KR20190111082A - 형상-기억 합금을 포함한 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 - Google Patents
형상-기억 합금을 포함한 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 Download PDFInfo
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Abstract
에어로졸 송달 장치가 제공된다. 에어로졸 송달 장치는 전류를 출력하도록 구성된 전원을 포함할 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소와 유체 연통되는 분무기를 포함하며, 상기 분무기는 전원으로부터의 전류를 수신하도록 구성되어 있다. 에어로졸 송달 장치는, 전원에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 형상을 변경하도록 구성되며, 저장소로부터 분무기까지의 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하도록 구성된 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구를 더 포함하며, 상기 분무기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되어 있다.
Description
본 개시는 흡연 물품과 같은 에어로졸 송달 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 에어로졸의 생성을 위해 전기적으로 발생된 열을 이용하는 에어로졸 송달 장치(예를 들어, 통상적으로 전자 담배로 불리는 흡연 물품)에 관한 것이다. 에어로졸 송달 장치는 담배로부터 제조 또는 유도될 수 있는 재료를 포함할 수 있거나 그렇지 않으면 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수 있으며, 상기 전구체는 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성하도록 기화할 수 있다.
사용을 위해 담배 연소를 요구하는 흡연 제품의 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 장치가 수 년에 걸쳐서 제안되었다. 이들 장치의 대다수는 의도적으로, 담배의 연소에 기인하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송출하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하도록 설계되었다. 이를 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도의 담배 연소 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Griffith 2세 등의 미국 특허 공개 제2013/0255702호 및 Sears 등의 미국 특허 공개 제2014/0096781호에 기재된 배경기술에 제시되어 있는 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 발열 소스를 참조하기 바란다. 또한, 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는 Bless 등의 미국 특허 공개 제2015/0216232호에서 상표명 및 상용 소스로 참조되는 다양한 형태의 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 전기 급전식 발열 소스도 참조하기 바란다.
그러나, 개선된 기능을 갖는 에어로졸 송달 장치를 필요로 하고 있다. 이와 관련하여, 에어로졸 전구체 조성물의 분무기로의 송달을 개선할 필요로 하고 있다.
본 개시는 형상-기억 합금을 포함한 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법에 관한 것이다. 일 태양에서, 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 에어로졸 송달 장치는 전류를 출력하도록 구성된 전원을 포함할 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소와 유체 연통되어 있는 분무기를 포함할 수 있다. 분무기는 전원으로부터의 전류를 수신하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 송달 장치는, 전원에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 형상을 변경하도록 그리고 저장소로부터 분무기로의 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하도록 구성된 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구를 포함할 수 있다. 분무기는 그로부터 에어로졸을 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 분무기는 액체 운송 요소 및 가열 요소를 포함한다. 가열 요소는 분배 기구일 수 있으며, 액체 운송 요소 둘레에 권취되며 제 1 형상에서 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 형상-기억 합금을 포함한 하나 이상의 코일을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성한다. 하나 이상의 코일에서 전류의 수신이 중단되면, 하나 이상의 코일은 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 분배 기구는 밸브를 포함할 수 있다. 밸브는, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경되도록 구성될 수 있다. 밸브에서 전류의 수신이 중단되면, 밸브는 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 전원, 저장소, 및 분무기는 각각 분리 가능한 하우징에 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 형상-기억 합금은 니켈 티타늄 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 송달 장치의 빨아들임(draw)에 대응하는 신호를 출력하도록 구성된 유동 센서와, 빨아들임의 검출에 응답하여 분배 기구의 형상을 변경하도록 열을 생성하기 위해 전류를 출력하도록 구성된 제어기를 포함한다.
일부 실시예에서, 분배 기구는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다. 분배 기구는 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 더 포함할 수 있으며, 상기 피스톤은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 이동하도록 구성되어 있다.
추가의 양태에서, 에어로졸 송달 장치 작동 방법이 제공된다. 방법은 전원, 분무기, 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소, 및 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 방법은 저장소로부터 분무기까지 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하기 위해서 분배 기구의 형상을 변경하도록 전원에 의해 출력된 전류로 분배 기구를 가열하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 방법은 전원으로부터 분무기로 전류를 보내서 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 분무기를 제공하는 것은, 분배 기구이며 형상-기억 합금을 갖는 하나 이상의 코일 및 액체 운송 요소를 포함하는 가열 요소를 제공하는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 코일은 액체 운송 요소 둘레에 권취되어 있다. 분배 기구의 형상을 변경하는 것은 제 1 형상에서 제 2 형상으로 하나 이상의 코일을 변경시키는 것을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성한다. 상기 방법은 코일로의 전류의 유동을 중단시킴으로써 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 코일을 복귀시키는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 밸브를 포함하는 분배 기구의 형상을 변경하는 것은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 밸브에서 전류의 수신을 중단시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 이에 응답하여 밸브를 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀시키는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 센서에 의해 빨아들임을 검출하는 것을 포함할 수 있다. 전원에 의해 제공된 전류로 분배 기구를 가열하는 것은 빨아들임의 검출에 응답하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 분배 기구의 형상을 변경하는 것은 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경시키는 것을 포함할 수 있다. 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경시키는 것은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
본 개시의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 명백해질 것이다.
본 개시는 따라서 제한없이 하기 실시예를 포함한다:
실시예 1: 에어로졸 송달 장치이며,
전류를 출력하도록 구성된 전원; 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소와 유체 연통되며, 상기 전원으로부터의 전류를 수신하도록 구성된 분무기; 및 상기 전원에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 형상을 변경하도록 구성되며, 상기 저장소로부터 상기 분무기까지의 상기 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하도록 구성된 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구(dispensing mechanism)를 포함하며, 상기 분무기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되어 있다.
실시예 2: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 분무기는 액체 운송 요소 및 가열 요소를 포함한다.
실시예 3: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 가열 요소는 분배 기구이며, 상기 액체 운송 요소 둘레에 권취되며 제 1 형상에서 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 형상-기억 합금을 포함한 하나 이상의 코일을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성한다.
실시예 4: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 코일에서 전류의 수신의 중단시에, 상기 하나 이상의 코일은 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 복귀되도록 구성되어 있다.
실시예 5: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 분배 기구는 밸브를 포함한다.
실시예 6: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 밸브는, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 상기 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경되도록 구성되어 있다.
실시예 7: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 밸브에서 전류의 수신의 중단시에, 상기 밸브는 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 복귀되도록 구성되어 있다.
실시예 8: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 전원, 상기 저장소, 및 상기 분무기는 각각 분리 가능한 하우징 내에 수용되어 있다.
실시예 9: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 형상-기억 합금은 니켈 티타늄(NiTi) 합금을 포함한다.
실시예 10: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 에어로졸 송달 장치의 빨아들임에 대응하는 신호를 출력하도록 구성된 유동 센서와, 빨아들임의 검출에 응답하여 분배 기구의 형상을 변경하도록 열을 생성하기 위해 전류를 출력하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
실시예 11: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 분배 기구는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 액추에이터를 포함한다.
실시예 12: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 분배 기구는 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 더 포함하며, 상기 피스톤은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 이동하도록 구성되어 있다.
실시예 13: 에어로졸 송달 장치 작동 방법이며, 이 방법은
전원, 분무기, 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소, 및 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구를 제공하는 것; 상기 저장소로부터 상기 분무기까지 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하기 위해서 분배 기구의 형상을 변경하도록 전원에 의해 출력된 전류로 분배 기구를 가열하는 것; 및 상기 전원으로부터 분무기로 전류를 보내서 상기 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하는 것을 포함한다.
실시예 14: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 분무기를 제공하는 것은, 분배 기구이며 형상-기억 합금을 갖는 하나 이상의 코일 및 액체 운송 요소를 포함하는 가열 요소를 제공하는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 코일은 액체 운송 요소 둘레에 권취되어 있으며; 및 분배 기구의 형상을 변경시키는 것은 제 1 형상에서 제 2 형상으로 하나 이상의 코일을 변경시키는 것을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성한다.
실시예 15: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 코일로의 전류의 유동을 중단시킴으로써 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 코일을 복귀시키는 것을 더 포함한다.
실시예 16: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 밸브를 포함하는 분배 기구의 형상을 변경하는 것은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경시키는 것을 포함한다.
실시예 17: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 상기 밸브에서 전류의 수신을 중단시키는 것; 및 이에 응답하여 밸브를 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀시키는 것을 더 포함한다.
실시예 18: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 센서에 의해 빨아들임을 검출하는 것을 더 포함하며, 전원에 의해 제공된 전류로 분배 기구를 가열하는 것은 빨아들임의 검출에 응답하여 제어된다.
실시예 19: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 분배 기구의 형상을 변경하는 것은 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경시키는 것을 포함한다.
실시예 20: 임의의 선행 또는 후속 예시적 실시예 또는 그 조합의 장치에 있어서, 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경시키는 것은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 이동시키는 것을 포함한다.
본 개시의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 명백해질 것이다. 본 개시는 본 개시에 제시되거나 하나 이상의 청구항에서 열거되는 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 특징부 또는 요소의 임의의 조합을, 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서에서의 특정 실시예 설명 또는 청구항에서 명확히 조합되거나 그렇지 않으면 열거되는지에 관계없이 포함한다. 본 개시는 총체적으로 해석되도록 의도되며 따라서 본 개시의 임의의 개별 특징부 또는 요소는 본 개시의 내용이 달리 명시하지 않는 한 그 양태 및 예시적 실시예 중 임의의 것에서 조합 가능하도록 의도되는 것으로 간주되어야 한다.
이상에서 본 개시를 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 폐쇄 구성에서의 밸브로서 제공된 분배 기구를 갖는 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 밸브는 형상-기억 합금을 포함하고 있다.
도 1b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 1a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 밸브는 개방 구성에 있다.
도 2a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수축된 형상에서 액추에이터로서 제공되고 래칫의 제 1 치형부에 결합된 분배 기구를 갖는 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 형상-기억 합금이다.
도 2b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 2a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 연장된 형상에 있다.
도 2c는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 2a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 수축된 형상에 있으며 래칫의 제 2 치형부에 결합되어 있다.
도 3a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 이격된 가열 요소의 측면도로서, 상기 가열 요소는 형상-기억 합금을 포함한다.
도 3b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 3a의 가열 요소의 측면도로서, 상기 가열 요소는 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치 작동 방법의 방법 흐름도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 폐쇄 구성에서의 밸브로서 제공된 분배 기구를 갖는 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 밸브는 형상-기억 합금을 포함하고 있다.
도 1b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 1a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 밸브는 개방 구성에 있다.
도 2a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수축된 형상에서 액추에이터로서 제공되고 래칫의 제 1 치형부에 결합된 분배 기구를 갖는 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 형상-기억 합금이다.
도 2b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 2a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 연장된 형상에 있다.
도 2c는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 2a의 에어로졸 송달 장치의 횡단면도로서, 상기 액추에이터는 수축된 형상에 있으며 래칫의 제 2 치형부에 결합되어 있다.
도 3a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 이격된 가열 요소의 측면도로서, 상기 가열 요소는 형상-기억 합금을 포함한다.
도 3b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 도 3a의 가열 요소의 측면도로서, 상기 가열 요소는 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치 작동 방법의 방법 흐름도를 개략적으로 도시하고 있다.
본 개시는 이제 그 예시적 실시예를 참조하여 이하에서 보다 충실하게 설명될 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 개시가 철저하고 완전해지고 본 개시의 범위를 통상의 기술자에게 충실히 전달하도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 실시예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수의 변형을 포함한다.
후술하듯이, 본 개시의 실시예들은 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법에 관한 것이다 본 개시에 따른 에어로졸 송달 장치는 재료를 (바람직하게는 재료의 상당한 정도의 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 전기 에너지를 사용할 수 있으며; 이러한 시스템의 부품들은 손잡이식 장치로 간주되기에 가장 바람직하게 충분히 콤팩트한 제품의 형태를 가질 수 있다. 즉, 바람직한 에어로졸 송달 장치의 부품의 사용은 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에 기인한다는 의미에서 연기의 생성을 초래하지 않지만, 이들 바람직한 장치의 사용은 그 안에 통합된 특정 성분의 휘발 또는 증발에 기인하는 증기의 생성을 초래한다. 바람직한 실시예에서, 에어로졸 송달 장치의 부품은 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게 담배 및/또는 담배에서 유래되는 성분을 포함하며, 따라서 에어로졸 형태의 담배 유래 성분을 송달한다.
특정한 바람직한 에어로졸 송달 장치의 에어로졸 발생 부품은 담배를 불붙이고 연소시킴(및 그로 인한 담배 연기 흡입)에 의해서 채용되는 궐련, 여송연 또는 파이프를 흡연하는 것의 많은 감각(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 형태, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등)을 그 임의의 성분의 임의의 상당한 정도의 연소 없이 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 발생 장치의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 사용하는 것과 흡사하게 상기 장치를 쥐고 사용하여, 그 장치에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 그 장치의 일 단부를 입에 물고, 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff: 뻐끔)를 피우는 등을 행할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치는 또한 증기-생성 물품 또는 약물 송달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예를 들면, 향미료 및/또는 의약품 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체 상인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들면, 전원 해제 유닛으로부터 에어로졸 발생 장치의 다른 부품으로의 전류를 제어하는 등에 의해 발열을 위한 전력을 조작, 제어, 규제 및/또는 중지하기 위한 수단), 분무기(예를 들면, 액체 운송 요소 및 전기 저항 히터 또는 발열 부품), 분배 기구(예를 들면, 형상-기억 합금을 포함하는 밸브 또는 액추에이터), 에어로졸 전구체(예를 들면, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같은, 통상 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체인 조성물), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 송달 장치를 물 수 있게 하기 위한 마우스단부 영역 또는 선단(예를 들어, 물면 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통해서 형성되는 공기 유동 경로)의 어떤 조합을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치 내의 부품의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이하에서 제공되는 추가 설명을 고려하면 명백해질 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 송달 장치 부품의 선택 및 배열은 본 개시의 배경기술 섹션에서 거론된 대표적 제품과 같은 시중에서 입수 가능한 전자 에어로졸 송달 장치를 고려하면 알 수 있다.
에어로졸 송달 장치 내의 부품들의 정렬은 달라질 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 (예를 들면, 특정 상황에서 교체 가능 및 폐기 가능하거나 또는 재보충 가능한 카트리지의 저장소 내의) 장치의 2개의 대향 단부에 대해서 중심에 위치된다. 그러나 다른 구성이 배제되지 않는다. 일반적으로, 부품들은 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체 조성물(뿐만 아니라 사용자에게 송달하기 위해 마찬가지로 제공될 수 있는 하나 이상의 향미제, 약제 등)을 휘발시켜 사용자에게 송달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 서로에 대해서 구성된다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 가열하면, 에어로졸이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 상기 용어들은 용어 "방출", "방출하는", "방출한다" 또는 "방출되는"이 "형성 또는 발생", "형성하는 또는 발생하는", "형성한다 또는 발생한다" 및 "형성된다 또는 발생된다"를 포함하도록 상호 교환될 수 있음을 의미함을 알아야 한다. 구체적으로, 흡입 가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 그 혼합물의 형태로 방출된다.
에어로졸 송달 장치는 히터의 급전, 제어 시스템의 급전, 인디케이터의 급전, 분배 기구의 작동 등과 같은 다양한 기능을 장치에 제공하기에 충분한 전류 유동을 제공하기 위해 배터리 또는 기타 전기 전원을 포함할 수 있다. 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 소정 기간 동안의 사용을 통해서 에어로졸 형성을 제공하고 물품에 급전하기 위해 가열 요소 및/또는 분배 기구를 급속 가열하기에 충분한 전력을 송달할 수 있다. 전원은 에어로졸 송달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 송달 장치 내에 편리하게 꼭 끼워지도록 크기형성되며; 또한 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 손상시키지 않도록 충분히 가벼운 것이 바람직하다. 예를 들어, 전원은 배터리이다.
일부 실시예에서, 카트리지는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Novak 등의 미국 특허 공개 제2014/0261495호에 기재되어 있는 바와 같이 카트리지와 제어 보디 사이의 상대 회전을 실질적으로 방지하는 회전방지 특징부를 포함하는 베이스를 포함한다.
분무기 유닛은 본원의 에어로졸 송달 장치에 사용되는 하나 이상의 히터 부품을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 마이크로히터 또는 유사한 고체 상태 히터가 사용된다. 이용되는 마이크로히터의 실시예가 또한 여기에 설명된다. 현재 개시된 장치에 사용하기에 적합한 마이크로히터를 포함하는 다른 마이크로히터 및 분무기는 Collett 등의 미국 특허 제8,881,737호에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 원용된다. 일부 실시예에서, 가열 요소는 Ward 등의 미국 특허 제9,210,738호에 개시된 바와 같이 액체 운송 요소 둘레에 코일을 권취시킴으로써 형성되며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 또한, 일부 실시예에서, 코일은 DePiano 등의 미국 특허 제9,277,770호에 개시된 바와 같이 가변 코일 간격을 포함한다. 전류가 코일을 통해 가해질 때 열을 발생하도록 구성된 재료의 다양한 실시예는 저항 가열 요소를 형성하도록 이용된다. 와이어 코일을 형성할 수 있는 예시적 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 니켈 티타늄(NiTi), 몰리브덴 이규화물(MoSi2), 몰리브덴 규화물(MoSi), 알루미늄이 도핑된 몰리브덴 이규화물(Mo(Si,Al)2), 흑연과 흑연계 재료, 세라믹(예를 들어, 포지티브 또는 네거티브 온도 계수 세라믹), 및 구리/알루미늄/니켈 합금을 포함한다. 추가 실시예에서, 스탬핑된 가열 요소는 DePiano 등의 미국 특허 공개 제2014/0270729호에 개시된 바와 같이 분무기에 이용되며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 상기에 추가해서, 본원에 사용하기 위한 추가의 대표적인 가열 요소 및 재료는 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 미국 특허 제5,224,498호; Sprinkel 2세 등의 미국 특허 제5,228,460호; Deevi 등의 미국 특허 제5,322,075호; Deevi 등의 미국 특허 제5,353,813호; Deevi 등의 미국 특허 제5,468,936호; Das의 미국 특허 제5,498,850호; Das의 미국 특허 제5,659,656호; Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호; Hajaligol의 미국 특허 제5,530,225호; Hajaligol의 미국 특허 제5,665,262호; Das 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 개시되어 있으며, 이들은 본원에 참조로 원용된다. 또한, 화학 가열은 다른 실시예에서 이용될 수 있다. 히터와, 히터를 형성하기 위해 이용되는 재료의 다양한 추가의 예시는 상술한 바와 같이 Collet 등의 미국 특허 제8,881,737호에 개시되어 있으며, 이는 본원에 참조로 원용된다.
일부 실시예에서, 본 개시의 에어로졸 송달 장치는 제어 보디, 분무기 유닛 및 카트리지를 포함한다. 제어 보디가 카트리지 및/또는 분무기 유닛에 결합될 때, 카트리지 내의 전자 부품(도시하지 않음)은 제어 보디와 전기 접속을 형성한다. 따라서, 제어 보디는 카트리지가 진짜인지를 결정하거나 및/또는 다른 기능을 수행하기 위해 전자 부품을 채용한다. 또한, 전자 부품 및 이것에 의해 수행되는 기능의 다양한 예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Sears 등의 미국 특허 공개 제2014/0096781호에 개시되어 있다.
사용 동안에, 에어로졸 송달 장치의 분무기 유닛 또는 임의의 다른 부분에 마련될 수 있는 마우스피스를 빨아들인다. 이것은 제어 보디 내의, 분무기 유닛 내의, 또는 카트리지 내의 개구를 통해 공기를 흡인할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 개구는 DePiano 등의 미국 특허 제9,220,302호에 개시된 바와 같이 커플러와 제어 보디의 외부 보디 사이에 형성될 수 있으며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 그러나, 공기의 유동은 다른 실시예에서 에어로졸 송달 장치의 다른 부분을 통해 수용된다.
에어로졸 송달 장치 내의 센서(예를 들어, 제어 보디 내의 퍼프 또는 유동 센서)는 퍼프를 검출한다. 퍼프 센서는 에어로졸 송달 장치의 빨아들임에 대응하는 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 제어 보디는 센서에 의한 퍼프의 검출에 응답하여, 전류를 출력하여 분무기로 분배된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성되어 있다. 따라서, 히터는 에어로졸 전구체 조성물을 증발시키고, 마우스피스는 공기 및 혼입된 증기(즉, 에어로졸 전구체 조성물의 혼입 가능한 형태의 성분)가 카트리지로부터 이를 빨아들이는 소비자로의 통과를 허용한다.
카트리지에 포함될 수 있는 부품에 대한 다양한 다른 상세한 설명은 예를 들어 Novak 등의 미국 특허 공개 제2014/0261495호에 제공되어 있으며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 본 개시에 따른 에어로졸 송달 장치의 다양한 부품은 본 기술 분야에 공지되고 시중에서 입수 가능한 부품으로부터 선택될 수 있다. 시중에서 입수 가능한 에어로졸 송달 장치의 예시적인 실시예는 Watson 등에 의해 2016년 7월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/222,615호에 개시되어 있으며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 예를 들어 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0000638호에 개시되어 있는 전자 흡연 물품 내의 다수의 에어로졸화 가능한 재료의 제어 가능한 송달을 위한 카트리지 및 분무기 유닛이 또한 참조된다.
본 개시에서, 도 1a 및 도 1b는 일괄적으로 도면부호 100A로 표시된 에어로졸 송달 장치의 제 1 실시예의 횡단면도이다. 에어로졸 송달 장치는 분리 가능한 하우징 내에 각각 수용되는 제어 보디(200), 카트리지(300) 및 분무기 유닛(400)을 포함한다. 분무기 유닛(400)은 카트리지(300)의 제 1 단부에서 카트리지(300)와 맞물려 있으며, 제어 보디(200)는 카트리지(300)의 대향 제 2 단부에서 카트리지(300)와 맞물려 있다. 제어 보디(200), 카트리지(300) 및 분무기 유닛(400) 각각은 나사 결합, 압입 결합, 억지 끼워맞춤, 마그네틱 결합 등을 통해 인접한 부품과 기능적 관계로 영구적으로 또는 착탈 가능하게 정렬된다. 일부 양태에서, 카트리지(300), 분무기 유닛(400) 및 제어 보디(200)가 조립된 구조에 있을 때 실질적으로 막대형, 실질적으로 튜브형 또는 실질적으로 원통형이다.
특정 실시예에서, 제어 보디(200), 카트리지(300) 및 분무기 유닛(400)의 하나 이상은 일회용인 것으로 또는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 전원(206)(예를 들면, 교체형 배터리 또는 충전식 배터리 및/또는 커패시터)을 가질 수 있으며, 따라서 통상의 교류 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 예를 들어 USB 케이블을 통한 컴퓨터에 대한 연결을 포함하는 재충전 기술의 임의의 형태와 조합될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 카트리지는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Chang 등의 미국 특허 제8,910,639호에 개시되어 있는 일회용 카트리지를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 카트리지(300)는 그 내에 배치된 에어로졸 전구체 조성물을 포함하며, 모든 에어로졸 전구체 조성물의 기화시에 제거되어 교체되도록 구성된다.
제어 보디(200)는 제어 부품(202)(예를 들어, 제어기), 유동 센서(204)(예를 들어, 퍼프(puff: 뻐끔) 센서 또는 압력 스위치), 전원(206)을 포함한다. 일부 양태에서, 전원(206)은 저항 가열, 제어 부품(예를 들어, 제어 부품(204))의 급전, 인디케이터의 급전, 분배 기구의 급전 등과 같은 에어로졸 송달 장치(100A)의 다양한 기능을 제공하기에 충분한 전류를 출력하도록 구성된 배터리 또는 기타 전기 전원을 포함한다. 바람직하게, 전원(206)은 에어로졸 송달 장치(100A)가 쉽게 취급되도록 에어로졸 송달 장치(100A) 내에 꼭 끼워지는 크기를 갖는다. 제어 보디(200)의 추가 부품으로는 예를 들어 공기 흡입구(208); 다양한 개수, 상이한 형상이며 및/또는 제어 보디(200)의 개구(이러한 인디케이터가 존재하는 경우 소리를 방출하기 위해) 내의 인디케이터(예를 들면, LED)(도시하지 않음); 분무기 유닛(400) 내에 배치된 가열 요소 및/또는 카트리지(300) 내에 배치된 액추에이터와 전기적 연결을 가능하게 하는 커넥터 회로(도시하지 않음); 커플러(도시하지 않음); 밀봉 부재(도시하지 않음); 접착 부재(예를 들어, KAPTON(등록상표) 테이프)(도시하지 않음); 스페이서(도시하지 않음); 및 단부 캡(도시하지 않음)이 포함되지만 이것에 한정되지는 않는다. 전기 전원의 예는 Packerar 등의 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 개시되어 있으며, 이는 본원에 참조로 원용된다. 퍼프-작동 능력을 제공하는 예시적 기구로는 Freeport, Ⅲ 소재의 MicroSwitch(등록상표) division of Honeywell, Inc.에 의해 제조된 Model 163PC01D36 실리콘 센서가 포함된다. 본 개시에 따른 커넥터 회로에 채용될 수 있는 요구에 따라 작동되는 전기 스위치의 추가 예는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 기재되어 있다. 본 발명의 에어로졸 송달 장치에 사용될 수 있는 마이크로제어기를 구비하는, 전류 조절 회로 및 기타 제어 부품의 추가 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호, 제4,947,875호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호 및 Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 문헌은 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 또한, Ampolini 등의 미국 특허 제9,423,152호에 개시된 제어 설계를 참조할 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참조로 인용된다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치에는 또 다른 부품이 사용될 수 있다. 예를 들어, Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호는 흡연 물품용 인디케이터를 개시하고 있으며; Sprinkel 2세 등의 미국 특허 제5,261,424호는 빨아들임 및 이후 응답 시의 가열 촉발 채용과 연관된 사용자 입술 활동을 검출하기 위해 장치의 마우스-단부와 연관된 압전 센서를 개시하고 있으며; McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우스피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 로드 어레이로의 에너지 유동을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고 있고; Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 삽입된 부품의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별기 및 이 부품이 리셉터클에 수용됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 제어기를 구비하는 흡연 장치 내의 리셉터클을 개시하고 있으며; Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 한정된 실행 가능한 파워 사이클을 개시하고 있고; Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광자-광학(photonic-optronic) 부품을 개시하고 있으며; Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 빨아들임 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고 있고; Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고 있으며; Griffen 등의 미국 특허 제7,293,565호는 흡연 장치에 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고 있고; Fernando 등의 미국 특허 제8,402,976호는 장치의 충전을 촉진하고 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이싱 수단을 개시하고 있으며; Fernando 등의 미국 특허 제8,689,804호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고 있고; Flick의 WO 2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하고 있으며; 상기 문헌은 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 에어로졸 송달 물품 및 개시 재료에 관한 부품 또는 본 물품에 사용될 수 있는 부품의 추가 예로는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 미국 특허 제6,164,287호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 제8,156,944호 및 제8,375,957호; Thorens 등의 미국 특허 제8,794,231호; Oglesby 등의 미국 특허 제8,851,083호; Hon의 미국 특허 출원 공개 제2006/0196518호 및 제2009/0188490호; Monsees 등의 미국 특허 제8,915,254호 및 제8,925,555호; Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 출원 공개 제2010/0307518호; DePiano 등의 미국 특허 제9,220,302호; Hon의 WO 2010/091593호; 및 Foo의 WO 2013/089551호가 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 상기 문헌에 개시된 다양한 재료는 다양한 실시예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
카트리지(300)는 그 내부에 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소(302)를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물(304)은 하나 이상의 상이한 성분을 포함한다. 예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물(304)은 다가 알콜(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 그 혼합물), 물, 니코틴, 천연 및 인공 향미료, 맨솔 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물의 추가 대표적인 형태는 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556호; 및 담배를 연소하는 대신에 가열하는 신규 궐련 시제품에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 제시되어 있으며, 이들은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 담배 또는 그 안에 포함된 담배에서 유래하는 성분의 설명을 포함하는, 에어로졸 전구체 조성물의 실시예에 대한 추가 설명은 Davis 등의 2016년 7월 21일자 미국 특허 출원 제15/216,582호 및 제15/216,590호에 제공되어 있으며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
카트리지(300)는 카트리지(300)의 종방향 길이에 걸쳐서 연장되는 종방향으로 연장되는 공기 유동 채널(318)을 더 포함한다. 공기 유동 채널(318)은 공기 흡입구(208)와 유체 연통되어 있는 포트를 제 1 종방향 단부에서 형성하며, 분무기 유닛의 유동 경로(404)(이하에 상세하게 설명함)와 연통되어 있는 포트를 대향된 제 2 종방향 단부에 형성한다. 공기 유동 채널(318)은 소비자 사용자를 위한 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 공기 흡입구(208)로부터 분무기(402)(이하에 상세하게 설명함)에 근접한 위치까지 주변 공기를 보내도록 구성된다.
분무기 유닛(400)은 분무기(402)와, 분무기 유닛(400)의 내부 구조체에 의해 형성된 유동 경로(404)와, 마우스피스(406)를 갖는 마우스단부 영역을 포함한다. 마우스단부 영역은 카트리지(300)와 맞물려 있는 분무기 유닛(400)의 단부에 대향되어 형성되어 있다. 마우스피스(406)는 공기 및 혼입된 증기(즉, 에어로졸 전구체 조성물의 혼입 가능한 형태의 성분)가 분무기 유닛(400)으로부터 에어로졸 송달 장치(100A)를 빨아들이는 소비자로의 통과를 허용하도록 이를 관통하는 개구를 포함한다.
분무기 유닛(400)의 내부는 유동 경로(404)를 형성하는 내부 구조체를 포함한다. 예를 들어 그리고 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 유동 경로(404)는 다중 부분으로서 구성되며, 제 1 부분은 분무기 유닛(402)의 하우징의 2개의 내부 구조체 사이에 형성되며, 저장소(302)와 분무기(402) 사이에 형성된 포트(310)를 통한 유동의 방향에 실질적으로 평행하다. 유동 경로(404)의 제 2 부분은 분무기 유닛(402)과 하우징의 내부 구조체 사이에 형성되며, 포트(310)를 통한 유동의 방향에 실질적으로 수직이다. 따라서, 유동 경로(404)의 제 1 및 제 2 부분은 서로에 대해서 대략 90도로 배치된다. 유동 경로(404)의 제 3 부분은 분무기 유닛(400)의 하우징의 내부 구조체와 분무기 유닛(404)의 하우징의 내부 사이에 형성되며, 또한 포트(310)에 실질적으로 평행하다. 유동 경로(404)의 제 3 부분은 공기 유동 채널(318)의 대향 제 2 단부와 유체 연통되어 있다. 마우스피스(406)는 유동 경로(404)의 제 3 부분에 인접하여 위치되고 제 3 부분과 유체 연통되어 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물(304)이 유동 경로(404)를 통해서 저장소(302)로부터 분무기(402)까지 송달되면, 분무기(402)는 에어로졸 전구체 조성물(304)을 가열하여 그로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되어 있다. 유동 흡입구(208)로부터 그리고 공기 유동 채널(318)을 통해 보내진 주변 공기는 에어로졸과 혼합되어 흡입 가능한 물질을 형성한다. 형성된 흡입 가능한 물질은 소비자에게 송달하기 위해서 유동 경로(404)의 제 3 부분으로부터 마우스피스(406)까지 보내진다.
일부 태양에서, 분무기(402)는 배터리(206)와 전기 통신하고 그로부터 수신된 전류에 응답하여 열을 발생시키도록 구성된 와이어 코일을 갖는 저항 가열 요소와, 에어로졸 전구체 조성물(들)을 가열 요소에 의해 발생된 열과 상호작용하도록 인도하여 열과 상호작용하면 에어로졸을 생성하도록 구성되는 심지를 포함하는 액체 운송 요소를 포함한다. 와이어 코일이 분배 기구로서 뿐만 아니라 저항 가열 요소로서 작용하는 분무기(402)의 예시적인 실시예가 도 3a 및 도 3b를 참조하여 제공된다.
전류가 인가될 때 열을 생성하도록 구성된 재료의 다양한 실시예가 와이어 코일을 형성하기 위해 채용된다. 와이어 코일을 형성하는 예시적 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 몰리브덴 이규화물(MoSi2), 몰리브덴 규화물(MoSi), 알루미늄이 도핑된 몰리브덴 이규화물(Mo(Si,Al)2), 및 세라믹(예를 들면, 포지티브 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 대안적으로, 와이어 코일은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상세하게 설명하는 바와 같이 니켈 티타늄과 같은 형상-기억 합금으로 형성된다. 또한, 액체 운송 요소는 액체를 운송하도록 구성된 다양한 재료로 형성된다. 예를 들면, 액체 운송 요소는 일부 실시예에서 면(cotton) 및/또는 유리섬유를 포함한다. 가열 요소의 대향 단부에서 전기적 전도성 히터 단자(예를 들면, 포지티브 및 네가티브 단자)는 가열 요소를 통한 전류 유동을 보내도록 구성되며, 적절한 배선 또는 커넥터 회로(도시하지 않음)에 부착시켜 분무기 유닛(400)이 카트리지(300) 및 제어 보디(200)와 맞물릴 때 배터리와 가열 요소의 전기 접속을 형성하도록 구성된다. 분무기(402) 및 그 부품의 추가의 예시적인 구성은 Brammer 등의 미국 특허 공개 공보 제2015/0117842호, 제2015/0114409호 및 제2015/0117841호에 제공되며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
분무기 유닛(402)이 카트리지(300) 및 제어 보디(200)와 맞물릴 때, 에어로졸 전구체 조성물(304)은 카트리지(300)의 저장소(302)로부터 분무기 유닛(400)으로 선택적으로 분배되도록 구성된다. 이러한 방법에서, 분배 기구(306)는 저장소(302) 내에 및/또는 분무기 유닛(400) 내에 배치되며, 분배 기구(306)는 전원(206)에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 형상을 변경하도록 구성되어 있는 형상-기억 합금을 포함한다.
일반적으로, 형상-기억 합금은 적절한 열적 자극이 가해질 때 일부 이전에 형성된 형상 또는 사이즈로 복귀하는 능력을 나타내는 금속 재료의 그룹을 가리킨다. 형상-기억 합금은 그들의 항복 강도, 강성, 치수 및/또는 형상이 온도의 함수로서 변경되는 상 전이를 겪을 수 있다. 일반적으로, 낮은 온도 또는 마르텐자이트 상에서, 형상-기억 합금은 탄성적으로 변형될 수 있고, 일부 보다 높은 온도에 노출시에, 오스테나이트 상 또는 모 상(parent phase)으로 변형되어 변형 이전의 그들의 형상으로 복귀될 수 있다.
형상-기억 합금은 몇몇 상이한 온도-의존 상으로 존재한다. 이러한 상들 중 가장 일반적으로 사용되는 것은 소위 마르텐자이트 상 및 오스테나이트 상이다. 하기 설명에서, 마르텐자이트 상은 일반적으로 보다 변형 가능하며 보다 저온의 상을 지칭하는 반면, 오스테나이트 상은 일반적으로 보다 강성이며 보다 고온의 상을 지칭한다. 형상-기억 합금이 마르텐자이트 상에 있고 가열되는 경우, 형상-기억 합금은 오스테나이트 상으로 변경되기 시작한다. 이러한 현상이 시작되는 온도를 종종 오스테나이트 개시 온도(As)라고 지칭한다. 이러한 현상이 완료되는 온도를 오스테나이트 종료 온도(Af)라고 지칭한다.
형상-기억 합금이 오스테나이트 상에 있고 냉각되는 경우, 형상-기억 합금은 마르텐자이트 상으로 변경되기 시작하며, 이러한 현상이 시작되는 온도를 종종 마르텐자이트 개시 온도(Ms)라고 지칭한다. 오스테나이트가 마르텐자이트로 변형하는 것을 종료하는 온도를 마르텐자이트 종료 온도(Mf)라고 지칭한다. 일반적으로, 형상-기억 합금은 그들 마르텐자이트 상에서 더 부드럽고 보다 용이하게 변형 가능하며, 오스테나이트 상에서 더 단단하고, 더 강성이며 및/또는 보다 강하다.
형상-기억 합금은 합금 조성 및 처리 이력에 따라서 좌우되는 단방향 형상 기억 효과, 본질적인(intrinsic) 양방향 효과, 또는 비본질적인(extrinsic) 양방향 형상 기억 효과를 나타낼 수 있다. 어닐링된 형상 기억 합금은 전형적으로 단방향 형상 기억 효과만을 나타낸다. 형상 기억 재료의 저온 변형에 후속하여 충분한 가열은 마르텐자이트를 오스테나이트 타입 전이로 유도하고, 재료는 본래의 어닐링된 형상을 회복할 것이다. 따라서, 단방향 형상 기억 효과는 가열시에만 관찰된다. 단방향 기억 효과를 나타내는 형상-기억 합금을 포함하는 활성 물질은 자동적으로 개질되지 않으며, 형상을 그 이전의 구성으로 복귀시키기 위해서는 외부 기계적인 힘을 필요로 한다.
본질적인 및 비본질적인 양방향 형상 기억 재료는 가열시의 마르텐자이트 상으로부터 오스테나이트 상으로의 형상 전이(즉, 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로) 뿐만 아니라 냉각시의 오스테나이트 상으로부터 다시 마르텐자이트 상으로의 추가의 형상 전이(즉, 제 2 상으로부터 제 1 상으로) 양자를 특징으로 한다. 본 개시와 관련하여, 본원에 개시된 형상-기억 합금은 양방향 형상 기억 효과를 나타낸다. 본질적인 형상 기억 효과를 나타내는 활성 물질은 상술된 형상 변형의 결과로서 활성 물질이 그 자체를 자동적으로 개질시키게 하는 형상-기억 합금 조성물로부터 제조된다. 본질적인 양방향 형상-기억 거동은 형상 기억 재료에서 가공을 통해 유도되어야 한다. 이러한 절차는 마르텐자이트 상에 있는 동안 재료의 극한 변형, 구속 또는 하중 하에서의 가열-냉각, 또는 레이저 어닐링, 연마 또는 숏 피닝과 같은 표면 개질을 포함한다. 일단 재료가 양방향 형상-기억 효과를 나타내도록 훈련되면, 저온 상태와 고온 상태 사이의 형상 변화는 일반적으로 가역적이고 많은 수의 열적 사이클을 통해 지속된다. 반대로, 비본질적인 양방향 형상-기억 효과를 나타내는 활성 물질은 단방향 효과를 나타내는 형상-기억 합금 조성물을 본래 형상을 개질하기 위한 복원력을 제공하는 다른 요소를 조합하는 조성 또는 다중-성분 물질이다.
형상-기억 합금이 가열될 때 그 고온 형태를 기억하는 온도는 합금의 조성의 약간의 변경에 의해 그리고 열 처리를 통해 조정될 수 있다. 니켈-티타늄 형상-기억 합금에서, 예를 들어, 온도는 약 100℃ 초과에서 약 -100℃ 미만으로 변경 가능하다. 형상 회복 프로세스는 단지 몇 도의 범위에서 이뤄지며, 변형의 개시 또는 종료는 소망의 적용 및 합금 조성에 따라서 1도 또는 2도 내에서 제어 가능하다. 형상-기억 합금의 기계적 특성은 그들 변형에 걸치는 온도 범위에 따라 크게 변하며, 전형적으로 형상 기억 효과, 초탄성 효과 및 높은 감쇠 용량을 갖는 시스템을 제공한다.
적합한 형상-기억 합금 재료는 니켈-티타늄계 합금, 인듐-티타늄계 합금, 니켈-알루미늄계 합금, 니켈-갈륨계 합금, 구리계 합금(예를 들어, 구리-아연 합금, 구리-알루미늄 합금, 구리-금 및 구리-주석 합금), 금-카드뮴계 합금, 은-카드뮴계 합금, 인듐-카드뮴계 합금, 망간-구리계 합금, 철-백금계 합금, 철-백금계 합금, 철-팔라듐계 합금 등을 포함하며, 이것으로 제한되지 않는다. 합금은 합금 조성물이 형상 기억 효과, 예를 들어 형상 배향, 감쇠 능력 등의 변화를 나타낼 수 있는 한 이원, 삼원 또는 임의의 높은 차수일 수 있다.
형상-기억 합금은 합금의 마르텐자이트 상 전이 온도 이상에서 오스테나이트 상 전이 온도로 가열될 때 2.5배의 모듈러스 증가와, 최대 8%의 치수 변화(예비-변형의 양에 따라 좌우됨)를 나타낸다. 초탄성(또는 유사탄성)으로서 공지된 형상-기억 합금의 응력 유도된 상 변화는 양방향 방식에서 실질적인 변형 후에 언로딩시에 그 원래 형상으로 복귀하는 형상-기억 합금의 능력을 가리킨다. 형상-기억 합금이 그들 오스테나이트 상에 있을 때 충분한 응력을 가하면 초탄성 변형의 최대 8%를 나타낼 수 있는 낮은 모듈러스 마르텐자이트 상으로 합금이 변경되게 한다. 가해진 응력을 제거하면 형상-기억 합금이 그들 오스테나이트 상으로 다시 전환되어 그들 개시 형상 및 높은 모듈러스를 회복하고, 에너지를 소산시킨다. 특히, 외부에서 가해진 응력을 가하면 마르텐자이트가 Ms보다 높은 온도에서 형성되게 한다. 거시적 변형은 마르텐자이트의 형성에 의해 수용된다. 응력이 해제되면, 마르텐자이트 상은 오스테나이트 상으로 다시 변형되고, 형상 기억 합금은 다시 그들 본래 형상으로 복귀된다. 초탄성 형상-기억 합금은 영구적으로 소성 변형됨이 없이 일반 금속 합금보다 몇 배 이상 변형될 수 있지만, 이는 Af 근처에서 발생하는 가장 큰 능력을 갖는 특정 온도 범위에서만 관찰된다. 형상-기억 합금에 관한 추가의 정보는 Browne 등의 미국 특허 제9,316,212호에 제공되며, 이는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 또한, Jnai 등의 Materials & Design(1980-2015)의 56권 1078~1113페이지와, Borden의 Mechanical Engineering(1991년 10월)의 67~72페이지 참조하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다. 추가로, 예시적인 형상-기억 합금은 미국 캘리포니아 아이르빈 소재의 DYNALLOY, Inc.로부터 시중에서입수 가능하다.
이러한 방법에서, 분배 기구(306)의 형상-기억 합금은 전원(206)과 연통되도록 구성되어 있다. 일부 실시예에서, 전원(206)은 커넥터 회로(도시하지 않음)를 통한 전류의 통과에 의해 열이 발생하는 전류를 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 퍼프가 유동 센서(204)(예를 들면, 퍼프 센서 또는 압력 스위치)에 의해 감지되는 경우, 전류가 전원(206)으로부터 전달되어 분배 기구(306)의 형상-기억 합금을 가열하여, 형상-기억 합금의 형상을 변경시키고 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 분무기(402)에 제공하게 한다. 전류의 출력에 의해 생성된 열은 제어기(202)에 의해서 커넥터 회로를 거쳐서 분배 기구(306)로 뿐만 아니라 분무기(402)로 보내진다. 이와 관련하여, 분배 기구가 저항 가열에 의해 가열되도록, 전류는 분배 기구(306)를 통해서 전달된다. 대안적으로, 별개의 가열 요소가 분배 기구(306)를 가열할 수 있다.
따라서, 본 개시를 참조하면, 일부 실시예에서 분배 기구(306)의 형상-기억 합금은 양방향 형상-기억 효과를 제공한다. 따라서, 분배 기구(306)는 전원(206)에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로(즉, 마르텐자이트 상으로부터 오스테나이트 상으로) 형상이 변경되고 그리고 냉각시에 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로(다시 오스테나이트 상으로부터 마르텐자이트 상으로) 복귀되도록 구성된다. 바람직하게, 일부 실시예에서, 형상-기억 합금은 하기의 특성: 390℃와 410℃ 사이의 대략의 오스테나이트 종료 온도(Af), 145℃와 155℃ 사이의 대략의 오스테나이트 개시 온도(As), 145℃와 155℃ 사이의 대략의 마르텐자이트 개시 온도(Ms), 55℃와 75℃ 사이의 대략의 마르텐자이트 종료 온도(Mf)를 갖는 니켈-티타늄 합금을 포함한다. 일부 실시예에서, 마르텐자이트 개시 온도(Ms) 및 오스테나이트 개시 온도(As)는 실질적으로 동일하다.
형상-기억 합금에 사용된 합금과 무관하게, 이들 실시예에 있어서, 분배 기구(306)는 오스테나이트 개시 온도(As)에 도달하자마자 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로의 변화를 개시하고, 오스테나이트 종료 온도(Af)에 도달하자마자 제 2 형상으로의 변형을 완료하도록 구성된다. 마찬가지로, 분배 기구(306)는 마르텐자이트 개시 온도(Ms)에 도달하자마자 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로의 변화를 개시하고, 마르텐자이트 종료 온도(Mf)에 도달하자마자 제 1 형상으로의 변환을 완료하도록 구성된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 이들 변환이 발생하는 온도는 에어로졸 송달 장치(100A)가 노출되는 정상적인 주변 조건보다 높게 구성될 수 있다. 이와 같이, 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로의 변환은 분배 기구(306)가 그 사용 동안에 의도적으로 가열되는 경우에만 발생할 수 있다. 유사하게, 또한 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로의 변환이 발생하는 온도는 에어로졸 송달 장치가 노출되는 정상적인 주변 조건보다 높을 수 있어 분배 기구가 제 1 형상으로 다시 변환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 바람직한 실시예에서, 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로의 변환을 위한 오스테나이트 개시 온도(As)는 약 125℃와 약 175℃ 사이의 온도에 있을 수 있으며, 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로의 변환을 위한 마르텐자이트 개시 온도(Ms)는 약 160℃와 약 100℃ 사이의 온도에 있을 수 있다.
일부 양태에서, 분배 기구(306)는 밸브(308)로서 구성되며, 그 결과 밸브(308)는, 전원(206)으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 저장소(302)와 분무기(402) 사이에 형성된 포트(310)에 대해서 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 변경되도록 구성된다. 포트(310)는 카트리지(300)가 분무기 유닛(400)과 맞물리거나 정렬될 때 저장소(302)와 분무기(402) 사이에 형성된 통로를 포함한다. 이러한 방법에서, 밸브(308)가 개방 구성(즉, 밸브의 제 2 형상)에 있는 경우 포트(310)를 통해 저장소(302)로부터 분무기(402)로 에어로졸 전구체 조성물(304)이 분배될 수 있으며, 밸브(308)가 폐쇄 구성(즉, 밸브의 제 1 구성)에 있는 경우 포트(310)를 통해 저장소(302)로부터 분무기(402)로 에어로졸 전구체 조성물(304)이 분배되는 것이 방지된다.
도 1a는 밸브(308)가 포트(310)에 대한 유동의 방향에 실질적으로 수직으로 배치되어 이를 통한 유동이 차단되도록 밸브(308)가 폐쇄 구성에 있는 제 1 구성에서의 밸브(308)를 도시하고 있다. 밸브(308)가 폐쇄 구성에 있는 경우, 전원(206)에 의해 공급된 전류로부터 열이 생성되지 않으며, 그에 따라 밸브(308)에 열이 제공되지 않는다. 그렇지 않으면, 전원(206)으로부터의 전류로부터 열이 생성되는 경우, 생성된 열에 의해 밸브(308)의 형상-기억 합금이 형상을 변형 또는 변화하도록 구성되어 있는 오스테나이트 개시 온도(As)로 밸브(308)의 형상-기억 합금이 가열되지 않았다. 예를 들어, 약 150℃의 오스테나이트 개시 온도(As)는 밸브(308)의 형상-기억 합금을 제 1 구성으로부터 제 2의 사전구성된 구성으로 변화시킨다.
도 1b는 밸브(308)가 포트(310)에 대한 유동의 방향에 실질적으로 평행으로 배치되거나 또는 그렇지 않으면 포트로부터 적어도 부분적으로 변위되어 이를 통해 에어로졸 전구체 조성물의 유동이 이뤄질 수 있도록 밸브(308)가 개방 구성에 있는 제 2의 사전구성된 형상에서의 밸브(308)를 도시하고 있다. 밸브(308)가 개방 구성에 있는 경우, 전원(206)으로부터의 전류로부터 밸브(308)로 열이 제공되어 밸브(308)의 형상-기억 합금을 적어도 오스테나이트 개시 온도(As)로 가열한다. 밸브(308)의 형상-기억 합금의 온도가 오스테나이트 개시 온도(As) 이상으로 유지되는 한, 밸브(308)는 그 제 2의 사전구성된 형상으로 유지되며, 포트(310)는 에어로졸 전구체 조성물(304)이 관통 유동하도록 개방 도관을 유지할 것이다. 그러나, 전원(206)이 밸브(308)의 가열을 위한 전류를 제공하는 것을 중단하는 경우, 밸브(308)의 형상-기억 합금은 냉각되기 시작하고, 형상-기억 합금의 온도가 마르텐자이트 개시 온도(Ms)로 냉각되면 제 1 형상(즉, 폐쇄 구성)으로 다시 되돌아갈 것이다.
특히, 일부 양태에서, 제어기(202)와 연통하는 메카니즘(도시하지 않음)이 제공된다. 밸브(308)가 오스테나이트 개시 온도(As)에 도달하고 및/또는 초과한 후에 그리고 소망의 시간 주기 또는 퍼프에 관한 다른 측정후에, 제어기(202)는 형상-기억 합금을 가열하는 전류의 공급을 중단하며, 그 결과 형상-기억 합금이 마르텐자이트 개시 온도(Ms)로 냉각되어, 형상-기억 합금이 제 2 형상(즉, 폐쇄 구성)으로 다시 변형된다. 이러한 방법에서, 메카니즘은 소망의 양의 에어로졸 전구체 조성물(304)의 유동을 허용하도록 구성되며, 그 결과 밸브(308)의 형상-기억 합금은 폐쇄 구성으로 다시 냉각되는 동시에 원하는 양의 에어로졸 전구체 조성물(304)이 에어로졸 생성을 위해 분무기(402)로 보내진다.
바람직하게, 에어로졸 송달 장치(100A)는 저장소(302) 내에 배치된 에어로졸 전구체 조성물(304)의 누출을 상당히 제한하거나 또는 완전히 방지하는 능력을 제공한다. 밸브(308)는 포트(310)를 커버하도록 사용되며, 그 결과 단지 특정 양의 에어로졸 전구체 조성물(304)이 퍼프 당 분배되며, 사용하지 않을 때 저장소(302)를 커버함으로써 누출을 방지하도록 작용한다.
도 2a 내지 도 2c는 일괄적으로 도면부호 100B로 표시한 에어로졸 송달 장치의 제 2 실시예의 횡단면도이다. 에어로졸 송달 장치(100B)는 여러 가지 점에서 도 1a 및 도 1b에 도시된 에어로졸 송달 장치(100A)와 그 기능적 및 구조적 부품의 각각에서 유사하다. 예를 들어, 에어로졸 송달 장치(100B)는 각각 분리 가능한 하우징 내에 수용된 제어 보디(200), 카트리지(300) 및 분무기 유닛(400)을 포함한다. 제어 보디(200)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예의 제어 보디(200)의 부품과 모든 동일한 부품을 포함하는데, 즉 제어 부품(202)(예를 들어, 제어기), 유동 센서(204)(예를 들어, 퍼프(puff: 뻐끔) 센서 또는 압력 스위치), 전원(206)을 포함한다. 또한, 제어 보디(200)에 공기 흡입구(208)가 마련된다.
장치(100B)의 카트리지(300)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 장치(100A)와 유사하게 에어로졸 전구체 조성물(304)을 그 내부에 수용한 저장소(302)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 공기 유동 채널(318)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 카트리지(300)의 종방향 길이에 걸쳐서 형성되며, 공기 유동 채널(318)의 제 1 종방향 단부에서 공기 흡입구(208)와 유체 연통되어 있다. 분무기 유닛(400)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 장치(100A)와 유사하게, 분무기(402)와, 분무기 유닛(402)의 내부 구조체에 의해 형성되며 공기 유동 채널(308)의 대향 제 2 단부와 유체 연통되어 있는 유동 경로(404)와, 마우스피스(406)를 갖는 마우스단부 영역을 포함한다. 포트(310)는 저장소(302)와 분무기(402) 사이에 형성되며, 에어로졸 전구체 조성물(304)은 포트를 통해 분배된다. 그러나, 장치(100B)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 분배 기구(306)와 상이한 분배 기구(306)를 포함하고 있다.
이와 관련하여, 도 1a 및 도 1b와 관련하여 상술한 분배 기구(306)는 전구체 조성물의 유동을 제어하는 밸브(308)를 포함하고 있는 반면에, 다른 실시예의 분배 기구는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향하여 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 일 실시예에서, 피스톤은 저장소의 내부와 맞물려 있으며, 피스톤은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내에 중심에 형성된 종축을 따라 이동하도록 구성되어 있다. 액추에이터로서 구성된 분배 기구의 이러한 하나의 예시적인 구성이 도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 분배 기구(306)는 저장소(302)에 인접한 영역에서 카트리지(300) 내에 배치되어 있다. 일부 태양에서, 분배 기구(306)는 래칫(314)과 맞물려 있는 액추에이터(312)를 포함한다. 래칫(314)은 액추에이터(312)의 작동에 응답하여 저장소(302) 내에 중심에 형성된 종축을 따라 이동하도록 구성된 피스톤(316)과 맞물려 있다.
액추에이터(302)는 이것에 가해진 전류 또는 열에 응답하여 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되어 저장소(302) 내의 에어로졸 전구체 조성물(304)이 분무기(402)를 향하여 가압하도록 구성된 형상-기억 합금을 포함한다. 보다 구체적으로, 그리고 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 액추에이터(312)는 스프링의 형태이다. 스프링은 스프링이 상대적으로 짧은 길이를 형성하는 수축된 구성(도 2a 및 도 2c 참조)과, 스프링이 상대적으로 긴 길이를 형성하는 연장된 구성(도 2b 참조) 사이에서 구성 가능할 수 있다.
액추에이터(312)는 전원(206)에 의해 제공된 전류로 가열되도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 전원(206)은 커넥터 회로(도시하지 않음)를 통한 전류의 통과에 의해 열이 생성되는 전류를 출력하도록 구성된다. 액추에이터(312)는 그 자체가 전류를 수신하고, 이에 응답하여(예를 들면 저항 가열을 통해) 열을 생성하거나, 또는 별개의 요소가 전류를 수신하고 액추에이터를 가열할 수 있다. 따라서, 액추에이터(312)는 전원(206)으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 래칫(314)에 대해서 제 1 형상으로부터 제 2의 사전구성된 형상으로 작동되거나 또는 변경되도록 구성되어 있다.
래칫(314)은 피스톤(316) 및 액추에이터(312) 양자와 맞물리며, 그 결과 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로의 액추에이터(312)의 작동(예를 들면, 형상의 변화 또는 변형)이, 저장소(302) 내의 중심에 형성된 종축을 따라서, 래칫(314)과 이 래칫과 맞물린 피스톤(316)의 운동을 야기시킨다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것과 같은 일부 예시적인 실시예에 있어서, 래칫(314)은 단방향 운동을 가능하게 하는 복수의 각을 이룬 치형부를 갖는 바아 또는 로드를 포함한다. 예를 들어, 래칫(314)의 복수의 각을 이룬 치형부는 에어로졸 전구체 조성물(304)의 유동 방향을 따라서만 운동을 허용한다. 치형부 또는 멈춤쇠(도시하지 않음)가 래칫(304)의 각을 이룬 치형부 세트와 맞물림 가능하며, 그 결과 복수의 치형부의 각 연속 치형부와 래칫(314)의 치형부의 맞물림은, 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로의 액추에이터(312)의 변화에 응답하여 종축을 따라서 저장소(302)의 내부 내에서 피스톤(316)을 점진적으로 이동시킨다.
피스톤(316)이 종축을 따라 점진적으로 이동함에 따라, 저장소(302)의 부피는, 저장소 내에 수용된 에어로졸 전구체 조성물(304)이 포트(310)를 통해서 그리고 분무기(402)를 향해 유동 통로(404) 내로 강제되도록 감소된다. 이와 관련하여, 포트(310) 및/또는 유동 통로는 피스톤(316)이 변위되는 경우를 제외하고는 이를 관통하는 유동에 저항하도록 상대적으로 작을 수 있다. 이러한 방법에서, 에어로졸 전구체 조성물(304)은 액추에이터(312)가 제 2 구성(즉, 제 2의 사전구성된 연장된 형상)에 있는 경우 저장소(302)로부터 포트(310)를 통해 분무기(402)로 분배될 수 있으며, 액추에이터(312)가 제 1 구성(즉, 제 1의 수축된 형상)에 있는 경우 포트(310)를 통해 분무기(402)로 저장소(302)로부터 분배되는 것이 방지된다.
도 2a는 액추에이터(312)가 래칫(314)과 맞물린 외부의 자유 단부와 카트리지(300)의 내부 영역과 맞물린 제 2의 대향 단부를 갖는 제 1의 수축된 형상에 있는 제 1 구성에 있는 액추에이터(312)를 도시하고 있다. 액추에이터(312)가 제 1 구성에 있는 경우, 전원(206)에 의해 제공된 전류로부터 열이 생성되지 않으며, 그에 따라 액추에이터(308)에 열이 제공되지 않는다. 그렇지 않으면, 전원(206)으로부터의 전류로부터 열이 생성되는 경우, 생성된 열에 의해 액추에이터(312)의 형상-기억 합금이 형상을 변형 또는 변화하도록 구성되어 있는 오스테나이트 개시 온도(As)로 액추에이터(312)가 가열되지 않는다. 예를 들어, 약 150℃의 대략의 오스테나이트 개시 온도(As)는 액추에이터(312)의 형상-기억 합금을 제 1 형상으로부터 제 2의 사전구성된 형상으로 변화시킨다. 이와 상관없이, 피스톤(316)은 액추에이터(312)의 형상-기억 합금의 온도가 오스테나이트 개시 온도(As)에 도달할 때까지 종축을 따라 이동하지 않을 것이다.
도 2b는 액추에이터(312)가 래칫(314)과 맞물린 외부의 자유 단부와 카트리지(300)의 내부 영역과 맞물린 제 2의 대향 단부를 갖는 제 2의 연장된 형상에 있는 제 2 구성에 있는 액추에이터(312)를 도시하고 있다. 액추에이터(312)가 제 2 구성에 있는 경우, 전원(206)에 의해 제공된 전류로부터 열이 생성되거나 또는 열이 생성되었으며, 그 결과 액추에이터(312)의 형상-기억 합금의 온도가 오스테나이트 개시 온도(As)에 도달하거나 또는 초과한다. 일단 액추에이터(312)의 형상-기억 합금의 온도가 오스테나이트 개시 온도(As)에 도달하거나 또는 초과하며, 액추에이터는 제 1 수축된 형상으로부터 제 2 연장된 형상으로 변형되기 시작한다. 이는 액추에이터(312)가 연장될 때 래칫(314)이 종축을 따라서 강제로 이동되게 한다. 액추에이터(312)가 오스테나이트 개시 온도(As)로 가열되거나 이를 지나갈 때, 액추에이터(312)는 래칫(314)이 종축을 따라 이동하는 하나 이상의 중분에 대응하는 그 최대 연장된 길이로 연장되도록 구성되어 있다. 각각의 증분은 래칫 상의 각 치형부의 길이에 의해 결정된다. 따라서, 액추에이터(312)가 연장될 수 있는 최대 길이는 래칫(314)의 각 치형부의 길이에 대해서 구성 가능하다. 예를 들면, 일 실시예에서, 액추에이터(312)의 최대 연장된 길이에서, 래칫(314)은 하나의 래칫 길이와 동등한 거리를 이동하고, 동등한 양의 에어로졸 전구체 조성물(304)을 분무기(402)로 밀어낸다. 일단 액추에이터(312)의 최대 연장된 길이가 달성되면, 다음에 래칫(314)과 맞물린 피스톤(316)의 치형부 또는 멈춤쇠가 대향 방향에서의 래칫의 운동을 방지하거나, 또는 액추에이터(312) 자체가 이러한 운동을 방지하기 때문에, 피스톤(316)은 카트리지(300)에 대해서 그 현재 위치에서 유지될 것이다.
그러나, 전원(206)이 더 이상을 열을 생성하지 않도록 전류를 제공하는 것을 중단하면, 액추에이터(312)의 형상-기억 합금은 냉각되기 시작하고, 일단 형상-기억 합금의 온도가 마르텐자이트 개시 온도(Ms)로 냉각되면 제 1 수축된 구성(즉, 제 1 형상)으로 다시 되돌아갈 것이다. 제 1 형상에서, 피스톤(316)의 멈춤쇠 또는 치형부, 또는 액추에이터(312) 자체가 대향 방향에서의 래칫(314)의 운동을 방지하기 때문에, 래칫(314) 및 피스톤(316)은 카트리지(300)에 대해서 동일한 위치에 유지될 것이다.
도 2c는 마르텐자이트 개시 온도(Ms)로 냉각된 후에 제 1 수축된 형상에 있는 제 1 구성으로 복귀된 액추에이터(312)를 도시하고 있다. 특히, 제 2의 연장된 형상으로부터 제 1의 수축된 형상으로의 복귀 변형시에, 액추에이터(312)의 외부 자유 단부는 액추에이터의 이전의 연장된 구성에 대응하는 위치에서 피스톤(316)을 실질적으로 유지하기 위해서 피스톤(316)으로부터 먼 새로운 치형부와 맞물린다. 이러한 방식에서, 액추에이터(312)는 분무기 유닛(400)을 향한 피스톤(316)의 단방향 운동을 실질적으로 제공하고, 대향 방향에서의 제어 보디(200)를 향한 피스톤의 운동을 실질적으로 방지한다.
도 3a 및 도 3b는 일괄적으로 도면부호 500으로 표시된 분무기의 예시적인 실시예의 측면도이다. 분무기(500)는 일부 실시예에서 도 1a 및 도 1b 및 도 2a 내지 도 2c에서의 에어로졸 송달 장치(100A, 100B)에 포함된 분무기(402)와 유사한 분무기로서 구현되도록 구성되어 있는 반면에, 다른 실시예에서 분무기(500)는 종래의 에어로졸 송달 장치에서 구현되도록 구성되어 있다. 분무기(500)는 액체 운송 요소(502)와 가열 요소(504)를 포함한다. 일부 측면에서 가열 요소(504)는 본 개시의 의미에서 저항 가열 요소 뿐만 아니라 분배 기구로서 구성된다. 보다 구체적으로, 가열 요소(504)는 조장소로부터 분무기로의 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하도록 구성되며, 분무기는 도 1a 및 도 1b 및 도 2a 내지 도 2c의 각각에서 제공된 분배 기구(306)에서와 같이 분무기로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되어 있다.
일부 실시예에서, 가열 요소(504)는 액체 운송 요소(502) 둘레에 권취된 형상-기억 합금을 갖는 하나 이상의 코일을 포함한다. 가열 요소(504)의 형상-기억 합금은 상술한 바와 모든 동일한 특성을 포함한다. 따라서, 가열 요소(504)가 전원(예를 들면, 도 1a 내지 도 2c의 전원(206))으로부터의 전류를 수신하는 경우, 가열 요소(504)는 액체 운송 요소(502)에 의해 이에 제공된 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 뿐만 아니라, 저장소로부터 분무기로의 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하기 위해서, 액체 운송 요소(502) 둘레에서 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되도록 구성되어 있다.
바람직하게, 분무기 유닛(400) 또는 제어 보디(200)를 반드시 교체하지 않고도 에어로졸 전구체 조성물 카트리지가 교체 가능하도록 에어로졸 송달 장치(100B) 뿐만 아니라 에어로졸 송달 장치(100A)는 카트리지(300) 및 분무기 유닛(400)을 분리 가능하게 수용한다. 따라서, 이는 동일한 제어 보디 및 분무기 유닛을 유지하면서 에어로졸 전구체 조성물의 다양한 향, 유형, 니코틴-강도 등을 전환할 수 있기 때문에 재사용 가능한 에어로졸 송달 장치에 대한 비용 효율적인 접근법이다.
보다 구체적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 가열 요소(504)는 제 1 형상에 있으며, 여기에서 가열 요소(504)의 하나 이상의 코일이 액체 운송 요소(502)의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있다. 이러한 방식에서, 액체 운송 요소(502)의 외부 표면은 실질적으로 수축을 제공함이 없이 액체 운송 요소(502) 내로의 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 도 1a 내지 도 2c에서 도면부호 304)의 유동을 허용하도록 노출되어 있다. 가열 요소(504)가 제 1 형상에 있을 경우, 전원에 의해 제공된 전류로부터 열이 생성되지 않으며, 그에 따라 가열 요소(504)에 의해 열이 생성되지 않는다. 그렇지 않으면, 전원으로부터의 전류로부터 열이 생성되면, 생성된 열에 의해 가열 요소(504)의 형상-기억 합금이 형상을 변형 또는 변화하도록 구성되어 있는 오스테나이트 개시 온도(As)로 가열 요소(504)의 형상-기억 합금이 가열되지 않는다. 예를 들어, 약 150℃의 오스테나이트 개시 온도(As)는 가열 요소(504)의 형상-기억 합금을 제 1 형상으로부터 제 2의 사전구성된 형상으로 변화시킨다.
반대로 도 3b에 도시된 바와 같이, 가열 요소(504)가 제 2의 사전구성된 형상에 있으며, 여기에서 가열 요소(504)의 하나 이상의 코일은 액체 운송 요소(502)의 외부 표면과 접촉되어, 액체 운송 요소(502)에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열시키며, 이에 의해 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 에어로졸을 생성한다. 가열 요소(504)가 제 2의 사전구성된 형상에 있을 경우, 가열 요소(504)의 형상-기억 합금의 온도는 오스테나이트 개시 온도(As)를 초과하였다. 가열 요소(504)의 온도가 오스테나이트 개시 온도(As)보다 높게 유지되는 한, 가열 요소(504)는 제 2의 사전구성된 형상을 유지하고, 액체 운송 요소(502)에 의해 흡수된 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 것이다. 그러나, 전류의 수신이 중단되고, 이에 의해 더 이상이 열이 생성되지 않으면, 가열 요소(504)의 형상-기억 합금은 냉각되기 시작하고, 일단 형상-기억 합금의 온도가 마르텐자이트 개시 온도(Ms)에 도달하면 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀할 것이다.
이러한 방식으로 형상-기억 합금으로 구성된 분무기의 장점은 보다 우수한 위킹(wicking) 보충을 제공하는데, 이는 가열 요소(504)가 액체 운송 요소(502)의 외부 표면과 직접 접촉으로 항상 배치되는 것이 아니며 액체 운송 요소(502)의 더 많은 표면적이 수축없이 노출되기 때문이다. 추가로, 저장소가 제공되는 카트리지와 별도로 분무기 유닛(예를 들면, 도 1a 내지 도 2b에서 분무기 유닛(400)) 내에 분무기(500)를 배치시킴으로써, 단일 분무기가 다양한 상이한 에어로졸 전구체 조성물을 포함하는 카트리지와 상호교환 가능하기 때문에, 맞춤성 및 유연성이 증가된다. 또한, 이러한 구성은 통상 에어로졸 송달 장치의 기존의 실시예의 경우와 마찬가지로 분무기를 교체하지 않고도 카트리지의 교체를 가능하게 한다.
이제, 도 4를 참조하면, 일괄적으로 도면부호 600으로 표시된 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 에어로졸 송달 장치 작동은 예를 들어 상술한 바와 같이 에어로졸 송달 장치(100A) 또는 에어로졸 송달 장치(100B)와 같은 에어로졸 송달 장치를 이용하도록 구성된다. 제 1 단계 602에서, 전원, 분무기, 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소, 및 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구가 제공되거나, 달리 이용 가능하게 된다. 일부 예시적인 실시예에서, 전원, 분무기, 저장소, 및 분배 기구 각각은 도 1a 및 도 1b, 도 2a 및 도 2b, 및/또는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본원에 개시된 것이다.
제 2 단계 604에서, 저장소로부터 분무기로의 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하기 위해서, 분배 기구는 전원에 의해 출력된 전류로 가열되어 분배 기구의 형상이 변경된다.
제 3 단계 606에서, 전원으로부터 분무기로 전류가 보내져서 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성한다.
일부 실시예에서, 단계 602에서 분무기를 제공하는 것은 분배 기구이며 형상-기억 합금을 갖는 하나 이상의 코일을 포함하는 가열 요소와, 액체 운송 요소를 제공하는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 코일은 액체 운송 요소 둘레에 권취되어 있다. 단계 604에서, 분배 기구의 형상을 변경하는 것은, 하나 이상의 코일이 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 액체 운송 요소 내로의 허용하는 제 1 형상으로부터, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 하나 이상의 코일이 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성하는 제 2 형상으로, 하나 이상의 코일을 변경시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 코일로의 전류의 흐름을 중단시킴으로써 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 코일을 복귀시키는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 604에서 밸브를 포함하는 분배 기구의 형상을 변경하는 것은, 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 밸브가 있는 제 1 형상으로부터, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 밸브가 있는 제 2 형상으로 변경시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 밸브에서 전류의 수신을 중단하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 이에 응답하여 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 밸브를 복귀시키는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 센서에 의해 빨아들임을 검출하는 것을 더 포함할 수 있다. 단계 604에서 전원에 의해 제공된 전류로 분배 기구를 가열하는 것은 빨아들임의 검출에 응답하여 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 604에서 분배 기구의 형상을 변경하는 것은 액추에이터의 형상을 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경시켜서 에어로졸 전구체 조성물을 분무기로 향해 변위시키는 것을 포함할 수 있다. 액추에이터의 형상을 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경시키는 것은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중심에 형성된 종축을 따라서 저장소의 내부와 맞물린 피스톤을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
본 개시의 많은 수정예 및 다른 실시예는 전술한 설명 및 관련 도면에 제공된 교시의 이점을 갖는 본 개시 내용의 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 연상될 것이다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않아야 하며 수정예 및 다른 실시예는 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것을 알아야 한다. 특정 용어가 본 명세서에서 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 기술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.
Claims (20)
- 에어로졸 송달 장치에 있어서,
전류를 출력하도록 구성된 전원;
에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소와 유체 연통되며, 상기 전원으로부터의 전류를 수신하도록 구성된 분무기; 및
상기 전원에 의해 제공된 전류로부터 생성된 열에 응답하여 형상을 변경하도록 구성되며, 상기 저장소로부터 상기 분무기까지의 상기 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하도록 구성된 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구(dispensing mechanism)를 포함하며,
상기 분무기는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 구성되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 분무기는 액체 운송 요소 및 가열 요소를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 가열 요소는 분배 기구이며, 상기 액체 운송 요소 둘레에 권취되며 제 1 형상에서 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 형상-기억 합금을 포함한 하나 이상의 코일을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성하는
에어로졸 송달 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 하나 이상의 코일에서 전류의 수신의 중단시에, 상기 하나 이상의 코일은 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 복귀되도록 구성되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 분배 기구는 밸브를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 밸브는, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 상기 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경되도록 구성되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 밸브에서 전류의 수신의 중단시에, 상기 밸브는 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 복귀되도록 구성되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전원, 상기 저장소, 및 상기 분무기는 각각 분리 가능한 하우징 내에 수용되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 형상-기억 합금은 니켈 티타늄(NiTi) 합금을 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
에어로졸 송달 장치의 빨아들임(draw)에 대응하는 신호를 출력하도록 구성된 유동 센서와, 빨아들임의 검출에 응답하여 분배 기구의 형상을 변경하도록 열을 생성하기 위해 전류를 출력하도록 구성된 제어기를 더 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 분배 기구는 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 변경되도록 구성된 액추에이터를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 분배 기구는 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 더 포함하며, 상기 피스톤은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 이동하도록 구성되어 있는
에어로졸 송달 장치. - 에어로졸 송달 장치 작동 방법에 있어서,
전원, 분무기, 에어로졸 전구체 조성물을 수용하는 저장소, 및 형상-기억 합금을 포함하는 분배 기구를 제공하는 것;
상기 저장소로부터 상기 분무기까지 에어로졸 전구체 조성물의 유동을 선택적으로 조절하기 위해서 분배 기구의 형상을 변경하도록 전원에 의해 출력된 전류로 분배 기구를 가열하는 것; 및
상기 전원으로부터 분무기로 전류를 보내서 상기 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하는 것을 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 13 항에 있어서,
분무기를 제공하는 것은, 분배 기구이며 형상-기억 합금을 갖는 하나 이상의 코일 및 액체 운송 요소를 포함하는 가열 요소를 제공하는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 코일은 액체 운송 요소 둘레에 권취되어 있으며; 및
분배 기구의 형상을 변경하는 것은 제 1 형상에서 제 2 형상으로 하나 이상의 코일을 변경시키는 것을 포함하며, 상기 제 1 형상에서, 하나 이상의 코일은 에어로졸 전구체 조성물의 액체 운송 요소 내로의 유동을 허용하도록 액체 운송 요소의 외부 표면으로부터 적어도 부분적으로 멀리 이격되어 있으며, 상기 제 2 형상에서, 하나 이상의 코일은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여, 액체 운송 요소의 외부 표면과 접촉되어 액체 운송 요소에서 에어로졸 전구체 조성물을 가열하며, 이에 의해 에어로졸을 생성하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 14 항에 있어서,
코일로의 전류의 유동을 중단시킴으로써 상기 제 2 형상으로부터 상기 제 1 형상으로 코일을 복귀시키는 것을 더 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 13 항에 있어서,
밸브를 포함하는 분배 기구의 형상을 변경하는 것은, 전원으로부터의 전류로부터 생성된 열에 응답하여 저장소와 분무기 사이에 형성된 포트에 대해서, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 방지하는 폐쇄 구성에 있는 제 1 형상으로부터, 밸브가 에어로졸 전구체 조성물이 저장소로부터 분무기로 분배되는 것을 허용하는 개방 구성에 있는 제 2 형상으로 변경시키는 것을 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 밸브에서 전류의 수신을 중단시키는 것; 및
이에 응답하여 밸브를 제 2 형상으로부터 제 1 형상으로 복귀시키는 것을 더 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 13 항에 있어서,
센서에 의해 빨아들임을 검출하는 것을 더 포함하며,
전원에 의해 제공된 전류로 분배 기구를 가열하는 것은 빨아들임의 검출에 응답하여 제어되는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 13 항에 있어서,
분배 기구의 형상을 변경하는 것은 에어로졸 전구체 조성물을 분무기를 향해 변위시키기 위해 제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경시키는 것을 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법. - 제 19 항에 있어서,
제 1 형상으로부터 제 2 형상으로 액추에이터의 형상을 변경하는 것은 액추에이터의 작동에 응답하여 저장소 내의 중앙에 형성된 종축을 따라 저장소의 내부와 맞물려 있는 피스톤을 이동시키는 것을 포함하는
에어로졸 송달 장치 작동 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020237040137A KR20230166138A (ko) | 2017-01-25 | 2018-01-23 | 형상 기억 합금을 포함한 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
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