KR20190089878A - 카트리지 및 바이패스 공기 유입구를 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents

카트리지 및 바이패스 공기 유입구를 갖는 에어로졸 발생 시스템 Download PDF

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KR20190089878A
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토니 리벨
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

카트리지(18), 액체 에어로졸 형성 기재(58), 및 에어로졸 발생 장치(12)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템(10)이 제공된다. 카트리지(18)는 카트리지 하우징(28) 및 카트리지 하우징(28) 내에 위치되는 고체 에어로졸 형성 기재(38)를 포함한다. 에어로졸 발생 장치(12)는 카트리지(18)의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동(26), 기류 유입구(46), 및 기류 유입구(46)와 공동(26) 사이에 위치되는 기류 센서(51)를 포함하고, 기류 센서(51)는 기류 유입구(46) 및 공동(26)과 유체 연통한다. 에어로졸 발생 장치(12)는 공동(26)과 유체 연통하는 바이패스 공기 유입구(19), 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 가열하도록 구성된 전기 히터(64), 전력 공급부(50), 및 제어기(48)를 더 포함한다. 제어기(48)는 기류 센서(51)를 가로지르는 기류를 표시하는 기류 센서(51)로부터의 신호에 응답하여 전력 공급부(50)로부터 전기 히터(64)까지의 전력 공급을 제어하도록 구성된다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용될 때 기류가 바이패스 공기 유입구(19)를 통과하는 것을 카트리지 하우징(28)이 실질적으로 방지하도록 구성된다.

Description

카트리지 및 바이패스 공기 유입구를 갖는 에어로졸 발생 시스템
본 발명은 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 갖는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것으로, 에어로졸 발생 장치는 카트리지를 수용하기 위한 공동과 바이패스 공기 유입구를 갖는다. 본 발명은 전기 작동식 흡연 시스템으로서 특정한 용도를 제공한다.
일 유형의 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전기 작동식 흡연 시스템은 통상적으로 배터리, 제어 전자 장치, 및 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함하는 에어로졸 발생 장치를 포함한다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 장치의 부분 내에 함유될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 니코틴 용액과 같은, 액체 에어로졸 형성 기재가 저장되는 액체 저장 섹션을 포함할 수 있다. 흔히 '전자 담배(e-cigarette)'라고 지칭되는 이러한 장치는 통상적으로 다수의 종래의 궐련을 소비하는 것과 동등한 다수의 퍼프를 제공하기에 충분한 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
전자 담배 사용자에게 종래의 궐련의 소비 경험을 더욱 가깝게 시뮬레이션하는 경험을 제공하려는 시도로, 일부 장치는 전자 담배 구성을 담배 기반 기재와 조합하여 사용자가 흡입한 에어로졸에 담배 맛을 부여하려고 시도하였다. 담배 기반 기재는 제거식 카트리지에 제공될 수 있다. 그러나, 이러한 장치에서는, 사용자가 카트리지를 삽입하지 않고 장치를 사용할 수 있어, 사용자 경험이 감소될 수 있다.
공지된 장치가 가진 이러한 문제점들 중 적어도 일부를 완화하거나 제거하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따르면, 카트리지, 액체 에어로졸 형성 기재, 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 카트리지는 카트리지 하우징 및 카트리지 하우징 내에 위치된 고체 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동, 기류 유입구, 및 기류 유입구와 공동 사이에 위치하는 기류 센서를 포함하고, 기류 센서는 기류 유입구 및 공동과 유체 연통한다. 에어로졸 발생 장치는 공동과 유체 연통하는 바이패스 공기 유입구, 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 전기 히터, 전력 공급부, 및 제어기를 더 포함한다. 제어기는 기류 센서를 가로지르는 기류를 표시하는 기류 센서로부터의 신호에 응답하여 전력 공급부로부터 전기 히터까지의 전력 공급을 제어하도록 구성된다. 에어로졸 발생 시스템은 카트리지가 공동 내에 수용될 때 기류가 바이패스 공기 유입구를 통과하는 것을 카트리지 하우징이 실질적으로 방지하도록 구성된다.
에어로졸 형성 기재는 카트리지의 일부나 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "에어로졸 형성 기재"라는 용어는, 에어로졸을 형성할 수 있는, 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 설명하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 에어로졸 형성 기재로부터 발생하는 에어로졸은 가시적이거나 비가시적일 수 있고, 증기(예를 들어, 기체 상태인 재료의 미립자로, 실온에서는 보통 액체 또는 고체임)뿐만 아니라 기체 및 응축된 증기의 액적을 포함할 수 있다.
유리하게는, 사용자가, 공동 내에 삽입된 카트리지가 없이 에어로졸 발생 장치 상에서 흡인할 때, 공기는 바이패스 공기 유입구를 통해 에어로졸 발생 장치 내로 흡인된다. 이 경우, 기류 센서를 트리거시키기 위해 기류 센서를 가로지르는 기류가 불충분하다. 그러므로, 유리하게는, 사용자가, 공동 내에 삽입된 카트리지가 없이 에어로졸 발생 장치 상에서 흡인할 때, 제어기는 전기 히터를 활성화시키지 않는다.
유리하게는, 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 바이패스 공기 유입구는 카트리지 하우징에 의해 차단된다. 그러므로, 사용자가 공동 내에 카트리지가 삽입된 에어로졸 발생 장치 상에서 흡인할 때, 공기는 기류 유입구를 통해 에어로졸 발생 장치 내로만 흐를 수 있다. 이 경우, 기류 센서를 트리거시키기 위해 기류 센서를 가로지르는 기류가 충분하다. 그러므로, 유리하게는, 사용자가 공동 내에 카트리지가 삽입된 에어로졸 발생 장치 상에서 흡인할 때, 제어기는 전기 히터를 활성화시킨다.
에어로졸 발생 시스템은 기류 유출구를 포함할 수 있다. 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 에어로졸 발생 시스템은 기류 유입구로부터 기류 유출구까지 에어로졸 발생 시스템을 통해 연장되는 기류 경로를 포함한다.
바이패스 공기 유입구는 공동의 측벽 상에 위치될 수 있다. 공동의 측벽은 카트리지가 공동 내로 삽입될 때 카트리지 하우징이 벽을 따라 미끄러지는 벽이다. 유리하게는, 공동의 측벽 상에 바이패스 공기 유입구를 제공하는 것은 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지 하우징에 의한 바이패스 공기 유입구의 차단을 용이하게 할 수 있다.
바이패스 공기 유입구는 복수의 바이패스 공기 유입구를 포함할 수 있으며, 에어로졸 발생 시스템은 카트리지가 공동 내에 수용될 때 기류가 바이패스 공기 유입구 각각을 통과하는 것을 카트리지 하우징이 실질적으로 방지하도록 구성된다. 유리하게는, 복수의 바이패스 공기 유입구를 제공하는 것은, 카트리지가 공동 내에 수용되지 않을 때 공기 유입구를 통한 공기 흐름 대 기류 유입구를 통한 기류의 비를 증가시킬 수 있다. 따라서, 유리하게는, 이러한 배치는 사용자가 공동 내에 수용된 카트리지가 없이 에어로졸 발생 시스템을 흡인할 때 기류 센서를 가로지르는 기류를 더 감소시킬 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 액체 저장 섹션을 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 저장 섹션 내에 위치된다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부 및 제어기를 포함하는 전력 공급 섹션을 포함하고, 액체 저장 섹션은 전력 공급 섹션에 제거식으로 부착되도록 구성된다.
액체 저장 섹션은 다공성 담체 재료를 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 상에 제공된다. 유리하게는, 다공성 담체 재료 상에 액체 에어로졸 형성 기재를 제공하는 것은 액체 저장 섹션으로부터 액체 에어로졸 형성 기재가 누설되는 위험을 감소시킬 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 사용시 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 전달 요소로부터 전기 히터까지 액체 전달 요소를 따라 모세관 작용에 의해 운반되도록 구성되는 액체 전달 요소를 더 포함할 수 있다. 액체 저장 섹션이 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 액체 전달 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 다공성 담체 재료로부터 전기 히터까지 운송하도록 구성된다.
전기 히터는 액체 저장 섹션과 전력 공급 섹션 중 하나 또는 둘 모두와 별도로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 액체 저장 섹션, 전기 히터 및 존재하는 경우, 액체 전달 요소는 기화기 섹션 내에 제공된다. 바람직하게는, 기화기 섹션은 장치 하우징의 일부를 형성하는 기화기 하우징을 포함하고, 기화기 하우징은 전력 공급 섹션에 연결되도록 구성된 상류 단부 및 카트리지 조립체를 수용하도록 구성된 공동을 정의하는 하류 단부를 포함한다. 유리하게는, 액체 저장 섹션을 제공하는 것, 전기 히터 및 존재하는 경우, 전력 공급 섹션에서 분리된 단일 기화기 섹션에서의 액체 전달 요소는 전력 공급 섹션을 교체할 필요 없이 기화기 섹션의 교체(예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재가 고갈되었을 때)를 용이하게 할 수 있다.
카트리지는 또한 카트리지 하우징 내에 위치되는 액체 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
카트리지는 다공성 담체 재료를 포함할 수 있으며, 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 상에 제공된다. 유리하게는, 다공성 담체 재료 상에 액체 에어로졸 형성 기재를 제공하는 것은 카트리지로부터 액체 에어로졸 형성 기재가 누설되는 위험을 감소시킬 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지로부터 전기 히터까지 액체 에어로졸 형성 기재를 전달하도록 구성된 액체 전달 요소를 포함할 수 있다. 카트리지가 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 액체 전달 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 다공성 담체 재료로부터 전기 히터까지 운송하도록 구성된다.
카트리지는 밀봉부를 포함할 수 있다. 밀봉부는 제거식 밀봉부 또는 취성 밀봉부일 수 있다. 유리하게는, 밀봉부는 고체 에어로졸 형성 기재와 액체 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 둘 모두로부터의 휘발성 화합물의 손실을 방지할 수 있다. 카트리지는 카트리지 하우징의 제1 단부를 가로질러 연장되는 밀봉부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 단부는 카트리지 하우징의 상류 단부이다. 밀봉부는 제거식 밀봉부의 주변부 둘레의 카트리지 하우징에 고정될 수 있다. 밀봉부는 접착제와 용접, 예컨대 초음파 용접 중 적어도 하나에 의해 카트리지 하우징에 고정될 수 있다. 밀봉부는 바람직하게는 시트 재료로 형성된다, 시트 재료는 중합체 필름 및 금속 포일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 밀봉부가 제거식 밀봉부인 구현예에서, 제거식 밀봉부는 사용자가 카트리지를 에어로졸 발생 장치와 결합시키기 전에 카트리지로부터 제거하도록 구성될 수 있다. 제거식 밀봉부는 밀봉부의 제거를 용이하게 하기 위한 당김 탭을 포함할 수 있다.
밀봉부가 취성 밀봉부인 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 에어로졸 발생 장치가 카트리지를 수용할 때 취성 밀봉부를 관통하도록 구성되는 관통체를 포함한다. 유리하게는, 에어로졸 발생 장치 및 히터 섹션이 카트리지와 결합될 때 관통체는 취성 밀봉부를 자동으로 관통할 수 있다.
전기 히터의 적어도 일부는 관통체를 형성할 수 있다. 전기 히터는 취성 밀봉부를 관통하도록 구성되는 히터 블레이드 형태일 수 있다.
관통체는 전기 히터와 별도로 형성될 수 있다. 관통체는 샤프트부 및 샤프트부의 일 단부에 있는 관통부를 포함할 수 있다. 유리하게는, 중공형 샤프트부는 에어로졸 발생 시스템이 사용되는 동안에 중공형 샤프트부를 통과하는 기류를 허용할 수 있다. 관통부는 관통부를 통해 연장되고 중공형 샤프트부의 내부와 유체 연통하는 기류 애퍼쳐를 포함할 수 있다. 중공형 샤프트부 내부의 적어도 일부는 중공형 샤프트부의 적어도 일부를 따라 연장되는 기류 통로를 정의할 수 있다. 기류 통로는 기류 유입구, 기류 센서 및 공동과 유체 연통한다. 기류 센서는 기류 통로의 상류에 위치될 수 있다. 기류 센서는 기류 통로의 하류에 위치될 수 있다.
전기 히터의 적어도 일부는 중공형 샤프트부 내부에 위치될 수 있다. 전기 히터의 적어도 일부는 기류 통로의 일부를 가로질러 가로 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게는, 전기 히터 및 중공형 샤프트부는 사용 동안에, 기류 통로를 통한 기류가 중공형 샤프트부 내부에 위치된 전기 히터의 일부를 가로질러 통과하도록 구성된다.
에어로졸 발생 장치가 액체 전달 요소를 포함하는 구현예에서, 액체 전달 요소의 제1 부분은 중공형 샤프트부 내부에 위치될 수 있다. 액체 전달 요소의 제1 부분은 기류 통로의 일부를 가로질러 가로 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게는, 액체 전달 요소 및 중공형 샤프트부는 사용 중에, 기류 통로를 통한 기류가 액체 전달 요소의 제1 부분을 가로질러 통과하도록 구성된다.
전기 히터는 저항 가열 코일을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 저항 가열 코일은 액체 전달 요소의 제1 부분 둘레에 적어도 부분적으로 권취된다.
액체 전달 요소는 중공형 샤프트부 내의 제1 애퍼쳐를 통해 연장될 수 있으며, 액체 전달 요소의 제2 부분은 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓인다. 액체 전달 요소의 제2 부분은 바람직하게는 액체 전달 요소의 제1 단부이다. 액체 전달 요소는 중공형 샤프트부 내의 제2 애퍼쳐를 통해 연장될 수 있으며, 액체 전달 요소의 제3 부분은 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓인다. 제2 애퍼쳐는 바람직하게 제1 애퍼쳐에 대향한다. 액체 전달 요소의 제3 부분은 바람직하게는 액체 전달 요소의 제2 단부이다. 액체 전달 요소의 제1 부분은 바람직하게는 제2 부분과 제3 부분 사이의 액체 전달 요소의 중간 부분이다.
에어로졸 발생 장치는 중공형 샤프트부의 일부의 둘레에 위치된 고정 링을 포함할 수 있으며, 액체 전달 요소의 제2 부분의 적어도 일부는 고정 링과 중공형 샤프트부 사이에 위치된다. 액체 전달 요소가 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓여 있는 제3 부분을 포함하는 구현예에서, 바람직하게는 액체 전달 요소의 제3 부분의 적어도 일부는 고정 링과 중공형 샤프트부 사이에 위치된다.
카트리지가 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 다공성 담체 재료는 다공성 담체 재료를 통과하는 통로를 정의하는 환형 형상을 가질 수 있다. 카트리지가 공동 내에 수용될 때, 다공성 담체 재료를 통해 정의된 통로는 에어로졸 발생 시스템을 통과하는 기류 경로의 일부를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치가 카트리지를 수용할 때 관통체가 통로 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 구성된다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은, 관통체가 통로 내에 적어도 부분적으로 수용될 때 액체 전달 요소의 제2 부분이 다공성 담체 재료의 내부 표면과 접촉하도록 구성된다. 액체 전달 요소가 제3 부분을 포함하는 구현예에서, 바람직하게 에어로졸 발생 시스템은, 관통체가 통로 내에 적어도 부분적으로 수용될 때 액체 전달 요소의 제3 부분이 다공성 담체 재료의 내부 표면과 접촉하도록 구성된다.
바람직하게는, 관통부는 테이퍼되고(tapered) 중공형 샤프트부에 인접한 관통부 제1 단부에서 최대 직경을 포함한다. 바람직하게는, 천공부는 천공부의 제2 단부에서 최소 직경을 포함한다. 관통부의 제2 단부는 카트리지의 취성 밀봉부를 관통하도록 구성된다.
바람직하게는, 중공형 샤프트부는 관통부의 제1 단부에 인접한 제1 직경을 가지며, 중공형 샤프트부의 제1 직경은 관통부의 최대 직경보다 작다. 에어로졸 발생 장치가 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓여 있는 제2 부분을 갖는 액체 전달 요소를 포함하는 구현예에서, 바람직하게 액체 전달 요소의 제2 부분의 최대 두께는 최대 직경과 제1 직경 간의 차이와 같거나 작다. 액체 전달 요소가 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓여 있는 제3 부분을 갖는 구현예에서, 바람직하게 액체 전달 요소의 제2 및 제3 부분의 결합된 두께는 최대 직경과 제1 직경 사이의 차이와 같거나 작다. 유리하게는, 이러한 배치는, 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합될 때, 특히 관통체가 다공성 담체 재료를 통해 연장되는 통로 내에 수용되는 구현예에서, 액체 전달 요소에 대한 응력을 감소시킬 수 있다.
카트리지가 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 카트리지는 다공성 담체 재료와 카트리지 하우징 사이에 위치된 기류 채널을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 기류 채널의 하류 단부는 고체 에어로졸 형성 기재와 유체 연통한다. 기류 채널은 다공성 담체 재료를 통해 연장되는 통로에 추가적으로 또는 대안적으로 있을 수 있다.
카트리지 하우징은 바람직하게는 관형이고 제1, 상류 단부 및 제2, 하류 단부를 포함한다. 바람직하게는, 고체 에어로졸 형성 기재는 하류 단부 내부에 위치한다. 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재는 상류 단부 내부에 위치한다.
카트리지가 액체 에어로졸 형성 기재가 위치되는 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 다공성 담체 재료는 카트리지 하우징 내부에 직접 위치될 수 있다. 바람직하게는, 다공성 담체 재료는 죔쇠 끼워맞춤에 의해 카트리지 하우징 내부에 보유된다.
다공성 담체 재료는 액체 저장 하우징 내부에 위치될 수 있으며, 액체 저장 하우징은 카트리지 하우징 내부에 위치된다. 바람직하게, 액체 저장 하우징은 죔쇠 끼워맞춤에 의해 카트리지 하우징 내부에 보유된다.
카트리지가 다공성 담체 재료와 카트리지 하우징 사이에 위치되는 기류 채널을 포함하는 구현예에서, 액체 저장 하우징의 외부 표면은 액체 저장 하우징이 카트리지 하우징 내에 수용될 때 카트리지 하우징과 액체 저장 하우징 사이의 기류 채널을 정의하도록 성형될 수 있다. 액체 저장 하우징의 외부 표면은 액체 저장 하우징이 카트리지 하우징 내에 수용될 때 기류 채널을 정의하도록 홈부(groove)를 포함할 수 있다.
액체 저장 하우징은 관형일 수 있다. 카트리지가 제거식 밀봉부나 취성 밀봉부를 포함하는 구현예에서, 제거식 밀봉부는 액체 저장 하우징의 상류 단부를 가로질러 연장될 수 있다. 바람직하게는, 밀봉부는 카트리지 하우징 대신에 액체 저장 하우징에 고정된다.
관형 액체 저장 하우징은 개방된 상류 단부 및 폐쇄된 하류 단부를 가질 수 있다. 카트리지가 제거식 밀봉부나 취성 밀봉부를 포함하는 구현예에서, 밀봉부는, 다공성 담체 재료가 밀봉부와 폐쇄 단부 사이에 위치되도록 액체 저장 하우징의 상류 단부를 가로질러 연장될 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 죔쇠 끼워맞춤에 의해 카트리지 하우징 내에 보유될 수 있다.
카트리지는 고체 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치되는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 카트리지 하우징의 하류 단부 내에 위치되는 필터 재료의 플러그를 포함할 수 있다. 필터 재료의 플러그는 죔쇠 끼워맞춤에 의해 카트리지 하우징 내에 보유될 수 있다. 필터는 카트리지 하우징의 하류 개구부를 가로질러 연장되는 시트 재료를 포함할 수 있다. 시트 재료는 메쉬를 포함할 수 있다. 시트 재료는 접착제와 용접, 예컨대 초음파 용접 중 적어도 하나에 의해 카트리지 하우징에 고정될 수 있다. 필터는 고체 에어로졸 형성 기재를 카트리지 하우징 내에 보유할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템이 적어도 하나의 기류 유출구를 포함하는 구현예에서, 마우스피스는 바람직하게는 적어도 하나의 기류 유출구를 포함한다. 마우스피스는 카트리지의 일부를 형성할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있다. 마우스피스는 카트리지와 에어로졸 발생 장치로부터 별도로 형성될 수 있고, 카트리지와 에어로졸 발생 장치 중 적어도 하나는 마우스피스를 수용하도록 구성된다.
고체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 탈양성자화된 니코틴을 함유하는 담배를 포함할 수 있다. 담배 내에서 니코틴을 탈양성자화하면 유리하게는 니코틴의 휘발성을 증가시킬 수 있다. 니코틴은 담배에 알칼리화 처리를 하여 탈양성자화될 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 비담배 재료를 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 재료 및 비담배 함유 재료를 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 '에어로졸 형성제'는 사용 시에, 에어로졸의 형성을 용이하게 하는, 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적합한 에어로졸 형성제는, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하되 이에 한정되지 않는다.
바람직한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직한 것은, 글리세린이다.
고체 에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 대안적으로, 고체 에어로졸 형성 기재는 2개 이상의 에어로졸 형성제의 조합을 포함할 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 5%보다 큰 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
고체 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 약 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 가열시 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함한다. 적절한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물을 포함한다.
액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴이 없을 수 있다. 이러한 구현예들에서, 기화된 액체 에어로졸 형성 기재는 사용 중에 고체 에어로졸 형성 기재를 통해 흡인되어 고체 에어로졸 형성 기재로부터 하나 이상의 휘발성 화합물을 들어낼(strip) 수 있다. 기화된 액체 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재로부터 니코틴을 들어낼 수 있다. 탈양성자화 니코틴을 함유하는 담배를 포함하는 고체 에어로졸 형성 기재는 액체 에어로졸 형성 기재가 니코틴이 없는 구현예들에 특히 적합할 수 있다.
전기 히터는 저항 가열 코일을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 히터 지지부를 포함할 수 있으며, 저항 가열 코일은 히터 지지부 둘레에 적어도 부분적으로 권취된다.
전기 히터는 저항 가열 메쉬를 포함할 수 있다.
저항 가열 메쉬는 복수의 전기 전도성 필라멘트들을 포함할 수 있다. 전기 전도성 필라멘트는 실질적으로 편평할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 편평한"은 단일 평면에 형성된 것을 의미하고, 만곡되거나 다른 비평면 형상과 끼워 맞춰지도록 둘레를 래핑하거나 달리 순응되지 않는 것을 의미한다. 편평한 가열 메쉬는, 제조 동안 쉽게 취급될 수 있으며, 견고한 구조를 제공한다.
전기 전도성 필라멘트는 필라멘트 사이의 간극들을 정의할 수 있고, 간극들은 약 10 μm 내지 약 100 μm의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는 필라멘트들은 간극들에서 모세관 작용을 일어나게 해서, 사용시, 액체 에어로졸 형성 기재가 간극들로 흡인되어, 히터 조립체와 액체 간의 접촉 면적을 증가시킨다.
전기 전도성 필라멘트는 약 160 내지 약 600 Mesh US (± 10%) 크기(즉, 인치당 약 160 내지 약 600 필라멘트(± 10%))의 메쉬를 형성할 수 있다. 간극의 폭은 바람직하게 약 75 μm 내지 약 25 μm이다. 메쉬의 총 면적에 대한 간극 면적의 비인, 메쉬의 개방 영역의 백분율은 바람직하게 약 25% 내지 약 56%이다. 메쉬는 상이한 유형의 직조(weave) 또는 격자(lattice) 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 필라멘트는 서로 평행하게 배열된 필라멘트의 어레이로 이루어질 수 있다.
전기 전도성 필라멘트는, 약 8 μm 내지 약 100 μm, 바람직하게는, 약 8 μm 내지 약 50 μm, 더 바람직하게는 약 8 μm 내지 약 39 μm 의 직경을 가질 수 있다.
저항 가열 메쉬는 약 25 ㎟ 이하의 면적을 덮을 수 있다. 저항 가열 메쉬는 직사각형일 수 있다. 저항 가열 메쉬는 정사각형일 수 있다. 저항 가열 메쉬는 약 5 mm x 약 2 mm의 치수를 가질 수 있다.
전기 전도성 필라멘트들은 임의의 적절한 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 재료는: 도핑된 세라믹, "도전성" 세라믹(예컨대, 이규화 몰리브덴), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 세라믹 재료와 금속 재료의 복합 재료와 같은 반도체를 포함하되 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브데넘-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸을 기본으로 하는 초합금, Timetal®, 철-알루미늄 기재 합금, 및 철-망간-알루미늄 기재 합금을 포함한다. Timetal®은 티타늄 메탈 코포레이션(Titanium Metals Corporation)의 등록 상표이다. 필라멘트는 하나 이상의 절연체로 코팅될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트용으로 바람직한 재료는, 304, 316, 304L, 316L 스테인리스 스틸 및 흑연이다.
저항 가열 메쉬의 전기 저항은 바람직하게는 약 0.3 내지 약 4 Ohm이다. 더욱 바람직하게는, 메쉬의 전기 저항은 약 0.5 내지 약 3 Ohm, 보다 바람직하게는 약 1 Ohm이다.
전기 히터가 저항 가열 코일을 포함하는 구현예에서, 코일의 피치는 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 가장 바람직하게는 약 1.5 mm이다. 코일의 피치는 코일의 인접하는 회전들 간의 간격을 의미한다. 코일은 6개 미만의 회전을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 5개 미만의 회전을 갖는다. 코일은 약 0.10 mm 내지 약 0.15 mm, 바람직하게는 약 0.125 mm의 직경을 갖는 전기 저항성 와이어로 형성될 수 있다. 전기 저항성 와이어는 바람직하게는 904 또는 301 스테인리스 스틸로 형성된다. 적절한 금속의 예로는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 및 백금족으로부터의 금속이 있다. 적절한 금속 합금의 예로는 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금들, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기초한 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. 저항 가열 코일은 리본 형태로 제공되는 금속 포일, 예를 들면 알루미늄 포일을 또한 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 다공성 담체 재료를 포함하는 구현예에서, 다공성 담체 재료는 액체 에어로졸 형성 기재에 투과성인 임의의 적절한 재료 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있고, 액체 에어로졸 형성 기재가 다공성 담체 재료를 통해 이동할 수 있게 한다. 바람직하게는, 재료 또는 재료들의 조합은 액체 에어로졸 형성 기재에 대하여 불활성이다. 다공성 담체 재료는 모세관 재료일 수 있거나 아닐 수 있다. 다공성 담체 재료는 액체 에어로졸 형성 기재의 분포 및 분산을 개선하도록 친수성 재료를 포함할 수 있다. 이는 일정한 에어로졸 형성을 지원할 수 있다. 특히 바람직한 재료 또는 재료들은 액체 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성에 의존할 것이다. 적합한 재료의 예는 모세관 재료, 예를 들어, 스폰지 또는 발포성 재료, 섬유 또는 소결 분말 형태의 세라믹계 또는 흑연계 재료, 발포성 금속 또는 플라스틱 재료, 초산 셀룰로오스, 폴리에스테르, 또는 결합된 폴리올레핀과 같은, 예를 들어 방사 또는 압출된 섬유로 만든, 섬유상 재료, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 또는 세라믹이다. 다공성 담체 재료는 상이한 액체 물리적 특성들을 가지고 사용되도록 임의의 적절한 다공성을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 시스템이 액체 에어로졸 전달 요소를 포함하는 구현예에서, 액체 전달 요소는 그의 길이를 따라 액체 에어로졸 형성 기재를 전달할 수 있는 임의의 적절한 재료 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 액체 전달 요소는 다공성 재료로 형성될 수 있지만, 이는 반드시 그럴 필요는 없다. 액체 전달 요소는 다공성 또는 스폰지 구조를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 액체 전달 요소는 바람직하게는 모세관 다발을 포함한다. 예를 들어, 액체 전달 요소는 복수의 섬유나 스레드(thread), 또는 다른 미세 보어 튜브를 포함할 수 있다. 액체 전달 요소는 스폰지형 또는 발포체형 재료를 포함할 수 있다. 액체 전달 요소의 구조는 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 작용에 의해 운송될 수 있는 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성한다. 특히 바람직한 재료 또는 재료들은 액체 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성에 의존할 것이다. 적합한 모세관 재료의 예는 스폰지 또는 발포 재료, 섬유 또는 소결 분말의 형태의 세라믹 또는 흑연계 재료, 발포 금속 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 방사 또는 압출 섬유로 만들어진 섬유 재료, 예컨대 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에스테르 또는 결합된 폴리올레핀 섬유 재료, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유, 세라믹, 유리 섬유, 실리카 유리 섬유, 탄소 섬유, 오스테나이트 316 스테인리스 스틸 및 마르텐사이트 440 및 420 스테인리스 스틸과 같은 의학용 스테인리스 스틸 합금의 금속 섬유를 포함한다. 액체 전달 요소는 상이한 액체 물리적 특성과 함께 사용되도록 임의의 적절한 모세관 현상(capillarity)을 가질 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 점도, 표면 장력, 밀도, 열 전도성, 융점 및 증기 압력을 포함하되 이에 한정되지 않는 물리적 특성을 갖는데, 이는 액체 에어로졸 형성 기재가 액체 전달 요소를 통해 전달될 수 있게 한다. 액체 전달 요소는 내열성 재료로 형성될 수 있다. 액체 전달 요소는 복수의 섬유 가닥을 포함할 수 있다. 복수의 섬유 가닥은 액체 전달 요소의 길이를 따라서 전반적으로 정렬될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템이 다공성 담체 재료와 액체 전달 요소를 포함하는 구현예에서, 다공성 담체 재료 및 액체 전달 요소는 동일한 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 다공성 담체 재료 및 액체 전달 요소는 상이한 재료를 포함한다.
바람직하게는, 카트리지는 죔쇠 끼워맞춤에 의해 공동 내에 보유되도록 구성된다. 각각의 카트리지는 및 공동은 임의의 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 카트리지의 단면 형상은 공동의 단면 형상과 실질적으로 동일하다. 적절한 단면 형상은 원형, 반원형, 다각형, 정사각형, 및 불규칙 형상을 포함하는 직사각형을 포함한다.
카트리지 하우징은 임의의 적절한 재료 또는 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 적절한 재료는, 알루미늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드, 예컨대 Kapton®, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리옥시메틸렌(POM), 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지, 액정 폴리머(LCP), 개질된 LCP, 예컨대 흑연 또는 유리 섬유를 갖는 LCP를 포함하되, 이에 한정되지는 않는다.
전력 공급부는 배터리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급부는 니켈-금속 수화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-고분자 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 대안적으로 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수 있고, 하나 이상의 카트리지를 가진 에어로졸 발생 장치의 사용에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시의 목적으로 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1는 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 사시도를 도시하고;
도 2는 공동 내에 수용된 카트리지가 있는 도 1의 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시하고;
도 3은 공동 내에 삽입된 카트리지가 없는 도 2의 에어로졸 발생 장치를 도시하고;
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 단면도를 도시하고;
도 5는 에어로졸 발생 장치와 분리된 카트리지가 있는, 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시하고;
도 6은 공동 내에 수용된 카트리지가 있는 도5의 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시하며;
도 7은 도 5의 에어로졸 발생 시스템의 히터 섹션의 대안적인 배치를 도시한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(10)의 사시도를 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 전력 공급 섹션(14) 및 기화기 섹션(16)을 포함하는 에어로졸 발생 장치(12)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 카트리지(18) 및 카트리지(18)의 부분을 형성하는 마우스피스(20)를 더 포함한다. 기화기 섹션(16)은 장치 하우징(24)의 부분을 형성하는 기화기 하우징(22)을 포함한다. 기화기 하우징(22)의 하류 단부는 카트리지(18)를 수용하기 위한 공동(26)을 정의한다. 기화기 하우징(22)은 또한 공동(26)과 유체 연통하는 바이패스 공기 유입구(19)를 정의한다.
도 2는 공동(26) 내에 수용된 카트리지(18)가 있는 에어로졸 발생 시스템(10)의 단면도를 도시한다. 카트리지(18)는 카트리지 하우징(28) 및 카트리지 하우징(28) 내에 위치되는 고체 에어로졸 형성 기재(38)를 포함한다. 고체 에어로졸 형성 기재(38)의 하류 단부는 마우스피스(20)에 의해 정의된 기류 유출구(21)와 유체 연통한다.
전력 공급 섹션(14)은 전력 공급 섹션(14) 내로 공기를 유입하기 위한 시스템 공기 유입구(46)를 포함한다. 전력 공급 섹션(14) 내에 위치되는 것은 제어기(48), 전력 공급부(50) 및 기류 센서(51)이다. 기류 센서(51)는 기류 센서(51)를 가로지르는 기류가 소정의 임계를 초과할 때 제어기(48)에 신호를 제공하도록 구성된다.
기화기 섹션(16)은 전력 공급 섹션(14)으로부터 공기를 수용하기 위한 기화기 공기 유입구(52), 자신의 상류 단부에서 기화기 공기 유입구(52)와 유체 연통하는 기류 통로(54), 및 기류 통로(54)와 공동(26)의 하류 단부 사이에서 유체 연통을 제공하는 공동 공기 유입구(56)를 포함한다.
기화기 섹션(16)은 기류 통로(54)의 외부에 위치되는 환형 다공성 담체 재료(60) 내에 수착된 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 포함하는 액체 저장 섹션(57)을 더 포함한다. 모세관 심지를 포함하는 액체 전달 요소(62)는 다공성 담체 재료(60)와 접촉하여 위치된 제1 및 제2 단부 및 기류 통로(54) 내에 위치된 중앙부를 가진다. 액체 에어로졸 형성 기재(58)는 모세관 심지를 따라 다공성 담체 재료(60)에서 모세관 심지의 중앙부까지 모세관 작용에 의해 이동(wick)된다.
기화기 섹션(16)은 또한 모세관 심지의 중앙 부분 둘레에 감겨진 저항 가열 코일을 포함하는 전기 히터(64)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템(10)이 작동되는 동안에, 제어기(48)는 전력 공급부(50)로부터 전기 히터(64)까지의 전기 에너지 공급을 제어하여 모세관 심지의 중앙부로부터 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 가열하고 기화시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용될 때, 카트리지 하우징(28)은 바이패스 공기 유입구(19)를 가로막아 기류가 바이패스 공기 유입구(19)를 경유하여 공동(26) 내로 들어가는 것을 방지한다. 이 구성에서, 사용자가 마우스피스(20) 상에서 흡인할 때, 공기는 시스템 공기 유입구(46)를 통해 시스템 내로 흡인된다. 기류가 기류 유입구(46)를 통과하여 전력 공급 섹션(14)에 진입함에 따라 기류 센서(51)를 가로지르는 기류가 기류 센서(51)를 활성화시킨다. 활성화된 기류 센서(51)는 기류 유입구(46)를 통해 에어로졸 발생 시스템(10)을 통과하는 기류를 나타내도록 제어기(48)에 신호를 제공한다. 기류 센서(51)로부터 신호를 수신하면, 제어기(48)는 전력 공급부(50)로부터 전기 히터(64)까지의 전기 에너지의 공급을 제어하여 액체 전달 요소(62)로부터 액체 에어로졸 형성 기재(58)를 기화시킨다. 기류는 전력 공급 섹션(14)으로부터 기화기 공기 유입구(52)를 통과하고, 기화된 액체 에어로졸 형성 기재(58)가 기류 내에 비말 동반되는 기류 통로(54) 내로 흐른다. 그런 다음, 기류는 공동 공기 유입구(56)를 지나 공동(26) 및 카트리지 에어로졸 형성 기재(38)로부터의 휘발성 화합물이 기류 내에 비말 동반되는 카트리지(18) 내로 흐른다. 그런 다음, 기류는 카트리지(18) 밖으로 흐르고 공기 유출구(21)를 통과하여 에어로졸 발생 시스템(10) 밖으로 흘러 기화된 액체 에어로졸 형성 기재(58), 및 카트리지 에어로졸 형성 기재(38)로부터의 휘발성 화합물을 사용자에게 전달한다.
카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용되지 않은 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이패스 공기 유입구(19)는 가로막는 것이 없다. 따라서, 이 구성에서, 사용자가 에어로졸 발생 장치의 하류 단부를 흡인하려고 시도할 때, 기류는 바이패스 공기 유입구(19)를 통해 공동(26)에 진입한다. 이와 같이, 불충분한 기류가 기류 유입구(46)를 통해 전력 공급 섹션(14) 내로 흡인되어 기류 센서(51)를 활성화시킨다. 따라서, 카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용되지 않을 때, 사용자는 에어로졸 발생 장치(12)의 하류 단부 상에서 흡인함으로써 전기 히터(64)를 활성화할 수 없다.
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(112)를 도시한다. 에어로졸 발생 장치(112)는 도 1 내지 3에 도시된 에어로졸 발생 장치(12)와 실질적으로 동일하며, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 에어로졸 발생 장치(112)는 제2 바이패스 공기 유입구(19)의 추가에 의해 상이하다. 추가적인 바이패스 공기 유입구(19)를 제공하는 것은, 카트리지(18)가 공동(26) 내에 수용되지 않을 때 공기 유입구(19)를 통한 공기 흐름 대 기류 유입구(46)를 통한 기류의 비를 증가시킬 수 있다. 따라서, 유리하게는, 이 배치는 사용자가 공동(26) 내에 수용된 카트리지(18) 없이 에어로졸 발생 장치(112) 상에서 흡인할 때 기류 센서(51)를 가로지르는 기류를 더 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(200)을 도시한다. 에어로졸 발생 시스템(200)은 도 1 내지 3을 참조하여 설명된 에어로졸 발생 시스템(10)과 실질적으로 동일하며, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.
에어로졸 발생 시스템(200)은 카트리지(218) 내에 위치되는 액체 에어로졸 형성 기재(58)의 위치에 의해 상이하다.
카트리지(218)는 카트리지 하우징(28)을 포함하며, 고체 에어로졸 형성 기재(38) 및 액체 에어로졸 형성 기재(58)는 둘 모두 카트리지 하우징(36) 내에 위치된다. 고체 에어로졸 형성 기재(38)는 카트리지 하우징(28)의 하류 단부 내에 위치된 담배 플러그를 포함한다.
액체 에어로졸 형성 기재(58)는 카트리지 하우징(28)의 상류 단부 내에 위치된 다공성 담체 재료(260) 상에 제공된다. 제1 취성 밀봉부(248)는 다공성 담체 재료(260)의 상류 단부를 가로질러 연장되고 제2 취성 밀봉부(250)는 다공성 담체 재료(260)의 하류 단부를 가로질러 연장된다. 다공성 담체 재료(260)는 환형 형상을 갖고 다공성 담체 재료(260)를 통과하는 통로(254)를 정의하며, 통로(254)는 제1 및 제2 취성 밀봉부(248, 250) 사이에서 연장된다.
에어로졸 발생 장치(212)는 도 1 내지 도 3의 에어로졸 발생 시스템(10)에 대하여 설명된 바와 같이, 제어기(48), 전력 공급부(50), 및 기류 센서(51)를 수용하는 전력 공급 섹션을 포함한다. 장치 하우징(214)은 카트리지(218)를 수용하기 위한 공동(26)을 정의한다.
에어로졸 발생 장치(212)는 공동(26)의 상류 단부에 위치된 히터 섹션(263)을 더 포함한다. 히터 섹션(263)은 저항 가열 코일 형태의 전기 히터(64)를 포함한다. 사용하는 동안에, 제어기(48)는 전력 공급부(50)로부터 전기 히터(64)까지의 전력 공급을 제어한다. 히터 섹션(26)은 모세관 심지 형태의 액체 전달 요소(62)를 더 포함하며, 저항 가열 코일은 액체 전달 요소(62)의 제1 부분 둘레에 권취된다.
전기 히터(64) 및 액체 전달 요소(62)는 공동(26)의 상류 단부 벽으로부터 연장되는 관통체에 의해 지지된다. 관통체는 중공형 샤프트부(232) 및 관통부(234)를 포함한다. 전기 히터(64)와 액체 전달 요소(62)의 제1 부분은 중공형 샤프트부(232) 내에 형성된 기류 통로에 위치된다. 액체 전달 요소(62)의 제2 및 제3 부분은 중공형 샤프트부(232) 내의 애퍼쳐를 통해 연장되고, 제2 및 제3 부분은, 중공형 샤프트부(232)의 외부 표면 위에 놓이도록 90도 각도로 접힌다.
도 6은 카트리지(218)가 에어로졸 발생 장치(212)의 공동(26) 내에 삽입된 후의 에어로졸 발생 시스템(200)의 단면도를 도시한다. 카트리지(218)가 공동(26) 내에 삽입될 때, 관통체의 관통부(234)가 제1 및 제2 취성 밀봉부(248, 250)를 관통한다. 히터 섹션(263)은 다공성 담체 재료(260)를 통해 정의된 통로(254) 내에 수용되어 액체 전달 요소(62)의 제2 및 제3 부분이 다공성 담체 재료(260)의 내부 표면과 접촉한다. 액체 에어로졸 형성 기재(58)는 액체 전달 요소(62)를 따라 전기 히터(64)까지 흡수(wick)된다.
에어로졸 발생 시스템(200)의 작동은 도 1 내지 3을 참조하여 설명된 에어로졸 발생 시스템(10)의 작동과 동일하다. 즉, 카트리지(218)가 공동(26) 내에 수용되지 않을 때, 사용자가 에어로졸 발생 장치(212)의 하류 단부 상에서 흡인할 때 공기는 바이패스 공기 유입구(19)를 통해 공동(26) 내로 흐른다. 사용자가 공동(26) 내에 수용된 카트리지(218)가 있는 에어로졸 발생 시스템(200)의 하류 단부를 흡인할 때, 기류는 기류 유입구(46)를 통해 에어로졸 발생 시스템(200)으로 진입하고 기류 센서(51)를 가로질러 유동하여 에어로졸 발생 시스템(200)을 활성화시킨다.
도 7은 도 5 및 6의 에어로졸 발생 시스템(200)의 히터 섹션(363)의 대안적인 배치를 도시한다. 히터 섹션(363)은 도 5 및 6을 참조하여 설명된 히터 섹션(263)과 구조상 유사하며, 동일한 부분을 표시하는 데는 동일한 도면 부호가 사용된다.
히터 섹션(363)은 중공형 샤프트부(232)의 상류 단부를 중심으로 위치된 고정 링(367)의 추가에 의해 히터 섹션(263)과 상이하다. 액체 전달 요소(62)의 제2 및 제3 부분(363, 365)의 단부는 고정 링(367)과 중공형 샤프트부(232) 사이에 고정되어, 히터 섹션(363)을 다공성 담체 재료(260)를 통해 정의된 통로(254) 내로 삽입하고 그로부터 제거하는 동안 액체 전달 요소(62)를 정확한 위치에 보유한다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 에어로졸 발생 시스템은:
    카트리지 하우징 및 상기 카트리지 하우징 내에 위치되는 고체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지;
    액체 에어로졸 형성 기재; 및
    에어로졸 발생 장치를 포함하되,
    상기 에어로졸 발생 장치는 상기 카트리지의 적어도 일부를 수용하기 위한 공동;
    기류 유입구;
    상기 기류 유입구와 상기 공동 사이에 위치되고, 상기 기류 유입구 및 상기 공동과 유체 연통하는, 기류 센서;
    상기 공동과 유체 연통하는 바이패스 공기 유입구;
    상기 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된 전기 히터;
    전력 공급부; 및
    기류가 상기 기류 센서를 가로지르고 있음을 나타내는 기류 센서의 신호에 응답하여 상기 전력 공급부로부터 상기 전기 히터까지의 전력 공급을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하고,
    상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때 기류가 상기 바이패스 공기 유입구를 통과하는 것을 상기 카트리지 하우징이 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 공기 유입구는 상기 공동의 측벽 상에 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바이패스 공기 유입구는 복수의 바이패스 공기 유입구를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 카트리지가 상기 공동 내에 수용될 때 기류가 상기 바이패스 공기 유입구 각각을 통과하는 것을 상기 카트리지 하우징이 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 액체 저장 섹션 및 상기 액체 저장 섹션 내에 위치되는 상기 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액체 저장 섹션은 다공성 담체 재료를 포함하고, 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 상에 제공되는, 에어로졸 발생 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 에어로졸 발생 시스템이 사용되는 동안에 액체 에어로졸 형성 기재를 상기 전기 히터까지 전달하도록 구성된 액체 전달 요소를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  7. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 카트리지 하우징 내에 위치되는 상기 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 카트리지는 다공성 담체 재료를 포함하고, 상기 액체 에어로졸 형성 기재는 다공성 담체 재료 상에 제공되는, 에어로졸 발생 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 에어로졸 발생 시스템이 사용되는 동안에 상기 다공성 담체 재료로부터 상기 전기 히터까지 액체 에어로졸 형성 기재를 전달하도록 구성된 액체 전달 요소를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 카트리지는 취성 밀봉부를 더 포함하고, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 에어로졸 발생 장치가 상기 카트리지를 수용할 때 상기 취성 밀봉부를 관통하도록 구성된 관통체를 더 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 관통체는 중공형 샤프트부 및 상기 중공형 샤프트부의 일 단부에 있는 관통부를 포함하고, 상기 전기 히터의 적어도 일부는 상기 중공형 샤프트부 내부에 위치되는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 액체 전달 요소의 제1 부분은 상기 중공형 샤프트부 내부에 위치되고, 상기 전기 히터는 상기 액체 전달 요소의 상기 제1 부분 둘레에 적어도 부분적으로 권취된 저항 가열 코일을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 액체 전달 요소는 상기 중공형 샤프트부 내의 애퍼쳐를 통해 연장되고, 상기 액체 전달 요소의 제2 부분은 상기 중공형 샤프트부의 외부 표면 위에 놓이는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다공성 담체 재료는 상기 다공성 담체 재료를 통과하는 통로를 정의하는 환형 형상을 갖고, 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 에어로졸 발생 장치가 상기 카트리지를 수용할 때 상기 관통체가 상기 통로 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 구성되고, 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 관통부가 상기 통로 내에 적어도 부분적으로 수용될 때 상기 액체 전달 요소의 상기 제2 부분이 상기 다공성 담체 재료의 내부 표면과 접촉하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 다공성 담체 재료와 상기 카트리지 하우징 사이에 위치된 기류 채널을 포함하고, 상기 기류 채널의 하류 단부는 상기 고체 에어로졸 형성 기재와 유체 연통하는, 에어로졸 발생 시스템.
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