KR20210006975A - 에어로졸 전달 장치의 분할 가열을 위한 제어 부품 - Google Patents

Abstract

개별적으로 전력을 공급하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터 및 분할형 히터용 제어 부품을 포함하는 에어로졸 전달 장치가 제공된다. 제어 부품은 데이터 입력 및 복수의 출력을 포함하며, 각 출력은 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 각각에 연결된다. 프로세서는 적어도 고전압 레벨을 포함하는 로직 신호를 생성하여 로직 회로의 데이터 입력에 제공함에 따라 로직 회로가 로직 회로의 복수 출력 중 하나 이상의 출력에서 고전압 레벨을 제공하고, 이에 따라 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킨다.

Description

에어로졸 전달 장치의 분할 가열을 위한 제어 부품

본 발명은 전자 담배(electronic cigarette) 및 비연소 가열 담배(heat-not-burn cigarette)와 같은 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성하도록 담배로 제조되거나 담배로부터 도출되거나, 또는 그 외에 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성될 수 있다.

담배 연소에 기반한 흡연 제품의 개선예로서, 또는 그에 대한 대안으로서 다년간에 걸쳐 많은 흡연 물품이 제안되어 왔다. 대안적인 예시에는 고체나 액체 연료가 연소되어 열을 담배로 전달하거나, 화학 반응이 그러한 열원을 제공하는 데 사용되는 장치가 포함되었다. 흡연 물품을 포함하는 예는 Worm 등의 미국 특허 제9,078,473호에 기재되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

흡연 물품에 대한 개선책이나 대안책의 주안점은 일반적으로 상당량의 불완전한 연소와 열분해 생성물을 전달하지 않으면서도 궐련이나, 시가 또는 파이프 흡연을 연상시키는 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 휘발성 재료를 기화 또는 가열시키기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도의 담배 연소 없이도 궐련, 시가 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 수많은 흡연 물품, 향미 발생기 및 의료용 흡입기가 제안되었다. 예를 들어, Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Griffith Jr. 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0255702호 및 Sears 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0096781호의 배경 기술에 제시된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 열 발생원을 참조하고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 예를 들어, Bless 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0220232호에서 상표명 및 상업적 출처로 참조되는 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 급전형 열 발생원을 참조하고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 상표명 및 상업적 출처로 참조되는 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 급전식 열 발생원의 추가 유형이 DePiano 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0245659호에 수록되어 있고, 이것도 본 명세서에 참조로서 포함된다. 다른 대표적인 궐련 또는 흡연 물품에 대해 기재되어 있고, 경우에 따라, 상업적으로 이용할 수 있는 것은 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호와, Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호와, Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호와, Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호와, Counts 등의 미국 특허 제5,388,594호와, Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호와, Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호와, White의 미국 특허 제6,164,287호와, Voges의 미국 특허 제6,196,218호와, Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호와, Nichols의 미국 특허 제6,854,461호와, Hon의 미국 특허 제7,832,410호와, Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호와, Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호와, Hamano의 미국 특허 제7,896,006호와, Shayan의 미국 특허 제6,772,756호와, Hon의 미국 특허 출원 공개 제2009/0095311호와, Hon의 미국 특허 출원 공개 제2006/0196518호, 제2009/0126745호 및 제2009/0188490호와, Thorens 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0272379호와, Monsees 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호와, Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호와, Wang의 미국 특허 출원 공개 제2010/0307518호, 및 Hon의 PCT 특허 출원 공개 WO2010/091593에 기술된 것을 포함하고, 이들이 본 명세서에 참조로서 포함된다.

전통적인 유형의 궐련, 시가 또는 파이프의 많은 속성과 유사한 대표적인 제품이, Philip Morris Incorporated의 ACCORD^®와, InnoVapor LLC의 ALPHA™, JOYE510™ 및 M4™와, White Cloud Cigarettes의 CIRRUS™ 및 FLING™과, Fontem Ventures B.V.의 BLU™와, EPUFFER^® International Inc.의 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™와, Electronic Cigarettes, Inc.의 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING^®과, Egar Australia의 EGAR™와, Joyetech의 eGo-C™ 및 eGo-T™와, Elusion UK Ltd의 ELUSION™과, Eonsmoke LLC의 EONSMOKE^®와, FIN Branding Group, LLC의 FIN^TM과, Green Smoke Inc. USA의 SMOKE^®와, Greenarette LLC의 GREENARETTE™와, SMOKE STIK^®의 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™과, Philip Morris International, Inc.의 IQOS^TM 및 HEATBAR™와, Crown7의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™와, LOGIC Technology의 LOGIC™ 및 THE CUBAN™과, Luciano Smokes Inc의 LUCI^®와, Nicotek, LLC의 METRO^®와, Sottera, Inc.의 NJOY^® 및 ONEJOY™와, SS Choice LLC의 NO.7™과, PremiumEstore LLC의 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™과, Ruyan America, Inc.의 RAPP E-MYSTICK™과, Red Dragon Products, LLC의 RED DRAGON™과, Ruyan Group(Holdings) Ltd.의 RUYAN^®과, Smoker Friendly International, LLC의 SF^®와, The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.의 GREEN SMART SMOKER^®와, Coastline Products LLC의 SMOKE ASSIST^®와, Smoking Everywhere, Inc.의 SMOKING EVERYWHERE^®와, VMR Products LLC의 V2CIGS™와, VaporNine LLC의 VAPOR NINE™과, Vapor 4 Life, Inc.의 VAPOR4LIFE^®와, E-CigaretteDirect, LLC의 VEPPO™와, R.J. Reynolds Vapor Company의 VUSE^®와, Mistic Ecigs의 Mistic Menthol, CN Creative Ltd.의 Vype 및 British American Tobacco의 GLO™로서 시판되었다. 또 다른 전기 구동식 에어로졸 전달 장치, 특히, 소위 전자 담배로서 특징지어진 이들 장치는 상품명 COOLER VISIONS™, DIRECT E-CIG™, DRAGONFLY™, EMIST™, EVERSMOKE™, GAMUCCI^®, HYBRID FLAME™, KNIGHT STICKS™, ROYAL BLUES™, SMOKETIP^®, SOUTH BEACH SMOKE™로 시판되었다.

그러나, 에어로졸 전달 장치의 유용성을 확장시킬 수 있는 것과 같이, 개선된 전자기기를 에어로졸 전달 장치에 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 전달 장치에 관한 것이며, 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 전자 담배나 비연소 가열 담배로 지칭될 수 있다. 본 발명은 하기의 예시적인 구현예들을 제한 없이 포함한다.

예시적인 구현예 1: 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징; 개별적으로 가열하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킬 수 있는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터; 및 분할형 히터의 복수의 가열 소자에 개별적으로 제어 가능하게 전력을 공급하도록 연결 및 구성된 제어 부품을 포함하고, 해당 제어 부품은 상기 분할형 히터에 연결된 로직 회로 - 이 로직 회로는 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하며, 복수의 출력단의 각각은, 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자의 각각에 연결됨 - 와, 제 1 값과 제 2 값을 각각 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로 로직 신호를 생성하도록 구성된 프로세서 - 이 프로세서는 적어도 제 1 값을 포함하는 로직 신호를 로직 회로의 데이터 입력단에 제공하고 로직 회로가 제 1 값을 제공하도록 하여 로직 회로의 복수의 출력단 중 하나 이상의 출력단에서 고전압 레벨을 제공하도록 연결 및 구성되며, 이에 따라 분할형 히터의 복수의 가열 소자 중 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키고, 동시에 상기 복수의 가열 소자 중 임의의 다른 가열 소자에는, 전력을 공급하지 않음 - 를 포함한다.

예시적인 구현예 2: 이전의 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전구체 조성물은 액체이거나, 또는 고체나 반고체(semi-solid)이다.

예시적인 구현예 3: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 복수의 가열 소자는 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱(prong)이다.

예시적인 구현예 4: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전구체 조성물은 고체나 반고체이고, 복수의 전기 전도성 프롱은 물리적으로 분리되어 있고 고체나 반고체를 따라 길이 방향으로 이격되어 있다.

예시적인 구현예 5: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 로직 회로는 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하면서 하나 이상의 선택 입력단을 더 포함하는 디멀티플렉서이고, 프로세서는 하나 이상의 선택 입력단에 추가로 연결되고, 하나 이상의 선택 입력단을 통해, 디멀티플렉서의 하나 이상의 출력단을 선택함에 따라 디멀티플렉서가 제 1 값을 제공하여 하나 이상의 출력단에서 고전압 레벨을 제공하도록 구성된다.

예시적인 구현예 6: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 프로세서는 하나 이상의 출력단 중 하나만 선택함에 따라 디멀티플렉서가 제 1 값을 제공하여 하나 이상의 출력단 중 하나에서만 고전압 레벨을 제공하도록 구성된다.

예시적인 구현예 7: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 이진수 값이고, 복수의 가열 소자는 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이고, 하나 이상의 출력단을 선택하도록 구성된 프로세서는 하나 이상의 선택 입력단에 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 이진수 2 ⁿ 을 제공함에 따라 각각 정의된 시간 간격 동안 순서대로 복수의 출력단 중 개별 출력단을 선택하도록 구성되는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 8: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 로직 회로는 래칭된 SIPO(Serial-In Parallel-Out) 시프트 레지스터이고, 로직 신호는 각각이 제 1 값 또는 제 2 값을 갖는 디지트(digit)를 나타내며, 로직 신호를 제공하도록 구성되는 프로세서는 디지트를 데이터 입력단에 순차적으로 제공하도록 구성되는 것을 포함하고, 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 응답하여 제 1 값을 갖는 디지트의 하나 이상을 포함하여 복수의 출력단에서 병렬로 디지트를 동시에 제공함에 따라 고전압 레벨이 하나 이상의 출력단에서 제공된다.

예시적인 구현예 9: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 동시에 병렬로 제공하도록 응답하는 디지트는 제 1 값을 갖는 하나의 디지트만을 포함한다.

예시적인 구현예 10: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 디지트는 각각 이진수 값인 제 1 값 또는 제 2 값을 각각 갖는 비트이고, 복수의 가열 소자는 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이며, 디지트를 제공하도록 구성된 프로세서는 각각 정의된 시간 간격 동안 이진수 2ⁿ을 순차적으로 또한 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 나타내는 비트를 제공하도록 구성되어 있는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 11: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전달 장치는 복수의 출력단에 연결되고 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 가열 소자에 대한 전압 또는 전류를 측정하도록 구성된 센서를 더 포함한다.

예시적인 구현예 12: 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과, 개별적으로 전력을 공급하여 가열함으로써 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킬 수 있는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 각각 제 1 값 및 제 2 값을 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로서 로직 신호를 생성하는 단계와, 적어도 제 1 값을 포함하는 로직 신호를 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하는 로직 회로의 데이터 입력단에 제공하는 단계 - 복수의 출력단의 각각은 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 각각에 연결됨 - , 및 로직 회로가 제 1 값을 제공하여 로직 회로의 복수의 출력단 중 하나 이상의 출력단에서 고전압 레벨을 제공함에 따라 분할형 히터의 복수의 가열 소자 중 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키고 동시에 복수의 가열 소자 중 임의의 다른 가열 소자는 전원이 차단되는 단계를 포함한다.

예시적인 구현예 13: 이전의 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 액체이거나, 또는 고체나 반고체(semi-solid)인 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 14: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱인 복수의 가열 소자의 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 15: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써, 고체나 반고체인 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 것을 포함하고, 복수의 전기 전도성 프롱은 물리적으로 분리되고 고체나 반고체를 따라 길이 방향으로 이격되어 있다.

예시적인 구현예 16: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 로직 회로는 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하면서 하나 이상의 선택 입력단을 더 포함하는 디멀티플렉서이고, 해당 방법은, 하나 이상의 선택 입력단을 통해, 디멀티플렉서의 하나 이상의 출력단을 선택하여 해당 디멀티플렉서가 제 1 값을 제공함에 따라 하나 이상의 출력단에서 고전압 레벨을 제공하는 단계를 더 포함한다.

예시적인 구현예 17: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 하나 이상의 출력단을 선택하는 것은 하나 이상의 출력단 중 하나만을 선택하여 로직 회로가 제 1 값을 제공함에 따라 하나 이상의 출력단 중 하나에서만 고전압 레벨을 제공하는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 18: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 이진수 값이고, 복수의 가열 소자는 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이고, 하나 이상의 출력단을 선택하는 것은 하나 이상의 선택 입력단에 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 이진수 2ⁿ을 제공함으로써 복수의 출력단 중 개별 출력단을 각각 정의된 시간 간격 동안 순서대로 선택하는 것을 포함한다.

예시적인 구현예 19: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 로직 회로는 래칭된 SIPO(serial-in parallel-out) 시프트 레지스터이고, 로직 신호는 각각이 제 1 값 또는 제 2 값을 갖는 디지트(digit)를 나타내고, 로직 신호를 제공하는 것은 디지트를 데이터 입력단에 순차적으로 제공하는 것을 포함하고, 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 응답하여 제 1 값을 갖는 디지트의 하나 이상을 포함하여 복수의 출력단에서 병렬로 디지트를 동시에 제공함에 따라 고전압 레벨이 하나 이상의 출력단에서 제공된다.

예시적인 구현예 20: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 동시에 병렬로 제공하도록 응답하는 디지트는 제 1 값을 갖는 하나의 디지트만을 포함한다.

예시적인 구현예 21: 이전의 예시적인 구현예 중 어느 하나 또는 이전의 예시적인 구현예의 임의의 조합 중 어느 하나의 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서, 디지트는 각각 이진수 값인 제 1 값 또는 제 2 값을 각각 갖는 비트이고, 복수의 가열 소자는 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이고, 디지트를 제공하는 것은, 각각 정의된 시간 간격 동안 수 2ⁿ을 순차적으로 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 나타내는 비트를 제공하는 것을 포함한다.

본 발명의 이들 및 기타 특징, 양태 및 장점은 첨부 도면과 함께 간략히 후술되는 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 명백해질 것이다. 본 발명은, 본 발명에 제시된 임의의 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 조합을 포함하는 데, 이는 이러한 특징 또는 요소가 본 명세서에서 설명되는 특정한 예시적인 구현예에서 명시적으로 조합 내지는 인용되는지의 여부와는 관계없다. 본 발명은 총체적으로 숙독되도록 의도되며, 본 발명의 임의의 개별 특징 또는 요소는, 본 발명의 문맥이 달리 명확하게 구술하지 않는 한, 그 양태 및 예시적인 구현예 중 어느 것에서 조합 가능한 것으로 간주하여야 한다.

따라서, 이상의 발명의 내용은 본 발명의 일부 양태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 구현예를 요약할 목적으로만 제공된다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 전술한 예시적인 구현예는 단지 예일 뿐이며, 본 발명의 범주 또는 정신을 어떤 식으로든 한정하는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해할 것이다. 다른 예시적인 구현예, 양태 및 장점은, 예시로서, 일부 설명된 예시적인 구현예의 원리를, 도시하는 첨부 도면과 관련하여 취해지는 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다.

따라서, 전술한 일반적인 용어로 본 발명을 설명하였지만, 이하에서는, 실척으로 도시된 것은 아닌 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 서로 연결 및 분리되는 제어 본체와 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한다.
도 3 및 도 4는 예시적인 구현예에 따른 도 1 및 도 2의 에어로졸 전달 장치에 대한 정면도 및 단면도를 각각 도시한다.
도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 회로도이다.
도 8은 일련의 8비트값에 대한 SIPO(serial-in parallel-out) 시프트 레지스터의 출력단에서의 전압을 도시한다.
도 9는 다양한 예시적인 구현예에 따라, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구조화된 하우징을 포함하는 에어로졸 전달 장치의 제어 방법에서의 다양한 동작을 나타내는 흐름도이다.

이제 본 발명은 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.　 이들 예시적인 구현예는, 본 발명이 철저하고 완전해지고, 또한 본 발명의 범주를 당업자에게 충실히 전달하도록 설명된다.　 실제로, 본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 제시된 구현예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 구현예는 본 발명을 적용할 수 있는 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다.　 명세서 및 첨부된 특허 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, "하나", "한", "그것" 등과 같은 단수 형태는 문맥상 다르게 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 정량적 측정값, 값, 기하학적 관계 등을 참조할 수 있지만, 이들 모두는 아니더라도 임의의 하나 이상은 절대치이거나, 예를 들어, 공학적인 공차 등으로 인해 발생할 수 있는 허용 가능한 변화들을 설명하기 위해 근사값일 수 있다.

이하에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 예시적인 구현예는 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다.　 본 발명에 따른 에어로졸 전달 장치는 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 전기 에너지를 사용하여 재료를 (바람직하게는 연소시키지 않을 정도로) 가열하고, 이러한 시스템의 구성 요소는 휴대 장치로 간주될 정도로 충분히 소형인 것이 가장 바람직하다.　 즉, 바람직한 에어로졸 전달 장치의 구성 요소의 사용은 주로 담배의 연소나 열분해의 부산물에 의해 에어로졸이 발생한다는 의미에서 연기가 생산되는 것이 아니라, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 담배에 포함된 특정 성분의 휘발 또는 기화에 의해 증기가 생산되는 것이다.　 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치의 구성 요소는 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게는 담배 및/또는 담배로부터 생성된 성분을 포함하고, 그에 따라 담배 부산 성분을 에어로졸 형태로 전달한다.

특정의 바람직한 에어로졸 전달 장치의 에어로졸 생성 피스는 그 성분의 어떠한 실질적인 연소없이도, 담배를 점화 및 연소시키고 그에 따라 담배 연기를 흡입함으로써 사용되는 궐련, 시가 또는 파이프를 흡연하는 감각 중 많은 것(예컨대, 흡입 및 배출 습관, 맛 또는 향의 유형, 감각적 효과, 물리적 느낌, 사용 습관, 예를 들어, 시각적인 에어로졸에 의해 제공된 시각적 신호 등)을 제공할 수 있다.　 예를 들어, 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 사용하는 것과 흡사하게 그 피스를 쥐고 사용할 수 있으며, 그 피스에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 그 피스의 일단부를 흡입할 수 있고, 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff)를 배출 또는 흡입하는 등을 할 수 있다.

시스템은 일반적으로 소위 "전자 담배(e-cigarette)", "담배 가열 제품(tobacco heating product)" 등(일반적으로 전자 담배라고 함)과 같은 에어로졸 전달 장치와 연관된 실시예의 관점에서 본 명세서에 설명되었지만, 메커니즘, 구성 요소, 특징 및 방법은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고 다양한 물품들과 연관될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 설명은 종래의 흡연 물품(예컨대, 궐련, 시가, 파이프 등), 비연소 가열(heat-not-burn) 담배 및 본 명세서에 개시된 임의의 제품들에 대한 관련 패키징의 구현예와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 메커니즘, 구성 요소, 특징 및 방법에 대한 설명은 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 측면에서 예시로서만 설명되고, 다양한 다른 제품 및 방법으로 구현되고 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치는 또한 증기 생산 물품 또는 약물 전달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다.　 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예컨대, 향미료 및/또는 약학적 활성 성분)를 흡입 가능한 형태나 상태로 제공하도록 구성될 수 있다.　 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상(gas phase)인 물질)의 형태일 수 있다.　 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적(liquid droplet)의 현탁액)의 형태일 수 있다.　 단순화를 위해, 본 명세서에서 사용되는 "에어로졸"이란 용어는 시각적인지 여부 및 연기 등으로 간주될 수 있는 형태인지 여부에 관계없이, 사람의 흡입에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 가스 및 에어로졸을 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치는, 사용 시, 종래 유형의 흡연 물품(예컨대, 담배를 점화 및 흡입함으로써 사용되는 궐련, 시가 또는 파이프)을 사용할 때 개인에 의해 채택되는 많은 물리적 작용을 받을 수 있다.　 예를 들어, 본 발명의 에어로졸 전달 장치의 사용자는 종래 유형의 흡연 물품과 상당히 유사하게 그 물품을 잡고, 그 물품에 의해 생성된 에어로졸을 흡입하기 위해 그 물품의 일단을 흡입하고, 선택된 시간 간격으로 퍼프 등을 할 수 있다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치는 일반적으로 본체나 쉘(shell)로 지칭될 수 있는 외부 하우징 내에 제공된 다수의 부품을 포함한다.　 하우징의 전체적인 설계는 변경될 수 있고, 에어로졸 전달 장치의 전체적인 크기와 형상을 규정할 수 있는 하우징의 포맷 또는 구성도 변경될 수 있다.　 통상적으로, 궐련 또는 시가의 형상과 유사한 세장형 본체(elongated body)는 단일의 일체형 하우징으로 형성될 수 있거나, 세장형 하우징은 2개 이상의 개별체로 형성될 수 있다.　 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 튜브형 형상일 수 있고, 따라서 종래의 궐련 또는 시가의 형상과 유사하게 연장된 하우징을 포함할 수 있다.　 일 예에서, 에어로졸 전달 장치의 모든 부품은 하나의 하우징 내에 포함된다. 대안적으로, 에어로졸 전달 장치는 결합 및 분리 가능한 2개 이상의 하우징을 포함할 수 있다.　 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는, 일단에는 하나 이상의 재사용 가능한 부품(예컨대, 충전식 배터리, 고체 상태 배터리(SSB: Solid-State battery) 및/또는 충전식 슈퍼커패시터와 같은 축전지, 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 다양한 전자기기)를 수용하는 하우징을 포함하는 제어 본체를 구비할 수 있고, 타단에는 그 제어 본체에 착탈 가능하게 결합되는, 일회용 부분(예컨대, 일회용 향미료 함유 카트리지)을 수용하는 외부체 또는 쉘을 구비할 수 있다. 유닛의 단일 하우징 유형 내 또는 유닛의 다중 분리 가능한 하우징 유형 내의 부품의 보다 구체적 포맷, 구성 및 배열은 본 명세서에 제공된 추가 설명에 의해 자명해질 것이다.　 또한, 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면, 다양한 에어로졸 전달 장치의 디자인 및 부품 배열을 이해할 수 있다.　 예를 들어, 일반적으로 궐련 한 갑과 유사한 형상 및 크기의 장치 하우징 및 British American Tobacco사의 GLO™ 및 Philip Morris International, Inc.사의 IQOS™에서 사용되는 것과 같은 폼 팩터를 포함하는 대안적인 비튜브형 하우징 폼 팩터가 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치는 가장 바람직하게는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예컨대, 전원으로부터 에어로졸 전달 장치의 다른 부품으로의 전류 흐름을 제어함으로써, 발열을 위한 전력을 작동, 제어, 조절 및 차단시키는 수단), 적어도 하나의 가열 소자(예컨대, 액상 에어로졸 전구체 조성물을 기화하도록 구성된 에어로졸 전달 장치로 구현될 때, 통상 “아토마이저”의 일부로 지칭될 수 있는 전기 저항이나 유도 가열 소자 또는 부품(들)), 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 고체 담배 재료, 반고체 담배 재료 또는 액체 에어로졸 전구체 조성물) 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치에서의 흡인을 가능하게 하는 마우스 단부(mouthend) 영역이나 팁(예컨대, 생성된 에어로졸이 흡입시 그로부터 배출될 수 있도록 용품을 관통하는 한정된 공기 유동 경로)을 포함한다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치 내의 부품의 정렬은 다양할 수 있다.　 특정 실시예들에서, 에어로졸 전구체 조성물은 사용자에게 에어로졸 전달을 최대화하도록 사용자의 입 근처에 위치하도록 구성될 수 있는 에어로졸 전달 장치의 단부 근처에 위치될 수 있다.　 그러나, 다른 구성이 배제되는 것은 아니다.　 일반적으로, 가열 소자는 에어로졸 전구체 조성물에 충분히 근접 배치되어, 가열 소자로부터의 열이 에어로졸 전구체(뿐만 아니라, 사용자에게 전달하기 위해 마찬가지로 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약제 등)를 휘발시켜, 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있다.　 가열 소자가 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 때, 에어로졸은 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 생성된다.　 상술한 용어들은 "릴리스하다", "릴리스하는", "릴리스한다" 또는 "릴리스된"에 대한 언급이 "형성하다 또는 생성하다", "형성하는 또는 생성하는", "형성한다 또는 생성한다", "형성된 또는 생성된"을 포함하도록 상호 교환 가능한 용어를 의미한다는 점에 유의해야 한다.　 구체적으로, 흡입 가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 이들의 혼합물의 형태로 방출되며, 이러한 용어들은 달리 특정된 경우를 제외하고는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.

상술한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 적어도 하나의 가열 소자에의 전력 공급, 제어 시스템에의 전력 공급, 표시기에의 전력 공급 등의 다양한 기능을 에어로졸 전달 장치에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리, SSB 또는 다른 전원을 포함할 수 있다.　 전원은 다양한 구현예를 취할 수 있다.　 바람직하게는, 전원은 에어로졸 형성을 위해 가열 소자를 빠르게 작동시키고, 에어로졸 전달 장치를 원하는 시간 동안 사용할 수 있도록 충분한 전력을 제공할 수 있다.　 전원은 에어로졸 전달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 장착할 수 있게 크기가 조정된다. 또한, 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 저해하지 않도록 충분히 경량이다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치 내의 부품의 더욱 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.　 또한, 다양한 에어로졸 전달 장치 부품의 선택은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 이해될 수 있다. 추가로, 에어로졸 전달 장치 내의 부품의 배열은 또한 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 이해될 수 있다.

이하에 설명되는 바와 같이, 본 발명은 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 에어로졸(흡입 가능한 물질)을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물(때때로 흡입 가능한 물질 매체라고도 함)을 가열하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 고체 담배 재료, 반고체 담배 재료 및 액체 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 유체 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 액체 에어로졸 전구체 조성물)로부터 에어로졸을 가열 및 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 에어로졸 전달 장치는, 소위, 전자 담배를 포함할 수 있다.

대표적인 유형의 액체 에어로졸 전구체 성분 및 제형(formulation)은 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Chong 등의 미국 특허 제9,254,002호, Zheng 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0008457호, Lipowicz 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0020823호 및 Koller의 미국 특허 출원 공개 제2015/0020830호뿐만 아니라 Bowen 등의 PCT 특허 출원 공개 WO2014/182736 및 Collett 등의 미국 특허 제8,881,737호에 제시되고, 특징지어져 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 사용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체는 위에 식별된 다수의 대표적인 제품 중 어느 하나에 포함된 에어로졸 전구체를 포함한다. Johnson Creek Enterprises LLC로부터 구할 수 있는 전자 담배용의 소위 "스모크 주스(smoke juices)"도 바람직하다. 발포성 재료의 구현예는 에어로졸 전구체와 함께 사용될 수 있으며, 예로써, Hunt 등의 미국 특허 출원 공개 제2012/0055494호에 기재되고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또한, 발포성 재료의 사용은, 예를 들어, Niazi 등의 미국 특허 제4,639,368호, Wehling 등의 미국 특허 제5,178,878호, Wehling 등의 미국 특허 제5,223,264호, Pather 등의 미국 특허 제6,974,590호, Bergquist 등의 미국 특허 제7,381,667호, Crawford 등의 미국 특허 제8,424,541호, Strickland 등의 미국 특허 제8,627,828호, Sun 등의 미국 특허 제9,307,787호뿐만 아니라, Brinkley 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0018539호, 및 Johnson 등의 PCT 특허 출원 공개 WO97/06786에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

에어로졸 전구체를 지지하는 대표적인 유형의 기판, 저장조 또는 다른 부품은 Newton의 미국 특허 제8,528,569호, Chapman 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261487호, Davis 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0059780호, 및 Bless 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0216232호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다.　 또한, 특정 유형의 전자 담배 내에서의 다양한 심지 물질(wicking materials), 및 이들 심지 물질의 구성 및 동작은 Sears 등의 미국 특허 제8,910,640호에 기재되어 있고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

다른 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 고체 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 압출된 담배 로드(extruded tobacco rod)) 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 글리세린 함유 담배 페이스트(glycerin-loaded tobacco paste))을 가열하도록 구성된 비연소 가열 장치를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 담배 함유 비드(tobacco-containing beads), 담배 조각(tobacco shreds), 담배 스트립(tobacco strips), 재구성 담배 재료(reconstituted tobacco material) 또는 이들의 조합, 및/또는 미세 분쇄 담배, 담배 추출물, 분무 건조 담배 추출물, 또는 임의의 무기 재료(예컨대, 탄산 칼슘), 임의의 향미, 및 실질적으로 고체 또는 성형 가능한(예컨대, 압출 가능한) 기재를 형성하기 위한 에어로졸 형성 재료와 함께 혼합된 다른 담배 형태를 포함할 수 있다. 대표적인 유형의 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 제형은 Thomas 등의 미국 특허 제8,424,538호, Sebastian 등의 미국 특허 제8,464,726호, Conner 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0083150호, Ademe 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0157052호, 및 Nordskog 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0000188호에 개시되어 있고, 그 내용은 모두 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또 다른 대표적인 유형의 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 배열로는 British American Tobacco사의 GLO™ 제품용 NEOSTIKS™ 소모용 에어로졸 소스 부재와 Philip Morris International, Inc.사의 IQOS™ 제품용 HEETS™ 소모용 에어로졸 소스 부재에서 발견된 것들이 포함된다.

다양한 구현예에서, 흡입 가능한 물질은 구체적으로 담배 성분이나 담배 유래 물질(즉, 담배에서 직접 분리되거나 합성으로 제조될 수 있는 담배에서 자연적으로 발견되는 물질)일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 불활성 기질(inert substrate)과 조합된 담배 추출물 또는 그의 일부를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 미연소 담배나, 연소 온도 이하의 온도로 가열되었을 때, 흡입 가능한 물질을 방출하는 미연소 담배를 함유하는 조성물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 담배 응축물(tobacco condensates) 또는 그의 일부(즉, 담배 연소에 의해 생성되는 연기의 응축 성분, 남겨진 향미 및 가능하게는 니코틴)를 포함할 수 있다.

본 발명에 유용한 담배 재료는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 황색종 담배(flue-cured tobacco), 벌리 담배(burley tobacco), 오리엔탈 담배(Oriental tobacco)나 메릴랜드 담배(Maryland tobacco), 검은 담배(dark tobacco), Dark-Fired 담배 및 Rustica 담배뿐만 아니라 기타 희귀 또는 특수 담배 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 담배 재료는 또한 소위 "혼합된" 형태 및 가공된 형태, 예를 들어, 가공 처리된 담배 줄기(예컨대, 잘리고 말린(cut-rolled) 또는 잘리고 불어진(cut-puffed) 줄기), 부피 팽화 담배(volume expanded tobacco)(예컨대, 불어진 담배, 예를 들어, DIET(Dry Ice Expanded Tobacco), 바람직하게는 각초 형태(cut filler form)), 재구성 담배(예컨대, 페이퍼 메이킹 유형 또는 캐스트 시트 유형 공정을 사용하여 제조된 재구성 담배)를 포함할 수 있다. 다양한 대표적인 담배 유형, 가공된 유형의 담배 및 담배 혼합 유형은 Lawson 등의 미국 특허 제4,836,224호, Perfetti 등의 미국 특허 제4,924,888호, Brown 등의 미국 특허 제5,056,537호, Brinkley 등의 미국 특허 제5,159,942호, 에 명시되어 있다. Gentry의 미국 특허 제5,220,930호, Blakley 등의 미국 특허 제5,360,023호, Shafer 등의 미국 특허 제6,701,936호, Li 등의 미국 특허 제7,011,096호, Li 등의 미국 특허 제7,017,585호, Lawson 등의 미국 특허 제7,025,066호, Perfetti 등의 미국 특허 출원 공개 제2004/0255965호, Bereman의 PCT 특허 출원 공개 WO02/37990, 및 Bombick 등의 Fund. Appl. Toxicol., 39, 11-17페이지(1997)에 제시되고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다. 본 발명에 따른 것을 포함하여 흡연 장치에 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다.

추가로, 에어로졸 전구체 조성물은 불활성 기재를 포함할 수 있는데, 이는 그 안에 통합되거나 또는 그 위에 침착된 흡입 가능한 물질 또는 그의 전구체를 갖는다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질을 포함하는 액체는 불활성 기재 상에 코팅되거나 그 기재에 흡수되거나 흡착될 수 있어서, 열을 가할 때, 흡입 가능한 물질이 포지티브 압력이나 네거티브 압력의 적용을 통해 본 발명의 물품으로부터 회수될 수 있는 형태로 방출된다. 일부 양태에서, 에어로졸 전구체 조성물은 각초 형태의 향미성 및 방향성 담배의 혼합물로 구성될 수 있다. 또 다른 측면에서, 에어로졸 전구체 조성물은 Pryor 등의 미국 특허 제4,807,809호, Pryor 등의 미국 특허 제4,889,143호 및 Raker의 미국 특허 제5,025,814호에 기재된 것과 같은 재구성 담배 재료을 포함할 수 있고, 그 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 적합한 에어로졸 전구체 조성물에 관한 추가 정보에 대해서는 2018년 3월 9일자로 Sur 등에 의해 출원된 미국 특허 출원 제15/916,834호에서 볼 수 있고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다.

가열된 에어로졸 전구체 조성물의 유형에 관계없이, 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 가열 소자를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 가열 소자는 인덕션 히터이다. 이러한 히터는 종종 유도 송신기 및 유도 수신기를 포함한다. 유도 송신기는, 코일을 포함할 수 있고, 교류 전류가 이 코일을 통과할 때, 진동 자기장(예컨대, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성된다. 유도 수신기는 유도 송신기 내에서 적어도 부분적으로 수신될 수 있고, 전도성 재료를 포함할 수 있다. 유도 송신기를 통해 교류 전류를 디렉팅함으로써, 와전류가 유도를 통해 유도 수신기에서 생성될 수 있다. 유도 수신기를 정의하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열(Joule heating)에 의해(즉, 줄 효과(Joule effect)를 통해) 가열될 수 있다. 무화기(atomizer)를 정의할 수 있는 유도 수신기는 무선으로 가열되어 유도 수신기에 근접하여 위치된 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성할 수 있다. 인덕션 히터를 구비하는 에어로졸 전달 장치의 다양한 구현예는 Davis 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0127722호, Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0202266호, 2016년 11월 15일자로 Sur 등에 의해 출원된 미국 특허 출원 제15/352,153호, 2017년 10월 31일자로 Sebastian 등에 의해 출원된 미국 특허 출원 제15/799,365호 및 Sur의 미국 특허 출원 제15/836,086호에 개시되어 있고, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 명세서에서 보다 구체적으로 설명된 것들을 포함하는 다른 구현예에서, 가열 소자는 전기 저항 히터의 경우와 같은 전도성 히터이다. 이러한 히터는, 전류가 통과할 때, 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 전도성 히터는 호일(foil), 폼(foam), 디스크(disc), 나선형, 섬유, 와이어(wire), 필름(film), 얀(yarn), 스트립(strip), 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 히터는 종종 금속 재료를 포함하고 전류가 전기 저항을 통과하는 것으로 인해 열이 생성되도록 구성된다. 이러한 저항성 히터는 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물에 근접 배치되어 이를 가열하도록 구성될 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 다양한 전도성 기판은 위에서 인용된 Griffith 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0255702호에 설명되어 있다.

일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는, 소위, 전자 담배인 경우에는 제어 본체와 카트리지를 포함하거나, 또는 비연소 가열 장치인 경우에는 제어 본체와 에어로졸 소스 부재를 포함할 수 있다. 전자 담배나 비연소 가열 장치의 경우에, 제어 본체는 재사용 가능할 수 있는 반면, 카트리지/에어로졸 소스 부재는 제한된 횟수의 용도로 구성될 수 있고/있거나 일회용으로 구성될 수 있다. 카트리지/에어로졸 소스 부재는 에어로졸 전구체 조성물을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해, 가열 소자는 제어 본체와 카트리지 전체에 걸쳐 또는 에어로졸 소스 부재가 위치될 수 있는 제어 본체 내와 같이 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하거나 이것에 근접하여 배치될 수 있다. 제어 본체는 충전형이나 교체형 전원을 포함할 수 있으며, 이에 따라 제어 본체는 복수의 카트리지/에어로졸 소스 부재와 함께 재사용될 수 있다.

제어 본체는 또한 장치의 수동 제어를 위해 푸시 버튼, 터치 감응 표면 등과 같은 에어로졸 전달 장치를 활성화하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 본체는, 사용자가 카트리지/에어로졸 소스 부재를 흡인하여 에어로졸 전달 장치를 활성화할 때, 이를 검출하는 유량 센서를 포함할 수 있다.

다양한 구현예에서, 본 발명에 따른 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 막대형(rod-like)이거나 실질적으로 튜브 형상이거나 실질적으로 원통 형상인 것으로 정의될 수 있는 전체 형상을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수 있다. 첨부 도면을 참조하여 도시되고 설명된 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 단면이 둥글지만, 다른 단면 형상(예컨대, 타원형, 정사각형, 삼각형 등)도 본 발명에 포함된다. 물품의 물리적 형상을 설명하는 이러한 언어는 제어 본체 및 카트리지/에어로졸 소스 부재를 포함하는 개별 구성 요소에도 적용될 수 있다. 다른 구현예에서, 제어 본체는 작은 박스 형상과 같은 다른 휴대 형상을 취할 수 있다.

특정 구현예에서, 제어 본체와 카트리지/에어로졸 소스 부재 중 하나 또는 양쪽 모두는 일회용이거나 재사용 가능한 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 제어 본체는 교체 가능한 배터리 또는 충전식 배터리, SSB, 박막 SSB, 충전식 슈퍼커패시터 등과 같은 전원을 구비할 수 있다. 전원의 일 예는 독일의 Tadiran Batteries GmbH사에서 생산된 TKI-1550 충전식 리튬 이온 배터리이다. 다른 구현예에서, 유용한 전원은 일본의 Sanyo Electric Company, Ltd.사에 의해 생산된 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지일 수 있다. 다른 구현예에서, 예를 들어, 각각 1.2 볼트를 제공하는 복수의 배터리는 직렬로 연결될 수 있다. 그런 다음, 일부 예에서, 전원은 벽 콘센트에 대한 연결, 차량용 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 USB 케이블 또는 커넥터(예컨대, USB 2.0, 3.0, 3.1, USB Type-C)를 통한 것과 같은 컴퓨터에 대한 연결, 또는 광전지(종종 태양 전지로 지칭됨)나 태양 전지의 솔라 패널에 대한 연결, 또는 무선 RF 기반, 유도성 등과 같은 무선 충전기에 대한 연결을 포함하는 재충전 기술의 임의의 유형과 조합될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 전자 담배의 경우, 카트리지는 Chang 등의 미국 특허 제8,910,639호에 개시된 바와 같은 일회용 카트리지를 포함할 수 있고, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

전원의 예는 Peckerar 등의 미국 특허 제9,484,155호 및 2015년 10월 21일자로 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0112191호에 기술되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 유량 센서와 관련하여, 대표적인 전류 조절 부품 및 에어로졸 전달 장치용의 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치를 포함하는 기타 전류 제어 부품은 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호, Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호, 제4,947,874호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호, Pan의 미국 특허 제8,205,622호, Collet 등의 미국 특허 제8,881,737호, Ampolini 등의 미국 특허 제9,423,152호, Fernando 등의 미국 특허 제9,439,454호, Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0257445호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

위에 언급한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 적어도 하나의 제어 부품을 포함할 수 있다. 적절한 제어 부품은 다수의 전자 부품을 포함하고, 일부 예에서는 PCB(Printed Circuit Board)로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 전자 부품은 하나 이상의 예시적인 구현예에 따라 데이터 처리, 애플리케이션 실행, 또는 다른 처리, 제어 또는 관리 서비스를 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 적어도 하나의 프로세서 코어, 마이크로프로세서, 코프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러와 같은 다양한 형태로 구현된 프로세서, 또는, 예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), 이들의 일부 조합 등과 같은 하나 이상의 집적 회로를 포함하는 다양한 기타 컴퓨팅 또는 처리 장치를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 처리 회로는 프로세서에 연결되거나 통합되는 메모리를 포함할 수 있으며, 이는 데이터, 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어, 이들의 일부 조합 등을 저장할 수 있다.

일부 예들에서, 제어 부품은 프로세싱 회로에 연결되거나 통합될 수 있는 하나 이상의 입력/출력 주변기기를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 제어 부품에는 하나 이상의 네트워크, 컴퓨팅 장치 또는 그 밖의 적절히 사용 가능한 장치와의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 통신 인터페이스가 포함될 수 있다. 적합한 통신 인터페이스의 예는 Marion 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0261020호에 개시되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 적합한 통신 인터페이스의 또 다른 예는 Texas Instruments 사의 CC3200 단일 칩 무선 MCU(MicroController Unit)이다. 또한, 에어로졸 전달 장치를 무선으로 통신하도록 구성될 수 있는 적합한 방식의 예는 Ampolini 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0007651호, 및 Henry, Jr. 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0219933호에 기재되어 있으며, 이들 각각은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

또 다른 부품이 본 발명의 에어로졸 전달 장치에 이용될 수 있다. 적절한 부품의 일 예는 에어로졸 전달 장치를 사용하여 조명될 수 있는 LED(Light-Emitting Diode), 양자점 기반 LED 등과 같은 표시기이다. 적절한 LED 컴포넌트의 예, 및 그의 구성 및 용도는 Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호, Newton의 미국 특허 제8,499,766호, Scatterday의 미국 특허 제8,539,959호 및 Sears 등의 미국 특허 제9,451,791호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

다른 작동 지표도 본 발명에 포함된다. 예를 들어, 작동의 시각적 지표에는 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 밝은 색상이나 강도의 변화가 포함된다. 작동의 촉각(햅틱) 표시기 및 작동의 청각(오디오) 표시기가 마찬가지로 본 발명에 포함된다. 또한, 이러한 작동 지표의 조합도 단일 흡연 물품에 사용하는 데 적합하다. 다른 측면에 따르면, 에어로졸 전달 장치는, 예를 들어, 전원에 남아있는 전력량, 흡연 경험의 진행, 열원 활성화에 대응하는 표시(indication) 등과 같은 흡연 물품의 작동에 대응하는 정보를 제공하도록 구성된, 예컨대, 디스플레이와 같은 하나 이상의 표시기나 인디시아(indicia)를 포함할 수 있다.

그러나 다른 부품도 고려된다. 예를 들어, Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호는 흡연 물품에 대한 표시기(indicator)를 개시하고, Sprinkel, Jr.의 미국 특허 제5,261,424호는 장치의 마우스 말단과 연관되어 흡인과 연관된 사용자 립(lip) 활동을 감지한 다음 가열 장치의 가열을 트리거할 수 있는 압전 센서를 개시하고, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우스피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고, Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 삽입된 부품의 적외선 투과율에서 불균일성을 검출하는 식별자와 부품이 콘센트에 삽입될 때 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 포함하는 흡연 장치에서의 콘센트를 개시하고, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 복수의 위상이 상이한 한정된 실행 가능한 전력 사이클을 기술하고, Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광 자기 구성 요소를 개시하고, Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 흡입 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하고, Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고, Griffen 등의 미국 특허 제7,293,565호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고, Fernando 등의 미국 특허 제8,402,976호는 충전을 용이하게 하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하는 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이싱 수단을 개시하고, Fernando 등의 미국 특허 제8,689,804호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고, Flick의 PCT 특허 출원 공개 WO2010/003480는 에어로졸 발생 시스템에서의 퍼프를 나타내는 유체 흐름 감지 시스템을 개시하며, 이상의 모든 개시 내용은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 발명에서 사용될 수 있는 전자 에어로졸 전달 물품 및 공개 재료나 성분에 관한 성분의 추가 예는 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, Monsees 등의 미국 특허 제8,915,254호 및 제8,925,555호, DePiano 등의 미국 특허 제9,220,302호, Hon의 미국 특허 출원 공개 제2006/0196518호 및 제2009/0188490호, Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0024834호, Wang의 미국 특허 출원 공개 제2010/0307518호, Hon의 PCT 특허 출원 공개 WO2010/091593 및 Foo의 PCT 특허 출원 공개 WO2013/089551를 포함하고, 각각이 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 웜(Worm) 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0099877호는 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 캡슐과 에어로졸 전달 장치에 대한 포브 형상(fob-shape) 구성을 개시하고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다. 전술한 문헌에 의해 개시된 다양한 재료는 다양한 구현예로 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 개시 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

본 발명의 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 또 다른 특징, 제어 또는 구성 요소는 Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호, Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호, Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, Hon의 미국 특허 제8,365,742호, Fernando 등의 미국 특허 제8,402,976호, Katase의 미국 특허 출원 공개 제2005/0016550호, Fernando 등의 미국 특허 제8,689,804호, Tucker 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0192623호, Leven 등의 미국 특허 제9,427,022호, Kim 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0180553호, Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0000638호, Novak 등의 미국 특허 출원 공개 제2014/0261495호, DePiano 등의 미국 특허 제9,220,302호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다.

도 1 내지 도 4는 비연소 가열 장치의 경우에 제어 본체와 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예를 도시한다. 전자 담배의 경우, 제어 본체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예에 대한 추가 상세는 위에 인용된 Sur 등의 미국 특허 출원 제15/916,834호뿐만 아니라, 2018년 3월 9일자로 Sur에 의해 출원된 미국 특허 출원 제15/916,696호에서 볼 수 있으며, 이는 또한 본 명세서에 참조로서 포함된다.

보다 구체적으로, 도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(102)와 에어로졸 소스 부재(104)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 기능적 관계에서 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은 에어로졸 전달 장치를 결합된 구성으로 도시한 반면, 도 2는 에어로졸 전달 장치를 분리된 구성으로 도시한다. 나사식 결합, 압입 결합(press-fit engagement), 억지 끼워맞춤(interference fit), 미끄럼 끼워맞춤(sliding fit), 자기 결합(magnetic engagement) 등의 다양한 메커니즘으로 에어로졸 소스 부재를 제어 본체에 연결할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102)에 삽입되도록 구성된 가열 단부(206)와, 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 흡입하는 마우스 단부(208)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 가열된 단부의 적어도 일부는 에어로졸 전구체 조성물(210)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 에어로졸 소스 부재(104) 또는 그 일부는 오버랩 재료(212)로 포장될 수 있으며, 이는 에어로졸 소스 부재에 대한 추가 구조 및/또는 지지를 제공하는 데 유용한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 오버랩 재료는 열의 전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있으며, 이는 종이나 셀룰로오스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수 있다. 또한 오버랩 재료는 섬유 재료 내에 삽입되거나 분산된 적어도 하나의 충진재(filler material)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 충진재는 불수용성 입자(water insoluble particle) 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 충진재는 무기 성분을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 오버랩은 하부의 벌크층과 같은 다층과 궐련의 전형적인 포장지와 같은 상부층으로 형성될 수 있다. 이러한 재료는, 예를 들어, 아마(flax), 대마(hemp), 사이잘(sisal), 볏짚(rice straw) 및/또는 에스파르토(esparto)와 같은 경량 "래그 섬유"를 포함할 수 있다. 오버랩은 또한 셀룰로오스 아세테이트와 같은 통상적인 담배의 필터 요소에 일반적으로 사용되는 재료를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(208)에서 오버랩의 초과 길이는 소비자의 입으로부터 에어로졸 전구체 조성물(210)을 간단히 분리하거나, 필터 재료의 배치를 위한 공간을 제공하거나, 이하에 설명된 바와 같이, 물품에 대한 흡입에 영향을 미치거나 흡입 동안 장치를 떠나는 증기나 에어로졸의 흐름 특성에 영향을 미치도록 기능할 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 오버랩 재료의 구성에 관한 추가 설명은 위에 인용된 Worm 등의 미국 특허 제9,078,473호에서 찾을 수 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물(210)과 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(208) 사이에 다른 부품이 존재할 수 있으며, 여기서, 마우스 단부는 필터(214)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물과 마우스 단부 사이에 공극(air gap), 공기 냉각용 상 변화 재료, 향미 방출 매체, 선택적 화학 흡착이 가능한 이온 교환 섬유, 여과재(filter medium)로서의 에어로겔 입자, 및 다른 적합한 재료 중 하나 또는 임의의 조합이 위치될 수 있다.

본 발명의 다양한 구현예는 에어로졸 전구체 조성물(210)을 가열하기 위해 전도성 히터를 사용한다. 전도성 히터는 에어로졸 소스 부재(104), 특히 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉하거나, 그에 근접하여 전기 저항 히터를 포함할 수 있다. 전기 저항 히터는 제어 본체 및/또는 에어로졸 소스 부재에 위치될 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 히터로서 작용하거나 기능을 용이하게 할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하는 구조, 또는 에어로졸 전구체 조성물에 매립되거나 또는 다른 방식으로 그 일부에 포함되는 복수의 비드나 입자를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)의 정면도를 도시하고, 도 4는 도 3의 에어로졸 전달 장치를 통한 단면도를 도시한다. 특히, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 결합 단부에 형성된 개구(318), 유량 센서(320)(예컨대, 퍼프 센서나 압력 스위치), 제어 부품(322)(예컨대, 처리 회로 등), 전원(324)(예컨대, 충전 가능 배터리, SSB 및/또는 충전 가능 슈퍼커패시터일 수 있는 배터리), 및 표시기(326)(예컨대, LED)를 포함하는 단부 캡을 포함하는 하우징(316)을 구성할 수 있다.

일 구현예에서, 표시기(326)는 하나 이상의 LED, 양자점 기반 LED 등을 포함할 수 있다. 표시기는, 예를 들어, 사용자가 제어 본체(102)에 연결된 에어로졸 소스 부재(104)를 흡입할 때, 유량 센서(320)에 의해 검출된 대로 제어 부품(322)과 통신하고 조명될 수 있다.

도시된 구현예의 제어 본체(102)는 에어로졸 소스 부재(104)의 에어로졸 전구체 조성물(210)을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 조립체(328)(개별적으로 또는 집합적으로 가열 조립체로 지칭됨)를 포함한다. 본 발명의 다양한 구현예의 가열 조립체는 다양한 형태를 취할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 특정 구현예에서, 가열 조립체는 외부 실린더(330)와 분할형 히터(332)를 포함하는 데, 해당 분할형 히터(332)는 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱(히터 프롱)과 같은 복수의 가열 소자(334)를 포함한다. 일부 예에서에서, 복수의 전기 전도성 프롱의 각 프롱은 분할형 히터의 복수의 가열 소자 중 하나의 가열 소자이다. 다른 예에서, 복수의 가열 소자는 에어로졸 소스 부재의 각각의 외부 표면 영역에 인접하게 위치될 수 있는 물리적으로 분리된 저항성 가열 소자이거나 이를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 가열 소자는 에어로졸 소스 부재의 각각의 섹션에서 국부화/지역화된 와전류를 생성할 수 있는 물리적으로 분리된 코일이거나 이를 포함할 수 있다.

복수의 가열 소자(334)가 복수의 히터 프롱인 예에서, 이들 히터 프롱은 외부 실린더(330)의 내부 표면을 따라 방사상 내측으로 연장될 수 있고, 이에 따라 에어로졸 전구체 조성물(210)을 따라 길이 방향으로 연장될 수 있다. 도시된 구현예에서, 외부 실린더는 외부 실린더 내의 가열 소자(예컨대, 히터 프롱)에 의해 생성된 열을 유지하고, 더 상세하게는 에어로졸 전구체 조성물 내에서 가열 소자에 의해 생성된 열을 유지하기 위해 스테인리스 스틸로 구성된 이중벽 진공관(double-walled vacuum tube)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 가열 소자는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 스틸, 황동, 청동, 흑연 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 가열 조립체(328)는 하우징(316)의 결합 단부에 근접하여 연장될 수 있고, 에어로졸 전구체 조성물(210)을 포함하는 에어로졸 소스 부재(104)의 가열 단부(206) 부분을 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 조립체는 일반적으로 관형 구성으로 한정될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분할형 히터(332)(예컨대, 복수의 가열 소자(334))는 수용 챔버(336)를 생성하기 위해 외부 실린더(330)에 의해 둘러싸여 있다. 다양한 구현예에서, 이러한 방식으로, 외부 실린더는 절연 중합체(예컨대, 플라스틱 또는 셀룰로스), 유리, 고무, 세라믹, 자기(porcelain), 이중벽 진공 구조(double-walled vacuum structure) 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 비전도성 절연 재료 및/또는 구조를 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 가열 조립체(328)의 하나 이상의 부분 또는 부품은 에어로졸 전구체 조성물(210)과 결합, 패키징 및/또는 일체화(예컨대, 내부에 매립됨)될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 에어로졸 전구체 조성물은 전술한 바와 같은 재료로 형성될 수 있고, 그 안에 혼합된 하나 이상의 전도성 재료를 포함할 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 접점은 에어로졸 전구체 조성물에 직접 연결될 수 있어서, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체(102)의 수용 챔버(336) 내로 삽입될 때, 접점이 전기 에너지 소스와 전기적으로 연결되도록 한다. 대안적으로, 접점은 전기 에너지 소스와 일체형일 수 있으며, 에어로졸 소스 부재(104)가 제어 본체의 수용 챔버 내로 삽입될 때, 접점이 에어로졸 전구체 조성물과 전기적으로 연결되도록 수용 챔버 내로 연장될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 전도성 재료가 존재하기 때문에, 전기 에너지 소스에서 에어로졸 전구체 조성물로 전력을 인가하면, 전류가 흘러 전도성 재료로부터 열이 생성된다. 따라서, 일부 구현예에서, 분할형 히터(332)는 에어로졸 전구체 조성물과 통합된 것으로 설명될 수 있다. 비제한적인 예로서, 흑연 또는 다른 적합한 전도성 재료는 분할형 히터를 매체와 통합하기 위해 에어로졸 전구체 조성물을 형성하는 재료와 혼합되거나, 거기에 내장되거나, 그렇지 않으면 직접 존재하거나 또는 재료 내부에 존재할 수 있다.

전술한 바와 같이, 예시된 구현예에서, 외부 실린더(330)는, 에어로졸 소스 부재(104)가 하우징(316) 내로 삽입될 때, 에어로졸 소스 부재의 적절한 위치 결정을 용이하게 하는 역할을 할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 가열 조립체(328)의 외부 실린더는 하우징에 대한 가열 조립체의 정렬을 제공하기 위해 하우징의 내표면과 결합될 수 있다. 이에 따라, 가열 조립체 사이의 고정된 연결으로 인해, 가열 조립체의 종축은 하우징의 종축에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 특히, 외부 실린더는 수용 챔버(336)를 생성하기 위해 하우징의 개구(318)로부터 수용 베이스(338)까지 연장될 수 있다.

에어로졸 소스 부재(104)의 가열 단부(206)는 제어 본체(102)에 삽입하기 위한 크기 및 형상으로 이루어진다. 다양한 구현예에서, 제어 본체의 수용 챔버(336)는 내부 표면 및 외부 표면으로 이루어진 벽에 의해 한정되는 것으로 특징화될 수 있으며, 내부 표면은 수용 챔버의 내부 용적을 한정한다. 예를 들어, 도시된 구현예에서, 외부 실린더(330)는 수용 챔버의 내부 용적을 한정하는 내부 표면을 정의한다. 예시된 구현예에서, 외부 실린더의 내경은 대응하는 에어로졸 소스 부재의 외경보다 약간 크거나 같을 수 있어(예컨대, 미끄럼 끼워맞춤을 생성하여) 외부 실린더가 에어로졸 소스 부재를 제어 본체에 대한 적절한 위치(예컨대, 측면 위치)로 안내하도록 구성된다. 따라서, 에어로졸 소스 부재의 최대 외경(또는 구현예의 특정 단면 형상에 따른 다른 치수)은 제어 본체에서 수용 챔버의 개구 단부의 벽의 내부 표면에서 내경(또는 다른 치수)보다 작도록 크기가 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 소스 부재가 수용 챔버에 꼭 맞도록 충분히 작을 수 있고, 마찰력은 에어로졸 소스 부재가 힘을 가하지 않고 이동되는 것을 방지한다. 다른 한편으로, 그 차이는 에어로졸 소스 부재에 과도한 힘을 가하지 않고도 수용 챔버 안팎으로 미끄러지도록 허용하기에 충분할 수 있다.

도시된 구현예에서, 제어 본체(102)는, 에어로졸 소스 부재(104)가 제어 본체에 삽입될 때, 분할형 히터(332)(예컨대, 가열 소자(334))가 적어도 에어로졸 소스 부재의 가열 단부(206)의 에어로졸 전구체 조성물(210) 일부의 대략적인 방사상 중심까지 연장되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 고체 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 가열 소자는 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉될 수 있다.

사용 중에, 소비자는 가열 조립체(328), 특히, 에어로졸 전구체 조성물(210)(또는 이의 특정층)에 인접하는 분할형 히터(332)의 가열을 시작한다. 에어로졸 전구체 조성물의 가열은 에어로졸 소스 부재(104) 내의 흡입 가능한 물질을 방출하여 흡입 가능한 물질을 산출한다. 소비자가 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(208)를 흡입할 때, 공기는 제어 본체(102)의 개구나 구멍과 같은 공기 흡입구(340)를 통해 에어로졸 소스 부재로 흡입된다. 흡입된 공기와 방출된 흡입 가능한 물질의 조합은 흡입된 물질이 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부를 빠져 나가면서 소비자에 의해 흡입된다. 일부 구현예에서, 가열을 시작하기 위해 소비자는 푸시 버튼이나 유사한 부품을 수동으로 작동시켜 가열 조립체의 분할형 히터가 배터리나 다른 에너지 소스로부터 전기 에너지를 수신하도록 한다. 전기 에너지는 사전 결정된 시간 동안 공급되거나 수동으로 제어될 수 있다.

일부 구현예에서, 전기 에너지의 흐름은 (에너지 흐름이 주변 온도보다 더 높은 기준 온도(예컨대, 활성 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도)를 유지하기 위해 진행될 수 있지만) 장치(100)의 퍼프 사이에서 실질적으로 진행되지 않는다. 그러나, 도시된 구현예에서, 가열은 유량 센서(320)와 같은 하나 이상의 센서를 사용하여 소비자의 퍼핑 동작에 의해 시작된다. 퍼핑이 중단되면, 가열이 중단되거나 감소될 것이다. 소비자가 충분한 양의 흡입 가능한 물질(예컨대, 전형적인 흡연 경험과 동일하게 충분한 양)을 방출할 수 있도록 충분한 수의 퍼핑을 취한 경우, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102)로부터 제거되어 폐기될 수 있다. 일부 구현예에서, 용량성 감지 요소 및 다른 센서와 같은 추가 감지 요소는 본 명세서에 참조로 포함되는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제15/707,461호에서 설명된 바와 같이 사용될 수 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 튜브 형상과 같은 적절한 형태를 형성 및 유지하고, 에어로졸 전구체 조성물 (210)을 그 내부에 유지하는 데 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 에어로졸 소스 부재는 일부 구현예에서는 단일 벽으로 다른 구현예에서는 다중 벽으로 형성될 수 있고, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 적어도 전기 가열 소자에 의해 제공되는 가열 온도인 온도에서 구조적 무결성을 유지하기 위해(예컨대, 열화되지 않음) 내열성 재료(천연 또는 합성)로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서는 내열성 폴리머가 사용될 수 있지만, 다른 구현예에서는 에어로졸 소스 부재가 실질적으로 스트로우 형상(straw-shaped)인 종이와 같은 종이로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 에어로졸 소스 부재는 이를 통한 증기의 이동을 실질적으로 방지하기 위해 그 기능과 연관된 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 알루미늄 호일층은 에어로졸 소스 부재의 한 표면에 적층될 수 있다. 세라믹 재료도 사용할 수 있다. 추가 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물로부터 열을 불필요하게 멀리 이동시키지 않도록 절연 재료가 사용될 수 있다. 위에 설명된 기능을 제공하는 데 사용되거나 위에 언급된 재료와 부품의 대안으로 사용될 수 있는 부품 및 재료에 대한 추가의 예시적인 유형은 Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/00186757호 및 Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/00186757호, 및 Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제2011/0041861호에 명시된 유형일 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함된다.

도시된 구현예에서, 제어 본체(102)는 분할형 히터(332)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 장치(100)의 다양한 기능을 제어하는 제어 부품(322)을 포함한다. 예를 들어, 제어 부품은 전기 전도성 와이어(도시되지 않음)에 의해 전원(324)에 연결된 처리 회로(여기에 추가로 설명된 추가 부품에 연결될 수 있음)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 처리 회로는 가열 조립체(328), 특히 가열 소자(334)가 전기 에너지를 공급받아 소비자가 흡입할 흡입 가능한 물질을 방출하기 위해 에어로졸 전구체 조성물(210)을 가열하는 시기 및 방법을 제어할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제어는, 위에서 더 자세히 설명된 바와 같이, 유량 센서(320)에 의해 활성화될 수 있다.

도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 도시된 구현예의 가열 조립체(328)는 외부 실린더(330)와, 외부 실린더(330)를 따라 연장되는 분할형 히터(332)(예컨대, 복수의 가열 소자(334))를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물(210)이 고체 또는 반고체를 포함하는 도시된 구현예와 같은 일부 구현예에서, 복수의 가열 소자는, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체(102)에 삽입될 때, 에어로졸 소스 부재(104)의 가열 단부(206)에 포함된 에어로졸 전구체 조성물 내로 침투하도록 구성된다. 이러한 구현예에서, 가열 소자를 포함하는 가열 조립체의 하나 이상의 부품은 비점착성 재료(non-stick material) 또는 점착 방지 재료(stick-resistant material), 예를 들어, 특정 알루미늄, 구리, 스테인리스강, 탄소강 및 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 가열 소자를 포함하는 가열 조립체의 하나 이상의 부품은, 예를 들어, Teflon^®과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene) 코팅을 포함하는 비점착성 코팅 또는 점착 방지 에나멜 코팅과 같은 기타 코팅, 또는 Greblon^® 또는 Thermolon^™과 같은 세라믹 코팅, 또는 Greblon^®, 또는 Thermolon^™과 같은 세라믹 코팅을 포함할 수 있다.

또한, 도시된 구현예에서, 외부 실린더(330)를 따라 실질적으로 균등하게 분포된 복수의 가열 요소(334)가 있지만, 다른 구현예에서, 임의의 다른 적절한 공간 구성과 함께 2개 정도로 적은 것을 포함하여 임의 수의 히터 프롱이 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 다양한 구현예에서 가열 소자의 길이는 가변일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 가열 소자는 작은 돌출부를 포함할 수 있는 반면, 다른 구현예에서, 가열 소자는 최대 약 25%, 최대 약 50%, 최대 약 75%, 및 최대 대략 외부 실린더의 전체 직경을 포함하는 외부 실린더 직경의 임의의 부분을 연장할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 가열 조립체(328)는 다른 구성을 취할 수 있다. 상술한 내용에 따라 본 발명에서 사용하기 위해 조정될 수 있는 다른 히터 구성의 예는 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호, Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호, Deevi 등의 미국 특허 제5,224,498호, Sprinkel Jr. 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, Das 등의 미국 특허 제5,498,850호, Das 등의 미국 특허 제5,659,656호, Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호, Hajaligol 등의 미국 특허 제5,530,225호, Hajaligol 등의 미국 특허 제5,665,262호, Das 등의 미국 특허 제5,573,692호 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에서 찾을 수 있고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다. 본 발명에 사용하기 위해 채택될 수 있는 또 다른 히터 구성의 또 다른 예는 본 명세서에 참고로 포함되는 Reevell의 PCT 특허 출원 공개 WO2017/153467에서 찾을 수 있다.

다양한 구현예에서, 제어 본체(102)는 내부에 공기 흡입구(340)(예컨대, 하나 이상의 개구나 구멍)를 포함하여 수용 챔버(336)의 내부로 주변 공기의 유입을 허용할 수 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서 수용 베이스(338)는 공기 흡입구도 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 소비자가 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부를 흡입할 때, 공기는 제어 본체 및 수용 베이스의 공기 흡입구를 통해 수용 챔버로 흡입되고, 에어로졸 소스 부재로 통과할 수 있으며, 소비자에 의한 흡입을 위해 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 전구체 조성물 (210)을 통해 흡입될 수 있다. 일부 구현예에서, 흡입된 공기는 선택적 필터(214)를 거쳐 흡입 가능한 물질을 운반하고, 에어로졸 소스 멤버의 마우스 단부(208)의 개구로부터 빠져나간다. 에어로졸 전구체 조성물 내부에 위치된 분할형 히터(332)와 함께, 가열 소자(334)가 활성화되어 에어로졸 전구체 조성물을 가열하고 에어로졸 소스 부재를 통한 흡입 가능한 물질의 방출을 야기할 수 있다.

에어로졸 전달 장치, 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재의 다른 구현예는 위에서 인용된 Sur 등의 미국 특허 출원 제15/916,834호 및 Sur의 미국 특허 출원 제15/916,696호에 설명되어 있다.

전술한 바와 같이, 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 장치는 전자 담배 또는 비연소 가열 장치의 맥락에서, 또는 심지어 양쪽 모두의 기능을 포함하는 장치의 경우에도 회로를 포함할 수 있다. 도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 회로도이다. 보다 구체적으로, 도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일부 예시적인 구현예에 따른 비연소 가열 장치의 맥락에서 위에서 도시되고 설명된 에어로졸 전달 장치(100)의 회로도이다. 회로도는 전자 담배의 맥락에서 에어로졸 전달 장치에 동일하게 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 회로도에 도시된 회로는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 것과 같은 추가 부품을 포함하여 다양한 예시적인 구현예에서 추가적이거나 대안적인 부품을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치(100)는 개별적으로 가열하여 에어로졸 전구체 조성물(210)의 성분을 기화시킬 수 있는 복수의 가열 소자(334)를 포함하는 분할형 히터(332)를 포함한다. 에어로졸 전달 장치는 또한 분할형 히터의 복수의 가열 소자에 개별적으로 제어 가능하게 전력을 공급하도록 연결되고 구성된 제어 부품(322)을 포함한다. 또한 도시된 바와 같이, 제어 부품은 분할형 히터에 연결된 로직 회로(502)를 포함하고, 이는 데이터 입력단(504) 및 복수의 출력단(506)을 포함하며, 각 출력단은 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 각각에 연결된다.

제어 부품(322)은 또한 각각 제 1 값 및 제 2 값을 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로서 로직 신호(510)를 생성하도록 구성된 프로세서(508)를 포함한다. 일부 예에서, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 이진수 1 및 이진수 0과 같은 이진수 값이다. 다른 예에서, 값은 base-8(8진수 값), base-10(10진수 값) 또는 base-16(16진수 값)과 같이 base-2 이외의 기준을 갖는 숫자 체계의 값 또는 BCD(Binary-coded decimal)와 같은 다른 숫자의 인코딩 값일 수 있다. 프로세서는 로직 회로(502)의 데이터 입력단(504)에 적어도 제 1 값을 포함하는 로직 신호를 제공하도록 연결되고 구성되며, 로직 회로가 제 1 값을 제공하도록 하여 로직 회로의 복수의 출력단(506)의 하나 이상의 출력단에 고전압 레벨을 제공한다. 이에 따라, 프로세서는 분할형 히터(332)의 복수의 가열 소자(334)의 각각의 하나 이상의 가열 소자에 전력을 공급하여 가열하고 그에 따라 에어로졸 전구체 조성물(210)의 성분을 기화시키고, 동시에 복수의 가열 소자의 임의의 다른 가열 소자는 전력이 공급되지 않도록 구성된다.

일부 예에서, 에어로졸 전달 장치(100)는 복수의 출력단(506)에 연결되고 분할형 히터(332)의 복수의 가열 소자(334)의 가열 소자에 대한 전압 또는 전류를 측정하도록 구성된 감지 저항과 같은 센서(512)(또는 하나 이상의 센서)를 더 포함한다. 이 센서는 프로세서(508)의 안전 기능을 활성화하여 전압 또는 전류의 서지로 인한 에어로졸 전달 장치의 손상을 방지하고 장치의 추가 개발이나 디버깅을 가능하게 할 수 있다.

도 6은 로직 회로(502)가 데이터 입력단(504) 및 복수의 출력단(506)을 포함하고 하나 이상의 선택 입력단(604)을 더 포함하는 디멀티플렉서(602)인 예를 도시한다. 이 예에서, 프로세서(508)는 선택 입력단(들)에 추가로 연결되고 선택 입력단(들)을 통해 디멀티플렉서의 출력단(들)을 선택하도록 구성되어 디멀티플렉서가 제 1 값을 제공하고 이에 따라 출력단(들)에서 고전압 레벨을 제공하게 한다. 일부 추가 예에서, 프로세서는 출력단(들) 중 하나만 선택하여 디멀티플렉서가 제 1 값을 제공하고 이에 따라 출력단(들) 중 하나에만 고전압 레벨을 제공하도록 구성된다. 일부 예에서, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 이진수 값이고, 복수의 가열 소자(334)는 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이다. 출력단(들)을 선택하기 위해, 프로세서는 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 이진수 2ⁿ를 선택 입력단(들)에 제공하여 복수의 출력단 중 개별 출력단을 각각 정의된 시간 간격 동안 순서대로 선택하도록 구성될 수 있다.

도 7은 로직 회로(502)가 데이터 입력단(504)과 복수의 출력단(506)을 포함하고, 래치 입력단(704)을 더 포함하는 래칭된 SIPO(Serial-In Parallel-Out) 시프트 레지스터(702)인 예를 도시한다. 이 예에서, 로직 신호(510)는 각각이 제 1 값이나 제 2 값을 갖는 디지트(digit)를 나타낸다. 로직 신호를 제공하기 위해, 프로세서(508)는 데이터 입력단에 순차적으로 디지트를 제공하도록 구성될 수 있다. 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 반응하여, 제 1 값을 갖는 디지트 중 하나 이상을 포함하여 복수의 출력단에서 동시에 디지트를 병렬로 제공함으로써 고전압 레벨이 출력단(들)에 제공되도록 할 수 있다. 일부 추가 예에서, 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 동시에 병렬로 제공하도록 응답하는 디지트들은 제 1 값을 갖는 하나의 디지트를 포함한다. 위에서 설명한 것과 유사하게, 복수의 가열 소자가 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자인 일부 예에서, 디지트는 각각 이진수 값인 제 1 값 또는 제 2 값을 각각 갖는 비트이다. 여기서, 디지트를 제공하기 위해, 프로세서는 각각 정의된 시간 간격 동안 이진수 2ⁿ을 순차적으로, n = 1, 2, 3, … N의 순서로 나타내는 비트를 제공하도록 구성될 수 있다.

로직 회로(502)가 SIPO 시프트 레지스터(702)이고 디지트가 각각 제 1 값(예컨대, 이진수 1) 또는 제 2 값(예컨대, 이진수 0)을 갖는 비트인 구현예를 추가로 도시하기 위해, 분할형 히터(332)가 8개의 가열 소자(334)를 포함하고, SIPO 시프트 레지스터가 대응하는 8개의 출력단(506)을 포함하는 예를 고려한다. SIPO 시프트 레지스터는 시프트 레지스터로 비트를 클록하는 클록 입력을 포함할 수 있다. 8비트는 시프트 레지스터에 래칭된 다음 병렬로 동시에 출력단될 수 있다. SIPO 시프트 레지스터는 또한 직접적으로 또는 전원으로부터 전압을 각각 강압 또는 승압하도록 구성된 벅(buck) 또는 부스트(boost) 컨버터를 통해 전원(324)으로부터 5볼트(V)로 공급되는 전압 입력을 포함할 수 있다. SIPO 시프트 레지스터의 접지는 프로세서(508)의 접지에 연결될 수 있다.

프로세서(508)는 병렬 출력단(506)의 값을 설정하기 위해 8비트값의 시퀀스를 제공하도록 구성될 수 있다. 시퀀스는 분할형 히터(332)의 다양한 가열 소자(334)로의 공급 전압이다. 적합한 시퀀스의 일 예는 2초 동안 제 1 가열 소자에 전원을 공급하기 위한 고전압 레벨(5V)의 경우 이진수 1이고(다른 가열 소자에는 전원이 공급되지 않음), 그런 다음 2초 동안 제 2 가열 소자에 전원을 공급하기 위한 고전압 레벨의 경우 이진수 1이며(다른 가열 소자에는 전원이 공급되지 않음), 2초 동안 마지막 가열 소자까지 계속한다. 이 시퀀스는 에어로졸 전달 장치(100)의 퍼프 사이에 중단될 수 있다. 따라서 프로세서는 프로세서가 시퀀스를 단계별로 진행함에 따라 증가 또는 감소되는 카운트를 유지할 수 있으며, 이는 프로세서가 단순히 제 1 가열 소자로 재설정하는 대신 퍼프상의 시퀀스의 다음 가열 소자부터 시작할 수 있도록 한다. 프로세서는 모든 가열 소자를 통과한 후에 제 1 가열 소자로 재설정할 수 있다. 도 8은 다음과 같은 8비트값 시퀀스에 대한 SIPO 시프트 레지스터의 출력단에서의 전압을 나타낸다.

10000000

01000000

00100000

00010000

00001000

00000100

00000010

00000001

전술한 바와 같이, 전술한 회로는 전자 담배나 비연소 가열 장치의 맥락에서 에어로졸 전달 장치에 적용할 수 있으며, 또는 양쪽 기능을 모두 포함하는 장치의 경우에도 적용할 수 있다. 전자 담배의 맥락에서, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체 및 카트리지를 포함할 수 있다. 카트리지는 다양한 저장소에서 동일하거나 상이할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 액체 에어로졸 전구체 조성물)을 보유하도록 구성된 복수의 저장소를 둘러싸는 하우징(때때로 카트리지 쉘이라고도 함)으로 형성될 수 있다. 각각의 저장소는 또한 분할형 히터의 복수의 가열 소자 중 가열 소자의 각각을 포함한다. 다양한 구성에서, 이 구조는 탱크로 지칭될 수 있고, 따라서, 용어 "카트리지", "탱크" 등은 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장조를 둘러싸고, 분할형 히터의 가열 소자를 포함하는 쉘이나 다른 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수 있다.

도 9는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구조화된 하우징과, 다양한 예시적인 구현예에 따라, 개별적으로 전력을 공급하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화할 수 있는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터를 포함하는 에어로졸 전달 장치를 제어하는 방법(900)의 다양한 작동을 나타내는 흐름도이다. 블록 902에 도시된 바와 같이, 방법은 각각 제 1 값 및 제 2 값을 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로서 로직 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 블록 904에 도시된 바와 같이, 적어도 제 1 값을 포함하는 로직 신호를 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하는 로직 회로의 데이터 입력단에 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 각각의 출력단은 분할형 히터의 복수의 가열 소자의 각각에 연결된다. 이 방법은 또한 로직 회로가 제 1 값을 제공하고 이에 따라 로직 회로의 복수의 출력단 중 하나 이상의 출력단에서 고전압 레벨을 제공하게 하는 단계와, 이에 따라 분할형 히터의 복수의 가열 소자 중 각각 하나 이상의 가열 소자에 전원을 공급 - 동시에 복수의 가열 소자 중 임의의 다른 가열 소자는 전원이 차단됨 - 하여 가열함으로써 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 단계를 포함한다.

상술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 잇점을 갖는 것을 포함하는 본 발명에 대한 여러 수정예 및 다른 구현예는 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 구현예에 한정되지 않아야 하며, 해당 수정예 및 그 밖의 구현예는 첨부된 청구항들의 범주 내에 포함되도록 의도되는 것임을 이해해야 한다. 특정 용어가 본 명세서에서 채용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 기술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (21)

1. 에어로졸 전달 장치로서,
   에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과,
   개별적으로 전력을 공급하여 가열함으로써 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터, 및
   상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자에 개별적으로 제어 가능하게 전력을 공급하도록 연결 및 구성되는 제어 부품을 포함하되,
   상기 제어 부품은,
   상기 분할형 히터에 연결된 로직 회로 - 상기 로직 회로는, 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하며, 상기 복수의 출력단 각각은 상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자의 각각에 연결됨 - 와,
   제 1 값과 제 2 값을 각각 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로 로직 신호를 생성하도록 구성된 프로세서 - 상기 프로세서는, 적어도 상기 제 1 값을 포함하는 상기 로직 신호를 상기 로직 회로의 상기 데이터 입력단에 제공하고 상기 로직 회로가 상기 제 1 값을 제공하도록 하여 상기 로직 회로의 상기 복수의 출력단 중 하나 이상의 출력단에서 상기 고전압 레벨을 제공하도록 연결 및 구성되며, 이에 따라 상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자 중 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함에 따라 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키고, 동시에 상기 복수의 가열 소자 중 임의의 다른 가열 소자에는 전력을 공급하지 않음 - 를 포함하는,
   에어로졸 전달 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어로졸 전구체 조성물은 액체이거나, 고체 또는 반고체(semi-solid)인,
   에어로졸 전달 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 가열 소자는, 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱(prong)인,
   에어로졸 전달 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 에어로졸 전구체 조성물은, 고체나 반고체이고,
   상기 복수의 전기 전도성 프롱은, 물리적으로 분리되고 상기 고체나 반고체를 따라 길이 방향으로 이격되는,
   에어로졸 전달 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 로직 회로는, 상기 데이터 입력단 및 상기 복수의 출력단을 포함하고, 하나 이상의 선택 입력단을 더 포함하는 디멀티플렉서이고,
   상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 선택 입력단에 추가로 연결되고, 상기 하나 이상의 선택 입력단을 통해, 상기 디멀티플렉서의 상기 하나 이상의 출력단을 선택함에 따라 상기 디멀티플렉서가 상기 제 1 값을 제공하여 상기 하나 이상의 출력단에서 상기 고전압 레벨을 제공하도록 구성되는,
   에어로졸 전달 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 출력단 중 하나만을 선택하여 상기 디멀티플렉서가 상기 제 1 값을 제공함으로써, 상기 하나 이상의 출력단 중 하나에서만 상기 고전압 레벨을 제공하도록 구성되는,
   에어로졸 전달 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 값 및 상기 제 2 값은 각각 이진수 값이고,
   상기 복수의 가열 소자는, n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이며,
   상기 하나 이상의 출력단을 선택하도록 구성된 상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 선택 입력단에 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 이진수 2ⁿ을 제공함에 따라 상기 복수의 출력단 중 개별 출력단을 각각 정의된 시간 간격 동안 순서대로 선택하도록 더 구성되는,
   에어로졸 전달 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 로직 회로는, 래칭된 SIPO(Serial-In Parallel-Out) 시프트 레지스터이고,
   상기 로직 신호는, 각각이 상기 제 1 값 또는 상기 제 2 값을 갖는 디지트(digit)를 나타내며,
   상기 로직 신호를 제공하도록 구성되는 상기 프로세서는, 상기 디지트를 상기 데이터 입력단에 순차적으로 제공하도록 더 구성되어, 상기 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 응답하여 상기 복수의 출력단에서 병렬로 상기 디지트 - 상기 제 1 값을 갖는 상기 디지트의 하나 이상을 포함함 - 를 동시에 제공함에 따라 상기 고전압 레벨이 상기 하나 이상의 출력단에서 제공되는,
   에어로졸 전달 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 동시에 병렬로 제공하도록 응답하는 상기 디지트는, 상기 제 1 값을 갖는 하나의 디지트만을 포함하는,
   에어로졸 전달 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 디지트는, 각각 이진수 값인 상기 제 1 값 또는 상기 제 2 값을 각각 갖는 비트이고,
    상기 복수의 가열 소자는, n = 1, 2, 3, … N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이며,
    상기 디지트를 제공하도록 구성되는 상기 프로세서는, 각각 정의된 시간 간격 동안 이진수 2ⁿ을 나타내는 비트를 순차적으로 또한 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 제공하도록 구성되어 있는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 출력단에 연결되고 상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자의 가열 소자에 대한 전압 또는 전류를 측정하도록 구성된 센서
    를 더 포함하는 에어로졸 전달 장치.
12. 에어로졸 전달 장치의 제어 방법으로서,
    상기 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과, 개별적으로 전력을 공급하여 가열함으로써 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시킬 수 있는 복수의 가열 소자를 포함하는 분할형 히터를 포함하고,
    상기 방법은,
    각각 제 1 값 및 제 2 값을 나타내는 고전압 레벨과 저전압 레벨 사이를 스위칭하는 파형으로서 로직 신호를 생성하는 단계와,
    적어도 상기 제 1 값을 포함하는 상기 로직 신호를 데이터 입력단 및 복수의 출력단을 포함하는 로직 회로의 상기 데이터 입력단에 제공하는 단계 - 상기 복수의 출력단의 각각은, 상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자의 각각에 연결됨 - , 및
    상기 로직 회로가 상기 제 1 값을 제공하여 상기 로직 회로의 상기 복수의 출력단 중 하나 이상의 출력단에서 상기 고전압 레벨을 제공함에 따라 상기 분할형 히터의 상기 복수의 가열 소자 중 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키고, 동시에 복수의 가열 소자 중 임의의 다른 가열 소자는 전원이 차단되는 단계
    를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은, 상기 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써 액체, 또는 고체나 반고체(semi-solid)인 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은 상기 복수의 가열 소자 - 상기 복수의 가열 수자는 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱(prong)임 - 의 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하는 것은, 상기 하나 이상의 가열 소자의 각각에 전력을 공급하여 가열함으로써, 고체나 반고체인 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키는 것을 포함하고,
    상기 복수의 전기 전도성 프롱은, 물리적으로 분리되고 상기 고체나 반고체를 따라 길이 방향으로 이격되는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 로직 회로는 상기 데이터 입력단 및 상기 복수의 출력단을 포함하고, 하나 이상의 선택 입력을 더 포함하는 디멀티플렉서이고,
    상기 방법은, 상기 하나 이상의 선택 입력단을 통해, 상기 디멀티플렉서의 상기 하나 이상의 출력단을 선택하여 상기 디멀티플렉서가 상기 제 1 값을 제공함에 따라 상기 하나 이상의 출력단에서 상기 고전압 레벨을 제공하는 단계를 더 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 출력단을 선택하는 것은, 상기 하나 이상의 출력단 중 하나만을 선택하여 상기 디멀티플렉서가 상기 제 1 값을 제공함으로써, 상기 하나 이상의 출력단 중 하나에서만 상기 고전압 레벨을 제공하는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 값 및 상기 제 2 값은 각각 이진수 값이고,
    상기 복수의 가열 소자는, n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이며,
    상기 하나 이상의 출력단을 선택하는 것은, 상기 하나 이상의 선택 입력단에 n = 1, 2, 3,… N의 순서로 이진수 2ⁿ을 제공함에 따라 상기 복수의 출력단 중 개별 출력단을 각각 정의된 시간 간격 동안 그 순서로 선택하는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
19. 제 12 항에 있어서,
    상기 로직 회로는, 래칭된 SIPO(serial-in parallel-out) 시프트 레지스터이고,
    상기 로직 신호는 각각이 상기 제 1 값 또는 상기 제 2 값을 갖는 디지트(digit)를 나타내며,
    상기 로직 신호를 제공하는 것은 상기 디지트를 상기 데이터 입력단에 순차적으로 제공하는 것을 포함하고, 상기 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 이에 응답하여 상기 복수의 출력단에서 병렬로 상기 디지트 - 상기 제 1 값을 갖는 상기 디지트의 하나 이상을 포함함 - 를 동시에 제공함에 따라 상기 고전압 레벨이 상기 하나 이상의 출력단에서 제공되는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 래칭된 SIPO 시프트 레지스터가 동시에 병렬로 제공하도록 응답하는 상기 디지트는, 상기 제 1 값을 갖는 하나의 디지트만을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 디지트는 각각 이진수 값인 상기 제 1 값 또는 상기 제 2 값을 각각 갖는 비트이고,
    상기 복수의 가열 소자는, n = 1, 2, 3,… N의 순서로 배열된 N개의 가열 소자이며,
    상기 디지트를 제공하는 것은, 각각 정의된 시간 간격 동안, 수 2ⁿ을 나타내는 비트를 순차적으로 n = 1, 2, 3, … N의 순서로 제공하는 것을 포함하는,
    에어로졸 전달 장치의 제어 방법.

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