KR20210039473A - 충전 회로를 포함하는 에어로졸 전달 장치 - Google Patents

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KR20210039473A
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Abstract

에어로졸 전달 장치가 제공되며, 이 에어로졸 전달 장치는, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과, 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성된 가열 요소와, 가열 요소를 포함하는 부하에 연결되어 이 부하에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는 전원과, 전원에 결합되어 이 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함한다. 이 충전 회로는 전원을 충전할 수 있는 전력 공급부에 충전 회로를 연결하도록 구성된 전기 커넥터와, 전원과 전력 공급부 사이에서 이들에 결합되고, 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택적으로 복수의 모드 중 하나에서, 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된 벅-부스트 충전 제어기를 포함한다.

Description

충전 회로를 포함하는 에어로졸 전달 장치
본 개시는 전자 담배 및 가열-불연소(heat-not-burn) 담배와 같은 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 사람이 소비하기 위한 흡입가능 물질을 형성하기 위해 담배로부터 제조 또는 파생되거나 그렇지 않으면 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성될 수 있다.
담배를 연소시키는 것에 기초한 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 수년 동안 많은 흡연 물품이 제안되었다. 대안의 예는 고체 또는 액체 연료를 연소시켜 담배에 열을 전달하거나 화학 반응을 사용하여 그러한 열원을 제공하는 장치를 포함한다. 예는 Worm 등의 미국 특허 제9,078,473호에 기술된 흡연 물품을 포함하며, 이는 본원에 참고로 포함된다.
흡연 물품에 대한 개선 또는 대안의 요점은 일반적으로 많은 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않고 담배, 시가 또는 파이프 흡연과 관련된 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 전기 에너지를 사용하여 휘발성 물질을 기화 또는 가열하거나, 담배를 현저히 태우지 않고 담배, 시가 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 수 많은 흡연 제품, 향료 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 대체 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 열 발생원을 참조하며, 이들은 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 예를 들어, 본원에서 참조로서 포함되는 Bless 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0220232호에서 브랜드 이름 및 상업적 소스로 참조되는 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전기식 열 발생원을 참조한다. 브랜드 이름 및 상업적 소스로 참조되는 추가 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전기식 열 발생원은 본원에서 참조로서 포함되는 DePiano 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0245659호에 나열되어 있다. 설명되었고 일부 경우에 상업적으로 입수가능하게 된 다른 대표적인 담배 또는 흡연 물품은 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호, Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호, Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호, Counts 등의 미국 특허 제5,388,594호, 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, Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Hamano의 미국 특허 제7,896,006호, Shayan의 미국 특허 제6,772,756호, Hon의 미국 특허 출원 공개 제2009/0095311호, Hon의 미국 특허 출원 공개 제2006/0196518호, 제2009/0126745호, 및 2009/0188490호, Thorens 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/0272379호, Monsees 등의 미국 특허 출원 공개 제2009/020641호 및 제2009/0260642호, Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호, Wang의 미국 특허 출원 공개 제2010/0307518호, Hon의 PCT 특허 출원 공개 제WO/2010/091593호에 개시된 것을 포함하며, 이들 특허 문헌은 모두 본 명세서에서 참고로 포함된다.
전통적인 유형의 담배, 시가 또는 파이프의 많은 속성을 닮은 대표적인 제품은 필립 모리스사의 ACCORD®; InnoVapor LLC의 ALPHA™, JOYE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes의 CIRRUS™ 및 FLING™; Fontem Ventures B.V.의 BLU™; EPUFFER® International Inc.의 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.의 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING®; Egar Australia의 EGAR™; Joyetech의 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd의 ELUSION™; Eonsmoke LLC의 EONSMOKE®; FIN Branding Group, LLC의 FINTM; Green Smoke Inc. USA의 SMOKE®; Greenarette LLC의 GREENARETTE™; SMOKE STIK®의 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.의 HEATBAR™; Crown7의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology의 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.의 LUCI®; Nicotek, LLC의 METRO®; Sottera, Inc.의 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC의 NO. 7™; PremiumEstore LLC의 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTETM; Ruyan America, Inc.의 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC의 RED DRAGON™; Ruyan Group(Holdings) Ltd.의 RUYAN®; Smoker Friendly International, LLC의 SF®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.의 GREEN SMART SMOKER®; Coastline Products LLC의 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.의 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC의 V2CIGS™; VaporNine LLC의 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.의 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC의 VEPPO™; R. J. Reynolds Vapor Company의 VUSE®; Mistic Ecigs의 MISTIC MENTHOL 제품; CN Creative Ltd의 VYPE 제품; Philip Morris International의 IQOS™; British American Tobacco의 GLO™; Nu Mark LLC의 MARK TEN 제품; 그리고 Juul Labs, Inc.의 JUUL 제품으로 판매되었다. 다른 전기 구동식 에어로졸 전달 장치, 특히 소위 전자 담배로 특성화된 장치는 COOLER VISIONS™, DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP® 및 SOUTH BEACH SMOKE™라는 상표명으로 판매되었다. 그러나, 장치의 유용성을 확장할 수 있는 것과 같이 개선된 전자 장치를 가진 에어로졸 전달 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시는 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 전달 장치에 관한 것으로, 이 에어로졸 전달 장치는 일부 구현에서 전자 담배 또는 가열-불연소 담배로 지칭될 수 있다. 본 개시는 제한없이 다음의 예시적인 구현예를 포함한다.
예시적인 구현예 1: 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과, 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성된 가열 요소와, 가열 요소를 포함하는 부하에 연결되어 이 부하에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는 전원과, 전원에 결합되어 이 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하되, 이 충전 회로는 전원을 충전할 수 있는 전력 공급부에 충전 회로를 연결하도록 구성된 전기 커넥터와, 전원과 전력 공급부 사이에서 이들에 결합되고, 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택적으로 복수의 모드 중 하나에서, 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된 벅-부스트 충전 제어기를 포함한다.
예시적인 구현예 2: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 전원은 복수의 배터리 또는 배터리 셀을 포함한다.
예시적인 구현예 3: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 복수의 배터리 또는 배터리 셀은 전력 공급부로부터의 출력 전류가 흐르게 하는 복수의 경로를 형성하도록 연결되되, 출력 전류는 복수의 경로의 각 경로를 통과하는 전류의 합이 되도록 한다.
예시적인 구현예 4: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀은 하나 이상의 리튬 이온, 리튬 철 포스페이트, 수퍼퍼커패시터 또는 고체 상태 배터리 또는 배터리 셀을 포함한다.
예시적인 구현예 5: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 전력 공급부는 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터를 포함하고, 벅-부스트 충전 제어기가 전력 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터로부터의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 6: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하되, 이 보호 회로는 전기 커넥터와 전원 사이에서 이들에 결합되고, 전기 커넥터가 전력 공급부에 연결되어 있을 때 전력 공급부의 과전류 상태로부터 전원을 보호하도록 구성된다.
예시적인 구현예 7: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 보호 회로는 전력 공급부가 과전류 상태일 때 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 스위치를 포함한다.
예시적인 구현예 8: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 벅-부스트 충전 제어기가 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 전원이 전력 공급부로부터 충전되는 경우 전원의 단자 전압이 임계 전압 아래로 떨어질 때 출력 전류를 최대 전류로 제한하는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 9: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 또는 고체 또는 반고체이다.
예시적인 구현예 10: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 에어로졸 전달 장치는, 가열 요소에 결합되고 일정한 전력을 가열 요소에 출력하도록 구성된 비-반전 단위 이득 연산 증폭기를 더 포함한다. 이 연산 증폭기는 감쇠될 수 있는 신호를 증폭하는 버퍼로서 역할을 한다. 일반적으로, 단위 이득은 설계되지만 신호 감쇠에 따라 이득은 1보다 클 수 있다.
예시적인 구현예 11: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 복수의 모드는 벅 모드, 부스트 모드 또는 벅-부스트 모드 중 둘 이상을 포함한다.
예시적인 구현예 12: 에어로졸 전달 장치를 위한 제어 본체로서, 이 제어 본체는, 가열 요소 또는 가열 요소를 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자- 가열 요소는 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성됨 -와, 가열 요소를 포함하는 부하에 연결되어 이 부하에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는 전원과, 전원에 결합되어 이 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하되, 이 충전 회로는 전원을 충전할 수 있는 전력 공급부에 충전 회로를 연결하도록 구성된 전기 커넥터와, 전원과 전력 공급부 사이에서 이들에 결합되고, 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택적으로 복수의 모드 중 하나에서, 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된 벅-부스트 충전 제어기를 포함한다.
예시적인 구현예 13: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 전원은 복수의 배터리 또는 배터리 셀을 포함한다.
예시적인 구현예 14: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 복수의 배터리 또는 배터리 셀은 전력 공급부로부터의 출력 전류가 흐르게 하는 복수의 경로를 형성하도록 연결되되, 출력 전류는 복수의 경로의 각 경로를 통과하는 전류의 합이 되도록 한다.
예시적인 구현예 15: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀은 하나 이상의 리튬 이온, 리튬 철 포스페이트, 또는 고체 상태 배터리 또는 배터리 셀을 포함한다.
예시적인 구현예 16: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 전력 공급부는 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터를 포함하고, 벅-부스트 충전 제어기가 전력 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터로부터의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 17: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하되, 이 보호 회로는 전기 커넥터와 전원 사이에서 이들에 결합되고, 전기 커넥터가 전력 공급부에 연결되어 있을 때 전력 공급부의 과전류 상태로부터 전원을 보호하도록 구성된다.
예시적인 구현예 18: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 보호 회로는 전력 공급부가 과전류 상태일 때 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 스위치를 포함한다.
예시적인 구현예 19: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 벅-부스트 충전 제어기가 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 전원이 전력 공급부로부터 충전되는 경우 전원의 단자 전압이 임계 전압 아래로 떨어질 때 출력 전류를 최대 전류로 제한하는 것을 포함한다.
예시적인 구현예 20: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 또는 고체 또는 반고체이다.
예시적인 구현예 21: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 제어 본체는, 가열 요소에 결합되고 일정한 전력을 가열 요소에 출력하도록 구성된 비-반전 단위 이득 연산 증폭기를 더 포함한다.
예시적인 구현예 22: 임의의 선행하는 예시적인 구현예 또는 임의의 선행하는 예시적인 구현예의 임의의 조합의 제어 본체로서, 복수의 모드는 벅 모드, 부스트 모드 또는 벅-부스트 모드 중 둘 이상을 포함한다.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점은, 아래에서 간략하게 설명되는 첨부 도면과 함께 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽음으로써 분명해질 것이다. 본 개시는 본 개시에 제시된 임의의 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 요소의 조합을 포함하는데, 이는 이러한 특징 또는 요소가 본 명세서에서 설명되는 특정한 예시적인 구현예에서 명시적으로 조합되거나 또는 이와 달리 인용되는지의 여부와는 관계없다. 본 개시는 총체적으로 숙독되도록 의도되며 따라서 본 개시의 임의의 개별 특징 또는 요소는, 본 개시의 문맥이 달리 명확하게 기술하지 않는 한, 그 양태 및 예시적인 구현예 중 어느 것에서도 조합 가능한 것으로 간주되어야 한다.
그러므로, 상기의 발명의 내용은 본 개시의 일부 양태의 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 구현예를 요약할 목적으로만 제공된다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 전술한 예시적인 구현예들은 단지 예시일 뿐이며 본 개시의 범위 또는 사상을 어떤 식으로든 좁히는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해할 것이다. 다른 예시적인 구현예, 양태 및 장점은 예로서 몇몇 설명된 예시적인 구현예의 원리를 예시하는 첨부 도면과 함께 설명되는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 분명해질 것이다.
전술한 일반 용어로 본 개시의 양태를 이렇게 설명했으며, 이제는 반드시 축척으로 그려질 필요는 없는 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 개시의 예시적인 구현에 따른, 서로 결합되는 카트리지 및 제어 본체를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 예시적인 구현에 따라, 카트리지 및 제어 본체가 서로 분리되는 도 1의 에어로졸 전달 장치의 부분적인 절단도이다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 다른 예시적인 구현에 따라, 각각 서로 결합되고 또한 서로 분리되는 제어 본체 및 에어로졸 공급원 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 각각 예시적인 구현에 따라, 도 3 및 도 4의 에어로졸 전달 장치의 정면도 및 단면도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 다양한 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치의 회로도이다.
본 개시는 이제 그 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 보다 완전하게 설명될 것이다. 이들 예시적인 구현예는 본 개시가 전체적으로 완전해지도록 설명되므로, 본 개시의 범위가 당업자에게 충실히 전달될 것이다. 실제로, 본 개시는 많은 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 제시된 구현예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 구현예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용된 바와 같이, "하나", "한", "그것" 등과 같은 단수 형태는 문맥상 다르게 지시하지 않는 한 복수개의 대상을 포함한다. 또한, 정량적 측정값, 값, 기하학적 관계 등을 참조할 수 있지만, 달리 언급하지 않는 한, 이들 모두는 아니더라도 임의의 하나 또는 그 이상은, 예를 들어, 공학적인 공차 등으로 인해 발생할 수 있는 허용 가능한 변화들을 설명하기 위해 절대적이거나 근사적일 수 있다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 본 개시의 예시적인 구현예들은 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 재료를 가열하여(바람직하게는 재료를 현저히 연소시키지 않고) 흡입 가능한 물질을 형성하는데 전기 에너지를 사용하고, 이러한 시스템들의 컴포넌트는 가장 바람직하게는 휴대 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 장치의 컴포넌트의 사용은 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에 기인한다는 의미에서 연기를 생성하지 않지만, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 내부에 포함된 특정 성분들의 휘발 또는 기화로부터 증기를 발생시킨다. 일부 예시적인 구현예에서, 에어로졸 전달 장치의 컴포넌트는 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게는 담배 및/또는 담배로부터 유도된 성분들을 포함하고, 따라서 에어로졸 형태의 담배 부산물을 전달한다.
특정의 바람직한 에어로졸 전달 장치들의 에어로졸 생성 컴포넌트들은 담배의 임의의 성분들의 실질적인 연소없이도, 담배를 점화 및 태워서(따라서 담배 연기를 흡입하여) 사용되는 궐련, 시가 또는 파이프를 흡연하는 많은 감각들(예를 들어, 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 개시의 일부 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 사용하는 것과 매우 흡사하게 해당 컴포넌트를 쥐고 사용할 수 있으며, 해당 컴포넌트에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 해당 컴포넌트의 일단을 흡인할 수 있고, 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff)를 흡인 및 배출하는 등의 행위를 할 수 있다.
시스템들이 소위 "전자 담배", "담배 가열 제품" 등과 같은 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 관점에서 일반적으로 설명되었지만, 메커니즘, 컴포넌트, 특징 및 방법은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고 다양한 용품들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 설명은 종래의 흡연 용품들(예를 들어, 궐련, 시가, 파이프 등), 가열-불연소 궐련 및 관련 패키징의 구현과 연계하여 본 명세서에 개시된 임의의 제품들에 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 메커니즘, 컴포넌트, 특징 및 방법에 대한 설명은 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 측면에서 예로서만 논의되고, 다양한 다른 제품들 및 방법들에서 구체화되고 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 또한 증기 생성 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)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체 상태인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 단순화를 위해, 본 명세서에서 사용되는 "에어로졸"이란 용어는 시각적인지 여부 및 연기 등으로 간주될 수 있는 형태인지 여부와 무관하게, 사람의 흡입에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 가스 및 에어로졸을 포함하는 것을 의미한다.
사용시, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 종래 유형의 흡연 물품(예를 들어, 담배를 점화 및 흡입하여 사용되는 궐련, 시가 또는 파이프)을 사용할 때, 개인이 취하는 많은 물리적 동작들에 놓일 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 전달 장치의 사용자는 종래 유형의 흡연 물품과 상당히 유사하게 그 물품을 잡고, 그 물품에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 그 물품의 일단을 흡인하고, 선택된 시간 간격으로 퍼프를 배출하고 흡인하는 것 등을 할 수 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 일반적으로 본체 또는 쉘(shell)로 지칭될 수 있는 외부 하우징 내에 제공된 다수의 컴포넌트를 포함한다. 하우징의 전체 설계는 변경될 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기와 형상을 정의할 수 있는 외부 하우징의 포맷 또는 구성은 변경될 수 있다. 통상적으로, 궐련 또는 시가의 형상을 닮은 세장형 본체(elongated body)는 단일의 일체형 하우징으로 형성될 수 있거나, 또는 세장형 하우징은 두 개 이상의 개별 본체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 튜브 형상이고 따라서 종래의 궐련 또는 시가의 형상과 유사할 수 있는 세장형 하우징을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸 전달 장치의 컴포넌트는 모두 하나의 하우징 내에 수용된다. 대안적으로, 에어로졸 전달 장치는 결합 및 분리 가능한 두 개 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치의 일단에는 하나 이상의 재사용 가능한 컴포넌트(예컨대, 충전식 배터리 및/또는 충전식 수퍼커패시터와 같은 축전지, 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자기기)를 수용하는 하우징을 포함하는 제어 본체를 구비할 수 있고, 타단에는 제어 본체에 착탈 가능하게 결합되는, 일회용 부분(예컨대, 일회용 향미료-함유 카트리지)을 수용하는 외부 본체 또는 쉘을 구비할 수 있다. 단일 하우징 유형의 유닛 내 또는 다수의 분리 가능한 하우징 유형의 유닛 내의 컴포넌트들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 본 명세서에 제공된 추가 설명에 의해 자명할 것이다. 또한, 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 다양한 에어로졸 전달 장치의 디자인 및 컴포넌트 배열을 이해할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 궐련 한 갑과 유사한 모양 및 크기와 British American Tobacco의 GLO ™ 및 Philip Morris International, Inc.의 IQOS ™에서 사용되는 것과 같은 폼 팩터 갖는 장치 하우징을 비롯하여, 대안적인 비-튜브형 하우징 폼 팩터가 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
이하에서 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 컴포넌트(예를 들어, 전원으로부터 에어로졸 전달 장치의 다른 컴포넌트로의 전류 흐름을 제어함으로써 열 생성을 위한 전력의 활성화, 제어, 조절 및 중단을 위한 수단), 가열 요소(전기 저항 가열 요소 또는 기타 컴포넌트 및/또는 유도 코일 또는 기타 관련된 컴포넌트 및/또는 하나 이상의 복사 가열 요소), 충분한 열이 인가되면 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 고체 담배 물질, 반고체 담배 물질 또는 액체 에어로졸 전구체 조성물), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치에서의 흡인을 허용하는 마우스 단부(mouthend) 영역 또는 팁(예를 들어, 생성된 에어로졸이 흡입 시, 그로부터 배출될 수 있도록 물품을 관통하는 한정된 공기 유동 경로)의 일부 조합을 포함한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트들의 배열은 다양할 수 있다. 특정 구현예들에서, 에어로졸 전구체 조성물은 사용자에게 에어로졸 전달을 최대화하도록 사용자의 입 근처에 위치하도록 구성될 수 있는 에어로졸 전달 장치의 단부 근처에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 구성들이 배제되는 것은 아니다. 일반적으로, 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물에 충분히 근접시켜서, 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체(및 사용자에게도 마찬가지로 전달되도록 제공될 수 있는 하나 이상의 향미제, 약제 등)를 기화시키고 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성시킬 수 있다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 가열할 때, 에어로졸은 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 생성된다. 상술한 용어들은 방출, 방출하는, 방출되는 또는 방출된에 대한 언급이 형성 또는 생성, 형성하는 또는 생성하는, 형성된 또는 생성된을 포함하도록 상호 교환될 수 있음을 알아야 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 배터리를 포함할 수 있다. 수퍼커패시터, 고체 상태 배터리 또는 기타 전원은 가열 요소의 구동, 제어 시스템의 구동, 표시기의 작동 등과 같은 다양한 기능들을 에어로졸 전달 장치에 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공한다. 전원은 다양한 구현예들을 취할 수 있다. 바람직하게는, 전원은 에어로졸 형성물을 제공하기 위해 가열 요소를 신속하게 가열하고 에어로졸 전달 장치에 원하는 시간 동안의 사용 내내 전력을 공급하기에 충분한 전력을 전달할 수 있다. 전원은 에어로졸 전달 장치를 쉽게 다룰 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 장착되는 크기로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 저해하지 않도록 충분히 경량이어야 한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트의 더욱 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 설명을 고려하면 자명해질 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 전달 장치 컴포넌트의 선택은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하여 평가될 수 있다. 또한, 에어로졸 전달 장치 내의 컴포넌트들의 배열도 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하여 평가될 수 있다.
이하에 설명되는 바와 같이, 본 개시는 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 에어로졸(흡입 가능한 물질)을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물(때때로 흡입 가능한 물질 매개체라고도 함)을 가열하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 고체 담배 물질, 반고체 담배 물질 및 액체 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 에어로졸 전달 장치는 유체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 액체 에어로졸 전구체 조성물)로부터 에어로졸을 가열하고 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 에어로졸 전달 장치는 소위 전자 담배를 포함할 수 있다.
증기 전구체 조성물 또는 "e-액체"라고도 하는 액체 에어로졸 전구체 조성물은 예로서 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 이들의 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물 및/또는 향미제를 포함할 수 있다. 다양한 구현예와 연계하여 사용될 수 있는 일부 액체 에어로졸 전구체 조성물은 레불린 산, 숙신산, 젖산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산, 이들의 조합 등과 같은 하나 이상의 산을 포함할 수 있다. 니코틴을 포함하는 액체 에어로졸 전구체 조성물에 산(들)을 포함하면 염 형태의 니코틴을 포함하는 양성자화된 액체 에어로졸 전구체 조성물을 제공할 수 있다. 대표적인 유형의 액체 에어로졸 전구체 조성물 및 제형은 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, Chong 등의 미국 특허 제9,254,002호, Zheng 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0008457호, Lipowicz 등의 제2015/0020823호, Koller의 제2015/0020830호, 및 Bowen 등의 PCT 특허 출원 공개 제WO2014/182736호, Collett 등의 미국 특허 제8,881,737호(이들의 개시 내용은 본원에 참조로 포함됨)에 설명되어 있고 특성화되어 있다. 사용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체는 앞서 확인된 다수의 대표적인 제품 중 임의의 것에 포함된 에어로졸 전구체를 포함한다. 또한 Johnson Creek Enterprises LLC에서 입수할 수 있는 전자 담배용 소위 "스모크 주스"가 바람직하다. 또 다른 예시적인 에어로졸 전구체 조성물은 BBLACK NOTE, COSMIC FOG, THE MILKMAN E-LIQUID, FIVE PAWNS, THE VAPOR CHEF, VAPE WILD, BOOSTED, THE STEAM FACTORY, MECH SAUCE, CASEY JONES MAINLINE RESERVE, MITTEN VAPORS, DR. CRIMMY'S V-LIQUID, SMILEY E LIQUID, BEANTOWN VAPOR, CUTTWOOD, CYCLOPS VAPOR, SICBOY, GOOD LIFE VAPOR, TELEOS, PINUP VAPORS, SPACE JAM, MT. BAKER VAPOR, 및 JIMMY THE JUICE MAN라는 브랜드 이름으로 판매된다. 거품이 이는 물질(effervescent materials)의 구현은 에어로졸 전구체와 함께 사용될 수 있으며, 예를 들어 본 명세서에 참조로서 포함되는 Hunt 등의 미국 특허 출원 공개 제2012/0055494호에 설명되어 있다. 또한, 거품이 이는 물질의 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 7,381,667호, Crawford 등의 미국 특허 제8,424,541호, Strickland 등의 미국 특허 제8,627,828호, 및 Sun 등의 미국 특허 제9,307,787호와, Brinkley 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0018539호, 및 Johnson 등의 PCT 특허 출원 공개 제WO97/06786호에 설명되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참고로 포함된다.
에어로졸 전구체를 지원하기 위한 대표적인 유형의 기재, 저장조 또는 기타 컴포넌트는 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 설명되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다. 추가로, 다양한 위킹(wicking) 재료, 그리고 특정 유형의 전자 담배 내에서의 이러한 위킹 재료의 구성 및 작동은 본 명세서에 참조로서 포함되는 Sears 등의 미국 특허 제8,910,640호에 설명되어 있다.
다른 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 압출된 담배 막대) 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들어, 글리세린 적재된 담배 페이스트)을 가열하도록 구성된 가열-불연소 장치를 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 담배 함유 비드(beads), 담배 조각(shreds), 담배 스트립, 재생 담배 물질(reconstituted tobacco material) 또는 이들의 조합, 및/또는 실질적으로 고체인 또는 몰딩가능한(예컨대, 압출 가능한) 기재를 형성하기 위해, 선택적 무기 재료(예컨대, 탄산 칼슘), 선택적 향료 및 에어로졸 형성 물질과 혼합된, 미세하게 분쇄된 담배, 담배 추출물, 분무 건조 담배 추출물의 혼합물, 또는 기타 다른 담배 형태를 포함할 수 있다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 제형의 대표적인 유형은 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 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 배열의 추가의 대표적인 유형은 British American Tobacco의 GLO™ 제품용 NEOSTIKS™ 소모품 에어로졸 공급원 부재와 Philip Morris International, Inc의 IQOS™ 제품용 HEETS™ 소모품 에어로졸 공급원 부재에서 발견된 것들을 포함한다.
다양한 구현예에서, 흡입가능 물질은 구체적으로 담배 성분 또는 담배 유래 물질(즉, 담배에서 자연적으로 발견되고 이 담배로부터 직접 분리될 수 있거나 또는 합성으로 제조될 수 있는 물질)일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 불활성 기재와 결합된 담배 추출물 또는 담배 추출물의 부분을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 연소되지 않은 담배, 또는 연소 온도 아래의 온도로 가열될 때 흡입가능 물질을 방출하는 연소되지 않은 담배를 함유하는 조성물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 담배 응축물 또는 담배 응축물의 부분(즉, 향미 및 가능하게는 니코틴을 남기는, 담배의 연소에 의해 생성된 연기의 응축된 성분)을 포함할 수 있다.
본 개시에 유용한 담배 물질은 다양할 수 있으며, 예를 들어 철관건조 담배, 벌리 담배, 오리엔탈 담배 또는 메릴랜드 담배, 다크 담배, 다크 파이어 담배 및 루스티카 담배, 및 기타 희귀 또는 특수 담배 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다. 담배 재료는 또한 소위 "혼합된(blended)" 형태 및 가공된 형태, 예를 들어 가공된 담배 줄기(예컨대, 잘라서 말은(cut-rolled) 또는 잘라서 부풀린(cut-puffed) 줄기), 부피 확장 담배(예컨대, 드라이 아이스 팽창 담배(DIET) 같은, 바람직하게는 각초 형태의, 부풀린 담배, 재생 담배(예를 들어, 제지 유형 또는 캐스트 시트 유형 공정을 사용하여 제조된 재생 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 제4,924,888호, Brown 등의 제5,056,537호, Brinkley 등의 제5,159,942호, Gentyry의 제5,220,930호, Blakley 등의 제5,360,023호, Shafer 등의 제6,701,936호, Li 등의 제7,011,096호, Li 등의 제7,017,585호, Lawson 등의 제7,025,066호, Perfetti 등의 미국 특허 출원 공개 제2004/0255965호, Bereman의 PCT 특허 출원 공개 제WO 02/37990호, 및 Bombick 등의 Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17(1997)에 개시되어 있으며, 이들 문헌은 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 개시 내용에 따른 것을 포함하여, 흡연 장치에 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 본 명세서에 참조로 포함되는, Robinsoin 등의 미국 특허 제7,726,320호에 개시되어 있다.
추가로, 에어로졸 전구체 조성물은 흡입가능 물질 또는 이의 전구체가 내부에 통합되거나 그 위에 침착된 불활성 기재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입가능 물질을 포함하는 액체는 불활성 기재 상에 코팅되거나 흡수되거나 흡착될 수 있어서, 열을 가하게 되면, 흡입가능 물질은 양 또는 음의 압력의 적용을 통해 본 발명의 물품으로부터 인출될 수 있는 형태로 방출된다. 일부 측면에서, 에어로졸 전구체 조성물은 각초 형태의 향미 및 방향족 담배의 혼합물을 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, 에어로졸 전구체 조성물은 Pryor등의 미국 특허 제4,807,809호, Pryor 등의 미국 특허 제4,889,143호, 및 Raker의 미국 특허 제5,025,814호 개시되어 있는 것과 같은 재구성 담배 물질을 포함할 수 있으며, 이들 문헌의 개시 내용은 본원에 참조로 포함된다. 적합한 에어로졸 전구체 조성물에 관한 추가 정보에 대해서는, 2018년 3월 9일에 출원되었으며 본 명세서에서 참조로 포함되는, Sur 등의 미국 특허 출원 제15/916,834호를 참조한다.
가열되는 에어로졸 전구체 조성물의 유형에 관계없이, 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성된 가열 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 가열 요소는 유도 가열기이다. 이러한 가열기는 종종 유도 송신기와 유도 수신기를 포함한다. 유도 송신기는 교류가 흐르게 되는 경우 진동 자기장(예를 들어, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성된 코일을 포함할 수 있다. 유도 수신기는 유도 송신기 내에 적어도 부분적으로 위치하거나 수용될 수 있으며 전도성 물질(강자성 물질 또는 알루미늄 코팅 물질)을 포함할 수 있다. 유도 송신기를 통해 교류를 유도함으로써, 유도 수신기에서 유도를 통해 와전류가 생성될 수 있다. 유도 수신기를 정의하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열에 의해(즉, 줄 효과를 통해) 가열될 수 있다. 분무기를 정의할 수 있는 유도 수신기는 유도 수신기에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위해 무선으로 가열될 수 있다. 유도 가열기를 갖는 에어로졸 전달 장치의 다양한 구현이 Davis 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0127722호, 2016년 11월 15일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0202266호, 2017년 10월 31일에 출원된 Sebastian 등의 미국 특허 출원 제15/799,036호, 및 Sur의 미국 특허 출원 제15/836,086호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다.
본 명세서에서 보다 구체적으로 설명된 것들을 포함하는 다른 구현에서, 가열 요소는 전기 저항 가열기의 경우와 같은 전도성 가열기이다. 이러한 가열기는 전류가 자신을 통과할 때 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 다양한 구현에서, 전도성 가열기는 호일, 폼, 디스크, 나선형, 섬유, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 가열기는 종종 금속 재료를 포함하고 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 가열기는 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물에 근접하게 위치되어 이를 가열할 수 있다. 본 개시와 함께 사용될 수 있는 다양한 전도성 기재가 상기 인용된 Griffith 등의 미국 특허 출원 공개 제2013/0255702호에 개시되어 있다.
일부 구현에서, 에어로졸 전달 장치는 소위 전자 담배의 경우 제어 본체 및 카트리지를 포함할 수 있고, 가열-불연소 장치의 경우엔 제어 본체 및 에어로졸 공급원 부재를 포함할 수 있다. 전자 담배 또는 가열-불연소 장치의 경우, 제어 본체는 재사용 가능할 수 있는 반면, 카트리지/에어로졸 공급원 부재는 제한된 수의 사용을 위해 구성될 수 있고 및/또는 일회용으로 구성될 수 있다. 카트리지/에어로졸 공급원 부재는 에어로졸 전구체 조성물을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해, 가열 요소는 예를 들어 제어 본체 및 카트리지를 가로지르며, 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하거나 이에 근접하게 위치하거나, 또는 에어로졸 공급원 부재가 위치할 수 있는 제어 본체 내에 위치할 수 있다. 제어 본체는 재충전 가능하거나 교체 가능한 전원을 포함할 수 있으며, 이에 따라 제어 본체는 다수의 카트리지/에어로졸 공급원 부재와 함께 재사용될 수 있다.
제어 본체는 또한 장치의 수동 제어를 위해 푸시 버튼, 터치 감지 표면 등과 같은 에어로졸 전달 장치를 활성화하는 수단을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 본체는 사용자가 카트리지/에어로졸 공급원 부재를 빨아 당겨 에어로졸 전달 장치를 활성화할 때를 감지하는 흐름 센서를 포함할 수 있다.
다양한 구현에서, 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 막대형이거나 실질적으로 튜브형이거나 또는 실질적으로 원통형인 것으로 정의될 수 있는 전체적인 형상을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수 있다. 첨부 도면을 참조하여 도시되고 설명된 구현에서, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 둥근 단면을 가지지만, 다른 단면 형상(예를 들어, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등)도 본 개시 내용에 포함된다. 물품의 물리적 형태를 설명하는 이러한 표현은 제어 본체 및 카트리지/에어로졸 공급원 부재를 포함하는 그들의 개별 컴포넌트에도 적용될 수 있다. 다른 구현에서, 제어 본체는 작은 상자 모양과 같은 다른 핸드헬드 모양을 취할 수 있다.
보다 특정한 구현에서, 제어 본체 및 카트리지/에어로졸 공급원 부재 중 하나 또는 둘 모두는 일회용이거나 재사용 가능한 것으로 언급될 수 있다. 예를 들어, 제어 본체는 교체 가능한 배터리 또는 충전식 배터리, 고체 상태 배터리, 박막 고체 상태 배터리, 충전식 수퍼커패시터 등과 같은 전원을 가질 수 있다. 전원의 한 예는 독일의 Tadiran Batteries GmbH에서 생산한 TKI-1550 충전식 리튬 이온 배터리이다. 다른 구현에서, 유용한 전원은 일본의 Sanyo Electric Company, Ltd.에 의해 생산된 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지일 수 있다. 다른 구현에서, 예를 들어 각각 1.2 볼트를 제공하는 복수의 그러한 배터리는 직렬로 연결될 수 있다.
일부 예에서, 전원은 임의의 유형의 재충전 기술에 연결되어 그와 결합될 수 있다. 적합한 충전기의 예로는 전원에 간단히 정전류 또는 펄스형 직류(DC) 전력을 공급하는 충전기, 제어 회로를 추가하는 고속 충전기, 3-단계 충전기, 유도 전력 충전기, 스마트 충전기, 모션 구동 충전기, 펄스형 충전기, 태양열 충전기, USB 기반 충전기 등이 있다. 일부 예에서, 충전기는 전원 어댑터 및 임의의 적절한 충전 회로를 포함한다. 다른 예에서, 충전기는 전원 어댑터를 포함하고 제어 본체에는 충전 회로가 장착되어 있다. 이러한 다른 예들에서, 충전기는 때때로 단순히 전원 어댑터로 지칭될 수 있다.
제어 본체는 적절한 충전기에 연결하고 일부 예에서는 통신을 위해 다른 주변 장치에 연결하기 위한 다수의 다른 단자, 즉 전기 커넥터 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 적합한 예는 원통형 커넥터, 시가 라이터 커넥터 및 USB 1.x(예컨대, Type A, Type B), USB 2.0 및 그 업데이트 및 추가(예컨대, Mini A, Mini B, Mini AB, Micro A, Micro B, Micro AB) 및 USB 3.x(예컨대, Type A, Type B, Micro B, Micro AB, Type C), 애플의 라이트닝 커넥터와 같은 독점적인 커넥터 등과 직류 커넥터를 포함한다. 제어 본체는 충전기 또는 기타 주변 장치에 직접 연결될 수 있고, 또는 이 둘은 적절한 커넥터를 또한 구비한 적절한 케이블을 통해 연결될 수 있다. 둘이 케이블로 연결된 예에서, 제어 본체와 충전기 또는 기타 주변 장치는 한 가지 유형의 커넥터 또는 두 가지 유형의 커넥터를 갖는 케이블과 동일하거나 다른 유형의 커넥터를 가질 수 있다.
유도 전력 충전을 포함하는 예에서, 에어로졸 전달 장치는 유도 무선 충전 기술을 갖추고 있을 수 있으며 유도 송신기를 포함하고 유도 무선 충전(예를 들어 WPC(Wireless Power Consortium)의 Qi 무선 충전 표준에 따른 무선 충전을 포함)을 사용하는 무선 충전기, 충전 패드 등과 연결하기 위한 유도 수신기를 포함할 수 있다. 또는, 무선 RF(무선 주파수) 기반 충전기로부터 전원을 재충전할 수 있다. 유도 무선 충전 시스템의 예는 전체가 본원에서 참조로서 인용되는 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0112196호 기재되어 있다. 추가로, 전자 담배의 경우의 일부 구현에서, 카트리지는 본 명세서에서 참조로서 포함되는 Chang 등의 미국 특허 제8,910,639호에 개시된 바와 같은 일회용 카트리지를 포함할 수 있다.
전원을 충전 기술에 연결하기 위해 하나 이상의 연결이 사용될 수 있으며, 일부는 충전 케이스, 크래들, 도크, 슬리브 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 예를 들어, 제어 본체는 전력 공급부에 연결하기 위해 USB 커넥터를 포함하는 크래들과 맞물리도록 구성될 수 있다. 또는 다른 예에서, 제어 본체는 전력 공급부에 연결하기 위해 USB 커넥터를 포함하는 슬리브 내에 끼워지고 그와 맞물리도록 구성될 수 있다. 이들 및 유사한 예에서, USB 커넥터는 전원에 직접 연결될 수 있거나 USB 커넥터는 적절한 전원 어댑터를 통해 전원에 연결될 수 있다.
전원의 예는 Peckerar 등의 미국 특허 제9,484,155호, 및 2015년 10월 21일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0112191호에 개시되어 있으며, 이들 문헌의 개시 내용은 본원에 참조로 포함된다. 흐름 센서와 관련하여, 에어로졸 전달 장치를 위한 대표적인 전류 조절 컴포넌트, 및 다양한 마이크로제어기, 센서 및 스위치를 포함하는 기타 전류 제어 컴포넌트가 Gerth 등의 미국 특허 제4,735217호, Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, 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, 및 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0257445호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다.
입력 요소가 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있다(흐름 센서를 대체하거나 보완할 수 있음). 이 입력 요소는 사용자가 장치의 기능을 제어할 수 있도록 및/또는 사용자에게 정보를 출력하기 위해 포함될 수 있다. 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트들의 조합은 장치의 기능을 제어하기 위한 입력으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 포함되는 Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제2015/0245658호 개시되어 있는 것과 같은 하나 이상의 푸시 버튼이 사용될 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 참조로 포함되는 2015년 3월 10일에 출원된 Sear 등의 미국 특허 출원 제14/643,626 호에 개시되는 있는 바와 같이 터치 스크린이 사용될 수 있다. 추가 예로서, 에어로졸 전달 장치의 특정 움직임에 기초한 제스처 인식에 적합한 컴포넌트가 입력으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 참조로 포함되는 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0158782호를 참조한다. 또 다른 예로서, 예컨대 용량성 센서가 구현되는 장치의 표면을 터치함으로써 사용자가 입력을 제공할 수 있도록 에어로졸 전달 장치 상에 용량서 센서가 구현될 수 있다. 다른 예에서, 장치와 관련된 움직임을 감지할 수 있는 센서(예를 들어, 가속도계, 자이로스코프, 광전 근접 센서 등)가 사용자가 입력을 제공할 수 있도록 에어로졸 전달 장치에 구현될 수 있다. 적합한 센서의 예는 본 명세서에 참조로 포함되는 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제2018/0132528호, 및 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0158782호에 개시되어 있다.
위에서 지적한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 적어도 하나의 제어 컴포넌트를 포함할 수 있다. 적절한 제어 컴포넌트는 다수의 전자 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 일부 예에서는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 전자 컴포넌트는 하나 이상의 예시적인 구현에 따라 데이터 처리, 애플리케이션 실행, 또는 다른 처리, 제어 또는 관리 서비스를 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 적어도 하나의 프로세서 코어, 마이크로프로세서, 코-프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 예를 들어 ASIC(주문형 직접 회로), FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이), 이들의 일부 조합 등과 같은 하나 이상의 집적 회로를 포함하는 다양한 다른 컴퓨팅 또는 처리 장치를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 처리 회로는 프로세서에 결합되거나 프로세서와 통합된 메모리를 포함할 수 있으며, 이 메모리는 데이터, 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어, 이들의 일부 조합 등을 저장할 수 있다.
일부 예에서, 제어 컴포넌트는 처리 회로에 결합되거나 통합될 수 있는 하나 이상의 입/출력 주변기기를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 컴포넌트는 하나 이상의 네트워크, 컴퓨팅 장치 또는 다른 적절하게 활성화된 장치와 무선 통신을 가능하게 하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 적합한 통신 인터페이스의 예는 개시 내용이 본 명세서에 참조로 포함되는 Marion 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0261020호에 기재되어 있다. 적합한 통신 인터페이스의 또 다른 예는 Texas Instruments의 CC3200 단일 칩 무선 마이크로제어기 유닛(MCU)이다. 에어로졸 전달 장치가 무선으로 통신하도록 구성될 수 있는 적절한 방식의 예는 Ampolini 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0007651호, 및 Henry Jr. 등의 미국 특허 출원 공개 제2016/0219933호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 각각은 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 에어로졸 전달 장치에서 또 다른 컴포넌트가 이용될 수 있다. 적합한 컴포넌트의 한 예는 에어로졸 전달 장치의 사용과 함께 조명될 수 있는 발광 다이오드(LED), 양자점 기반 LED 등과 같은 표시기이다. 적합한 LED 컴포넌트, 그 구성 및 용도의 예는 Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호, Newton 등의 미국 특허 제8,499,766호, Scatterday의 미국 특허 제8,539,959호, 및 Sears 등의 미국 특허 제9,451,791호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다.
다른 작동 표시기도 본 개시에 포함된다. 예를 들어, 작동의 시각적 표시기는 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 불빛의 색상 또는 강도의 변화도 포함한다. 작동의 촉각(햅틱) 표시기 및 작동의 소리(오디오) 표시기가 유사하게 본 개시에 포함된다. 더욱이, 이러한 작동 표시기의 조합은 또한 단일 흡연 물품에 사용하기에 적합하다. 다른 측면에 따르면, 에어로졸 전달 장치는 예를 들어, 흡연 물품의 작동에 대응하는 정보, 예컨대, 전원에 남아 있는 전력의 양, 흡연 경험의 진행, 열원 활성화에 대응하는 표시 등을 제공하도록 구성된 디스플레이와 같은 하나 이상의 표시기 또는 지표를 포함할 수 있다.
또 다른 컴포넌트도 고려된다. 예를 들어, Sprinkel 등의 미국 특허 제5,154,192호는 흡연 물품에 대한 표시기를 개시하고, Sprinkel, Jr.의 미국 특허 제5,261,424호는 한 모금 흡입하고 가열 장치의 가열을 트리거하는 것과 연관된 사용자의 입술 활동을 검출하기 위해 장치의 마우스-단부(mouth-end)와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우스 피스를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하고, Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 삽입된 컴포넌트의 적외선 투과율의 불균일성을 감지하는 식별자 및 컴포넌트가 리셉터클에 삽입될 때 감지 루틴을 실행하는 제어기를 포함하는 흡연 장치의 리셉터클을 개시하고, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 여러 차동 위상을 갖는 정의된 실행 가능 전력 주기를 설명하고, Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광자 광학 컴포넌트를 개시하고, Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통과하는 흡입 저항을 변경하는 수단을 개시하고, Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고, Griffen 등의 미국 특허 제7293,565호는 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 인터페이스 수단을 개시하고, Fernando 등의 미국 특허 제8,689,804호는 흡연 장치의 식별 시스템을 개시하며, Flick의 PCT 특허 출원 공개 제WO2010/003480호는 에어로졸 생성 시스템의 퍼프를 나타내는 유체 흐름 감지 시스템을 개시하며, 전술한 개시물 모두는 본원에 참조로 포함된다.
전자 에어로졸 전달 물품에 관련된 컴포넌트 및 본 물품에서 사용될 수 있는 재료 또는 컴포넌트를 개시하는 것에 대한 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 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 제WO 2010/091593호 및 Foo의 PCT 특허 출원 공개 제WO 2013/089551호를 포함하며, 이들 각각은 본원에 참조로 포함된다. 또한, Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제2017/0099877호는 에어로졸 전달 장치에 포함될 수 있는 캡슐 및 에어로졸 전달 장치를 위한 포브형(fob-shape) 구성을 개시하고 있으며, 본 명세서에 참조로 포함된다. 전술한 문서에 의해 개시된 다양한 재료는 다양한 구현으로 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 개시 모두는 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에 통합될 수 있는 또 다른 특징, 제어 또는 컴포넌트는 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 및 DePiano 등의 미국 특허 제9,220,302 호에 개시되어 있으며, 이들 문헌 모두는 본원에 참조로 포함된다.
도 1 및 2는 전자 담배의 경우 제어 본체 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현을 예시한다. 더 구체적으로, 도 1 및 2는 본 개시의 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 나타낸 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있다. 제어 본체 및 카트리지는 기능 관계에서 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한 반면, 도 2는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치의 부분 절개 측면도를 예시한다. 에어로졸 전달 장치는, 예를 들어, 제어 본체 및 카트리지가 조립된 구성에 있을 때 일부 구현에서 실질적으로 막대형, 실질적으로 튜브형, 또는 실질적으로 원통형일 수 있다.
제어 본체(102) 및 카트리지(104)는 압입(또는 간섭 끼워 맞춤) 연결, 나사형 연결, 자기식 연결 등과 같은 다양한 연결에 의해 서로 맞물리도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 제어 본체는 카트리지상의 제2 결합 요소(예를 들어, 커넥터)와 결합하도록 구성된 제1 결합 요소(예를 들어, 커플러)를 포함할 수 있다. 제1 결합 요소 및 제2 결합 요소는 가역적일 수 있다. 예를 들어, 제1 결합 요소 또는 제2 결합 요소 중 하나는 수나사일 수 있고, 다른 하나는 암나사일 수 있다. 추가 예로서, 제1 결합 요소 또는 제2 결합 요소는 자석일 수 있고, 다른 하나는 금속 또는 매칭 자석일 수 있다. 특정 구현에서, 결합 요소는 제어 본체 및 카트리지의 기존 컴포넌트에 의해 직접 정의될 수 있다. 예를 들어, 제어 본체의 하우징은 카트리지의 적어도 일부(예를 들어, 카트리지의 저장 탱크 또는 다른 쉘 형성 요소)를 수용하도록 구성된 공동을 자신의 단부에 정의할 수 있다. 특히, 카트리지의 마우스 피스가 제어 본체의 공동 외부에 노출된 상태로 유지되는 동안 카트리지의 저장 탱크는 제어 본체의 공동 내에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 카트리지는 예컨대, 간섭 끼워 맞춤에 의해(예를 들어, 카트리지의 외부 표면과 제어 본체 공동을 형성하는 벽의 내부 표면 사이에 간섭 결합을 생성하는 멈춤 쇠(detents) 및/또는 다른 특징의 사용을 통해), 또는 자기 결합에 의해(예를 들어, 제어 본체의 공동 내에 위치되고 카트리지 상에 위치되는 자석 및/또는 자기 금속의 사용을 통해), 또는 다른 적절한 기술에 의해 제어 본체 하우징에 의해 형성된 공동 내에 유지될 수 있다.
도 2에 도시된 절개도에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 본체(102) 및 카트리지(104)는 각각 다수의 개별 컴포넌트를 포함한다. 도 2에 도시된 컴포넌트는 제어 본체 및 카트리지에 존재할 수 있는 컴포넌트를 나타내며 본 개시에 포함되는 컴포넌트의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제어 본체는 제어 컴포넌트(208)(예를 들어, 처리 회로 등), 흐름 센서(210), 전원(212)(예를 들어, 배터리, 수퍼커패시터) 및 표시기(214)(예를 들어, LED, 양자점 기반 LED)을 포함할 수 있는 하우징(206)(때때로 제어 본체 쉘이라고도 함)으로 형성될 수 있고 이러한 컴포넌트는 가변적으로 정렬될 수 있다. 전원은 재충전 가능할 수 있고, 제어 본체는 전원에 결합되고 그 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로(216)를 포함할 수 있다.
카트리지(104)는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조(220)를 둘러싸고 가열 요소(222)(때때로 가열기로 지칭됨)를 포함하는 하우징(218)(때때로 카트리지 쉘로 지칭됨)로 형성될 수 있다. 다양한 구성에서, 이 구조는 탱크라고 할 수 있고, 따라서, 용어 "카트리지", "탱크" 등은 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장조를 둘러싸고 가열 요소를 포함하는 쉘 또는 다른 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 일부 예에서, 저장조(220)는 저장조 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 가열 요소(222)로 윅 또는 그렇지 않으면 이송하도록 구성된 액체 이송 요소(224)와 유체 연통할 수 있다. 일부 예에서, 밸브가 저장조와 가열 요소 사이에 위치할 수 있고 저장조로부터 가열 요소로 보내지거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수 있다.
전류가 인가되면 열을 생성하도록 구성된 재료의 다양한 예를 사용하여 가열 요소(222)를 형성할 수 있다. 이러한 예에서 가열 요소는 와이어 코일, 마이크로 가열기 등과 같은 저항성 가열 요소일 수 있다. 가열 요소를 형성할 수 있는 물질의 예로는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 니켈, 스테인리스 강, 인듐 주석 산화물, 텅스텐, 몰리브덴이 실리사이드(MoSi2), 몰리브덴 실리사이드(MoSi), 알루미늄이 도핑 된 몰리브덴 디실리사이드(Mo(Si, Al)2), 티타늄, 백금, 은, 팔라듐, 은과 팔라듐의 합금, 흑연 및 흑연 기반 재료(예컨대, 탄소 기반 폼 및 실), 전도성 잉크, 붕소 도핑된 실리카 및 세라믹(예컨대, 포지티브 또는 네거티브 온도 계수 세라믹)이 있다. 가열 요소는 저항성 가열 요소 또는 유도를 통해 열을 생성하도록 구성된 가열 요소일 수 있다. 가열 요소는 알루미늄 질화물, 실리콘 카바이드, 베릴륨 산화물, 알루미나, 실리콘 질화물 또는 이들의 복합물과 같은 열 전도성 세라믹으로 코팅될 수 있다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 가열 요소의 예시적인 구현이 아래에 추가로 설명되고, 본 명세서에 설명된 것과 같은 장치에 포함될 수 있다.
카트리지(104)로부터 형성된 에어로졸의 배출을 허용하기 위해 개구(226)가 하우징(218)(예를 들어, 마우스 단부에)에 존재할 수 있다.
카트리지(104)는 또한 집적 회로, 메모리 컴포넌트(예를 들어, EEPROM, 플래시 메모리), 센서 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 전자 컴포넌트(228)를 포함할 수 있다. 전자 컴포넌트는 유선 또는 무선 수단에 의해 제어 컴포넌트(208) 및/또는 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있다. 전자 컴포넌트는 카트리지 또는 그의 베이스(230) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
제어 컴포넌트(208) 및 흐름 센서(210)가 개별적으로 도시되어 있지만, 제어 컴포넌트 및 흐름 센서를 포함하는 다양한 전자 컴포넌트가 전자 컴포넌트를 지지하고 전기적으로 접속하는 PCB 상에서 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, PCB는 제어 본체의 중심 축에 대해 길이 방향으로 평행할 수 있다는 점에서 도 1의 도시에 대해 수평으로 위치될 수 있다. 일부 예에서, 공기 흐름 센서는 자신이 부착될 수 있는 전용 PCB 또는 다른 베이스 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 가요성 PCB가 이용될 수 있다. 가요성 PCB는 실질적으로 튜브 형상을 포함하는 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 가요성 PCB는 가열기 기판과 결합되거나, 그 위에 적층되거나, 또는 그의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.
제어 본체(102)와 카트리지(104)는 이들 사이의 유체 결합을 촉진하도록 구성된 컴포넌트를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 본체는 내부에 공동(234)을 갖는 커플러(232)를 포함할 수 있다. 카트리지의 베이스(230)는 커플러와 체결되도록 구성될 수 있고 공동 내에 끼워 마춰지도록 구성된 돌출부(236)를 포함할 수 있다. 이러한 체결은 제어 본체와 카트리지 사이의 안정된 결합을 용이하게 할 뿐만 아니라 제어 본체 내의 전원(212)과 제어 컴포넌트(208) 및 카트리지 내의 가열 요소(222) 사이의 전기 접속을 확립할 수 있다. 또한, 하우징(206)은 하우징 내의 노치일 수 있는 공기 흡입구(238)를 포함할 수 있는데, 이 노치는 주변의 공기가 커플러 주변을 통과하여 하우징 내로 이동하도록 커플러에 연결되고 그런 다음 공기는 커플러의 공동(234)을 지나 돌출부(236)를 통해 카트리지 내로 이동한다.
본 개시에 따른 유용한 커플러 및 베이스는 Novak 등의 미국 특허 공개 공보 제2014/0261495호에 개시되어 있고, 본 명세서에서 참조로서 인용된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 커플러(232)는 베이스(230)의 내부 주연부(242)와 짝을 이루도록 구성된 외부 주연부(240)를 정의할 수 있다. 일 예에서, 베이스의 내부 주연부는 커플러의 외부 주연부의 반경과 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 약간 큰 반경을 정의할 수 있다. 또한, 커플러는 베이스의 내부 주연부에서 한정된 하나 이상의 오목부(246)와 체결하도록 구성된 하나 이상의 돌출부(244)를 외부 주연부에 정의할 수 있다. 그러나, 구조, 형상 및 컴포넌트들의 다양한 다른 실시예가 베이스를 커플러에 결합시키는데 채용될 수 있다. 일부 예에서, 카트리지(104)의 베이스와 제어 본체(102)의 커플러 사이의 결합은 실질적으로 영구적일 수 있는 반면에, 다른 예들에서, 예를 들어, 제어 본체가 일회용 및/또는 충전식일 수 있는 하나 이상의 추가 카트리지들과 재사용될 수 있도록 이들 사이의 연결은 해제될 수 있다.
도 2에 도시된 저장조(220)는 현재 기술된 바와 같이 용기일 수 있거나 또는 섬유 저장조일 수 있다. 예를 들어, 저장조는 이러한 예에서 하우징(218)의 내부를 둘러싸는 실질적으로 튜브의 형태로 형성된 하나 이상의 부직포 섬유층을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장조 내에 보유될 수 있다. 예를 들어, 액체 성분은 저장조에 의해 수착 방식으로 보유될 수 있다. 저장조는 액체 운반 요소(224)와 유체 결합될 수 있다. 이러한 실례에서, 액체 운반 요소는 모세관 작용을 통해 저장조에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 금속 와이어 코일의 형태로 된 가열 요소(222)로 운반할 수 있다. 이와 같이, 가열 요소는 액체 운반 요소와의 가열 배치 구조로 되어 있다.
일부 예에서, 저장조(220) 내에 마이크로유체 칩이 내장될 수 있고, 저장조로부터 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양 및/또는 부피는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 기술에 기초한 것과 같은 마이크로 펌프에 의해 제어될 수 있다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 저장조 및 운반 요소의 다른 예시적인 구현예는 이하에 더 설명되고, 이러한 저장조 및/또는 운반 요소는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 장치에 포함될 수 있다. 특히, 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 가열 요소와 운반 요소의 특정 조합은 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 장치에 포함될 수 있다.
사용 시에, 사용자가 에어로졸 전달 장치(100)를 흡인하면, 기류가 흐름 센서(210)에 의해 검출되고, 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 기화시키기 위해 가열 요소(222)가 활성화된다. 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부를 흡인하면, 주위 공기가 공기 흡입구(238)로 유입되고, 커플러(232)의 공동(234) 및 베이스(230)의 돌출부(236)의 중앙 개구를 통과한다. 카트리지(104)에서, 흡입된 공기는 형성된 증기와 결합하여 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 에어로졸 전달 장치의 가열 요소로부터 마우스 단부 내의 개구(226) 밖으로 빠져나오거나, 흡입되거나 그렇지 않으면 배출된다.
전자 담배의 경우 제어 본체 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현에 관한 추가 세부 사항은 위에 인용된 Sur의 미국 특허 출원 제15/836,086호 및 Sur 등의 미국 특허 출원 제15/916,834호, 및 2018년 3월 9일에 출원된 Sur의 미국 특허 출원 제15/916,696호를 참조하며, 이 또한 참조로 본 명세서에 포함된다.
도 3-6은 가열-불연소 장치의 경우에 제어 본체 및 에어로졸 공급원 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 3은 본 개시의 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(300)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(302) 및 에어로졸 공급원 부재(304)를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 에어로졸 공급원 부재 및 제어 본체는 기능 관계에서 영구적으로 또는 분리 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치를 도시한 반면, 도 4는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치를 예시한다. 다양한 메커니즘이 에어로졸 공급원 부재를 제어 본체에 연결하여 나사식 결합, 압입 결합, 간섭 결합, 슬라이딩 결합, 자기식 결합 등을 초래할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시의 다양한 구현에서, 에어로졸 공급원 부재(304)는 제어 본체(302)에 삽입되도록 구성된 가열되는 단부(406) 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 흡인하는 마우스 단부(408)를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 가열되는 단부의 적어도 일부는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함할 수 있다.
다양한 구현에서, 에어로졸 공급원 부재(304) 또는 그 일부는 에어로졸 공급원 부재에 대한 추가 구조 및/또는 지지체를 제공하는 데 유용한 임의의 물질로 형성될 수 있은 외부 오버랩 물질(412)로 포장될 수 있다. 다양한 구현에서, 외부 오버랩 재료는 종이 또는 셀룰로스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수 있는 열 전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있다. 외부 오버랩 재료는 또한 섬유 재료 내에 매립되거나 분산된 적어도 하나의 충전제 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 충전제 재료는 불용성 입자의 형태를 가질 수 있다. 추가로, 충전제 재료는 무기 성분을 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 외부 오버랩은 하부의 벌크 층 및 담배의 전형적인 포장지와 같은 상부 층과 같은 다중 층으로 형성될 수 있다. 이러한 재료는 예를 들어 아마, 대마, 사이잘, 볏짚 및/또는 에스파르토와 같은 경량의 "헝겊 섬유"를 포함할 수 있다. 외부 오버랩은 또한 셀룰로오스 아세테이트와 같은 통상적인 담배의 필터 요소에 전형적으로 사용되는 재료를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 공급원 부재의 마우스 단부(408)에서 오버랩의 초과 길이는 이하에서 설명되는 바와 같이, 에어로졸 전구체 조성물(410)을 소비자의 입으로부터 단순히 분리하거나 필터 재료를 위치시키기 위한 공간을 제공하거나, 또는 물품의 흡입에 영향을 미치거나 흡입 동안 장치에서 배출되는 증기 또는 에어로졸의 흐름 특성에 영향을 주는 기능을 한다. 본 개시와 함께 사용될 수 있은 오버랩 재료의 구성에 관한 추가 논의는 상기 인용된 Worm 등의 미국 특허 제9,078,473호에서 찾을 수 있다.
다양한 구현에서 에어로졸 전구체 조성물(410)과 에어로졸 공급원 부재(304)의 마우스 단부(408) 사이에 다른 컴포넌트가 존재할 수 있으며, 마우스 단부는 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(414)를 포함할 수 있다. 필터는 추가적으로 또는 대안적으로 그 전체가 본원에 참고로 포함되는 Raker 등의 미국 특허 제5,025,814호에 설명된 담배 함유 물질의 가닥(strands)을 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 필터는 에어로졸 공급원 부재의 마우스 단부의 구조적 무결성을 증가시킬 수 있고, 및/또는 원하는 경우 필터링 용량을 제공하고 및/또는 흡입 저항을 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 에어 갭, 공기 냉각을 위한 상변화 물질, 풍미 방출 매체, 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유, 필터 매체로서의 에어로겔 입자, 및 기타 적절한 재료 중 하나 또는 임의의 조합이 에어로졸 전구체 조성물과 마우스 단부 사이에 위치될 수 있다.
본 개시의 다양한 구현은 하나 이상의 전도성 가열 요소를 사용하여 에어로졸 공급원 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열한다. 다양한 구현에서, 가열 요소는 호일, 폼, 메쉬, 비어 있는 볼, 하프 볼, 디스크, 나선형, 섬유, 와이어, 필름, 실, 스트립, 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이러한 가열 요소는 종종 금속 재료를 포함하고 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 가열 요소는 에어로졸 공급원 부재, 특히 에어로졸 공급원 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉하거나 그 근처에 위치할 수 있다. 가열 요소는 제어 본체 및/또는 에어로졸 공급원 부재 내에 위치할 수 있다. 다양한 구현에서, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 조립체로서 작용하거나 그 기능을 용이하게 할 수 있는 기재 부분에 매립되거나 그렇지 않으면 그 일부에 매립된 성분(즉, 열 전도 성분)을 포함할 수 있다. 다양한 가열 부재 및 요소의 몇 가지 예가 Worm 등의 미국 특허 제9,569,085호에 설명되어 있다.
다양한 가열 요소 구성의 일부 비 제한적인 예는 가열 요소가 에어로졸 공급원 부재(304)와 근접하게 배치되는 구성을 포함한다. 예를 들어, 일부 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는 적어도 에어로졸 공급원 부재의 일부를 둘러쌀 수 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 가열 요소는 제어 본체(302)에 삽입될 때 에어로졸 공급원 부재의 외부에 인접하게 위치될 수 있다. 다른 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는 에어로졸 공급원 부재가 제어 본체에 삽입될 때 에어로졸 공급원 부재의 적어도 일부를 관통할 수 있다(예를 들어, 에어로졸 공급원 부재를 관통하는 하나 이상의 프롱(prongs) 및/또는 스파이크). 일부 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 요소의 역할을 하거나 그 기능을 촉진할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물에 매립된 또는 그의 일부인 복수의 비드(beads) 또는 입자와 접촉하는 구조 또는 그 복수의 비드 또는 입자를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(300)의 정면도를 도시하고, 도 6은 도 5의 에어로졸 전달 장치를 통과하는 단면도를 도시한다. 특히, 도시된 구현의 제어 본체(302)는 그 결합 단부에 정의된 개구(518)를 포함하는 하우징(516), 흐름 센서(520)(예를 들어, 퍼프 센서 또는 압력 스위치), 제어 컴포넌트(522)(예를 들어, 처리 회로 등), 전원(524)(예를 들어, 배터리, 수퍼커패시터), 및 표시기(526)(예를 들어, LED)를 포함하는 엔드 캡을 포함한다. 전원은 재충전 가능할 수 있고, 제어 본체는 전원에 결합되고 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로(528)를 포함할 수 있다.
일 구현에서, 표시기(526)는 하나 이상의 LED, 양자점 기반 LED 등을 포함할 수 있다. 표시기는 제어 컴포넌트(522)와 통신할 수 있고, 예를 들어 제어 본체(302)에 결합된 경우 사용자가 에어로졸 공급원 부재(304)를 흡인할 때, 흐름 센서(520)에 의해 감지됨에 따라 조명될 수 있다.
도시된 구현의 제어 본체(302)는 에어로졸 공급원 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 조립체(530)(개별적으로 또는 집합적으로 가열 조립체로 지칭됨)를 포함한다. 본 개시의 다양한 구현의 가열 조립체는 형태를 취할 수 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 특정 구현에서, 가열 조립체는 외부 실린더(532) 및 가열 요소(534)를 포함하며, 이 구현에서 가열 요소(534)는 수용 베이스(536)로부터 연장되는 복수의 가열기 프롱을 포함한다(다양한 구성에서, 가열 조립체 또는 보다 구체적으로 가열기 프롱은 가열기라고 함). 도시된 구현에서, 외부 실린더는 외부 실린더 내의 가열기 프롱에 의해 생성된 열을 유지하고, 특히 에어로졸 전구체 조성물 내의 가열기 프롱에 의해 생성된 열을 유지하기 위해 스테인리스 강으로 구성된 이중벽 진공관을 포함한다. 다양한 구현에서, 가열기 프롱은 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동, 흑연, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있다.
예시된 바와 같이, 가열 조립체(530)는 하우징(516)의 맞물림 단부 근처에서 연장될 수 있고, 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함하는 에어로졸 공급원 부재(304)의 가열되는 단부(406)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열 조립체는 일반적으로 튜브형 구성을 정의할 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가열 요소(534)(예를 들어, 복수의 가열기 프롱)는 수용 챔버(538)를 생성하기 위해 외부 실린더(532)에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 방식으로, 다양한 구현에서 외부 실린더는 비전도성 절연 재료 및/또는 절연 중합체(예를 들어, 플라스틱 또는 셀룰로스), 유리, 고무, 세라믹, 자기, 이중벽 진공 구조 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 구조를 포함한다.
일부 구현에서, 가열 조립체(530)의 하나 이상의 부분 또는 컴포넌트는 에어로졸 전구체 조성물(410)과 결합, 포장 및/또는 일체화(예를 들어, 내부에 매립)될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현에서, 에어로졸 전구체 조성물은 전술한 바와 같은 물질로 형성될 수 있고 그 안에 혼합된 하나 이상의 전도성 물질을 포함할 수 있다. 이들 구현 중 일부에서, 접촉부는 에어로졸 전구체 조성물에 직접 연결될 수 있어서, 에어로졸 공급원 부재가 제어 본체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접촉부가 전기 에너지 공급원과 전기적으로 연결되도록 한다. 대안적으로, 접촉부는 전기 에너지 공급원과 일체형일 수 있고, 에어로졸 공급원 부재가 제어 본체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접촉부가 에어로졸 전구체 조성물과 전기적으로 연결되도록 수용 챔버 내로 연장될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 전도성 물질이 존재하기 때문에, 전기 에너지 공급원으로부터 에어로졸 전구체 조성물로 전력을 인가하면 전류가 흐르고 따라서 전도성 물질로부터 열이 생성된다. 따라서, 일부 구현에서 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물과 일체인 것으로 설명될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 흑연 또는 다른 적합한 전도성 재료가 가열 요소를 매개체와 일체로 만들기 위해 에어로졸 전구체 조성물을 형성하는 재료와 혼합되거나, 내장되거나, 그렇지 않으면 직접적으로 그 상에 또는 그 내부에 존재할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 예시된 구현에서, 외부 실린더(532)는 또한 에어로졸 공급원 부재가 하우징(516)에 삽입될 때 에어로졸 공급원 부재(304)의 적절한 위치 설정을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다. 다양한 구현예에서, 가열 조립체(530)의 외부 실린더는 하우징에 대한 가열 조립체의 정렬을 제공하기 위해 하우징의 내부 표면과 맞물릴수 있다. 이에 의해, 가열 조립체 사이의 고정 결합의 결과로, 가열 조립체의 종축이 하우징의 종축에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 특히, 지지 실린더는 수용 챔버(538)를 생성하기 위해 하우징의 개구(518)로부터 수용 베이스(536)까지 연장될 수 있다.
에어로졸 공급원 부재(304)의 가열되는 단부(406)는 제어 본체(302)에 삽입하기 위한 크기 및 형상을 갖는다. 다양한 구현에서, 제어 본체의 수용 챔버(538)는 내부 표면 및 외부 표면을 벽에 의해 정의되는 것으로 특징화될 수 있고, 내부 표면은 수용 챔버의 내부 용적을 정의한다. 예를 들어, 도시된 구현에서, 외부 실린더(532)는 수용 챔버의 내부 용적을 정의하는 내부 표면을 정의한다. 예시된 구현에서, 외부 실린더의 내부 직경은 (예를 들어, 슬라이딩 핏을 생성하기 위해) 대응하는 에어로졸 공급원 부재의 외부 직경보다 약간 더 크거나 거의 동일할 수 있어서 외부 실린더가 에어로졸 공급원 부재를 제어 본체에 대해 적절한 위치(예컨대, 측면 위치)로 안내하도록 구성된다. 따라서, 에어로졸 공급원 부재의 가장 큰 외경(또는 구현의 특정 단면 형상에 따라 다른 치수)은 제어 본체에서 수용 챔버의 개구 단부의 벽의 내부 표면에서의 내경(또는 다른 치수)보다 작도록 크기가 조정될 수 있다. 일부 구현에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 공급원 부재가 수용 챔버에 꼭 맞도록 충분히 작을 수 있고, 마찰력은 에어로졸 공급원 부재가 가해진 힘없이 이동되는 것을 방지한다. 다른 한편으로, 그 차이는 과도한 힘을 요구하지 않으면서 에어로졸 공급원 부재가 수용 챔버 안팎으로 미끄러지도록 허용하기에 충분할 수 있다.
예시된 구현에서, 제어 본체(302)는 에어로졸 공급원 부재(304)가 제어 본체에 삽입될 때 가열 요소(534)(예를 들어, 가열기 프롱)가 에어로졸 공급원 부재의 가열되는 단부(406)의 에어로졸 전구체 조성물(410)의 적어도 일부의 대략 반경 방향 중심에 위치하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 고체 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 가열기 프롱은 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉할 수 있다. 다른 구현에서, 예를 들어, 튜브 구조를 정의하는 압출된 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 가열기 프롱은 압출된 튜브 구조의 내부 표면에 의해 정의된 공동 내부에 위치할 수 있고 압출된 튜브 구조의 내부 표면과 접촉하지 않을 수 있다.
사용 중에, 소비자는 가열 조립체(530), 특히 에어로졸 전구체 조성물(410)(또는 이의 특정 층)에 인접한 가열 요소(534)의 가열을 시작한다. 에어로졸 전구체 조성물의 가열은 흡입 가능한 물질을 생성하도록 에어로졸 공급원 부재(304) 내의 흡입 가능한 물질을 방출한다. 소비자가 에어로졸 공급원 부재의 마우스 단부(408)에서 흡입할 때, 공기는 제어 본체(302)의 개구 또는 애퍼처와 같은 공기 흡입구(540)를 통해 에어로졸 공급원 부재로 흡인된다. 흡인된 공기와 방출 된 흡입가능 물질의 조합은, 흡인된 물질이 에어로졸 공급원 부재의 마우스 단부를 빠져나감에 따라, 소비자에 의해 흡입된다. 일부 구현에서, 가열을 시작하기 위해, 소비자는 가열 조립체의 가열 요소로 하여금 배터리 또는 다른 에너지원으로부터 전기 에너지를 받도록 하는 푸시 버튼 또는 유사한 컴포넌트를 수동으로 작동시킬 수 있다. 전기 에너지는 미리 정해진 시간 동안 공급되거나 수동으로 제어될 수 있다.
일부 구현에서, 전기 에너지의 흐름은 (에너지 흐름이 주변 온도보다 더 큰 기준 온도, 예를 들어 활성 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도를 유지하기 위해 진행될 수 있더라도) 장치(300)의 퍼프 사이에서는 사실상 진행되지 않는다. 그러나, 도시된 구현에서, 가열은 흐름 센서(520)와 같은 하나 이상의 센서의 사용을 통해 소비자의 퍼핑 동작에 의해 시작된다. 퍼프가 중단되면 가열이 중지되거나 감소될 것이다. 소비자가 충분한 양(예를 들어, 전형적인 흡연 경험에 상응하기에 충분한 양)의 흡입가능 물질을 방출하기 위해 충분한 수의 퍼프를 취한 경우, 에어로졸 공급원 부재(304)는 제어 본체(302)에서 제거되어 폐기될 수 있다. 일부 구현에서, 본 명세서에 참조로 포함되는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제15/707,461호에 개시된 바와 같은 용량성 감지 요소 및 다른 센서와 같은 추가 감지 요소가 사용될 수 있다.
다양한 구현에서, 에어로졸 공급원 부재(304)는 튜브형과 같은 적절한 형태를 형성 및 유지하고 에어로졸 전구체 조성물(410)을 그 내부에 유지하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현에서, 에어로졸 공급원은 부재는 단일 벽 또는 다른 구현에서는 다중 벽으로 형성될 수 있으며, 적어도 전기 가열 요소에 의해 제공되는 가열 온도인 온도에서 구조적 무결성을 유지하기 위해(예를 들어, 열화되지 않음) 내열성이 있는 (천연 또는 합성) 재료로 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 본 명세서에서 추가로 논의된다. 일부 구현에서는 내열성 폴리머가 사용될 수 있지만, 다른 구현에서는 에어로졸 공급원 부재가 실질적으로 짚 모양의 종이와 같은 종이로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 에어로졸 공급원 부재는 이와 연관된 하나 이상의 층을 구비할 수 있으며, 이 하나 이상의 층은 에어로졸 공급원 부재를 통한 증기의 이동을 실질적으로 방지하는 기능을 한다. 하나의 예시적인 구현에서, 알루미늄 호일 층이 에어로졸 공급원 부재의 일 표면에 적층될 수 있다. 세라믹 재료도 사용될 수 있다. 추가 구현에서, 에어로졸 전구체 조성물로부터 열을 불필요하게 멀리 이동시키지 않도록 절연 재료가 사용될 수 있다. 위에 설명된 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있거나 위에 언급 된 재료 및 컴포넌트에 대한 대안으로 사용될 수 있는 컴포넌트 및 재료의 추가 예시 유형은 Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/00186757호, Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/00186757호 및 Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제2011/0041861호에 설명된 유형의 것일 수 있으며, 이들 모두는 본원에 참조로 포함된다.
도시된 구현에서, 제어 본체(302)는 전기 가열 요소(534)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 장치(300)의 다양한 기능을 제어하는 제어 컴포넌트(522)를 포함한다. 예를 들어, 제어 컴포넌트는 전기 전도성 와이어(미도시)에 의해 전원(524)에 연결되는 처리 회로(본 명세서에 더 설명되는 바와 같이, 추가 컴포넌트에 연결될 수 있음)를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 처리 회로는 가열 조립체(530), 특히 가열기 프롱이 전기 에너지를 수신하여 소비자에 의한 흡입을 위한 흡입가능 물질의 방출을 위해 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하는 동작을 언제 및 어떻게 할 것인지를 제어할 수 있다. 일부 구현에서, 이러한 제어는 위에서 더 상세히 설명된 바와 같이 흐름 센서(520)에 의해 활성화될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 도시된 구현의 가열 조립체(530)는 수용 베이스(536)로부터 연장되는 외부 실린더(532) 및 가열 요소(534)(예를 들어, 복수의 가열기 프롱)를 포함한다. 일부 구현에서, 에어로졸 전구체 조성물(410)이 튜브 구조를 포함하는 것과 같이, 가열기 프롱은 에어로졸 전구체 조성물의 내부 표면에 의해 정의된 공동 내로 연장되도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물이 고체 또는 반고체를 포함하는 도시된 구현과 같은 다른 구현에서, 복수의 가열기 프롱은 에어로졸 공급원 부재가 제어 본체(302)에 삽입될 때 에어로졸 공급원 부재(304)의 가열되는 단부(406)에 포함된 에어로졸 전구체 조성물 내로 침투하도록 구성된다. 이러한 구현에서, 가열기 프롱 및/또는 수용 베이스를 포함하는 가열 조립체의 컴포넌트 중 하나 이상은 비 점착성 또는 점착성 물질, 예를 들어, 특정 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 탄소강 및 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 다른 구현에서, 가열기 프롱 및/또는 수용 베이스를 포함하는 가열 조립체의 컴포넌트 중 하나 이상은 예를 들어 Teflon®과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 코팅, 또는 다른 코팅, 예컨대, 점착 방지 에나멜 코팅, 또는 세라믹 코팅, 예컨대, Greblon®, Thermolon™, 또는 세라믹 코팅, 예컨대, Greblon® 또는 Thermolon ™을 포함하는 비 점착 코팅을 포함할 수 있다.
또한, 도시된 구현에서 수용 베이스(536) 주위에 실질적으로 균등하게 분포 된 다수의 가열기 프롱(534)이 있지만, 다른 구현에서, 적은 수를 포함하여 임의의 수의 가열기 프롱이 임의의 다른 적절한 공간 구성으로 사용될 수 있음에 유의해야한다. 더욱이, 다양한 구현에서 가열기 프롱의 길이는 변할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현에서 가열기 프롱은 작은 돌출부를 포함할 수 있는 반면, 다른 구현에서 가열기 프롱은 수용 챔버의 최대 약 25 %, 최대 약 50 %, 최대 약 75 %, 그리고 전체 길이까지를 포함하여, 수용 챔버(538)의 임의의 부분까지 연장될 수 있다. 또 다른 구현에서, 가열 조립체(530)는 다른 구성을 취할 수 있다. 위에 제공된 논의에 따라 본 발명에서 사용하기 위해 개조될 수 있는 다른 가열기 구성의 예는 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호, Deevi 등의 제5,093,894호, Deevi 등의 제5,224,498호, Sprinke Jr등의 제5,228,460호, Deevi 등의 제5,322,075호, Deevi 등의 제5,353,813호, Deevi 등의 제5,468,936호, Das의 제5,498,850, Das의 제5,659,656호, Deevi 등의 제5,498,855호, Hajaligon의 제5,530,225호, Hajaligol의 제5,665,262호, Das 등의 제5,573,692호, 및 Fleischhauer 등의 제5,591,368호에서 발견될 수 있으며, 이들은 본원에 참조로 포함된다.
다양한 구현에서, 제어 본체(302)는 수용 챔버(538)의 내부로 주변 공기의 유입을 허용하기 위해 내부에 공기 흡입구(538)(예를 들어, 하나 이상의 개구 또는 애퍼처)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현에서, 수용 베이스(536)는 또한 공기 흡입구를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현에서, 소비자가 에어로졸 공급원 부재(304)의 마우스 단부에서 흡인할 때, 공기는 제어 본체의 공기 흡입구 및 수용 베이스를 통해 수용 챔버로 흡입될 수 있고, 에어로졸 공급원 부재 내로 전달될 수 있으며, 소비자에 의한 흡입을 위해 에어로졸 공급원 부재의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 통과하며 흡인된다. 일부 구현에서, 흡인된 공기는 에어로졸 공급원 부재의 마우스 단부(408)에 있는 개구 밖으로 선택적 필터(414)를 통해 흡입가능 물질을 운반한다. 가열 요소(534)가 에어로졸 전구체 조성물 내부에 위치하면, 가열기 프롱이 활성화되어 에어로졸 전구체 조성물을 가열하고 에어로졸 공급원 부재를 통한 흡입가능 물질의 방출을 유발할 수 있다.
앞서 특히 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 개시의 다양한 구현은 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 전도성 가열기를 사용한다. 또한 위에서 설명한 바와 같이, 다양한 다른 구현은 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해 유도 가열기를 사용한다. 이들 구현 중 일부에서, 가열 조립체(530)는 유도 송신기 및 유도 수신기를 갖는 변압기를 포함하는 유도 가열기로서 구성될 수 있다. 가열 조립체가 유도 가열기로 구성되는 구현에서, 외부 실린더(532)는 유도 송신기로 구성될 수 있고, 수용 베이스(536)로부터 연장되는 가열 요소(534)(예를 들어, 복수의 가열기 프롱)는 유도 수신기로서 구성될 수 있다. 다양한 구현에서, 유도 송신기 및 유도 수신기 중 하나 또는 둘 모두는 제어 본체(302) 및/또는 에어로졸 공급원 부재(304)에 위치할 수 있다.
다양한 구현에서, 유도 송신기 및 유도 수신기로서의 외부 실린더(532) 및 가열 요소(534)는 하나 이상의 전도성 물질로 구성될 수 있고, 추가 구현에서 유도 수신기는 코발트, 철, 니켈 및 이들의 조합을 포함하나 이에 국한되지 않는 강자성 물질로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 호일 재료는 전도성 재료로 구성되고 가열기 프롱은 강자성 재료로 구성된다. 다양한 구현에서, 수용 베이스는 비전도성 및/또는 절연 재료로 구성될 수 있다.
유도 전송기로서의 외부 실린더(532)는 지지 실린더를 둘러싸는 호일 재료를 갖는 라미네이트를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 호일 재료는 그 상에 인쇄된 전기 트레이스를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 일부 구현에서 호일 재료가 유도 수신기로서의 가열 요소(534) 주위에 위치할 때 나선형 코일 패턴을 형성할 수 있은 하나 이상의 전기 트레이스를 포함할 수 있다. 호일 재료 및 지지 실린더는 각각 튜브형 구성을 정의할 수 있다. 지지 실린더는 호일 재료가 가열기 프롱과 접촉하여 단락되지 않도록 호일 재료를 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 실린더는 호일 재료에 의해 생성된 진동 자기장에 대해 실질적으로 투명할 수 있는 비전도성 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현에서, 호일 재료는 지지 실린더에 매립되거나 그렇지 않으면 그에 결합될 수 있다. 예시된 구현에서, 호일 재료는 지지 실린더의 외부 표면과 결합되지만, 다른 구현에서, 호일 재료는 지지 실린더의 내부 표면에 위치하거나 지지 실린더에 완전히 매립될 수 있다.
외부 실린더(532)의 호일 재료는 교류가 그것을 통과할 때 진동 자기장(예를 들어, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성될 수 있다. 가열 요소(534)의 가열기 프롱은 외부 실린더 내에 적어도 부분적으로 위치되거나 수용될 수 있고 전도성 재료를 포함할 수 있다. 호일 재료를 통해 교류를 유도함으로써, 와전류가 유도를 통해 가열기 프롱에서 생성될 수 있다. 가열기 프롱을 정의하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열에 의해(즉, 줄 효과를 통해) 그 가열기 프롱을 가열할 수 있다. 가열기 프롱은 무선으로 가열되어 가열기 프롱에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물(410)로부터 에어로졸을 형성할 수 있다.
에어로졸 전달 장치, 제어 본체 및 에어로졸 공급원 부재의 다른 구현은 위에서 인용된 Sur 등의 미국 특허 출원 제15/916,834호, Sur의 미국 특허 출원 제15/916,696호 및 Sur의 미국 특허 출원 제15/836,086호에 개시되어 있다.
전술한 바와 같이, 예시적인 구현의 에어로졸 전달 장치는 전자 담배 또는 가열-불연소 장치의 맥락에서, 또는 심지어 이 둘 모두의 기능을 포함하는 장치의 경우에서의 회로를 포함할 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 본 개시의 다양한 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(100,300) 중 하나 또는 둘 모두의 기능이거나 그 기능을 포함할 수 있는 에어로졸 전달 장치(700)의 회로도이다. 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(102,302), 가열 요소(222,534), 전원(212,524) 및 충전 회로(216,528)의 각각의 기능에 대응하거나 이를 포함할 수 있는 제어 본체(702), 가열 요소(704), 전원(706) 및 충전 회로(708)를 포함한다. 그리고 에어로졸 전달 장치(700)가 에어로졸 전달 장치(100)의 기능이거나 이를 포함하는 것과 같은 일부 예에서, 에어로졸 전달 장치(700)(또는 보다 구체적으로는 그것의 제어 본체(702))는 가열 요소를 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자(710)를 포함할 수 있다.
다양한 구현에서, 충전 회로(708)는 전원(706)에 연결되어 이를 제어 가능하게 충전하도록 구성된다. 전원은 가열 요소(704)를 포함하는 부하(712)에 연결되어 이에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하되 가열 요소(704)는 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성된다. 일부 구현에서, 전원의 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀은 하나 이상의 리튬 이온, 리튬 철 포스페이트 또는 고체 상태 배터리 또는 배터리 셀을 포함한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 일부 구현에서, 충전 회로(708)는 전기 커넥터(714), 보호 회로(716) 및 벅-부스트 충전 제어기(718)를 포함한다. 전기 커넥터는 전원(706)을 충전할 수 있는 전력 공급부(720)에 충전 회로를 직접 또는 간접적으로, 예컨대 적절한 전력 어댑터를 통해 연결하도록 구성된다. 전기 커넥터는 전술한 것과 같은 다수의 적절한 유형의 전기 커넥터 중 임의의 것일 수 있다. 일부 구현에서, 전기 커넥터는 USB 커넥터(예를 들어, Type A, Type B, Mini A, Mini B, Mini AB, Micro A, Micro B, Micro AB, Type C)이다. 다른 구현에서, 전기 커넥터는 비-USB 커넥터(예컨대, 원통형 커넥터, 시가 라이터 커넥터, 라이트닝 커넥터)이다. 이러한 구현 및 기타 구현에서 전원 어댑터는 USB 전원 어댑터 또는 비 USB 전원 어댑터일 수 있다. 그리고 다른 예에서, 충전 회로는 유도 전력 충전을 위한 전기 커넥터 대신 유도 수신기를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 충전 회로(708)는 리튬 이온 또는 리튬 철 포스페이트와 같은 상이한 전기 화학을 갖는 배터리 또는 배터리 셀을 지원할 수 있다. 또한, 충전 회로는 낮은 배터리 대기 전류를 제공할 수 있으며 배터리가 없거나 배터리가 현저히 방전된 경우에도 즉시 켜질 수(instant on) 있다. 일 예에서, 충전 프로세스 중에 전원이 제거되거나 사용자가 충전을 위해 잘못된 배터리 또는 배터리 셀에 플러그를 꽂으면 충전 회로는 과전압을 가질 수 있다. 충전 회로의 전자 장치에는 리튬 이온 배터리의 전기 화학 프로필을 삽입할 수 있는 마이크로제어기가 있을 수 있다. 소비자가 잘못된 리튬 배터리를 연결하면, 잘못된 배터리의 프로필은 마이크로제어기에 저장된 프로필과 일치하지 않을 수 있다. 따라서 어떤 배터리를 꽂았는지에 따라 배터리를 충전하는 데 시간이 더 오래 걸리거나 더 짧아질 수 있다. 또한 특정 배터리에 대해 충전 전류를 고정할 수 있다. 따라서, 다른 배터리를 사용하는 경우, 사용하는 배터리의 크기에 따라 충전 시간이 길어질 수 있다. 배터리의 크기가 더 크면 충전 시간이 길어질 수 있다. 또한 충전기 회로는 과전압을 특정 값으로 제한할 수 있다. 따라서, 어떤 배터리가 꽂혀 있든 관계없이, 과전압 상태를 위반하지 않을 것이다.
일부 구현에서, 보호 회로(716)는 전기 커넥터(714)와 전원(706)에 그리고 그 사이에 결합된다. 보호 회로는 전기 커넥터가 전력 공급부에 연결되면 전력 공급부(720)의 과전류 상태로부터 전원을 보호하도록 구성된다. 일부 구현에서, 보호 회로는 전력 공급부가 과전류 상태에 있을 때 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 스위치(도 7b에 도시된 바와 같음)를 포함한다.
일부 구현에서, 벅-부스트 충전 제어기(718)는 전원(706)과 전력 공급부(720)에 그리고 그 사이에 결합된다. 벅-부스트 충전 제어기는 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택에 따라 복수의 모드 중 하나에서, 전력 공급부로부터 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된다. 일부 구현에서, 복수의 모드는 벅 모드, 부스트 모드 또는 벅-부스트 모드 중 둘 이상을 포함한다. 적합한 벅-부스트 충전 제어기의 한 가지 예는 Texas Instruments의 모델 BQ25703A이다. 에어로졸 전달 장치(700)의 구동 동안, 벅-부스트 충전 제어기는 전력 공급부의 상태에 따라 컨버터를 벅, 부스트 또는 벅 부스트 모드로 설정할 수 있다. 벅-부스트 충전 제어기는 호스트 제어 없이 벅, 부스트 및 벅 부스트 모드 사이에서 자동으로 전환할 수 있다.
일부 구현에서, 부스트 회로는 전압을 회로가 작동하기 위한 특정 값으로 인위적으로 증가시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전압이 3.1V로 내려가면, 부스트 칩을 사용하여, 전압은 나머지 회로가 작동하기 위한 3.5V로 승압될 수 있다. 부스트 회로의 경우, 부스트 레귤레이터는 2.7V 내지 3.5V와 같은 더 작은 전압에서부터 작동하여 3.5V로 제한되는 더 높은 공칭 전압을 제공할 수 있다. 부스트 회로에서, 전압이 항상 일정한 값을 유지하도록 피드백 보상이 있을 수 있다. 벅 컨버터는 히스테리시스(또는 히스테리시스 특성을 나타내는 재료)를 사용하는 통합 스텝 다운 스위칭 레귤레이터 및 스텝 다운 DC-DC 컨버터를 가질 수 있다. 벅 컨버터는 완전히 충전된 배터리의 전압을 4.1V에서 3.5V의 정전압으로 변경할 수 있어 배터리 효율을 높일 수 있다. 벅-부스트 회로는 위에서 설명한 벅과 부스트의 조합일 수 있으며 벅과 부스트의 이중 기능을 수행할 수 있다.
일부 구현에서, 전력 공급부(720)는 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터를 포함하고, 벅-부스트 충전 제어기(718)는 전력 공급부의 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터로부터의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된다. 일부 구현에서, 벅-부스트 충전 제어기는 전원이 전력 공급부로부터 충전될 때 전원(706)의 단자 전압이 임계 전압 아래로 떨어지면 출력 전류를 최대 전류(예컨대, 380mA)로 제한하도록 구성된다.
도 7b는 본 개시의 다양한 예시적인 구현에 따른 에어로졸 전달 장치(700)의 회로도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(702), 가열 요소(704), 전원(706) 및 충전 회로(708)를 포함한다. 충전 회로는 전원에 결합되고 이 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된다. 도 7a에서와 유사하게. 충전 회로는 전기 커넥터(714), 보호 회로(716) 및 벅-부스트 충전 제어기(718)를 포함한다. 충전 회로는 또한 벅-부스트 충전 제어기에 결합된 I/O 인터페이스(738)(예를 들어, 상호 통합 회로 인터페이스)를 포함할 수 있다. I/O 인터페이스는 사용자가 충전중인 배터리 또는 커패시터에 따라 충전 전류를 변경하거나 충전 전류를 특정 값으로 제한할 수 있는 유연성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전되는 특정 리튬 이온 배터리, 수퍼커패시터 또는 리튬 이온 하이브리드 커패시터의 경우, 충전 전류는 1C, 2C 또는 5C 충전 속도일 수 있다. I/O 인터페이스는 배터리, 수퍼커패시터 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터의 최대 정격에 따라 충전 전류를 특정 값으로 제한할 수 있다. 따라서, 전자 설계는 다양한 리튬 이온 배터리, 수퍼커패시터, 하이브리드 리튬 이온 커패시터 또는 고체 상태 배터리를 지원하기에 충분히 견고할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 I/O 인터페이스를 통해 특정 값을 설정하거나 전원의 유형을 선택할 수 있다. 다른 예에서, 충전 회로는 예를 들어 룩업 테이블로부터 유형과 값(들) 사이의 사전 저장된 상관으로부터 적절한 값을 선택할 수 있다.
일부 구현에서, 보호 회로(716)는 전력 공급부가 과전류 상태일 때 전력 공급부(720)으로부터 전원(706)으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 하나 이상의 스위치로서 사용되는 하나 이상의 트랜지스터(722,724,726,728)를 포함한다. 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)일 수 있다. 적합한 MOSFET의 한 예는 Motorola의 모델 2N6659를 포함한다.
일부 구현에서, 전원(706)은 복수의 배터리 또는 배터리 셀(730,732,734,736)을 포함한다. 복수의 배터리 또는 배터리 셀은 출력 전류가 복수의 경로의 각 경로를 통과하는 전류들의 합이되게 흐르도록 전력 공급부(720)로부터의 출력 전류에 대해 둘 이상의 경로를 형성하도록 연결된다. 한 예에서, 전력 공급부의 출력 전류는 6.35A일 수 있다. 이 예에서, 도 7b에 도시된 4개의 배터리는 출력 전류를 위한 2개의 경로를 형성하도록 연결되되, 각 경로에 한 쌍의 배터리가 있다. 6.35A는 두 경로 사이에 분할될 수 있되, 각 배터리 쌍에는 고속 충전을 위해 3.175A로 공급된다. 이렇게 하면, 배터리 4개를 더 빨리 충전할 수 있다. 다른 예에서, 4개의 배터리는 출력 전류에 대해 4개의 경로를 형성하도록 연결될 수 있으며, 각 경로에는 4개의 배터리 중 하나가 있다.
일부 구현에서, 에어로졸 전달 장치(700) 또는 제어 본체(702)는 가열 요소(704)에 결합되고 부하(712) 또는 가열 요소에 일정한 전력을 출력하도록 구성된 비반전 단일 이득 연산 증폭기(740)를 더 포함한다. 부하 또는 가열 요소에 대한 출력 전력은 트레이스 또는 기타 이유로 인해 회로 기판(예컨대, 인쇄 회로 기판)에서의 임의의 기생에 관계없이 일정할 수 있다. 또한 비반전 단위 이득 연산 증폭기는 에어로졸 전달 장치에서 임의의 개별 컴포넌트의 안테나 효과를 무효화할 수 있다.
본 개시의 많은 수정 및 다른 구현이 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 구현으로 제한되지 않으며, 수정 및 다른 구현이 첨부된 청구 범위 내에서 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서는 특정 용어가 사용되지만 제한을 목적으로 하는 것이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims (22)

  1. 에어로졸 전달 장치로서,
    에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 하우징과,
    전기를 열로 변환하여 상기 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성된 가열 요소와,
    상기 가열 요소를 포함하는 부하에 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는 전원과,
    상기 전원에 결합되어 상기 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하되,
    상기 충전 회로는
    상기 전원을 충전할 수 있는 전력 공급부에 상기 충전 회로를 연결하도록 구성된 전기 커넥터와,
    상기 전원과 상기 전력 공급부 사이에서 이들에 결합되고, 상기 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택적으로 복수의 모드 중 하나에서, 상기 전력 공급부로부터 상기 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된 벅-부스트 충전 제어기를 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원은 복수의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 또는 배터리 셀은 상기 전력 공급부로부터의 출력 전류가 흐르게 하는 복수의 경로를 형성하도록 연결되되, 상기 출력 전류는 복수의 경로의 각 경로를 통과하는 전류의 합이 되도록 하는
    에어로졸 전달 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀은 하나 이상의 리튬 이온, 리튬 철 포스페이트 또는 고체 상태 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터를 포함하고, 상기 벅-부스트 충전 제어기가 상기 전력 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 상기 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터로부터의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것을 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하되, 상기 보호 회로는 상기 전기 커넥터와 상기 전원 사이에서 이들에 결합되고, 상기 전기 커넥터가 상기 전력 공급부에 연결되어 있을 때 상기 전력 공급부의 과전류 상태로부터 상기 전원을 보호하도록 구성되는
    에어로졸 전달 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보호 회로는 상기 전력 공급부가 상기 과전류 상태일 때 상기 전력 공급부로부터 상기 전원으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 스위치를 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 벅-부스트 충전 제어기가 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 상기 전원이 상기 전력 공급부로부터 충전되는 경우 상기 전원의 단자 전압이 임계 전압 아래로 떨어질 때 상기 출력 전류를 최대 전류로 제한하는 것을 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 또는 고체 또는 반고체인
    에어로졸 전달 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소에 결합되고 일정한 전력을 상기 가열 요소에 출력하도록 구성된 비-반전 단위 이득 연산 증폭기를 더 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 모드는 벅 모드, 부스트 모드 또는 벅-부스트 모드 중 둘 이상을 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
  12. 에어로졸 전달 장치를 위한 제어 본체로서,
    상기 제어 본체는,
    가열 요소 또는 상기 가열 요소를 상기 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자- 상기 가열 요소는 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 증발시키도록 구성됨 -와,
    상기 가열 요소를 포함하는 부하에 연결되어 상기 부하에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는 전원과,
    상기 전원에 결합되어 상기 전원을 제어 가능하게 충전하도록 구성된 충전 회로를 포함하되,
    상기 충전 회로는
    상기 전원을 충전할 수 있는 전력 공급부에 상기 충전 회로를 연결하도록 구성된 전기 커넥터와,
    상기 전원과 상기 전력 공급부 사이에서 이들에 결합되고, 상기 전력 공급부의 상태에 기초하여 선택적으로 복수의 모드 중 하나에서, 상기 전력 공급부로부터 상기 전원으로의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성된 벅-부스트 충전 제어기를 포함하는
    제어 본체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전원은 복수의 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는
    제어 본체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 또는 배터리 셀은 상기 전력 공급부로부터의 출력 전류가 흐르게 하는 복수의 경로를 형성하도록 연결되되, 상기 출력 전류는 상기 복수의 경로의 각 경로를 통과하는 전류의 합이 되도록 하는
    제어 본체.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 또는 배터리 셀은 하나 이상의 리튬 이온, 리튬 철 포스페이트, 또는 고체 상태 배터리 또는 배터리 셀을 포함하는
    제어 본체.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터를 포함하고, 상기 벅-부스트 충전 제어기가 상기 전력 공급부의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 하나 이상의 리튬 이온 또는 고체 상태 배터리, 또는 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 커패시터로부터의 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것을 포함하는
    제어 본체.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하되, 상기 보호 회로는 상기 전기 커넥터와 상기 전원 사이에서 이들에 결합되고, 상기 전기 커넥터가 전력 공급부에 연결되어 있을 때 상기 전력 공급부의 과전류 상태로부터 상기 전원을 보호하도록 구성되는
    제어 본체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보호 회로는 상기 전력 공급부가 과전류 상태일 때 상기 전력 공급부로부터 상기 전원으로의 출력 전류를 차단하도록 구성된 스위치를 포함하는
    제어 본체.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 벅-부스트 충전 제어기가 출력 전압 및 출력 전류를 조절하도록 구성되는 것은 상기 전원이 상기 전력 공급부로부터 충전되는 경우 상기 전원의 단자 전압이 임계 전압 아래로 떨어질 때 상기 출력 전류를 최대 전류로 제한하는 것을 포함하는
    제어 본체.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 에어로졸 전구체 조성물은 액체, 또는 고체 또는 반고체인
    제어 본체.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 가열 요소에 결합되고 일정한 전력을 상기 가열 요소에 출력하도록 구성된 비-반전 단위 이득 연산 증폭기를 더 포함하는
    제어 본체.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 모드는 벅 모드, 부스트 모드 또는 벅-부스트 모드 중 둘 이상을 포함하는
    제어 본체.
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