KR20220030287A - 하이브리드 에어로졸 제공 시스템들 - Google Patents

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KR20220030287A
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어거한 일마즈
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Abstract

에어로졸 제공 시스템이 개시되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 가열기는, 정상적인 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고 퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 에어로졸 질량으로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정되며, 그리고/또는 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치된다.

Description

하이브리드 에어로졸 제공 시스템들
본 개시내용은, 에어로졸 제공 시스템들, 이를 테면 니코틴 전달 시스템들(예컨대, 전자 시가렛들 등)에 관한 것이다.
전자 에어로졸 제공 시스템들, 이를 테면 전자 시가렛들(e-시가렛들)은 일반적으로, 증기 전구체 재료, 이를 테면, 전형적으로 니코틴을 포함하는 제제를 보유하는 소스 액체의 저장소, 또는 담배 기반 제품과 같은 고체 재료 ― 그로부터, 예컨대 열 증발을 통해 사용자에 의한 흡입을 위해 증기가 생성됨 ― 를 보유한다. 따라서, 에어로졸 제공 시스템은 전형적으로 증기 생성 챔버를 포함할 것이며, 증기 생성 챔버는 증기 생성 챔버에서 증기를 생성하기 위해 전구체 재료의 일부를 증발시키도록 배열된, 증발기 예를 들어, 가열 요소를 보유한다. 사용자가 디바이스 상을 흡입하고 증발기에 전력이 공급됨에 따라, 공기가 입구 구멍들(inlet holes)을 통해 디바이스로 흡인되고 증기 생성 챔버로 흡인되며 증기 생성 챔버에서 공기가 증발된 전구체 재료와 혼합되어 응축 에어로졸을 형성한다. 증기 생성 챔버와 마우스피스의 개구 사이에는 유동 경로가 있으므로, 증기 생성 챔버를 통해 흡인되는 유입 공기는 유동 경로를 따라 마우스피스 개구로 계속되고, 일부 증기/응축 에어로졸을 운반하고 사용자에 의한 흡입을 위해 마우스피스 개구를 통해 빠져나간다.
일부 전자 시가렛들은 또한, 예컨대 에어로졸에 부가적인 향미를 부여함으로써 에어로졸을 개질하기 위해 디바이스를 통한 유동 경로에 에어로졸 개질 재료를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들은 때때로 하이브리드 디바이스들로 지칭될 수 있으며 그리고 에어로졸 개질 요소는 예를 들어, 증기 생성 챔버와 마우스피스 사이에서 공기 경로에 배열되는 담배의 일부를 포함할 수 있어서, 디바이스들을 통해 흡인된 증기/응축 에어로졸이 사용자 흡입을 위해 마우스피스를 나오기 전에 담배의 일부를 통과한다.
그러한 하이브리드 시스템들에서, 에어로졸에 부가적인 향미들 등을 부여하기 위한 에어로졸 개질 재료의 효과는 부분적으로, 담배 재료의 온도에 의존한다. 그러나, 일부 시스템들에서, 에어로졸 개질 재료는 기존의 전자 시가렛에 "볼트-온(bolt-on)"으로서 제공되고, 전체 시스템은 사용자에게 더 만족스러운 에어로졸을 전달하도록 최적화되지 않는다.
위에서 논의된 문제들 중 일부를 해결하거나 완화시키는 것을 도우면서 디바이스의 개선된 성능을 제공하려고 하는 다양한 접근법들이 본원에서 설명된다.
특정 실시예들의 제1 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 가열기는, 정상적인 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고 퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 가열기로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정된다.
특정 실시예들의 제2 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 가열기는, 정상 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열기는 180℃ 내지 260℃의 온도에서 동작하도록 구성되고, 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치된다.
특정 실시예들의 제3 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 에어로졸 제공 디바이스가 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품 및 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 하부 표면을 포함함 ― 을 포함하며, 상기 에어로졸 제공 디바이스는 가열기에 전력을 공급하기 위한 제어 회로부(control circuitry) ― 상기 가열기는 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 것이고, 상기 에어로졸은 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 통과하기 위한 것임 ― 를 포함하며, 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고 퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 가열기로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정된다.
특정 실시예들의 제4 양태에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스를 더 포함하는 에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 카트리지 부품이 제공되며, 카트리지 부품은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 가열기는, 정상 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 정상 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸은 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하며, 에어로졸 개질 재료 부품은, 에어로졸 제공 디바이스에 커플링될 때, 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치되게 구성된다.
특정 실시예들의 제5 양태에 따르면, 에어로졸을 생성하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 가열기를 사용하여 에어로졸 전구체 재료를 가열함으로써 증발될 에어로졸 전구체로부터 에어로졸을 생성하는 단계; 생성된 에어로졸을 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품으로 전달하는 단계 ― 에어로졸 개질 재료 부품은, 에어로졸 경로에 유동적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―, 생성된 에어로졸을 사용하여, 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면을 50℃ 내지 150℃의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들의 제6 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열 수단을 포함하며, 가열 수단은, 정상적인 사용시에, 가열 수단에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열 수단에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고 퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 가열 수단으로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정된다.
특정 실시예들의 제7 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열 수단을 포함하며, 가열 수단은, 정상 사용시에, 가열 수단에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열 수단은 180℃ 내지 260℃의 온도에서 동작하도록 구성되고, 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열 수단으로부터 일정 거리에 위치된다.
본 개시내용의 제1 및 다른 양태들과 관련하여 위에서 설명된 본 개시내용의 특징들 및 양태들은 단지 위에서 설명된 특정 조합이 아니라 적절한 경우 본 개시내용의 다른 양태들에 따른 본 개시내용의 실시예들에 동일하게 적용 가능하고, 본 개시내용의 실시예들과 조합될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 특정 실시예들에 따른 하이브리드 에어로졸 제공 시스템의 매우 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 하이브리드 에어로졸 제공 시스템의 카트리지 부품의 매우 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)과 함께 사용될 수 있는 제거 가능한 인서트 부품의 매우 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 하이브리드 에어로졸 제공 시스템, 이를 테면, 도 1의 하이브리드 에어로졸 제공 시스템을 사용하여 개질된 에어로졸을 생성하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의/설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은, 통상적으로 구현될 수 있으며, 이들은 간결성을 위해 상세하게 논의/설명되지 않는다. 따라서, 상세하게 설명되지 않는, 본원에서 논의되는 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들은 그러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 통상적인 기술들에 따라 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용은 하이브리드 디바이스들을 포함하는, e-시가렛들과 같은 에어로졸 제공 시스템들로 또한 지칭될 수 있는 비가연성(non-combustible) 에어로졸 제공 시스템들에 관한 것이다. 다음의 설명 도처에서, "e-시가렛" 또는 "전자 시가렛"라는 용어가 때때로 사용될 수 있지만, 이 용어는 에어로졸 제공 시스템/디바이스 및 전자 에어로졸 제공 시스템/디바이스와 상호교환 가능하게 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 기술 분야에서 보편적으로 사용되는 바와 같이, "증기" 및 "에어로졸"이라는 용어와 "증발하다", "휘발시키다" 및 "에어로졸화하다"와 같은 관련 용어는 일반적으로 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
본 개시내용에 따르면, "비가연성(non-combustible)" 에어로졸 제공 시스템은, 사용자에게의 전달을 용이하게 하기 위해, 에어로졸 제공 시스템(또는 그의 구성 요소)의 구성성분 에어로졸 가능 재료를 연소시키거나(combusted) 태우지(burned) 않는 시스템이다.
일부 실시예들에서, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 하나 또는 복수가 가열될 수 있는 에어로졸 가능 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템이다. 에어로졸 가능 재료들의 각각은 예를 들어 고체, 액체 또는 겔(gel)의 형태일 수 있고, 니코틴을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 에어로졸 가능 재료 및 고체 에어로졸 가능 재료를 포함한다. 고체 에어로졸 가능 재료는 예를 들어, 담배 또는 비-담배 제품을 포함할 수 있다.
전형적으로, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 불연성 에어로졸 제공 디바이스 및 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위한 수단을 자체적으로 포함하는 물품들이 자체적으로 비-가연성 에어로졸 제공 시스템을 형성할 수 있는 것으로 예상된다.
일부 실시예들에서, 비-가연성 에어로졸 제공 디바이스는 전원 및 제어기를 포함할 수 있다. 전원은 예를 들어, 전기 전원(electric power source) 또는 발열 전원(exothermic power source)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 발열 전원은 열의 형태의 파워를 발열 전원에 근접한 에어로졸 가능 재료 또는 열 전달 재료에 분배하기 위해 에너자이징될 수 있는 탄소 기재를 포함한다. 일부 실시예들에서, 발열 전원과 같은 전원은 비-가연성 에어로졸 제공을 형성하도록 물품에 제공된다.
일부 실시예들에서, 비-가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸 가능 재료, 에어로졸 생성 구성요소, 에어로졸 생성 영역, 마우스피스, 및/또는 에어로졸 가능 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 컴포넌트는 에어로졸 가능 재료와 상호 작용하여 에어로졸 가능 재료로부터 하나 이상의 휘발성 물질들을 방출하여 에어로졸을 형성할 수 있는 가열기이다.
일부 실시예들에서, 전달될 물질은 에어로졸 가능 재료 또는 에어로졸 불가능 재료일 수 있다. 적절하다면, 어느 하나의 재료는 활성 구성성분, 담체 구성성분, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 기능성 구성성분들 및/또는 하나 이상의 향미들을 포함할 수 있다.
활성 구성성분은 사용자의 생리학적 및/또는 후각적 반응을 달성하기 위해 에어로졸 가능 재료에 포함되는 하나 이상의 생리학적 및/또는 후각적 활성 구성성분들을 포함할 수 있다. 활성 구성성분은, 예를 들어 건강기능식품(nutraceuticals), 노로트로픽(nootropics), 및 향정신성물질(physactives)로부터 선택될 수 있다. 활성 구성성분은 자연적으로 발생하거나 또는 합성으로 획득될 수 있다. 활성 구성성분은 예를 들어, 니코틴, 카페인, 타우린, 테인, B6 또는 B12 또는 C와 같은 비타민, 멜라토닌, 카나비노이드, 또는 구성성분, 유도체, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 활성 구성성분은, 담배, 또는 다른 식물생약(botanical), 이를 테면, 대마초, 이를 테면 카나비노이드 또는 테르펜의 구성성분, 유도체, 또는 추출물을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 활성 구성성분은 생리학적으로 활성인 구성성분이고, 그리고 니코틴, 니코틴 염들(예컨대, 니코틴 디타르트레이트/니코틴 비타르트레이트), 니코틴이 없는 담배 대체물들(nicotine-free tobacco substitutes), 다른 알칼로이드들, 이를 테면 카페인, 카나비노이드들 또는 이들의 혼합물들로부터 선택될 수 있다.
일부 실시예들에서, 용어 "향미(flavour)" 및 "향미제(flavourant)"(또는 때로는 향미 구성성분)는, 지역 규정들(local regulations)이 허용한다면, 성인 구매자들을 위해 제품에서 원하는 맛(taste), 향(aroma) 또는 다른 체지각 감각(somatosensorial sensation)을 생성하는데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 구성성분들은 향미들, 향미제들, 냉각제들, 가열제들, 또는 감미제들로 지칭될 수 있다. 이들은 자연적으로 발생되는 향미 재료들, 식물성 물질들, 식물성 물질들의 추출물들, 합성적으로 획득된 재료들, 또는 이들(예컨대, 담배, 대마초, 감초, 수국, 유제놀(eugenol), 일본 흰 껍질 목련 잎, 카모마일, 호로파, 정향, 단풍나무, 말차, 멘톨, 일본 민트, 아니스열매(아니스), 시나몬, 강황, 인도 향신료, 아시아 향신료, 허브, 노루발풀, 체리, 베리, 레드베리 , 크랜베리, 복숭아, 사과, 오렌지, 망고, 귤, 레몬, 라임, 열대 과일, 파파야, 대황, 포도, 두리안, 용과, 오이, 블루베리, 오디(mulberry), 감귤류(citrus fruits), 드람뷔(drambuie), 버번, 스카치 위스키, 위스키, 진, 데킬라, 럼주, 스피아민트, 페퍼민트, 라벤더, 알로에 베라, 카다몬, 샐러리, 카스카라야, 육두구, 백단유, 베르가못, 제라늄, 카트차(khat), 나스와르(naswar), 베텔(betel), 시샤(shisha), 소나무, 허니 에센스, 로즈 오일, 바닐라, 레몬 오일, 오렌지 오일 , 오렌지 꽃, 벚꽃, 계수나무, 캐러웨이, 코냑, 자스민, 일랑-일랑, 세이지, 회향, 와사비, 피망, 생강, 고수, 커피, 마, 멘타속의 임의의 종들로부터의 민트 오일, 유칼립투스, 스타 아니스 , 코코아, 레몬그라스, 루이보스, 아마, 은행, 헤이즐, 히비스커스, 월계수, 마테, 오렌지 껍질, 장미, 차, 이를테면 녹차 또는 홍차, 타임(thyme), 향나무(juniper), 엘더플라워(elderflower), 바질, 월계수 잎, 커민, 오레가노, 파프리카, 로즈마리, 사프란, 레몬 껍질, 민트, 자소엽(beefsteak plant), 강황, 고수, 머틀, 카시스, 발레리안, 피멘토(pimento), 메이스, 데미안, 마조람, 올리브, 레몬 밤, 레몬 바질, 골파(chive), 카르비, 버베나, 타라곤, 리모넨, 티몰, 캄펜)의 조합들, 향미 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 당류 및 /또는 당 대물품들(예를 들어, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 자당(sucrose), 포도당(glucose), 과당(fructose), 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)) 및 차콜(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물생약들(botanicals) 또는 입냄새 제거제들(breath freshening agents)과 같은 다른 첨가제들을 포함한다. 이들은 인조(imitation), 합성 또는 천연 구성성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어, 오일과 같은 액체, 분말과 같은 고체, 또는 가스, 하나 이상의 추출물들(예를 들어, 감초, 수국, 일본 흰 껍질 목련 잎(Japanese white bark magnolia leaf), 카모마일(chamomile), 호로파(fenugreek), 정향(clove), 멘톨(menthol), 일본 민트(Japanese mint), 아니스열매(aniseed), 시나몬(cinnamon), 허브(herb), 노루발풀(wintergreen), 체리(cherry), 베리(berry), 복숭아, 사과, 드람뷔(drambuie), 버번(bourbon), 스카치(scotch), 위스키(whiskey), 스피아민트(spearmint), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 카다몬(cardamom), 샐러리(celery), 카스카라야(cascarilla), 육두구(nutmeg), 백단유(sandalwood), 베르가못(bergamot), 제라늄(geranium), 허니 에센스(honey essence), 로즈 오일(rose oil), 바닐라(vanilla), 레몬 오일(lemon oil), 오렌지 오일(orange oil), 계수나무(cassia), 캐러웨이(caraway), 코냑(cognac), 자스민(jasmine), 일랑-일랑(ylang-ylang), 세이지(sage), 회향(fennel), 피망, 생강, 아니스, 고수, 커피, 또는 멘타속(genus Mentha)의 임의의 종들로부터의 민트 오일), 향미 증강제들(flavour enhancers), 쓴맛 수용체 부위 차단제들(bitterness receptor site blockers), 감각 수용체 부위 활성화제(sensorial receptor site activators) 또는 자극제들(stimulators), 당류 및 /또는 당 대물품들(예를 들어, 수크랄로스(sucralose), 아세설팜 칼륨(acesulfame potassium), 아스파탐(aspartame), 사카린(saccharine), 사이클라메이트들(cyclamates), 락토오스(lactose), 자당(sucrose), 포도당(glucose), 과당(fructose), 소르비톨(sorbitol) 또는 만니톨(mannitol)) 및 차콜(charcoal), 엽록소, 미네랄들, 식물생약들(botanicals) 또는 입냄새 제거제들(breath freshening agents)과 같은 다른 첨가제들일 수 있다. 이들은 인조(imitation), 합성 또는 천연 구성성분들 또는 이들의 블렌드들일 수 있다. 이들은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 오일, 액체, 또는 분말일 수 있다.
일부 실시예들에서, 향미는, 향 또는 미각 신경에 부가하여 또는 그 대신에, 제5 뇌 신경(cranial nerve)(삼차 신경(trigeminal nerve))의 자극에 의해 일반적으로 화학적으로 유도되고 그리고 인지되는 체성 감각성 감각을 달성하도록 의도되는 센세이트를 포함할 수 있으며, 이들은 가열, 냉각, 따끔거림, 마비 효과를 제공하는 작용제들을 포함할 수 있다. 적합한 가열 효과제(heat effect agent)는 바닐릴 에틸 에테르일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 적합한 냉각제(cooling agent)는 유칼립톨인 WS-3일 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).
담체 구성성분은, 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 구성성분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 담체 구성성분은 글리세린, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 에리트리톨, 메소-에리트리톨, 에틸 바닐라테이트, 에틸 라우레이트, 디에틸 서브레이트, 트리에틸 시트레이트, 트리아세틴, 디아세틴 혼합물, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산, 및 프로필렌 카보네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나 이상의 다른 기능성 구성성분들은 pH 조절제들, 착색제들, 보존제들, 결합제들, 충전제들, 안정화제들, 및/또는 산화 방지제들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 비-가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸 가능 재료 또는 에어로졸 가능 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 비-가연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸 가능 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 가능 재료를 저장하기 위한 저장 영역일 수 있다. 예를 들어, 저장 영역은 저장소일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 생성 영역과 분리되거나, 또는 에어로졸 생성 영역과 조합될 수 있다.
본원에서 에어로졸 생성 재료 또는 에어로졸 전구체 재료로 또한 지칭될 수 있는 에어로졸 가능 재료는, 예컨대 임의의 다른 방식으로 가열, 조사 또는 에너자이징된 경우에, 에어로졸을 생성할 수 있는 재료이다. 에어로졸 가능 재료는 예를 들어, 니코틴 및/또는 향미제들을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔의 형태일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료는 "비정질 고체"를 포함할 수 있으며, 이는 대안적으로 "모놀리식 고체(monolithic solid)"(즉, 비-섬유질)로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 건조된 겔일 수 있다. 비정질 고체는 그 안에, 액체와 같은, 일부 유체를 보유할 수 있는 고체 재료이다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 가능 재료는, 예컨대, 약 50wt%, 60wt% 또는 70wt%의 비정질 고체, 약 90wt%, 95wt% 또는 100wt%의 비정질 고체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 에어로졸 가능 재료는 활성 구성성분, 담체 구성성분, 및 다른 기능성 구성성분 및/또는 향미 중 임의의 하나 또는 조합을 포함하는 재료를 지칭할 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은, 단지 하나 이상의 담체 구성성분들을 포함하는 에어로졸 가능 재료를 포함한다.
활성 구성성분은, 생리학적 및/또는 후각적 반응을 달성하기 위해, 에어로졸 가능 재료에 포함되는, 생리학적 및/또는 후각 활성 구성성분인 것으로 간주되는 물질이거나 그러한 물질을 포함할 수 있다. 활성 구성성분은 위에 열거된 임의의 활성 구성성분들을 포함한다.
담체 구성성분은, 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 구성성분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 담체 구성성분은 글리세린, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 에리트리톨, 메소-에리트리톨, 에틸 바닐라테이트, 에틸 라우레이트, 디에틸 서브레이트, 트리에틸 시트레이트, 트리아세틴, 디아세틴 혼합물, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산, 및 프로필렌 카보네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나 이상의 다른 기능성 구성성분들은 pH 조절제들, 착색제들, 보존제들, 결합제들, 충전제들, 안정화제들, 및/또는 산화 방지제들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
에어로졸 제공 시스템들(e-시가렛들)은 종종, 항상 그런 것은 아니지만, 재사용 가능 부품 및 교체 가능(일회용) 카트리지 부품 둘 모두를 포함하는 모듈식 조립체를 포함한다. 종종, 교체 가능 카트리지 부품은 증기 전구체 재료 및 증발기를 포함할 것이고, 재사용 가능 부품은 전력 공급 디바이스(예컨대, 재충전 가능 배터리), 활성화 기구(예컨대, 버튼 또는 퍼프 센서), 및 제어 회로를 포함할 것이다. 그러나, 이들 상이한 부품들은 또한 기능에 따라 추가 요소들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 하이브리드 디바이스의 경우, 카트리지 부품은 또한 부가적인 향미 요소 또는 향미 부여 매체, 예컨대, 담배의 일부를 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 향미 요소 삽입물은 그 자체로 일회용 카트리지 부품에서 제거될 수 있으므로, 향미 요소 삽입물은 예를 들어 향미를 변경하기 위해 또는 향미 요소 삽입물의 사용 가능한 수명이 카트리지의 증기 생성 구성요소들의 사용 가능한 수명보다 짧기 때문에 카트리지와 별도로 교체될 수 있다. 일부 예들에서, 향미 요소 인서트는 포드, 용기 또는 추가의 카트리지 내에 보유될 수 있다. 일부 예들에서, 포드는 재사용 가능할 수 있고, 사용자는 향미 요소 인서트를 교체하기 위해 포드 내의 향미 요소 인서트에 접근할 수 있다. 다른 예들에서, 포드는 일회용일 수 있고, 사용자는 향미 요소 인서트에 접근하거나 또는 향미 요소 인서트를 교체하려고 시도하는 것이 권장되지 않는다. 포드의 사용은, 예컨대, 기류 경로 내의 향미 요소 인서트의 최적의 위치결정을 보장함으로써 그리고/또는 향미 요소 인서트의 특성들(예컨대, 볼륨, 일관성, 밀도 등)을 제한함으로써, 향상된 사용자 경험을 제공할 수 있다.
또한, 재사용 가능한 디바이스 부품은 종종 사용자 입력을 수신하고 작동 상태 특성들을 표시하기 위한 사용자 인터페이스와 같은 추가 구성요소들을 포함할 것이다.
모듈식 디바이스들의 경우, 카트리지와 제어 유닛은 사용을 위해 예를 들어, 전기 점점들과 적절하게 맞물리는 상태로 스크류 나사, 래치결합 또는 베이오넷 고정을 사용하여 전기적 및 기계적으로 함께 커플링된다. 카트리지의 증기 전구체 재료가 고갈되거나 사용자가 상이한 증기 전구체 재료를 가진 상이한 카트리지로 전환하고자 할 때, 카트리지는 제어 유닛으로부터 제거될 수 있고 그 자리에 교체 카트리지가 부착될 수 있다. 이러한 유형의 2-부품 모듈식 구성을 따르는 디바이스들은 일반적으로 2-부품 디바이스들 또는 다중 부품 디바이스들로 지칭될 수 있다.
다중 부품 디바이스들을 포함하는 전자 시가렛들이 일반적으로 세장형 형상을 갖는 것이 비교적 보편적이며, 그리고 구체적인 예를 제공하기 위해, 본원에 설명된 개시내용의 특정 실시예들은 담배 포드 삽입물을 갖는 일회용 카트리지들을 채용한 대체로 세장형 다중 부품 디바이스를 포함하는 것으로 간주될 것이다. 그러나, 본원에서 설명되는 기본 원리들은 상이한 전자 시가렛 구성들, 예컨대, 2개 초과의 부품들을 포함하는 단일-부품 디바이스들 또는 모듈식 디바이스들, 리필 가능 디바이스들 및 단일 사용의 일회용 디바이스들, 뿐만 아니라 예를 들어, 통상적으로 보다 박스형 형상을 갖는 소위 박스-모드 고성능 디바이스들에 기반하는 다른 전체 형상들에 일치하는 디바이스들에 대해 동일하게 채택될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 보다 일반적으로, 본 개시내용의 특정 실시예들은 본원에 설명된 원리들에 따라 활성화 기능을 제공하도록 구성된 전자 시가렛들에 기초하고 있고, 그리고 설명된 활성화 기능을 제공하도록 구성된 전자 시가렛의 특정 구조적 양태들은 중요한 의미가 없다는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용은 주로 하이브리드 에어로졸 제공 시스템들에 관한 것으로, 하이브리드 에어로졸 제공 시스템들에서, 활성 구성성분, 담체 구성성분, 또는 다른 기능성 구성성분 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있는 에어로졸 전구체 재료(예컨대, 액체)가 직접 가열되어 에어로졸을 생성하며, 에어로졸은 후속하여, 생성된 에어로졸의 특성을 수정하는 에어로졸 개질 재료(예컨대, 에어로졸에 향미 및/또는 니코틴을 부여함)(예를 들어, 담배 재료 또는 담배 보유 재료)를 통해 또는 그 위로 통과된다.
본 개시내용에 따르면, 담배 재료가, 감지 성능을 개선하는 것을 돕기 위해 (그리고 더 구체적으로는, 생성된 에어로졸에서의 향미 및/또는 니코틴 흡기를 개선하기 위해) 생성된 에어로졸을 사용하여 적절한 정도로 가열될 수 있음이 발견되었다. 더 구체적으로, 에어로졸 개질 재료를 보유하거나 포함하는 인서트의 하부 표면은 50℃ 내지 150℃, 또는 70℃ 내지 140℃, 또는 85℃ 내지 125℃ 또는 100℃ 내지 125℃로 가열되어, 특히, 담배를 포함하는 인서트를 가열할 때, 사용자에게 개선된 관능 성능을 제공할 수 있다. 온도 측정은, 코레스타(Coresta) 권장 방법 번호 81에 따라 제조된 50개의 퍼프들을 초과하여, 인서트의 하부 표면(즉, 가열기에 가장 가까운 인서트의 표면)에서의 최대 온도를 획득함으로써 이루어질 수 있다. 다른 구현들에서, 이는 50개의 퍼프들 각각에 대한 최대 온도들의 평균일 수 있다. 가열은, 가열기로부터 인서트의 하부 표면까지의 거리를 적절하게 설정함으로써 그리고/또는 에너지를 인서트의 하부 표면에 전달하기 위해 미리 결정된 질량을 가열함으로써 제어된다. 이들 파라미터들 중 하나 또는 둘 모두를 조정함으로써, 사용자는 (예컨대, 배터리 수명과 관련하여) 디바이스의 수명을 손상시키지 않으면서 양호한 관능 성능을 경험할 수 있다. 또한, 상이한 조성들이 상이한 양의 에너지를 운송하는 상이한 능력들을 가질 수 있기 때문에, 증발될 에어로졸 전구체 재료의 유형이 또한, 인서트의 하부 표면의 온도에 영향을 미칠 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
도 1은 본 개시내용의 특정 실시예들에 따른 예시적인 하이브리드 에어로졸 제공 디바이스(1)를 통한 단면도이다. 하이브리드 에어로졸 제공 디바이스(1)는 2개의 주요 구성요소들, 즉 재사용 가능 부품(2) 및 교체 가능한/일회용 카트리지 부품(4)(때때로, 에어로졸 전구체 재료 부품 또는 에어로졸 전구체 재료 저장 부품으로 지칭됨)를 포함한다. 이러한 특정 예에서, 카트리지 부품(4)은 제거 가능한 인서트(8)(때때로, 본원에서 에어로졸 개질 재료 부품 또는 에어로졸 개질 재료 저장 부품으로 지칭됨)를 포함한다. 정상 사용시에, 재사용 가능 부품(2) 및 카트리지 부품(4)은 인터페이스(6)에서 함께 해제 가능하게 커플링된다. 카트리지 부품이 소진되거나 사용자가 단순히 다른 카트리지 부품으로 전환하기를 원할 때, 카트리지 부품은 재사용 가능 부품으로부터 제거될 수 있고 그리고 교체 카트리지 부품이 그 자리에서 재사용 가능 부품에 부착될 수 있다. 인터페이스(6)는 2 개의 부품들 사이에 구조적, 전기적 및 공기 경로 연결을 제공하며, 그리고 통상적인 기술에 따라 예를 들어, 적절하게 2 개의 부품들 사이에 전기적 연결 및 공기 경로를 확립하기 위해 적절하게 배열된 전기 접점들 및 개구들을 갖는 상태로 스크류 나사, 래치 기구 또는 베이오넷 고정을 기반으로 확립될 수 있다. 카트리지 부품(4)이 재사용 가능 부품(2)에 기계적으로 장착되는 특정 방식은 본원에 설명된 원리들에 대해 중요하지 않지만, 구체적인 예를 위해 여기서는 예를 들어, 래치 결합 요소들(도 1에 나타내지 않음)이 협동하는 상태로 재사용 가능 부품의 대응하는 리셉터클에 수용되는 카트리지의 일 부분을 갖는 래치 결합 기구를 포함하는 것으로 가정된다. 일부 구현들에서, 인터페이스(6)는 개개의 부품들 사이의 전기적 연결을 지원하지 않을 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 예컨대, 일부 구현들에서, 카트리지 부품이 아니라 재사용 가능 부품에 의해 증발기가 제공될 수 있거나, 또는 재사용 가능 부품으로부터 카트리지 부품으로의 전력의 전달은 무선일 수 있고(예컨대, 전자기 유도에 기초하여), 그에 따라 재사용 가능 부품과 카트리지 부품 사이의 전기적 연결은 필요하지 않다. 이러한 구현들에서, 가열되는 카트리지 부품 내의 요소는 서셉터로 지칭될 수 있다.
도 1에서, 카트리지 부품(4)은 플라스틱 재료로 형성된 카트리지 하우징(42)을 포함한다. 카트리지 하우징(42)은 카트리지 부품의 다른 구성요소들을 지지하고 그리고 재사용 가능 부품(2)에 기계적 인터페이스(6)를 제공한다. 카트리지 하우징은 일반적으로 카트리지 부품이 재사용 가능 부품(2)에 커플링되는 길이 방향 축을 중심으로 원형 대칭이다. 이 예에서, 카트리지 부품의 길이는 약 4cm이고 직경은 약 3cm이다. 그러나, 특정 기하학적 구조, 보다 일반적으로, 사용되는 전체 형상들 및 재료들은 상이한 구현들에서 다를 수 있음이 이해될 것이다.
카트리지 하우징(42) 내에는, 액체 에어로졸 전구체 재료를 보유하는 저장소(44)가 있다. 액체 에어로졸 전구체 재료는 통상적인 것일 수 있고, e-액체로 지칭될 수 있다. 이 예에서 액체 저장소(44)는, 카트리지 하우징(42)에 의해 규정된 외부 벽 및 카트리지 부품(4)을 통한 공기 경로(52)를 규정하는 내부 벽(58)을 갖는 환형 형상을 갖는다. 저장소(44)는 e-액체를 보유하기 위해 단부 벽들로 각각의 단부가 폐쇄된다. 저장소(44)는 통상적인 기술들에 따라 형성될 수 있으며, 예를 들어, 이는 플라스틱 재료를 포함할 수 있고 그리고 카트리지 하우징(42)과 일체로 성형될 수 있다. 다른 구현들에서, 카트리지 부품(4)은 원하는 대로 임의의 적절한 에어로졸 전구체 재료, 예를 들어, 고체 또는 겔을 저장하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다.
이러한 예에서, 제거 가능한 인서트(8)는 제어 유닛(2)에 커플링되는 카트리지(4)의 단부에 대향하는 공기 경로(52)의 개방 단부 내에 삽입된다. 사실상, 제거 가능한 인서트(8)가 삽입되는 카트리지 공기 경로(52)의 구역은 카트리지 부품에 대한 인서트 구역(54)을 규정한다. 이들 및 다른 예들에서, 제거 가능한 인서트(8)의 유지 및 위치결정은 마찰에 기인할 수 있고 그리고/또는 공기 경로(52) 내의 클립들, 레지들 및 다른 피처들에 의해 용이하게 될 수 있다. 일부 예들에서, 제거 가능한 인서트(8)는 제거 가능한 인서트(8)의 하류에 마우스피스 요소를 부착함으로써 추가로 유지될 수 있다. 그러한 마우스피스 요소는, 사용 동안 공기 경로(52)를 따라 공기가 흡인되도록 각각의 단부에 개구를 포함할 것이다.
도시된 예에서, 제거 가능한 인서트(8)는 에어로졸 개질 재료를 수납 또는 유지하는 하우징을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 개질 재료는 식물생약, 향미, 활성 내용물(예를 들어, 니코틴 내용물), 산, 염기 또는 입자 크기와 같은 에어로졸의 물리적 파라미터들과 같은 에어로졸 개질 재료 위/이를 통해 통과하는 에어로졸의 특성을 개질하는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 본 개시내용에서, 에어로졸 개질 재료는 향미 및 니코틴을 에어로졸에 부여함으로써 담배의 일부를 통과하는 에어로졸을 개질하는 담배의 일부(예를 들어, 파쇄, 재구성 또는 압출 담배)이다. 따라서, 이 예에서 제거 가능한 인서트는 담배 인서트 또는 담배 포드로 지칭될 수 있다. 제거 가능한 인서트(8)를 위한 하우징은 또한 사용 중에 공기 경로(52)를 따라 흡인된 공기가 제거 가능한 인서트(8)를 통과하도록 각각의 단부에 개구를 포함하고, 따라서 사용자 흡입을 위해 마우스피스 출구(50)를 통해 카트리지 부품(4)을 빠져 나가기 전에 향미제 내부(이 예에서는 담배)로부터 향미들을 픽업할 수 있다. 일부 예들에서, 인서트(8)의 하우징은 마우스피스 요소를 규정하거나 또는 다른 방식으로 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 인서트는 하우징을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 인서트는 향미제 및/또는 활성 구성성분을 포함하는 필터 재료일 수 있다. 다른 예들에서, 인서트(8)는 에어로졸 투과성 랩 또는 층으로 래핑되거나 코팅될 수 있거나 또는 래핑되지 않거나 코팅되지 않을 수 있는 재료(예를 들어, 향미제)를 포함할 수 있다.
카트리지 부품은, 마우스피스 출구(50)에 대향하는 저장소(44)의 단부를 향해 위치된 심지(wick)(46) 및 가열기(증발기)(48)를 더 포함한다. 이 예에서, 심지(46)는 그의 단부가 저장소(44)의 내벽에 있는 개구들을 통해 e-액체의 저장소(44)로 연장되는 상태로, 카트리지 공기 경로(52)를 가로 질러 횡방향으로 연장된다. 저장소(44)의 내벽에 있는 개구들은 심지를 과도하게 압축하지 않고 액체 저장소에서 카트리지 공기 경로로의 누출에 대한 합리적인 밀봉부를 제공하기 위해 심지(46)의 치수들과 광범위하게 일치하도록 크기가 정해지며, 이는 심지의 유체 전달 성능을 저하시킬 수 있다.
심지(46) 및 가열기(48)는, 심지(46) 및 가열기(48) 주위의 카트리지 공기 경로(52)의 구역이 사실상 카트리지 부품에 대한 증기 생성 구역 또는 증발 구역(56)을 규정하도록 카트리지 공기 경로(52)에 배열된다. 저장소(44) 내의 e-액체는 저장소(44)로 연장되는 심지의 단부들을 통해 심지(46)에 침투하고 그리고 표면 장력/모세관 작용(즉, 위킹)에 의해 심지를 따라 흡인된다. 이 예에서 가열기(48)는 심지(46) 주위에 코일링된 전기 저항성 와이어를 포함한다. 이 예에서 가열기(48)는 니켈 크롬 합금(Cr20Ni80) 와이어 또는 니켈 철 합금 와이어를 포함하고 그리고 심지(46)는 유리 섬유 다발 또는 면 섬유 다발을 포함하지만, 특정 증발기 구성이 본원에 설명된 원리들에 대해 중요하지 않다는 것이 이해될 것이다. 사용시, 심지(46)에 의해 가열기(48)의 근처로 흡입된 일정량의 e-액체(증기 전구체 재료)를 증발시키기 위해서 전력이 가열기(48)에 공급될 수 있다. 그 다음, 증발된 e-액체는 증발 구역으로부터 인서트(8)를 통해 그리고 사용자 흡입을 위해 마우스피스 출구(50) 밖으로 카트리지 공기 경로를 따라 흡입된 공기에 비말동반되게 될 수 있다.
증발기(가열기)(48)에 의해 e-액체가 증발되는 속도는, 사용 중에 가열기(48)에 공급되는 전력의 양(레벨)에 따라 달라질 것이다. 이에 따라, 전력이 가열기에 인가되어 카트리지 부품(4)의 e-액체로부터 증기를 선택적으로 생성할 수 있으며, 그리고 또한, 예를 들어 펄스 폭 및/또는 주파수 변조 기술들을 통해 가열기(48)에 공급되는 전력의 양을 변경함으로써, 또는 가열기에 안정적인 (일정한) 전력을 제공하기 위해 DC/DC 컨버터 또는 다른 유사한 구성요소를 사용함으로써, 증기 생성 속도를 변경할 수 있다.
재사용 가능 부품(2)은, e-시가렛을 위한 공기 입구(28), 전자 시가렛에 작동 전력을 제공하기 위한 배터리(26), 전자 시가렛의 작동을 제어 및 모니터링하기 위한 제어 회로(20), 사용자 입력 버튼(14),이 예에서 압력 센서 챔버(18)에 위치된 압력 센서를 포함하는 흡입 센서(퍼프 검출기)(16), 및 시각적 디스플레이(24)를 규정하는 개구를 갖는 외부 하우징(12)을 포함한다.
외부 하우징(12)은 예를 들어 플라스틱 또는 금속 재료로 형성될 수 있으며, 이 예에서는 일반적으로 카트리지 부품(4)의 형상 및 크기와 일치하는 원형 단면적을 가지고 있어 인터페이스(6)에서 2 개의 부품들 사이의 원활한 전환을 제공한다. 이 예에서, 재사용 가능 부품은 대략 6cm의 길이를 가지므로 카트리지 부품과 재사용 가능 부품이 함께 커플링될 때 e-시가렛의 전체 길이는 대략 10cm이다. 그러나, 이미 언급된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예를 구현하는 전자 시가렛의 전체적인 형상 및 규모는 본원에 설명된 원리들에 중요하지 않다는 것이 이해될 것이다.
공기 입구(28)는 재사용 가능 부품(2)을 통해 공기 경로(30)에 연결된다. 재사용 가능 부품 공기 경로(30)는, 차례로, 재사용 가능 부품(2) 및 카트리지 부품(4)이 함께 연결될 때, 인터페이스(6)를 가로질러 카트리지 공기 경로(52)에 연결된다. 압력 센서(16)를 보유하는 압력 센서 챔버(18)는 재사용 가능 부품(2)에서 공기 경로(30)와 유체 연통한다(즉, 압력 센서 챔버(18)는 재사용 가능 부품(2)에서 공기 경로(30)로부터 분기됨). 이에 따라, 사용자가 마우스피스 개구(50) 상을 흡입할 때, 압력 센서(16)에 의해 감지될 수 있는 압력 센서 챔버(18)의 압력 강하가 존재하며 또한 공기가 공기 입구(28)를 통해 흡입되어, 재사용 가능 부품(30)을 따라, 인터페이스(6)를 가로질러, 증발기(48)(여기서 증발기가 활성화될 때 증발된 e-액체가 기류에 비말동반됨) 부근의 에어로졸 생성 구역을 통해, 카트리지 공기 경로(52)를 따라 그리고 사용자 흡입을 위한 마우스피스 개구(50)를 통해 밖으로 나아간다.
이 예에서 배터리(26)는 재충전가능하고, 그리고 예를 들어, 비교적 짧은 기간들에 걸쳐 비교적 높은 전류들의 제공을 필요로하는 전자 시가렛들 및 다른 적용분야들에서 정상적으로 사용되는 종류의 통상적인 유형일 수 있다. 배터리(26)는 재사용 가능 부품 하우징(12) 내의 충전 커넥터, 예컨대 USB 커넥터를 통해 재충전될 수 있다.
이 예에서 사용자 입력 버튼(14)은 예를 들어, 전기 접점을 설정하기 위해 사용자에 의해 가압될 수 있는 스프링 장착식 구성요소를 포함하는 종래의 기계식 버튼이다. 이와 관련하여, 입력 버튼은 단말 디바이스에 수동 입력 기구를 제공하는 것으로 간주될 수 있지만, 버튼이 구현되는 구체적인 방식은 중요하지 않다. 예를 들어, 상이한 형식들의 기계적 버튼 또는 터치 감지 버튼(예를 들어, 용량성 또는 광학 감지 기술들에 기초함)이 다른 구현들에서 사용될 수 있다. 버튼이 구현되는 특정 방식은 예를 들어 원하는 미적 외형을 고려하여 선택될 수 있다.
디스플레이(24)는 전자 시가렛와 관련된 다양한 특성들, 예를 들어 현재 전력 설정 정보, 잔여 배터리 전력 등의 시각적 표시를 사용자에게 제공하기 위해 제공된다. 디스플레이는 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 이 예에서, 디스플레이(24)는 종래 기술들에 따라 원하는 정보를 디스플레이하도록 구동될 수 있는 종래의 픽셀화된 LCD 스크린을 포함한다. 다른 구현들에서, 디스플레이는, 예컨대 특정 컬러들 및/또는 플래시 시퀀스들을 통해 원하는 정보를 디스플레이하도록 배열된 하나 또는 그 초과의 이산 표시기들, 예컨대 LED들을 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 디스플레이가 제공되고 정보가 디스플레이를 사용하여 사용자에게 디스플레이되는 방식은, 본원에서 설명되는 원리들에 중요하지 않다. 일부 실시예들은 시각적 디스플레이를 포함하지 않을 수 있고, 그리고 예컨대, 오디오 시그널링 또는 햅틱 피드백을 사용하여 전자 시가렛의 동작 특성들에 관한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있거나, 또는 전자 시가렛의 동작 특성들에 관련된 정보를 사용자에게 제공하기 위한 임의의 수단을 포함하지 않을 수 있다.
제어 회로부(20)는 전자 시가렛의 작동을 제어하도록 적절하게 구성/프로그램되어 본원에서 추가로 설명되는 바와 같은 개시내용의 실시예들에 따른 기능을 제공하고 뿐만 아니라 그러한 디바이스들을 제어하기 위해 확립된 기술들에 따라 전자 시가렛의 통상적인 작동 기능들을 제공한다. 제어 회로부(프로세서 회로)(20)는 본원에 설명된 원리들에 따른 전자 시가렛의 동작의 상이한 양태들 그리고 디스플레이 구동 회로 및 사용자 입력 감지와 같은 전자 시가렛들의 다른 통상적인 작동 양태들과 연관된 다양한 서브 유닛들/회로 요소들을 포함하도록 논리적으로 고려될 수 있다. 제어 회로부(20)의 기능은 다양한 상이한 방식들 ― 예를 들어, 원하는 기능을 제공하도록 구성된, 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로그램 가능한 컴퓨터(들) 및/또는 하나 이상의 적절하게 구성된 주문형 집적 회로(들)/회로/칩(들)/칩셋(들)을 사용함 ― 로 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이 예에서, 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)은 사용자 입력 버튼(14) 및 흡입 센서(16)를 포함한다. 제어 회로부(20)는, 흡입 센서(16)로부터 시그널링을 수신하고 그리고 이 시그널링을 사용하여 사용자가 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)을 흡입하는지를 결정하고 또한 입력 버튼(14)으로부터 시그널링을 수신하고 그리고 이 시그널링을 사용하여 사용자가 입력 버튼을 가압하는지(즉, 활성화하는지)를 결정하도록 구성된다. 에어로졸 제공 시스템(1)의 작동의 이러한 양태들(즉, 퍼프 감지 및 버튼 누름 감지)은, 설정된 기술들(예를 들어, 기존의 흡입 센서 및 흡입 센서 신호 프로세싱 기술들을 사용하고 그리고 기존의 입력 버튼 및 입력 버튼 신호 프로세싱 기술을 사용)에 따라 자체적으로 수행될 수 있다. 다른 예시적인 에어로졸 제공 시스템들은 사용자 입력 버튼(14) 및 흡입 센서(16) 중 하나만을 가질 수 있다. 추가적인 예들에서, 에어로졸 제공 시스템은 시스템의 구성 및 동작에 따라 사용자 입력 버튼 또는 흡입 센서를 갖지 않을 수 있다.
위치에서의 공기 경로(52)의 단면적은 그 위치에서 공기 경로의 중심(central) 또는 내측(medial) 축에 수직이거나 또는 횡단하는 평면의 영역으로서 규정될 수 있다. 영역은, 예컨대, 적어도 하나의 벽, 또는 다른 구조적 피처들에 의해 제한될 수 있다. 사용시, 공기는 공기 입구(28)로부터 공기 출구(50)쪽으로 중심 축의 방향으로 유동한다. 따라서, 단면적은 사용 동안 공기가 유동하는 데 이용 가능한 횡방향 면적의 측정치를 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이 예에서 공기 경로(52)는 증기 생성 영역(56)과 인서트 영역(54) 사이에서 변화를 가질 수 있다. 도 1은 마우스피스 단부(50)를 향해 단면이 확장되는 공기 경로(52)를 도시한다. 다른 예들에서, 공기 경로의 단면은 고정될 수 있거나 공기 경로의 단면은 좁아질 수 있다. 예들에서, 공기 경로(52)를 규정하는 벽(또는 벽들)(58)은 단면적의 원하는 변화를 제공하도록 성형될 수 있다. 예를 들어, 증기 생성 영역(56)과 인서트 영역(54) 사이의 공기 경로(52)는 단일 연속 또는 거의 연속 벽(예를 들어, 원통형 벽 또는 이와 유사한 것)인 벽(58)에 의해 규정될 수 있다.
증기 생성 영역(56)과 인서트 영역(54) 사이의 벽(58)에 의해 형성된 채널은 펀넬(funnel), 팽창 튜브 또는 중공 절두체(hollow frustum)로 설명될 수 있으며; 예를 들어 절두 원추형 또는 절두 피라미드 형상을 갖는 것으로 설명될 수 있다. 예컨대, 이는 하류의 거리에 대하여 벽(58)의 대향하는 부분들 사이의 분리를 증가시키거나 또는 확장시킴으로써(반대로, 상류의 거리에 대하여 대향하는 부분들 사이의 분리를 감소시키거나 수축시킴으로써) 달성될 수 있다. 도 1과 관련하여, 단면적의 팽창이 하나의 치수인 것(즉, 도시된 바와 같이 지면(page)을 가로 지르는 것)으로 보이지만, 단면적의 팽창은 공기 경로(52)의 중심 또는 내측 축에 수직인 평면을 규정하는 둘 모두의 치수들(즉, 도시된 바와 같이 지면을 가로 지르는 폭뿐만 아니라 지면 내)일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 예들에서, 인서트(8)는 에어로졸 개질 재료(예를 들어, 식물생약 성분, 일례에서 느슨한 담배 또는 담배 과립들)를 보유하기 위한 하우징(81)을 포함하는 카트리지, 용기 또는 포드의 형태로 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 담배 과립들은 담배의 pH를 변경하기 위해 알칼리 처리된 과립들일 수 있고 그리고/또는 담배는 절단되거나 분쇄된 담배일 수 있다. 하우징은 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 재료로 형성될 수 있지만, 다른 구현들에서, 하우징(81)은 다른 플라스틱 재료들, 금속들, 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 인서트(8)는 에어로졸이 인서트(8) 내에 보유된 재료를 통과할 수 있도록 구성된 입구(82) 및 출구(83)를 더 포함한다. 예를 들어, 사용시에, 인서트(8)는 카트리지 부품(4)에 삽입되거나 부착되어 가열기(48)에 의해 발생된 에어로졸이 사용자 흡입에 응답하여 인서트(8)를 통해 흡입되도록 한다.
인서트(8)가 하우징(81)을 포함하는 경우, 입구(82) 및/또는 출구(83)는 덮일 수 있거나 그렇지 않으면 메쉬(mesh)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입구(82)는 입구 메쉬(85)를 포함할 수 있다. 이들 예들의 메쉬들은 증기가 인서트(8)에 침투하는 것을 허용할 수 있지만, 인서트(8) 내에 에어로졸 개질 재료(예컨대, 느슨한 담배 또는 담배 과립들)를 유지할 수 있다. 메쉬란, 복수의 개구들 또는 홀들이 제공된 표면을 의미한다. 예로서, 메쉬들은 와이어 메쉬들, 몰딩된 메쉬들, 기계 가공된 메쉬들, 또는 천공된 표면들에 의해 제공될 수 있다. 메쉬는, 예컨대 스테인리스 강과 같은 금속 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 메쉬들은 약 0.4mm의 메쉬 홀들을 갖고, 바람직하게는 각각의 홀 사이에 0.2mm의 분리 공간들을 가질 수 있다. 메쉬 홀들의 크기가 에어로졸 개질 재료의 크기에 의존할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 출구 메쉬는 입구 메쉬(85)와 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 다른 예들에서, 출구 메쉬는 입구 메쉬(85)와 상이하게 구성될 수 있다. 예컨대, 출구 메쉬는 출구(83)로부터 일정 거리에 위치결정될 수 있다(예컨대, 나중에 설명되는 도 3 참조).
본 개시내용의 양태들에 따르면, 에어로졸 개질 재료가 에어로졸 개질 재료를 통과하는 에어로졸의 특성 또는 특성들을 개질하는 효과는 다수의 팩터들에 의존할 수 있고, 이러한 팩터들 중 하나는 에어로졸 개질 재료의 온도일 수 있다. 예컨대, 담배를 통과하는 에어로졸에 향미 및/또는 니코틴을 부여하는 정도는 부분적으로, 담배의 온도에 의존한다. 일반적으로, 더 높은 온도의 담배 부분은 담배를 통과하는 에어로졸에 더 많은 향미 및/또는 더 많은 니코틴을 부여할 것이다.
그러나, 도 1에 도시된 전술된 하이브리드 에어로졸 제공 시스템의 예에서, 인서트(8) 내의 담배의 가열은 간접적으로 수행된다. 즉, 인서트(8)는 담배를 가열하기 위한 전용 가열기를 포함하지 않는다. 그 결과, 담배의 임의의 가열은, 에어로졸을 생성하는 데 사용되는 생성된 에어로졸 및/또는 가열기(48)에 의해 간접적으로 수행된다.
설명된 바와 같이, 카트리지 부품(4)은 심지(46), 및 심지(46) 내에 홀딩된 e-액체를 증발시키기 위한 전력이 제공되는 가열기(48)를 포함한다. 증발 속도, 즉 초당 발생되는 증기의 양은 가열기(48)에 공급되는 전력에 크게 의존한다. 비교적 일정한 e-액체 유동이 있다고 가정하면(즉, 심지는 대략 증발 속도 또는 그 초과의 속도로 임의의 증발된 액체를 보충할 수 있음), 코일의 온도는 정상적인 사용 동안 비교적 일정하게 유지된다. 이는 부분적으로, 증발된 e-액체를 보충할 때 e-액체에 의해 제공되는 냉각 효과 및 e-액체의 상태를 변환(즉, 증기 상으로의 전이)하기 위해 에너지가 요구된다는 사실에 기인한다. 예컨대, 정상 사용 동안의 가열기(48)의 온도는 180℃ 내지 260℃의 범위일 수 있지만, 이는 증발되는 재료(e-액체)의 특정 조성에 의존될 것이다. 가열기(48)로의 전력을 변경하는 것은, 발생되는 에어로졸의 양과 상관되는 증발 속도를 변경한다. 주어진 퍼프에 대해, 전력을 증가시키는 것은 일반적으로 그 퍼프에 대해 발생되는 에어로졸의 양을 증가시킨다. 그러나, 위의 조건들이 유지된다고 가정하면(즉, 심지가 대략 증발 속도 또는 그 초과의 속도로 임의의 증발된 액체를 보충할 수 있음), 가열기(48)의 최대 온도는 정상 사용 동안 상당히 일정하게 유지된다.
하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)의 사용 동안 담배 인서트(8)가 가열되는 온도에 영향을 미치는 적어도 두 가지 인자들: 가열기(48)와 담배 인서트(8) 사이의 거리 및 퍼프당 생성되는 에어로졸의 양에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 도 2는 단면으로 또한 도시된, 도 1의 카트리지 부품(4)의 일부의 개략적인 표현이다. 도 2는 가열기(48)와 담배 인서트(8)의 하부 표면(즉, 입구 메쉬(85)) 사이의 거리를 표시하는 d로 라벨표시된 양두 화살표(double-headed arrow)를 더 포함한다. 도 2는 또한, 예컨대 제어 회로부(20)를 통해 가열기(48)에 제공되는 전력을 표시하는 P로 라벨표시된 화살표를 포함한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 증발될 재료의 조성은 또한, 사용 동안, 담배 인서트가 가열되는 온도의 인자일 수 있다. 다른 구현들에서, 공기 경로(52)의 볼륨 및/또는 공기 경로의 형상은 또한, 입구 메쉬(85)의 온도에 영향을 미칠 수 있다.
담배 인서트(8)의 입구 메쉬(85)는 공기 경로(52)에 존재하는 담배 인서트(8)의 제1 표면이고, 따라서, 가열기(48)에 가장 가까운, 담배 인서트(8)의 부품이다. 입구 메쉬(85)는 공기 경로(52)를 따라 가열기(48)의 하류에 있고, 따라서 비교적 고온인 에어로졸이 메쉬(85)로/메쉬(85)를 통해 통과한다. 이는 입구 메쉬(85)가 그 온도를 (도 2에서 라벨 표시된 바와 같은) 값(T1)으로 증가되게 한다. 입구 메쉬(85)의 온도(T1)는, 담배 인서트(8) 내의 담배 재료의 (평균) 온도를 추론하는 방식이라는 것이 인식되어야 한다. 담배 인서트(8) 내의 온도는, 에어로졸과 담배 재료, 그리고 에어로졸과 메쉬(85) 사이에 상이한 열 에너지 전달들이 존재할 수 있기 때문에, 인서트 메쉬(8)의 온도(T1)와 동일하지 않을 수 있으며, 그리고 메쉬(85)의 온도는 담배 재료의 최대 온도보다 약간 더 높을 수 있다고 여겨진다. 또한, 담배 재료는 담배 인서트(8)의 입구와 출구 사이의 온도 구배를 가질 수 있고, 따라서 벌크 담배 재료의 평균 온도는 인서트(8)의 입구 메쉬(85)의 온도(T1)보다 더 낮을 수 있다. 그러나, 반복 가능하고 신뢰할 수 있는 온도 측정을 규정하기 위한 목적으로, 입구 메쉬(85)의 온도가 본원에서 사용된다.
입구 메쉬(85)의 온도(T1)(그리고 따라서 담배 재료의 온도)가 에어로졸이 입구 메쉬(85)를 통해 통과할 때 에어로졸 그 자체의 특성들에 부분적으로 의존하는 것으로 이론화된다. 그러나, 이는 입구 메쉬(85)의 온도(T1)에 영향을 미치거나 그에 기여하는 유일한 인자는 아닐 수 있다. 일부 경우들에, 가열기(48)로부터의 에너지는 가열기(48)로부터 직접적으로 (즉, 복사 기구를 통해) 복사적으로 전달될 수 있다. 그러나, 위에서 논의된 바와 같이, 임의의 주어진 시스템에 대해, 이러한 기여는 정상 사용시에 대략 일정하고, 온도(T1)를 지배하는 주요 인자인 것으로 고려되지 않는다.
위에서 언급된 바와 같이, 가열기(48)에서 에어로졸이 생성될 때, 생성 직후의 에어로졸/증기의 온도는 거의 일정하고(증발 속도가 보충 속도를 초과하지 않는 경우), 그리고 e-액체 자체의 조성에 의해 우세하게 지배된다(즉, e-액체의 증발 온도). 설명된 바와 같이, 상기 조건들 하에서 가열기(48)로의 전력을 증가시키는 것은 발생되는 에어로졸의 온도를 변경하지 않는다. 일단 에어로졸이 생성되면, 에어로졸은 공기 경로(52)를 따라 입구 메쉬(85)로 이동하고, 냉각되어 응축 에어로졸을 형성한다. 따라서, 정상 사용 동안 입구 메쉬(85)의 온도(T1)를 제어하기 위해, 고정된 거리(d)에 대해, 발생되는 에어로졸의 양을 증가시키는 것(즉, 가열기(48)로의 전력(P)을 증가시키는 것)은 입구 메쉬(85)에서의 더 큰 온도들(T1)을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 이는, 생성되는 증가된 양의 에어로졸이 입구 메쉬(85)를 통과할 때 입구 메쉬(85)에 더 많은 양의 에너지를 부여하여, 입구 메쉬(85)의 온도가 비교적 더 크게 되는 것으로 여겨진다. 이는, 에어로졸 자체(즉, 입자들/내부 액적들)가 에너지를 입구 메쉬(85)로 운송하기 위한 기구인 것으로 여겨질 수 있다.
이와 관련하여, 생성된 에어로졸의 각각의 단위 질량은 그와 연관된 주어진 에너지를 가지며, 이에 따라, 발생되는 에어로졸의 양을 증가 또는 감소시키는 것은, 가열기(48)와 담배 인서트(8)의 하부 메쉬(85) 사이에서 전달되는(또는 전달될 수 있는) 에너지의 총량을 증가 또는 감소시키는 것으로 여겨진다. 이러한 에너지는, 담배 인서트 내의 담배 재료에 부여되는 에너지, 및 그에 따라, 담배 재료 그 자체의 (평균) 온도를 나타낸다.
각각의 단위 질량의 에어로졸이 특정(상대적으로 일정한) 양의 에너지로 발생될 수 있지만, 생성 위치(즉, 증기 생성 구역(56))로부터 담배 인서트(8)로의 에어로졸의 운송 동안, 에너지는 주변 냉각기 환경으로 그리고 에어로졸의 응축 단계 둘 모두 동안 손실된다. 퍼프 당 벌크 에어로졸을 고려할 때, 에너지는 일정한 속도로 손실될 수 있는데, 이는 일정한 속도로 에어로졸이 이동하는 것을 고려할 때 단위 거리 당 에너지 손실로서 표현될 수 있다. 따라서, 광범위하게 말하면, 가열기(48)와 입구 메쉬(85) 사이의 거리(d)가 더 클수록, 에너지 손실이 더 커지고, 그에 따라, 감소된 총 에너지 량이, 담배 재료/입구 메쉬(85)로 전달될 수 있다.
50℃ 내지 150℃, 또는 70℃ 내지 140℃, 또는 85℃ 내지 125℃, 또는 100℃ 내지 125℃의 온도(T1)를 제공하는 것이 개선된 사용자 경험을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 이와 관련하여, 만족스러운 사용자 경험은 주관적이지만, 일반적으로 제거 가능한 인서트(8)를 통해 통과한 후에 에어로졸에 보유된 향미 및/또는 활성 구성성분(예컨대, 니코틴)의 양에 의해 정량화될 수 있다. 정확한 온도(T1)는 인서트(8)에 보유된 재료의 유형에 의존될 수 있다. 제거 가능한 인서트(8) 내에 담배 재료가 보유되는 구현의 경우, 85℃ 내지 125℃, 또는 100℃ 내지 125℃의 온도(T1)가 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)을 사용할 때 만족스러운 사용자 경험(즉, 인지된 효과)을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로, 향미 및/또는 니코틴의 증가된 레벨은 개선된 사용자 경험을 초래하지만, 이는 사용자마다 변할 것이다. 담배가 비교적 낮은 온도, 예컨대 30℃로 가열되는 시스템들과 비교하여, 85℃ 내지 125℃의 온도(T1)는 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 내의 더 많은 양의 향미 및/또는 니코틴을 제공한다.
이에 따라, 생성된 에어로졸의 양 및/또는 가열기(48)와 인서트(8) 사이의 거리(d)는, 인서트(8)의 하부 표면의 50℃ 내지 150℃의 온도(T1)가 달성될 수 있도록 주어진 시스템에 대해 설정될 수 있으며, 이는 개선된 사용자 경험을 달성한다. 50℃ 미만의 온도(T1)를 제공하는 것은, 담배로부터 방출되는 향미 및/또는 니코틴의 양이 비교적 낮기 때문에, 인지된 관능 경험 감소를 유도한다. 150℃ 초과의 온도를 제공하는 것은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)에 대한 비효율성들 및/또는 인지된 관능 효과의 저하를 유도할 수 있다. 따라서, 50℃ 내지 150℃, 또는 70℃ 내지 140℃, 또는 더 구체적으로는 85℃ 내지 125℃의 T1에 대한 온도 범위는, 효율적인 시스템(1)을 유지하면서 양호한 전체적인 관능 경험을 유도한다.
일반적으로 말하면, 더 높은 온도들로 담배를 가열하는 것이 더 많은 향미 및/또는 니코틴이 담배로부터 방출되게 하는 것으로 여겨지지만, 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1) 내의 메쉬(85)를 가열하는 기구는 예컨대, 담배 부분을 직접 가열하는 것과 비교하여 비교적 비효율적인 것으로 이해되어야 한다. 예컨대, 담배를 직접 가열하는 시스템들에서, 전용 가열기가 제공된다. 그러나, 설명된 하이브리드 에어로졸 제공 시스템들(1)에서, 담배의 가열은 본질적으로 e-액체로부터 생성된 에어로졸의 부산물이다. 따라서, 이론적으로는, 가열기에 공급되는 전력을 증가시킴으로써 생성되는 에어로졸의 양을 증가시킬 수 있지만, 예상되는 관능 이득이 그렇게 하기 위해 요구되는 에너지 비용을 능가할 수 있고, 이는 궁극적으로는 주어진 배터리 크기에 대한 하이브리드 에어로졸 제공 디바이스의 (흡입들) 사용 횟수에 영향을 미친다는 것이 이해되어야 한다. 다시 말하면, 전력(P)은 메쉬(85)의 예상 온도(T1)에 선형적으로 맵핑되는 것으로 여겨지지 않는다. 따라서, 예컨대 10%만큼 전력을 증가시키는 것은, 온도(T1)의 비교적 더 낮은 증가(및/또는 인서트(8)를 빠져 나가는 에어로졸에 비말동반된 향미 및/또는 니코틴의 양의 비교되는 증가)를 예상할 것이다. 따라서, 에너지 효율 관점에서 균형이 잡힌다. 이는 당해 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)의 세부사항들에 크게 의존할 것이지만, 증발될 재료(예컨대, 위에서 설명된 바와 같은 e-액체를 가열하는 심지 및 코일)를 가열하는 증발기에 전달될 전력(P)은 배터리 수명과 관능 성능 사이의 절충을 제공하기 위해 대략 7.5와트, 예컨대 6.0W 내지 9.0W 일 것이다.
추가로, 가열기에 대한 전력(P)을 증가시키는 것은 위에서 설명된 바와 같이 발생되는 에어로졸의 질량 증가를 유도한다. 그러나, 사용자가 흡입하고자 하는 에어로졸의 질량에 대한 물리적 한계가 또한 고려될 수 있다. 에어로졸의 질량이 너무 높으면, 일부 사용자들은 불쾌한 관능 효과들을 경험할 수 있다. 일 구현에서, 에어로졸의 질량은 퍼프 당 12mg을 초과하지 않도록 설정된다. 반대로, 특정 온도(T1)를 달성하기 위해, 위에서 설명된 바와 같이, 주어진 시스템에 대해 최소량의 에어로졸이 발생될 수 있으며, 이는 퍼프 당 3mg을 초과할 수 있고, 예컨대 퍼프 당 4mg을 초과할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 퍼프 당 4mg 내지 12mg의 생성된 에어로졸의 질량(그리고 이에 따라 가열기에 대한 전력(P))을 설정하는 것은, 담배를 포함하는 제거 가능한 인서트(8)에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 본 개시내용의 목적들을 위한 퍼프는 적합한 퍼핑 머신, 예컨대, 브로그발트 브로그발트(Brogwaldt)에 의해 제조된 브로그발트 4-포트 스모크 머신(Brogwaldt four-port smoke machine)을 통해 구현될 수 있는 표준 퍼프 또는 퍼핑 체제에 기초하여 규정된다. 더 구체적으로, 퍼프는 3초 기간에 걸친 55ml 유량으로서 규정된다. 이는 흡연 방법인 코레스타(Coresta) 권장 방법 번호 81(CRM 81)과 일치한다.
또한, 인가될 수 있는 최대 전력(P)은 또한, 심지(46) 내의 e-액체의 보충 속도에 의해 지시될 수 있다. 알려진 바와 같이, 심지가 건조해질 때(즉, 심지 내의 e-액체의 대부분이 증발됨), e-액체의 냉각 효과가 감소되고, 이는 가열기(48)의 온도의 증가를 유도할 수 있다. 이는 추가로, 카트리지 부품(4)에 손상을 야기할 수 있고 그리고/또는 사용자에 의해 인지되는 바람직하지 않은 맛들을 제공할 수 있는 바람직하지 않은 효과들, 이를 테면 심지(46)의 탄화(charring)를 초래할 수 있다.
따라서, 생성될 에어로졸의 양을 설정할 때, 이들 인자들이 고려될 수 있다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같이, 이는 하나의 인자일 뿐이며, 가열기(48)와 인서트(8) 사이의 거리(d)가 또한 고려되어야 한다. 위의 설명은, 하우징(81)에 사용되는 재료들, 예컨대 폴리프로필렌에 따라, 담배 인서트(8)의 더 높은 온도들을 유도하기 위해, 가열기(48)와 담배 인서트(8) 사이의 거리(d)를 최소화하는 것을 시사하지만, 거리는 과도한 온도들에 의한 하우징 인서트(8)에 대한 손상을 방지하기 위해, 3mm 이하, 바람직하게는 3 내지 10mm이어야 한다.
따라서, 입구 메쉬(85)에서 특정 온도(T1)를 달성하기 위해, 생성되는 에어로졸의 양은, 입구 메쉬(85)까지 거리(d)를 이동하는 벌크 에어로졸에 의해 경험되는 손실들을 고려하여 계산될 수 있다. 이는 경험적으로 또는 메쉬(85)에 대한 주어진 목표 온도(T1)에 대한 시스템의 모델링을 통해 결정될 수 있다. 따라서, 인서트(8)의 표면의 온도(T1)가 50℃ 내지 150℃로 가열될 시스템의 경우, 디바이스의 에너지 효율/수명에 대한 향미 및/또는 니코틴 방출을 개선하기 위해 입구 메쉬(85)의 온도(T1)를 증가시키기 위해 가열기(48)에 인가되는 전력(P)의 양, 관능 반응 및 바람직하지 않은 가열 효과들에 대한 균형이 가열기(48)와 인서트(8)의 표면 사이의 거리(d)와 관련하여 임의의 주어진 시스템에 대해 이루어져야 한다.
표 1은 하이브리드 에어로졸 제공 시스템(1)의 특정 구현에 사용되는 2개의 e-액체 제형들에 대해 획득된 데이터를 도시한다. 이 예에서, 에어로졸 제공 시스템은 대체로 도 1 및 도 2와 관련하여 설명된 바와 같다. 거리(d)는 6.2mm로 설정된 한편, 가열기에 공급된 전력은 아래 표 1에 도시된 결과들에 대해 7.5와트로 설정되었다.
아래의 테스트 데이터에서 사용되는 액체 제형들은 프로필렌 글리콜(PG), 식물성 글리세롤(VG), 물 및 향미 성분을 포함한다. 향미 성분은 대체로 무시 가능하다. 제1 제형(표의 제형 1)은 약 71wt% PG, 17wt% VG 및 12wt% 물을 포함하는 한편, 제2 제형(표의 제형 2)은 약 54wt% PG, 36wt% VG 및 10wt% 물을 포함한다. 380mg의 총 질량을 갖는, 담배 인서트(8)에 담배가 제공되었다.
테스트 방법은 55ml 퍼프 볼륨 및 3초 퍼프 지속기간을 사용하여 50회 퍼프들의 블록을 시뮬레이팅하는 것을 포함하며, 각각의 퍼프는 30초의 간격들로 분리된다. 가열기(48)의 초기 1초 프리-퍼프 활성화(pre-puff activation)가 또한 각각의 퍼프에 대해 적용되었다. 이러한 퍼핑 체제는 코레스타 권장 방법 번호 81(CRM 81)과 일치한다. 이 테스트는 브로그발트(Brogwaldt) 4-포트 스모크 머신에서 수행되었다.
아래에서 이루어진 측정들은 50퍼프들에 걸친 최대 온도를 식별함으로써 획득되었다.
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표로부터 알 수 있는 바와 같이, 테스트된 모든 액체에 대한 입구 메쉬(85)의 최대 온도들은 85℃ 내지 125℃의 범위 내로 떨어졌다. 언급된 바와 같이, e-액체 조성은 그 자체가 입구 메쉬(85)의 최대 온도에서 일부 역할을 할 수 있다. 제1 액체는 일반적으로(약 96℃의) 더 낮은 평균 온도를 산출하는 한편, 제2 액체는 (약 113℃의) 더 높은 온도를 산출하였다.
따라서, 가열기(48)에 가장 가까운 표면인, 에어로졸 개질 재료, 이를 테면, 담배를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품(인서트(8))의 하부 표면의 온도가 50℃ 내지 150℃, 또는 70℃ 내지 140℃, 또는 85℃ 내지 125℃가 되도록 설정되어, 에어로졸을 생성하기 위한 가용 전력을 효율적으로 사용하면서 디바이스를 사용하는 사용자에게 양호한 관능 성능을 제공하는 것으로 상술되어 있다. 하부 표면의 온도는 퍼프 당 생성될 에어로졸의 양을 적절하게 설정함으로써 그리고/또는 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 가열기 사이의 거리를 적절하게 설정함으로써 이 범위 내로 설정될 수 있다.
상기에 부가하여, 에어로졸이 공기 경로(52)를 따라 이동함에 따라 열 손실들을 최소화하기 위해, 공기 경로(52)가 실질적으로 직선을 따라 연장된다는 것이 또한 주목되어야 한다. 다시 말해서, 에어로졸은 (예컨대, 코너 주위를 이동함으로써) 갑작스러운 방향 변화를 겪지 않으며, 이는 에어로졸의 일부가 공기 경로의 벽들과 충돌하여 에너지를 증착하게 할 수 있고, 그에 따라 일반적으로 에어로졸의 냉각을 유도한다.
게다가, 퍼프 당 생성되는 에어로졸의 양을 증가시킬 때, 공기 경로(52)를 따라 이동할 때의 평균 열 손실들이 감소될 것으로 고려된다. 이와 관련하여, 벌크 재료가 더 많이 생성될수록, 벌크 내에 평균적으로 더 많은 열이 유지되는 것으로 여겨진다(공기 유동 경로(52)가 고정된 크기임을 유념함).
게다가, 담배 인서트(8)는 다수의 사용 후에 교체/폐기되도록 의도된 구성요소이다. 따라서, 그러한 구성요소들은, 재충전 가능하지 않을 때, 비교적 높은 속도로 제조되고, 이상적으로는 하이브리드 시스템(1)의 사용자에게 비용 이익을 제공하기 위해 가능한 한 저렴하게 제조되는 것이 요구된다. 위에서 언급된 바와 같이, 인서트(8)는 주로 플라스틱 재료로 형성될 수 있고, 설명된 구현들에서, 플라스틱 재료는 폴리프로필렌이다. 폴리프로필렌은 그 풍부성 및 용이한 제조 가능성으로 인해 사용에 적합한 것으로 고려된다. 폴리프로필렌의 용융점은 약 130℃이고, 따라서, 담배 인서트의 하부 표면의 온도(T1)를 130℃ 미만으로 세팅하는 것은 하이브리드 시스템(1)과 함께 더 저렴한 담배 인서트(8)가 제조 및 사용될 수 있다는 부가적인 이익을 제공한다. 대안적인 구현들에서, 잠재적으로 더 높은 용융점을 갖는 다른 플라스틱 재료들이 또한 본 개시내용의 원리들에 따라 사용될 수 있다.
상기는 하부 표면의 온도를 150℃ 미만으로 설정하는 것에 중점을 두었지만, 상부 표면(예컨대, 출구 메쉬)의 온도는 또한, 온도들의 범위 내로 설정되는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 인서트(8)를 빠져 나가는 에어로졸이 너무 뜨겁지 않은 것이 바람직한데, 왜냐하면, 이 에어로졸이 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸이기 때문이다. 예컨대, 온도는, 예컨대 60℃ 미만으로 설정될 수 있다.
도 3은 도 1의 하이브리드 시스템(1)과 함께 사용될 담배 인서트(8)의 단면을 도시하는 개략도이다. 담배 인서트(8)는 이전에 설명된 것과 실질적으로 동일하고, 유사한 구성요소들은 유사한 참조 번호들로 표시되며, 어떤 추가적인 세부사항도 설명되지 않는다. 담배 인서트(8)의 출구(83)는, 담배 인서트(8)의 하우징(81)의 개구로부터 작은 갭에 의해 분리되는 출구 메쉬(86)를 포함한다. 출구 메쉬(86) 및 입구 메쉬(85)는 벽(81)과 함께, 담배 재료가 홀딩되는 봉입된 볼륨을 효과적으로 규정한다. 즉, 담배 재료는 메쉬들(85 및 86) 사이에 홀딩된다. 2개의 메쉬들 사이의 거리는 도 3에서 d2로서 도시된다. 메쉬들(85 및 86)은 일반적으로 평탄한 것으로 도시되지만, 메쉬들이 예컨대 돔형인 임의의 적합한 형상을 취할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
출구 메쉬(86)의 온도(T2)는, 입구 메쉬(85)에 대해 설명된 바와 매우 유사하게, 메쉬(86)를 통해 통과하는 에어로졸에 의해 다시 영향을 받는다. 그러나, 출구 메쉬(86)의 온도(T2)는, 담배 자체에 대한 에너지의 손실로 인해, 입구 메쉬(85)의 온도(T1)보다 더 낮을 것으로 예상된다.
언급된 바와 같이, 출구 메쉬(86)의 온도는 출구(83)를 통해 담배 인서트(8)를 빠져 나가는 에어로졸이 사용자에게 너무 뜨겁지 않도록 설정되는 것이 바람직하다. 에어로졸이 사용자의 입에 들어갈 때의 에어로졸의 온도는 약 50℃ 이하이어야 한다. 일부 구현들에서, 온도(T2)는, 에어로졸이 공간을 통해 전파될 때 에너지의 자연적인 손실로 인해, 이 온도보다 더 높게 설정될 수 있다. 이에 따라, 온도(T2)는, 에어로졸이 대략 50℃ 또는 그 미만의 온도로 냉각될 수 있도록, 메쉬(86)로부터 출구 개구까지의 충분한 거리가 있다면, 임의의 적절한 값으로 세팅될 수 있다.
도 3에서, 출구로부터 메쉬(86)까지의 거리는 비교적 짧고, 따라서, 이 구현에서, 온도(T2)는 대략 50℃ 내지 60℃로 설정된다. 예를 들어, 출구 최대 온도가 이 범위 내에 속하는 것으로 표시되는 경우 표 1을 참조한다.
이에 따라, 온도(T2)는 상부 및 하부 메쉬들 사이에 적절한 거리(d2)를 설정함으로써 그리고/또는 하부 메쉬(85)의 온도(T1)를 조정함으로써 변경될 수 있다. 온도(T1) 및 거리(d2)는 경험적으로 또는 컴퓨터 모델링을 통해 결정될 수 있다.
거리(d2)는 적절한 범위 내에서 설정될 수 있다. 거리(d2)를 너무 높게 설정하는 것은, 에어로졸이 담배 자체 상에 응축되기에 충분히 냉각될 수 있기 때문에, 인서트(8)를 빠져 나가는 에어로졸의 손실을 유도할 수 있다. 거리(d2)를 너무 낮게 설정하는 것은, 인서트(8)를 빠져 나가는 더 높은 온도의 에어로졸을 유도할 수 있다. 그러나, 온도(T1)는, 담배 인서트(8)의 출구에서 적절한 온도를 제공하지 않는 거리들(d2)을 고려하여 위에서 설명된 원리들 중 임의의 원리에 따라 제어될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 이는 하이브리드 디바이스(1)의 관능 성능을 손상시킬 수 있다.
본 예에서, 15mm의 거리(d2), 72.54㎟의 하부 메쉬의 표면(A), 및 0.68 내지 0.72g/cc의 밀도를 갖는 담배는 30℃ 내지 50℃의 상부 메쉬 온도(T2) 및 85℃ 내지 125℃의 하부 메쉬 온도를 제공하는 데 적합한 것으로 밝혀졌다.
도 4는 설명된 구현들에 따라 에어로졸을 생성하기 위한 예시적인 방법이다.
방법은 단계(S1)에서 시작되며, 여기서, 에어로졸이 에어로졸 전구체 재료(예컨대, e-액체)로부터 생성된다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 후속하여 e-액체를 증발시키기 위해 가열기(48)에 전력을 공급하는 것을 수반한다. 전력은, 목표 온도(T1), 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면까지의 거리(d), 및 전구체 조성을 고려하여 미리 설정될 수 있다.
방법은, 생성된 에어로졸이 에어로졸 개질 재료 부품으로 전달되는 단계(S2)로 진행된다. 이는 전형적으로, 사용자가 디바이스를 흡입함으로써, 생성된 에어로졸이 에어로졸 개질 재료 부품으로 전달될 때까지 공기 유동 경로(52)를 따라 공기가 유동하게 함으로써 수행된다. 여기서, 설명된 바와 같이, 에어로졸은 2개의 기능들을 수행한다. 한편으로, 에어로졸은 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면을 가열하기 시작한다(단계(S3) 참조). 다른 한편으로, 에어로졸은 에어로졸 개질 재료(예컨대, 담배)를 통해 통과하고, 재료에 의해, 예컨대, 재료로부터 향미들 및/또는 니코틴 또는 다른 활성제들을 비말동반시킴으로써 개질된다. 에어로졸은 이어서 출구(83)를 통해 사용자에게 전달된다.
단계(S4)에서, 에어로졸 생성이 중단된다. 이는, (압력 센서(16)를 사용하여) 사용자가 흡입을 중단한 것을 감지하고 그리고/또는 사용자가 버튼(14)을 누르는 것을 중단한 것의 결과일 수 있거나, 또는 대안적으로, 미리 결정된 시간이 경과한 후일 수 있다.
방법은 제어 회로부(20)가 사용자 입력을 검출하는 단계(S5)로 진행한다. 단계(S4)에서와 같이, 사용자 입력은 디바이스 상에 흡입하는 사용자에 대응하는 감소된 압력을 표시하는 압력 센서(16)로부터 수신된 신호, 및/또는 사용자가 버튼(14)을 눌렀음을 검출하는 신호일 수 있다. 일단 이러한 또는 유사한 사용자 입력이 검출되면, 제어 회로부는 전력을 가열기에 다시 공급하기 시작하고, 방법은 단계(S1)로 돌아가고, 프로세스가 반복된다.
따라서, 에어로졸 제공 시스템이 설명되며, 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품; 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 가열기는, 정상적인 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며, 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고 퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 에어로졸 질량으로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정되며, 그리고/또는 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치된다.
위에서 설명된 실시예들이 일부 특정 예시적인 에어로졸 제공 시스템들에 초점을 맞추었지만, 다른 기술들을 사용하는 에어로졸 제공 시스템들에 대해 동일한 원리들이 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 즉, 에어로졸 제공 시스템 기능의 다양한 양태들이 본원에 설명된 예들의 기본 원리들과 직접적으로 관련이 없는 특정 방식이다.
예컨대, 위에서 설명된 실시예들은 주로 액체 증기 전구체 재료를 가열하기 위한 전기 가열기 기반 증발기를 갖는 디바이스들에 중점을 두었지만, 다른 기술들, 예컨대 광학 가열 증발기들, 그리고 또한 다른 에어로졸 전구체 재료들, 예컨대, 고체 재료들, 이를 테면, 식물 유래 재료들, 이를 테면, 담배 유도체 재료들, 또는 다른 형태들의 증기 전구체 재료들, 이를 테면, 겔, 페이스트 또는 폼 기반 증기 전구체 재료들에 기반한 디바이스들에 따라 동일한 원리들이 채택될 수 있다.
일반적으로, 담배 포드(8)가 카트리지 부품(4)에 삽입 가능/카트리지 부품(4)으로부터 제거 가능하다는 것이 설명되었지만, 다른 실시예들에서, 담배 포드는 카트리지 부품(4)과 일체로 형성된다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 담배 포드(8)의 하우징은 카트리지 부품(4)의 하우징과 일체로 형성될 수 있다. 그러한 구현들에서, 담배 포드(8)는 (예컨대, 담배 포드가 담배 포드의 내부 볼륨 내로 제거되고 그리고 이에 삽입될 수 있게 하는 폐쇄 가능한 홀의 제공을 통해) 사용자-재충전 가능할 수 있거나, 또는 재충전 가능하지 않을 수 있고, 따라서 카트리지 부품(4)과 독립적으로 교환/교체 불가능할 수 있다.
예컨대, 2-부품 모듈식 구성을 포함하지 않고 단일-부품 디바이스, 예컨대 일회용(즉, 비-충전 가능 및 리필 가능하지 않은) 디바이스를 포함하는 전자 시가렛에서 동일한 원리들이 채택될 수 있다. 더욱이, 모듈식 디바이스의 일부 구현들에서, 구성요소들의 배열체는 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제어 유닛은 또한, 증기를 생성하기 위해 사용하도록 증기 전구체 재료의 소스를 제공하는 교체 가능한 카트리지를 갖는 증발기를 포함할 수 있다.
다양한 문제들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위해, 본 개시내용은 청구된 발명(들)이 실시될 수 있는 다양한 실시예들을 예시로서 보여준다. 개시내용의 장점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이며, 총망라하지 않으며, 그리고/또는 배타적이지 않다. 이들은 단지 이해를 돕고, 그리고 청구된 발명(들)을 교시하도록 제시된다. 본 개시내용의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은, 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 개시내용에 대한 제한들 또는 청구항들과의 등가물에 대한 제한들로 고려되지 않으며, 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변경예들이 청구항들의 범주로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있음이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 본원에 구체적으로 설명된 것들 이외의, 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있으며, 그에 따라 종속 청구항들의 특징들이 독립 청구항들의 특징들과 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 조합들로 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 개시내용은 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (30)

  1. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품(aerosol precursor material part);
    생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품(aerosol modifying material part) ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―;
    상기 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기(heater)를 포함하며, 상기 가열기는, 정상적인 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 상기 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며,
    상기 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고
    퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 상기 가열기로부터 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 상기 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 질량은, 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 70℃ 내지 140℃로 상승되도록 설정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 질량은, 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 85℃ 내지 125℃로 상승되도록 설정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기는, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸의 퍼프 당 4 내지 12밀리그램의 미리 결정된 질량을 생성하도록 제어되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    퍼프 당 생성될 에어로졸의 미리 결정된 질량은 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 상기 가열기 사이의 거리를 고려하여 설정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기의 온도는 정상 사용 동안 180℃ 내지 260℃인,
    에어로졸 제공 시스템.
  7. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품;
    생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및
    상기 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 상기 가열기는, 정상 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며,
    상기 가열기는 180℃ 내지 260℃의 온도에서 동작하도록 구성되고, 그리고
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은, 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 70℃ 내지 140℃로 상승되도록, 상기 가열기로부터 일정 거리에 위치되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은, 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 85℃ 내지 125℃로 상승되도록, 상기 가열기로부터 일정 거리에 위치되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  10. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 상기 가열기 사이의 거리는 퍼프 당 생성될 미리 결정된 에어로졸의 질량에 기초하여 결정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 상기 가열기 사이의 거리는 3mm 내지 10mm인,
    에어로졸 제공 시스템.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 상기 가열기 사이의 에어로졸 경로는 직선을 따라 연장되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기에 공급되는 전력은 6W 내지 9W, 바람직하게는 6.5W 내지 8.5W인,
    에어로졸 제공 시스템.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기는 니켈 크롬 합금과 같은 전기 전도성 재료로 제조되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    위킹 재료(wicking material)를 더 포함하며,
    상기 에어로졸 전구체 재료는 액체를 포함하고, 상기 위킹 재료는 상기 액체를 상기 가열기로 운송하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 액체 에어로졸 전구체 재료는 프로필렌 글리콜, 식물성 글리세롤, 물, 향미, 및 활성 구성성분들 중 하나 이상을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료는 담배를 포함하거나 또는 담배로 구성되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 담배는 담배 과립들인,
    에어로졸 제공 시스템.
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은 상기 에어로졸 개질 재료를 저장하기 위한 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 폴리프로필렌 재료로 형성되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은 상기 에어로졸 개질 재료를 저장하기 위한 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로서 제1 메쉬를 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  21. 제19 항 또는 제20 항에 있어서,
    상기 하부 표면은 금속 재료로 형성되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  22. 제19 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은 상기 하부 표면에 대향하는 상부 표면을 더 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 상부 표면과 상기 하부 표면 사이의 거리는 10 내지 20mm인,
    에어로졸 제공 시스템.
  24. 에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 에어로졸 제공 디바이스로서,
    상기 에어로졸 제공 시스템은 증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품 및 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 하부 표면을 포함함 ― 을 더 포함하며,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는, 가열기에 전력을 공급하기 위한 제어 회로부(control circuitry) ― 상기 가열기는 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 것이고, 상기 에어로졸은 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 통과하기 위한 것임 ― 를 포함하며,
    상기 가열기에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고
    퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 상기 가열기로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 상기 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  25. 제24 항에 있어서,
    퍼프 당 생성될 에어로졸의 미리 결정된 질량은, 상기 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용될 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 가열기 사이의 거리에 기초하여 결정되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  26. 에어로졸 제공 디바이스를 더 포함하는 에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 카트리지 부품으로서,
    상기 카트리지 부품은,
    증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품;
    생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및
    상기 에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열기를 포함하며, 상기 가열기는, 정상 사용시에, 가열기에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며,
    상기 가열기에 의해 생성된 에어로졸은 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하며,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은, 상기 에어로졸 제공 디바이스에 커플링될 때, 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 설정되도록 가열기로부터 일정 거리에 위치되게 구성되는,
    에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 카트리지 부품.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면과 상기 가열기 사이의 거리는 퍼프 당 생성될 미리 결정된 에어로졸 질량에 기초하여 결정되는,
    에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 카트리지 부품.
  28. 에어로졸을 생성하는 방법으로서,
    가열기를 사용하여 에어로졸 전구체 재료를 가열함으로써 증발될 에어로졸 전구체로부터 에어로졸을 생성하는 단계;
    생성된 에어로졸을 생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품으로 전달하는 단계 ― 에어로졸 개질 재료 부품은, 에어로졸 경로에 유동적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―,
    생성된 에어로졸을 사용하여, 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면을 50℃ 내지 150℃의 온도로 가열하는 단계를 포함하는,
    에어로졸을 생성하는 방법.
  29. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품;
    생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및
    에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열 수단을 포함하며, 상기 가열 수단은, 정상적인 사용시에, 상기 가열 수단에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며,
    상기 가열 수단에 공급되는 전력은 퍼프 당 미리 결정된 질량의 에어로졸을 생성하도록 설정되며, 그리고
    퍼프 당 생성되는 미리 결정된 질량의 에어로졸은, 상기 가열 수단으로부터 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면으로 이동하는 동안 에어로졸로부터의 에너지 손실들을 고려하여, 에어로졸의 질량으로부터의 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면에서 수용된 에너지가 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도를 50℃ 내지 150℃로 상승되게 하도록 설정되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  30. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    증발될 에어로졸 전구체 재료를 포함하는 에어로졸 전구체 재료 부품;
    생성된 에어로졸의 적어도 하나의 특성을 개질하기 위한 에어로졸 개질 재료를 포함하는 에어로졸 개질 재료 부품 ― 상기 에어로졸 개질 재료 부품은 에어로졸 경로에 유체적으로 커플링된 하부 표면을 포함함 ―; 및
    에어로졸 전구체 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 가열 수단을 포함하며, 상기 가열 수단은, 정상적인 사용시에, 상기 가열 수단에 의해 생성된 에어로졸이 에어로졸 경로를 따라 에어로졸 개질 재료 부품으로 통과하도록 에어로졸 경로에 배열되며,
    상기 가열 수단은 180℃ 내지 260℃의 온도에서 동작하도록 구성되고, 그리고
    상기 에어로졸 개질 재료 부품은, 상기 에어로졸 개질 재료 부품의 하부 표면의 온도가 정상적인 사용 동안 50℃ 내지 150℃로 되도록 설정되는, 가열 수단으로부터 일정 거리에 위치되는,
    에어로졸 제공 시스템.
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