KR20190127907A - 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 - Google Patents

에어로졸 송달 장치 및 관련 방법 Download PDF

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에릭 엠 스파클린
소이어 에이 허바드
카렌 브이 탈루스키에
스테판 벤슨 시어스
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레이 스트라티직 홀딩스, 인크.
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Abstract

본 개시는 에어로졸 송달 장치 및 관련 방법에 관련된다. 에어로졸 송달 장치는 에어로졸 전구체 조성물이 내부에 배치된 가열 챔버를 포함한다. 마이크로파 방사 방출 장치는 가열 챔버와 작동 가능하게 결합하고, 마이크로파 방사로 내부의 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성된다. 출구 포트는 에어로졸 송달 장치의 하우징에 형성되고 가열 챔버와 유체 연통된다. 가열 챔버는 출구에 적용된 흡입에 응답하여, 에어로졸을 출구 포트를 통해 하우징으로부터 외향으로 인출시킨다.

Description

에어로졸 송달 장치 및 관련 방법
본 개시는 에어로졸 송달 장치에 관련되며, 보다 상세하게는 담배로 제조 또는 담배로부터 유래하거나 또는 이와 다른 방식으로 담배 관련 물질을 포함하는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여, 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성하도록 구성된 마이크로파 방사 가열 요소에 관련된다.
사용을 위해 담배 연소를 필요로 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 흡연 장치들이 수 년에 걸쳐서 제안되어 왔다. 이들 장치의 대다수는 의도적으로, 담배의 태움에 기인하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송달하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하도록 설계되었다.
이를 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도로의 담배 태움 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 원용되는 Collett 등의 미국 특허 8,881,737 호, Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호, Griffith 2세 등의 미국 특허 출원 공보 제 2013/0255702 호; Sebastian 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0000638 호; 및 Sears 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0096781 호에 기술된 배경 기술에 제시된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치 및 발열 소소를 참조하길 바란다.
연기 또는 에어로졸 형성을 위한 열을 발생시키기 위해 전기 에너지를 사용하는 이러한 흡연 제품, 향미 발생제 및 의약용 흡입기 중에서, 심지 및 코일 배열체가 종종 배터리와 같은 전기 전원과 함께 이용된다. 보다 구체적으로, 이러한 배열체에 있어서, 코일은 심지와 직접 접촉하여 가열 요소로서 작용한다. 코일은 배터리로부터 전류를 전도하고, 심지에 의해 흡수된 제한된 양의 에어로졸 전구체 조성물을 직접적인 접촉에 의해 가열하도록 구성된다. 그러나, 심지 및 코일 배열체는 에어로졸 전구체 조성물의 열적 열화를 야기할 수도 있는데, 그 이유는 직접 가열이 에어로졸 전구체 조성물의 불균일한 가열을 초래할 수도 있기 때문이다.
따라서, 외부 에너지 원에 의해 생성된 열을 사용하여 에어로졸 전구체 조성물을 가열함으로써 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하는 에어로졸 송달 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 이 장치는 장치의 수명을 연장시키고 보다 일관된 에어로졸을 제공하기 위해 바람직하게는 에어로졸 전구체 조성물과의 직접적인 접촉 없이 또는 에어로졸 전구체 조성물의 열적 열화 없이 상기 작업을 수행한다.
본 개시는 사람이 소비하기 위한 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 송달 장치에 관한 것이다. 일 양태에서, 에어로졸 송달 장치는, 내부에 배치된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 가열 챔버와, 상기 가열 챔버와 작동 가능하게 결합하고, 마이크로파 방사로 내부의 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성된 마이크로파 방사 방출 장치와, 출구 포트를 가지며 가열 챔버와 유체 연통하는 하우징을 포함하고, 상기 가열 챔버는 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여, 상기 에어로졸이 상기 출구 포트를 통해 하우징으로부터 외향으로 인출되도록 한다.
다른 양태에서, 에어로졸 송달 장치를 제조하는 방법은, 에어로졸 전구체 조성물을 내부에 수용하도록 구성된 가열 챔버와 마이크로파 방사 방출 장치를 작동 가능하게 결합시키는 것―상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 방출된 마이크로파 방사로 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성됨―과, 출구 포트를 갖는 하우징과 가열 챔버를 결합시켜서, 상기 출구 포트가 가열 챔버와 유체 연통하고, 상기 가열 챔버가 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여 에어로졸이 하우징으로부터 외향으로 상기 출구 포트를 통해 인출되게 하는 것을 포함한다.
본 개시는 따라서 제한없이 하기 예시적 실시예를 포함한다.
실시예 1: 에어로졸 송달 장치에 있어서, 내부에 배치된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 가열 챔버와; 상기 가열 챔버와 작동 가능하게 결합하고, 마이크로파 방사로 내부의 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성된 마이크로파 방사 방출 장치와; 출구 포트를 가지며 가열 챔버와 유체 연통하는 하우징을 포함하고, 상기 가열 챔버는 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여, 상기 에어로졸이 상기 출구 포트를 통해 하우징으로부터 외향으로 인출되도록 하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 2: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버와 작동 가능하게 결합된 에어로졸 전구체 송달 구성체를 더 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 송달 구성체는, 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 내부에 에어로졸 전구체 조성물을 수납하도록 구성된 저장소로부터 가열 챔버로 에어로졸 전구체 조성물을 보내도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 3: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 마이크로파 방사 방출 장치는, 가열 챔버 주위로 연장되고 마이크로파 방사를 방출하도록 구성된 마그네트론을 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 4: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 마그네트론은 상기 가열 챔버를 실질적으로 둘러싸도록 구성된 인클로저 내에 배치되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 5: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 2 개 이상의 저장소를 포함하고, 각각의 저장소는 그 안에 별개의 에어로졸 전구체 조성물을 수납하도록 구성되고, 상기 2 개 이상의 저장소 각각은 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 에어로졸 전구체 송달 구성체와 협동해서 작동 가능하여, 에어로졸 전구체 송달 구성체가 별개의 에어로졸 전구체 조성물 중 어느 하나를 2 개 이상의 저장소 중 각각의 하나로부터 가열 챔버로 보내게 하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 6: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 하우징 또는 인클로저 내에 형성되고 가열 챔버와 하우징 또는 인클로저 외부의 주변 공기 사이에서 공기유동을 허용하도록 구성된 공기유동 채널을 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 7: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 출구 포트 또는 공기유동 채널은 인클로저 내에 마이크로파 방사를 수용하기 위해 상기 인클로저와 협력하도록 구성된 공기유동 차폐 요소를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 8: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 출구 포트와 결합하는 결합 근위 단부 및 마우스피스 요소와 결합하는 대향 원위 단부를 갖는 호스 부재를 포함하고, 상기 마우스피스 요소와 호스 부재는 출구 포트를 통해 가열 챔버와 유체 연통하여, 마우스피스 요소에 적용된 흡입에 응답하여 상기 가열 챔버로부터 에어로졸을 수용하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 9: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물과 연통하는 감지 요소와 마이크로파 방사 방출 장치 사이에서 연통하는 제어기 요소를 포함하고, 상기 감지 요소는 상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 감지하도록 구성되며, 상기 제어기 요소는 감지된 온도에 응답하여 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 출력된 마이크로파 방사를 조절하여서, 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물을 최대 원하는 온도로 가열하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 10: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 겔, 고체, 캡슐, 콜로이드, 현탁액, 식물성 약품 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 11: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물의 하나의 성분이 에어로졸 전구체 조성물의 과열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 12: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버와 결합하는 심지를 포함하고, 상기 심지는 에어로졸 전구체 조성물과 연통하고, 상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 형성된 에어로졸의 양이 상기 심지에 의해 심지이동된 에어로졸 전구체 조성물의 양에 비례하도록 심지를 가열하게 구성되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 13: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버는 제 1 가열 서브-챔버 및 제 2 가열 서브-챔버를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버 중 하나는 다른 하나보다 에어로졸 전구체 조성물에 대한 용량이 크고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버는 선택기 요소를 통해 상기 출구 포트와 유체 연통하며, 상기 선택기 요소는 출구 포트를 통해 적용된 흡입에 응답하여, 흡입의 크기에 대응하는 양의 에어로졸을 제 1 및 제 2 및 가열 서브-챔버 중 선택된 하나로부터 상기 출구 포트로 보내는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 14: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 가열 챔버와 유체 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 상기 에어로졸 전구체 조성물을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치.
실시예 15: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하도록 구성된 가열 요소 또는 에어로졸 형성 요소를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 16: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버와 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 기판 재료가 가열 챔버로 향하기 전에 그것과 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 상기 기판 재료를 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치.
실시예 17: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버와 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 멤브레인이 가열 챔버로 향하기 전에 에어로졸 전구체 조성물로 구성된 상기 멤브레인을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치.
실시예 18: 에어로졸 송달 장치를 제조하는 방법에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 내부에 수납하도록 구성된 가열 챔버와 마이크로파 방사 방출 장치를 작동 가능하게 결합시키는 것―상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 방출된 마이크로파 방사로 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성됨―과; 출구 포트를 갖는 하우징과 가열 챔버를 결합시켜서, 상기 출구 포트가 가열 챔버와 유체 연통하고, 상기 가열 챔버가 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여 에어로졸이 하우징으로부터 외향으로 상기 출구 포트를 통해 인출되게 하는 것을 포함하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 19: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 송달 구성체를 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 송달 구성체는 내부에 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 저장소로부터 가열 챔버로 에어로졸 전구체 조성물을 보내도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 20: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 마이크로파 방사 방출 장치를 작동 가능하게 결합시키는 것은 가열 챔버와 마그네트론을 작동 가능하게 결합시키는 것을 포함하고, 상기 마그네트론은 가열 챔버 주위로 연장되고 마이크로파 방사를 방출하도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 21: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버를 실질적으로 둘러싸도록 구성된 인클로저 내에 마그네트론을 배치하는 것을 더 포함하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 22: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 하우징 내에 2 개 이상의 저장소를 형성하는 것을 더 포함하고, 각각의 저장소는 그 안에 별개의 에어로졸 전구체 조성물을 포함하고, 여기서 2 개 이상의 저장소 각각은 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 에어로졸 전구체 송달 구성체와 협동하여 작동가능해서, 에어로졸 전구체 송달 구성체가 상기 2 개 이상의 저장소 중 각각의 하나로부터 가열 챔버로 별개의 에어로졸 전구체 조성물 중 임의의 에어로졸 전구체 조성물을 보내게 하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 23: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 하우징 또는 인클로저 내에 공기유동 채널을 형성하는 것을 더 포함하고, 상기 공기유동 채널은 가열 챔버와 하우징 또는 인클로저 외부의 주변 공기 사이의 공기유동을 허용하도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 24: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 출구 포트 또는 공기유동 채널 내에 공기유동 차폐 요소를 배치하는 것을 더 포함하고, 상기 공기유동 차폐 요소는 상기 인클로저와 협력하여 상기 인클로저 내에 마이크로파 방사를 수용하도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 25: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 호스 부재의 근위 단부를 출구 포트와 결합시키고 호스 부재의 대향 원위 단부를 마우스피스 요소와 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 마우스피스 요소 및 호스 부재는 상기 출구 포트를 통해 상기 가열 챔버와 유체 연통함으로써, 마우스피스 요소에 적용된 흡입에 응답하여 상기 가열 챔버로부터 에어로졸을 수용하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 26: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물과 연통하는 감지 요소와 마이크로파 방사 방출 장치 사이에 제어기 요소를 작동 가능하게 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 감지 요소는 상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 감지하도록 구성되고, 상기 제어기 요소는 감지된 온도에 응답하여 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 출력된 마이크로파 방사를 조절하도록 구성되어, 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물을 최대 원하는 온도로 가열하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 27: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 액체, 겔, 고체, 캡슐, 콜로이드, 현탁액, 식물성 약품 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것을 더 포함하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 28: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것은 에어로졸 전구체 조성물의 하나의 성분이 에어로졸 전구체 조성물의 과열을 방지하게 구성되도록 에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것을 더 포함하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 29: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 심지가 에어로졸 전구체 조성물과 연통하도록 상기 심지를 상기 가열 챔버와 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 형성된 에어로졸의 양이 상기 심지에 의해 심지이동된 에어로졸 전구체 조성물의 양에 비례하도록 심지를 가열하게 구성되는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 30: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 상기 가열 챔버 내에 제 1 가열 서브-챔버 및 제 2 가열 서브-챔버를 형성하는 것을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버 중 하나는 나머지 하나보다 에어로졸 전구체 조성물에 대한 용량이 크고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버는 선택기 요소를 통해 상기 출구 포트와 선택적으로 유체 연통하도록 구성되며, 상기 선택기 요소는 출구 포트를 통해 적용된 흡입에 응답하여, 흡입의 크기에 대응하는 양의 에어로졸을 상기 출구 포트와 선택적으로 연통하는 가열 서브-챔버로부터 출구 포트로 보내는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 31: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 처리 유닛을 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 상기 에어로졸 전구체 조성물을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 32: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 처리 유닛을 결합시키는 것은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 가열 요소 또는 에어로졸 형성 요소를 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하게 배열하는 것을 포함하는, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 33: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 처리 유닛을 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 기판 재료가 가열 챔버로 향하기 전에 그것과 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 상기 기판 재료를 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
실시예 34: 임의의 선행 실시예 또는 선행 실시예들의 임의의 조합에 있어서, 에어로졸 전구체 처리 유닛을 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고, 상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 멤브레인이 가열 챔버로 향하기 전에 에어로졸 전구체 조성물로 구성된 상기 멤브레인을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은, 에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
본 개시의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 명백해질 것이다. 본 개시는 본 개시에 제시되는 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 특징부 또는 요소의 임의의 조합을, 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서에 기재된 특정 실시예의 설명이나 본원의 청구범위에서 명확히 조합되거나 또는 이와 다른 방식으로 기재되는지에 관계없이 포함한다. 본 개시는 총체적으로 해석되도록 의도되며 따라서 본 개시의 임의의 개별 특징부 또는 요소는 문맥상 본 개시의 내용이 달리 명시하지 않는 한 그 양태 및 실시예 중 임의의 것에서 조합 가능한 것으로 간주되어야 한다.
이상에서 본 개시를 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 예시적 실시예에 따른 마이크로파 방사 방출 장치를 포함하는 에어로졸 송달 장치의 측면도를 도시한다.
도 2a는 본 개시의 일 예시적 실시예에 따른 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 발생된 마이크로파 방사로부터 에어로졸 송달 장치의 가열 챔버에 생성된 에어로졸의 단면도를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 일 예시적 실시예에 따른 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 발생된 마이크로파 방사로부터 에어로졸 송달 장치의 2 개의 가열 챔버에 생성된 에어로졸의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 2 개의 상이한 저장소에서 에어로졸 전구체 조성물의 단면도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 에어로졸 전구체 처리 장치들을 도시한다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 에어로졸 송달 장치를 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.
이제 본 개시를 그 예시적 실시예를 참조하여 이하에서 보다 충실히 설명할 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 개시가 철저하고 완전해지고 본 개시의 범위를 통상의 기술자에게 충실히 전달하도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러가지 다양한 형태로 구현될 수도 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 실시예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사 등은 문맥상으로 달리 명시하지 않는 한 복수의 대상물을 포함한다.
본 개시는 마이크로파 방사를 사용하여 (바람직하게는 상당한 정도까지의 재료의 연소 없이) 재료를 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하는 에어로졸 송달 장치에 관련된다. 일부 양태에 있어서, 에어로졸 송달 장치는 종래의 물담뱃대(hookah)와 크기, 형상 등이 유사하게 구성된 "테이블 탑" 장치로 고려된다. 그러나, 다른 양태에서, 에어로졸 송달 장치는 "핸드 헬드(hand-held)" 장치로 고려되며, 소비자의 손에 쉽게 잡히도록 크기, 형상 등이 설정된다.
특정한 바람직한 실시예에 있어서, 에어로졸 송달 장치는 흡연 물품으로 특징 지워진다. 본원에서 사용되는 용어 "흡연 물품"은 궐련, 여송연, 또는 파이프의 흡연 감각들(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 유형, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등) 중 일부 또는 전부를, 물품 또는 장치의 임의의 성분의 임의의 실질적인 정도의 연소 없이 제공하는 그 물품 또는 장치를 의미하도록 의도된다. 본원에서 사용되는 용어 "흡연 물품"은, 물품 또는 장치가 작동 중에 담배의 연소 또는 열분해의 부산물로부터 초래되는 에어로졸의 감각으로 연기를 생성하는 것을 반드시 의미하지는 않으며, 오히려 그 물품 또는 장치가 물품 또는 장치의 특정 성분의 휘발 또는 기화에 기인하는 증기(예를 들어, 연기와 같은 것으로 간주될 수 있는 가시적인 에어로졸로 여겨질 수 있는 에어로졸 내의 증기를 포함함)를 생성하는 것을 의미한다. 일부 바람직한 실시예에서, 흡연 물품으로 특징지울 수 있는 물품 또는 장치는 담배 및/또는 담배로부터 유래된 성분을 포함한다.
다양한 양태에서, 본 개시의 물품 또는 장치는 또한 증기 생성 물품, 에어로졸 송달 물품 또는 약물 송달 물품인 것으로 특징지을 수 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예를 들어, 향미제 및/또는 의약품 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질)의 형태이다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태이다. 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 포함하도록 의미된다.
사용시, 본 개시의 흡연 물품은, 전통적인 유형의 흡연 물품(예를 들어, 담배를 불붙여서 흡입함으로써 구현되는 궐련, 여송연, 또는 파이프)을 사용함에 있어서 개인에 의해 구현되는 많은 물리적 작용을 받는다. 예를 들어, 본 개시의 흡연 물품의 사용자는 전통적인 유형의 흡연 물품과 흡사하게 그 물품을 조작하고, 그 물품에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 그 물품의 하나의 마우스단부 요소를 빨아들일 수 있고, 선택된 시간 간격으로 모금(puff)을 피우는 등을 행한다.
본 개시의 흡연 물품은 열원(즉, 마이크로파 방사 방출 요소), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들어, 열원으로부터 흡연 물품의 다른 부품으로 방출되는 마이크로파 방사를 제어하는 등에 의해 발열을 제어하기 위해 열원으로의 전력을 작동, 제어, 조절 및 중지하기 위한 구성물), 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같이, 통상 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체), 및 에어로졸 흡입을 위해 흡연 물품(본 명세서에서는 이와 달리 에어로졸 송달 장치로 지칭됨)을 빨아들일 수 있게 하기 위한 마우스피스 요소(예를 들어, 빨아들이면 발생된 에어로졸이 흡연 물품으로부터 인출될 수 있도록 흡연 물품을 통해서 형성되는 공기유동 경로)의 일부 조합을 포함한다.
에어로졸 송달 장치(100)의 하나의 예시적 실시예가 도 1에 제공된다. 본원에 도시된 측면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 에어로졸 송달 장치(100)는 기능적 관계로 영구적으로 또는 분리 가능하게 연결되어 있는 하우징(102) 및 인클로저(104)를 포함한다. 인클로저(104)는 하우징(102)의 제 1 부분 둘레로 끼워맞춤되고 그 내의 하우징(102)의 제 1 부분을 실질적으로 둘러쌀 수 있는 크기 및/또는 형상으로 구성된다. 일부 사례에서, 제 1 부분은 하우징(102)의 하부 또는 베이스이다. 예를 들어, 인클로저(104)는 하우징(102)의 제 1 부분의 외부 윤곽에 대응하도록 주조되고, 개폐되도록 힌지된다. 이러한 방식으로, 하우징(102)의 제 1 부분은 인클로저가 힌지식으로 개방될 때 인클로저(104)의 주조된 윤곽에 끼워지고 인클로저가 힌지식으로 폐쇄될 때 내부에 고정 유지된다. 하우징(102)과 인클로저(104) 사이의 다른 유형의 결합 또는 연결도 또한 고려된다.
일 실시예에서, 내부에 에어로졸 전구체 조성물(108)을 수용하도록 구성된 가열 챔버(106)가 하우징(102)의 제 1 부분을 규정한다. 일부 양태에서, 인클로저(104)는 가열 챔버(106)를 실질적으로 에워싸거나 둘러싼다. 가열 챔버(106)는 단일 가열 챔버이거나, 또는 일부 실시예에서 추가의 서브-챔버들로 분할된다. 예를 들어, 도 1에 도시하고 도 2a에 보다 상세히 도시한 바와 같은 일 실시예에서는 단일 가열 챔버(106)가 제공된다. 다른 예에서, 도 2b에 도시된 다른 실시예로서, 제 1 가열 서브-챔버(106A) 및 제 2 가열 서브-챔버(106B)가 제공된다. 그러한 경우에, 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버(106A-B) 중 하나는 다른 서브-챔버보다 에어로졸 전구체 조성물(108)에 대한 더 큰 용량을 갖도록 구성된다. 도 2b에 도시된 예에서, 제 2 가열 서브-챔버(106B)는 제 1 가열 서브-챔버(106A)보다 에어로졸 전구체 조성물(108)에 대한 더 큰 용량을 갖는다. 다른 이러한 예에서, 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버(106A-B)는 에어로졸 전구체 조성물(108)에 대해 실질적으로 유사한 용량을 갖도록 구성된다.
어느 경우이든, 가열 챔버(106)는 마이크로파 방사 방출 장치(110)와 같은 열원과 작동 가능하게 결합된다. 마이크로파 방사 방출 장치(110)는 일부 양태에서 마이크로파 방사(112)를 발생시키는 마그네트론을 포함한다. 일부 양태에서, 마그네트론은 바람직하게는 에어로졸 송달 장치(100)의 원하는 형상, 크기 등에 부합하도록 크기 설정되어, 원하는 흡연 경험을 해치지 않으면서 장치가 용이하게 조작되도록 한다. 다른 양태에서, 마이크로파 방사 방출 장치(110)는 마이크로파 방사(112)를 발생시키도록 구성된 안테나, 코일 등을 포함한다. 그러한 경우, 가열될 재료는 마이크로파 소스와 관련하여 상이한 배열/배향으로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 코일의 경우, 재료는 코일의 내부(중앙)에 존재할 수도 있다.
그렇기 때문에, 마이크로파 방사 방출 장치(110)에 의해 방출된 마이크로파 방사(112)는 가열 챔버(106)를 관통하고 그 안에 배치된 에어로졸 전구체 조성물(108)을 가열하여 그로부터 에어로졸(114)을 형성하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 일부 양태에서, 마이크로파 방사(112)는 에어로졸 전구체 조성물(108)의 극성 분자가 회전하여 열 에너지를 생성하도록 유도한다. 결과적으로, 에어로졸 전구체 조성물 중의 분자는 에어로졸(114)의 형성시에 에어로졸 전구체 조성물(108)의 최소의 열적 열화가 발생하도록(즉, 과열 입자가 없도록) 마이크로파 방사(112)에 의해 균일한 방식으로 여기 및 가열되고, 결과적인 에어로졸(114)은 전기 가열 요소(예를 들어, 저항 가열 코일)와 같은 다른 유형의 열원에 의해 생성된 것보다 더 일정한 증기 화학적 성질을 갖는다.
일부 양태에서, 마이크로파 방사 방출 장치(110) 뿐 아니라 에어로졸 송달 장치(100)의 다른 양태 자체도 전원에 의해 전기를 공급 받는다. 전원은 마이크로파 방사 방출 장치(110)를 통한 에어로졸 전구체 조성물의 가열, 제어 부품 또는 시스템의 전력 공급, 인디케이터(indicator)의 전력 공급 등과 같은 에어로졸 송달 장치(100)의 다양한 기능을 제공하기에 충분한 전력, 에너지 또는 전류 흐름을 제공하도록 구성된다. 바람직하게, 전원은 가열 챔버(106) 내에 수용된 에어로졸 전구체 조성물(108)을 급속히 가열하여 그로부터 에어로졸을 형성하고, 원하는 지속 기간 동안 사용을 통해 에어로졸 송달 장치(100)의 다른 부품들에 전력을 공급하기에 충분한 전력을 마이크로파 방사 방출 장치(110)에 각기 전달할 수 있는 다양한 실시예를 취할 수 있다. 예를 들어, 일부 사례에서, 마이크로파 방사 방출 장치(110)를 포함하는 에어로졸 송달 장치(100)는 표준 가정용 콘센트(예를 들어, 120 AC 볼트)를 통해 전력이 공급된다. 다른 예에서, 에어로졸 송달 장치(100)는 충분한 에너지 밀도의 배터리에 의해 전력이 공급된다. 따라서, 에어로졸 송달 장치(100)가 전원에 연결될 때, 마이크로파 방사 방출 장치(110)는 가열 챔버(106) 내에 배치된 에어로졸 전구체 조성물(108)을 가열하도록 전력이 공급되고 제어 가능하다.
하우징(102), 인클로저(104) 및/또는 가열 챔버(106)는 마이크로파 방사 방출 장치(110)에 의해 방출된 마이크로파 방사(112)가 그 안에 수용되도록 구성된다. 예를 들어, 하우징(102), 인클로저(104) 및/또는 가열 챔버(106)는 마이크로파 방사의 탈출 또는 누출을 방지하기 위해 패러데이 상자(Faraday cage)와 재료 및 디자인이 유사하다. 하우징(102), 인클로저(104) 및/또는 가열 챔버(106)의 표면을 통해 연장되고 하우징(102) 또는 인클로저(104)의 외부와 유체 연통하는 임의의 출구 포트 또는 오리피스는 에어로졸 송달 장치(100) 내에 마이크로파 방사(112)를 수용하기 위해 차폐 요소(116)를 포함한다. 이들 양태에서, 에어로졸 송달 장치(100)의 하우징(102)은 출구 포트(118)를 형성하고, 출구 포트(118)는 가열 챔버(106)와 유체 연통된다. 그렇기 때문에, 차폐 요소(116)는 출구 포트(118)와 결합한다. 하우징(102) 및/또는 인클로저(104) 내에 형성된 공기유동 채널(120)이 또한 차폐 요소(116)를 포함한다. 차폐 요소(116)는 적어도 한 층의 전도성 재료(예를 들어, 알루미늄 메쉬)를 포함하지만, 차폐 요소(116)의 다른 재료, 유형 및/또는 구성이 고려된다.
출구 포트(118)는 마우스피스 요소(122)에서 (즉, 소비자로부터) 흡입을 수용하고, 흡입에 응답하여 에어로졸(114)이 하우징(102)으로부터 출구(118)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다. 호스 부재(124)가 출구 포트(118)와 결합할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 호스 부재(122)의 근위 단부는 출구 포트(118)와 결합하고 반대편 원위 단부는 마우스피스 요소(122)와 결합한다. 이러한 방식으로, 마우스피스 요소(122) 및 호스 부재(124)는 출구 포트(118)를 통해 가열 챔버(106)와 유체 연통함으로써, 마우스피스 요소(122)에 적용된 흡입에 응답하여 가열 챔버(106)로부터 에어로졸(114)을 수용한다. 일부 양태에서, 하나 초과의 출구 포트(118)가 존재한다. 예를 들어 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 2 개의 출구 포트(118)가 존재한다. 그러한 경우에, 마우스피스 요소(122)를 갖는 호스 부재(124)는 하우징(102)의 각각의 이용가능한 출구 포트(118)와 결합하여, 다수의 소비자가 에어로졸 송달 장치(100)를 한꺼번에 사용할 수 있다. 그렇지 않으면, 사용되지 않은 출구 포트는 에어로졸이 그것을 통해 하우징(102)으로부터 빠져 나가거나 이와 달리 에어로졸이 하우징(102)에 들어가서 약화되는 것을 방지하기 위해 캡핑되거나 차단되도록 구성된다.
일부 양태에서, 하나 이상의 가열 서브-챔버(106A-B)는 각각의 출구 포트(118)와 선택적으로 유체 연통하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 가열 서브-챔버(106A-B) 내에 배치된 선택기 요소(예를 들어, 밸브, 플랜지)가, 출구 포트(118)를 통해 적용된 흡입에 자동으로 응답하여 에어로졸(114)을 각각의 가열 서브-챔버(106A-B)로부터 출구 포트(118)를 통해 배향시키도록 구성된다. 도 2b는 선택기 요소가 각각의 출구 포트를 통해 적용된 흡입에 응답하여 제 2 가열 서브-챔버(106B)에 반응하거나 그 서브-챔버를 개방하는 그러한 예를 도시한다. 도 2b에서, 예를 들어, 흡입이 적용되는 출구 포트는 제 1 가열 서브-챔버(106A)와 결합하지 않기 때문에, 에어로졸(114)이 그것으로부터 배향되지 않도록 선택기 요소가 무응답이거나 폐쇄된다.
다른 예에서, 선택기 요소는 사용자 선택에 수동으로 응답하도록 구성된다. 이들 사례에서는, 스위치, 버튼, 레버 또는 임의의 다른 메커니즘이 에어로졸(114)이 배향되는 가열 서브-챔버(106A-B)를 선택적으로 제어하기 위해 사용될 수 있다.
공기유동 채널(120)은 가열 챔버(106)와 하우징(102) 및/또는 인클로저(104) 외부의 주변 공기 사이의 공기유동을 허용하도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에 도시하고 도 2a에 보다 상세하게 도시한 바와 같이, 단일 가열 챔버(106)는 가열 챔버(106)의 내부로부터 인클로저(104)의 내부를 통해 하우징(102)의 외부로 연장되는 공기유동 채널(120)을 갖는다. 다른 예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 2 개의 가열 챔버(106A-B)는 각각 그로부터 하우징(102)의 외부로 연장되는 개별적인 공기유동 채널(120A-B)을 갖는다. 그러나, 다른 예(도시되지 않음)에서, 공기유동 채널(120A-B)은 각각의 가열 챔버(106A-B)로부터 연장되고 인클로저(104) 내에서 하나의 채널로 조합되며, 그 하나의 채널이 하우징(102)의 외부로 연장되도록 구성된다. 하나 초과의 공기유동 채널(120)이 있는 경우, 각 채널과 관련된 차폐 요소(116A-B)가 존재한다.
도 1을 다시 참조하면, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)가 가열 챔버(106)와 작동 가능하게 결합되며, 에어로졸 전구체 조성물(108)을 저장소(128)로부터 가열 챔버(106)로 송달하도록 구성된다. 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)는 다양한 양태에서 내부 유동 튜브, 통로 또는 다른 메커니즘이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)는 하우징(102)의 내부에 형성된 공기유동 통로이고, 저장소(128)로부터 분배된 에어로졸 전구체 조성물(108)을 하우징(102)을 통해 가열 챔버(106)로 중력에 의해 배향시키도록 구성된다.
다른 양태에서, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)는 또한, 에어로졸 전구체 조성물(108)의 기화와 가열 챔버(106) 내의 주변 공기의 조합에 의해 형성된 에어로졸이, 에어로졸 전구체 조성물(108)을 가열 챔버(106)로 이송하는 동일 메커니즘을 거쳐서 소비자에게 송달되도록 하는 에어로졸 송달 구성체이다. 이들 양태에서, 공기유동 통로(126)는 생성된 에어로졸이 내부에서 팽창 및/또는 시효(age)될 수 있게 하는 빈 윗공간(headspace)을 제공하기 위해 가열 챔버(106)보다 큰 내부 체적을 갖도록 구성된다. 도시되지 않은 다른 양태에서, 공기유동 통로(126)는, 에어로졸 전구체 조성물(108)을 저장소(128)로부터 가열 챔버(106)로 이송할 뿐만 아니라, 생성된 에어로졸이 내부에서 팽창할 수 있게 하는 빈 윗공간을 제공하기 위해, 저장소(128)와 가열 챔버(106) 사이에 결합된 유동 튜브로서 구성된다. 에어로졸 전구체 조성물(108) 및/또는 생성된 에어로졸을 송달하기 위한 다른 유사한 메커니즘도 고려된다.
저장소(128)는 에어로졸 전구체 조성물(108)을 내부에 수납하도록 구성되고, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)와 유체 연통하도록 구성된다. 도 1은 제 1 에어로졸 전구체 조성물(108)을 수납하도록 구성된 저장소(128)를 도시한다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같은 일부 양태에서, 2 개 이상의 저장소(128A-B)가 있으며, 각각의 저장소(128A-B)는 내부에 별개의 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)을 수납하도록 구성되고, 여기서 2 개 이상의 저장소(128A-B) 각각은 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 그와 함께 작동가능하다.
일부 양태에서, 예를 들어, 2 개 이상의 저장소(128A-B) 각각은 상이한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)을 내부에 수납한다. 그러한 경우에, 하나 이상의 저장소(128A-B)와 에어로졸 전구체 송달 구성체(126) 사이의 유체 연통을 선택적으로 작동시키기 위해 수동 또는 자동 작동 메커니즘(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
다른 양태에서, 예를 들어, 2 개 이상의 저장소(128A-B) 각각은 동일하거나 실질적으로 유사한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)을 수납하며, 여기서 2 개 이상의 저장소 중 제 1 저장소(128A)는 1 차 저장소이고 2 개 이상의 저장소 중 제 2 저장소(128B)는 2차 저장소이다. 이 경우에, 제 1 또는 1차 저장소(128A)는 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)와 유체 연통하도록 구성되는 반면, 제 2 또는 2차 저장소(128B)는 제 1 저장소(128A) 내에 수납된 에어로졸 전구체 조성물(108A)의 고갈시에만 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)와 유체 연통하도록 구성된다. 이러한 경우에 제 1 저장소(128A) 내에 수납된 에어로졸 전구체 조성물(108A)의 고갈을 감지하고 에어로졸 전구체 조성물(108B)을 수납하는 제 2 저장소(128B)와 에어로졸 전구체 송달 구성체(126) 사이의 유체 연통을 작동시키기 위해 수동 또는 자동 작동 메커니즘(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
그에 의해, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)는 개별 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)을 2 개 이상의 저장소(128A-B) 각각으로부터 가열 챔버(106)로 개별적으로 또는 조합하여 송달하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 저장소(128A-B) 내에 수납된 2 개의 상이한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)은 동시에 그러나 독립적으로 각각의 가열 서브-챔버(106A-B)로 송달된다. 그러한 경우에, 각각의 저장소(128A-B)는 개별 에어로졸 전구체 송달 구성체, 가열 챔버 및 출구 포트와 유체 연통된다. 이러한 배열의 결과로서, 에어로졸 송달 장치(100)는 다수의 소비자가 에어로졸 송달 장치(100)를 동시에 사용하는 경우, 각 소비자가 개별 경험을 위해 자신의 에어로졸 전구체 조성물(108)(예를 들어, 멘톨, 크레마 등)을 선택할 수 있도록 각 소비자에 대해 커스터마이즈 가능하게 구성된다.
다른 이러한 양태에서, 예를 들어, 각각의 저장소(128A-B) 내에 수납된 2 개의 상이한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)은 2 개의 상이한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)이 에어로졸화 이전, 도중 및/또는 이후에 가열 챔버 내에서 조합될 수 있도록 동일한 가열 챔버(106)로 동시에 송달된다. 이러한 배열의 결과로서, 에어로졸 송달 장치(100)는 단일 소비자 또는 다수의 소비자에 대해 커스터마이즈 가능하도록 구성되어, 다양한 에어로졸 전구체 조성물(108A-B)의 조합은 독특한 경험을 초래한다.
저장소(128)는 재사용 가능한 저장소, 또는 제거 가능한 일회용 저장소로서 구성된다. 일 예에서, 저장소(128)는 재사용 가능하여 필요할 때 추가 량의 에어로졸 전구체 조성물(108)이 저장소(128)에 추가된다. 다른 예에서, 저장소(128)는 내부에 수납된 모든 에어로졸 전구체 조성물(108)을 사용했을 때 제거된다. 이어서, 추가 량의 에어로졸 전구체 조성물을 수납한 새로운 저장소(128)가 하우징(102)과 결합하고, 그 저장소(128)는 일회용 저장소 또는 재충전 가능 및 재사용 가능한 저장소이다. 여하튼, 저장소(128)는 나사 결합, 압입 결합, 자기 결합 등을 통해 하우징(102)과 결합 가능하다. 이와 달리, 저장소(128)가 하우징(102)으로부터 제거될 수 없도록 (즉, 재충전 가능 또는 재사용 가능한 저장소의 경우임) 저장소(128)가 하우징(102)과 고정 결합된다. 여하튼, 저장소(128)는 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)와 유체 연통되어, 에어로졸 전구체 조성물(들)(108)이 저장소로부터 가열 챔버(들)(106)로 송달된다.
가열 챔버(들)(106)로 송달된 에어로졸 전구체 조성물(들)(108)의 양을 측정하기 위해, 저장소(128)의 일 실시예는, 에어로졸 전구체 조성물(108)의 전부가 한꺼번에 가열 챔버(106)로 송달되는 것을 방지할 만큼 충분히 미세하지만, 조성물 입자가 제한된 속도로 관통하여 흐를 수 있을 만큼 충분히 큰 그리드 조성을 갖는 스크린(130)을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 스크린(130)은 하우징(102)의 내부 직경의 전체 또는 실질적인 전체에 걸쳐서 연장되도록 구성되며 저장소(128)에 인접하게 배치된다. 다른 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 스크린(130)은 양 저장소(128A-B)에 인접하게 배치되지만; 각각의 저장소(128A-B)에 대한 스크린도 또한 고려된다.
일부 양태에서, 증기 전구체 조성물로도 지칭될 수 있는 에어로졸 전구체 조성물(108)은 하나 이상의 상이한 성분을 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물(108)의 상이한 성분들은, 다공성 매트릭스 또는 이산된 패킷(예를 들면 기판(substrate)) 내에 산재되어 있는 액체, 겔, 고체, 캡슐, 콜로이드, 현탁액, 식물성 약품(botanical) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 비 제한적인 예에서, 에어로졸 전구체 조성물(108)의 성분들 중 하나는 다가 알콜(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 이들의 혼합물)을 포함한다. 추가의 에어로졸 전구체 조성물의 대표적인 유형은 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제 4,793,365 호; Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556 호; R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph의 담배를 태우는 대신 가열하는 새로운 담배 시제품에 관한 화학 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco)(1988)에 기술되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
에어로졸 전구체 조성물(108)의 성분들은 각 성분이 소비자를 위한 전반적인 경험에 대해 제공하는 특정 효과에 기초하여 조합된다. 일부 양태에서, 에어로졸 송달 장치(100)가 궐련, 여송연 또는 파이프를 흡연하는 감각들(예를 들어, 호흡 행위, 풍미나 향미의 유형, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등)의 일부 또는 전부를 제공할 수 있게 하는 성분들이 선택된다. 다른 양태에서, 에어로졸 송달 장치(100)가 에어로졸 전구체 조성물(108)로부터 균일하게 가열된 에어로졸(114)을 생성할 수 있게하는 성분들도 선택된다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물(108)의 과열을 방지하는 성분, 예컨대 불활성의 비 휘발성 과립(예를 들어, 비등석(boiling chip)) 또는 과잉 마이크로파 방사(112)를 흡수할 수 있는 다른 핵 생성 표면이 에어로졸 전구체 조성물(130)용으로 선택될 수 있다. 대안적으로, 제어기 요소(132)가 에어로졸 전구체 조성물(108)의 하나 이상의 성분에 특정된 주파수로 마이크로파 방사(112)를 방출하도록 마이크로파 방사 방출 장치(110)를 선택적으로 제어하도록 구성된다.
에어로졸 송달 장치(100)의 일부 실시예는 가열 챔버(106) 내의 에어로졸 전구체 조성물(108)과 연통하는 감지 요소(134)와 마이크로파 방사 방출 장치(110) 사이에서 연통하는 제어기 요소(132)를 포함한다. 제어기 요소(132)는 일부 양태에서 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 감지 요소(134)는 일부 양태에서 광섬유 프로브를 포함한다. 도 1에 도시하고 도 2a에 보다 상세히 도시한 바와 같이, 제어기 요소(132)는 인클로저(104) 내에 배치되고, 감지 요소(134)는 가열 챔버(106) 내에 배치된다. 다른 예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 단일 제어기 요소(132)가 각각의 가열 챔버(106A-B) 내에 배치된 양 감지 요소(134A 및 134B)와 마이크로파 방사 방출 장치(110) 사이에서 연통된다.
일부 실시예에서, 감지 요소(들)(134)은 가열 챔버(106) 내에서 에어로졸 전구체 조성물(108)의 온도, 공기유동 속도, 압력, 에어로졸 전구체 조성물 요소들 또는 이들의 임의의 조합을 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 감지 요소(134)가 온도를 감지하도록 구성된 경우, 제어기 요소(132)는 감지된 온도에 응답하여 에어로졸 전구체 조성물(108)을 최대 원하는 온도까지만 가열하도록 마이크로파 방사(112)를 조절한다. 이러한 방식으로, 감지 요소(들)(134)와 관련하여 취해진 제어기 요소(132)는 에어로졸 전구체 조성물(108)의 과잉 가열(superheating), 부족 가열(underheating) 등을 방지하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 감지 요소(들)(134)은 또한 가열 챔버(106)에 수납된 에어로졸 전구체 조성물(108)의 양의 체적을 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 2 개의 가열 챔버(106A-B)가 있는 경우, 감지 요소(134A-B)는 각각의 가열 챔버(106A-B) 내의 에어로졸 전구체 조성물(108)의 용량을 감지하도록 각각 구성된다. 가열 챔버(106A-B) 중 하나 또는 양자가 최대 용량에 있는 경우, 제어기 요소(132)는 감지된 용량에 응답하여, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)가 더 이상의 에어로졸 전구체 조성물(108)을 가열 챔버(106A-B) 중 하나 또는 양자로 배향시키지 못하게 한다. 이와 같이, 예를 들어, 제어기 요소(132)와 연통하는 밸브 메커니즘은 가열 챔버(106A-B) 중 하나 또는 양자로 송달되는 에어로졸 전구체 조성물(108)의 양을 제한하도록 구성된다. 대안적으로, 가열 챔버들(106A-B) 중 하나가 최대 용량에 있는 경우에, 제어기 요소(132)는 그 챔버의 감지된 최대 용량에 응답하여, 에어로졸 전구체 조성물(108)을 최대 용량이 아닌 다른 가열 챔버(106A-B)로 배향시킨다.
또한, 다양한 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물 이송 요소는 에어로졸 전구체 조성물(108)과 연통하는 가열 챔버(106) 내에 배치된다. 예를 들어, 도 2a-b에 도시된 바와 같이, 에어로졸 전구체 조성물 이송 요소의 일 실시예는 에어로졸 전구체 조성물(108)을 이송(즉, 흡수 및 심지이동)하도록 구성된 다양한 재료(예를 들어, 면 및/또는 유리 섬유)로 형성된 심지(136)를 포함한다. 심지의 재료 설계로 인해, 심지(136)는 가열 챔버(106)로 송달된 에어로졸 전구체 조성물(108)의 제한된 양[즉, 모금(puff) 크기 양]을 흡수하도록 구성되고; 그렇게 흡수된 액체를 갖는 심지는 마이크로파 방사 방출 장치(110)에 의해 가열되어 에어로졸(114)을 생성한다. 추가로, 예를 들어, 모금 크기 양의 에어로졸 전구체 조성물(108)은 가열 챔버(106) 및 심지(136)로 펌핑, 적하 또는 이와 다른 방식으로 송달될 수 있다. 그러나, 심지(136)의 구현은 선택적이다.
따라서, 사용시, 소비자가 에어로졸 송달 장치(100)의 마우스피스 요소(122)를 빨아들일 때, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)에 의해 소정 양의 에어로졸 전구체 조성물(108)이 저장소(128)로부터 가열 챔버(106)로 지향된다. 대안적으로, 에어로졸 전구체 조성물(108)이 빨아들임 전에 가열 챔버(106) 내에 이미 배치된다. 그 때 마이크로파 방사 방출 장치(110)가 (예를 들어 퍼프 센서 또는 감지 요소(134) 등을 통해서) 활성화되고, 에어로졸 전구체 조성물(108)의 성분들이 가열 챔버(106) 내에서 기화 또는 에어로졸화된다. 일부 양태에서, 제어기 요소(132)는 마이크로파 방사 방출 장치(110)와 통신 연결되어, 그로부터 방출되는 마이크로파 방사(112)를 제어한다. 예를 들어, 감지 요소(134)가 (예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물의 온도, 체적, 압력 등으로 인해) 에어로졸화하기 위해 증가된 마이크로파 방사(112)를 요구하는 가열 챔버(106) 내의 에어로졸 전구체 조성물(108)을 감지한 경우, 제어기 요소(132)는 에어로졸 전구체 조성물(108)을 에어로졸화하기에 충분한 마이크로파 방사(112)를 방출하도록 마이크로파 방사 방출 장치(110)를 제어할 수 있다.
에어로졸 송달 장치(100)의 마우스피스 요소(122)를 빨아들이면 또한 주변 공기가 공기유동 채널(120)로 들어가서 가열 챔버(106)로 간다. 빨아들인 주변 공기는 가열 챔버(106) 및/또는 에어로졸 전구체 송달 구성체(126) 내의 형성된 증기/에어로졸과 조합하여 에어로졸(114)을 이송한다. 형성된 에어로졸(114)은 가열 챔버(106)로부터 빨아들여지고, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)를 통해, 출구 포트(118) 밖으로 나가며, 호스 부재(124)를 통해 장치(100)의 마우스피스 요소(122) 밖으로 나간다. 일부 양태에서, 출구 포트(118)를 통해 빨아들여지지 않은 에어로졸(114)은 에어로졸 송달 구성체(126) 내에 거주 또는 잔류하고, 그곳에서 시효된다.
퍼프-작동 능력을 제공하는 예시적인 메커니즘은 Honeywell, Inc., Freeport, III의 MicroSwitch 디비전(division)에 의해 제조된 모델 163PC01D36 실리콘 센서를 포함한다. 또한 추가의 부품이 본 개시의 에어로졸 송달 장치(100)에서 선택적으로 이용된다. 예를 들어, Sprinkel 2세의 미국 특허 제 5,261,424 호는 장치의 마우스단부와 연결되어 빨아들임과 관련된 사용자 입술 활동을 감지한 다음 가열을 트리거할 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 5,372,148 호는 마우스피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고; Harris 등의 미국 특허 5,967,148 호는 삽입된 부품의 적외선 투과의 불균일성을 검출하는 식별자 및 부품이 리셉터클에 삽입될 때 검출 루틴을 실행하는 제어기를 포함하는 흡연 장치의 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호는 다수의 차동 위상을 갖는 규정된 실행 가능한 전력 사이클을 기술하고; Watkins 등의 미국 특허 5,934,289 호는 광자기 부품(phononic-optronic components)을 개시하고; Counts 등의 미국 특허 5,954,979 호는 흡연 장치를 통한 빨아들임 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고; Blake 등의 미국 특허 6,803,545 호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 7,293,565 호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호는 충전을 용이하게 하고 장치의 컴퓨터 제어를 허용하는 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,689,804 호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick의 WO 2010/003480 호는 에어로졸 발생 시스템에서의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하고; 전술한 개시의 전부는 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 흡연 물품에 유용할 수 있는 마이크로컨트롤러를 포함하는 다른 제어 부품에 대한 추가의 설명이 Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호, McCafferty 등의 미국 특허 5,372,148 호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호, 및 Nguyen 등의 미국 특허 제 7,040,314 호에 제공되어 있으며, 이들 모두는 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
도 4a 내지 도 4c는 예시적인 에어로졸 전구체 처리 유닛의 개략도를 도시한다. 에어로졸 전구체 처리 유닛은 장치(100)에 의한 에어로졸 전구체 조성물(108)의 에어로졸화 전에 에어로졸 전구체 조성물(108)을 예열하도록 구성된다. 대안 적으로, 에어로졸 전구체 처리 유닛은 장치(100)에 의해 에어로졸 전구체 조성물(108)을 예열한 후에 에어로졸 전구체 조성물(108)을 처리하도록 구성된다.
도 4a를 참조하면, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)이 도시되어 있다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)은 가열 챔버(들)(106)과 유체 연통하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)은 처리된 에어로졸 전구체 조성물을 가열 챔버(들)(106)과 연통하는 출구(도시되지 않음)를 거쳐서 공기유동 채널(예컨대 120, 도 2a-b)을 통해 또는 에어로졸 전구체 송달 구성체(예컨대 126, 도 1)를 통해 가열 챔버(들)로 송달하도록 구성된다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)은, 처리된(즉, 예열된) 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버(들)(106)로 송달되기 전에 에어로졸 전구체 조성물(108)을 예열 온도로 예열하도록 구성되며, 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물(108)로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮다. 대안적으로, 에어로졸 전구체 조성물(108)은 에어로졸 송달 장치(100)의 가열 챔버(들)(106) 내에서 예열되고 에어로졸 전구체 조성물(108)의 기화/에어로졸화 전에 가열 챔버(들)(106)로부터 제거된다. 이 시점에서, 예열된 에어로졸 전구체 조성물(108)은 (예를 들어, 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)를 거쳐서) 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)으로 송달되고 기화된다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)에서 입구(도시되지 않음)를 거쳐 제공된 주변 공기는 기화/에어로졸화된 에어로졸 전구체 조성물과 조합하여, 에어로졸을 이송하여 사용자가 소비하도록 한다.
일부 양태에서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)은 내부에 제공된 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하도록 구성된 가열 요소 또는 에어로졸 형성 요소를 포함한다. 일 예에서, 가열 요소는 핫 플레이트를 포함한다. 다른 예에서, 가열 요소는 코일 히터(402)를 포함한다. 코일 히터(402)는 그것을 통해 전류가 인가될 때 열을 발생시키는 저항 가열 요소로서 구성된다. 가열 요소(402)를 형성하는 예시적인 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. 열을 생성하기 위해, 가열 요소(402)는, 가열 요소(402)를 통해 전류 흐름을 지향시키고 또한 적절한 배선 또는 회로(도시되지 않음)에 부착되어 가열 요소(402)와 배터리 또는 다른 전기 전원간의 전기 접속을 형성하도록 구성된 전도성 히터 단자(예를 들어, 양극 및 음극 단자)를 포함한다. 다른 비제한적인 예에서, 가열 요소(402)는 비-전기성이며, 전도, 대류 및/또는 방사를 통해 에어로졸 전구체 조성물(108)을 기화하기 위한 열을 생성한다.
다른 양태에서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400A)은, 내부에 제공된 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하고 방출된 마이크로파 방사를 사용하여 에어로졸 전구체 조성물을 예열하도록 구성된 마이크로파 방사 방출 장치를 포함한다.
에어로졸 전구체 처리 유닛(400A) 내에 제공된 감지 요소(404)는 에어로졸 전구체 조성물(108)이 가열 요소(402)에 의해 예열 온도로 가열되었을 때를 감지하도록 구성된다. 가열 요소(402)와의 전기 접속은, 감지 요소(404)가 예열 온도에 도달한 것을 감지한 후에 해제된다. 또한, 에어로졸 전구체 조성물이 장치(100)의 가열 챔버(들)(106) 내에서 예열되는 경우, 감지 요소(404)는 최대 온도에 도달하고 가열 요소(402)가 후속적으로 분리된 때를 감지하도록 구성된다.
이제 도 4b를 참조하면 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)이 도시되어 있다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)은 가열 챔버(들)(106)과 유체 연통하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)은 처리된 에어로졸 전구체 조성물을 가열 챔버(들)(106)과 연통하는 출구(도시되지 않음)를 거쳐서 공기유동 채널(예컨대 120, 도 2a-b)을 통해 또는 에어로졸 전구체 송달 구성체(예컨대 126, 도 1)를 통해 가열 챔버(들)(106)로 송달하도록 구성된다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)은 예열된 기판 재료(406)가 가열 챔버(106)로 송달되기 전에 그것과 관련된 에어로졸 전구체 조성물(108)을 갖는 기판 재료(406)를 예열 온도로 예열하도록 구성되며, 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물(108)로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮다.
일부 양태에서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)은 종래의 마이크로파 오븐을 포함한다. 따라서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400B)은 종래의 마이크로파 오븐에 제공된 제어 및/또는 감지 부품을 사용하여 기판(406)을 예열 온도로 예열한다. 그 후 예열된 기판(406)은 추가 마이크로파 방사를 통한 에어로졸화를 위해 가열 챔버(106)로 송달된다. 대안적으로, 기판(406)은 저장소(128)로 송달되고 에어로졸 전구체 송달 구성체(126)는 그것의 제한된 양을 가열 챔버(106)로 송달한다.
도 4c는 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)을 도시한다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)은 가열 챔버(들)(106)과 유체 연통하도록 구성된다. 더 구체적으로, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)은 처리된 에어로졸 전구체 조성물을 가열 챔버(들)(106)과 연통하는 출구(도시되지 않음)를 거쳐서 공기유동 채널(예컨대 120, 도 2a-b)을 통해 또는 에어로졸 전구체 송달 구성체(예컨대 126, 도 1)를 통해 가열 챔버(들)(106)로 송달하도록 구성된다. 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)은 예열된 멤브레인(membrane)(408)이 가열 챔버(106)로 송달되기 전에 에어로졸 전구체 조성물(108)을 포함하는 멤브레인(408)을 예열 온도로 예열하도록 구성되며, 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물(108)로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮다.
일부 양태에서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)은 종래의 마이크로파 오븐을 포함하는 반면, 멤브레인(408)은 일회 또는 다회 사용 멤브레인을 포함한다. 일 예에서, 에어로졸 전구체 조성물(108)이 멤브레인(408)에 제공되고; 멤브레인(408)은 밀봉된 다음 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)에 제공된다. 따라서, 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)은 종래의 마이크로파 오븐에 제공된 제어 및/또는 감지 부품을 사용하여 멤브레인(408)을 예열 온도로 예열한다. 멤브레인(408)은 수축 상태에서 에어로졸 전구체 처리 유닛(400C)에 제공되지만, 내부의 에어로졸 전구체 조성물(108)이 기화/에어로졸화됨에 따라 팽창 상태로 천이된다. 예열 및 팽창된 멤브레인(408)은 에어로졸이 제어된 방식으로 소비자에게 송달될 수 있도록 마우스피스 부착을 통해 퍼프되거나 그와 다른 방식으로 에어로졸 송달 장치(100)에 부착될 수 있다. 에어로졸의 송달 후, 멤브레인(408)은 폐기되거나(즉, 일회 사용), 또는 밀봉되지 않고 추가 량의 에어로졸 전구체 조성물(108)이 내부에 배치된다(즉, 다회 사용).
도시되지 않은 추가 실시예에서, 에어로졸 송달 장치(100)는 다른 메커니즘에 의해 생성된 에어로졸을 추가로 증발시키기 위해 이용된다. 보다 구체적으로, 마이크로파 방사 방출 장치(110)는 흡입을 위해 충분히 작게(예를 들어, 직경 2 미크론) 입자를 만들기 위해 다른 메커니즘에 의해 생성된 에어로졸 입자의 크기를 감소시키도록 구성된다. 에어로졸을 생성하기 위한 일부 이러한 메커니즘은 다양한 실시예에서 에어로졸 송달 장치(100)의 가열 챔버(106) 내부에 에어로졸 입자를 분무하도록 구성된 잉크젯 스프레이 장치를 포함한다. 예를 들어, 감열식 프린터(thermal printer) 또는 버블젯 프린터는 직경이 약 4-40 미크론인 에어로졸 입자를 분무할 수 있는 반면, 압전 프린터는 직경이 1-2 미크론인 에어로졸 입자를 분무할 수 있다. 2 미크론보다 큰 입자로 구성된 에어로졸은 일반적으로 편리하게 흡입할 수 없기 때문에, 분무된 에어로졸은 마이크로파 방사 방출 장치(110)에 의해 추가로 증발되어 입자의 크기를 흡입 가능한 직경, 예를 들어 2 미크론 이하로 감소시킨다.
대안적으로, 심지 및/또는 코일 구성물이 가열 챔버(106)의 내부에 제공되어, 대략 200 내지 500 나노미터의 개별 직경을 갖는 입자로 구성된 에어로졸을 생성한다. 이 직경의 입자를 포함하는 에어로졸은 흡입 가능하지만, 일부 실시예에서, 마이크로파 방사 방출 장치(110)는 에어로졸(114)을 추가로 기화/에어로졸 화하도록 구성된다.
이제 도 5를 참조하면 에어로졸 송달 장치의 제조 방법이 도시되어 있다. 일괄하여 500으로 지정된 방법은 전술한 것과 같은 전구체 조성물의 마이크로파 방사에 의해 에어로졸을 생성하는 에어로졸 송달 장치를 제조하는데 이용된다.
단계 502에서, 마이크로파 방사 방출 장치(예컨대 110, 도 1)는 내부에 에어로졸 전구체 조성물(예컨대 108, 도 1)을 수용하도록 구성된 가열 챔버(예컨대 106, 도 1)와 작동 가능하게 결합된다. 일부 실시예에서, 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 방출된 마이크로파 방사로 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성되어 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성한다. 에어로졸 전구체 조성물은 가열 챔버 내에 배치된다
단계 504에서, 가열 챔버는 출구 포트(예컨대 118, 도 1)를 갖는 하우징(예컨대 102, 도 1)과 결합하여, 출구 포트를 가열 챔버와 유체 연통시키고, 가열 챔버가 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여 에어로졸을 출구 포트를 통해 하우징으로부터 외향으로 인출시키게 한다.
본 개시의 많은 수정예 및 다른 실시예는 전술한 설명 및 관련 도면에 제공된 교시의 이점을 갖는 본 개시의 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 연상될 것이다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않아야 하며 수정예 및 다른 실시예는 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것을 이해하여야 한다. 특정 용어가 본 명세서에서 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (34)

  1. 에어로졸 송달 장치에 있어서,
    내부에 배치된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 가열 챔버와;
    상기 가열 챔버와 작동 가능하게 결합하고, 마이크로파 방사로 내부의 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성된 마이크로파 방사 방출 장치와;
    출구 포트를 가지며 가열 챔버와 유체 연통하는 하우징을 포함하고,
    상기 가열 챔버는 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여, 상기 에어로졸이 상기 출구 포트를 통해 하우징으로부터 외향으로 인출되도록 하는
    에어로졸 송달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버와 작동 가능하게 결합된 에어로졸 전구체 송달 구성체를 더 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 송달 구성체는, 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 내부에 에어로졸 전구체 조성물을 수납하도록 구성된 저장소로부터 가열 챔버로 에어로졸 전구체 조성물을 보내도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로파 방사 방출 장치는, 가열 챔버 주위로 연장되고 마이크로파 방사를 방출하도록 구성된 마그네트론을 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마그네트론은 상기 가열 챔버를 실질적으로 둘러싸도록 구성된 인클로저 내에 배치되는
    에어로졸 송달 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    2 개 이상의 저장소를 포함하고,
    각각의 저장소는 그 안에 별개의 에어로졸 전구체 조성물을 수납하도록 구성되고, 상기 2 개 이상의 저장소 각각은 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 에어로졸 전구체 송달 구성체와 협동해서 작동 가능하여, 에어로졸 전구체 송달 구성체가 별개의 에어로졸 전구체 조성물 중 어느 하나를 2 개 이상의 저장소 중 각각의 하나로부터 가열 챔버로 보내게 하는
    에어로졸 송달 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 인클로저 내에 형성되고 가열 챔버와 하우징 또는 인클로저 외부의 주변 공기 사이에서 공기유동을 허용하도록 구성된 공기유동 채널을 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 출구 포트 또는 공기유동 채널은 인클로저 내에 마이크로파 방사를 수용하기 위해 상기 인클로저와 협력하도록 구성된 공기유동 차폐 요소를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 출구 포트와 결합하는 결합 근위 단부 및 마우스피스 요소와 결합하는 대향 원위 단부를 갖는 호스 부재를 포함하고,
    상기 마우스피스 요소와 호스 부재는 출구 포트를 통해 가열 챔버와 유체 연통하여, 마우스피스 요소에 적용된 흡입에 응답하여 가열 챔버로부터 에어로졸을 수용하는
    에어로졸 송달 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물과 연통하는 감지 요소와 마이크로파 방사 방출 장치 사이에서 연통하는 제어기 요소를 포함하고,
    상기 감지 요소는 상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 감지하도록 구성되며, 상기 제어기 요소는 감지된 온도에 응답하여 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 출력된 마이크로파 방사를 조절하여서, 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물을 최대 원하는 온도로 가열하는
    에어로졸 송달 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 겔, 고체, 캡슐, 콜로이드, 현탁액, 식물성 약품 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
    에어로졸 송달 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 조성물의 하나의 성분이 에어로졸 전구체 조성물의 과열을 방지하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버와 결합하는 심지를 포함하고,
    상기 심지는 에어로졸 전구체 조성물과 연통하고, 상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 형성된 에어로졸의 양이 상기 심지에 의해 심지이동된 에어로졸 전구체 조성물의 양에 비례하도록 심지를 가열하게 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버는 제 1 가열 서브-챔버 및 제 2 가열 서브-챔버를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버 중 하나는 다른 하나보다 에어로졸 전구체 조성물에 대한 용량이 크고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버는 선택기 요소를 통해 상기 출구 포트와 유체 연통하며, 상기 선택기 요소는 출구 포트를 통해 적용된 흡입에 응답하여, 흡입의 크기에 대응하는 양의 에어로졸을 제 1 및 제 2 및 가열 서브-챔버 중 선택된 하나로부터 상기 출구 포트로 보내는
    에어로졸 송달 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    가열 챔버와 유체 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 상기 에어로졸 전구체 조성물을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하도록 구성된 가열 요소 또는 에어로졸 형성 요소를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버와 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 기판 재료가 가열 챔버로 향하기 전에 그것과 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 상기 기판 재료를 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 챔버와 연통하는 에어로졸 전구체 처리 유닛을 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 멤브레인이 가열 챔버로 향하기 전에 에어로졸 전구체 조성물로 구성된 상기 멤브레인을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치.
  18. 에어로졸 송달 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    에어로졸 전구체 조성물을 내부에 수용하도록 구성된 가열 챔버와 마이크로파 방사 방출 장치를 작동 가능하게 결합시키는 것―상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 방출된 마이크로파 방사로 에어로졸 전구체 조성물을 가열하여 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하도록 구성됨―과;
    출구 포트를 갖는 하우징과 가열 챔버를 결합시켜서, 상기 출구 포트가 가열 챔버와 유체 연통하고, 상기 가열 챔버가 상기 출구 포트에 적용된 흡입에 응답하여 에어로졸이 하우징으로부터 외향으로 상기 출구 포트를 통해 인출되게 하는 것을 포함하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 송달 구성체를 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 송달 구성체는 내부에 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 저장소로부터 가열 챔버로 에어로졸 전구체 조성물을 보내도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    마이크로파 방사 방출 장치를 작동 가능하게 결합시키는 것은 가열 챔버와 마그네트론을 작동 가능하게 결합시키는 것을 포함하고, 상기 마그네트론은 가열 챔버 주위로 연장되고 마이크로파 방사를 방출하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 가열 챔버를 실질적으로 둘러싸도록 구성된 인클로저 내에 마그네트론을 배치하는 것을 더 포함하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    하우징 내에 2 개 이상의 저장소를 형성하는 것을 더 포함하고,
    각각의 저장소는 그 안에 별개의 에어로졸 전구체 조성물을 포함하고, 여기서 2 개 이상의 저장소 각각은 에어로졸 전구체 송달 구성체와 유체 연통하고 에어로졸 전구체 송달 구성체와 상호 작동가능하여, 에어로졸 전구체 송달 구성체가 상기 2 개 이상의 저장소 중 각각의 하나로부터 가열 챔버로 별개의 에어로졸 전구체 조성물 중 임의의 에어로졸 전구체 조성물을 보내게 하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 인클로저 내에 공기유동 채널을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 공기유동 채널은 가열 챔버와 하우징 또는 인클로저 외부의 주변 공기 사이의 공기유동을 허용하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 출구 포트 또는 공기유동 채널 내에 공기유동 차폐 요소를 배치하는 것을 더 포함하고,
    상기 공기유동 차폐 요소는 상기 인클로저와 협력하여 상기 인클로저 내에 마이크로파 방사를 수용하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    호스 부재의 근위 단부를 출구 포트와 결합시키고 호스 부재의 대향 원위 단부를 마우스피스 요소와 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 마우스피스 요소 및 호스 부재는 상기 출구 포트를 통해 상기 가열 챔버와 유체 연통함으로써, 마우스피스 요소에 적용된 흡입에 응답하여 상기 가열 챔버로부터 에어로졸을 수용하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물과 연통하는 감지 요소와 마이크로파 방사 방출 장치 사이에 제어기 요소를 작동 가능하게 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 감지 요소는 상기 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 감지하도록 구성되고, 상기 제어기 요소는 감지된 온도에 응답하여 마이크로파 방사 방출 장치에 의해 출력된 마이크로파 방사를 조절하도록 구성되어, 가열 챔버 내의 에어로졸 전구체 조성물을 최대 원하는 온도로 가열하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  27. 제 18 항에 있어서,
    액체, 겔, 고체, 캡슐, 콜로이드, 현탁액, 식물성 약품 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것을 더 포함하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것은 에어로졸 전구체 조성물의 하나의 성분이 에어로졸 전구체 조성물의 과열을 방지하게 구성되도록 에어로졸 전구체 조성물을 선택하는 것을 더 포함하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  29. 제 18 항에 있어서,
    심지가 에어로졸 전구체 조성물과 연통하도록 상기 심지를 상기 가열 챔버와 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 마이크로파 방사 방출 장치는 그것에 의해 형성된 에어로졸의 양이 상기 심지에 의해 심지이동된 에어로졸 전구체 조성물의 양에 비례하도록 심지를 가열하게 구성되는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  30. 제 18 항에 있어서,
    상기 가열 챔버 내에 제 1 가열 서브-챔버 및 제 2 가열 서브-챔버를 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버 중 하나는 나머지 하나보다 에어로졸 전구체 조성물에 대한 용량이 크고, 상기 제 1 및 제 2 가열 서브-챔버는 선택기 요소를 통해 상기 출구 포트와 선택적으로 유체 연통하도록 구성되며, 상기 선택기 요소는 출구 포트를 통해 적용된 흡입에 응답하여, 흡입의 크기에 대응하는 양의 에어로졸을 상기 출구 포트와 선택적으로 연통하는 가열 서브-챔버로부터 출구 포트로 보내는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  31. 제 18 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 처리 유닛을 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 상기 에어로졸 전구체 조성물을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 처리 유닛을 결합시키는 것은 예열된 에어로졸 전구체 조성물이 가열 챔버로 향하기 전에 가열 요소 또는 에어로졸 형성 요소를 에어로졸 전구체 조성물과 상호 작용하게 배열하는 것을 포함하는
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  33. 제 18 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 처리 유닛을 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 기판 재료가 가열 챔버로 향하기 전에 그것과 관련된 에어로졸 전구체 조성물을 갖는 상기 기판 재료를 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
  34. 제 18 항에 있어서,
    에어로졸 전구체 처리 유닛을 상기 가열 챔버와 유체 연통 상태로 결합시키는 것을 더 포함하고,
    상기 에어로졸 전구체 처리 유닛은 예열된 멤브레인이 가열 챔버로 향하기 전에 에어로졸 전구체 조성물로 구성된 상기 멤브레인을 예열 온도로 예열하도록 구성되고, 상기 예열 온도는 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위한 최대 원하는 온도보다 낮은
    에어로졸 송달 장치의 제조 방법.
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