KR20190036532A - 에어로졸 전달 장치에서의 기체 검출 기법 - Google Patents

에어로졸 전달 장치에서의 기체 검출 기법 Download PDF

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KR20190036532A
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라제쉬 수르
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레이 스트라티직 홀딩스, 인크.
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Abstract

제어 보디는, 가열 요소를 구비하며 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 카트리지와 결합되거나 또는 결합 가능하고, 제어 보디 및 카트리지는 에어로졸 전달 장치를 형성한다. 제어 보디는 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하기 위해 가열 요소를 제어하는 제어 부품을 포함한다. 제어 보디는 또한, 제어 보디의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기를 포함하고, 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 존재에 응답하여 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성된다.

Description

에어로졸 전달 장치에서의 기체 검출 기법
본 개시는 흡연 물품과 같은 에어로졸 전달 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 에어로졸의 생성을 위해 전기적으로 발생된 열을 이용할 수 있는 에어로졸 전달 장치(예컨대, 흔히 전자 담배라고도 하는 흡연 물품)에 관한 것이다. 흡연 물품은, 담배로 제조되거나 담배로부터 얻을 수 있는 재료를 포함하거나 아니면 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수 있으며, 이 전구체는 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성할 수 있다.
사용을 위해 담배 연소를 요구하는 흡연 제품의 개량으로서, 또는 그에 대한 대안으로서 다년간에 걸쳐 많은 흡연 장치들이 제안되어 왔다. 이들 장치의 대다수는, 알려진 대로, 담배의 연소에 기인하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 느낌을 제공하도록 설계되었다. 이를 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열시키기 위해 전기 에너지를 이용하거나, 담배를 상당한 정도로 연소하지 않으면서 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 느낌을 제공하려는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 포함되는 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호 및 Collett 등의 미국 특허 제8,881,737호에서 설명된 배경기술에 제시되어 있는 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치, 및 발열 소스를 참조하라. 또한, 예를 들어, 본 명세서에 참조로 포함되는 Bless 등의 미국 특허 공개 제2015/0216232호에서 상표명 및 상용 소스로 참조되는 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전기-급전식 발열 소스도 참조하라. 부가적으로, 다양한 유형의 전기 급전식 에어로졸 및 증기 전달 장치는 또한, Sears 등의 미국 특허 공개 제2014/0096781호 및 Minskoff 등의 미국 특허 공개 제2014/0283859호 뿐만 아니라, 2014년 5월 20일자로 출원된 Sears 등의 미국 특허 출원 제14/282,768호; 2014는 5월 23일자로 출원된 Brinkley 등의 미국 특허 출원 제14/286,552호; 2014년 7월 10일자로 출원된 Ampolini 등의 미국 특허 출원 제14/327,776호; 및 2014년 8월 21일자로 출원된 Worm 등의 미국 특허 출원 제14/465,167호에 제안되어 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참조로 포함된다.
에어로졸 전달 장치의 환경 내의 기체를 검출하는 기능을 에어로졸 전달 장치에 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시는 에어로졸 전달 장치, 이러한 장치를 형성하는 방법, 및 이러한 장치의 요소와 관련된다. 본 개시는 하기의 예시적인 구현예들을 제한 없이 포함한다.
예시적인 구현예 1: 에어로졸 전달 장치를 형성하기 위해 카트리지와 결합되는 또는 결합 가능한 제어 보디로서, 카트리지는 가열 요소를 구비하며 에어로졸 전구체 조성물을 포함하고, 제어 보디는, 하우징; 및 하우징 내부에, 제어 보디가 카트리지와 결합되는 활성 모드에서 동작하도록 구성되는 제어 부품― 활성 모드에서의 제어 부품은 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하기 위해 가열 요소를 제어하도록 구성됨 ―; 및 제어 보디의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기를 포함하고, 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 존재에 응답하여 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성된다.
예시적인 구현예 2: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체 감지기는 광이온화 검출기(PID) 또는 비-분산형 적외선(NDIR) 감지기이거나, 또는 이를 포함한다.
예시적인 구현예 3: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 사용자-인지 가능 피드백을 제공하기 위해 지시기를 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 4: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 에어로졸 전달 장치의 잠긴 상태를 변경하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 5: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기는 해당 환경에서의 기체의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도가 소정의 임계 농도보다 높을 경우 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 6: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체 감지기는 검출된 기체의 존재에 응답하여 이온 전류를 출력하도록 구성되는 광이온화 검출기(PID)이거나, 또는 이를 포함하고, 제어 보디는 PID와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되어 이온 전류를 증폭하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기를 더 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 트랜스임피던스 증폭기에 의해 증폭된 이온 전류를 수신하여 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 제어 부품을 포함한다.
예시적인 구현예 7: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기는 제어 보디의 환경에서의 한 부류의 기체 내의 기체들의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 8: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체의 농도에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 한 부류의 기체 내의 적어도 2가지 유형의 기체를 식별하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 9: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 기체 감지기는 기체의 농도에 응답하여 그에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되고, 제어 보디는, 기체 감지기와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되고, 신호를 수신하며 한 부류의 기체 내의 특정 기체의 농도에 대응하는 신호의 부분만을 통과시키도록 구성되는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 밴드 패스 필터에 의해 통과된 신호의 부분을 수신 및 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 제어 부품을 포함한다.
예시적인 구현예 10: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 제어 보디로서, 검출된 기체의 존재와 관련된 정보를 외부 장치에 송신하도록 구성되는 통신 인터페이스를 더 포함한다.
예시적인 구현예 11: 제어 부품을 구비한 제어 보디와 결합되는 또는 결합 가능한 카트리지로서, 제어 보디는 에어로졸 전달 장치를 형성하기 위해 카트리지와 결합되거나 또는 결합 가능하며, 카트리지는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성되는 저장조를 규정하는 하우징; 카트리지가 제어 보디와 결합되는 활성 모드에서 동작하도록 구성되는 가열 요소― 활성 모드에서의 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하기 위해 제어 부품에 의해 제어 가능함 ―; 및 제어 보디의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기를 포함하고, 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 존재에 응답하여 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성된다.
예시적인 구현예 12: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체 감지기는 광이온화 검출기(PID) 또는 비-분산형 적외선(NDIR) 감지기이거나, 또는 이를 포함한다.
예시적인 구현예 13: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 사용자-인지 가능 피드백을 제공하기 위해 지시기를 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 14: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 에어로졸 전달 장치의 잠긴 상태를 변경하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 15: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기는 해당 환경에서의 기체의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도가 소정의 임계 농도보다 높을 경우 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 16: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체 감지기는 검출된 기체의 존재에 응답하여 이온 전류를 출력하도록 구성되는 광이온화 검출기(PID)이거나, 또는 이를 포함하고, 카트리지는 PID와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되어 이온 전류를 증폭하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기를 더 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 트랜스임피던스 증폭기에 의해 증폭된 이온 전류를 수신하여 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 제어 부품을 포함한다.
예시적인 구현예 17: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기는 카트리지의 환경에서의 한 부류의 기체 내의 기체들의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 18: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체의 농도에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 한 부류의 기체 내의 적어도 2가지 유형의 기체를 식별하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 19: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 기체 감지기는 기체의 농도에 응답하여 그에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되고, 카트리지는, 기체 감지기와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되고, 신호를 수신하며 한 부류의 기체 내의 특정 기체의 농도에 대응하는 신호의 부분만을 통과시키도록 구성되는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 밴드 패스 필터에 의해 통과된 신호의 부분을 수신 및 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 제어 부품을 포함한다.
예시적인 구현예 20: 임의의 선행하는 또는 임의의 후속하는 예시적인 구현예, 또는 그 임의의 조합의 카트리지로서, 제어 보디는 제어 부품에 동작 가능하게 결합되며 검출된 기체의 존재와 관련된 정보를 외부 장치에 송신하도록 구성되는 통신 인터페이스를 포함한다.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점은, 아래에서 간략하게 설명되는 첨부 도면과 함께 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 숙독하는 것으로부터 분명해질 것이다. 본 개시는, 본 개시에 제시된 임의의 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 조합을 포함하는데, 이는 이러한 특징 또는 요소가 본 명세서에서 설명되는 특정한 예시적인 구현예에서 명시적으로 조합, 내지는 인용되는지의 여부와는 관계없다. 본 개시는 총체적으로 숙독되도록 의도되며 따라서 본 개시의 임의의 개별 특징 또는 요소는, 본 개시의 문맥이 달리 명확하게 구술하지 않는 한, 그 양태들 및 예시적인 구현예들 중 어느 것에서 조합 가능한 것으로 간주되어야 한다.
따라서, 이 발명의 내용은 본 개시의 일부 양태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 구현예를 요약할 목적으로만 제공된다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 전술한 예시적인 구현예들은 단지 실시예일 뿐이며 본 개시의 범위 또는 정신를 어떤 식으로든 좁히는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해할 것이다. 다른 예시적인 구현예, 양태 및 장점은, 실시예로서 몇몇 설명된 예시적인 구현예의 원리를 예시하는 첨부 도면과 관련하여 취해지는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 분명해질 것이다.
따라서, 전술한 일반적인 용어로 본 개시를 설명했지만, 이제, 반드시 실척으로 그려진 것은 아닌 첨부 도면을 참조한다:
도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 제어 보디에 결합되는 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 측면도를 예시하고;
도 2는 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 부분 절개도이고;
도 3 및 도 4는 다양한 예시적인 구현예에 따른 기체 감지기를 예시한다.
본 개시는 이제 그 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 보다 충실하게 설명될 것이다. 이들 예시적인 구현예는, 본 개시가 철저하고 완전해지며, 또한 본 개시의 범위를 당업자에게 충실히 전달하도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 제시된 구현예들에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 구현예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태(부정 관사("a", "an"), 정관사("the") 등)는 문맥상 달리 명확하게 구술되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.
후술하듯이, 본 개시의 예시적인 구현예는 에어로졸 전달 시스템에 관련된다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 시스템은 재료를 가열하여(바람직하게는 재료의 임의의 상당한 정도의 연소 없이) 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 전기 에너지를 사용하며; 이러한 시스템의 부품은 핸드헬드 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트한 것이 가장 바람직한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 시스템의 부품의 사용은 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에 기인한다는 의미에서 연기의 생성을 초래하는 것이 아니라, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 그 안에 포함된 특정 성분의 휘발 또는 기화에 기인하는 증기의 생성을 초래한다. 바람직한 구현예에서, 에어로졸 전달 시스템의 부품은 전자 담배로 특정될 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게는 담배 및/또는 담배에서 얻어지는 성분을 포함하며, 따라서 에어로졸 형태의 담배 파생 성분을 전달한다.
특정한 바람직한 에어로졸 전달 시스템의 에어로졸 생성 피스는 담배를 불붙여서 태움(및 그로 인한 담배 연기 흡입)에 의해 채용되는, 궐련, 여송연, 또는 파이프를 그 임의의 성분을 임의의 상당한 정도로 연소하지 않고도 다양한 피우는 느낌(예컨대, 호흡 행위, 풍미나 향미의 형태, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 신호 등)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 생성 피스의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 사용하는 것과 매우 흡사하게 해당 피스를 쥐고 사용할 수 있으며, 해당 피스에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 해당 피스의 일 단부를 흡인할 수 있고, 선택된 시간 간격으로 여러 모금(puff)을 피우는 등을 행할 수 있다.
또한, 본 개시의 에어로졸 전달 시스템은 증기-생성 물품 또는 약물 전달 물품인 것으로 특정될 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예컨대, 향미료 및/또는 약학적 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 간명함을 위해, 본 명세서에 사용되는 용어 "에어로졸"은 가시적인지의 여부에 관계없이 또한 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부에 관계없이, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하는 것으로 여겨진다.
본 개시의 에어로졸 전달 시스템은 일반적으로, 하우징으로 지칭될 수 있는 외부 보디 또는 셸 내에 제공되는 다수의 부품을 포함한다. 외부 보디 또는 셸의 전체 설계는 변경될 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기와 형상을 규정할 수 있는 외부 보디의 포맷 또는 구성은 변경될 수 있다. 통상적으로, 궐련 또는 여송연의 형상을 닮은 세장형 보디는 단일의 일체형 하우징으로 형성될 수 있거나, 세장형 하우징은 두 개 이상의 개별 보디로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 튜브형 형상이고 따라서 종래의 궐련 또는 여송연의 형상과 유사할 수 있는 세장형 셸 또는 보디를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 전달 장치의 부품 전체는 하나의 하우징 내에 수용된다. 대안적으로, 에어로졸 전달 장치는 결합 및 분리 가능한 두 개 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는, 일 단부에는 하나 이상의 재사용 가능한 부품(예컨대, 충전식 배터리 및 슈퍼커패시터와 같은 축전지, 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자기기)을 수용하는 하우징을 포함하는 제어 보디를 구비할 수 있고, 타 단부에는 상기 제어 보디에 착탈 가능하게 결합되는, 일회용 부분(예컨대, 일회용 향미료-함유 카트리지)을 수용하는 외부 보디 또는 셸을 구비할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 시스템은, 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예컨대, 전원으로부터 물품의 다른 부품, 예컨대 개별적으로 또는 마이크로컨트롤러의 일부로서의 마이크로프로세서로의 전류 흐름을 제어하는 등에 의해 발열을 위한 전력을 조작, 제어, 조절 및 중지하기 위한 수단), 히터 또는 발열 부재(예컨대, 단독으로 또는 하나 이상의 추가 요소와 조합하여 "분무기"로 통칭될 수 있는 전기 저항 가열 요소 또는 기타 부품), 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같은, 통상 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치를 흡인할 수 있게 하기 위한 입 쪽 단부(mouthend) 영역 또는 선단(예컨대, 흡인시에, 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통해서 규정되는 공기유동 경로)의 일부 조합을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
본 개시의 에어로졸 전달 시스템 내의 부품들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이하에 제공되는 추가적인 개시를 감안할 때 명백해질 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 전달 시스템 부품들의 선택 및 배열은 본 개시의 배경기술 섹션에서 거론된 대표 제품과 같은 시중에서 입수 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 있어서, 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성되는 저장조를 포함할 수 있다. 저장조는 특히, 다공성 재료(예컨대, 섬유질 재료)로 형성될 수 있고, 그에 따라 다공성 기재(예컨대, 섬유질 기재)로 지칭될 수 있다.
에어로졸 전달 장치에서 저장조로서 유용한 섬유질 기재는 복수의 섬유 또는 필라멘트로 형성되는 직포 또는 부직포 재료일 수 있으며, 천연 섬유 및 합성 섬유 중 하나 또는 둘 모두로 형성될 수 있다. 예를 들어, 섬유질 기재는 섬유유리 재료를 포함할 수 있으며, 셀룰로오스 아세테이트 재료, 카본 재료, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재료, 레이온 재료, 또는 유기 면 재료가 사용될 수 있다. 저장조는 실질적으로 콘테이너의 형태일 수 있고, 그 안에 포함되는 섬유질 재료를 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 예시적인 구현예들에 따라, 제어 보디(102) 및 카트리지(104)를 포함하는 에어로졸 전달 장치(100)의 측면도를 예시한다. 특히, 도 1은 서로 결합되는 제어 보디 및 카트리지를 예시한다. 제어 보디 및 카트리지는 기능적인 관계로 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 나사식 결합, 프레스 끼워맞춤 결합, 억지 끼워맞춤, 자기 결합 등을 초래하는 다양한 메커니즘으로 카트리지를 제어 보디에 연결할 수 있다. 에어로졸 전달 장치는, 일부 예시적인 구현예에 있어서, 카트리지와 제어 본체가 조립된 구성으로 될 때, 실질적으로 막대(rod)-형, 실질적으로 튜브 형상, 또는 실질적으로 원통 형상일 수 있다. 또한, 에어로졸 전달 장치는 플랫 배터리를 포함하는 전원과 같은 실질적으로 플랫 또는 박막 전원 또는 슈퍼커패시터와의 호환성을 향상시키는 데 적합할 수 있는 실질적으로 직삭각형 또는 장능형 단면으로 될 수 있다. 카트리지 및 제어 보디는 다수의 상이한 재료들 중 어느 하나로 형성될 수 있는 별개의 각각의 하우징 또는 외부 보디를 포함할 수 있다. 하우징은 임의의 적절한, 구조적으로 견고한 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 하우징은 스테인리스 스틸, 알루미늄 등과 같은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 다른 적절한 재료는 다양한 플라스틱(예컨대, 폴리카보네이트), 금속-도금한 플라스틱, 세라믹 등을 포함한다.
일부 예시적인 구현예에 있어서, 에어로졸 전달 장치(100)의 제어 보디(102) 또는 카트리지(104) 중 하나 또는 둘 모두는 일회용으로서 또는 재사용 가능한 것으로서 인용될 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 교체식 배터리, 충전식 배터리(예컨대, 충전식 박막 고체 상태 배터리) 또는 충전식 슈퍼커패시터를 가질 수 있고, 따라서, 전형적인 벽면 콘센트에의 연결, 자동차 충전기(즉, 담배 라이터 리셉터클)에의 연결, USB(universal serial bus) 케이블 또는 커넥터(예컨대, 2.0, 3.0 또는 C 타입 USB 케이블 또는 커넥터)와 같은 것을 통한 컴퓨터에의 연결, 광전지(때때로, 태양 전지라고도 함) 또는 태양 전지의 태양 전지판에의 연결, RF(Radio Frequency)에의 무선 연결, 유도 기반의 충전 패드에의 무선 연결, 또는 RF-DC 변환기에의 연결을 포함하여, 임의의 유형의 충전 기술과 조합될 수 있다. 또한, 일부 예시적인 구현예에 있어서, 카트리지는, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Chang 등에 의한 미국 특허 제8,910,639호에 개시된 바와 같은, 일회용 카트리지를 포함할 수 있다.
도 2는 일부 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 보다 구체적으로 예시한다. 거기에 예시된 절개도에서 알 수 있듯이, 또한, 에어로졸 전달 장치는 제어 보디(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있고, 이들 각각은 다수의 각각의 부품을 포함한다. 도 2에 예시되는 부품들은 제어 보디 및 카트리지에 존재할 수 있는 부품들을 나타내며, 본 개시에 의해 포함되는 부품들의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제어 보디는 제어 부품(208)(예컨대, 개별적으로 또는 마이크로컨트롤러의 일부로서의 마이크로프로세서), 유량 센서(210), 전원(212) 및 하나 이상의 발광 다이오드(LED)(214)를 포함할 수 있으며, 이러한 부품들이 가변적으로 정렬될 수 있는 제어 보디 셸(206)로 형성될 수 있다. 전원은, 예를 들어, 배터리(일회용 또는 충전식), 리튬-이온 배터리, 고체-상태 배터리(SSB), 박막 SSB, 슈퍼커패시터 등, 또는 그 일부 조합을 포함할 수 있다. 적절한 전원의 일부 실시예는, 참조로 포함되는, 2015년 10월 21일자로 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 제14/918,926호에서 제공된다. LED(예컨대, 유기 LED(OLED))는 에어로졸 전달 장치(100)에 구비될 수 있는 적절한 시각적 지시기의 일 실시예일 수 있다. LED와 같은 시각적 지시기에 더하여, 또는 그에 대한 대안으로서, 오디오 지시기(예컨대, 스피커), 햅틱 지시기(예컨대, 진동 모터) 등과 같은 다른 지시기가 포함될 수 있다.
카트리지(104)는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성되는 저장조(218)를 둘러싸며 히터(222)(때때로, 가열 요소라고도 함)를 포함하는 카트리지 셸(216)로 형성될 수 있다. 다양한 구성에 있어서, 이 구조는 탱크라고 인용될 수도 있으며; 그에 따라 용어 "카트리지", "탱크" 등은 에어로졸 전구체 조성물용 저장조를 둘러싸며, 히터를 포함하는 셸 또는 다른 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 저장조(218)는 저장조 하우징에 보관된 에어로졸 전구체 조성물을 히터(222)에로 나르거나, 내지는 운반하도록 되어 있는 액체 운반 요소(220)와 유체유동 가능하게 연통될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 밸브는 저장조와 히터 사이에 위치될 수 있고, 저장조로부터 히터까지 송달 또는 전달되는 어에로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수 있다.
전류가 인가될 때 열을 발생시키도록 구성되는 재료의 다양한 실시예가 히터(222)를 형성하기 위해 채용될 수 있다. 이들 실시예의 히터는 와이어 코일과 같은 저항성 가열 요소일 수 있다. 와이어 코일을 형성할 수 있는 예시적인 재료는 티타늄(Ti), 플라티늄(Pt), 니크롬(NiCrFe) 칸탈(FeCrAl), 니크롬(Nichrome), 이규화 몰리브덴(MoSi2), 규화 몰리브덴(MoSi), 알루미늄으로 도핑된 이규화 몰레브덴(Mo(Si,Al)2), 흑연 및 흑연계 재료(예컨대, 탄소계 발포재 및 얀), 은 팔라듐(AgPd) 전도성 잉크, 붕소 도핑 실리카, 및 세라믹(예컨대, 정온도 계수 세라믹 또는 부온도 계수 세라믹)을 포함한다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 히터 또는 가열 부재의 예시적인 구현예는 아래에서 추가로 설명되며, 본 명세서에서 설명된 도 2에 예시된 바와 같은 장치에 포함될 수 있다.
카트리지 셸(216)(예컨대, 입 쪽 단부)에는, 카트리지(104)로부터 형성된 에어로졸의 배출을 허용하기 위한 개구(224)가 존재할 수 있다.
카트리지(104)는 또한, 집적 회로, 메모리 부품, 센서 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 전자 부품(226)을 포함할 수 있다. 전자 부품은 제어 부품(208)과 및/또는 외부 장치와 유선 또는 무선 수단에 의해 통신하도록 적응될 수 있다. 전자 부품은 카트리지 내의 어느 곳에 또는 그 베이스(228)에 위치될 수 있다.
제어 부품(208) 및 유량 센서(210)가 개별적으로 예시되어 있지만, 제어 부품 및 유량 센서는 공기 유량 센서가 직접적으로 부착되는 전자 회로 기판으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 전자 회로 기판은, 전자 회로 기판이 제어 보디의 중심 축선에 대하여 길이방향으로 평행할 수 있다는 점에서, 도 1의 예시에 대하여 수평으로 위치될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 공기 유량 센서는 자체 회로 기판 또는 그것이 부착될 수 있는 다른 베이스 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 가요성 회로 기판이 이용될 수 있다. 가요성 회로 기판은 다양한 형상으로 구성될 수 있으며, 실질적으로 튜브 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 가요성 회로 기판은 아래에서 추가로 설명되는 바와 같은 히터 기재와 조합되거나, 그 위로 적층되거나, 또는 그 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.
제어 보디(102) 및 카트리지(104)는 그들 사이의 유체유동 가능한 결합을 가능하게 하도록 되어 있는 부품을 포함할 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 제어 보디는 내부에 캐비티(232)를 갖는 커플러(230)를 포함할 수 있다. 카트리지의 베이스(228)는 커플러에 결합하도록 구성될 수 있으며 캐비티 내에 끼워맞춰지도록 되어 있는 돌출부(234)를 포함할 수 있다. 이러한 결합은 제어 보디와 카트리지 사이의 안정적인 연결을 가능하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 제어 보디 내의 전원(212) 및 제어 부품(208)과 카트리지 내의 히터(222)와의 전기적인 연결을 확립할 수 있다. 또한, 제어 보디 셸(206)은 커플러에 연결되는 셸 내의 노치일 수 있는 공기 취입구(236)를 포함할 수 있으며, 해당 공기 취입구는 커플러 주위의 외기의 셸 내로의 통과를 허용하고, 여기서 외기는 커플러의 캐비티(232)를 통과하고 나서 돌출부(234)를 통해 카트리지 내로 이동한다.
본 개시에 따른 유용한 커플러 및 베이스는, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Novak 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261495호에서 설명된다. 예를 들어, 도 2에서 알 수 있듯이, 커플러(230)는 베이스(228)의 내주연부(240)와 정합하도록 구성되는 외주연부(238)를 규정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 베이스의 내주연부는 커플러의 외주연부의 반경과 실질적으로 동일한, 또는 그보다 약간 큰 반경을 규정할 수 있다. 또한, 커플러는 베이스의 내주연부에 규정되는 하나 이상의 리세스(244)와 결합하도록 구성되는 하나 이상의 돌기(242)를 외주연부에 규정할 수 있다. 그러나, 구조, 형상 및 부품의 다양한 다른 실시예가 베이스를 커플러에 결합하는 데 채용될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 카트리지(104)의 베이스와 제어 보디(102)의 커플러 사이의 연결은 실질적으로 영구적일 수 있는 반면, 다른 실시예들에 있어서, 그 사이의 연결은, 예를 들어 제어 보디에서 일회용 및/또는 리필 가능한 것일 수 있는 하나 이상의 부가적인 카트리지가 재사용될 수 있도록, 해제될 수 있다.
일부 실시예에 있어서는, 에어로졸 전달 장치(100)가 실질적으로 막대-형, 또는 실질적으로 튜브 형상, 또는 실질적으로 원통 형상일 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 추가적인 형상 및 치수― 예컨대, 직사각형 또는 삼각형 단면, 다면 형상 등 ―가 포함된다.
도 2에 예시되는 저장조(218)는 콘테이너일 수 있거나, 또는 현재 설명된 바와 같이 섬유질 저장조일 수 있다. 예를 들어, 저장조는, 이 실시예에 있어서는, 실질적으로 카트리지 셸(216)의 내부를 두르는 튜브 형상으로 형성되는 하나 이상의 부직포 섬유층을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장조 내에 보유될 수 있다. 예를 들어, 액체 성분은 저장조에 의해 수착되어 보유될 수 있다. 저장조는 액체 운반 요소(220)와 유체유동 가능하게 연결될 수 있다. 액체 운반 요소는 저장조에 보관된 에어로졸 전구체 조성물을 모세관 작용을 통해, 이 실시예에서는 금속 와이어 코일 형태인 히터(222)로 운반할 수 있다. 이렇게 해서, 히터는 액체 운반 요소와의 가열 배치구조로 된다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 저장조 및 운반 요소의 예시적인 구현예는 아래에서 더 설명되며, 이러한 저장조 및/또는 운반 요소는 본 명세서에서 설명된 도 2에 예시된 바와 같은 장치에 포함될 수 있다. 특히, 아래에서 더 설명되는 바와 같이 가열 부재 및 운반 요소의 특정 조합은 본 명세서에서 설명되는 도 2에 예시된 바와 같은 장치에 포함될 수 있다.
사용시에, 사용자가 에어로졸 전달 장치(100)를 흡인하면, 유량 센서(210)에 의해 기류가 검출되고, 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키기 위해 히터(222)가 활성화된다. 에어로졸 전달 장치의 입 쪽 단부를 흡인하면, 외기가 공기 취입구(236)에 유입되고 커플러(230) 내의 캐비티(232) 및 베이스(228)의 돌출부(234) 내의 중심 개구를 통과한다. 카트리지(104)에 있어서, 흡인된 공기는 형성된 증기와 결합하여 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 에어로졸 전달 장치의 히터로부터 입 쪽 단부에 있는 개구(224) 밖으로 빠져나오거나, 빨아내지거나 내지는 흡인된다.
일부 실시예에 있어서, 에어로졸 전달 장치(100)는 다수의 부가적인 소프트웨어-제어 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 전원 입력, 전원 단자에 대한 부하, 및 충전 입력을 검출하도록 구성되는 전원 보호 회로를 포함할 수 있다. 전원 보호 회로는 단락 보호, 부족-전압 록아웃(under-voltage lock out) 및/또는 과-전압 충전 보호(over-voltage charge protection)를 포함할 수 있다. 에어로졸 전달 장치는 또한, 주위 온도 측정을 위한 부품을 포함할 수 있고, 그 제어 부품(208)은, 주위 온도가 충전의 개시 전에 또는 충전 도중에 특정 온도(예컨대, 0 ℃)보다 낮거나 또는 특정 온도(예컨대, 45 ℃)보다 높으면, 전원 충전― 특히, 임의의 배터리의 전원 충전 ―을 억제하도록 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성될 수 있다.
전원(212)으로부터의 전력 전달은 전력 제어 메커니즘에 따라 장치(100) 상의 각각의 모금 동안 마다 달라질 수 있다. 장치는, 사용자에 의해 또는 부품 고장(예컨대, 유량 센서(210))으로 인해 장치가 모금을 지속적으로 시도하게 될 경우에, 제어 부품(208)이 적어도 하나의 기능 요소를 제어해서 일정 기간(예컨대, 4초) 이후에 모금을 자동으로 종료할 수 있게 하는, "긴 모금(long puff)" 안전 타이머를 포함할 수 있다. 또한, 장치 상의 모금들간의 시간은 일정 기간(예컨대, 100초)보다 짧게 제한될 수 있다. 워치도그(watchdog) 안전 타이머는, 에어로졸 전달 장치 상에서 실행되는 그 제어 부품 또는 소프트웨어가 불안정해지고 적절한 시간 간격(예컨대, 8초) 안에 타이머를 작동시키지 않으면, 에어로졸 전달 장치를 자동으로 리셋할 수 있다. 결함이 있는, 내지는 고장난 유량 센서(210)의 경우에는, 의도치 않은 가열을 방지하기 위해 에어로졸 전달 장치를 영구적으로 불능화하는 등과 같은, 추가적인 안전 보호가 제공될 수 있다. 모금 한계 스위치는, 4초의 최대 모금 시간 이후에 멈추지 않고 장치를 지속적으로 활성화시키는 압력 센서 고장의 경우에, 장치를 정지시킬 수 있다.
에어로졸 전달 장치(100)는, (카트리지에서 e-액체 충전을 고려하여 계산되는 가용 모금 횟수에 기초하여) 부착된 카트리지에 대하여 규정된 모금 횟수가 달성되면, 히터를 중지시키도록 구성되는 모금 추적 알고리즘을 포함할 수 있다. 에어로졸 전달 장치는 또한, 저장조 내의 에어로졸 전구체의 양을 실시간으로 측정하는 센서 칩을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물 레벨이 실질적으로 낮거나, 또는 저장조가 비어 있는 경우, 에어로졸 전달 장치는 전류가 전달되는 것을 방지함으로써 가열 요소의 과열을 방지할 수 있다. 에어로졸 전달 장치는 수면 모드, 대기 모드 또는 저전력 모드 기능을 포함할 수 있으며, 그에 따라 규정된 비사용 기간 이후에는 전력 공급이 자동적으로 차단될 수 있다. 전원(212)의 전체 충전/방전 사이클이 그 수명 동안 제어 부품(208)에 의해 모니터링될 수 있다는 점에서, 추가적인 안전 보호가 제공될 수 있다. 전원은 소정 횟수(예컨대, 200회)의 완전 방전 및 완전 충전 사이클에 상당하는 횟수에 이른 후에는, 소진되었다고 여겨질 수 있으며, 제어 부품은 전원의 추가적인 충전을 방지하기 위해 적어도 하나의 기능 요소를 제어할 수 있다. 에어로졸 장치는 또한, 에어로졸 전달 장치를 통한 기체의 유동을 검출해서 히터를 작동시키도록 구성되는 유량 센서를 대신하여, 히터(222)를 작동시키기 위해 기계식 스위치 또는 근접도 기반 센서 스위치를 구비할 수도 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치의 다양한 부품들은 본 기술분야에서 설명되며 상업적으로 이용 가능한 부품들로부터 선택될 수 있다. 본 개시에 따라 사용될 수 있는 배터리의 실시예들은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Peckerar 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0028766호에서 설명된다.
에어로졸 전달 장치(100)는, 에어로졸 발생이 요망될 때(예컨대, 사용 중에 흡인될 때), 히터(222)에의 전력의 공급을 제어하기 위해 센서(210) 또는 다른 센서 또는 검출기를 포함할 수 있다. 이렇게 해서, 예를 들어, 에어로졸 전달 장치가 사용 중에 흡인되지 않을 때에는 히터로의 전력을 차단하고, 흡인되는 동안에는 히터에 의한 열의 발생을 작동 또는 기동하도록 전력을 공급하는 방식 또는 방법이 제공된다. 추가적인 대표적인 유형의 감지 또는 검출 메커니즘, 그 구조 및 구성, 그 부품, 및 그 일반적인 작동 방법은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Sprinkel, Jr.의 미국 특허 제5,261,424호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, 및 Flick의 PCT 특허 출원 공개 WO 2010/003480호에서 설명된다.
에어로졸 전달 장치(100)는 흡인하는 동안 히터(222)에의 전력량을 제어하기 위한 제어 부품(208) 또는 다른 제어 메커니즘을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 대표적인 유형의 전자 부품, 그 구조 및 구성, 그 특징, 및 그 일반적인 작동 방법은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호, Brooks 등의 미국 특허 제4,947,874호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호, Pan의 미국 특허 제8,205,622호, Fernando 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0230117호, Collet 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0060554호, Ampolini 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0270727호, 및 2014년 3월 13일자로 출원된 Henry 등의 미국 특허 출원 제14/209,191호에서 설명된다.
에어로졸 전구체를 지원하기 위한 대표적인 유형의 기재, 저장조 또는 다른 부품은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Newton의 미국 특허 제8,528,569호, Chapman 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261487호, 2013년 8월 28일자로 출원된 Davis 등의 미국 특허 출원 제14/011,992호, 2014년 2월 3일자로 출원된 Bless 등의 미국 특허 출원 제14/170,838호에서 설명된다. 부가적으로, 특정 유형의 전자 담배 내부의 다양한 심지 재료, 및 이들 심지 재료의 구성 및 작동은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Sears 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0209105호에 제시된다.
증기 전구체 조성물이라고도 하는 에어로졸 전구체 조성물은, 실시예로서, 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물 및/또는 향미료를 포함하여, 다양한 성분을 포함할 수 있다. 또한, 대표적인 유형의 에어로졸 전구체 성분 및 제형은, 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로 포함되는, Robinson 등의 미국 특허 제7,217,320호 및 Zheng 등의 미국 특허 공개 제2013/0008457호; Chong 등의 미국 특허 공개 제2013/0213417호; Collett 등의 미국 특허 공개 제2014/0060554호; Lipowicz 등의 미국 특허 공개 제2015/0020823호; 및 Koller의 미국 특허 공개 제2015/0020830호 뿐만 아니라, Bowen 등의 WO 2014/182736호에 제시 및 특정된다. 채용될 수 있는 그 밖의 에어로졸 전구체는, R. J. Reynolds Vapor Company의 VUSE® 제품, Imperial Tobacco Group PLC의 BLUTM 제품, Mistic Ecigs의 MISTIC MENTHOL 제품, 및 CN Creative Ltd.의 VYPE 제품에 포함된 에어로졸 전구체를 포함한다. 또한, Johnson Creek Enterprises LLC에서 시판하고 있는 전자 담배용의 소위 "스모크 주스(smoke juices)"가 바람직하다.
시각적 지시기 및 관련 부품, 오디오 지시기, 햅틱 지시기 등과 같이, 시각적 신호 또는 지시기를 생성하는 추가적인 대표적인 유형의 부품이 에어로졸 전달 장치(100)에 채용될 수 있다. 적절한 LED 부품과, 그 구성 및 사용의 실시예들은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호, Newton의 미국 특허 제8,499,766호, Scatterday의 미국 특허 제8,539,959호, 및 2014년 2월 5일자로 출원된 Sears 등의 미국 특허 출원 제14/173,266호에서 설명된다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 또 다른 특징, 제어 또는 부품은, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호, Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호, Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, Hon의 미국 특허 제8,365,742호, Fernando 등의 미국 특허 제8,402,976호, Katase의 미국 특허 출원 공개 제2005/0016550호, Fernando 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0163063호, Tucker 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0192623호, Leven 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0298905호, Kim 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0180553호, Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0000638호, Novak 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261495호, 및 DePiano 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261408호에서 설명된다.
제어 부품(208)은 다수의 전자 부품을 포함하고, 일부 실시예에 있어서는, 전자 부품들을 지지 및 전기적으로 연결하는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수 있다. 전자 부품은 마이크로프로세서 또는 프로세서 코어, 및 메모리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 제어 부품은 프로세서 코어 및 메모리가 통합된 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 통합형 입력/출력 주변 장치를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 제어 부품은 하나 이상의 네트워크, 컴퓨팅 장치 또는 그 밖의 적절히 사용 가능한 장치와의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 통신 인터페이스(246)에 결합될 수 있다. 적절한 통신 인터페이스의 실시예들은, 그 내용이 전부 참조로 포함되는, 2015년 3월 4일자로 출원된 Marion 등의 미국 특허 출원 제14/638,562호에 개시된다. 또한, 에어로졸 전달 장치가 무선 통신하도록 구성될 수 있게 하는 적절한 방식의 실시예들은, 그 각각이 전부 본 명세서에 참조로 포함되는, 2014년 7월 10일자로 출원된 Ampolini 등의 미국 특허 출원 제14/327,776호, 및 2015년 1월 29일자로 출원된 Henry, Jr. 등의 미국 특허 출원 제14/609,032호에 개시된다.
일부 예시적인 구현예에 따르면, 제어 보디(102)는 제어 보디의 환경에서의 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기(248)를 포함할 수 있다. 적절한 기체 감지기의 실시예들은 광이온화 검출기(PID), 비-분산형 적외선(NDIR) 기체 감지기, 또는 다중핀 기체 감지기일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다. 적절한 PID의 실시예들은, 그 각각이 전부 본 명세서에 참조로 포함되는, 1982년 3월 2일자로 출원된 Leveson 등의 미국 특허 제4,398,152호; 1981년 5월 12일자로 출원된 Anderson 등의 미국 특허 제4,429,228호; 및 1995년 3월 7일자로 출원된 Hsi 등의 미국 특허 제5,561,344호에서 개시된다. 적절한 NDIR 기체 감지기의 실시예들은, 그 각각이 전부 본 명세서에 참조로 포함되는, 1994년 8월 2일자로 출원된 Wong 등의 미국 특허 제5,444,249호; 1997년 4월 23일자로 출원된 Wong 등의 미국 특허 제5,834,777호; 및 2000년 5월 17일자로 출원된 Sun 등의 미국 특허 제6,469,303호에서 개시된다. 적절한 다중핀 기체 감지기의 실시예는, 그 전부가 본 명세서에 참조로 포함되는, 1999년 12월 28일자로 출원된 Sachse 등의 미국 특허 제6,000,928호에서 개시된다.
기체 감지기(248)에 의해 검출될 수 있는 적절한 기체로서는, 일산화탄소, 산소, 암모니아 불소, 황화수소, 메탄 및 본 명세서에서 명시적으로 고려되지 않은 그 밖의 기체가 예로서 포함된다. 일부 구현예에 있어서, 기체 감지기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 히터(222)에 의해 생성된 증기, 또는 증기로부터 생성된 에어로졸 이외의 기체의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 기체 감지기 또는 제어 부품(208)은 검출된 기체의 존재에 응답하여 에어로졸 전달 장치(100)의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
하나의 특정 구현예에 있어서, 제어 보디(102)의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기(248)는 제어 보디의 환경에서 에탄올(알코올성 음료의 주성분)의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기를 포함할 수 있다. 이 구현예에 있어서, 제어 보디의 환경은 기체 감지기가 알코올 센서로서 기능하도록 에어로졸 전달 장치(100)의 사용자의 입을 포함할 수 있다. 이들 실시예에 있어서, 기체 감지기는 연료 전지 센서, 반도체 산화물 센서 등과 같은 다수의 상이한 유형의 센서들 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 적절한 반도체 산화물 센서의 특정한 일 실시예는 Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd.의 모델 MQ-3 알코올 기체 감지기이다.
또한, 이들 구현예에 있어서, 기체 감지기는 특히, 감지기가 노출되는 공기의 호흡에 있어서 에탄올의 양을 측정하고, 혈중 알코올 농도(BAC)가 기체 감지기 또는 제어 부품(208)에 의해 계산될 수 있는 호흡 알코올 함량(BrAC)을 지시하는 상응하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 이들 예시적인 구현예에 있어서, 제어 부품 또는 기체 감지기는 BrAC에 기초하여 BAC를 계산하도록 구성될 수 있다. BAC는 임의의 적절한 방식으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 상응하는 신호는 백만분율(ppm) 및 상응하여 밀리그램/리터(mg/L)(1 ppm = 1 mg/L)일 수 있거나, 또는 해당 단위로 변환될 수 있는 BrAC의 측정을 제공할 수 있다. 이후, BAC가 다음 식에 따라 BrAC로부터 계산될 수 있다:
% BAC = BrAC mg/L × 0.21
에어로졸 전달 장치(100)는 다수의 상이한 용례들 중 어느 용례에 대하여 다수의 상이한 방식들 중 어느 방식으로 구성될 수 있고, 일부 실시예에 있어서는 상이한 용례들에 대하여 사용자가 프로그래밍할 수 있는 것일 수 있다. 특히, 일부 실시예에 있어서, 이 사용자-프로그래밍 기능은 기체 감지기의 범위, 기능 요소(들)의 동작 등에까지 확장될 수 있다. 다른 실시예로서, 기체 감지기는 측정치를 취득하고, 측정치가 임계치를 충족시키는 경우에 기체의 존재를 검출할 수 있다.
에어로졸 전달 장치(100)의 기능 요소(들)는 검출된 기체의 존재에 응답하여 다수의 상이한 방식들 중 어느 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 지시기(250)(예컨대, 시각적 지시기, 오디오 지시기, 햅틱 지시기)는 사용자-인지 가능 피드백(예컨대, 시각, 청각, 촉각 피드백)을 제공하도록 제어될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 기능 요소(들)는 에어로졸 전달 장치(100)의 잠긴 상태를 변경하도록 제어될 수 있다. 이는, 예를 들어, 기체의 존재가 검출될 때, 에어로졸 전달 장치의 하나 이상의 부품의 동작을 불능화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기체 감지기(248)는 전원(212)(예컨대, 리튬 이온 배터리)이 기체를 누출하고 있는 경우를 검출할 수 있으며, 기체 감지기 또는 제어 부품(208)은 적어도 하나의 기능 요소를 제어해서 에어로졸 전달 장치를 자동으로 차단할 수 있다.
유사한 기능은 또한, 활성-모드 동작을 위해 에어로졸 전달 장치(100)를 잠금해제하고, 그에 따라 유량 센서(210)가 에어로졸 전달 장치를 통한 공기의 흐름을 검출하고 기체 감지기(248)가 기체의 존재를 검출하지 못한 경우에만 활성-모드 동작을 제한하는 데 사용될 수 있다. 특히, 예를 들어, 유량 센서는 에어로졸 전달 장치의 적어도 일부분을 통한 공기의 흐름의 검출에 응답하여 기류-검출 신호를 출력할 수 있고, 기체 감지기는 기체의 존재에 응답하여 기체-검출 신호를 출력할 수 있다. 제어 부품(208)은 기류-검출 신호의 존재, 및 기체-검출 신호의 부재에 응답하여 활성 모드에서의 동작을 개시하고, 내부의 가열 요소를 제어해서 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 전달 장치(100)의 잠긴 상태를 변경하는 것과 관련된 용례에 더하여 또는 대신하여, 기체 감지기(248)는 더 많은 수의 용례를 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 기체 감지기의 범위는 에어로졸 전달 장치를 경고 시스템으로 사용할 수 있도록 설정될 수 있다. 특히, 기체 감지기는 환경에서의 기체의 농도를 검출하는 데 사용될 수 있고, 적어도 하나의 기능 요소는 기체의 농도가 소정의 임계치보다 높거나 소정의 허용 가능한 범위를 벗어나는 경우에 제어될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치 및 그 기체 감지기는 환경에서의 기체의 농도가 위험하다는 것을 검출하고 사용자-인지 가능 피드백을 제공하도록 지시기(250)를 제어해서 사용자에게 경고하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기체 감지기는 기체의 농도를 측정 및 지시하고, 기체의 농도가 소정의 임계치보다 높거나 또는 허용 범위를 벗어나는 시점을 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 지시기는 경보, 부저 또는 시각적 지시기(예컨대, LED)와 같은 사용자-인지 가능 피드백을 제공해서 사용자에게 경고할 수 있다.
기체 감지기가 알코올의 존재를 검출하도록 구성되는 구현예에 있어서, 제어 부품 또는 기체 감지기는 BrAC에 기초하여 BAC를 계산하고, 계산된 BAC에 기초하여 기능 요소(들)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 보디(102) 또는 에어로졸 전달 장치(100)의 기능 요소(들)는 BrAC 또는 BAC에 기초하여 다수의 상이한 방식들 중 어느 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 BrAC 또는 BAC의 시각적 판독을 제공하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 예를 들어, 피드백은 BrAC 또는 BAC가 소정의 임계치보다 높다는 시각적, 청각적 및/또는 햅틱 통지를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 일부 실시예에서의 소정의 임계치는 사람이 차량을 조작하기에는 법적으로 지나치게 손상된 것으로 간주되는 상한 또는 그 이상에 대응할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 지시기는 경보, 부저, 진동 또는 시각적 지시기(예컨대, LED)와 같은 사용자-인지 가능 피드백을 제공해서 사용자에게 경고할 수 있다.
제어 보디(102)가 통신 인터페이스(246)를 포함하는 일부 실시예에 있어서, 기능 요소(302)의 제어는 통신 인터페이스로 하여금 환경에서의 기체의 농도를 원격 컴퓨팅 시스템에 무선 통신할 수 있게 하는 통신 인터페이스의 제어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 또한 BrAC 또는 BAC가 허용 한계를 초과하면, 에어로졸 전달 장치(100) 및 그에 따른 사용자의 위치를 찾아내서 택시를 보내도록 구성되는 원격 컴퓨팅 시스템에 정보가 송신될 수 있다.
도 2에 더 도시된 바와 같이, 제어 보디(102)에 더하여 또는 대신하여, 카트리지는 기체 감지기(252)(예컨대, PID, NDIR, 다중핀 전기화학적 기체 감지기 또는 알코올 센서)를 포함할 수 있고, 또한 지시기(254)도 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 기체 감지기에 의해 검출될 수 있는 적절한 기체로서는, 일산화탄소, 산소, 암모니아 불소, 황화수소, 메탄 및 본 명세서에서 명시적으로 고려되지 않은 그 밖의 기체가 예로서 포함된다. 대상물의 존재와 관련하여 상기와 유사하게, 에어로졸 전달 장치(100)의 기능 요소(들)는 검출되는 기체의 농도에 응답하여 다수의 상이한 방식들 중 어느 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 지시기(250, 254)는 사용자-인지 가능 피드백을 제공하도록 제어될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 예를 들어, 기능 요소(들)는, 기체의 농도의 적어도 임계 레벨이 검출될 때 에어로졸 전달 장치의 하나 이상의 부품이 동작하는 것을 불능화하는 것과 같이, 에어로졸 전달 장치의 잠긴 상태를 변경하도록 제어될 수 있다.
전술한 실시예들 중 어느 실시예 뿐만 아니라, 다른 실시예들에 있어서, 기체 감지기(248, 252) 또는 제어 부품(208)은, 예를 들어, 보관, 제시, 분석 등을 위한 서비스 플랫폼을 포함하는 외부 장치에 데이터(검출된 기체의 존재에 관한 정보를 포함)를 송신하도록 구성될 수 있다. 이 서비스 플랫폼은 하나 이상의 컴퓨팅 장치(예컨대, 서버)를 포함할 수 있고, 일부 실시예에 있어서, 서비스 플랫폼은 클라우드 컴퓨팅 인프라를 제공할 수 있다. 에어로졸 전달 장치(100)는 그 통신 인터페이스(246), 및 가능하게는 하나 이상의 네트워크를 통해 서비스 플랫폼과 통신할 수 있다. 이 통신은, (직접적으로 또는 하나 이상의 네트워크를 통해) 컴퓨팅 장치와 통신하고 나서, (직접적으로 또는 하나 이상의 네트워크를 통해) 서비스 플랫폼과 통신하게 되는 에어로졸 전달 장치와는 덜 직접적일 수 있다.
도 3은, 일부 실시예에 있어서는 도 2의 기체 감지기(248, 252)에 대응할 수 있는 기체 감지기(300)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 기체 감지기는 PID(302)를 급전하도록 구성되는 에너지원(E)을 포함할 수 있다. PID는 기체(예컨대, 휘발성 유기 화합물)를 검출하고, 검출된 기체의 존재에 응답하여 이온 전류를 출력하도록 구성될 수 있다. 특히, 휘발성 유기 화합물은 향료, 케톤 및/또는 알데히드일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다. PID는, 예를 들어, 이산화탄소 중의 아세트알데히드, 벤젠, 에틸벤젠, 톨루엔, 및/또는 크실렌을 검출할 수 있다.
에너지원(E)은 또한, 예를 들어, 트랜스임피던스 증폭기(304), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(306), 및/또는 마이크로프로세서와 같은 디지털 처리 로직(308)을 포함하는 다양한 다른 부품을 급전할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 기체 감지기는 제어 보디(102)의 제어 부품(208)과 적어도 부분적으로 통합될 수 있으며, 이들 실시예에 있어서는, 디지털 처리 로직이 제어 부품일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다. 에너지원은, 에너지원으로부터의 방전 전류를 조정하고 다른 부품들에 대하여 일정한 출력 전압을 유지하도록 제각기 구성되는 직류-직류(DC-DC) 변환기(310) 및 전압 또는 전류 레귤레이터(312)(예컨대, 선형 레귤레이터)를 통해 다양한 부품들에 결합될 수 있다. 에너지원은 기체 감지기에 내장될 수 있거나, 또는 일부 실시예에 있어서는 제어 보디(102)의 전원(212)일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 전원과 유사하게, 적절한 에너지원으로서는, 배터리(일회용 또는 충전식), 리튬 이온 배터리, SSB, 박막 SSB, 슈퍼커패시터 등, 또는 그 일부 조합이 예로서 포함된다.
트랜스임피던스 증폭기(304)는 PID(302)와 ADC(306) 사이에 동작 가능하게 결합될 수 있고, PID에 의해 출력되는 이온 전류를 증폭하도록 구성될 수 있다. 증폭된 이온 전류는 이온 전류 신호를 상응하는 디지털 신호로 변환하도록 구성되는 ADC(306)에 제공될 수 있다. 이 디지털 신호는, 디지털 신호 및 그에 따른 검출된 기체의 존재에 응답하여 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성될 수 있는 디지털 처리 로직(308)에 전달될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 디지털 처리 로직은 ADC를 포함할 수 있고, 그에 따라 트랜스임피던스 증폭기에 의해 증폭되는 이온 전류를 수신 및 처리하고, 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 이는, 예를 들어, 기체 감지기에 내장될 수 있는, 또는 기체 감지기(예컨대, 지시기(250))와 분리되지만 통신할 수 있는 지시기(314)의 제어를 포함할 수 있다.
도 4는, 일부 실시예에 있어서는 도 2의 기체 감지기(248, 252)에 대응할 수 있는 기체 감지기(400)를 예시한다. 도 3의 기체 감지기(300)와는 달리, 도 4의 기체 감지기는 제각기 PID(302) 및 트랜스임피던스 증폭기(304)를 대신하여 NDIR 검출기(402) 및 밴드 패스 필터(404)를 포함할 수 있다. 도 4의 기체 감지기는, 제각기 도 3의 기체 감지기의 ADC(306), 디지털 처리 로직(308), DC-DC 변환기(310), 및/또는 전압 또는 전류 레귤레이터(312)와 유사한 ADC(406), 디지털 처리 로직(408), DC-DC 변환기(410) 및/또는 레귤레이터(412)를 포함할 수 있다. 이전과 유사하게, 기체 감지기(400)는 제어 보디(102)의 제어 부품(208)과 적어도 부분적으로 통합될 수 있으며, 이들 실시예에 있어서는, 디지털 처리 로직(408)이 제어 부품일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다.
도 4의 기체 감지기(400)에 있어서, NDIR 검출기(402)는 특정 파장에서 검출된 기체의 흡수에 기초하여 기체의 농도를 검출 및 측정하도록 구성될 수 있으며, 특히, 검출된 기체의 농도에 응답하여 그에 대응하는 적외선 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 도 3의 PID와는 달리, NDIR은 외부 에너지원(E)과 독립적으로 기능할 수 있다. 그러나, 기체 감지기는, 예를 들어, 밴드 패스 필터(404), ADC(406), 및/또는 디지털 처리 로직(408)을 포함하는 다양한 다른 부품을 급전하기 위한 에너지원을 포함할 수 있다. 에너지원은, 에너지원으로부터의 방전 전류를 조정하고 다른 부품들에 대하여 일정한 출력 전압을 유지하도록 제각기 구성되는 직류-직류(DC-DC) 변환기(410) 및 레귤레이터(412)(예컨대, 선형 레귤레이터)를 통해 다양한 부품들에 결합될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 기체 감지기(400)는 환경에서의 한 부류의 기체 내의 기체들의 농도를 검출하도록 구성될 수 있으며, 기체 감지기 또는 보다 구체적으로는 그 디지털 처리 로직(408)은 검출된 기체의 농도에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에 있어서, 적어도 하나의 기능 요소를 제어하는 것은 한 부류의 기체 내의 적어도 2가지 유형의 기체를 식별하도록 구성되는 것을 포함할 수 있다. 특히, 기체 감지기는 동일한 순간에 다수의 기체를 검출하도록 구성될 수 있으며, 디지털 처리 로직은 다수의 기체 중 어느 기체가 다양한 용례 내의 검출에 필요한지를 나타내도록 프로그램될 수 있다. 또한, 이들 실시예에 있어서, 밴드 패스 필터(404)는 NDIR 검출기(402)와 ADC(406) 사이에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 밴드 패스 필터는 결국 NDIR로부터 적외선 신호를 수신하고 특정 기체의 농도에 대응하는 신호의 부분만을 통과시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에 있어서, 밴드 패스 필터는 한 부류의 기체 내의 특정 기체가 광을 흡수하는 주파수에 대응하는 중심 주파수를 가질 수 있다.
특히, 신호의 해당 부분은 신호를 상응하는 디지털 신호로 변환하도록 구성되는 ADC(406)에 제공될 수 있다. 이 디지털 신호는 디지털 처리 로직(408)에 전달될 수 있다. 기체 감지기(400) 또는 보다 구체적으로는 그 디지털 처리 로직은 결국 디지털 신호 및 그에 따른 검출된 기체의 존재에 응답하여 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 디지털 처리 로직은 ADC를 포함할 수 있으며, 그에 따라 적외선 신호의 부분을 수신 및 처리하고, 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 이는, 예를 들어, 기체 감지기에 내장될 수 있는, 또는 기체 감지기(예컨대, 지시기(250))와 분리되지만 통신할 수 있는 지시기(414)의 제어를 포함할 수 있다.
물품(들)의 사용에 관하여 전술한 설명은, 본 명세서에 제공되는 추가적인 개시내용에 비추어 당업자에게는 명백할 수 있는 약간의 수정을 통해 본 명세서에서 설명되는 다양한 예시적인 구현예에 적용될 수 있다. 그러나, 사용에 관한 상기 설명은 물품의 사용을 제한하려는 것이 아니라, 본 개시의 필요한 모든 개시 요건을 준수하도록 제공된다. 도 1 내지 도 4에 예시된, 내지는 위에서 설명된 바와 같은 물품(들)에 도시된 임의의 요소는 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있다.
전술한 설명 및 연관 도면에 제시되는 교시의 이점을 갖는 본 개시가 관련되는 당업자라면 본 명세서에 제시되는 개시의 다양한 수정예 및 그 밖의 구현예를 생각해낼 것이다. 따라서, 본 개시는 개시된 특정 구현예에 한정되지 않아야 하며, 해당 수정예 및 그 밖의 구현예는 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것임을 이해해야 한다. 또한, 전술한 설명 및 연관 도면은 요소들 및/또는 기능들의 특정한 예시적인 조합의 맥락에서 예시적인 구현예들을 설명하지만, 첨부된 청구항들의 범위로부터 일탈함이 없이 대안적인 구현예들에 의해 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들이 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 위에서 명시적으로 설명된 것들과는 다른 요소들 및/또는 기능들의 조합도 첨부된 청구항들 중 일부에 제시될 수 있을 것으로 생각된다. 특정 용어가 본 명세서에서 채용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (20)

  1. 에어로졸 전달 장치를 형성하기 위해 카트리지와 결합되는 또는 결합 가능한 제어 보디― 상기 카트리지는 가열 요소를 구비하며 에어로졸 전구체 조성물을 포함함 ―로서,
    하우징; 및 상기 하우징 내부에,
    상기 제어 보디가 상기 카트리지와 결합되는 활성 모드에서 동작하도록 구성되는 제어 부품― 상기 활성 모드에서의 상기 제어 부품은 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하기 위해 상기 가열 요소를 제어하도록 구성됨 ―; 및
    상기 제어 보디의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기― 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 존재에 응답하여 상기 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성됨 ―를 포함하는
    제어 보디.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 광이온화 검출기(PID) 또는 비-분산형 적외선(NDIR) 감지기이거나, 또는 이를 포함하는
    제어 보디.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 사용자-인지 가능 피드백을 제공하기 위해 지시기를 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 보디.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 에어로졸 전달 장치의 잠긴 상태를 변경하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 보디.
  5. 제1항에 있어서,
    기체의 존재를 검출하도록 구성되는 상기 기체 감지기는 해당 환경에서의 기체의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도가 소정의 임계 농도보다 높을 경우 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 보디.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 검출된 기체의 존재에 응답하여 이온 전류를 출력하도록 구성되는 광이온화 검출기(PID)이거나, 또는 이를 포함하고,
    상기 제어 보디는 상기 PID와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되어 상기 이온 전류를 증폭하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기를 더 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 트랜스임피던스 증폭기에 의해 증폭된 상기 이온 전류를 수신하여 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 제어 부품을 포함하는
    제어 보디.
  7. 제1항에 있어서,
    기체의 존재를 검출하도록 구성되는 상기 기체 감지기는 상기 제어 보디의 환경에서의 한 부류의 기체 내의 기체들의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 보디.
  8. 제7항에 있어서,
    기체의 농도에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 한 부류의 기체 내의 적어도 2가지 유형의 기체를 식별하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 보디.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 상기 기체의 농도에 응답하여 그에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 제어 보디는, 상기 기체 감지기와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되고, 상기 신호를 수신하며 상기 한 부류의 기체 내의 특정 기체의 농도에 대응하는 상기 신호의 부분만을 통과시키도록 구성되는 밴드 패스 필터를 더 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 밴드 패스 필터에 의해 통과된 상기 신호의 부분을 수신 및 처리하고 그에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 제어 부품을 포함하는
    제어 보디.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 검출된 기체의 존재와 관련된 정보를 외부 장치에 송신하도록 구성되는 통신 인터페이스를 더 포함하는
    제어 보디.
  11. 제어 부품을 구비하는 제어 보디와 결합되는 또는 결합 가능한 카트리지― 상기 제어 보디는 에어로졸 전달 장치를 형성하기 위해 상기 카트리지와 결합되거나 또는 결합 가능함 ―로서,
    에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성되는 저장조를 규정하는 하우징;
    상기 카트리지가 상기 제어 보디와 결합되는 활성 모드에서 동작하도록 구성되는 가열 요소― 상기 활성 모드에서의 상기 가열 요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 활성화 및 기화하기 위해 상기 제어 부품에 의해 제어 가능함 ―; 및
    상기 제어 보디의 환경에서 기체의 존재를 검출하도록 구성되는 기체 감지기― 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 존재에 응답하여 상기 에어로졸 전달 장치의 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성됨 ―를 포함하는
    카트리지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 광이온화 검출기(PID) 또는 비-분산형 적외선(NDIR) 감지기이거나, 또는 이를 포함하는
    카트리지.
  13. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 사용자-인지 가능 피드백을 제공하기 위해 지시기를 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    카트리지.
  14. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 에어로졸 전달 장치의 잠긴 상태를 변경하도록 구성되는 것을 포함하는
    카트리지.
  15. 제11항에 있어서,
    기체의 존재를 검출하도록 구성되는 상기 기체 감지기는 해당 환경에서의 기체의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도가 소정의 임계 농도보다 높을 경우 적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    카트리지.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 검출된 기체의 존재에 응답하여 이온 전류를 출력하도록 구성되는 광이온화 검출기(PID)이거나, 또는 이를 포함하고,
    상기 카트리지는 상기 PID와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되어 상기 이온 전류를 증폭하도록 구성되는 트랜스임피던스 증폭기를 더 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 트랜스임피던스 증폭기에 의해 증폭된 상기 이온 전류를 수신하여 처리하고 그에 기초하여 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 제어 부품을 포함하는
    카트리지.
  17. 제11항에 있어서,
    기체의 존재를 검출하도록 구성되는 상기 기체 감지기는 상기 카트리지의 환경에서의 한 부류의 기체 내의 기체들의 농도를 검출하도록 구성되는 것을 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 기체 감지기 또는 제어 부품은 검출된 기체의 농도에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 것을 포함하는
    카트리지.
  18. 제17항에 있어서,
    기체의 농도에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 한 부류의 기체 내의 적어도 2가지 유형의 기체를 식별하도록 구성되는 것을 포함하는
    카트리지.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 기체 감지기는 상기 기체의 농도에 응답하여 그에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 카트리지는, 상기 기체 감지기와 제어 부품 사이에 동작 가능하게 결합되고, 상기 신호를 수신하며 상기 한 부류의 기체 내의 특정 기체의 농도에 대응하는 상기 신호의 부분만을 통과시키도록 구성되는 밴드 패스 필터를 더 포함하고,
    적어도 하나의 기능 요소의 동작을 제어하도록 더 구성되는 상기 기체 감지기 또는 제어 부품은 상기 밴드 패스 필터에 의해 통과된 상기 신호의 부분을 수신 및 처리하고 그에 기초하여 상기 적어도 하나의 기능 요소를 제어하도록 구성되는 상기 제어 부품을 포함하는
    카트리지.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제어 보디는 상기 제어 부품에 동작 가능하게 결합되며 검출된 기체의 존재와 관련된 정보를 외부 장치에 송신하도록 구성되는 통신 인터페이스를 포함하는
    카트리지.
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US15/455,338 US10405581B2 (en) 2016-07-08 2017-03-10 Gas sensing for an aerosol delivery device
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