KR20210043698A - 통합된 열전도체가 있는 에어로졸 전달 장치 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 전달 장치 및 에어로졸 소스 부재가 본 명세서에 개시된다. 일 태양에서, 에어로졸 전달 장치는 폐쇄 원위 단부 및 개방 결합 단부를 갖는 제어 본체, 가열 부재, 제어 본체 내에 위치되며 가열 부재를 제어하도록 구성된 제어 부품, 제어 본체 내에 위치되며 제어 부품에 전력을 공급하도록 구성된 전원, 및 기재 부분을 구비한 제거 가능한 에어로졸 소스 부재를 포함할 수도 있다. 기재 부분은 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함할 수 있으며, 연속적인 열전도성 프레임워크는 가열 부재로부터 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성된다.
Description
본 개시는 담배 성분 또는 기타 물질을 흡입 가능한 형태로 산출(yield)하기 위한 에어로졸 전달 물품 및 그 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 사람이 소비하기 위한 에어로졸 형태의 흡입 가능 물질(inhalable substance)을 제공하기 위해, 전기적으로 생성된 열을 이용하여 물질을 가열하는 흡연 물품과 같은 에어로졸 전달 장치 및 시스템에 관한 것이다.
담배의 연소에 기초한 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 물품이 수 년에 걸쳐서 제안되었다. 예시적인 대안으로서, 고체 또는 액체 연료를 연소시켜 담배에 열을 전달하거나 화학 반응을 사용하여 그러한 열원을 제공하는 장치가 있었다. 예로서 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 기술된 흡연 물품을 들 수 있으며, 이 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
흡연 물품에 대한 개선 또는 대안의 요점은 일반적으로 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서 궐련(cigarette), 시가(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 전기 에너지를 사용하여 휘발성 물질을 기화 또는 가열하거나, 상당한 정도로의 담배 태움 없이 궐련, 시가, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다. 예컨대, 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호; 및 Griffith Jr. 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0255702 호; 및 Sears 등의 미국 특허 출원 공개 제 2014/0096781 호에 기술된 배경 기술란에 제시된 다양한 대체 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 발열원을 참조하길 바란다. 또한 예컨대, 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Bless 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0220232 호에서 브랜드명 및 상업적 공급처로 언급된 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전기 구동식 발열원을 참조하길 바란다. 브랜드명 및 상업적 공급처로 언급되는 추가 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전기 구동식 발열원이 DePiano 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0245659 호에 나열되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 설명되고 일부 경우에 상업적으로 이용 가능한 다른 대표적인 궐련 또는 흡연 물품은 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호; Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호; Morgan 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; Counts 등의 미국 특허 제 5,388,594 호; Higgins 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; Adams 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; White의 미국 특허 제 6,164,287 호; Voges의 미국 특허 제 6,196,218 호; Felter 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; Nichols의 미국 특허 제 6,854,461 호; Hon의 미국 특허 제 7,832,410 호; Kobayashi의 미국 특허 제 7,513,253 호; Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호; Hamano의 미국 특허 제 7,896,006 호; Shayan의 미국 특허 제 6,772,756 호; Hon의 미국 특허 출원 공개 제 2009/0095311 호; 제 2006/0196518 호, 제 2009/0126745 호, 및 제 2009/0188490 호; Thorens 등의 미국 특허 출원 공개 제 2009/0272379 호; Monsees 등의 미국 특허 출원 공개 제 2009/0260641 호 및 제 2009/0260642 호; Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제 2008/0149118 호 및 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0307518 호; 및 Hon의 PCT 특허 출원 공개 제 WO 2010/091593 호에 기재된 것들을 포함하며, 이들 문헌은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
전통적인 유형의 궐련, 시가 또는 파이프의 많은 속성을 닮은 대표적인 제품이 Philip Morris Incorporated에 의한 ACCORD®; InnoVapor LLC에 의한 ALPHA™, JOYE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes에 의한 CIRRUS™ 및 FLING™; Fontem Ventures B.V.에 의한 BLU™; EPUFFER® International Inc.에 의한 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.에 의한 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING®; Egar Australia에 의한 EGAR™; Joyetech에 의한 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd에 의한 ELUSION™; Eonsmoke LLC에 의한 EONSMOKE®; FIN Branding Group, LLC에 의한 FIN™; Green Smoke Inc. USA에 의한 SMOKE®; Greenarette LLC에 의한 GREENARETTE™; SMOKE STICK®에 의한 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.에 의한 HEATBAR™; Crown7로부터의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology에 의한 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.에 의한 LUCI®; Nicotek, LLC에 의한 METRO®; Sottera, Inc.에 의한 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC에 의한 NO. 7™; PremiumEstore LLC에 의한 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.에 의한 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC에 의한 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.에 의한 RUYAN®; Smoker Friendly International, LLC에 의한 SF®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.에 의한 GREEN SMART SMOKER®; Coastline Products LLC에 의한 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.에 의한 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC에 의한 V2CIGS™; VaporNine LLC에 의한 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.에 의한 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC에 의한 VEPPO™; R. J. Reynolds Vapor Company에 의한 VUSE®; Mistic Ecigs에 의한 Mistic Menthol 제품; 및 CN Creative Ltd.에 의한 Vype 제품; Philip Morris International에 의한 IQOS™; 및 British American Tobacco에 의한 GLO™으로 거래되었다. 그러나 또 다른 전기 구동식 에어로졸 전달 장치, 특히 소위 전자 담배로 특징지어진 에어로졸 전달 장치가 COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP®; SOUTH BEACH SMOKE™이라는 상표명으로 거래되었다.
담배 또는 담배 유래 물질(tobacco-derived material)를 전기 가열하여 흡연의 맛과 감각을 생성하는 물품은 성능 특성이 일관되지 않았다. 전기 가열식 흡연 장치는 많은 경우 큰 배터리 용량을 필요로 하여 더욱 제한되었다. 따라서, 유익한 성능 특성을 나타내면서도, 실질적인 연소 없이 궐련, 시가 또는 파이프 흡연의 감각을 제공할 수 있는 흡연 물품을 제공하는 것이 바람직하다.
다양한 구현예에서, 본 개시는 흡입 가능 물질을 산출하도록 구성된 에어로졸 전달 장치, 및 에어로졸 소스 부재를 제공한다. 본 개시는 제한 없이 하기의 예시적 구현예를 포함한다.
예시적 구현예 1: 흡입 가능 물질을 산출하도록 구성된 에어로졸 전달 장치로서, 폐쇄 원위 단부(closed distal end) 및 개방 결합 단부(open engaging end)를 갖는 제어 본체, 가열 부재, 상기 제어 본체 내에 위치되며 상기 가열 부재를 제어하도록 구성된 제어 부품, 상기 제어 본체 내에 위치되며 상기 제어 부품에 전력을 제공하도록 구성된 전원, 및 기재 부분(substrate portion)을 구비하는 제거 가능한 에어로졸 소스 부재를 포함하고, 상기 에어로졸 소스 부재는 상기 제어 본체의 결합 단부 내에 삽입되도록 구성되며 가열 단부(heated end) 및 마우스 단부(mouth end)를 한정하고, 상기 가열 단부는 상기 제어 본체 내에 삽입될 때 상기 가열 부재에 근접하게 위치되도록 구성되고, 상기 마우스 단부는 상기 제어 본체의 결합 단부 너머로 연장하도록 구성되며, 상기 기재 부분은 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크(continuous thermally conductive framework)를 포함하고, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 상기 가열 부재로부터 상기 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 2: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 실질적으로 원통형인 에어로졸 형성 물질과 통합된 코일을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 3: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 4: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 5: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 그리고 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 6: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 혼교 브레이드(interwoven braid)를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 7: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 8: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 9: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 중앙의 세장형 구성요소를 포함하고, 상기 세장형 구성요소는 상기 세장형 구성요소부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스파이크(spike)를 구비하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 10: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 금속 재료, 코팅된 금속 재료, 세라믹 재료, 탄소 재료, 중합체 복합재 및 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 11: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 기재 부분은 압출된 중공 구조체(extruded hollow structure)를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 12: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 기재 부분은 하나의 중앙에 위치된 종방향 구멍 및/또는 복수의 종방향 구멍을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 13: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 기재 부분은 실질적으로 중실 구조체(solid structure)를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 14: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 기재 부분은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 15: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 기재 부분은 비 담배 재료(non-tobacco material)를 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 16: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 가열 부재는 전도성 열원을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 17: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 전달 장치로서, 상기 가열 부재는 유도성 열원을 포함하는, 에어로졸 전달 장치.
예시적 구현예 18: 가열 부재를 포함하는 제어 본체의 결합 단부와 제거 가능하게 맞물리도록 구성된 에어로졸 소스 부재로서, 상기 에어로졸 소스 부재는 가열 단부 및 마우스 단부― 상기 가열 단부는 상기 제어 본체 내에 삽입될 때 상기 가열 부재에 근접하게 위치되도록 구성되고, 상기 마우스 단부는 상기 제어 본체의 결합 단부 너머로 연장하도록 구성됨 ―, 및 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크를 구비하는 기재 부분을 포함하고, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 상기 가열 부재로부터 상기 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 19: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 실질적으로 원통형인 에어로졸 형성 물질과 통합된 코일을 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 20: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 21: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 22: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 그리고 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 23: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 혼교 또는 중첩 브레이드를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 24: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 25: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 26: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 중앙의 세장형 구성요소를 포함하고, 상기 세장형 구성요소는 상기 세장형 구성요소부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스파이크르르 구비하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 27: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 금속 재료, 코팅된 금속 재료, 세라믹 재료, 탄소 재료, 중합체 복합재 및 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 28: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 기재 부분은 압출된 중공 구조체를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 29: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 기재 부분은 하나의 중앙에 위치된 종방향 구멍 및/또는 복수의 종방향 구멍을 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 30: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 기재 부분은 실질적으로 중실 구조체를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 31: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 기재 부분은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
예시적 구현예 32: 임의의 선행하는 예시적 구현예, 또는 임의의 선행하는 예시적 구현예들의 임의의 조합의 에어로졸 소스 부재로서, 상기 기재 부분은 비 담배 재료를 포함하는, 에어로졸 소스 부재.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은 아래에 간략하게 설명되는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
이상에서 본 개시를 일반적인 용어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함한 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 서로 결합되어 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 구현예에 따른 도 1의 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 서로 분리되어 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다.
도 4는 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 6은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 7은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 8은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 9는 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체가 서로 분리되어 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 도 9의 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다.
도 1은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함한 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 서로 결합되어 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 구현예에 따른 도 1의 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 서로 분리되어 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다.
도 4는 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 6은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 7은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 8은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다.
도 9는 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체가 서로 분리되어 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 도 9의 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다.
이제 이하에서는 본 개시의 예시적 구현예를 참조하여 본 개시에 대해 보다 충실히 설명할 것이다. 이들 예시적 구현예는 본 개시가 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 개시의 범위를 통상의 기술자에게 충실히 전달할 수 있도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 기재된 구현예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 구현예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요건을 충족하도록 제공된다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사 등은 문맥상으로 달리 명시되지 않는 한 복수의 대상물을 포함한다. 또한, 정량적 척도, 값, 기하학적 관계 등이 본 명세서에 언급될 수도 있는데, 달리 명시하지 않는 한, 이들 전부는 아니더라도 어느 하나 또는 그 이상은 공학적 공차 등에 의한 것과 같은, 발생할 수 있는 허용 가능한 편차를 설명하기 위해 절대적이거나 근사적일 수도 있다.
후술하는 바와 같이, 본 개시의 예시적 구현예는 에어로졸 전달 장치에 관련된다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 전기 에너지를 사용하여 (바람직하게는 상당한 정도까지의 재료의 연소 없이) 재료를 가열하여 흡입 가능 물질을 형성하며; 이러한 시스템의 구성요소들은 가장 바람직하게는 핸드-헬드 장치(hand-held devices)로 여겨질 만큼 충분히 콤팩트한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 장치의 구성요소들의 사용은 에어로졸이 주로 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에 기인한다는 의미에서의 연기의 생성을 초래하지 않지만, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 그 안에 혼입된 특정 성분의 휘발 또는 기화에 기인하는 증기의 생성을 초래한다. 일부 예시적 구현예에서, 에어로졸 전달 장치의 구성요소들은 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이들 전자 담배는 가장 바람직하게 담배 및/또는 담배에서 유래된 성분들을 포함하며, 따라서 담배 유래 성분들을 에어로졸 형태로 전달한다.
특정한 바람직한 에어로졸 전달 장치의 에어로졸 발생 피스(aerosol generating piece)들은, 담배에 불을 붙여서 태움으로써(그리고 그에 따라 담배 연기를 들이마심으로써) 구현되는 궐련, 시가 또는 파이프의 흡연 감각들(예컨대, 흡기 및 호기 행위, 풍미나 향미의 유형, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시적인 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 자극 등) 중 많은 감각을, 담배의 임의의 성분의 임의의 실질적인 정도의 연소 없이 제공할 수도 있다. 예컨대, 본 개시의 에어로졸 발생 피스의 사용자는 흡연자가 전통적인 유형의 흡연 물품을 이용하는 것과 흡사하게 해당 피스를 쥐고 사용할 수 있고, 해당 피스에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 해당 피스의 일 단부를 물고 빨아들일 수 있으며, 선택된 시간 간격으로 모금(puff)을 피우는 등을 행할 수도 있다.
소위 "전자 담배" 또는 "담배 가열 제품"과 같은 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 관점에서 본 시스템을 개략적으로 설명하였지만, 메커니즘, 구성요소, 특징부 및 방법이 많은 상이한 형태로 구현될 수도 있고 다양한 물품과 관련될 수도 있음을 이해해야 한다. 예컨대, 본 명세서에 제공된 설명은 전통적인 흡연 물품(예컨대 궐련, 시가, 파이프 등), 비연소-가열식 궐련(heat-not burn cigarettes), 및 본 명세서에 개시된 임의의 제품에 대한 관련 포장의 구현예들과 관련하여 채용될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 메커니즘, 구성요소, 특징부 및 방법에 대한 설명은 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 관점에서 단지 예로서만 논의되며 다양한 다른 제품 및 방법에서 구현 및 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 또한 증기-생성 물품 또는 약물 전달 물품인 것으로 특징지어질 수도 있다. 따라서, 이러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예컨대, 향미 및/또는 의약적 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 흡입 가능 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질)의 형태일 수도 있다. 대안적으로, 흡입 가능 물질은 에어로졸(즉, 기체 중의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁물)의 형태일 수도 있다. 간명함을 위해, 본 명세서에 사용된 용어 "에어로졸"은, 가시적인지의 여부에 관계 없이, 그리고 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부에 관계 없이, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하는 의미이다. 흡입 가능 물질의 물리적 형태는 반드시 본 개시의 장치의 특성에 의해 제한되는 것이 아니라, 오히려 증기 상태 또는 에어로졸 상태로 존재하는지 여부와 관련하여 매체 및 흡입 가능 물질 자체의 특성에 따라 달라질 수도 있다. 일부 구현예에서, 용어들은 상호 교환 가능할 수도 있다. 따라서, 간명함을 위해, 본 개시를 설명하는데 사용된 용어들은 달리 언급되지 않는 한 상호 교환 가능한 것으로 이해된다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치는 일반적으로 하우징으로 지칭될 수도 있는 외부 몸체 또는 쉘 내에 제공되는 다수의 구성요소들을 구비한다. 외부 몸체 또는 쉘의 전체적인 디자인은 다양할 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기와 형상을 규정할 수 있는 외부 몸체의 포맷 또는 구성은 다양할 수도 있다. 통상적으로, 궐련 또는 시가의 형상과 유사한 세장형 몸체가 하나의 단일 하우징으로 형성될 수도 있거나, 세장형 하우징이 둘 이상의 분리 가능한 몸체로 형성될 수도 있다. 예컨대, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 튜브형 형상이고 따라서 종래의 궐련 또는 시가의 형상과 유사할 수 있는 세장형 쉘 또는 몸체를 포함할 수도 있다. 그러나, 다양한 다른 형상 및 구성이 다른 구현예에서 채용될 수도 있다(예컨대, 직사각형 또는 포브(fob) 형상). 일 예에서, 에어로졸 전달 장치의 모든 구성요소들은 하나의 하우징 내에 수용된다. 대안적으로, 에어로졸 전달 장치는 결합되고 분리 가능한 둘 이상의 하우징을 포함할 수도 있다. 예컨대, 에어로졸 전달 장치는 일 단부에서는 하나 이상의 재사용 가능한 구성요소(예컨대, 충전식 배터리 및/또는 충전식 슈퍼 커패시터와 같은 축전지, 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자장치)를 수용한 하우징을 포함하는 제어 본체를 갖고, 타 단부에서는 그에 탈착 가능하게 결합될 수 있는, 일회용 부분(예컨대, 일회용 향미-함유 에어로졸 소스 부재)을 수용한 외부 몸체 또는 쉘을 가질 수도 있다. 유닛의 단일 하우징 유형 내의 또는 유닛의 다중-피스형 분리 가능한 하우징 유형 내의 구성요소들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 본 명세서에 제공된 추가 개시에 비추어 명백할 것이다. 또한, 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하면 다양한 에어로졸 전달 장치 디자인 및 구성요소 배열을 이해할 수도 있다.
아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예컨대, 전원으로부터 물품의 다른 구성요소로의 전류 흐름을 제어하는 등에 의해 열 발생을 위한 전력을 작동, 제어, 조절 및 중지하기 위한 수단― 예컨대 처리 회로), 히터 또는 발열 부재(예컨대, 전기 저항 가열 요소 및/또는 유도 코일 또는 다른 관련 부품 및/또는 하나 이상의 복사 가열 요소), 및 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 산출할 수 있는 기재 부분을 포함한 에어로졸 소스 부재의 어떤 조합을 포함한다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재는 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치를 물고 빨아들일 수 있도록 구성된 마우스 단부 또는 선단(예컨대, 빨아들임 시에 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통한 규정된 공기유동 경로)을 포함할 수도 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 정렬은 여러 구현예들에 걸쳐서 다양할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 부분은 사용자에게 에어로졸 전달을 최대화하기 위해 가열 부재 근처에 위치될 수도 있다. 그러나 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 가열 부재는 기재 부분에 충분히 근접하여 위치되므로, 가열 요소로부터의 열이 기재 부분(뿐만 아니라 일부 구현예에서는 사용자에게 전달하기 위해 마찬가지로 제공될 수도 있는 하나 이상의 향미제, 약물 등)을 기화시켜서 사용자에 대한 전달을 위한 에어로졸을 형성할 수도 있다. 가열 부재가 기재 부분을 가열할 때, 에어로졸은 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 전술한 용어들은 "방출하다", "방출하는", "방출한다", "방출되는" 것에 대한 언급이 "형성하다" 또는 "발생하다", "형성하는" 또는 "발생하는", "형성한다" 또는 "발생한다", "형성되는" 또는 "발생되는" 것을 포함할 정도로 상호 교환 가능함을 의미하는 것에 주목해야만 한다. 구체적으로, 흡입 가능 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 이들의 혼합물의 형태로 방출되며, 이러한 용어들은 달리 특정된 경우를 제외하고는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.
상술한 바와 같이, 다양한 구현예의 에어로졸 전달 장치는 가열 부재에의 전력 공급, 제어 시스템에의 전력 공급, 표시기(indicator)에의 전력 공급 등과 같이 에어로졸 전달 장치에 각종 기능을 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리 또는 다른 전기 전원을 내장할 수도 있다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 전원은 다양한 구현예로 나타날 수도 있다. 바람직하게는, 전원은 에어로졸 형성을 제공하도록 가열 소스를 급속히 활성화하고 희망 지속 시간 동안의 사용을 통해 에어로졸 전달 장치에 전력을 공급하기에 충분한 전력을 전달할 수도 있다. 전원은 에어로졸 전달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 끼워 맞춤되는 크기로 치수 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 저해하지 않도록 충분히 가벼운 중량을 갖는다.
위에서 지적한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 적어도 하나의 제어 부품을 포함할 수도 있다. 적절한 제어 부품은 다수의 전자 부품을 포함할 수 있으며, 일부 예에서는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수도 있다. 일부 예에서, 전자 부품은 하나 이상의 예시적 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, 마이크로컨트롤러, 또는 다양한 다른 연산 또는 처리 장치(예컨대 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 이들의 어떤 조합 등과 같은 하나 이상의 집적 회로를 포함함)와 같은 다양한 형태로 구현된 프로세서를 포함할 수도 있다. 일부 예에서, 처리 회로는 프로세서에 결합되거나 프로세서와 통합된 메모리를 포함할 수 있으며, 이는 데이터, 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령, 이들의 어떤 조합 등을 저장할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 부품은 하나 이상의 네트워크, 연산 장치 또는 기타 적절하게 활성화된 장치와 무선 통신을 가능하게 하는 통신 인터페이스와 같이 처리 회로에 결합되거나 통합될 수 있는 하나 이상의 입력/출력 주변 장치를 포함할 수도 있다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 개시에 비추어 명백해질 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 전달 장치 구성요소들의 선택은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하여 인식될 수 있다. 나아가, 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 배열은 또한 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려하여 인식될 수도 있다.
이와 관련하여, 도 1은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치(100)는 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104)를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104) 및 제어 본체(102)는 기능적 관계에서 영구적으로 또는 탈착 가능하게 정렬될 수도 있다. 이와 관련하여, 도 1은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시하는 반면에, 도 2는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 다양한 메커니즘에 의해, 나사 결합, 압입 결합, 간섭 끼워맞춤, 슬라이딩 끼워맞춤, 자기 결합 등을 초래하도록, 에어로졸 소스 부재(104)를 제어 본체(102)에 연결할 수도 있다.
다양한 구현예에서, 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치(100)는 실질적으로 막대형이거나 실질적으로 관형이거나 실질적으로 원통형인 것으로 규정될 수 있는 전체 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수도 있다. 도 1 및 도 2의 구현예에서, 장치(100)는 실질적으로 둥근 횡단면을 갖는데, 그러나, 다른 단면 형상(예컨대, 타원형, 정사각형, 삼각형 등)도 본 개시에 포함된다. 물품의 물리적 형태를 설명하는 이러한 언어는 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104)를 포함하여 물품의 개별 구성요소에도 적용될 수 있다. 다른 구현예에서, 제어 본체는 작은 상자 형상과 같은 다른 핸드-헬드 형상을 취할 수도 있다.
특정 구현예에서, 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재(104) 중 하나 또는 둘 모두는 일회용이거나 재사용 가능한 것으로 언급될 수도 있다. 예컨대, 제어 본체(102)는 교체식 배터리 또는 충전식 배터리, 전고체 배터리(solid-state battery), 박막 전고체 배터리, 충전식 슈퍼 커패시터 등을 가질 수도 있으며, 따라서 벽면 충전기에 대한 연결, 차량용 충전기(즉 시가 잭)에 대한 연결, 범용 직렬 버스(USB) 케이블 또는 커넥터(예컨대 USB 2.0, 3.0, 3.1, USB C-타입)를 통하는 것과 같은 컴퓨터에 대한 연결, 광 전지(때로 태양 전지라 함) 또는 태양 전지의 태양 전지판에 대한 연결, 유도성 무선 충전[예컨대 WPC(Wireless charging Consortium)으로부터의 Qi 무선 충전 표준에 따른 무선 충전을 포함함]을 사용하는 충전기와 같은 무선 충전기 또는 무선 RF(무선 주파수) 기반 충전기, 및 USB 케이블을 통한 컴퓨터에의 연결을 포함하여 임의의 유형의 재충전 기술과 결합될 수도 있다. 유도성 무선 충전 시스템의 예는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0112196 호에 설명되어 있다.
도시된 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102) 내에 삽입되도록 구성된 가열 단부(106), 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 물고 빨아들이는 마우스 단부(108)를 포함한다. 가열 단부(106)의 적어도 일부는 기재 부분(110)을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 부분(110)은 담배 함유 비드, 담배 조각, 담배 스트립, 담배 캐스트 시트, 재생 담배 재료, 또는 이들의 조합, 및/또는 미세 분쇄 담배, 담배 추출물, 분무 건조 담배 추출물, 또는 임의 선택적(optional) 무기 물질(예컨대 탄산 칼슘), 임의 선택적 향료 및 에어로졸 형성 물질과 혼합되어 실질적으로 고체, 반고체 또는 성형 가능한(예컨대, 압출된) 기재를 형성하는 기타 담배 형태의 혼합물을 포함할 수도 있다. 고체 및 반고체 기재 부분의 구조 및 제형(formulation)의 대표적인 유형은 Thomas 등의 미국 특허 제 8,424,538 호, Sebastian 등의 미국 특허 제 8,464,726 호, Conner 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0083150 호, Ademe 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0157052 호 및 2015년 6월 30일에 출원된 Nordskog 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017-0000188 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
위에서 설명된 구현예에 추가하여, 다른 구현예에서 기재 부분은 일반적으로 "연기 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 지칭되는 성분을 갖는, 충분한 열을 가하면 에어로졸을 산출할 수 있는 액체로 구성될 수도 있다. 에어로졸 발생 액체에 대한 예시적인 제형은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Zheng 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0008457 호에 설명되어 있다. 또 다른 구현예에서, 기재 부분은 겔(gel) 및/또는 현탁물을 포함할 수도 있다. 고체 및 반고체 기재 부분의 구조 및 제형의 일부 대표적인 유형은 Thomas 등의 미국 특허 제 8,424,538 호, Sebastian 등의 미국 특허 제 8,464,726 호, Conner 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0083150 호, Ademe 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0157052 호 및 2015년 6월 30일에 출원된 Nordskog 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017-0000188 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104) 또는 에어로졸 소스 부재(104)의 일부는 에어로졸 소스 부재(104)에 대한 추가적인 구조 및/또는 지지를 제공하는 데 유용한 임의의 재료로 형성될 수 있는 오버랩 재료(112)(도 2 참조)로 둘러싸일 수도 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)는 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(114)를 포함할 수도 있다. 필터(114)는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 완전성을 증가시키거나, 및/또는 희망하는 경우 여과 능력을 제공하거나, 및/또는 빨아들임에 대한 저항을 제공할 수도 있다. 오버랩 재료는 열전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있으며, 이는 종이, 또는 셀룰로오스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수도 있다. 오버랩 재료는 또한 섬유 재료 내에 매립되거나 분산된 적어도 하나의 필러(filler) 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 필러 재료는 수 불용성(water insoluble) 입자의 형태를 가질 수도 있다. 추가로, 필러 재료는 무기 성분을 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 오버랩은 하부의 벌크 층 및 궐련의 전형적인 포장지와 같은 상부의 층과 같은 다중 층으로 형성될 수도 있다. 이러한 재료는 예컨대 아마(flax), 대마(hemp), 사이잘(sisal), 볏짚 및/또는 에스파르토(esparto)와 같은 경량 "헝겊 섬유"를 포함할 수도 있다. 오버랩은 또한 셀룰로오스 아세테이트와 같이 통상적인 궐련의 필터 요소에 전형적으로 사용되는 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(108)에서의 오버랩의 초과 길이는 기재 부분(110)을 소비자의 입으로부터 간단히 분리하거나, 아래에 설명된 바와 같이 필터 재료를 위치 설정하기 위한 공간을 제공하거나, 물품의 빨아들임에 영향을 미치거나, 또는 빨아들임 중에 장치로부터 배출되는 증기 또는 에어로졸의 흐름 특성에 영향을 미치도록 작용할 수도 있다. 본 개시와 함께 사용될 수 있는 오버랩 재료의 구성에 관한 추가 논의는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에서 찾을 수도 있다.
다양한 구현예에서, 다른 구성요소들이 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)와 기재 부분(110) 사이에 존재할 수 있으며, 마우스 단부(108)는 필터(114)를 포함할 수도 있다. 예컨대, 일부 구현예에서 다음 중 하나 또는 임의의 조합이 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)과 마우스 단부(108) 사이에 위치될 수 있다: 공극; 공기의 냉각을 위한 상 변화 물질; 향미 방출 매체; 선택적 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유; 필터 매체로서 에어로겔 입자; 및 기타 적합한 재료.
이하에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 본 개시는 에어로졸 형성 물질을 가열하여 에어로졸을 형성하기 위해 전도성 및/또는 유도성 열원과 함께 사용하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전도성 열원이 사용될 수 있으며, 전도성 열원은 저항성 가열 부재를 포함하는 가열 챔버를 포함할 수도 있다. 저항성 가열 부재는 전류가 통과할 때 열을 생성하도록 구성될 수도 있다. 저항성 가열 부재로 유용한 전기 전도성 재료는 질량이 낮고 밀도가 낮으며 저항률이 적당하고 사용 중에 경험하는 온도에서 열적으로 안정적인 재료일 수도 있다. 유용한 가열 부재는 빠르게 가열 및 냉각되므로 효율적인 에너지 이용을 제공한다. 요소의 급속한 가열은 그 근처에 있는 에어로졸 전구체 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공하는 데 유리할 수도 있다. 급속 냉각은 에어로졸 형성이 바람직하지 않은 기간 동안 에어로졸 전구체 물질의 실질적인 휘발(및 그에 따른 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 부재는 또한 특히 시간 기반 전류 제어가 채용될 때 에어로졸 전구체 물질이 경험하는 온도 범위의 비교적 정확한 제어를 허용할 수도 있다. 유용한 전기 전도성 재료는 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록 가열 중인 물질(예컨대, 에어로졸 전구체 물질 및 기타 흡입 가능 물질 재료)과 화학적으로 비반응성인 것이 바람직하다. 전기 전도성 재료로 사용될 수 있는 예시적이며 비제한적인 재료는 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합재, 금속, 금속성 및 비금속성 탄화물, 질화물, 산화물, 규화물과 같은 세라믹, 금속 간 화합물, 서멧(cermet), 금속 합금 및 금속 포일을 포함한다. 특히 내화재가 유용할 수도 있다. 저항률, 질량 및 열전도율의 희망 특성을 얻기 위해 여러 가지 상이한 재료들이 혼합될 수 있다. 특정 구현예에서, 활용될 수 있는 금속은 예컨대 니켈, 크롬, 니켈과 크롬의 합금(예컨대 니크롬), 및 강철을 포함한다. 저항 가열을 제공하는 데 유용할 수 있는 재료는 Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,093,894 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,224,498 호, Sprinkel Jr. 등의 미국 특허 제 5,228,460 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,322,075 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,353,813 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,468,936 호, Das의 미국 특허 제 5,498,850 호, Das의 미국 특허 제 5,659,656 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,498,855 호, Hajaligol의 미국 특허 제 5,530,225 호, Hajaligol의 미국 특허 제 5,665,262 호, Das 등의 미국 특허 제 5,573,692 호, 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제 5,591,368 호에 기재되어 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다양한 구현예에서, 가열 부재는 포일, 폼, 디스크, 나선 코일(spiral), 섬유, 와이어, 필름, 얀(yarn), 스트립, 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수도 있다. 이러한 가열 부재는 흔히 금속 재료를 포함하고, 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 가열 부재는 기재 부분에 근접하게 위치될 수도 있다. 대안적으로, 가열 부재는 고체 또는 반고체 기재 부분과 접촉하여 위치될 수도 있다. 이러한 구성은 에어로졸을 생성하기 위해 기재 부분을 가열할 수도 있다. 본 개시와 함께 사용될 수 있는 다양한 전도성 기재는 Griffith 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0255702 호에 기재되어 있으며, 그 개시 내용은 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함된다. 다양한 가열 부재 구성의 일부 비제한적인 예는 가열 부재 또는 요소가 에어로졸 소스 부재와 근접하게 배치되는 구성을 포함한다. 예컨대, 일부 예에서, 가열 부재의 적어도 일부는 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부를 둘러쌀 수도 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 가열 부재는 제어 본체 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재의 외부에 인접하게 위치될 수도 있다. 다른 예에서, 가열 부재의 적어도 일부는 에어로졸 소스 부재가 제어 본체 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재의 중공 부분 내부에 위치될 수도 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 예시적 구현예의 에어로졸 전달 장치(100)는 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)과 직접 접촉하거나 실질적으로 직접 접촉하는 저항성 가열 부재(132)를 포함한 가열 챔버(116)를 포함한다. 특히, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 그 결합 단부에 한정된 개구부(119)를 포함하는 하우징(118)을 포함한다. 제어 본체(102)는 또한 유량 센서(120)(예컨대, 모금 센서(puff sensor) 또는 압력 스위치), 제어 부품(123)[예컨대, 개별적으로 또는 마이크로컨트롤러의 일부로서의 처리 회로, 마이크로프로세서 및/또는 마이크로컨트롤러를 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB) 등], 전원(124)(예컨대 충전식일 수도 있는 배터리 및/또는 충전식 슈퍼 커패시터), 및 일부 구현예에서 표시기(126)[예컨대, 발광 다이오드(LED)]를 포함할 수도 있는 엔드 캡(end cap)을 포함한다. 일 구현예에서, 표시기(126)는 하나 이상의 발광 다이오드, 양자점 기반 발광 다이오드 등을 포함할 수도 있다. 표시기(126)는 제어 부품(123)과 통신할 수 있고, 예컨대, 유량 센서(120)에 의해 감지되는 바와 같이, 사용자가 에어로졸 소스 부재(104)를 빨아들일 때, 제어 본체(102)에 결합될 때 조명될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어 부품(123)은 처리 회로와 같은 다수의 전자 부품을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예에서, 제어 부품은 전압을 내리고 전원(124)으로부터 저항성 가열 부재(132)로의 전류를 올려서 저항성 가열 부재에 전력을 공급하도록 구성된 전압 조정기 회로를 포함한다. 이 전압 조정기 회로는 저항 가열 요소가 전원으로부터 정전류를 수신하도록 할 수 있다. 일부 예에서, 전압 조정기 회로는 벅 조정기 컨트롤러(buck regulator controller) 및 하나 이상의 스위칭 요소를 포함하는 벅 조정기 회로이다. 적절한 벅 조정기 회로의 일 예는 Texas Instruments의 LM2743 동기식 벅 조정기 컨트롤러이며, LM2743 벅 조정기 컨트롤러 및 모스펫(MOSFET) 게이트 드라이버를 포함한 적절한 벅 조정기 회로의 일 예는 Texas Instruments의 "LM2743 저전압 N-채널 모스펫 동기식 벅 조정기 컨트롤러(데이터시트 SNVS276H, 2004년 4월)[2015년 10월에 개정됨]에 제공된다.
다른 작동 지표도 본 개시에 포함된다. 예컨대, 작동의 시각적 표시기는 흡연 경험의 진행을 나타내기 위해 광의 색상 또는 강도의 변화를 포함할 수도 있다. 마찬가지로 작동의 촉각적 표시기 및 작동의 청각적 표시기가 본 개시에 포함될 수도 있다. 나아가, 이러한 작동 표시기들의 조합이 또한 단일 흡연 물품에 사용하기에 적합할 수 있다. 다른 태양에 따르면, 장치는 예컨대, 전원에 남아 있는 전력량, 흡연 경험의 진행, 열원의 활성화에 대응하는 표시 등과 같은 흡연 물품의 작동에 대응하는 정보를 제공하도록 구성된 디스플레이와 같은 하나 이상의 표시기 또는 표시를 포함할 수도 있다.
가능한 전원의 예는 Peckerar 등의 미국 특허 제 9,484,155 호 및 2015년 10월 21일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0112191 호에 기재되어 있으며, 이들의 개시 내용은 각각 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 유량 센서와 관련하여, 에어로졸 전달 장치를 위한 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치를 포함하는 대표적인 전류 조정 구성요소, 및 기타 전류 제어 부품은, Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호, Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,875 호, McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호, Nguyen 등의 미국 특허 제 7,040,314 호 및 Pan의 미국 특허 제 8,205,622 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 또한, 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Ampolini 등의 미국 특허 제 9,423,152 호에 기재된 제어 체계도 참조한다.
본 개시의 에어로졸 전달 장치에는 또 다른 구성요소들이 활용될 수 있다. 예컨대, Sprinkel 등의 미국 특허 제 5,154,192 호는 흡연 물품에 대한 표시기를 개시하고; Sprinkel, Jr.의 미국 특허 제 5,261,424 호는 한 모금 빨아들이는 것과 관련된 사용자 입술 활동을 탐지한 다음에 가열 장치의 가열을 촉발하도록 장치의 마우스 단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호는 마우스피스(mouthpiece)를 통한 압력 강하에 응답하여 가열 부하 어레이(heating load array)로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 모금 센서를 개시하고; Harris 등의 미국 특허 제 5,967,148 호는 흡연 장치 내의 리셉터클(receptacle)로서, 삽입된 구성요소의 적외선 투과율의 불균일성을 탐지하는 식별자 및 그 구성요소가 리셉터클에 삽입될 때 탐지 루틴(detection routine)을 실행하는 제어기를 포함하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호는 다수의 차동 위상을 구비한 규정된 실행 가능 파워 사이클(defined executable power cycle)에 대해 기술하고; Watkins 등의 미국 특허 제 5,934,289 호는 광자-광전자(photonic-optronic) 부품을 개시하고; Counts 등의 미국 특허 제 5,954,979 호는 흡연 장치를 통한 빨아들임 저항(draw resistance)을 변경하는 수단을 개시하고; Blake 등의 미국 특허 제 6,803,545 호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구성을 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제 7,293,565 호는 흡연 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호는 흡연 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하고 충전을 용이하게 하는 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하고; Fernando 등의 미국 특허 제 8,689,804 호는 흡연 장치를 위한 식별 시스템을 개시하고; Flick의 PCT 국제 공개 제 WO 2010/003480 호는 에어로졸 발생 시스템에서의 모금을 나타내는 유체 흐름 감지 시스템을 개시하는데, 상기 공보들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
전자 에어로졸 전달 물품과 관련된 구성요소 및 본 물품에서 사용될 수도 있는 개시 물질 또는 구성요소의 추가 예가 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호; Morgan 등의 미국 특허 제 5,249,586 호; Higgins 등의 미국 특허 제 5,666,977 호; Adams 등의 미국 특허 제 6,053,176 호; White의 미국 특허 제 6,164,287 호; Voges의 미국 특허 제 6,196,218 호; Felter 등의 미국 특허 제 6,810,883 호; Nichols의 미국 특허 제 6,854,461 호; Hon의 미국 특허 제 7,832,410 호; Kobayashi의 미국 특허 제 7,513,253 호; Hamano의 미국 특허 제 7,896,006 호; Shayan의 미국 특허 제 6,772,756 호; Hon의 미국 특허 제 8,156,944 호 및 제 8,375,957 호; Thorens 등의 미국 특허 제 8,794,231 호; Oglesby 등의 미국 특허 제 8,851,083 호; Monsees 등의 미국 특허 제 8,915,254 및 제 8,925,555 호; DePiano 등의 미국 특허 제 9,220,302 호; Hon의 미국 특허 출원 공개 제 2006/0196518 호 및 제 2009/0188490 호; Oglesby 등의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0307518 호; Hon의 PCT 특허 출원 공개 제 WO 2010/091593 호; 및 Foo의 PCT 특허 출원 공개 제 WO 2013/089551 호를 포함하며, 이들 각각은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 또한, 2015년 10월 13일에 출원된 Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0099877 호는 에어로졸 전달 장치에 포함될 수도 있는 캡슐 및 에어로졸 전달 장치를 위한 포브형 구성을 개시하고, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 전술한 문헌에 의해 개시된 다양한 재료가 다양한 구현예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 모든 개시는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다시 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이, 도시된 구현예의 제어 본체(102)는 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)을 가열하도록 구성된 가열 챔버(116)를 포함한다. 본 개시의 다양한 구현예의 가열 챔버는 다양한 형태를 취할 수 있지만, 도 3에 도시된 특정 구현예에서, 가열 챔버(116)는 외부 실린더(130) 및 가열 부재(132)를 포함하며, 가열 부재(132)는 이 구현예에서 외부 실린더(130)의 내벽 내에 매립되거나 내벽에 부착된 트레이스(trace) 또는 와이어 히터를 포함한다. 다양한 구현예에서, 가열 부재(132)는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동, 흑연 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수도 있다.
예시된 바와 같이, 가열 챔버(116)는 하우징(118)의 결합 단부에 근접하게 연장될 수 있으며, 기재 부분(110)을 포함하는 에어로졸 소스 부재(104)의 가열 단부(106)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 도시된 구현예의 가열 챔버(116)는 개략적으로 관형 구성을 한정할 수 있는데, 그러나, 다른 구현예에서 가열 챔버는 다른 구성을 가질 수도 있다. 다양한 구현예에서, 외부 실린더(130)는 절연 중합체(예컨대, 플라스틱 또는 셀룰로오스), 유리, 고무, 세라믹, 자기, 이중벽 진공 구조 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 비전도성 절연 재료 및/또는 구조를 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 예시된 구현예에서, 외부 실린더(130)는 또한 에어로졸 소스 부재(104)가 하우징(118) 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(104)의 적절한 위치 설정을 용이하게 하는 역할을 할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 가열 챔버(116)의 외부 실린더(130)는 하우징(118)에 대한 가열 챔버(116)의 정렬을 제공하도록 하우징(118)의 내면과 맞물릴 수도 있다. 이에 의해, 가열 챔버(116) 사이의 고정 결합의 결과로서, 가열 챔버(116)의 종축은 하우징(118)의 종축에 실질적으로 평행하게 연장될 수도 있다. 특히, 지지 실린더(130)는 하우징(118)의 개구부(119)로부터 정지 특징부(stop feature)(134)까지 연장될 수도 있다. 예시된 구현예에서, 외부 실린더(130)의 내경은 (예컨대, 슬라이딩 끼워맞춤을 생성하기 위해) 대응하는 에어로졸 소스 부재(104)의 외경보다 약간 더 크거나 대략 동일할 수 있어서, 외부 실린더(130)는 에어로졸 소스 부재(104)를 제어 본체(102)에 대해 적절한 위치(예컨대, 측방향 위치)로 안내하도록 구성된다.
사용 중에, 소비자는 가열 챔버(116), 특히 기재 부분(110)(또는 그의 특정 층)에 인접한 가열 부재(132)의 가열을 시작한다. 기재 부분(110)의 가열은 흡입 가능 물질을 산출하기 위해 에어로졸 소스 부재(104) 내의 흡입 가능 물질을 방출한다. 소비자가 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)를 물고 빨아들일 때, 공기가 제어 본체(102)의 개구부 또는 구멍(122)을 통해 에어로졸 소스 부재(104) 내로 흡인된다. 흡인된 공기와 방출된 흡입 가능 물질의 조합은 흡인된 물질이 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)를 빠져 나갈 때 소비자에 의해 빨아들여진다. 일부 구현예에서, 가열을 시작하기 위해, 소비자는 가열 챔버의 가열 부재가 배터리 또는 다른 에너지원으로부터 전기 에너지를 수신하게 하는 푸시 버튼 또는 유사한 구성요소를 수동으로 작동시킬 수도 있다. 전기 에너지는 사전 결정된 기간의 시간 동안 공급되거나 수동으로 제어될 수도 있다. 일부 구현예에서, 장치에 대한 모금들 사이에서는 전기 에너지의 흐름이 실질적으로 진행되지 않는다(주변 온도보다 더 높은 기준 온도, 예컨대, 활성 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도를 유지하기 위해 에너지 흐름이 진행될 수는 있음). 그러나 도시된 구현예에서, 가열은 유량 센서(120)와 같은 하나 이상의 센서의 사용을 통해 소비자의 퍼핑(puffing) 동작에 의해 개시된다. 모금이 중단되면, 가열이 중단되거나 감소할 것이다. 소비자가 충분한 양의 흡입 가능 물질(예컨대, 전형적인 흡연 경험과 동일시하기에 충분한 양)을 방출하기 위해 충분한 수의 모금을 취한 경우, 에어로졸 소스 부재(104)는 제어 본체(102)로부터 제거되어 폐기될 수도 있다. 일부 구현예에서, 용량성 감지 요소 및 다른 센서와 같은 추가 감지 요소는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제 15/707,461 호에서 논의된 바와 같이 사용될 수도 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 관형 형상과 같은 적절한 형태를 형성 및 유지하고 기재 부분(110)을 내부에 유지하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 단일 벽, 또는 다른 구현예에서는 다중 벽으로 형성될 수도 있으며, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 적어도 전기적 가열 부재에 의해 제공되는 가열 온도인 온도에서 그의 구조적 완전성을 유지하기 위해― 예컨대 열화되지 않음 ― 내열성이 있는 (천연 또는 합성) 재료로 형성될 수도 있다. 일부 구현예에서는 내열성 중합체가 사용될 수 있지만, 다른 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 실질적으로 빨대 형상의 종이와 같은 종이로 형성될 수도 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 에어로졸 소스 부재(104)는 에어로졸 소스 부재(104)를 통한 증기의 이동을 실질적으로 방지하는 기능을 하는, 그와 연관된 하나 이상의 층을 가질 수도 있다. 일 예시적 구현예에서, 알루미늄 포일 층이 에어로졸 소스 부재의 한 표면에 적층될 수도 있다. 세라믹 재료가 사용할 수도 있다. 추가 구현예에서, 기재 부분으로부터 불필요하게 열을 이동시키지 않도록 절연 재료가 사용될 수도 있다. 에어로졸 소스 부재(104)는 단일 층으로 형성될 때 바람직하게는 약 0.2mm 내지 약 7.5mm, 약 0.5mm 내지 약 4.0mm, 약 0.5mm 내지 약 3.0mm, 또는 약 1.0mm 내지 약 3.0mm의 두께를 가질 수도 있다. 위에 설명된 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있거나 위에 언급된 재료 및 구성요소에 대한 대안으로 사용될 수 있는 구성요소 및 재료의 다른 예시적인 유형은 Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제 2010/00186757 호, Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제 2010/00186757 호 및 Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제 2011/0041861 호에 기재된 유형의 것일 수 있으며, 이들 문헌의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
위에서 논의된 바와 같이, 에어로졸 소스 부재(104)는 부재(104)의 가열 단부(106)에 근처에 기재 부분(110)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 기재 부분(110)은 가열될 때 향미 함유 물질과 같은 흡입 가능 물질을 방출하는 임의의 재료를 포함할 수도 있다. 도 3의 구현예에서, 기재 부분(110)은 흡입 가능 물질을 포함하는 에어로졸 형성 물질을 포함하는 고체 기재를 포함한다. 다양한 구현예에서, 기재 부분은 구체적으로 담배 성분 또는 담배 유래 물질(즉, 담배에서 직접 분리되거나 합성으로 제조될 수 있는, 담배에서 자연적으로 발견되는 물질)을 포함할 수도 있다. 예컨대, 기재 부분은 불활성 기재와 결합된 담배 추출물 또는 이의 분획물(fraction)을 포함할 수도 있다. 기재 부분은 연소 온도 미만의 온도로 가열될 때 흡입 가능 물질을 방출하는 비연소 담배(unburned tobacco) 또는 비연소 담배를 함유한 조성물을 추가로 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 기재 부분은 담배 응축물 또는 이의 분획물(즉, 담배의 연소에 의해 생성되며 향미 및 가능하게는 니코틴을 남기는 연기의 응축된 성분)을 포함할 수도 있다.
본 개시에 유용한 담배 재료는 다양할 수 있으며, 예컨대, 연관 처리(flue-cured) 담배, 벌리(burley) 담배, 오리엔탈(Oriental) 담배 또는 메릴랜드(Maryland) 담배, 다크(dark) 담배, 다크-파이어드(dark-fired) 담배 및 루스티카(Rustica) 담배뿐만 아니라 기타 희귀 또는 특수 담배 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 담배 재료는 또한, 예컨대 가공된 담배 줄기(예컨대, 절단되어 말린(cut-rolled) 또는 절단-팽화된(cut-puffed) 줄기), 부피 팽창 담배(예컨대, 바람직하게는 각초 형태의, 드라이아이스 팽창 담배(dry ice expanded tobacco; DIET)와 같은 팽화된 담배), 재생 담배(예컨대, 제지 유형 공정 또는 캐스트 시트 유형 공정을 사용하여 제조된 재생 담배)와 같은 소위 "혼합된" 형태 및 가공된 형태를 포함할 수 있다. 다양한 대표적인 담배 유형, 가공된 유형의 담배 및 담배 혼합물의 유형은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Lawson 등의 미국 특허 제 4,836,224 호, Perfetti 등의 미국 특허 제 4,924,888 호, Brown 등의 미국 특허 제 5,056,537 호, Brinkley 등의 미국 특허 제 5,159,942 호, Gentry의 미국 특허 제 5,220,930 호, Blakley 등의 미국 특허 제 5,360,023 호, Shafer 등의 미국 특허 제 6,701,936 호, Li 등의 미국 특허 제 7,011,096 호 및 제 7,017,585 호, Lawson 등의 미국 특허 제 7,025,066 호, Perfetti 등의 미국 특허 출원 공개 제 2004-0255965 호, Bereman의 PCT 국제 공개 제 WO 02/37990 호, 및 Bombick 등의 Fund. Appl. Toxicol., 39, p. 11-17 (1997)에 개시되어 있다. 본 개시에 따른 것을 포함하여, 흡연 장치에 유용할 수 있는 추가의 예시적인 담배 조성물은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호에 개시되어 있다.
나아가, 기재 부분은 흡입 가능 물질 또는 그의 전구체가 내부에 통합되어 있거나 또는 그와 달리 그 위에 침착되어 있는 불활성 기재를 포함할 수도 있다. 예컨대, 흡입 가능 물질을 포함한 액체가 불활성 기재 상에 코팅되거나 그 안에 흡수 또는 흡착되어, 열을 가할 때 흡입 가능 물질이 양압 또는 음압의 적용을 통해 본 개시의 물품으로부터 인출될 수 있는 형태로 방출되도록 할 수도 있다. 일부 태양에서, 기재 부분은 각초 형태의 향미 있고 향기로운 담배들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 다른 태양에서, 기재 부분은 Pryor 등의 미국 특허 제 4,807,809 호, Pryor 등의 미국 특허 제 4,889,143 호 및 Raker의 미국 특허 제 5,025,814 호에 기술된 바와 같은 재생 담배 재료를 포함할 수도 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 기재 부분은 담배, 담배 성분, 및/또는 담배 유래 물질을 포함할 수도 있는데, 담배 유래 물질은 에어로졸 전구체 조성물(예컨대, 프로필렌 글리콜, 글리세린 등과 같은 습윤제) 및/또는 적어도 하나의 향미제뿐만 아니라, 열원에 의한 에어로졸 전달 구성요소의 점화, 열분해, 연소 및/또는 그을림을 방지하도록 구성된 난연제(예컨대, 인산이암모늄(diammonium phosphate) 및/또는 다른 염)를 포함하도록 처리, 제조, 생산 및/또는 가공된 것이다. 담배를 흡연 물품, 특히 이들 흡연 물품 내의 사실상 모든 담배를 의도적으로 연소시키지 않도록 설계된 흡연 물품에 통합하기 위한 다양한 방식 및 방법은 Brooks 등의 미국 특허 제 4,947,874 호, Cantrell 등의 미국 특허 제 7,647,932 호, Robinson 등의 미국 특허 제 8,079,371 호, Banerjee 등의 미국 특허 제 7,290,549 호 및 Crooks 등의 미국 특허 출원 공개 제 2007/0215167 호에 개시되어 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
일부 구현예에서, 다른 내염/내연성 물질 및 첨가제가 기재 부분 내에 포함될 수 있으며, 이는 유기인 화합물(organo-phosphorus compounds), 붕사(borax), 알루미나 수화물(hydrated alumina), 흑연, 트리폴리인산 칼륨(potassium tripolyphosphate), 디펜타에리스리톨(dipentaerythritol), 펜타에리스리톨(pentaerythritol) 및 폴리올을 포함할 수도 있다. 질소 함유 포스폰산염(nitrogenous phosphonic acid salts), 인산 일암모늄(mono-ammonium phosphate), 폴리인산 암모늄(ammonium polyphosphate), 브롬화 암모늄(ammonium bromide), 붕산 암모늄(ammonium borate), 붕산 에탄올암모늄(ethanolammonium borate), 설파민산 암모늄(ammonium sulphamate), 할로겐화 유기 화합물(halogenated organic compounds), 티오우레아(thiourea), 및 산화 안티몬(antimony oxides)과 같은 다른 것들이 사용될 수도 있다. 기재 부분 및/또는 기타 구성요소들에 (단독으로, 또는 서로 및/또는 다른 재료와의 임의의 조합으로) 사용되는 내염성, 내연성, 및/또는 내화성 재료의 각 태양에서, 바람직하지 않은 가스 배출(off-gasing) 또는 용융 유형의 거동 없이 희망 특성들이 제공되는 것이 바람직하다. 추가의 향료, 향미제, 첨가제 및 기타 가능한 강화 성분은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제 15/707,461 호에 기술되어 있다.
흡입 가능 물질(예컨대, 일반적으로 향미제, 니코틴 또는 약물)에 더하여, 기재 부분은 예컨대 다가 알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물) 및/또는 물과 같은 하나 이상의 에어로졸 형성 또는 증기 형성 물질을 포함할 수도 있다. 대표적인 유형의 에어로졸 형성 물질은 Sensabaugh, Jr. 등의 미국 특허 제 4,793,365 호, Jakob 등의 미국 특허 제 5,101,839 호, Biggs 등의 PCT 국제 공개 제 WO 98/57556 호, 및 담배를 연소하는 대신에 가열하는 새로운 궐련 프로토타입에 대한 화학적 및 생물학적 연구(Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 개시되어 있으며, 이들은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 일부 태양에서, 기재 부분은 충분한 열을 가해지면(필요한 경우, 공기로 냉각함) 가시적인 에어로졸을 생성할 수 있으며, 에어로졸 전달 구성요소는 연기와 같은 에어로졸을 생성할 수도 있다. 다른 태양에서, 에어로졸 전달 구성요소는 실질적으로 보이지 않지만 향미 또는 질감과 같은 다른 특성에 의해 존재하는 것으로 인식되는 에어로졸을 생성할 수도 있다. 따라서, 생성된 에어로졸의 특성은 에어로졸 전달 구성요소의 특정 성분들에 따라 달라질 수도 있다. 일부 태양에서, 에어로졸 전달 성분은 담배를 태우는 것에 의해 생성되는 연기의 화학적 성질에 비해 화학적으로 단순할 수도 있다.
담배 아로마 오일, 담배 에센스, 분무 건조 담배 추출물, 동결 건조 담배 추출물, 가루 담배 등과 같은 추가 담배 재료가 증기 형성 또는 에어로졸 형성 물질과 결합될 수도 있다. 또한, 흡입 가능 물질 자체는 가열시 흡입 가능 물질이 증기, 에어로졸 또는 이들의 조합으로 방출되는 형태일 수 있음이 이해된다. 다른 구현예에서, 흡입 가능 물질은 반드시 증기 또는 에어로졸 형태로 방출되지는 않을 수도 있으며, 그와 결합될 수 있는 증기 형성 또는 에어로졸 형성 물질이 가열시 증기 또는 에어로졸을 형성하여 본질적으로 흡입 가능 물질 자체를 위한 캐리어로서 기능할 수 있다. 따라서, 흡입 가능 물질은 기재 상에 코팅되거나, 기재 내에 흡수되거나, 기재 내에 흡착되거나, 또는 기재의 천연 성분(즉, 담배 또는 담배 유래 물질과 같은 기재를 형성하는 물질)인 것을 특징으로 할 수도 있다. 마찬가지로, 에어로졸 형성 또는 증기 형성 물질도 유사하게 특징지어질 수 있다. 특정 구현예에서, 기재 부분은 특히 흡입 가능 물질 및 그와 함께 포함된 별도의 에어로졸 형성 물질을 갖는 기재를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 사용시 기재는 가열될 수 있으며, 에어로졸 형성 물질은 그와 함께 흡입 가능 물질을 취하여 증기 형태로 휘발될 수도 있다. 특정 예에서, 기재 부분은 담배 슬러리 및 에어로졸 형성 물질 및/또는 그 위에 코팅되거나 그 안에 흡수 또는 흡착된 증기 형성 물질을 구비한 고체 기재를 포함할 수도 있다. 기재 구성요소는 가열 부재가 흡입 가능 물질의 방출을 용이하게 하기 위해 달성하는 본 명세서에 기재된 온도에서 연소되지 않거나 그와 달리 열화되지 않는 임의의 물질일 수도 있다. 예컨대, 담배 종이(예컨대, 담배 섬유 및/또는 재생 담배를 포함하는 종이와 같은 재료)를 포함하여, 종이 재료가 사용될 수도 있다. 따라서, 다양한 구현예에서, 기재 부분은 흡입 가능 물질을 포함하는 것, 교대로 흡입 가능 물질 및 별도의 에어로졸 형성제 또는 증기 형성제를 포함하는 것, 교대로 흡입 가능 물질 및 기재를 포함하는 것, 또는 교대로 기재 부분, 별도의 에어로졸 형성제 또는 증기 형성제 및 기재를 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다. 따라서, 기재는 흡입 가능 물질 및 에어로졸 형성제 또는 증기 형성제 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수도 있다.
본 개시의 일부 태양에서, 기재 부분은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Stone 등의 미국 특허 출원 공개 제 2012/0042885 호에 기재된 바와 같이 압출 재료로서 구성될 수도 있다. 또 다른 태양에서, 기재 부분은 담배, 담배 관련 물질, 글리세린, 물 및/또는 결합제 물질을 포함하거나 본질적으로 이들로 구성되는 압출 구조체 및/또는 기재로서 구성될 수도 있지만, 특정 제형은 결합제 물질을 배제한다. 다양한 구현예에서, 결합제 물질은 예컨대 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 검(예컨대, 구아 검), 잔탄(xanthan), 풀루란(pullulan) 및/또는 알긴산염을 포함하여 담배 제형에 일반적으로 사용되는 임의의 결합제 물질일 수도 있다. 일부 태양에 따르면, 에어로졸 전달 구성요소에 포함된 결합제 물질은 에어로졸 전달 구성요소의 구조적 형상 및/또는 완전성을 실질적으로 유지하도록 구성될 수도 있다. 다양한 대표적인 결합제, 결합제 특성, 결합제의 용도 및 결합제의 양은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Raker 등의 미국 특허 제 4,924,887 호에 개시되어 있다.
일부 구현예에서, 기재 부분은 에어로졸 발생 과정 전체에 걸쳐 그의 구조를 실질적으로 유지하도록 추가로 구성된다. 즉, 기재 부분은 에어로졸 발생 과정 전반에 걸쳐서 그 형상을 실질적으로 유지하도록 구성된다(즉, 에어로졸 전달 구성요소는 적용된 전단 응력 하에서 지속적으로 변형되지 않음). 일부 구현예에서 기재 부분 구성요소가 액체 및/또는 일부 수분 함량을 포함할 수도 있지만, 일부 구현예에서 기재 부분은 에어로졸 발생 과정 전반에 걸쳐서 실질적으로 고체 상태를 유지하고 에어로졸 발생 과정 전반에 걸쳐서 그의 구조적 완전성을 실질적으로 유지하도록 구성된다. 실질적으로 고체인 에어로졸 전달 구성요소에 적합한 예시적인 담배 및/또는 담배 관련 물질은 Ademe 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0157052 호, Sears 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0335070 호, White의 미국 특허 제 6,204,287 호 및 Hearn 등의 미국 특허 제 5,060,676 호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
또 다른 태양에서, 기재 부분은 구형 과립화된(marumarized) 및/또는 구형 과립화되지 않은(non-marumarized) 담배로부터 형성된 압출 구조체 및/또는 기재를 포함할 수도 있다. 구형 과립화된 담배는 예컨대 Banerjee 등의 미국 특허 제 5,105,831 호에 공지되어 있는데, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 구형 과립화된 담배는 글리세롤(약 20 내지 약 30 중량%), 탄산 칼슘(개략적으로 약 10 내지 약 60 중량%, 종종 약 40 내지 약 60 중량%)과 함께 분말 형태의 약 20 내지 약 50 중량%의 담배 혼합물을, 본 명세서에 기술된 결합제 및/또는 향미제와 함께 포함한다.
다른 태양에서, 기재 부분은 담배 관련 물질을 갖는 복수의 마이크로캡슐, 비드, 과립 등을 포함할 수도 있다. 예컨대, 대표적인 마이크로캡슐은 형상이 대체로 구형일 수 있고, 담배 유래 추출물의 액체 중심 영역 등을 수납하는 외부 커버 또는 쉘을 가질 수도 있다. 일부 태양에서, 에어로졸 전달 구성요소는 각각 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐을 포함할 수도 있다. 일 태양에서, 에어로졸 전달 구성요소는 중공 원통 형상으로 형성된 복수의 마이크로캡슐의 구조적 형상 및/또는 완전성을 유지하도록 구성된 결합제 물질을 포함할 수도 있다. 본 개시의 기재 부분에 포함될 수 있는 다양한 다른 구성 및 구성요소들은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 기술되어 있다. 다른 태양에서, 기재 부분은 하나 이상의 열전도 물질을 포함할 수도 있다. 열전도 물질을 포함하는 기재 부분의 예는 전기 가열식 에어로졸 전달 장치를 위한 열전도 기재라는 명칭으로 2018년 2월 26일에 출원된 Sebastian의 미국 특허 출원 제 15/905,320 호에 기재되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 에어로졸 소스 부재의 기재 부분에 대한 다양한 다른 구성은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에서 발견된 유사한 구성에 대한 논의에서 찾을 수 있다.
위에서 설명된 구현예에 더하여, 일부 구현예에서 기재 부분은 "연기 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭하는 성분을 갖는, 충분한 열을 가하면 에어로졸을 산출할 수 있는 액체로 구성될 수도 있다. 에어로졸 발생 액체에 대한 예시적인 제형은 그 개시 내용이 인용에 의해 전체적으로 본 명세서에 포함되는 Zheng 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0008457 호에 기재되어 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 물질은 겔 및/또는 현탁물을 포함할 수도 있다. 고체 및 반고체 기재 부분의 구성 및 제형의 일부 대표적인 유형들이 Thomas 등의 미국 특허 제 8,424,538 호; Sebastian 등의 미국 특허 제 8,464,726 호; Conner 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0083150 호; Ademe 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0157052 호; 및 2015년 6월 30일에 출원된 Nordskog 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017-0000188 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
다시 도 3을 참조하면, 에어로졸 소스 부재(104)의 가열 단부(106)는 제어 본체(102) 내에 삽입하기 위한 크기 및 형상으로 구성된다. 다양한 구현예에서, 제어 본체(102)의 외부 실린더(130)는 내면 및 외면을 갖는 벽에 의해 한정되는 것으로 특징지어질 수 있으며, 내면은 외부 실린더(130)의 내부 용적을 한정한다. 따라서, 에어로졸 소스 부재(104)의 최대 외경(또는 구현예의 특정 단면 형상에 따른 다른 치수)은 제어 본체(102) 내의 외부 실린더(130)의 개방 단부의 벽의 내면에서의 내경(또는 다른 치수)보다 작도록 크기 설정될 수도 있다. 일부 구현예에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 소스 부재가 외부 실린더(130) 내에 꼭 맞아서 마찰력에 의해 에어로졸 소스 부재(104)가 가해진 힘 없이 움직이는 것이 방지될 정도로 충분히 작을 수 있다. 다른 한편으로, 그 차이는 과도한 힘을 요구하지 않고 에어로졸 소스 부재(104)가 외부 실린더(130) 내외로 슬라이딩하는 것을 허용하기에 충분할 수도 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치(100)의 전체 크기는 궐련 또는 시가 형상과 비교되는 크기를 취할 수도 있다. 따라서, 장치는 약 5mm 내지 약 25mm, 약 5mm 내지 약 20mm, 약 6mm 내지 약 15mm, 또는 약 6mm 내지 약 10mm의 직경을 가질 수도 있다. 다양한 구현예에서, 이러한 치수는 특히 제어 본체(102)의 외경에 대응할 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(104)는 약 4mm와 약 6mm 사이의 직경을 가질 수도 있다. 또한, 제어 본체(102) 및 에어로졸 소스 부재는 마찬가지로 전체 길이와 관련하여 특징지어질 수도 있다. 예컨대, 일부 구현예에서 제어 본체는 약 40mm 내지 약 140mm, 약 45mm 내지 약 110mm, 또는 약 50mm 내지 약 100mm의 길이를 가질 수도 있다. 에어로졸 소스 부재는 약 20mm 내지 약 60mm, 약 25mm 내지 약 55mm, 또는 약 30mm 내지 약 50mm의 길이를 가질 수도 있다.
도시된 구현예에서, 제어 본체(102)는 전기 가열 부재(132)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 장치(100)의 다양한 기능을 제어하는 제어 부품(123)을 포함한다. 예컨대, 제어 부품(123)은 제어 회로(예컨대, 처리 회로)를 포함할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 다른 구성요소에 연결될 수 있고 전기 전도성 와이어(도시되지 않음)에 의해 전원(124)에 연결된다. 다양한 구현예에서, 제어 회로는 가열 챔버(116), 특히 가열 부재(132)가 소비자에 의한 흡입을 위한 흡입 가능 물질의 방출을 위해 기재 부분(110)을 가열하도록 전기 에너지를 수신하는 시기 및 방법을 제어할 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제어는 유량 센서에 의해 및/또는 압력 감지 스위치 등의 작동에 의해 활성화될 수도 있으며, 이는 이후에 더 자세히 설명된다.
언급된 바와 같이, 제어 부품은 기재 부분(110)에 제공되는 열의 양을 엄밀하게 제어하도록 구성될 수도 있다. 1회의 모금을 위한 희망 투여량의 흡입 가능 물질을 제공하기에 충분한 부피로 에어로졸 형성 물질을 휘발시키는 데 필요한 열은 사용되는 각 특정 물질에 따라 다를 수 있지만, 일부 구현예에서 가열 부재는 적어도 120℃, 적어도 130℃, 또는 적어도 140℃의 온도로 가열할 수도 있다. 일부 구현예에서, 적절한 양의 에어로졸 형성 물질을 휘발시켜서 희망 투여량의 흡입 가능 물질을 제공하기 위해, 가열 온도는 적어도 150℃, 적어도 200℃, 적어도 220℃, 적어도 300℃ 또는 적어도 350℃일 수도 있다. 그러나 에어로졸 형성 물질의 열화 및/또는 과도한 조기 휘발을 방지하기 위해 실질적으로 약 550℃를 초과하는 온도로 가열하는 것을 회피하는 것이 특히 바람직할 수 있다. 구체적으로 가열은 기재 부분의 상당한 연소(바람직하게는 임의의 연소)를 회피하기 위해 충분히 낮은 온도와 충분히 짧은 시간에 이루어져야 한다. 본 개시는 특히 비교적 낮은 온도에서 희망 양으로 흡입 가능 물질을 산출할 조합 및 사용 모드로 본 물품의 구성요소들을 제공할 수 있다. 이와 같이, 산출(yielding)은 장치 내에서의 에어로졸의 발생 및 물품으로부터 소비자로의 전달 중 하나 또는 둘 모두를 의미할 수도 있다. 특정 구현예에서, 가열 온도는 약 130℃ 내지 약 310℃, 약 140℃ 내지 약 300℃, 약 150℃ 내지 약 290℃, 약 170℃ 내지 약 270℃, 또는 약 180℃ 내지 약 260℃일 수도 있다. 다른 실시예에서, 가열 온도는 약 210℃ 내지 약 390℃, 약 220℃ 내지 약 380℃, 약 230℃ 내지 약 370℃, 약 250℃ 내지 약 350℃, 또는 약 280℃ 내지 약 320℃일 수도 있다.
가열 지속 시간은 이하에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이 다수의 요인에 의해 제어될 수도 있다. 가열 온도 및 지속 시간은 본 명세서에서 추가로 기술되는 바와 같이, 에어로졸 전달 장치를 통해 흡인되기를 희망하는 에어로졸 및 주변 공기의 희망 부피에 따라 달라질 수도 있다. 그러나 본 장치는 희망 온도에 도달할 때까지만 가열 부재에 급전하도록 구성될 수도 있기 때문에, 가열 지속 시간은 가열 부재의 가열 속도에 따라 달라질 수도 있다. 대안적으로, 가열 지속 시간은 소비자에 의한 물품에 대한 모금의 지속 시간과 연관될 수도 있다. 일반적으로, 가열의 온도 및 시간은 상술한 바와 같이 제어 하우징 내에 수용된 하나 이상의 구성요소에 의해 제어될 것이다.
다양한 구현예에서, 전기 가열 부재는 소비자에 의한 흡입을 위해 흡입 가능 물질의 방출을 촉진하기에 충분한 열을 제공하기에 적합한 임의의 장치를 포함할 수도 있다. 특정 구현예에서, 전기 가열 부재는 저항 전도성 가열 부재를 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 전기 가열 부재는 유도 가열 부재를 포함할 수도 있다. 유용한 가열 부재는 질량이 낮고 밀도가 낮으며 저항률이 적당하고 사용 중에 경험하는 온도에서 열적으로 안정적인 재료일 수도 있다. 유용한 가열 부재는 빠르게 가열 및 냉각되므로 효율적인 에너지 이용을 제공한다. 요소의 급속한 가열은 에어로졸 형성 물질의 거의 즉각적인 휘발을 제공한다. 급속 냉각은 에어로졸 형성이 바람직하지 않은 기간 동안 에어로졸 형성 물질의 실질적인 휘발(및 그에 따른 낭비)을 방지한다. 이러한 가열 부재는 또한 특히 시간 기반 전류 제어가 채용될 때 에어로졸 형성 물질이 경험하는 온도 범위의 비교적 정확한 제어를 허용한다. 유용한 가열 부재는 또한 생성되는 에어로졸 또는 증기의 향미 또는 함량에 악영향을 미치지 않도록 가열 중인 기재 부분을 포함한 물질과 화학적으로 비반응성일 수도 있다. 가열 부재를 포함할 수 있는 예시적이며 비제한적인 재료는 탄소, 흑연, 탄소/흑연 복합재, 금속, 금속성 및 비금속성 탄화물, 질화물, 산화물, 규화물, 금속 간 화합물, 서멧, 금속 합금 및 금속 포일을 포함한다. 특히 내화재가 유용할 수도 있다. 저항률, 질량, 열전도율 및 표면 특성의 희망하는 특성을 얻기 위해 여러 가지 상이한 재료들이 혼합될 수 있다. 일부 구현예에서, 내화재가 유용할 수도 있다. 저항률, 질량, 및 열전도율의 희망하는 특성을 얻기 위해 여러 가지 상이한 재료들이 혼합될 수 있다. 특정 태양에서, 활용될 수 있는 금속은 예컨대 니켈, 크롬, 니켈과 크롬의 합금(예컨대 니크롬), 및 강철을 포함한다. 저항 또는 저항성 가열을 제공하는 데 유용할 수 있는 재료는 Counts 등의 미국 특허 제 5,060,671 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,093,894 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,224,498 호, Sprinkel Jr. 등의 미국 특허 제 5,228,460 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,322,075 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,353,813 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,468,936 호, Das의 미국 특허 제 5,498,850 호, Das의 미국 특허 제 5,659,656 호, Deevi 등의 미국 특허 제 5,498,855 호, Hajaligol의 미국 특허 제 5,530,225 호, Hajaligol의 미국 특허 제 5,665,262 호, Das 등의 미국 특허 제 5,573,692 호, 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제 5,591,368 호에 기재되어 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
에어로졸 전달 장치(100)에 의해 방출되는 흡입 가능 물질의 양은 흡입 가능 물질의 특성에 따라 달라질 수도 있다. 바람직하게는, 장치(100)는 사용 과정에 걸쳐 원하는 양을 방출하기에 충분한 시간 동안 충분한 온도에서 기능하기 위해 충분한 양의 에어로졸 형성제를 구비하도록 구성된다. 그 양은 장치(100)로부터의 단일 흡입으로 제공될 수도 있으며, 또는 비교적 짧은 시간(예컨대, 30분 미만, 20분 미만, 15분 미만, 10분 미만 또는 5분 미만)에 걸쳐 물품으로부터의 다수의 모금을 통해 제공되도록 분할될 수도 있다. 전달될 수 있는 니코틴 수준 및 습윤 총 입자상 물질(wet total particulate matter)의 예는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 기술되어 있다.
언급된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 제어 본체(102)는 외부 실린더(130)의 내부로의 주변 공기의 유입을 허용하기 위해 하나 이상의 개구부 또는 구멍(122)을 내부에 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서, 정지 특징부(134)가 또한 구멍을 포함할 수도 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 소비자가 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부를 빨아들일 때, 공기가 제어 본체(102) 및 정지 특징부(134)의 구멍을 통해 외부 실린더(130) 내로 흡인되고, 에어로졸 소스 부재(104) 내로 진입하며, 소비자에 의한 흡입을 위해 에어로졸 소스 부재(104)의 기재 부분(110)을 통해 흡인될 수 있다. 일부 구현예에서, 흡인된 공기는 임의 선택적 필터(114)를 통해 그리고 에어로졸 소스 부재(104)의 마우스 단부(108)에 있는 개구부 외부로 흡입 가능 물질을 운반한다.
일부 구현예에서, 가열 부재(132)가 기재 부분(110)에 근접하게 위치되도록 에어로졸 소스 부재(104)가 외부 실린더(130) 내로의 적절한 삽입 거리를 달성한 시기에 대한 어떤 표시를 제공하는 것이 유용할 수도 있다. 예컨대, 에어로졸 소스 부재(104)는 그 외부(예컨대, 에어로졸 소스 부재(104)의 외면)에 하나 이상의 표식을 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 단일 표식은 이 위치를 달성하는 데 필요한 삽입 깊이를 나타낼 수도 있다. 대안적으로, 적절한 삽입 거리는 에어로졸 소스 부재(104)가 정지 특징부(134)에 대해 "바닥에 닿는 것(bottoming out)"에 의해, 또는 가열 부재(132)를 기재 부분(110)에 대해 적절한 곳에 위치시키기 위해 에어로졸 소스 부재(104)가 외부 실린더(130) 내에 충분히 삽입되었음을 소비자로 하여금 인식하고 이해할 수 있게 하는 임의의 다른 수단에 의해 표시될 수도 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치(100)는 가열 부재의 수동 제어를 위해 제어 부품에 연결될 수 있는 푸시 버튼을 포함할 수도 있다. 예컨대, 일부 구현예에서 소비자는 가열 부재(132)에 급전하기 위해 푸시 버튼을 사용할 수도 있다. 푸시 버튼에 연계된 유사한 기능은 다른 기계적 수단 또는 비기계적 수단(예컨대 자기적 또는 전자기적)에 의해 달성될 수도 있다. 따라서, 가열 부재(132)의 활성화는 단일 푸시 버튼에 의해 제어될 수도 있다. 대안적으로, 다양한 동작을 개별적으로 제어하기 위해 다수의 푸시 버튼이 제공될 수도 있다. 존재하는 하나 이상의 푸시 버튼은 제어 본체(102)의 케이싱과 실질적으로 동일 평면을 이룰 수도 있다.
임의의 푸시 버튼 대신에(또는 이에 추가하여), 본 개시의 에어로졸 전달 장치(100)는 물품에 대한 소비자의 빨아들임에 반응하여 가열 부재(132)에 급전하는 구성요소(즉, 모금 작동식 가열)를 포함할 수도 있다. 예컨대, 장치는 소비자가 물품을 빨아들일 때의 압력 변화 또는 기류 변화에 민감한 스위치 또는 유량 센서(120)(즉, 모금 작동식 스위치)를 제어 본체(102) 내에 포함할 수도 있다. 다른 적합한 전류 작동/비작동 메커니즘은 온도 작동식 온/오프 스위치 또는 입술 압력 작동식 스위치를 포함할 수도 있다. 이러한 모금 작동 기능을 제공할 수 있는 메커니즘의 예는 미국 일리노이주 프리포트에 있는 Honeywell, Inc.의 MicroSwitch 사업부에서 제조한 모델 163PC01D36 실리콘 센서를 포함한다. 이러한 센서에 의하면, 가열 부재는 소비자가 장치를 물고 빨아들일 때 압력 변화에 의해 빠르게 활성화될 수도 있다. 또한, 열선 풍속 측정 원리(hot-wire anemometry principle)를 이용하는 것과 같은 유량 감지 장치는 기류의 변화를 감지한 후에 충분히 빠르게 가열 부재(132)에 급전하기 위해 사용될 수도 있다. 사용될 수 있는 다른 모금 작동식 스위치는 미국 플로리다주 포트 로더데일에 있는 Micro Pneumatic Logic, Inc.의 모델 번호 MPL-502-V, 범위 A와 같은 압력 차동 스위치이다. 다른 적절한 모금 작동식 메커니즘은 사전 결정된 임계 압력을 탐지하기 위한 비교기(comparator)와 결합되는 감압성 변환기(예컨대, 증폭기 또는 게인 스테이지가 장착됨)이다. 또 다른 적절한 모금 작동식 메커니즘은 기류에 의해 편향되는 베인이며, 이 베인의 움직임은 움직임 감지 수단에 의해 탐지된다. 또 다른 적절한 작동 메커니즘은 압전 스위치이다. 또한, 미국 일리노이주 프리포트에 있는 Honeywell, Inc.의 MicroSwitch 사업부의 적절하게 연결된 Honeywell MicroSwitch Microbridge Airflow Sensor, 부품 번호 AWM 2100V도 유용하다. 본 개시에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구 작동식(demand-operated) 전기 스위치의 추가 예는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Gerth 등의 미국 특허 제 4,735,217 호에 기술되어 있다. 다른 적절한 차동 스위치, 아날로그 압력 센서, 유량 센서 등은 본 개시의 지식을 가진 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 일부 구현예에서, 모금 작동식 스위치와 외부 실린더(130) 사이의 유체 연결을 제공하는 압력 감지 튜브 또는 다른 통로가 제어 본체(102) 내에 포함되므로, 빨아들임 동안의 압력 변화가 스위치에 의해 쉽게 식별될 수도 있다. 본 개시에 따라 유용할 수 있는 다른 예시적인 모금 작동식 장치가 Brooks 등의 미국 특허 제 4,922,901 호, 제 4,947,874 호 및 제 4,947,874 호, McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호, 및 Nguyen 등의 미국 특허 제 7,040,314 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
소비자가 장치(100)의 마우스 단부를 빨아들일 때, 전류 작동 수단은 열을 빠르게 생성하기 위해 가열 부재(132)를 통한 제한 없는 또는 연속적인 전류 흐름을 허용할 수도 있다. 급속 가열로 인해, (i) 가열 부재를 통한 전류 흐름을 조절하여 저항 요소의 가열 및 그에 따른 온도를 제어하고 (ii) 기재 부분(110)의 과열 및 열화를 방지하기 위해, 전류 조절 구성요소를 포함하는 것이 유용할 수도 있다. 일부 구현예에서, 전류 조절 회로는 시간 기반일 수도 있다. 구체적으로, 그러한 회로는 빨아들임 중의 초기 기간 동안 가열 부재를 통한 연속적인 전류 흐름을 허용하는 수단, 및 빨아들임이 완료될 때까지 후속적으로 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머 수단을 포함할 수도 있다. 예컨대, 후속적인 조절은 가열 부재를 희망 온도 범위 내로 유지하기 위해 전류 흐름의 신속한 온-오프 스위칭(예컨대, 약 1 내지 50 밀리초마다)을 포함할 수 있다. 또한, 조절은 단순히 희망 온도에 도달할 때까지 연속적인 전류 흐름을 허용한 다음 전류 흐름을 완전히 차단하는 것을 포함할 수도 있다. 가열 부재는 소비자가 물품에 대해 다른 모금을 개시하는 것(또는 히터를 활성화하기 위해 채용된 특정 스위치 구현예에 따라 수동으로 푸시 버튼을 작동시키는 것)에 의해 재활성화될 수도 있다. 대안적으로, 후속적인 조절은 가열 부재를 희망 온도 범위 내로 유지하기 위해 가열 부재를 통한 전류 흐름의 조정과 관련될 수도 있다. 일부 구현예에서, 희망 투여량의 흡입 가능 물질을 방출하기 위해, 가열 부재는 약 0.2초 내지 약 5.0초, 약 0.3초 내지 약 4.0초, 약 0.4초 내지 약 3.0초, 약 0.5초 내지 약 2.0초, 또는 약 0.6초 내지 약 1.5초의 지속 시간 동안 급전될 수도 있다. 하나의 예시적인 시간 기반 전류 조절 회로는 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터를 포함할 수 있다. 적합한 트랜지스터, 타이머, 비교기 및 커패시터는 상업적으로 이용 가능하며 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 예시적인 타이머는 C-1555C로서 NEC Electronics에서 입수 가능한 것과 ICM7555로서 General Electric Intersil, Inc.에서 입수 가능한 것뿐만 아니라, 다양한 다른 크기 및 구성의 소위 "555 타이머"이다. 예시적인 비교기는 National Semiconductor로부터 LM311로서 입수 가능하다. 이러한 시간 기반 전류 조절 회로에 대한 추가 설명은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Brooks 등의 미국 특허 제 4,947,874 호에 제공되어 있다.
전술한 내용에 비추어 볼 때, 가열 부재에 대한 전류의 작동/비작동을 촉진하기 위해 다양한 메커니즘들이 채용될 수 있음을 알 수 있다. 예컨대, 본 장치는 (예컨대, 소비자가 빨아들이는 동안) 물품 내의 전류 흐름을 조절하기 위한 타이머를 포함할 수도 있다. 본 장치는 가열 부재로의 전류 흐름을 활성화 및 비활성화하는 타이머 응답 스위치를 추가로 포함할 수도 있다. 전류 흐름 조절은 또한 커패시터, 및 한정된 속도(예컨대, 가열 부재가 가열 및 냉각되는 속도에 근접한 속도)로 커패시터를 충전 및 방전하기 위한 구성요소의 사용을 포함할 수 있다. 전류 흐름은 특히 빨아들임 중의 초기 기간 동안 가열 부재를 통해 연속적인 전류 흐름이 있도록 조절될 수 있지만, 전류 흐름은 그 초기 기간 이후 빨아들임이 완료될 때까지 차단되거나 교대로 오프(off)와 온(on)을 순환할 수도 있다. 이러한 순환은 상술한 바와 같이 타이머에 의해 제어될 수 있는데, 이는 미리 설정된 스위칭 사이클을 생성할 수 있다. 특정 구현예에서, 타이머는 주기적인 디지털 파형을 생성할 수도 있다. 초기 기간 동안의 흐름은 또한 제 1 입력에서의 제 1 전압을 임계 입력에서의 임계 전압과 비교하고 제 1 전압이 임계 전압과 같을 때 출력 신호를 생성하는 비교기를 사용하여 조절될 수 있는데, 이 출력 신호가 타이머를 활성화한다. 이러한 구현예는 임계 입력에서 임계 전압을 생성하기 위한 구성요소 및 초기 기간의 경과 시 제 1 입력에서 임계 전압을 생성하기 위한 구성요소를 추가로 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 장치(100)의 다양한 전기 부품에 전력을 제공하기 위해 사용되는 전원(124)은 다양한 구현예를 취할 수도 있다. 바람직하게는, 전원은 전술한 방식으로 가열 부재를 신속하게 가열하고 장치(100) 내에 편리하게 장착되면서도 다수의 에어로졸 소스 부재(104)와 함께 사용하여 장치에 전력을 공급하기에 충분한 에너지를 전달할 수 있다. 전원의 일 예는 독일의 Tadiran Batteries GmbH에 의해 생산된 TKI-1550 충전식 리튬 이온 배터리이다. 다른 구현예에서, 유용한 전원은 일본의 Sanyo Electric Company, Ltd.에 의해 생산된 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지일 수도 있다. 다른 구현예에서, 예컨대 각각 1.2 볼트를 제공하는 복수의 그러한 배터리가 직렬로 연결될 수도 있다. 충전식 리튬-이산화망간 배터리와 같은 다른 전원도 또한 사용될 수 있다. 이러한 배터리 또는 이들의 조합이 전원에 사용될 수 있지만, 일회용 배터리와 관련된 비용 및 폐기 고려 사항 때문에 충전식 배터리가 선호된다. 충전식 배터리가 사용되는 구현예에서, 전원(124)은 표준 120 볼트 AC 벽면 콘센트, 또는 차량용 전기 시스템 또는 별도의 휴대용 전원 공급 장치와 같은 다른 소스로부터 전력을 유도하는 종래의 재충전 유닛(도시되지 않음) 내의 대응 접점과 상호 작용하기 위한 충전 접점을 더 포함할 수도 있다. 추가 구현예에서, 전원은 또한 커패시터를 포함할 수도 있다. 커패시터는 배터리보다 더 빠르게 방전할 수 있으며 모금들 사이에 충전될 수 있으므로, 배터리를 그것이 가열 부재에 직접 전력을 공급하는 데 사용되는 경우보다 낮은 속도로 커패시터로 방전되게 할 수 있다. 예컨대, 슈퍼 커패시터― 즉, 전기 이중층 커패시터(electric double-layer capacitor; EDLC)가 배터리와 별도로 또는 배터리와 조합하여 사용될 수도 있다. 단독으로 사용되는 경우, 슈퍼 커패시터는 매번 장치(100)를 사용하기 전에 충전될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 또한 슈퍼 커패시터를 보충하기 위해 사용 사이에 장치에 부착될 수 있는 충전기 부품을 포함할 수도 있다. 박막 배터리가 본 개시의 특정 구현예에서 사용될 수도 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 에어로졸 전달 장치(100)는 하나 이상의 표시기(126)를 포함할 수도 있다. 도시된 구현예에서는 표시기(126)가 제어 본체(102)의 단부에 도시되어 있지만, 다양한 구현예에서 표시기(126)는 제어 본체(102)의 다른 부분 또는 다른 부분들에 위치될 수도 있다. 일부 구현예에서, 표시기는 장치의 다수의 사용 태양을 표시할 수 있는 조명(예컨대, 발광 다이오드)일 수도 있다. 예컨대, 일련의 조명은 주어진 에어로졸 소스 부재에 대한 모금의 수에 대응할 수도 있다. 구체적으로, 조명들은 모든 조명이 켜지면 에어로졸 소스 부재가 소모되었음을 소비자가 알게 되도록 각 모금마다 연속적으로 켜질 수도 있다. 대안적으로, 에어로졸 소스 부재가 하우징 내에 삽입될 때 모든 조명이 켜질 수 있고, 각 모금마다 하나의 조명이 꺼져서, 모든 조명이 꺼지면 에어로졸 소스 부재가 소모되었음을 소비자가 알게 될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 오직 하나의 표시기만 존재하고, 표시기에 불이 들어오면 전류가 가열 부재로 흐르고 있고 장치가 능동적으로 가열 중임을 나타낼 수도 있다. 이는 소비자가 무의식적으로 장치를 능동 가열 모드에 방치하지 않는 것을 보장할 수 있다. 대안적 구현예에서, 하나 이상의 표시기는 에어로졸 소스 부재의 구성요소일 수도 있다. 표시기는 온/오프 방식의 시각적 표시기와 관련하여 위에 설명되어 있지만, 다른 작동 지표도 포함된다. 예컨대, 시각적 표시기는 흡연 경험의 진행을 나타내기 위한 광 색상 또는 강도의 변화를 포함할 수도 있다. 유사하게 촉각적 표시기 및 청각적 표시기가 본 개시에 포함된다. 나아가, 이러한 표시기들의 조합이 단일 장치에서 사용될 수도 있다.
본 명세서에 언급된 바와 같이, 본 개시는 기재 부분을 포함한 에어로졸 소스 부재와 함께 사용하기 위한 에어로졸 전달 장치, 및 에어로졸 소스 부재를 제공하는데, 기재 부분은 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하고, 연속적인 열전도성 프레임워크는 가열 부재로부터 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성된다. 예컨대, 도 4는 본 개시의 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다. 특히, 도 4는 에어로졸 형성 물질(113)의 외면(115) 주위를 감싸는 열전도성 코일(111) 형태의 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분(110)을 도시한다. 도시된 구현예의 열전도성 코일(111)은 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동, 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 금속 재료로 구성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 예컨대, 알루미늄-코팅된 구리 또는 상기 목록으로부터 선택된 코팅 및 기본 재료의 다른 조합과 같은 코팅된 금속으로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 산화 알루미늄, 산화 베릴륨, 질화 붕소, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 흑연, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 나노 리본, 다이아몬드형 구조 탄소(diamond-like structured carbon) 재료, 또는 이들의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 탄소 재료로 구성될 수도 있다. 그리고 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 금속, 세라믹 또는 탄소 섬유를 구비한 중합체 재료(질화 붕소, 산화 아연 또는 알루미나 섬유를 구비한 폴리이미드, 에폭시 또는 실리콘 중합체를 포함하지만 이에 제한되지는 않음)와 같은 중합체 복합재로 구성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 본 개시는 다양한 구현예의 열전도성 프레임워크가 상기 재료들 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되거나, 상기 재료들 중 둘 이상을 포함한 복합재로 구성될 수 있음을 고려한다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(113)은 위에서 논의된 기재 물질의 구성 및 제형 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 따라서 그에 대한 설명을 참조한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 코일(111) 및/또는 에어로졸 형성 물질(113)의 크기 및 구성은 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경, 피치 및 와이어 직경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 물질(113)의 크기는 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경(적용 가능한 경우) 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 실질적으로 에어로졸 형성 물질(113)의 전체 길이를 덮지만, 그러나, 다른 구현예에서, 열전도성 코일(111)은 에어로졸 형성 물질(113)의 길이의 일부만을 덮을 수도 있다. 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(113)은 전술한 바와 같은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는 압출된 원통 구조체(extruded cylinder structure)를 포함한다. 또한, 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(113)은 또한 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 다양한 첨가제 및 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 그러나, 언급한 바와 같이, 다른 구현예에서 에어로졸 형성 물질(113)은 상이한 형상 및/또는 상이한 조성을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다. 특히, 도 5는 에어로졸 형성 물질(213)의 외면(215) 주위를 감싸는 열전도성 브레이드(211) 형태의 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분(210)을 도시한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 브레이드는 혼교 브레이드 또는 중첩 브레이드를 포함할 수도 있다. 도시된 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 혼교 브레이드를 포함한다. 도시된 구현예의 열전도성 브레이드(211)는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 금속 재료로 구성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 예컨대 알루미늄-코팅된 구리 또는 상기 목록으로부터 선택된 코팅 및 기본 재료의 다른 조합과 같은 코팅된 금속으로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 산화 알루미늄, 산화 베릴륨, 질화 붕소, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 흑연, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 나노 리본, 다이아몬드형 구조 탄소 재료, 또는 이들의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 탄소 재료로 구성될 수도 있다. 그리고 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 금속, 세라믹 또는 탄소 섬유를 구비한 중합체 재료(질화 붕소, 산화 아연 또는 알루미나 섬유를 구비한 폴리이미드, 에폭시 또는 실리콘 중합체를 포함하지만 이에 제한되지는 않음)와 같은 중합체 복합재로 구성될 수도 있다. 추가 구현예에서, 본 개시는 다양한 구현예의 열전도성 프레임워크가 상기 재료들 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되거나, 상기 재료들 중 둘 이상을 포함한 복합재로 구성될 수 있음을 고려한다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(213)은 위에서 논의된 기재 물질의 구성 및 제형 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 따라서 그에 대한 설명을 참조한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 브레이드(211) 및/또는 에어로졸 형성 물질(213)의 크기 및 구성은 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경, 피치 및 와이어 직경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 물질(213)의 크기는 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 실질적으로 에어로졸 형성 물질(213)의 전체 길이를 덮지만, 그러나, 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(211)는 에어로졸 형성 물질(213)의 길이의 일부만을 덮을 수도 있다. 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(213)은 전술한 바와 같은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는 압출된 원통 구조체를 포함한다. 또한, 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(213)은 또한 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 다양한 첨가제 및 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(213)은 상이한 형상 및/또는 상이한 조성을 포함할 수도 있다는 점에 유의한다.
도 6은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다. 특히, 도 6은 에어로졸 형성 물질(313) 내에 배치되는 열전도성 코일(311) 형태의 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분(310)을 도시한다. 도시된 구현예의 열전도성 코일(311)은 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 금속 재료로 구성된다. 다른 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 예컨대 알루미늄-코팅된 구리 또는 상기 목록으로부터 선택된 코팅 및 기본 재료의 다른 조합과 같은 코팅된 금속으로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 산화 알루미늄, 산화 베릴륨, 질화 붕소, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 흑연, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 나노 리본, 다이아몬드형 구조 탄소 재료, 또는 이들의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 탄소 재료로 구성될 수도 있다. 그리고 또 다른 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 금속, 세라믹 또는 탄소 섬유를 구비한 중합체 재료(질화 붕소, 산화 아연 또는 알루미나 섬유를 구비한 폴리이미드, 에폭시 또는 실리콘 중합체를 포함하지만 이에 제한되지는 않음)와 같은 중합체 복합재로 구성될 수도 있다. 추가 구현예에서, 본 개시는 다양한 구현예의 열전도성 프레임워크가 상기 재료들 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되거나, 상기 재료들 중 둘 이상을 포함한 복합재로 구성될 수 있음을 고려한다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(313)은 위에서 논의된 기재 물질의 구성 및 제형 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 따라서 그에 대한 설명을 참조한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 코일(311) 및/또는 에어로졸 형성 물질(313)의 크기 및 구성은 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경, 피치 및 와이어 직경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 물질(313)의 크기는 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 실질적으로 에어로졸 형성 물질(313)의 전체 길이를 덮지만, 그러나, 다른 구현예에서, 열전도성 코일(311)은 에어로졸 형성 물질(313)의 길이의 일부만을 덮을 수도 있다. 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(313)은 전술한 바와 같은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는 압출된 원통 구조체를 포함한다. 또한, 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(313)은 또한 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 다양한 첨가제 및 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 그러나, 언급한 바와 같이, 다른 구현예에서 에어로졸 형성 물질(313)은 상이한 형상 및/또는 상이한 조성을 포함할 수도 있다.
도 7은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다. 특히, 도 7은 에어로졸 형성 물질(413) 내에 배치된 열전도성 브레이드(411) 형태의 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분(410)을 도시한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 브레이드는 혼교 브레이드 또는 중첩 브레이드를 포함할 수도 있다. 도시된 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 혼교 브레이드를 포함한다. 도시된 구현예의 열전도성 브레이드(411)는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 금속 재료로 구성된다. 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 예컨대, 알루미늄-코팅된 구리 또는 상기 목록으로부터 선택된 코팅 및 기본 재료의 다른 조합과 같은 코팅된 금속으로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 산화 알루미늄, 산화 베릴륨, 질화 붕소, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 알루미늄, 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 흑연, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 나노 리본, 다이아몬드형 구조 탄소 재료, 또는 이들의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 탄소 재료로 구성될 수도 있다. 그리고 또 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 금속, 세라믹 또는 탄소 섬유를 구비한 중합체 재료(질화 붕소, 산화 아연 또는 알루미나 섬유를 구비한 폴리이미드, 에폭시 또는 실리콘 중합체를 포함하지만 이에 제한되지는 않음)와 같은 중합체 복합재로 구성될 수도 있다. 추가 구현예에서, 본 개시는 다양한 구현예의 열전도성 프레임워크가 상기 재료들 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되거나, 상기 재료들 중 둘 이상을 포함한 복합재로 구성될 수 있음을 고려한다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(413)은 위에서 논의된 기재 물질의 구성 및 제형 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 따라서 그에 대한 설명을 참조한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 브레이드(411) 및/또는 에어로졸 형성 물질(413)의 크기 및 구성은 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경, 피치 및 와이어 직경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 물질(413)의 크기는 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 실질적으로 에어로졸 형성 물질(413)의 전체 길이를 덮지만, 그러나, 다른 구현예에서, 열전도성 브레이드(411)는 에어로졸 형성 물질(413)의 길이의 일부만을 덮을 수도 있다. 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(413)은 전술한 바와 같은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는 압출된 원통 구조체를 포함한다. 또한, 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(413)은 또한 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 다양한 첨가제 및 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 그러나, 언급한 바와 같이, 다른 구현예에서 에어로졸 형성 물질(413)은 상이한 형상 및/또는 상이한 조성을 포함할 수도 있다.
도 8은 본 개시의 다른 예시적 구현예에 따른, 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함한 기재 부분을 보여주는 에어로졸 소스 부재의 일부의 사시도이다. 특히, 도 8은 그로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 열전도성 강모형 스파이크(bristle-like spike)(519)를 포함하는 열전도성 세장형 구성요소(517) 형태의 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분(510)을 도시한다. 도시된 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 청동 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 금속 재료로 구성된다. 다른 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 예컨대 알루미늄-코팅된 구리 또는 상기 목록에서 선택된 코팅 및 기본 재료의 다른 조합과 같은 코팅된 금속으로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 산화 알루미늄, 산화 베릴륨, 질화 붕소, 탄화 규소, 질화 규소, 질화 알루미늄 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 흑연, 그래핀, 탄소 나노 튜브, 나노 리본, 다이아몬드형 구조 탄소 재료 또는 이들의 임의의 조합(이에 제한되지는 않음)과 같은 탄소 재료로 구성될 수도 있다. 그리고 또 다른 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 금속, 세라믹 또는 탄소 섬유를 구비한 중합체 재료(질화 붕소, 산화 아연 또는 알루미나 섬유를 구비한 폴리이미드, 에폭시 또는 실리콘 중합체를 포함하지만 이에 제한되지는 않음)와 같은 중합체 복합재로 구성될 수도 있다. 추가 구현예에서, 본 개시는 다양한 구현예의 열전도성 프레임워크가 상기 재료들 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되거나, 상기 재료들 중 둘 이상을 포함한 복합재로 구성될 수 있음을 고려한다. 예컨대, 일부 구현예에서 중앙의 열전도성 세장형 구성요소는 하나의 재료로 구성될 수 있고, 복수의 열전도성 스파이크는 다른 재료로 구성될 수도 있다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 형성 물질(513)은 위에서 논의된 기재 물질의 구성 및 제형 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 따라서 그에 대한 설명을 참조한다. 다양한 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517), 복수의 열전도성 스파이크(519), 및/또는 에어로졸 형성 물질(513)의 크기 및 구성이 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 이들 구성요소의 다른 특징들 중에서도, 열전도성 세장형 구성요소(517)의 길이 및 직경과 복수의 스파이크(519)의 개수, 빈도 및 길이 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다. 또한, 에어로졸 형성 물질(513)의 크기는 다양할 수도 있다. 예컨대, 다양한 구현예에서, 다른 특징들 중에서도 길이, 외경, 내경 중 하나 이상이 특정 설계 요건을 해결하기 위해 선택될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 둘 모두는 실질적으로 에어로졸 형성 물질(513)의 전체 길이를 덮는다. 그러나, 다른 구현예에서, 열전도성 세장형 구성요소(517) 및 복수의 열전도성 스파이크(519) 중 하나 또는 둘 모두는 에어로졸 형성 물질(513)의 길이의 일부만을 덮을 수도 있다. 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(513)은 전술한 바와 같은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는 튜브형 구조체를 포함한다. 또한, 도시된 구현예의 에어로졸 형성 물질(513)은 또한 위에서 유사하게 설명된 바와 같이 다양한 첨가제 및 다른 성분들을 포함할 수도 있다. 그러나, 언급한 바와 같이, 다른 구현예에서 에어로졸 형성 물질(513)은 상이한 형상 및/또는 상이한 조성을 포함할 수도 있다.
예컨대 도 8의 구현예를 포함하는 다양한 구현예에서, 가열 부재는 기재 부분의 외부로부터 내부로 및/또는 기재 부분의 내부로부터 외부로 가열하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일부 구현예에서 가열 부재는 기재 부분의 대략적인 중심으로부터 외부로 열을 발생시키도록 구성된 정지 특징부 및/또는 다른 특징부를 포함할 수도 있다. 도 8을 참조하면, 예컨대, 기재 부분(510)의 외면으로부터 내부로 열을 발생시킬 수 있는 가열 부재에 추가하여 또는 대안으로서, 열은 예컨대, 열전도성 세장형 구성요소(517)를 가열함으로써 기재 부분(510)의 대략적인 중심으로부터 외부로 발생될 수도 있다.
전도성 열원과 함께 사용하도록 구성되는 것에 더하여, 본 개시는 또한 에어로졸을 형성하도록 기재 부분을 가열하기 위해 유도성 열원과 함께 사용하도록 구성될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 유도성 열원은 공진 변압기를 포함할 수 있으며, 이는 공진 송신기 및 공진 수신기(예컨대, 서셉터)를 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 공진 송신기 및 공진 수신기는 제어 본체 내에 위치될 수도 있다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 구현예에서, 공진 송신기는 에어로졸 소스 부재, 특히 에어로졸 소스 부재의 기재 부분이 내부에 수용되는 공동을 둘러싸도록 구성된 나선형 코일을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 나선형 코일은 장치의 외벽과 수용 공동 사이에 위치될 수도 있다. 일 구현예에서, 코일 와이어는 원형 단면 형상을 가질 수 있지만, 그러나, 다른 구현예에서, 코일 와이어는 타원형, 직사각형, L자형, T자형 및 삼각형 단면뿐만 아니라 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 다른 단면 형상을 가질 수도 있다. 공진 송신기 및 공진 수신기를 포함하여 가능한 공진 변압기 구성요소들의 몇 가지 예는 2017년 10월 31일에 출원된 유도 가열식 에어로졸 전달 장치란 명칭의 미국 특허 출원 제 15/799,365 호에 기술되어 있으며, 이는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다. 다양한 유도 기반 제어 부품 및 관련 회로의 추가 예는 2016년 11월 15일에 출원된 유도 기반 에어로졸 전달 장치란 명칭의 미국 특허 출원 제 15/352,153 호 및 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0202266 호에 기술되어 있으며, 이들 각각은 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
도 9는 다른 예시적 구현예의 에어로졸 전달 장치의 사시도로서, 여기에서 에어로졸 소스 부재와 제어 본체가 서로 분리되어 있으며, 도 10은 도 9의 에어로졸 전달 장치의 개략적인 정면 단면도이다. 특히, 도 9 및 도 10에 도시된 구현예는 에어로졸 소스 부재(604)를 수용하도록 구성된 제어 본체(602)를 포함한 에어로졸 전달 장치(600)를 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 에어로졸 소스 부재(604)는 제어 본체(602) 내에 삽입되도록 구성된 가열 단부(606), 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 물고 빨아들이는 마우스 단부(608)를 포함할 수도 있다. 가열 단부(606)의 적어도 일부는 기재 부분(610)을 포함할 수 있는데, 기재 부분(610)은 담배 함유 비드, 담배 조각, 담배 스트립, 재생 담배 재료, 또는 이들의 조합, 및/또는 미세 분쇄 담배, 담배 추출물, 분무 건조 담배 추출물, 또는 임의 선택적 무기 물질(예컨대 탄산 칼슘), 임의 선택적 향료 및 에어로졸 형성 물질과 혼합되어 실질적으로 고체 또는 성형 가능한(예컨대, 압출 가능한) 기재를 형성하는 기타 담배 형태의 혼합물을 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(604) 또는 그 일부는 에어로졸 소스 부재(604)에 대한 추가적인 구조 및/또는 지지를 제공하는 데 유용한 임의의 물질로 형성될 수 있는 오버랩 재료(612)로 둘러싸일 수도 있다. 다양한 구현예에서, 오버랩 재료는 열전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있으며, 이는 종이, 또는 셀룰로오스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수도 있다. 가능한 오버랩 재료의 다양한 구성은 도 3의 예시적 구현예와 관련하여 위에 설명되었다.
다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(604)의 마우스 단부는 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(614)를 포함할 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 다양한 구현예에서, 필터(614)는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 완전성을 증가시키거나, 및/또는 희망하는 경우 여과 능력을 제공하거나, 및/또는 빨아들임에 대한 저항을 제공할 수도 있다. 일부 실시예에서, 필터는 오버랩으로부터 분리될 수 있으며, 필터는 오버랩에 의해 카트리지 근처의 위치에 유지될 수도 있다. 가능한 필터 특성의 다양한 구성이 도 3의 예시적 구현예와 관련하여 위에 설명되었다.
제어 본체(602)는 내부에 한정된 개구부(619), 유량 센서(620)(예컨대, 모금 센서 또는 압력 스위치), 제어 부품(623)[예컨대, 처리 회로, 처리 회로를 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB) 등], 전원(624)(예컨대 충전식일 수도 있는 배터리 및/또는 충전식 슈퍼 커패시터), 및 표시기(626)[예컨대, 발광 다이오드(LED)]를 구비하는 엔드 캡을 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 일 구현예에서, 표시기(626)는 하나 이상의 발광 다이오드, 양자점 기반 발광 다이오드 등을 포함할 수도 있다. 표시기는 제어 부품(623)과 통신할 수 있고, 예컨대, 유량 센서(620)에 의해 감지되는 바와 같이, 사용자가 에어로졸 소스 부재(604)를 빨아들일 때, 제어 본체(602)에 결합될 때 조명될 수 있다. 전원, 센서 및 다양한 다른 가능한 전기 부품의 예는 도 3의 예시적 구현예와 관련하여 위에 설명되었다.
도 9 및 도 10에 도시된 구현예의 제어 본체(602)는 공진 변압기를 함께 형성하는 공진 송신기 및 공진 수신기를 포함한다. 본 개시의 다양한 구현예의 공진 변압기는 공진 송신기 및 공진 수신기 중 하나 또는 둘 모두가 제어 본체 내에 위치되는 구현예를 포함하여 다양한 형태를 취할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 도 9 및 도 10에 도시된 특정 구현예에서, 도시된 구현예의 공진 송신기는 지지 실린더(630)를 둘러싸는 나선형 코일(628)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 공진 송신기 및 공진 수신기는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있으며, 추가 구현예에서 공진 수신기는 코발트, 철, 니켈 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 강자성 재료로 구성될 수도 있다. 예시된 구현예에서, 나선형 코일(628)은 전도성 재료로 구성된다. 추가 구현예에서, 나선형 코일은 비전도성 절연 커버/랩 재료를 포함할 수도 있다.
예시된 구현예의 공진 수신기는 수신기 베이스 부재(634)로부터 연장되는 단일 수신기 프롱(single receiver prong)(632)을 포함한다. 다양한 구현예에서, 수신기 프롱은, 단일 수신기 프롱이든지 아니면 복수의 수신기 프롱의 일부이든지, 다양한 여러 가지 기하학적 구성을 가질 수도 있다. 예컨대, 일부 구현예에서 수신기 프롱은 일부 구현예에서 중실 구조를 포함할 수 있고 다른 구현예에서는 중공 구조를 포함할 수도 있는 원통형 단면을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 수신기 프롱은 일부 구현예에서는 중실 구조를 포함할 수 있고 다른 구현예에서는 중공 구조를 포함할 수도 있는 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 수신기 프롱은 전도성 재료로 구성될 수도 있다. 예시된 구현예에서, 수신기 프롱(632)은 코발트, 철, 니켈 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 강자성 재료로 구성된다. 다양한 구현예에서, 수신기 베이스 부재(634)는 비전도성 및/또는 절연성 재료로 구성될 수도 있다.
예시된 바와 같이, 공진 송신기(628)는 하우징(618)의 결합 단부에 근접하게 연장될 수 있고, 흡입 가능 물질 매체(610)를 포함하는 에어로졸 소스 부재(604)의 가열 단부(606)의 부분을 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수 있으며, 지지 실린더(630)를 둘러쌀 수도 있다. 관형 구성을 한정할 수 있는 지지 실린더(630)는 코일이 움직여서 공진 수신기 프롱(632)과 접촉하여 단락되지 않도록 나선형 코일(628)을 지지하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서 지지 실린더(630)는 나선형 코일에 의해 생성된 진동 자기장에 대해 실질적으로 투과성일 수 있는 비전도성 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 나선형 코일(628)은 지지 실린더(630) 내에 매립되거나 또는 그와 달리 결합될 수 있다. 예시된 구현예에서, 나선형 코일(628)은 지지 실린더(630)의 외면과 결합되지만, 그러나, 다른 구현예에서, 나선형 코일은 지지 실린더의 내면에 위치되거나 지지 실린더 내에 완전히 매립될 수도 있다.
예시된 구현예에서, 지지 실린더(630)는 또한 에어로졸 소스 부재(604)가 하우징 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(604)의 적절한 위치 설정을 용이하게 하는 역할을 할 수도 있다. 특히, 지지 실린더(630)는 하우징(618)의 개구부(619)로부터 수신기 베이스 부재(634)까지 연장될 수도 있다. 예시된 구현예에서, 송신기 소스 실린더(630)의 내경은 (예컨대, 슬라이딩 끼워맞춤을 생성하기 위해) 대응하는 에어로졸 소스 부재(604)의 외경보다 약간 크거나 거의 동일할 수 있어서, 지지 실린더(630)가 에어로졸 소스 부재(604)를 제어 본체(602)에 대해 적절한 위치(예컨대, 측방향 위치)로 이동시킨다. 예시된 구현예에서, 제어 본체(602)는, 에어로졸 소스 부재(604)가 제어 본체(602) 내에 삽입될 때, 수신기 프롱(632)이 에어로졸 소스 부재(604)의 가열 단부(606)의 대략적인 반경 방향 중심에 위치되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 중공 구조체를 한정하는 압출된 기재 부분과 함께 사용되는 경우, 수신기 프롱은 중공 구조체의 내면에 의해 한정된 공동의 내부에 위치되며, 그에 따라 압출된 중공 구조체의 내면과 접촉하지 않는다.
도 9 및 도 10과 관련하여 설명된 구현예는, 도 4 내지 도 8과 관련하여 설명된 것들을 포함하여, 본 명세서에서 설명되거나 고려되는 에어로졸 소스 부재의 임의의 부분과 함께 사용될 수도 있다. 특히, 본 개시의 다양한 구현예의 유도 가열 조립체는 위에서 설명된 바와 같이 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크를 포함하는 기재 부분을 가열하기 위해 사용될 수도 있다.
다양한 구현예에서, 지지 실린더는 하우징에 대한 지지 부재의 정렬을 제공하기 위해 하우징의 내면과 맞물릴 수도 있다. 이에 의해, 지지 부재와 공진 송신기 사이의 고정 결합의 결과로, 공진 송신기의 종축이 하우징의 종축에 실질적으로 평행하게 연장될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 공진 송신기는 송신기 결합 장치로부터 외부 몸체로 전류를 전달하는 것을 방지하기 위해 하우징과 접촉하지 않게 위치될 수도 있다. 일부 구현예에서, 공진 송신기와 하우징 사이의 접촉을 방지하기 위해 이들 사이에 절연체가 위치될 수도 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 절연체 및 지지 부재는 절연 중합체(예컨대, 플라스틱 또는 셀룰로오스), 유리, 고무, 세라믹 및 자기와 같은 임의의 비전도성 재료를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 공진 송신기는 하우징이 플라스틱, 유리, 고무, 세라믹 또는 자기와 같은 비전도성 재료로 형성되는 구현예에서 하우징과 접촉할 수도 있다.
본 개시는 열원을 가열하기 위해 전기 에너지를 이용하는 장치 및 방법을 제공하는데, 열원은 차례로 (바람직하게는 담배 또는 담배 유래 물질을 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않고) 담배 또는 담배 유래 물질을 가열하여 에어로졸과 같은 흡입 가능 물질을 형성하며, 물품은 "핸드-헬드" 장치로 간주될 수 있을 만큼 충분히 콤팩트하다. 특정 구현예에서, 장치는 특히 흡연 물품으로 특징지어질 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어는 장치의 임의의 구성요소의 실제 연소 없이 궐련, 시가 또는 파이프를 피울 때의 맛 및/또는 감각(예컨대 손 느낌 또는 입 느낌)을 제공하는 장치 또는 물품을 의미하는 것으로 의도된다. 흡연 장치 또는 물품이라는 용어는 반드시 장치가 작동시에 연소 또는 열분해의 부산물이라는 의미에서의 연기를 생성한다는 것을 나타내는 것은 아니다. 오히려 흡연은 장치를 사용하는 개인의 신체적 행동(예컨대 장치를 손에 들고 장치의 일 단부를 물고 빨아서 장치로부터 흡입하는 것)과 관련된다. 추가 구현예에서, 본 발명의 장치는 증기 생성 장치, 에어로졸화 장치 또는 약물 전달 장치인 것으로 특징지어질 수도 있다. 따라서, 장치는 하나 이상의 물질을 흡입 가능한 상태로 제공하도록 배열될 수도 있다.
에어로졸 소스 부재 및 제어 본체는 일반적으로 완전한 흡연 물품 또는 약물 전달 물품으로서 함께 제공될 수 있지만, 그 구성요소들은 또한 별도로 제공될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 예컨대, 본 개시는 또한 재사용 가능한 흡연 물품 또는 재사용 가능한 약물 전달 물품과 함께 사용하기 위한 일회용 유닛을 포함한다. 특정 구현예에서, 이러한 일회용 유닛(첨부 도면에 예시된 바와 같이 에어로졸 소스 부재일 수도 있음)은, 재사용 가능한 흡연 물품 또는 약물 전달 물품과 맞물리도록 구성된 가열 단부와, 흡입 가능 물질을 소비자에게 전달하게 하도록 구성된 대향하는 마우스 단부와, 내부 공간을 한정하는 내면 및 외면을 갖는 벽을 구비하는 실질적으로 관 형상의 본체를 포함할 수 있다. 에어로졸 소스 부재(또는 카트리지)의 다양한 구현예는 인용에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 설명되어 있다.
일회용 유닛에 추가하여, 본 개시는 재사용 가능한 흡연 물품 또는 재사용 가능한 약물 전달 물품에 사용하기 위한 별도의 제어 본체를 제공하는 것을 추가로 특징으로 할 수도 있다. 특정 구현예에서, 제어 본체는 일반적으로 별도로 제공된 에어로졸 소스 부재의 가열 단부를 수용하기 위한 수용 단부(개방 단부를 갖는 수용 챔버를 포함할 수도 있음)를 갖는 하우징일 수도 있다. 제어 본체는, 제어 본체의 구성요소일 수 있거나 제어 유닛과 함께 사용되도록 에어로졸 소스 부재 내에 포함될 수도 있는, 전기 가열 부재에 전력을 제공하는 전기 에너지원을 더 포함할 수도 있다. 예컨대, 일부 구현예에서, 전기 에너지원은 일부 구현예에서 가열 부재를 형성하는 하나 이상의 프롱을 포함할 수 있는 가열 조립체에 전력을 공급할 수 있으며, 가열 조립체는 가열 부재를 전기 에너지원에 연결하는 연관된 전기 접점을 가질 수도 있다. 다른 구현예에서, 가열 조립체는 가열 실린더를 실질적으로 둘러싸는 가요성 가열 부재를 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 단일 가열 부재를 포함하는 대신에, 가열 조립체는 하나의 구성요소가 제어 본체의 일부이고 다른 구성요소가 에어로졸 소스 부재의 일부인 상태로 별개의 가열 부재 구성요소들을 포함할 수도 있다.
다양한 구현예에서, 제어 본체는 또한 전기 전원(예컨대 배터리), 가열 부재로의 전류 흐름을 작동시키기 위한 부품, 및 원하는 시간 동안 원하는 온도를 유지하기 위해 및/또는 원하는 온도에 도달했을 때 또는 가열 부재가 원하는 길이의 시간 동안 가열되었을 때 전류 흐름을 중지시키거나 전류 흐름을 순환시키기 위해 이러한 전류 흐름을 조절하기 위한 부품을 비롯한 추가 부품을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 제어 유닛은 가열 부재로의 전류 흐름을 작동시키기 위한 부품 및 그러한 전류 흐름을 조절하기 위한 부품 중 하나 또는 둘 모두와 연관된 하나 이상의 푸시 버튼을 더 포함할 수도 있다. 제어 본체는 또한 히터가 가열되고 있음을 표시하거나 및/또는 제어 본체와 함께 사용되는 에어로졸 소스 부재에 남아 있는 모금의 수를 표시하는 조명과 같은 하나 이상의 표시기를 포함할 수도 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 도면이 제어 본체와 에어로졸 소스 부재를 작동 관계에서 예시하고 있지만, 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재는 개별 장치로 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 따라서, 조합된 구성요소들과 관련하여 본 명세서에서 달리 제공되는 임의의 논의는 또한 개별적인 별도의 구성요소로서의 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재에도 적용되는 것으로 이해되어야 한다.
다른 태양에서, 본 개시는 본 명세서에 기재된 바와 같은 다양한 구성요소들을 제공하는 키트에 관한 것일 수도 있다. 예컨대, 키트는 하나 이상의 에어로졸 소스 부재를 갖는 제어 본체를 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 충전용 구성요소를 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 키트는 하나 이상의 에어로졸 소스 부재 및 하나 이상의 충전용 구성요소 및/또는 하나 이상의 배터리를 갖는 제어 본체를 추가로 포함할 수도 있다. 추가 구현예에서, 키트는 복수의 에어로졸 소스 부재를 포함할 수도 있다. 키트는 복수의 에어로졸 소스 부재 및 하나 이상의 배터리 및/또는 하나 이상의 충전용 구성요소를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 구현예에서, 에어로졸 소스 부재 또는 제어 본체에는 그에 포함된 가열 부재가 제공될 수도 있다. 본 발명의 키트는 추가 키트 구성요소들 중 하나 이상을 수용하는 케이스(또는 다른 포장, 운반 또는 보관 구성요소)를 추가로 포함할 수도 있다. 케이스는 재사용 가능한 경질 또는 연질 용기일 수도 있다. 또한 케이스는 단순히 상자 또는 기타 포장 구조체일 수도 있다.
본 개시의 많은 변경예 및 다른 실시예가 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않으며, 변경예 및 다른 실시예가 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만 제한 목적이 아니라 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용된다.
Claims (32)
- 흡입 가능 물질을 산출(yield)하도록 구성된 에어로졸 전달 장치에 있어서,
폐쇄 원위 단부(closed distal end) 및 개방 결합 단부(open engaging end)를 갖는 제어 본체;
가열 부재;
상기 제어 본체 내에 위치되며 상기 가열 부재를 제어하도록 구성된 제어 부품;
상기 제어 본체 내에 위치되며 상기 제어 부품에 전력을 제공하도록 구성된 전원; 및
기재 부분(substrate portion)을 구비하는 제거 가능한 에어로졸 소스 부재를 포함하고,
상기 에어로졸 소스 부재는 상기 제어 본체의 결합 단부 내에 삽입되도록 구성되며, 가열 단부(heated end) 및 마우스 단부(mouth end)를 한정하고, 상기 가열 단부는 상기 제어 본체 내에 삽입될 때 상기 가열 부재에 근접하게 위치되도록 구성되고, 상기 마우스 단부는 상기 제어 본체의 결합 단부 너머로 연장하도록 구성되며,
상기 기재 부분은 에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크(continuous thermally conductive framework)를 포함하고, 상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 상기 가열 부재로부터 상기 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 실질적으로 원통형인 에어로졸 형성 물질과 통합된 코일을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 그리고 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 혼교 브레이드(interwoven braid)를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 중앙의 세장형 구성요소를 포함하고, 상기 중앙의 세장형 구성요소는 상기 중앙의 세장형 구성요소부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스파이크(spike)를 구비하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 금속 재료, 코팅된 금속 재료, 세라믹 재료, 탄소 재료, 중합체 복합재 및 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재 부분은 압출된 중공 구조체를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재 부분은 하나의 중앙에 위치된 종방향 구멍 및/또는 복수의 종방향 구멍을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재 부분은 실질적으로 중실 구조체를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재 부분은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기재 부분은 비 담배 재료(non-tobacco material)를 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 부재는 전도성 열원을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열 부재는 유도성 열원을 포함하는
에어로졸 전달 장치. - 가열 부재를 포함하는 제어 본체의 결합 단부와 제거 가능하게 맞물리도록 구성된 에어로졸 소스 부재에 있어서, 상기 에어로졸 소스 부재는,
가열 단부 및 마우스 단부― 상기 가열 단부는 상기 제어 본체 내에 삽입될 때 상기 가열 부재에 근접하게 위치되도록 구성되고, 상기 마우스 단부는 상기 제어 본체의 결합 단부 너머로 연장하도록 구성됨 ―; 및
에어로졸 형성 물질과 통합된 연속적인 열전도성 프레임워크를 구비하는 기재 부분을 포함하고,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 상기 가열 부재로부터 상기 에어로졸 형성 물질로의 열전달을 향상시키도록 구성되는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 실질적으로 원통형인 에어로졸 형성 물질과 통합된 코일을 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 19 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는
에어로졸 소스 부재. - 제 19 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 소스 부재. - 제 19 항에 있어서,
상기 코일은 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 그리고 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 혼교 또는 중첩 브레이드를 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 23 항에 있어서,
상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질의 외면 주위에 배치되는
에어로졸 소스 부재. - 제 23 항에 있어서,
상기 혼교 브레이드는 상기 에어로졸 형성 물질 내에 배치되는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 중앙의 세장형 구성요소를 포함하고, 상기 중앙의 세장형 구성요소는 상기 중앙의 세장형 구성요소부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스파이크를 구비하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 연속적인 열전도성 프레임워크는 금속 재료, 코팅된 금속 재료, 세라믹 재료, 탄소 재료, 중합체 복합재 및 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 기재 부분은 압출된 중공 구조체를 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 기재 부분은 하나의 중앙에 위치된 종방향 구멍 및/또는 복수의 종방향 구멍을 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 기재 부분은 실질적으로 중실 구조체를 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 기재 부분은 담배 또는 담배 유래 물질을 포함하는
에어로졸 소스 부재. - 제 18 항에 있어서,
상기 기재 부분은 비 담배 재료를 포함하는
에어로졸 소스 부재.
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| A201 | Request for examination |