기 위해 타 부재의 평평한 부분과 맞물리는 평평한 부분을 각각 포함한다. 기화 유닛(20)이 캡슐(30)에 연결되면, 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 포트(330) 위에 배치된 커버(335)를 천공하고 저장조의 내부 표면(선 A-A로 표시됨)을 지나 연장된다. 액체 전달 요소의 돌출부(218)는 포트(330)를 가로질러 배치된 밀봉 부재(335)를 천공하고 밸브(380) 내에 삽입하여 탄성 폐쇄 부재(381, 382)를 편향된 폐쇄 위치로부터 편향시킴으로써 밸브(380)을 개방시키고 액체 전달 요소의 돌출부(218)를 저장조와 유체 연통시킨다. 예시된 밸브(380)는 액체 전달 요소의 돌출부(218)가 밸브(380)에 삽입되어 있지 않을 때 폐쇄되는 덕빌 밸브이다. 그러나, 임의의 적절한 밸브가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 밸브는 기계적으로 작동되며, 기화 유닛(20)과 캡슐(30)이 연결될 때 개방되도록 구성되고, 기화 유닛과 캡슐이 연결되어 있지 않을 때 폐쇄되도록 구성된다.
이제 도 8을 참조하면, 서로 연결된 캡슐(30)과 기화 유닛(20)의 실시예가 도시된다. 캡슐(30)과 기화 유닛(20)은 액체 전달 요소(218) 둘레에 보호 외장(600)이 배치된 것을 제외하고는 도 7a~7b에 예시된 것들과 유사하다. 외장(600)은 근위 개구(612)를 정의하는 측벽(610)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 외장(600)의 측벽(612)은 탄성 부재(381, 382)와 접촉하여 밸브(380)를 개방시킨다. 액체 에어로졸 발생 기재는 저장조로부터 액체 전달 요소(218)까지 개구(612)를 통해 흐를 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 커버(40)의 실시예가 도시된다. 스프링(49)은 커버 내에 배치되고, 커버(40)가 배터리 조립체에 연결될 때 캡슐과 기화 유닛에 압력을 가하는 것을 도울 수 있다. 예시된 커버(40) 또한 커버(40)를 배터리 조립체에 연결시키기 위한 연결 요소(47)를 포함한다.
이제 도 10을 참조하면, 배터리 조립체(10)와 커버(40) 사이의 연결 메커니즘의 실시예가 도시된다. 연결 메커니즘은 퀵 릴리스형(quick release-type) 연결 메커니즘일 수 있다. 예를 들어, 배터리 조립체(10) 하우징의 근위부(120)는 커버(40)의 원위부에 삽입되도록 테이퍼질 수 있는데, 상기 원위부는 배터리 조립체에 연결된 것으로 도시된 기화 유닛(20) 및 캡슐(30)의 위에 배치되도록 또한 구성된다. 배터리 조립체의 하우징은 연결 요소(47)의 맞물림 부재(420)와 협력하기 위한 오목부(110)를 포함한다. 배터리 조립체의 하우징은 커버가 배터리 조립체와 연결될 때 연결 요소(47)의 원위부가 접경할 수 있는 테두리(130)를 또한 포함한다. 연결 요소(47)는, 커버와 배터리 조립체가 분리되도록 수축될 수 있는 슬라이드식 환형 부재(430)를 포함한다. 슬라이드식 환형 부재(430)는 커버의 하우징과 협력하는 스프링(410)에 의해 수축된 위치에 편향된다. 도 9에 도시된 퀵 릴리스형 커넥터는 단지 예시를 위해 도시되었으며, 배터리 조립체를 커버에 연결시키는 데는 임의의 적절한 커넥터가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이제 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은 기화 유닛(20)에 탈착식으로 결합될 수 있는 둘 이상의 캡슐(300a, 300b)을 포함할 수 있다. 예시된 구현예에서, 기화 유닛(20)은 에어로졸이 흐를 수 있는 통로(295)를 형성하는, 길이 방향으로 연장되는 환형 부재(290)를 포함한다. 환형 부재(290)는 기화 유닛과의 연결을 위해 적절히 정렬되도록 캡슐(300a, 300b)을 안내하는 역할도 할 수도 있다. 캡슐(300a, 300b)은 동일하거나 상이한 액체를 함유할 수 있다.
이제 도12를 참조하면, 본 발명의 에어로졸 발생 시스템(100)은 배터리 조립체(10), 배터리 조립체(10)에 탈착식으로 결합될 수 있는 기화 유닛(20), 기화 유닛(20)에 탈착식으로 결합될 수 있는 캡슐(30) 및 기화 유닛(20)과 캡슐(30)의 위에 탈착식으로 결합될 수 있는 커버(40)를 포함한다.
배터리 조립체(10)는 전원(110) 및 전자 회로(120)가 배치되는 하우징(130)을 포함한다. 전자 회로(120)는 전원(110)에 전기적으로 결합된다. 기화 유닛(20)은 액체 전달 요소(210) 및 가열체(220)를 포함한다. 액체 전달 요소(210)는 가열 요소(220)와 열 연결 상태에 있다. 기화 유닛(20)이 배터리 조립체(10)에 연결될 때, 가열체(220)는 회로(120) 및 전원(110)에 전기적으로 결합된다. 기화 유닛(20)이 캡슐(30)에 연결될 때, 액체 전달 요소(210)는 에어로졸 발생 기재를 담기에 적합한 저장조(300)와 유체 결합된다. 사용자가 커버(40)에 의해 정의된 시스템의 마우스 단부(101) 상에서 흡인하면, 공기가 배터리 조립체의 하우징 내의 유입구(14)로 진입할 수 있고, 배터리 조립체(10) 내의 통로를 통하고, 에어로졸이 공기에 비말 동반될 수 있는 기화 유닛(20) 내의 (도 3a에 예시된 통로(215)와 같은) 통로를 통하고, 캡슐(30) 내의 (도 2a에 예시된 통로(315)와 같은) 통로를 통하고, 커버 내의 통로를 통하고, 마우스 단부 개구를 통해 흐를 수 있다.
따라서, 별도의 캡슐 및 기화 유닛을 갖는 에어로졸 발생 시스템을 위한 방법, 시스템, 장치, 조립체 및 물품이 기술된다. 본 발명의 다양한 수정 및 변형은 본 발명의 범위 및 사상에서 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 특정 바람직한 구현예와 관련하여 설명되었지만, 청구범위에 기술된 발명은 이와 같은 특정 구현예에 부당하게 한정되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 실제로, 기계 분야, 전기 분야 및 에어로졸 발생 물품 제조 또는 관련 분야의 숙련자에게 명백한, 본 발명을 수행하기 위하여 설명된 모드들의 다양한 수정이 이하의 청구범위의 범위 이내에 있는 것으로 의도되어 있다.
Claims (14)
- 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 캡슐 및 상기 액체 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 기화 유닛을 포함하되, 상기 기화 유닛은 상기 캡슐에 탈착식으로 결합될 수 있는 것인 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 캡슐로서,
상기 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조,
상기 저장조와 유체 연통하는 개구, 및
상기 저장조로부터 상기 액체 에어로졸 발생 기재가 상기 개구를 통해 흐르는 것을 제어하도록 구성된 밸브를 포함하되, 상기 밸브는 폐쇄 위치를 향해 편향된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 포함하고,
상기 밸브는 기화 유닛의 세장형 요소를 수용함으로써 상기 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 상기 폐쇄 위치로부터 먼 방향으로 편향시키고, 상기 밸브를 개방시키도록 구성되는, 캡슐. - 제1항에 있어서, 상기 밸브는 제1 탄성 폐쇄 부재 및 제2 탄성 폐쇄 부재를 포함하되, 상기 제1 및 제2 탄성 폐쇄 부재는 상기 폐쇄 위치에서 서로 접촉하는, 캡슐.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 탄성 부재는 평평한 부분을 포함하고 상기 제2 탄성 부재는 평평한 부분을 포함하며, 상기 제1 및 제2 탄성 부재의 상기 평평한 부분은 상기 폐쇄 위치에서 서로 접촉하는, 캡슐.
- 제3항에 있어서, 상기 밸브는 덕빌 밸브(duckbill valve)를 포함하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 상기 개구를 정의하고, 상기 밸브는 상기 포트 내에 안착되는, 캡슐.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포트는 원위부 개구를 정의하고 상기 원위부 개구를 가로질러 배치된 밀봉 요소를 포함하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐의 상기 저장조는 자유 유동 액체로 완전히 채워지도록 구성되는, 캡슐.
- 제7항에 있어서, 상기 저장조 내에 배치된 상기 자유 유동 액체를 더 포함하는, 캡슐.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 캡슐을 포함하되, 상기 캡슐은 액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조 및 상기 액체 에어로졸 발생 기재를 가열하기 위한 기화 유닛을 포함하고, 상기 기화 유닛은 상기 캡슐에 탈착식으로 결합될 수 있는 것인 에어로졸 발생 시스템에 사용하기 위한 기화 유닛으로서,
하우징,
상기 하우징 내에 배치된 액체 전달 요소, 및
상기 하우징 내에 배치되고 상기 액체 전달 요소 내의 액체를 가열하도록 구성된 가열체를 포함하되,
상기 기화 유닛은, 캡슐의 밸브와 맞물려 상기 액체 전달 요소와 상기 캡슐의 상기 저장조 간의 유체 연결을 형성하기 위해 상기 유닛의 근위 단부로부터 연장되는 세장형 요소를 포함하는, 기화 유닛. - 제9항에 있어서, 상기 액체 전달 요소의 일부는 상기 하우징의 근위 단부를 지나 연장되고 상기 기화 유닛과 캡슐이 연결될 때 캡슐의 밸브 내로 연장되도록 구성되는, 기화 유닛.
- 제10항에 있어서, 상기 기화 유닛의 상기 근위 단부로부터 연장되는 상기 세장형 요소는 상기 하우징의 상기 근위 단부를 지나 연장되는 상기 액체 전달 요소의 상기 일부의 둘레에 배치된 외장(sheath)을 포함하는, 기화 유닛.
- 에어로졸 발생 시스템으로서:
액체 에어로졸 발생 기재를 담기 위한 저장조, 상기 저장조와 유체 연통하는 개구, 및 상기 저장조로부터 상기 액체 에어로졸 발생 기재가 상기 개구를 통해 흐르는 것을 제어하도록 구성된 밸브를 포함하되, 상기 밸브는 폐쇄 위치를 향해 편향된 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 포함하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 캡슐; 및
상기 캡슐에 탈착식으로 연결될 수 있고, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 액체 전달 요소, 및 상기 하우징 내에 배치되고 상기 액체 전달 요소를 가열하도록 구성된 가열체를 포함하는, 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기화 유닛을 포함하되,
상기 기화 유닛은 상기 유닛의 근위 단부로부터 연장되는 세장형 요소를 포함하고,
상기 세장형 요소는 상기 밸브에 수용되어 상기 하나 이상의 탄성 폐쇄 부재를 상기 폐쇄 위치로부터 먼 방향으로 편향시키고, 상기 캡슐의 원위 단부가 상기 기화 유닛의 상기 근위 단부를 향해 이동함에 따라 상기 밸브를 개방시키도록 구성되며,
상기 액체 전달 요소는 상기 밸브가 개방되어 있을 때 상기 개구를 통해 상기 저장조와 유체 연결 상태로 배치되는, 시스템. - 제12항에 있어서, 상기 캡슐은 상기 개구를 정의하는 포트를 포함하되, 상기 밸브는 상기 포트 내에 안착되고, 상기 포트는 원위 포트 개구를 정의하고 상기 원위 포트 개구를 가로질러 배치된 밀봉 요소를 포함하며, 상기 기화 유닛의 상기 근위 단부로부터 연장되는 상기 세장형 요소는 상기 캡슐의 상기 원위 단부가 상기 기화 유닛의 상기 근위 단부를 향해 이동함에 따라 상기 밀봉 요소를 천공하도록 구성되는, 시스템.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 캡슐 및 상기 기화기 유닛의 위에 배치될 수 있는 커버를 더 포함하는 시스템.
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