KR20190139255A - 세라믹 심지이동식 요소를 포함하는 에어로졸 송달 장치 - Google Patents
세라믹 심지이동식 요소를 포함하는 에어로졸 송달 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 에어로졸 송달 장치, 그러한 장치를 형성하는 방법 및 그러한 장치의 요소들에 관련된다. 일부 실시예에서, 본 개시는 에어로졸 송달 장치를 위한 증기 형성 유닛을 제공하며, 이 증기 형성 유닛은 세라믹 심지를 포함하고, 세라믹 심지는 히터와 접촉하고 에어로졸 전구체 조성물과 접촉한다. 증기 형성 유닛은 전력 유닛에 연결될 수 있다.
Description
본 개시는 흡연 물품과 같은 에어로졸 송달 장치에 관련되며, 보다 구체적으로는 에어로졸의 생성을 위해 전기적으로 발생된 열을 이용할 수도 있는 에어로졸 송달 장치(예를 들어, 흔히 전자 담배로 통칭되는 흡연 물품)와 관련된다. 흡연 물품은, 담배로 제조된 재료 또는 담배로부터 유래하는 재료를 포함하거나 또는 이와 다른 방식으로 담배를 포함할 수도 있는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수도 있으며, 상기 전구체는 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성할 수 있다.
사용을 위해 담배 연소를 필요로 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 장치가 수 년에 걸쳐서 제안되었다. 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, 전기 에너지를 사용하여 휘발성 물질을 기화 또는 가열하거나, 상당한 정도로의 담배 태움 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다. 예를 들어, Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호, Griffith 2세 등의 미국 특허 출원 공보 제 2013/0255702 호 및 Sears 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0096781 호―이들은 본 명세서에 참조로 포함됨―에 기재된 배경 기술에 게재된 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 발열 소스도 참조하기 바란다. 또한 예를 들어, 2014 년 2 월 3 일자로 출원된 Bless 등의 미국 특허 출원 제 14/170,838 호―본 명세서에 참조로 포함됨―에서 상표명 및 상업적 공급원으로 언급되는 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치 및 전기 구동식 발열 소스도 참조하기 바란다.
에어로졸 송달 장치의 증기 형성 유닛을 제공하는 것이 바람직하며, 여기서 상기 증기 형성 유닛은 개선된 증기 형성 및/또는 전력 유닛과의 개선된 통합을 위해 구성된다. 그러한 증기 형성 유닛을 이용하여 마련된 에어로졸 송달 장치를 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다.
본 개시는 에어로졸 송달 장치, 그러한 장치를 형성하는 방법 및 그러한 장치의 요소들에 관련된다. 에어로졸 송달 장치는 특히 세라믹 심지를 통합하여 증기 형성 유닛을 형성하며, 이 증기 형성 유닛은 전력 유닛과 조합되어 에어로졸 송달 장치를 형성할 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 본 개시는 적어도 증기 형성 유닛을 포함하는 에어로졸 송달 장치를 제공할 수 있다. 증기 형성 유닛은 에어로졸 송달 장치에 사용되는 것으로 알려진 카트리지 및/또는 탱크와 유사한 방식으로 기능할 수도 있다. 예시적인 실시예로서, 에어로졸 송달 장치의 증기 형성 유닛은:
외벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 하우징;
상기 하우징의 외벽의 내부에 위치된 유동 튜브;
상기 하우징의 외벽과 상기 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간;
하우징의 커넥터 단부와 하우징의 마우스단부 사이에서 에어로졸 송달 장치를 통한 공기유동 경로―상기 공기유동 경로는 상기 유동 튜브를 적어도 부분적으로 통과함―;
세라믹 심지와 조합된 히터로 형성된 무화기(atomizer)―세라믹 심지의 적어도 일부는 공기유동 경로에 있고 세라믹 심지의 적어도 일부는 하우징의 외벽과 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간과 유체 연통하도록 세라믹 심지가 유동 튜브와 밀봉 결합함―; 및
상기 세라믹 심지와 상기 유동 튜브 사이에 위치되고 밀봉 결합을 형성하도록 구성된 밀봉 부재를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 에어로졸 송달 장치는 실질적으로 관형 또는 원통형 본체로서 구성될 수 있다. 특히, 증기 형성 유닛을 통한 공기유동 경로는 저장조(예를 들어, 환형 공간)의 길이방향 축과 실질적으로 정렬될 수 있다. 그렇기 때문에, 에어로졸 송달 장치는 임의의 수 또는 순서로 조합될 수 있는 다음의 설명들 중 하나 이상과 관련하여 추가로 규정될 수 있다.
상기 유동 튜브는 그의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 벤트는 그것을 통한 공기유동을 허용하고 그것을 통한 액체 유동을 실질적으로 방지하도록 구성된다. 특히, 유동 튜브의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트는 하우징의 마우스단부 부근에 위치될 수도 있다.
에어로졸 송달 장치는, 하우징의 마우스단부와 결합하고 유동 튜브의 단부와 결합하는 마우스피스를 추가로 포함할 수 있다.
에어로졸 송달 장치는 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터를 추가로 포함할 수 있다.
상기 세라믹 심지는 실질적으로 중실형일 수 있다.
상기 히터는 실질적으로 중실형 세라믹 심지의 외부 표면 둘레로 위치된 저항 가열 와이어일 수 있다.
상기 실질적으로 중실형 세라믹 심지는 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 직각인 길이방향 축을 가질 수 있다.
상기 실질적으로 중실형 세라믹 심지는 제 1 세라믹 심지 단부와 제 2 세라믹 심지 단부 사이에서 유동 튜브를 가로질러 횡방향으로 연장될 수 있고, 상기 밀봉 부재는 제 1 세라믹 심지 단부 및 제 2 세라믹 심지 단부에 근접해서 상기 세라믹 심지와 밀봉 결합할 수 있다.
상기 세라믹 심지는 세라믹 심지의 제 1 단부와 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에서 연장되는 통로를 형성하는 중공 내부를 가질 수 있다.
상기 히터는 상기 세라믹 심지의 중공 내부에 형성된 통로 내에 위치될 수 있다.
중공형 세라믹 심지의 제 2 단부는 유동 튜브의 자유 단부와 결합하고 있을 수 있다.
중공형 세라믹 심지의 제 1 단부는 상기 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터와 연결되어 있을 수 있다.
상기 밀봉 부재는 상기 유동 튜브의 자유 단부와 상기 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에 밀봉 결합을 형성할 수 있고, 제 2 밀봉 부재가 상기 중공형 세라믹 심지의 제 1 단부와 상기 커넥터 사이에 밀봉 결합을 형성할 수 있다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 본 명세서에 개시된 에어로졸 송달 장치는, 증기 형성 유닛을 통한 공기유동 경로와 저장조가 실질적으로 정렬되지 않는 증기 형성 유닛을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 저장조는 증기 형성 유닛을 통한 공기유동 경로로부터 오프셋될 수도 있다. 예시적인 실시예로서, 에어로졸 송달 장치의 증기 형성 유닛은:
공기유동 진입부 및 공기유동 진출부를 포함하는 하우징;
상기 하우징 내에 있고 가요성 외벽으로 형성되고 개구를 구비하는 액체 저장 용기; 및
상기 액체 저장 용기에 형성된 개구와 결합하는 단부 및 히터와 결합하는 실질적으로 중앙 부분을 구비하는 세라믹 심지를 포함하는 하우징 내의 무화기―상기 세라믹 심지의 실질적으로 중앙 부분과 상기 히터는 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로에 있음―를 포함할 수 있다.
추가의 실시예에서, 에어로졸 송달 장치는 임의의 수 또는 순서로 조합될 수 있는 다음의 설명들 중 하나 이상과 관련하여 추가로 규정될 수 있다.
상기 세라믹 심지는 실질적으로 막대 형상일 수 있다.
상기 세라믹 심지는 길이방향 축을 가질 수 있고, 상기 액체 저장 용기는 길이방향 축을 가질 수 있으며, 상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로의 길이방향 축에 실질적으로 수직일 수 있다.
상기 공기유동 진출부는 상기 하우징으로부터 외측으로 연장되는 마우스피스를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 공기유동 경로의 축과 실질적으로 정렬되는 메인 본체 및 상기 메인 본체로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 돌출부를 포함할 수 있으며, 상기 돌출부는 상기 액체 저장 용기를 포함한다.
에어로졸 송달 장치는 하우징과 연결될 수 있는 전력 유닛을 더 포함할 수 있으며, 전력 유닛은 전원을 포함한다.
상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 외부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능할 수 있다.
상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 완전히 내부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능할 수 있다.
상기 전력 유닛은 마우스피스를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 하우징의 공기유동 진출부가 상기 마우스피스 내로의 에어로졸 진입부와 실질적으로 정렬되도록 상기 전력 유닛 내로 삽입되게 구성될 수 있다.
상기 마우스피스는, 형성된 에어로졸이 통과할 수도 있는 개방 위치와, 형성된 에어로졸이 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다.
본 개시는 다음의 실시예를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
실시예 1: 에어로졸 송달 장치에 있어서, 외벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 하우징; 상기 하우징의 외벽의 내부에 위치된 유동 튜브; 상기 하우징의 외벽과 상기 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간; 하우징의 커넥터 단부와 하우징의 마우스단부 사이에서 에어로졸 송달 장치를 통한 공기유동 경로―상기 공기유동 경로는 상기 유동 튜브를 적어도 부분적으로 통과함―; 세라믹 심지와 조합된 히터로 형성된 무화기(atomizer)―세라믹 심지의 적어도 일부는 공기유동 경로에 있고 세라믹 심지의 적어도 일부는 하우징의 외벽과 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간과 유체 연통하도록 세라믹 심지가 유동 튜브와 밀봉 결합함―; 및 상기 세라믹 심지와 상기 유동 튜브 사이에 위치되고 밀봉 결합을 형성하도록 구성된 밀봉 부재를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 2: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 유동 튜브는 그의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 벤트는 그것을 통한 공기유동을 허용하고 그것을 통한 액체 유동을 실질적으로 방지하도록 구성되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 3: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 유동 튜브의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트는 하우징의 마우스단부 부근에 위치되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 4: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 하우징의 마우스단부와 결합하고 상기 유동 튜브의 단부와 결합하는 마우스피스를 추가로 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 5: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터를 추가로 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 6: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 실질적으로 중실형인, 에어로졸 송달 장치.
실시예 7: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 히터는 상기 세라믹 심지의 외부 표면 둘레로 위치된 저항 가열 와이어인, 에어로졸 송달 장치.
실시예 8: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 직각인 길이방향 축을 갖는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 9: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 제 1 세라믹 심지 단부와 제 2 세라믹 심지 단부 사이에서 상기 유동 튜브를 가로질러 횡방향으로 연장하고, 상기 밀봉 부재는 제 1 세라믹 심지 단부 및 제 2 세라믹 심지 단부에 근접해서 상기 세라믹 심지와 밀봉 결합하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 10: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 세라믹 심지의 제 1 단부와 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에서 연장되는 통로를 형성하는 중공 내부를 갖는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 11: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 히터는 상기 세라믹 심지의 중공 내부에 형성된 통로 내에 위치되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 12: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지의 제 2 단부는 유동 튜브의 자유 단부와 결합하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 13: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지의 제 1 단부는 상기 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터와 연결되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 14: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 유동 튜브의 자유 단부와 상기 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에 밀봉 결합을 형성하고, 제 2 밀봉 부재가 상기 세라믹 심지의 제 1 단부와 상기 커넥터 사이에 밀봉 결합을 형성하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 15: 공기유동 진입부 및 공기유동 진출부를 포함하는 하우징; 상기 하우징 내에 있고 가요성 외벽으로 형성되고 개구를 구비하는 액체 저장 용기; 및 상기 액체 저장 용기에 형성된 개구와 결합하는 단부 및 히터와 결합하는 실질적으로 중앙 부분을 구비하는 세라믹 심지를 포함하는 하우징 내의 무화기―상기 세라믹 심지의 실질적으로 중앙 부분과 상기 히터는 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로에 있음―를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 16: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 실질적으로 막대 형상인, 에어로졸 송달 장치.
실시예 17: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지는 길이방향 축을 갖고, 상기 액체 저장 용기는 길이방향 축을 가지며, 상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 실질적으로 평행한, 에어로졸 송달 장치.
실시예 18: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로의 길이방향 축에 실질적으로 수직인, 에어로졸 송달 장치.
실시예 19: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 공기유동 진출부는 상기 하우징으로부터 외측으로 연장되는 마우스피스를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 20: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 공기유동 경로의 축과 실질적으로 정렬되는 메인 본체 및 상기 메인 본체로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 액체 저장 용기를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 21: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 하우징과 연결될 수 있는 전력 유닛을 더 포함하고, 상기 전력 유닛은 전원을 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 22: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 외부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능한, 에어로졸 송달 장치.
실시예 23: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 완전히 내부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능한, 에어로졸 송달 장치.
실시예 24: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 전력 유닛은 마우스피스를 포함하는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 25: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 하우징의 공기유동 진출부가 상기 마우스피스 내로의 에어로졸 진입부와 실질적으로 정렬되도록 상기 전력 유닛 내로 삽입되게 구성되는, 에어로졸 송달 장치.
실시예 26: 임의의 선행 실시예에 있어서, 상기 마우스피스는, 형성된 에어로졸이 통과할 수 있는 개방 위치와, 형성된 에어로졸이 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한, 에어로졸 송달 장치.
본 개시의 상기 및 기타 특징, 양상 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로써 명백해질 것이다. 본 개시는, 전술한 실시예들의 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 임의의 조합 뿐만 아니라, 본 개시에 제시되는 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 임의의 특징부 또는 요소의 조합을, 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서에 기재된 특정 실시예의 설명에서 명시적으로 조합되어 있든 상관 없이 포함한다. 본 개시는 총체적으로 이해하도록 의도되며, 따라서 개시된 발명의 임의의 개별 특징부 또는 요소는 그 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 그 양상 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 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치에 이용될 수도 있는 다양한 요소를 구비하는 카트리지 및 전력 유닛을 포함하는 에어로졸 송달 장치의 부분 절개도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치에 사용하기 위한 실질적으로 관형 또는 원통형 형상인 증기 형성 유닛의 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 유동 튜브, 커넥터 및 심지 사이의 관계를 나타내는 증기 형성 유닛의 부분도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛과의 조합에 유용한 전력 유닛의 도면이다.
도 7은 전력 유닛 및 증기 형성 유닛을 포함하는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 도면이다.
도 8은 전력 유닛 및 증기 형성 유닛을 포함하는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 도면이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 부분 절개도로서, 전력 유닛과 조합된 증기 형성 유닛을 도시한다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치에 이용될 수도 있는 다양한 요소를 구비하는 카트리지 및 전력 유닛을 포함하는 에어로졸 송달 장치의 부분 절개도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치에 사용하기 위한 실질적으로 관형 또는 원통형 형상인 증기 형성 유닛의 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 유동 튜브, 커넥터 및 심지 사이의 관계를 나타내는 증기 형성 유닛의 부분도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛과의 조합에 유용한 전력 유닛의 도면이다.
도 7은 전력 유닛 및 증기 형성 유닛을 포함하는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 도면이다.
도 8은 전력 유닛 및 증기 형성 유닛을 포함하는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 도면이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 형성 유닛의 내부 구성을 도시하는 증기 형성 유닛의 부분 절개도이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 부분 절개도로서, 전력 유닛과 조합된 증기 형성 유닛을 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.
후술하듯이, 본 개시의 실시예는 에어로졸 송달 시스템에 관련된다. 본 개시에 따른 에어로졸 송달 시스템은 전기 에너지를 사용하여 (바람직하게는 상당한 정도까지의 재료의 연소 없이 및/또는 재료를 화학적으로 대폭 변형시킴이 없이) 재료를 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하며; 이러한 시스템의 부품들은 가장 바람직하게는 핸드헬드 장치(hand-held devices)로 여겨질 만큼 충분히 콤팩트한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 송달 시스템의 부품들의 사용은 ―즉, 담배의 연소 또는 열분해의 부산물로부터의―연기의 생성을 초래하지 않지만, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 그 안에 혼입된 특정 성분의 휘발 또는 기화에 기인하는 증기 생성을 초래한다. 바람직한 실시예에서, 에어로졸 송달 시스템의 부품들은 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게 담배 및/또는 담배에서 유래되는 성분들을 포함하며, 따라서 에어로졸 형태의 담배 유래 성분들을 송달한다.
특정한 바람직한 에어로졸 송달 시스템의 에어로졸 발생 피스들은, 담배를 불붙여서 태우는 것(및 그로 인한 담배 연기 흡입)에 의해 구현되는 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 많은 감각을, 그 임의의 성분의 임의의 실질적인 정도의 연소 없이 제공할 수도 있다. 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 발생 피스의 사용자는 흡연자가 전통적인 유형의 흡연 물품을 이용하는 것과 흡사하게 이 피스를 쥐고 사용할 수 있으며, 이 피스에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 이 피스의 일 단부를 빨아들일 수 있고, 선택된 시간 간격으로 모금(puff)을 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, 향미제 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 기체상인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁)의 형태일 수 있다. 간명함을 위해, 본 명세서에 사용되는 용어 "에어로졸"은, 가시적인지의 여부에 관계없이, 그리고 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부에 관계없이, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하도록 의미된다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치는 일반적으로 하우징으로 지칭될 수도 있는 외부 본체 또는 쉘 내에 제공되는 다수의 부품들을 구비한다. 외부 본체 또는 쉘의 전체 설계는 변경될 수 있으며, 에어로졸 송달 장치의 전체 크기와 형상을 규정할 수 있는 외부 본체의 포맷 또는 구성은 변경될 수 있다. 통상적으로, 궐련 또는 여송연의 형상과 유사한 세장형 본체가 단일의 일체 하우징으로 형성될 수 있거나, 세장형 하우징이 두 개 이상의 분리가능한 본체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 송달 장치는, 실질적으로 튜브형 형상이고 따라서 종래의 궐련 또는 여송연의 형상과 유사할 수 있는 세장형 쉘 또는 본체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 송달 장치의 모든 부품은 하나의 하우징 내에 수용된다. 대안적으로, 에어로졸 송달 장치는 결합되고 분리 가능한 두 개 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 송달 장치는 하나 이상의 부품(예를 들면, 배터리 및/또는 그 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자장치)을 수용하는 하우징을 포함하는 제어 본체(또는 전력 유닛)를 일 단부에 가질 수 있으며, 타 단부에서는 상기 제어 본체에 착탈 가능하게 결합될 수 있는, 에어로졸 형성 부품(예를 들어, 향미제 및 에어로졸 형성제와 같은 하나 이상의 에어로졸 전구체 성분, 하나 이상의 히터, 및/또는 하나 이상의 심지)을 수용하는 외부 본체 또는 쉘을 포함할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치는, 실질적으로 튜브 형상이 아니지만 실질적으로 보다 큰 치수로 형성될 수도 있는 외부 하우징 또는 쉘로 형성될 수 있다. 하우징 또는 쉘은 마우스피스를 포함하도록 구성될 수 있고 및/또는 액체 에어로졸 형성제와 같은 소모품 요소를 포함할 수 있고 기화기 또는 무화기(atomizer)를 포함할 수 있는 별도의 쉘(예를 들어, 카트리지 또는 탱크)을 수용하도록 구성될 수도 있다.
본 개시의 에어로졸 송달 장치는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들면, 전원으로부터 물품의 다른 부품―예를 들어 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서―으로의 전류 유동을 제어하는 등에 의해 열 발생을 위한 전력을 작동, 제어, 조절 및 중지하기 위한 수단), 히터 또는 발열 부재(예를 들면, 전기 저항 가열 요소, 또는 단독으로 또는 하나 이상의 추가 요소와 조합하여 "무화기(atomizer)"로 통칭될 수 있는 다른 부품), 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같은, 통상 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 송달 장치를 빨아들일 수 있게 하기 위한 마우스피스 또는 마우스 영역(예를 들어, 빨아들이면 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통한 규정된 공기유동 경로)의 일부 조합을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
본 개시의 에어로졸 송달 시스템 내의 부품들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 개시에 비추어 명백해질 것이다. 부가적으로, 다양한 에어로졸 송달 시스템 부품들의 선택 및 배열은 본 개시의 배경 기술란에 언급된 대표적인 제품과 같은 상업적으로 이용가능한 전자 에어로졸 송달 장치를 고려하여 인식될 수 있다.
본 개시에 따른 에어로졸 송달 장치에 이용될 수도 있는 부품들을 도시하는 에어로졸 송달 장치(100)의 일 예시적 실시예가 도 1에 제공된다. 그 안에 도시된 절개도에서 볼 수 있는 바와 같이, 에어로졸 송달 장치(100)는 기능적 관계로 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있는 전력 유닛(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있다. 전력 유닛(102) 및 카트리지(104)의 결합은 압력 끼워맞춤 결합(도시된 바와 같음), 나사 결합, 간섭 끼워맞춤 결합, 자기 결합 등일 수 있다. 특히, 본 명세서에서 추가로 설명되는 것과 같은 연결 부품들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 전력 유닛은 커넥터를 카트리지 상에 결합시키기에 적합한 커플러를 포함할 수도 있다.
특정 실시예에서, 전력 유닛(102) 및 카트리지(104) 중 하나 또는 둘 모두는 일회용 또는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 전력 유닛은 교체식 배터리 또는 충전식 배터리를 가질 수도 있으며, 따라서 전형적인 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 예를 들어 USB 케이블을 통한 컴퓨터에 대한 연결을 포함하는 임의의 유형의 재충전 기술과 조합될 수도 있다. 일 단부에 USB 커넥터 및 대향 단부에 전력 유닛 커넥터를 포함하는 어댑터가 본 명세서에 그 전문이 참조로 포함되는 Novak 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0261495 호에 개시되어 있다. 또한, 일부 실시예에서, 카트리지는 전문이 본 명세서에 참조로 포함되는 Chang 등의 미국 특허 제 8,910,639 호에 개시된 바와 같이 일회 사용 카트리지를 포함할 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전력 유닛(102)은 제어 부품(106)[예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB), 집적 회로, 메모리 부품, 마이크로 컨트롤러 등], 유량 센서(108), 배터리(110) 및 LED(112)를 포함할 수 있는 전력 유닛 쉘(101)로 형성될 수 있으며, 이러한 부품들은 가변적으로 정렬될 수 있다. LED에 추가하여 또는 그 대안으로서 추가의 인디케이터(예를 들어, 촉각적 피드백 부품, 청각적 피드백 부품 등)가 포함될 수 있다. LED(light emitting diode) 부품과 같은 시각적 단서 또는 인디케이터를 생성하는 추가의 대표적인 유형의 부품들 및 그 구성 및 용도가 Sprinkel 등의 미국 특허 제 5,154,192 호; Newton의 미국 특허 제 8,499,766 호, Scatterday의 미국 특허 제 8,539,959 호; Galloway 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0020825 호; 및 Sears 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0216233 호에 기술되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
카트리지(104)는 저장조 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 히터(134)로 심지이동시키거나 이와 달리 이송하도록 구성된 액체 이송 요소(136)와 유체 연통하는 저장조(144)를 둘러싸는 카트리지 쉘(103)로 형성될 수 있다. 액체 이송 요소는 모세관 작용 등에 의해 액체를 운반하도록 구성된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 액체 이송 요소는, 예를 들어 섬유질 재료(예를 들어, 유기 면, 셀룰로오스 아세테이트, 재생 셀룰로오스 직물, 유리 섬유), 다공성 세라믹, 다공성 탄소, 흑연, 다공성 유리, 소결 유리 비드, 소결 세라믹 비드, 모세관 등으로 형성될 수 있다. 따라서 액체 이송 요소는 개방 기공 네트워크(즉, 유체가 요소를 관통해 복수의 방향으로 하나의 기공으로부터 다른 기공으로 흐를 수 있도록 상호 연결된 복수의 기공)를 포함하는 임의의 재료일 수 있다. 저항 가열 요소(134)를 형성하기 위해 전류가 인가될 때 열을 발생시키도록 구성된 재료의 다양한 실시예가 이용될 수 있다. 와이어 코일을 형성할 수도 있는 예시적 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 몰리브덴 이규화물(M0Si2), 몰리브덴 규화물(MoSi), 알루미늄으로 도핑된 몰리브덴 이규화물(Mo(Si,Al)2), 티타늄, 플라티늄, 은, 팔라듐, 흑연과 흑연계 재료[예를 들어, 탄소계 발포체 및 얀(yarn)] 및 세라믹(예를 들면, 포지티브 또는 네거티브 온도 계수 세라믹)을 포함한다.
형성된 에어로졸이 카트리지(104)로부터 유출되는 것을 허용하기 위해 개구(128)가 카트리지 쉘(103)에 (예를 들어, 마우스단부에) 존재할 수도 있다. 이러한 부품은 카트리지에 존재할 수도 있는 부품을 나타내며 본 개시에 의해 포괄되는 카트리지 부품의 범위를 제한할 의도는 아니다.
카트리지(104)는 또한 집적 회로, 메모리 부품, 센서 등을 포함할 수도 있는 하나 이상의 전자 부품(150)을 포함할 수도 있다. 전자 부품(150)은 유선 또는 무선 수단에 의해 제어 부품(106) 및/또는 외부 장치와 통신하도록 구성될 수도 있다. 전자 부품(150)은 카트리지(104) 또는 그것의 베이스(140) 내의 어느 곳에나 위치될 수도 있다.
제어 부품(106) 및 유량 센서(108)가 개별적으로 도시되어 있지만, 제어 부품 및 유량 센서는 공기 유량 센서가 직접 부착되어 있는 전자 회로 기판으로서 조합될 수도 있는 것으로 이해된다. 또한, 전자 회로 기판이 전력 유닛의 중심 축선에 대해 평행하게 길이방향일 수 있다는 점에서, 전자 회로 기판은 도 1의 도면에 대하여 수평으로 위치될 수도 있다. 일부 실시예에서, 공기 유량 센서는 그 자신의 회로 기판 또는 그것이 부착될 수 있는 다른 베이스 요소를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 회로 기판이 이용될 수도 있다. 가요성 회로 기판은 실질적으로 관형을 포함하는 다양한 형상으로 구성될 수도 있다.
전력 유닛(102) 및 카트리지(104)는 이들 사이의 유체 결합을 촉진하도록 구성된 부품들을 포함할 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 유닛(102)은 내부에 공동(125)을 갖는 커플러(124)를 포함할 수 있다. 카트리지(104)는 커플러(124)와 맞물리도록 구성된 베이스(140)를 포함할 수 있고 공동(125) 내에 끼워 지도록 구성된 돌출부(141)를 포함할 수 있다. 이러한 결합은 전력 유닛(102)과 카트리지(104) 사이의 안정적인 연결을 촉진할 뿐만 아니라 전력 유닛 내의 배터리(110) 및 제어 부품(106)과 카트리지 내의 히터(134) 사이의 전기 접속을 확립할 수 있다. 또한, 전력 유닛 쉘(101)은 쉘 내의 노치일 수도 있는 공기 흡입구(118)를 포함할 수 있으며, 상기 공기 흡입구는 커플러(124)에 연결되고, 상기 공기 흡입구는 주변 공기가 커플러 둘레를 통과하여 쉘 내로 들어가게 하고, 상기 주변 공기는 커플러의 공동(125)을 통과하여, 돌출부(141)를 통해 카트리지 내로 들어간다.
본 개시에 따라 유용한 커플러 및 베이스는 전문이 본 명세서에 참조로 포함된 Novak 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0261495 호에 기재되어 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 커플러는 베이스(140)의 내주연부(142)와 정합하도록 구성된 외주연부(126)를 형성할 수도 있다. 일 실시예에서, 베이스의 내주연부는 커플러의 외주연부의 반경과 실질적으로 동일하거나 또는 약간 더 큰 반경을 규정할 수도 있다. 또한, 커플러(124)는 베이스의 내주연부에 형성된 하나 이상의 리세스(178)와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 돌기(129)를 외주연부(126)에 규정할 수도 있다. 그러나, 구조, 형상 및 부품의 다양한 다른 실시예가 베이스를 커플러에 결합시키는데 사용될 수도 있다. 일부 실시예에서, 카트리지(104)의 베이스(140)와 전력 유닛(102)의 커플러(124) 사이의 연결은 실질적으로 영구적일 수도 있는 반면에, 다른 실시예에서, 이들 사이의 연결은 예를 들어 전력 유닛이 일회용 및/또는 리필식(refillable)일 수도 있는 하나 이상의 추가 카트리지와 함께 재사용할 수도 있도록 해제가능할 수도 있다.
에어로졸 송달 장치(100)는 일부 실시예에서 실질적으로 막대 유사형 또는 실질적으로 튜브 형상 또는 실질적으로 원통 형상일 수도 있다. 다른 실시예에서, 추가의 형상 및 치수가 포함되며, 예를 들어 직사각형 또는 삼각형 단면, 다면 형상(multifaceted shapes) 등일 수도 있다. 특히, 전력 유닛(102)은 막대와 유사하지 않을 수도 있고 오히려 실질적으로 직사각형, 원형 또는 어떤 추가 형상을 가질 수도 있다. 마찬가지로, 전력 유닛(102)은 실질적으로 종래의 궐련의 크기일 것으로 예상되는 전력 유닛보다 실질적으로 더 클 수도 있다.
도 1에 도시된 저장조(144)는 용기(예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물에 대해 실질적으로 불투과성인 벽으로 형성됨)일 수 있거나 또는 섬유질 저장조일 수 있다. 저장조 벽은 가요성이거나 찌부러짐가능할 수 있다. 대안적으로, 용기 벽은 실질적으로 강성일 수 있다. 예시적 실시예에서, 저장조(144)는 카트리지 쉘(103)의 내부를 둘러싸는 튜브의 형상으로 실질적으로 형성된 하나 이상의 부직 섬유층을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장조(144)에 보유될 수 있다. 액체 성분이, 예를 들어 저장조(144)에 의해 흡착 보유될 수 있다[즉, 저장조(144)가 섬유질 재료를 포함한 때임]. 저장조(144)는 액체 이송 요소(136)와 유체 연결될 수 있다. 액체 이송 요소(136)는 저장조(144)에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 모세관 작용을 통해 이 실시예에서 금속 와이어 코일 형태인 가열 요소(134)로 이송할 수 있다. 그렇기 때문에, 가열 요소(134)는 액체 이송 요소(136)와 가열 배열 상태에 있다.
사용시, 사용자가 물품(100)을 빨아들이면, 공기 유동이 센서(108)에 의해 검출되고, 가열 요소(134)가 활성화되며, 가열 요소(134)에 의해 에어로졸 전구체 조성물을 위한 성분들이 기화된다. 물품(100)의 마우스단부를 빨아들이면 주변 공기가 공기 흡입구(118)로 진입하게 되고 커플러(124) 내의 공동(125) 및 베이스(140)의 돌출부(141) 내의 중앙 개구를 통과하게 된다. 카트리지(104)에서, 빨아들인 공기는 형성된 증기와 조합하여 에어로졸을 형성하고, 에어로졸은 가열 요소(134)로부터 물품(100)의 마우스단부 내의 마우스 개구(128) 밖으로 휙 이동되거나, 뽑아내지거나 또는 이와 다른 방식으로 인출된다.
입력 요소가 에어로졸 송달 장치에 포함될 수도 있다. 입력은 사용자가 장치의 기능을 제어하고 및/또는 정보를 사용자에게 출력하기 위해 포함될 수도 있다. 임의의 부품 또는 부품들의 조합은 장치의 기능을 제어하기 위한 입력으로서 이용될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함되는 Worm 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0245658 호에 기술된 바와 같은 하나 이상의 푸시 버튼이 사용될 수도 있다. 본 명세서에 참고로 포함되는 2015 년 3 월 10 일자로 출원된 미국 특허 출원 제 14/643,626 호에 기술된 바와 같은 터치 스크린이 사용될 수도 있다. 추가의 예로서, 에어로졸 송달 장치의 특정 움직임에 기초한 제스처 인식에 적합한 부품들이 입력으로서 사용될 수도 있다. 본 명세서에 참고로 포함되는 Henry 등의 미국 특허 출원 공보 제 2016/0158782 호를 참조하길 바란다.
일부 실시예에서, 입력은 스마트폰 또는 태블릿과 같은 컴퓨터 또는 컴퓨팅 장치를 포함할 수도 있다. 특히, 에어로졸 송달 장치는 USB 코드 또는 유사한 프로토콜을 사용하는 등에 의해 컴퓨터 또는 다른 장치에 배선될 수 있다. 에어로졸 송달 장치는 또한 무선 통신을 통해 입력으로 작동하는 컴퓨터 또는 다른 장치와 통신할 수도 있다. 예를 들어 그 개시가 본 명세서에 참조로 포함되는 Ampolini 등의 미국 특허 출원 공보 제 2016/0007651 호에 기재된 것과 같은 판독 요청을 통해 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법을 참조하길 바란다. 이러한 실시예에서, 컴퓨터 또는 다른 컴퓨팅 장치와 관련하여 에어로졸 송달 장치에 제어 명령을 입력하기 위해 앱(APP) 또는 다른 컴퓨터 프로그램이 사용될 수도 있으며, 이러한 제어 명령은 예를 들어 포함될 니코틴 함량 및/또는 추가 향미제의 함량을 선택하는 것에 의해서 특정 조성의 에어로졸을 형성하는 능력을 포함한다.
본 개시에 따른 에어로졸 송달 장치의 다양한 부품은 당해 분야에 기술되고 상업적으로 이용가능한 부품으로부터 선택될 수 있다. 본 개시에 따라 사용될 수 있는 배터리의 예는 Peckerar 등의 미국 특허 출원 공보 제 2010/0028766 호에 기술되어 있으며, 그 개시는 본 명세서에 참고로 포함된다.
에어로졸 송달 장치는 에어로졸 발생이 소망될 때 (예를 들어, 사용 중 빨아들일 때) 발열 요소로의 전력 공급을 제어하기 위한 센서 또는 검출기를 통합할 수 있다. 그렇기 때문에, 예를 들어, 사용 중에 에어로졸 송달 장치를 빨아들이지 않을 때에는 발열 요소로의 전력 공급을 끄고, 빨아들일 때에는 전원을 켜서 발열 요소에 의한 열 발생을 작동 또는 유발시키는 방식 또는 방법이 제공된다. 추가의 대표적인 유형의 감지 또는 검출 메커니즘, 그 구조 및 구성, 그 부품 및 그의 일반적인 작동 방법이 Sprinkel 2세의 미국 특허 제 5,261,424 호; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호; 및 Flick의 PCT WO 2010/003480에 기술되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
에어로졸 송달 장치는 가장 바람직하게는 빨아들이는 동안 발열 요소로의 전력량을 제어하기 위한 제어 메커니즘을 포함한다. 대표적인 유형의 전자 부품, 그 구조 및 구성, 그 특징 및 그의 일반적인 작동 방법이 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Brooks 등의 제 4,947,874 호; McCafferty 등의 제 5,372,148 호; Fleischhauer 등의 제 6,040,560 호; Nguyen 등의 제 7,040,314 호; Pan의 제 8,205,622 호; Fernando 등의 미국 특허 출원 공보 제 2009/0230117 호, Collet 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0060554 호, 및 Ampolini 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0270727 호; 및 Henry 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0257445 호에 기술되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
에어로졸 전구체를 지지하기 위한 대표적인 유형의 기판, 저장조 또는 다른 부품이 뉴턴의 미국 특허 제 8,528,569 호; Chapman 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0261487 호, Davis 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0059780 호; 및 Bless 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0216232 호에 기술되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 다양한 심지이동식 물질, 및 특정 유형의 전자 담배 내에서의 이러한 심지이동식 물질의 구성 및 작동이 본 명세서에 참조로 포함되는 Sears 등의 미국 특허 제 4,287,289 호에 기재된다.
전자 담배로 특징지어지는 에어로졸 송달 시스템의 경우, 에어로졸 전구체 조성물은 담배 또는 담배에서 유래된 성분을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 한 측면에서, 담배는 정밀 연삭, 밀링 또는 분말화된 담배 라미나와 같은 담배의 부분 또는 피스으로 제공될 수도 있다. 다른 측면에서, 담배의 수용성 성분 중 다수를 포함하는 분무 건조된 추출물과 같은 추출물의 형태로 담배가 제공될 수도 있다. 대안적으로, 담배 추출물은 비교적 높은 니코틴 함량 추출물의 형태를 가질 수도 있으며, 이 추출물은 또한 담배로부터 유래된 소량의 다른 추출 성분을 포함한다. 다른 측면에서, 담배로부터 유래된 성분은 담배로부터 유래된 특정 향미제와 같이 비교적 순수한 형태로 제공될 수도 있다. 한 측면에서, 담배로부터 유래되고 고도로 정제되거나 본질적으로 순수한 형태로 사용될 수도 있는 성분은 니코틴(예를 들어, 제약 등급 니코틴)이다.
증기 전구체 조성물로도 지칭되는 에어로졸 전구체 조성물은, 예를 들어 다가 알콜(예를 들어, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물 및/또는 향미제를 비롯한 다양한 성분들을 포함할 수도 있다. 에어로졸 전구체 성분 및 제제의 대표적인 유형이 또한 Robinson 등의 미국 특허 제7,217,320호; Zheng 등의 미국 특허 출원 공보 제2013/0008457호, Chong 등의 제2013/0213417호; Collett 등의 제2014/0060554호; Lipowicz 등의 제2015/0020823호; 및 Koller의 제2015/0020830호, 뿐만 아니라 Bowen 등의 WO 2014/182736 호에 개시 및 특징지어져 있으며, 이들의 개시는 본 명세서에 참조로 포함된다. 이용될 수도 있는 다른 에어로졸 전구체로는 R. J. Reynolds Vapor Company에 의한 VUSE® 제품, Lorillard Technologies에 의한 BLU™ 제품, Mistic Ecigs에 의한 MISTIC MENTHOL 제품, 및 CN Creative Ltd.에 의한 VYPE 제품에 통합된 에어로졸 전구체를 들 수 있다. 또한 John Creek Enterprises LLC로부터 입수 가능한 전자 담배용 소위 "스모크 주스"도 바람직하다.
에어로졸 송달 시스템 내에 포함되는 에어로졸 전구체의 양은 에어로졸 발생 피스가 허용 가능한 감각 및 바람직한 성능 특성을 제공하게 하는 양이다. 예를 들어, 많은 측면에서 담배 연기의 외관과 유사한 가시적인 주류 에어로졸의 생성을 제공하기 위해 충분한 양의 에어로졸 형성 물질(예를 들어, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜)이 사용되는 것이 대단히 바람직하다. 에어로졸 발생 시스템 내의 에어로졸 전구체의 양은 에어로졸 발생 피스당 소망되는 퍼프의 수와 같은 인자에 따라 달라질 수도 있다. 전형적으로, 에어로졸 송달 시스템 내에, 특히 에어로졸 발생 피스 내에 혼입된 에어로졸 전구체의 양은 약 2g 미만, 일반적으로 약 1.5g 미만, 종종 약 1g 미만 및 자주 약 0.5g 미만이다.
본 개시의 에어로졸 송달 시스템에 통합될 수 있는 또 다른 특징부, 제어부 또는 부품이 Harris 등의 미국 특허 5,967,148; Watkins 등의 미국 특허 제 5,934,289 호; Counts 등의 미국 특허 제 5,954,979 호; Fleischhauer 등의 제 6,040,560 호; Hon의 미국 특허 제 8,365,742 호; Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호; Fernando 등의 미국 특허 출원 공보 제 2010/0163063 호; Tucker 등의 미국 특허 출원 공보 제 2013/0192623 호; Leven 등의 미국 특허 출원 공보 제 2013/0298905 호; Kim 등의 미국 특허 출원 공보 제 2013/0180553 호, Sebastian 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0000638 호, Novak 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0261495 호, 및 DePiano 등의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0261408 호에 기술되어 있으며; 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
물품의 사용에 대한 상기 설명은 약간의 변경을 통해 본 명세서에 기술된 다양한 실시예에 적용될 수 있으며, 이는 본 명세서에 제공된 추가의 개시 내용에 비추어 당업자에게 명백할 수 있다. 그러나, 사용에 대한 상기 설명은 물품의 사용을 제한하려는 것이 아니라 본 개시의 필요한 모든 개시 요건을 준수하도록 제공된다. 도 1에 예시된 물품에 도시되거나 또는 이와 달리 전술한 바와 같은 임의의 요소는 본 개시에 따른 에어로졸 송달 장치에 포함될 수도 있다.
하나 이상의 실시예에서, 본 개시는 특히 증가된 증기 생성을 제공하도록 구성된 에어로졸 송달 장치에 관련될 수 있다. 이러한 증가는 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체 이송 요소(즉, 심지 또는 심지이동식 요소)는 다공성 재료, 특히 다공성 세라믹으로부터 부분적으로 또는 전체적으로 형성될 수 있다. 본 개시의 실시예에 따라 사용하기에 적합한 예시적인 세라믹 재료는 예를 들어 LaMothe의 미국 특허 출원 공보 제 2014/0123989 호, 및 2016년 1월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제 14/988,109 호에 기재되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 다공성 세라믹은 실질적으로 중실형 심지―즉, 당업계에 알려진 바와 같은 개별 섬유들의 다발이 아닌 실질적으로 단일의 모놀리식 재료―를 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 가열 요소는 증가된 가열 온도―세라믹 심지의 사용으로 인해 견딜 수 있음―로부터 야기되는 것 또는 보다 큰 가열 표면(예를 들어, 세라믹 심지를 감싸는 보다 많은 수의 코일의 저항 가열 와이어를 가짐)으로부터 야기되는 것과 같이, 기화를 증가시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 증가된 증기 생성은 더 큰 저장조 용량―즉 카트리지 또는 탱크에 대한 증가된 총 증기 생성을 허용하기 위해 보다 큰 부피의 에어로졸 전구체 조성물을 가짐―과 관련될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시는 에어로졸 송달 장치, 특히 증기 형성 유닛에 련될 수 있다. 증기 형성 유닛은 그것의 저장조에 비교적 많은 부피의 에어로졸 전구체 조성물을 저장하는 능력에 비추어 탱크로 지칭될 수도 있다. "탱크"라는 용어는 제한적인 것으로 해석되어서는 안 되며, 유닛은 카트리지인 것을 특징으로 할 수도 있다. 일반적으로, 증기 형성 유닛은 전력 유닛과 조합될 수 있다. 대안적으로, 증기 형성 유닛은 그것과 함께 구비된 전력 생성 요소를 가질 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 장치는, 외벽(205)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 하우징(203)을 포함할 수 있는 증기 형성 유닛(204)을 구비할 수 있다. 증기 형성 유닛(204)은 하우징(203)의 커넥터 단부(243)에 위치될 수 있는 커넥터(240)를 더 포함할 수 있다. 마우스피스(227)가 하우징(203)의 마우스단부(230)에 위치될 수 있다.
증기 형성 유닛(204)의 내부 구성은 도 3에서 명백하다. 특히, 유동 튜브(245)가 하우징(203)의 외벽(205)의 내부에 위치된다. 유동 튜브(245)는 금속, 중합체, 세라믹 조성물과 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 유동 튜브(245)는 바람직하게는 히터에 근접하여 달성되는 온도 하에서 열화되지 않는 재료로 형성되며, 따라서 열 안정적이다. 유동 튜브(245)와 하우징(203)의 외벽(205)의 배치는 그들 사이에 환형 공간(247)을 형성할 수 있다. 환형 공간(247)은 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장조로서 효과적으로 기능할 수 있다. 환형 공간(247)은 에어로졸 전구체 조성물 이외에 다른 물질이 실질적으로 없을 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물의 적어도 일부를 흡착 보유하기를 원한다면, 섬유질 물질이 환형 공간(247)에 포함될 수 있다. 공기유동 경로(257)가 증기 형성 유닛(204)을 관통하여 존재할 수 있고, 특히 하우징(203)의 커넥터 단부(243)와 하우징(203)의 마우스단부(230) 사이에 존재할 수 있다. 공기유동 경로(257)는 유동 튜브(245)를 적어도 부분적으로 관통하여 연장된다. 그러나, 공기유동 경로(257)는 또한 마우스피스(227)의 내부 채널(228) 및/또는 커넥터(240)를 통해서와 같이 장치의 추가 요소를 통해 연장될 수 있다. 본 개시에 따라 사용하기에 적합한 커넥터 및 공기유동 경로는 본 명세서에 참조로 포함되는 Worm 등의 미국 특허 출원 공보 제 2015/0245658 호에 기재되어 있다.
도 3의 증기 형성 유닛(204)은 무화기 또는 무화기 유닛으로서 집합적으로 특징지을 수 있는 히터(234) 및 심지(236)를 더 포함할 수 있다. 히터(234) 및 심지(236)는 유동 튜브(245)와 상호 작용하여, 환형 공간(247) 내의 에어로졸 전구체 조성물이 심지를 통해 히터로 이송되도록 하며, 거기에서 에어로졸 전구체 조성물은 유동 튜브 내에서 또는 유동 튜브와 유체 연통하는 공간(예를 들어, 유동 튜브의 단부에 바로 인접함) 내에서 기화된다. 따라서, 심지(236)의 적어도 일부는 공기유동 경로(257) 내에 있고 심지의 적어도 일부는 환형 공간(247)과 유체 연통된다. 심지(236)와 유동 튜브(245) 사이의 상호 작용은, 환형 공간(247)으로부터의 에어로졸 전구체 조성물이 심지 자체를 통과하지 않고 개구를 통과하는 것이 실질적으로 방지되는 방식으로, 심지가 유동 튜브에 형성된 개구(246)를 통과할 수 있다는 점에서 밀봉 결합으로 특징지을 수 있다.
일부 실시예에서, 심지(236)와 유동 튜브(247) 사이에 위치될 수 있는 밀봉 부재(248)를 사용함으로써 밀봉 결합이 촉진될 수도 있다. 밀봉 부재(248)는 심지(236) 및 유동 튜브(245)와 다양한 방식으로 결합할 수 있고, 단 하나의 단일 밀봉 부재 또는 복수의 밀봉 부재가 이용될 수 있다. 심지(236), 유동 튜브(245), 밀봉 부재(248) 및 커넥터(240)의 배열이 도 4에 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 심지(236)는 본질적으로 유동 튜브(245)와 커넥터(240) 사이에 위치된다. 유동 튜브(245)의 개구(246)(도 3 참조)는 유동 튜브 벽의 단부에서 절결부의 형태이다. 대응하는 절결부가 커넥터(240)에 형성될 수도 있다. 심지(236)는 유동 튜브(245)의 일측 또는 양측에서 절결부를 관통하고, 밀봉 부재(246)는 심지의 외부 표면과 유동 튜브(및 선택적으로 커넥터)의 절결부의 내부 표면 사이의 임의의 공간을 채운다. 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(246)는 또한 유동 튜브(245)의 단부와 커넥터(240) 사이에서 밀봉 부재로서 기능하여 두 요소의 연결부를 효과적으로 밀봉한다. 다시 말해서, 유동 튜브(245)는 마우스피스(227)와 커넥터(240) 사이에서 완전히 연장될 수 있다. 밀봉 부재(248)는 실리콘, 고무 또는 다른 탄성 재료와 같은 임의의 적절한 밀봉제로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 유동 튜브(245)는 하나 이상의 벤트 또는 벤트 개구(251)에 의해 형성될 수 있는 벤트를 포함할 수 있다. 벤트(251)는 환형 공간(247)으로부터 액체가 고갈될 때 환형 공간(247) 내의 압력 균등화를 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 벤트(251)는 벤트 커버(252)를 포함할 수 있다. 벤트 커버(252)는 미세 다공성 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 벤트 커버(252)는 그것을 통한 가스(예를 들어, 공기)의 통과를 허용하면서 액체의 통과를 실질적으로 방지하는 데 효과적이다. 벤트는 유동 튜브(245)를 따라 다양한 위치에 위치될 수도 있으며, 특히 유동 튜브와 마우스피스(227) 사이의 상호 연결부에 근접하여 제공될 수 있다. 유동 튜브(245)는 유동 튜브의 제 1 단부에서 마우스피스(227)와 결합하거나 접촉할 수 있고, 유동 튜브의 제 2 단부에서 커넥터(240)와 결합하거나 접촉할 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 히터(234)는 구체적으로 심지(236)의 외부 표면 주위에 코일링되거나 다른 방식으로 위치될 수 있는 저항 가열 와이어의 형태일 수 있다. 이러한 방식으로, 심지(236)의 외부 주위에 증기가 형성되어, 심지와 히터(234)를 가러질러 통과하는 공기에 의해 공기유동 경로(257)로 배출된다. 심지(236)는 구체적으로 하우징(203)의 길이방향 축에 실질적으로 직각인 길이방향 축을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 심지(236)는 제 1 심지 단부(236a)와 제 2 심지 단부(236b) 사이에서 유동 튜브(245)를 횡방향으로 가로질러 연장될 수 있다. 또한, 밀봉 부재(248)는 제 1 심지 단부(236a) 및 제 2 심지 단부(236b) 근처에서 심지(236)와 밀봉 결합될 수 있다. 제 1 및 제 2 심지 단부(236a, 236b)는 환형 공간(247) 내의 에어로졸 전구체 조성물이 심지 단부와 유체 연결을 달성할 수 있는 한, 밀봉 부재(248)를 넘어 연장될 수도 있고 또는 밀봉 부재와 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있다.
전기 단자(234a, 234b)가 히터(234)와 전기적으로 접속될 수 있고 전원과의 전기 접속을 촉진하기 위해 커넥터(240)를 관통해 연장될 수 있다. 인쇄 회로 기판(PCB)(250) 등이 증기 형성 유닛(204)에 포함될 수 있고, 특히 환형 공간(247) 내의 액체 및 유동 튜브(245) 내의 증기(및 가능한 응축된 액체)로부터 전자 부품을 효과적으로 격리시키기 위해 커넥터(240) 내에 위치될 수도 있다. PCB(250)는 증기 형성 유닛에 제어 기능을 제공할 수 있고/있거나 증기 형성 유닛이 연결될 수도 있는 추가의 본체에 있을 수 있는 제어기[도 1의 요소(106) 참조]로부터 정보를 송신/수신할 수 있다.
도 5에 도시된 예시적인 실시예와 관련된 증기 형성 유닛(304)의 추가 실시예가 본 개시에 포함된다. 여기에서 볼 수 있는 바와 같이, 증기 형성 유닛(304)은 많은 점에서 도 3에 도시된 증기 형성 유닛(204)과 유사하다. 특히, 증기 형성 유닛(304)은 외벽(305)에 의해 적어도 부분적으로 형성된 하우징(303)을 포함한다. 증기 형성 유닛(304)은 하우징(303)의 커넥터 단부(343)에 위치될 수 있는 커넥터(340)를 더 포함할 수 있다. 마우스피스(327)가 하우징(303)의 마우스단부(330)에 위치될 수 있다.
증기 형성 유닛(304)도 역시 세라믹 심지(336)를 포함하지만, 심지는 심지의 제 1 단부(336a)와 심지의 제 2 단부(336b) 사이에서 연장되는 개방 통로(337)를 형성하는 중공 내부를 갖는다. 심지(336) 및 개방 통로(337)는 이를 통해 하우징(303)의 길이방향 축에 실질적으로 평행한 길이방향 축을 가질 수 있다.
히터(334)는 심지(336)의 개방 통로(337) 내에 위치될 수 있고 특히 심지의 내부 표면(336c)과 가열 배열 상태에 있을 수 있다. 히터(334)는 와이어 코일의 형태일 수 있거나 유동 튜브(345)와 하우징(303)의 외벽(305) 사이의 환형 공간(347)으로부터 이송된 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기에 적합한 임의의 추가 배열을 취할 수도 있다.
도시된 실시예에서의 유동 튜브(345)는 마우스피스(327)와 결합하는 제 1 단부(345a)로부터 심지(336)의 제 2 단부(336b)와 결합하는 제 2 단부(345b)(즉, 자유 단부)까지 연장된다. 심지(336)의 제 1 단부(336a)는 마찬가지로 커넥터(340)와 결합한다. 이러한 방식으로, 심지(336)의 외부 표면(336d)이 환형 공간(347)에 노출되고 이에 따라 그 내에 저장된 에어로졸 전구체 조성물에 노출되어, 에어로졸 전구체 조성물이 심지의 벽을 통과해, 심지의 중공 내부에 존재하는 히터(334)로 진행한다.
심지(336)는 유동 튜브(345) 및 커넥터(340) 중 하나 또는 양자와 밀봉식으로 결합할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 밀봉 부재(348a)는 심지(336)와 커넥터(340) 사이에 원주 방향으로 위치된다. 유사하게, 제 2 밀봉 부재(348b)는 심지(336)와 유동 튜브(345)의 일부(예를 들어, 유동 튜브의 제 2 단부(345b)에 근접함) 사이에 원주 방향으로 위치된다. 제 1 밀봉 부재(348a)와 제 2 밀봉 부재(348b)는 이격되어서, 그 사이의 심지(336)의 외부 표면(336d)이 노출된다.
공기유동 경로(357)가 증기 형성 유닛(204)을 관통해 존재할 수 있고 특히 하우징(303)의 커넥터 단부(343)와 하우징의 마우스단부(330) 사이에 존재할 수 있다. 공기유동 경로(357)는 유동 튜브(345)를 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 그러나, 공기유동 경로(357)는 또한 마우스피스(327)의 내부 채널(328) 및/또는 커넥터(340)와 같은 장치의 추가 요소를 통해 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 증기 형성 유닛(304)은 공기가 커넥터(340)를 통해 유입되고, 순차적으로 심지(336)를 관통하는 개방 통로(337)를 통과하고, 유동 튜브(345)를 통과하며, 마우스피스(327)의 내부 채널(328)을 통과하도록 구성될 수 있다.
전기 단자(334a, 334b)는 히터(334)와 전기 접속될 수 있고 전원과의 전기 접속을 촉진하기 위해 커넥터(340)를 관통해 연장될 수 있다. 인쇄 회로 기판(PCB)(350) 등이 증기 형성 유닛(304)에 포함될 수 있고 특히 환형 공간(347) 내의 액체 및 증기와 심지(336) 내로부터 전자 부품을 효과적으로 격리시키기 위해 커넥터(340) 내에 위치될 수 있다. PCB(250)는 증기 형성 유닛에 대한 제어 기능을 제공할 수 있고/있거나 증기 형성 유닛이 연결될 수도 있는 추가의 본체에 있을 수 있는 제어기[도 1의 요소(106) 참조]로부터 정보를 송신/수신할 수 있다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 카트리지(104)는 전력 유닛(102)에 부착되어, 실질적으로 막대 형상이고 특히 전통적인 궐련과 흡사할 수도 있는 에어로졸 송달 장치(100)를 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 증기 형성 유닛은 전력 유닛 또는 비교적 크기가 큰 전력 유닛과 조합되도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 증기 형성 유닛의 저장조는 더 큰 부피의 에어로졸 전구체 조성물을 보유하기 위해 더 클 수 있다. 전력 유닛(402)의 예시적인 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 전력 유닛(402)은 도 1에 도시된 전력 유닛(102)과 관련하여 기술된 임의의 요소 또는 모든 요소를 포함할 수 있다. 특히, 전력 유닛(402)은 전원을 최소로 포함할 수 있다. 전력 유닛(402)은 또한 제어기(예를 들어, 마이크로컨트롤러를 포함하는 PCB) 및/또는 센서 및/또는 피드백 요소(예를 들어, 빛, 소리 및/또는 진동 생성 요소) 및/또는 입력 스크린을 포함할 수 있다. 증기 형성 유닛은 다양한 방식으로 전력 유닛(402)과 조합될 수 있다. 유사한 구조를 갖고 본 개시에 따라 사용하기에 적합한 전력 장치는 미국 특허 출원 공보 제 2016/0050975 호; 2015 년 12 월 28 일자로 출원된 미국 특허 출원 제 14/981,051 호; 2016 년 7 월 6 일자로 출원된 미국 특허 출원 제 15/202,947 호에 기재되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다.
도 7은 전력 유닛(502) 및 연결된 증기 형성 유닛(504)을 포함하는 에어로졸 송달 장치(500)를 도시한다. 증기 형성 유닛(504)은 형상이 대체로 원통형이며, 하우징(503), 전력 유닛(502)과 연결을 형성하는 커넥터(540) 및 마우스피스(527)를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 도 1과 비교하여, 증기 형성 유닛(504)은 상대적으로 크기가 더 커서 더 큰 부피의 에어로졸 전구체 조성물을 수용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 전력 유닛(502)은 비교해서 크기가 더 크므로 더 큰 전원을 제공할 수 있다. 그렇기 때문에, 도 7의 에어로졸 송달 장치는, 전원의 충전(charging)과 증기 형성 유닛(504)의 리필(refilling) 또는 교체 사이에서 도 1의 장치와 비교하여 장치에 대해 보다 많은 수의 퍼프 및/또는 송달되는 더 큰 총 질량의 에어로졸을 제공할 수 있다.
증기 형성 유닛(204, 304, 504)은 실질적으로 원통형이고 세장형일 수 있는 반면, 그 유닛은 그 내부 구조의 변경을 감안하여 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 도 8은 전력 유닛(602) 및 연결된 증기 형성 유닛(604)을 포함하는 에어로졸 송달 장치(600)를 도시하며, 여기서 증기 형성 유닛은 상대적으로 더 짧고 측면 연장부를 포함한다. 그렇기 때문에, 전체 증기 형성 유닛(604)은 전력 유닛(602)의 측방 치수에 더 근접한 측방 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 증기 형성 유닛(604)의 전체 폭은 전력 유닛(602)의 전체 폭의 약 50% 내지 약 99%, 약 60% 내지 약 98%, 또는 약 70% 내지 약 97% 일 수 있다.
증기 형성 유닛(604)의 구성 요소들이 도 9에 추가로 도시된다. 예시된 실시예에서, 증기 형성 유닛(604)은 외벽(605)으로 형성된 하우징(603)을 포함한다. 하우징(603)은 공기유동 진입부(607) 및 공기유동 진출부(609)를 포함한다. 공기유동 진입부(607)는 하우징(603)에 일체로 형성될 수 있는 커넥터(640)를 통과할 수 있다. 대안적으로, 별도의 커넥터가 하우징(603)과 결합될 수 있고, 하우징으로의 공기유동 진입부는 별도의 커넥터가 하우징에 부착되는 지점에 근접할 수 있다. 공기유동 진출부(609)는 유동 튜브(645)를 효과적으로 형성할 수 있는 벽에 의해 규정될 수 있다. 공기유동 진출부(609)는 또한 하우징(603)으로부터 외향으로 연장되는 마우스피스(627)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 예시적인 실시예에서, 하우징(603)의 상부 부분은 일체형으로 형성된 마우스피스(627) 및 일체형으로 형성된 유동 튜브(645)를 포함하는 캡(670)에 의해 규정된다. 그러나, 다른 실시예에서, 캡(670), 마우스피스(627) 및 유동 튜브(645)는 각각 조합 가능한 개별 요소일 수도 있으며; 유동 튜브(645)는 별개의 요소이지만 캡(670)은 마우스피스(627)와 일체로 형성될 수도 있으며; 마우스피스(627)가 별개의 요소이지만 캡(670)은 유동 튜브(645)와 일체로 형성될 수도 있으며; 또는 캡이 별개의 요소이지만 마우스피스(627) 및 유동 튜브(645)는 일체로 형성될 수도 있다. 원하는 경우, 캡(670)은 하우징(603)과 일체일 수 있다. 대안예 중 하나로서, 상기 3 개의 요소가 도 9에 도시된 것과 동등한 구조를 달성할 수 있는 임의의 방식으로 조합될 수 있다.
도 9의 실시예에 도시된 바와 같은 증기 형성 유닛(604)은 하우징(603) 내에 위치된 액체 저장 용기(644)를 추가로 포함한다. 액체 저장 용기(644)는 내부에 개구(654)가 형성된 가요성 외벽(653)으로 형성될 수 있다. 가요성 외벽(653)은, 파열 없이 원하는 액체 부피를 보유할 수 있고 그 외에 그 안에 저장된 에어로졸 전구체 조성물의 다양한 성분에 대해 실질적으로 비활성인 찌부러짐 가능한 재료(collapsible material)로 형성될 수 있다. 가요성 외벽을 형성하기 위한 적절한 재료의 비제한적인 예는 폴리염화비닐(PVC), 우레탄, 고무화된 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함한다.
액체 저장 용기(644)의 개구(654)는 세라믹 심지(636)와 결합하도록 구성될 수 있다. 심지(636)는 실질적으로 중실형(solid)일 수 있는데, 그것은, 심지가 다공성일 수도 있지만, 일 단부로부터 타 단부까지 심지를 관통하는 연속적인 비중단 채널을 갖는지의 면에서는 중공형(hollow)이 아니라는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 심지(636)는 실질적으로 막대 형상일 수 있다. 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 심지(636)는 액체 저장 용기(644)의 개구(654) 내로 적어도 부분적으로 삽입되는 결합 단부(636a)를 포함한다. 심지(636)의 결합 단부(636a)는 마찰력만에 의해서 개구(654) 내에 보유될 수 있다. 도시된 바와 같이, 클램프(649)는 개구(654)에 근접한 액체 저장 용기(644)의 외부 표면을 둘러 싸서 심지(636)와 액체 저장 용기 사이에 밀봉 결합을 형성한다. 도시된 실시예에서, 심지(636)는 길이방향 축을 갖고, 액체 저장 용기(644)는 길이방향 축을 가지며, 심지와 액체 저장 용기의 길이방향 축은 실질적으로 평행하다. 이들 길이방향 축은 하우징(603)의 공기유동 진입부(607)와 공기유동 진출부(609) 사이의 공기유동 경로의 길이방향 축에 실질적으로 직각일 수 있다.
히터(634)는 심지(636)의 실질적 중앙 부분(636c)에 위치되며, 이 부분은 공기유동 진입부(607) 및 공기유동 진출부(609)를 포함하는 공기유동 경로 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 공기유동 경로는 커넥터(640), 유동 튜브(645) 및 마우스피스(627)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 유동 튜브(645)의 하단부는 심지의 중앙 부분(636c)을 둘러싸는 영역에서 심지(636)와 실질적으로 접할 수 있으며, 그에 따라 액체 저장 용기(644)로부터 심지를 통과하는 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키는 히터(634)에 의해 생성된 증기의 거의 전부가 증기 형성 유닛(604)의 다른 영역을 실질적으로 침범함이 없이 유동 튜브를 통해 신속 이동하게 할 수 있다. 심지(636)는 또한 자유 단부(636b)를 포함하고, 심지의 자유 단부는 하우징(603) 내에서의 심지의 확실한 끼워맞춤을 제공하기 위해 립(lip: 636e)을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 다른 실시예들에서와 같이, 증기 형성 유닛(604)은 PCB(650), 및 히터(634)를 전원에 연결하는 전기 단자들(634a 및 634b)을 더 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 증기 형성 유닛(604)의 하우징(603)은 2 개의 조합된 본체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 메인 본체(603a)가 하우징(603)을 통한 공기유동 경로의 축과 실질적으로 정렬될 수 있고, 이 메인 본체는 커넥터(640), 유동 튜브(645) 및 마우스피스(627)를 포함할 수 있다. 하우징(603)은 또한 메인 본체(603a)로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 돌출부(603b)를 포함할 수 있다. 이 돌출부(603b)는 액체 저장 용기(644)를 포함할 수 있다. 심지의 일부는 메인 본체(603a) 내에 있고 심지의 일부는 돌출부(603b) 내에 있도록, 심지(636)가 정렬될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 증기 형성 유닛(604)은 전력 유닛(도 8 참조)에 연결될 수 있으며, 전력 유닛(602)은 특히 전원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 증기 형성 유닛(604)은, 연결시 증기 형성이 전력 유닛 외부에서 일어나도록 전력 유닛(602)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서 커넥터(640)의 일부가 전력 유닛(602)의 내부에 있을 수도 있지만, 메인 본체(603a)의 나머지 및 하우징(603)의 연장부(603b)는 전력 유닛의 외부에 유지된다. 그러나, 다른 실시예에서, 증기 형성 유닛과 전력 유닛이 연결될 때 증기 형성 유닛이 전력 유닛의 완전히 내부에 있도록 이 두 개가 연결될 수 있다. 이러한 실시예는 도 10과 도 11에 도시되어 있다.
도 10에 도시된 증기 형성 유닛(704)은 도 9에 도시된 증기 형성 유닛(604)과 유사하게 구성된다. 특히, 증기 형성 유닛(704)은 외벽(705)으로 형성된 하우징(703)을 포함한다. 하우징(703)은 공기유동 진입부(707) 및 공기유동 진출부(709)를 포함한다. 일부 실시예에서, 공기유동 진입부(707)는 외벽(705)의 하부에서 노치(705a)에 위치된 PCB(750)에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, PCB(750)는 없을 수도 있고, 노치(705a)는 공기유동 진입부로서 기능하기 위해 적절한 크기를 가질 수 있다.
도 10의 실시예에 도시된 바와 같은 증기 형성 유닛(704)은 하우징(703) 내에 위치된 액체 저장 용기(744)를 추가로 포함한다. 액체 저장 용기(744)는 내부에 개구(754)가 형성된 가요성 외벽(753)으로 형성될 수 있다. 개구(754)에 근접한 가요성 외벽(753)의 부분은 실질적으로 중실형일 수 있는 세라믹 심지(736)를 수용하도록 크기 설정된 목부(744a)를 효과적으로 형성할 수 있다. 도 9에 도시된 실시예와 유사하게, 심지(736)는 액체 저장 용기(744)의 목부(744a)에 의해 규정된 개구(754)에 적어도 부분적으로 삽입되는 결합 단부(도 10에서 보이지 않음)를 포함하고, 목부(744a)는 클램프(749)로 심지(736)에 대한 시일을 형성할 수 있다.
도시된 실시예에서, 심지(736)는 길이방향 축을 갖고, 액체 저장 용기(744)는 길이방향 축을 가지며, 심지와 액체 저장 용기의 길이방향 축은 실질적으로 평행하다. 또한, 이들 길이방향 축은 하우징(703)의 공기유동 진입부(707)와 공기유동 진출부(709) 사이의 공기유동 경로의 길이방향 축에 실질적으로 직각일 수 있다.
히터(734)는 심지(736)의 실질적 중앙 부분(736c)에 위치되며, 이 부분은 공기유동 진입부(707) 및 공기유동 진출부(709)를 포함하는 공기유동 경로 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(703)은 하우징의 외벽(705)으로부터 내측으로 연장되는 격리 벽(705b 및 705c)을 포함할 수 있다. 격리 벽(705b, 705c)은 심지(736)의 외부 윤곽에 실질적으로 대응하도록 형상화된 노치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 2 개 초과의 격리 벽이 이용될 수도 있다. 대안적으로, 단일 격리 벽(705c)만이 존재할 수도 있다. 격리 벽(705b, 705c)은 심지(736)의 중앙 부분(736c)을 둘러싸는 영역을 효과적으로 격리시켜, 액체 저장 용기(744)로부터 심지를 통과하는 에어로졸 전구체 조성물을 기화시키는 히터(734)에 의해 생성된 증기의 거의 전부가 증기 형성 유닛(704)의 다른 영역을 실질적으로 침범함이 없이 공기유동 진출부(709)를 통해 멀리 신속 이동할 수 있게 한다. 심지(736)는 또한 자유 단부(736b)를 포함하고, 심지의 자유 단부는 하우징(703) 내에서의 심지의 확실한 고정을 제공하기 위해 립(736e)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 립(736e)은 하우징(703)의 외벽(705)과 격리 벽들 중 하나의 격리 벽(705b) 사이에 심지(736)의 자유 단부(736b)를 효과적으로 고정시킨다. 장치의 내부 구성 요소를 드러내기 위해 하우징(703)의 외벽(705)의 실질적으로 절반이 제거된 상태로, 증기 형성 유닛(704)이 도 10에 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 외벽(705)은 실질적으로 거울상인 2 개의 절반부로 형성될 수도 있다. 외벽(705)을 형성하는 2 개의 절반부는 증기 형성 유닛(704)의 내부 구성 요소의 분리 및 제거를 방지하기 위해 접착, 납땜 또는 다른 방식으로 조합될 수도 있다. 대안적으로, 외벽(705)을 형성하는 2 개의 절반부는 분리가능하게 구성되어, 심지(736) 및/또는 히터(734) 및/또는 액체 저장 용기(744)가 제거 및 교환(또는 액체 저장 용기와 관련하여 리필)될 수 있다.
전기 단자(734a 및 734b)가 히터(734)를 PCB(750)에 연결하며, PCB는 전력 유닛 내의 전원과 전기 접속을 형성하기 위해 대응하는 단자를 포함할 수 있다. 이를 위해, 증기 형성 유닛(704)은 전력 유닛에 삽입되도록 구성될 수 있다.
도 11은, 구멍(781)을 통해 전력 유닛(702)에 삽입된 실질적으로 도 10과 관련하여 설명된 바와 같은 증기 형성 유닛(704)을 포함하는 에어로졸 송달 장치(700)를 도시한다. 증기 형성 유닛(704)은 화살표(A)로 도시된 바와 같이 구멍(781)을 통한 제거 및 재삽입에 의해 교체 가능할 수도 있고, 또는 사용자에 의한 제거 옵션 없이 제조 중에 삽입되는 교체 불가능한 유닛일 수도 있다. 증기 형성 유닛(704)은 전력 유닛(702)에 삽입될 때 전력 유닛의 내부에 적어도 부분적으로 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 유닛(702) 내로 삽입될 때, 증기 형성 유닛의 하우징을 형성하는 외벽(705)이 전력 유닛의 내부에 완전히 있도록 증기 형성 유닛(704)이 전력 유닛의 완전히 내부에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 증기 형성 유닛의 제거를 촉진하기 위해 탭(792) 또는 유사 요소가 증기 형성 유닛(704)에 포함될 수도 있으며, 이러한 탭 또는 유사 요소의 적어도 일부는 전력 유닛(702)의 외부에 위치될 수도 있지만, 증기 형성 유닛의 하우징은 여전히 전력 유닛(702)의 완전히 내부에 존재할 수도 있다.
전력 유닛(702)은, 전력 유닛 내의 전원(710)으로부터 전기 단자(734a, 734b)로 (예를 들어, 직접 또는 PCB(750) 상의 중간 커넥터를 통해) 전력을 송출하기 위해, 증기 형성 유닛(704)과 정렬된 전기 커넥터(783a, 783b)를 포함할 수 있다. 전력 유닛(702)은 적절한 마이크로컨트롤러 기능을 포함하는 PCB의 형태일 수 있는 제어 부품(706)을 더 포함할 수 있다. 센서(708)가 전력 유닛(702)에 포함될 수 있고, 공기 유입구(785)와 유체 연통할 수 있으며, 공기는 공기 유입구(785)를 통해 대기로부터 흡인되어 전력 유닛(702)을 통해 증기 형성 유닛(704)의 공기유동 진입부(707)로 이동할 수 있다. 공기유동을 감지하는 센서(708)는 증기 형성 유닛(704) 내의 히터(734) 로의 전력 송출을 위해 전원(710)을 활성화시킬 수 있다. 센서(708)는 제어기(706)와 조합될 수도 있다.
에어로졸 송달 장치(700)의 전력 유닛(702)은 마우스피스(727)를 포함할 수 있다. 에어로졸 진입부(787)는 증기 형성 유닛(704)의 공기유동 진출부(709) 위에서 전력 유닛(702)에 형성될 수 있다. 따라서, 증기 형성 유닛(704)이 전력 유닛(702)에 삽입될 때, 하우징(703)의 공기유동 진출부(709)는 에어로졸 진입부(787)와 실질적으로 정렬된다. 사용시, 액체 저장 용기(744)로부터의 에어로졸 전구체 조성물은 세라믹 심지(736)를 통해 히터(734)로 통과하고, 여기서 에어로졸 전구체 조성물은 기화되고, 공기 유입구(785) 및 공기유동 진입부(707)를 통과하는 공기와 혼합되어, 공기유동 진출부(709)로부터 나와 에어로졸 진입부(787)로 들어가는 에어로졸을 형성한다. 에어로졸 진입부(787)로부터의 형성된 에어로졸은 마우스피스(727)의 중공 내부(727a)를 통과하여 마우스피스의 마우스단부(727b)를 빠져 나간다.
에어로졸 송달 장치(700)의 마우스피스(727)는 고정형일 수 있다. 일부 실시예에서, 마우스피스(727)는, 형성된 에어로졸이 마우스피스의 중공 내부(727a)를 통해 마우스단부(727b)로 통과할 수도 있는 개방 위치(도 11에 도시된 바와 같음)와, 형성된 에어로졸의 통과가 실질적으로 방지되는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능할 수 있다. 바람직하게, 에어로졸 송달 장치(700)는 마우스피스(727)가 에어로졸의 통과를 허용하는 위치에 있지 않을 때 에어로졸 송달 장치의 작동이 방지될 수 있도록 스위치(789)를 구비하게 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 마우스피스(727)는 접힘가능하고, 따라서 중앙 허브(727c)를 중심으로 피봇되어, 폐쇄 위치에서는 전력 유닛(702)에 대해 실질적으로 평평하게 접히고, 사용을 위해서는 확장 위치로 펼쳐진다. 접힘 동작은 마우스피스의 중공 내부(727c)로부터 에어로졸 진입부(787)를 실질적으로 밀봉할 수 있고, 원한다면 접힘 동작은 스위치(789)를 활성화시킬 수 있다. 도 11의 도시된 실시예에서 전력 유닛(702)은, 마우스피스(727)가 실질적으로 리세스될 수 있고 사용하지 않을 때 마우스피스의 오염을 방지하기 위해 마우스피스의 마우스단부(727b)를 실질적으로 덮도록 구성될 수 있는 리셉터클(791)을 포함한다.
본 개시의 많은 수정예 및 다른 실시예가 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 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것을 알아야 한다. 특정 용어가 본 명세서에서 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.
Claims (26)
- 에어로졸 송달 장치에 있어서,
외벽에 의해 적어도 부분적으로 형성된 하우징;
상기 하우징의 외벽의 내부에 위치된 유동 튜브;
상기 하우징의 외벽과 상기 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간;
하우징의 커넥터 단부와 하우징의 마우스단부 사이에서 에어로졸 송달 장치를 통한 공기유동 경로―상기 공기유동 경로는 상기 유동 튜브를 적어도 부분적으로 통과함―;
세라믹 심지와 조합된 히터로 형성된 무화기(atomizer)―세라믹 심지의 적어도 일부는 공기유동 경로에 있고 세라믹 심지의 적어도 일부는 하우징의 외벽과 유동 튜브 사이에 형성된 환형 공간과 유체 연통하도록 세라믹 심지가 유동 튜브와 밀봉 결합함―; 및
상기 세라믹 심지와 상기 유동 튜브 사이에 위치되고 밀봉 결합을 형성하도록 구성된 밀봉 부재를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유동 튜브는 그의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 벤트는 그것을 통한 공기유동을 허용하고 그것을 통한 액체 유동을 실질적으로 방지하도록 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 유동 튜브의 벽에 구성된 적어도 하나의 벤트는 하우징의 마우스단부 부근에 위치되는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징의 마우스단부와 결합하고 상기 유동 튜브의 단부와 결합하는 마우스피스를 추가로 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터를 추가로 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 실질적으로 중실형인
에어로졸 송달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 히터는 상기 세라믹 심지의 외부 표면 둘레로 위치된 저항 가열 와이어인
에어로졸 송달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 하우징의 길이방향 축에 실질적으로 직각인 길이방향 축을 갖는
에어로졸 송달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 제 1 세라믹 심지 단부와 제 2 세라믹 심지 단부 사이에서 상기 유동 튜브를 가로질러 횡방향으로 연장하고, 상기 밀봉 부재는 제 1 세라믹 심지 단부 및 제 2 세라믹 심지 단부에 근접해서 상기 세라믹 심지와 밀봉 결합하는
에어로졸 송달 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 세라믹 심지의 제 1 단부와 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에서 연장되는 통로를 형성하는 중공 내부를 갖는
에어로졸 송달 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 히터는 상기 세라믹 심지의 중공 내부에 형성된 통로 내에 위치되는
에어로졸 송달 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 세라믹 심지의 제 2 단부는 유동 튜브의 자유 단부와 결합하는
에어로졸 송달 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 세라믹 심지의 제 1 단부는 상기 하우징의 커넥터 단부와 결합하는 커넥터와 연결되는
에어로졸 송달 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 밀봉 부재는 상기 유동 튜브의 자유 단부와 상기 세라믹 심지의 제 2 단부 사이에 밀봉 결합을 형성하고, 제 2 밀봉 부재가 상기 세라믹 심지의 제 1 단부와 상기 커넥터 사이에 밀봉 결합을 형성하는
에어로졸 송달 장치. - 에어로졸 송달 장치에 있어서,
공기유동 진입부 및 공기유동 진출부를 포함하는 하우징;
상기 하우징 내에 있고 가요성 외벽으로 형성되고 개구를 구비하는 액체 저장 용기; 및
상기 액체 저장 용기에 형성된 개구와 결합하는 단부 및 히터와 결합하는 실질적으로 중앙 부분을 구비하는 세라믹 심지를 포함하는 하우징 내의 무화기―상기 세라믹 심지의 실질적으로 중앙 부분과 상기 히터는 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로에 있음―를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 실질적으로 막대 형상인
에어로졸 송달 장치. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 세라믹 심지는 길이방향 축을 갖고, 상기 액체 저장 용기는 길이방향 축을 가지며, 상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 실질적으로 평행한
에어로졸 송달 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 세라믹 심지 및 액체 저장 용기의 길이방향 축은 상기 하우징의 공기유동 진입부와 공기유동 진출부 사이의 공기유동 경로의 길이방향 축에 실질적으로 수직인
에어로졸 송달 장치. - 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기유동 진출부는 상기 하우징으로부터 외측으로 연장되는 마우스피스를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 공기유동 경로의 축과 실질적으로 정렬되는 메인 본체 및 상기 메인 본체로부터 실질적으로 수직으로 연장되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 액체 저장 용기를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징과 연결될 수 있는 전력 유닛을 더 포함하고,
상기 전력 유닛은 전원을 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 외부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능한
에어로졸 송달 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 전력 유닛은 연결될 때 상기 하우징이 상기 전력 유닛의 완전히 내부에 있도록 상기 하우징과 연결 가능한
에어로졸 송달 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 전력 유닛은 마우스피스를 포함하는
에어로졸 송달 장치. - 제 24 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 공기유동 진출부가 상기 마우스피스 내로의 에어로졸 진입부와 실질적으로 정렬되도록 상기 전력 유닛 내로 삽입되게 구성되는
에어로졸 송달 장치. - 제 24 항에 있어서,
상기 마우스피스는, 형성된 에어로졸이 통과할 수 있는 개방 위치와, 형성된 에어로졸이 통과하는 것을 실질적으로 방지하는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한
에어로졸 송달 장치.
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