KR20220090547A - 에어로졸 전달 장치의 소프트 스위칭 - Google Patents

Abstract

전압 조정기 회로, 스위칭 구성체 및 처리 회로를 포함하는 에어로졸 전달 장치가 제공된다. 전압 조정기 회로는 에어로졸 생성 구성요소를 포함하는 부하와 전원 사이에 결합되고, 전원에 의해 제공되는 전압이 조정된 출력 전압을 제공하도록 구성된다. 스위칭 구성체는 전압 조정기 회로 및 접지에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 제 2 스위치에 결합된 출력부를 포함하는 제 1 스위치와, 전압 조정기 회로와 부하 사이에서 이들에 결합되는 제 2 스위치를 포함한다. 처리 회로는 제 1 스위치가 출력 전압을 제 2 스위치 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하고, 이에 의해 제 2 스위치가 에어로졸을 생성하도록 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위해 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하게 하도록 구성된다.

Description

에어로졸 전달 장치의 소프트 스위칭

본 개시는 에어로졸을 생성하는 흡연 물품과 같은 에어로졸 전달 장치에 관련된다. 흡연 물품은 에어로졸 전구체를 가열하거나, 그렇지 않으면 분배하거나, 그렇지 않으면 에어로졸 전구체로부터 에어로졸을 생성하도록 구성될 수도 있으며, 이는 담배로 제조된 재료 또는 담배로부터 유래하는 재료를 포함하거나 또는 그렇지 않으면 담배를 포함할 수도 있으며, 상기 전구체는 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성할 수 있다.

담배 연소를 기반으로 하는 흡연 제품에 대한 개선 또는 대안으로서 수년에 걸쳐 많은 흡연 물품이 제안되어 왔다. 일부 예시적인 대안은 고체 또는 액체 연료를 연소시켜서 담배에 열을 전달하거나 화학 반응을 사용하여 이러한 열원을 제공하는 장치를 포함하였다. 추가적인 예시적인 대안은 전기에너지를 사용하여 예를 들면, Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 개시된 담배 및/또는 다른 에어로졸 발생 기재 재료를 가열하는데, 이 문헌은 본원에 인용에 의해 포함된다.

흡연 물품에 대한 개선점 또는 대안점은 전형적으로 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 전달하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 담배 흡연과 연관된 감각을 제공하는 것이었다. 이를 위해, 휘발성 재료를 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도로 담배를 태우지 않고서 궐련, 여송연, 또는 파이프 담배 흡연의 감각을 제공하려고 하는 수많은 흡연 제품, 향미 발생기(flavor generator) 및 의약용 흡입기가 제안되어 왔다. 예를 들어, Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호; 및 Griffith 2세 등의 미국 특허출원 공개 제 2013/0255702 호; 및 Sears 등의 미국 특허출원 공개 제 2014/0096781 호에 개시된 배경기술에 기재된 다양한 대안적인 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 발열 소스 참조(이들 문헌은 본원에 인용에 의해 포함됨). 또한, 예를 들어, Bless 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0220232 호에서 상표명 및 상업적 공급자로 언급된 다양한 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전동식 발열 소스 참조(이 문헌은 본원에 인용에 의해 포함됨). 상품명 및 상업적 공급자로 언급된 추가 유형의 흡연 물품, 에어로졸 전달 장치 및 전동식 발열 소스가 DePiano 등의 미국 특허출원 공개 제 2015/0245659 호에 열거되어 있으며, 이 문헌은 또한 본원에 인용에 의해 포함된다. 개시되어 있고 일부 경우에 상업적으로 입수가능하게 되어 있는 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 공개 제 2009/0095311 호; Hon의 미국 특허 공개 제 2006/0196518 호, 제 2009/0126745 호 및 제 2009/0188490 호; Thorens 등의 미국 특허 공개 제 2009/0272379 호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제 2009/0260641 호 및 제 2009/0260642 호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제 2008/0149118 호 및 제 2010/0024834 호; Wang의 미국 특허 공개 제 2010/0307518 호; 및 Hon의 WO 2010/091593에 개시된 것을 포함하며, 이들 문헌은 본원에 인용에 의해 포함된다.

전통적인 유형의 궐련, 여송연 또는 파이프 담배의 많은 속성과 유사한 대표적인 제품은, Philip Morris Incorporated의 ACCORD^®; InnoVapor LLC의 ALPHA™, JOYE 510™ 및 M4™; White Cloud Cigarettes의 CIRRUS™ 및 FLING™; Fontem Ventures B.V.의 BLU™; EPUFFER^® International Inc.의 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.의 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING^®; Egar Australia의 EGAR™; Joyetech의 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd의 ELUSION™; Eonsmoke LLC의 EONSMOKE^®; FIN Branding Group, LLC의 FIN™; Green Smoke Inc. USA의 SMOKE^®; Greenarette LLC의 GREENARETTE™; SMOKE STIK^®의 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.의 HEATBAR™; Crown7의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology의 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.의 LUCI^®; Nicotek, LLC의 METRO^®; Sottera, Inc.의 NJOY^® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC의 NO.7™; PremiumEstore LLC의 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.의 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC의 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.의 RUYAN^®; Smoker Friendly International, LLC의 SF^®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.의 GREEN SMART SMOKER^®; Coastline Products LLC의 SMOKE ASSIST^®; Smoking Everywhere, Inc.의 SMOKING EVERYWHERE^®; VMR Products LLC의 V2CIGS™; VaporNine LLC의 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.의 VAPOR4LIFE^®; E-CigaretteDirect, LLC의 VEPPO™; R.J. Reynolds Vapor Company의 VUSE^®; Mistic Ecigs의 MISTIC MENTHOL product; 및 CN Creative Ltd의 the VYPE product; Philip Morris International의 IQOS™; British American Tobacco의 GLO™; Nu Mark LLC의 MARK TEN product; 및 Juul Labs, Inc.의 JUUL product로 시판되고 있다. 또 다른 전동식 에어로졸 전달 장치, 및 특히 소위 전자 담배로서 특징지어진 해당 장치는 상표명 COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI^®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP^®; 및 SOUTH BEACH SMOKE™로 시판되고 있다.

그러나, 장치의 유용성을 확장시킬 수도 있는 개선된 전자 장치를 에어로졸 전달 장치에 제공하는 것이 바람직할 수도 있다.

본 개시는 에어로졸을 생성하도록 구성된 에어로졸 전달 장치에 관련되고, 일부 구현예에서, 이러한 에어로졸 전달 장치는 전자 담배, 비연소 가열식 담배(또는 장치), 또는 비연소 비가열식 장치로 지칭될 수도 있다. 본 개시는 제한 없이 이하의 예시적인 구현예를 포함한다.

예시적인 구현예 1: 에어로졸 전달 장치는 전압을 제공하도록 구성된 전원; 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 전력 공급 가능한 에어로졸 생성 구성요소; 에어로졸 생성 구성요소를 포함하는 부하와 전원 사이에 결합되고, 전원에 의해 제공되는 전압이 사전결정된 전압 목표값으로 조정된 출력 전압을 제공하도록 구성된 전압 조정기 회로; 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭 구성체로서, 제 1 스위치는 전압 조정기 회로 및 접지(ground)에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 제 2 스위치에 결합된 출력부를 포함하는 다중-스로우 스위치(multiple-throw switch)이고, 제 2 스위치는 전압 조정기 회로와 부하 사이에서 이들에 결합되는, 상기 스위칭 구성체; 및 제 1 스위치에 결합되고, 제 1 스위치가 출력 전압을 상기 제 1 및 제 2 입력부 각각을 통해 제 2 스위치 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하고, 이에 의해 제 2 스위치가 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위해 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하는 신호를 에어로졸 생성 기간 동안 출력하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 2: 예시적인 구현예 1에 있어서, 상기 전압 조정기 회로는 스위칭 조정기 회로이다.

예시적인 구현예 3: 예시적인 구현예 1 또는 예시적인 구현예 2에 있어서, 전압 조정기 회로는 벅-부스트(buck-boost) 조정기 회로이다.

예시적인 구현예 4: 예시적인 구현예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 출력 전압이 제 2 스위치에 연결될 때, 출력 전압은 제 2 스위치가 폐쇄되게 하고, 이에 의해 제 2 스위치가 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 연결하고, 접지가 제 2 스위치에 연결될 때, 출력 전압은 제 2 스위치로부터 연결 해제되고, 이에 의해 제 2 스위치는 개방되어서 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소로부터 연결 해제한다.

예시적인 구현예 5: 예시적인 구현예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 제 2 스위치는 제 1 스위치의 출력부에 결합된 게이트 단자, 및 전압 조정기 및 부하에 각각 결합된 소스 및 드레인 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터이다.

예시적인 구현예 6: 예시적인 구현예 5에 있어서, 에어로졸 전달 장치는 게이트 단자와 제 1 스위치의 출력부 사이에서 이들에 결합된 게이트 드라이버를 더 포함하고, 게이트 드라이버는 출력 전압을 수용하고 제 2 스위치에 대한 구동 신호를 생성하도록 구성된다.

예시적인 구현예 7: 예시적인 구현예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 제 2 스위치는 부하로부터 전원을 격리하기 위해 내부 광 커플러를 갖는 솔리드 스테이트 릴레이(solid-state relay)이다.

예시적인 구현예 8: 예시적인 구현예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 에어로졸 생성 구성요소는 에어로졸 전구체 조성물의 구성요소를 기화하도록 전력 공급 가능한 가열 요소를 포함하고, 에어로졸 전달 장치는, 처리 회로에 결합되고, 에어로졸 생성 기간 동안 가열 요소, 에어로졸 전구체 조성물용 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상에 의해 방출된 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 적외선 온도 센서를 더 포함하며, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 결정하고, 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 신호를 조정하도록 추가로 구성된다.

예시적인 구현예 9: 예시적인 구현예 8에 있어서, 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 제 1 스위치가 출력 전압 또는 접지를 제 2 스위치에 연결하게 하도록 신호를 조정하도록 구성된다.

예시적인 구현예 10: 예시적인 구현예 8 또는 예시적인 구현예 9에 있어서, 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이고, 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 11: 예시적인 구현예 10에 있어서, PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 12: 예시적인 구현예 8 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 적외선 온도 센서는 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 구성되고, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성되며, 온도를 결정하도록 구성된 처리 회로는 주변 온도를 보상하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 13: 예시적인 구현예 12에 있어서, 적외선 온도 센서는 가열 요소에 전력이 공급되는 가열 기간 사이에, 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 주기적으로 측정하도록 구성되고, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 주기적으로 결정하도록 구성된다.

예시적인 구현예 14: 예시적인 구현예 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 하우징의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기된 압력 측정값을 생성하고 압력 측정값을 대응하는 신호로 변환하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 처리 회로는 대응하는 신호를 수신하고 이에 응답하여 에어로졸 생성 기간을 개시하도록 추가로 구성된다.

예시적인 구현예 15: 에어로졸 전달 장치용 제어 본체에 있어서, 전압을 제공하도록 구성된 전원; 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 전력 공급 가능한 에어로졸 생성 구성요소, 또는 에어로졸 생성 구성요소를 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자; 에어로졸 생성 구성요소를 포함하는 부하와 상기 전원 사이에 결합되고, 전원에 의해 제공되는 전압이 사전결정된 전압 목표값으로 조정된 출력 전압을 제공하도록 구성된 전압 조정기 회로; 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭 구성체로서, 제 1 스위치는 전압 조정기 회로 및 접지에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 제 2 스위치에 결합된 출력부를 포함하는 다중-스로우 스위치이고, 제 2 스위치는 전압 조정기 회로와 부하 사이에서 이들에 결합되는, 상기 스위칭 구성체; 및 제 1 스위치에 결합되고, 제 1 스위치가 출력 전압을 제 1 및 제 2 입력부 각각을 통해 제 2 스위치 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하고, 이에 의해 제 2 스위치가 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위해 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하는 신호를 에어로졸 생성 기간 동안 출력하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 16: 예시적인 구현예 15에 있어서, 전압 조정기 회로는 스위칭 조정기 회로이다.

예시적인 구현예 17: 예시적인 구현예 15 또는 예시적인 구현예 16에 있어서, 전압 조정기 회로는 벅-부스트 조정기 회로이다.

예시적인 구현예 18: 예시적인 구현예 15 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 출력 전압이 제 2 스위치에 연결될 때, 출력 전압은 제 2 스위치가 폐쇄되게 하고, 이에 의해 제 2 스위치가 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 연결하고, 접지가 제 2 스위치에 연결될 때, 출력 전압은 제 2 스위치로부터 연결 해제되고, 이에 의해 제 2 스위치는 개방되어서 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소로부터 연결 해제되게 한다.

예시적인 구현예 19: 예시적인 구현예 15 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 제 2 스위치는 제 1 스위치의 출력부에 결합된 게이트 단자, 및 전압 조정기 및 부하에 각각 결합된 소스 및 드레인 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터이다.

예시적인 구현예 20: 예시적인 구현예 19에 있어서, 제어 본체는 게이트 단자와 제 1 스위치의 출력부 사이에서 이들에 결합된 게이트 드라이버를 더 포함하고, 게이트 드라이버는 출력 전압을 수용하고 제 2 스위치에 대한 구동 신호를 생성하도록 구성된다.

예시적인 구현예 21: 예시적인 구현예 15 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 제 2 스위치는 부하로부터 전원을 격리하기 위해 내부 광 커플러를 갖는 솔리드 스테이트 릴레이이다.

예시적인 구현예 22: 예시적인 구현예 15 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 에어로졸 생성 구성요소는 에어로졸 전구체 조성물의 구성요소를 기화하도록 전력 공급 가능한 가열 요소를 포함하고, 제어 본체는, 처리 회로에 결합되고, 에어로졸 생성 기간 동안 가열 요소에 의해 방출된 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 적외선 온도 센서를 더 포함하며, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 가열 요소의 온도를 결정하고, 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 신호를 조정하도록 추가로 구성된다.

예시적인 구현예 23: 예시적인 구현예 22에 있어서, 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 제 1 스위치가 출력 전압 또는 접지를 제 2 스위치에 연결하게 하도록 신호를 조정하도록 구성된다.

예시적인 구현예 24: 예시적인 구현예 22 또는 23에 있어서, 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이고, 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 25: 예시적인 구현예 24에 있어서, PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로는 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 26: 예시적인 구현예 22 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 적외선 온도 센서는 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 구성되고, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성되며, 온도를 결정하도록 구성된 처리 회로는 주변 온도를 보상하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.

예시적인 구현예 27: 예시적인 구현예 26에 있어서, 적외선 온도 센서는 가열 요소에 전력이 공급되는 가열 기간 사이에, 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 주기적으로 측정하도록 구성되고, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 주기적으로 결정하도록 구성된다.

예시적인 구현예 28: 예시적인 구현예 15 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 하우징의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기된 압력 측정값을 생성하고 압력 측정값을 대응하는 신호로 변환하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 처리 회로는 대응하는 신호를 수신하고 이에 응답하여 에어로졸 생성 기간을 개시하도록 추가로 구성된다.

본 개시의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 간략하게 후술되는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 숙독함으로써 명백해질 것이다. 본 개시는 상기에 기재된 실시예들 중 2개, 3개, 4개 또는 그 초과의 특징부 또는 요소의 임의의 조합을, 그러한 특징부 또는 요소가 본원의 특정 예시적인 구현예에서 명시적으로 조합되거나 그렇지 않으면 열거되는지 여부에 관계없이, 포함한다. 본 개시는 총체적으로 이해되는 것으로 의도되며, 그에 따라 개시된 발명의 임의의 분리가능한 특징부 또는 요소는, 임의의 양태 및 예시적인 구현예에서, 본 개시의 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한, 조합가능한 것으로 간주되어야 한다.

그러므로, 본 간략한 요약은 본 발명의 일부 관점에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 일부 예시적인 구현예를 요약할 목적으로만 제공됨을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 설명된 예시적인 구현예는 단지 예시일 뿐이며, 어떤 식으로든 본 발명의 범위 또는 정신을 좁히는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 다른 예시적인 구현예, 관점 및 이점은 일부 설명된 예시적인 구현예의 원리를 예로서 도시하는 첨부 도면과 함께 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

상술한 일반적인 용어로 본 개시의 양태를 설명하였으므로, 첨부 도면이 이제 참조될 것이며, 이는 반드시 일정한 비율로 도시될 필요가 없다.
도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른, 서로 결합되는 카트리지 및 제어 본체를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 예시적인 구현예에 따른, 서로 분리된 카트리지와 제어 본체를 포함하는 도 1의 에어로졸 전달 장치의 부분 절개도이다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 다른 예시적인 구현예에 따른, 각각이 서로 결합되고 서로 분리되는 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 예시적인 구현예에 따른, 도 3 및 도 4의 에어로졸 전달 장치의 정면도 및 단면도를 각각 도시한다.
도 7은 다른 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 단면도를 도시한다.
도 8 및 도 9는 예시적인 구현예에 따른, 제어 본체에 결합된 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 측면도 및 부분 단면도를 각각 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 회로도를 나타낸다.

본 개시는 이제 그 예시적인 구현예를 참조하여 이하에서 보다 충실하게 설명될 것이다. 이들 예시적인 구현예는 본 개시가 철저하고 완전해지고 본 개시의 범위를 통상의 기술자에게 충실히 전달하도록 설명된다. 실제로, 본 개시는 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수도 있고, 본 명세서에 기재된 구현예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며, 오히려 이들 구현예는 본 개시가 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 본 명세서에, 그리고 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사 등은 달리 명시되지 않는 한 복수의 변형을 포함한다. 또한, 본 명세서에 정량적인 수치, 값, 기하학적 관계 등이 참조되지만, 달리 명시되지 않는 한, 이들 모두는 아닐지라도 임의의 하나 이상은 공학적 공차 등으로 인한 허용 가능한 변형과 같은, 발생할 수도 있는 허용 가능한 변형을 설명하기 위해 절대적이거나 근사적일 수도 있다.

후술하는 바와 같이, 본 개시의 예시적인 구현예는 에어로졸 전달 장치에 관련된다. 일부 에어로졸 전달 장치는 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 재료를 (바람직하게는 재료의 상당한 정도의 연소 없이) 가열하도록 전기 에너지를 사용하며, 이러한 시스템의 구성요소는 손잡이식 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트한 것이 가장 바람직한 물품의 형태를 갖는다. 즉, 바람직한 에어로졸 전달 장치의 구성요소의 사용은 주로, 에어로졸이 담배의 연소 또는 열분해의 부산물로부터 기인한다는 점에서 연기의 생성을 초래하지 않지만, 오히려 이들 바람직한 시스템의 사용은 그 안에 혼입된 특정 성분의 휘발 또는 증발에 기인하는 증기 생성을 초래한다. 일부 예시적 구현예에서, 에어로졸 전달 장치의 구성요소는 전자 담배로 특징지어질 수 있고, 이러한 전자 담배는 가장 바람직하게는 담배 및/또는 담배에서 유래되는 성분을 포함하며, 따라서 에어로졸 형태의 담배 유래 성분을 전달한다.

특정 바람직한 에어로졸 전달 장치의 에어로졸 발생 구성요소는 담배를 불붙여서 태움(및 그로 인한 담배 연기 흡입)에 의해 채용되는, 궐련, 여송연, 또는 파이프를 그 임의의 성분의 임의의 상당한 정도의 연소 없이 피우는 감각(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 형태, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등)의 다수를 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일부 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치의 사용자는 흡연자가 전통적인 형태의 흡연 물품을 사용하는 것과 흡사하게 이 구성요소를 쥐고 사용하는 것, 이 구성요소에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 이 구성요소의 일단부에 대해 흡인하는 것, 선택된 시간 간격으로 퍼프(puff)를 취하거나 흡인하는 것 등을 행할 수 있다.

시스템은 일반적으로 소위 "e-담배", "담배 가열 제품" 등과 같은 에어로졸 전달 장치와 연관된 구현예의 관점에서 본원에 설명되지만, 기구, 구성요소, 특징 및 방법이 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있고 다양한 물품과 연관될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본원에 제공된 설명은 전통적인 흡연 물품(예를 들면, 궐련, 여송연 또는 파이프 담배 등), 비연소 가열식(heat-not-burn) 담배 및 본원에 개시된 임의의 제품을 위한 관련 패키징의 구현예와 함께 이용될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 기구, 구성요소, 특징 및 방법의 설명은 단지 예로서만 에어로졸 전달 장치와 관련된 구현예의 관점에서 논의되며, 다양한 다른 제품 및 방법으로 구현 및 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 또한 증기-생성 물품 또는 약물 전달 물품인 것으로 특징지어질 수 있다. 따라서, 그러한 물품 또는 장치는 하나 이상의 물질(예를 들면, 향미 및/또는 의약품 활성 성분)을 흡입가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 적합화될 수 있다. 예를 들어, 흡입가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 임계점 미만의 온도에서 가스상인 물질)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 흡입가능한 물질은 에어로졸(즉, 가스 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 간결화를 위해, 본원에 사용되는 용어 "에어로졸"은, 가시적인지의 여부에 관계없이, 그리고 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지의 여부에 관계없이, 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 유형의 증기, 가스 및 에어로졸을 포함하는 것을 의미한다.

사용 시에, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 전통적인 유형의 흡연 물품(예를 들면, 담배에 불을 붙여서 흡입함으로써 이용되는 궐련, 여송연 또는 파이프 담배)을 사용할 때 개인에 의해 이용되는 많은 물리적 작용을 받을 수도 있다. 예를 들어, 본 개시의 에어로졸 전달 장치의 사용자는 전통적인 유형의 흡연 물품과 매우 유사하게 해당 물품을 쥐는 것, 해당 물품에 의해 생성된 에어로졸의 흡입을 위해 해당 물품의 일 단부 상을 흡인하는 것, 선택된 시간 간격으로 퍼핑(puffing)하는 것 등을 행할 수 있다.

본 개시의 에어로졸 전달 장치는 일반적으로 본체 또는 쉘(shell)로 지칭될 수도 있는 외부 하우징 내에 제공되는 다수의 구성요소들을 포함한다. 하우징의 전체적인 디자인은 다양할 수 있으며, 에어로졸 전달 장치의 전체 크기와 형상을 규정할 수 있는 하우징의 포맷 또는 구성도 다양할 수 있다. 통상적으로, 궐련 또는 시가의 형상과 유사한 세장형 본체가 하나의 단일 하우징으로 형성될 수 있거나, 세장형 하우징이 둘 이상의 분리 가능한 본체로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 관형 형상이고 따라서 종래의 궐련 또는 시가의 형상과 유사할 수 있는 세장형 하우징을 포함할 수 있다. 일 예에서, 에어로졸 전달 장치의 모든 구성요소들은 하나의 하우징 내에 수용된다. 대안적으로, 에어로졸 전달 장치는 결합되고 분리 가능한 둘 이상의 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전달 장치는 일 단부에서는 하나 이상의 재사용 가능한 구성요소(예를 들면, 충전식 배터리, 충전식 슈퍼커패시터, 전고체 배터리(SSB), 박막 SSB, 리튬-이온 또는 하이브리드 리튬-이온 슈퍼커패시터와 같은 축전지, 및 해당 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자 장치)를 수용한 하우징을 포함하는 제어 본체를 갖고, 타 단부에서는 그에 탈착 가능하게 결합될 수 있는, 사용후 폐기형 부분(예를 들면, 사용후 폐기형 향미-함유 카트리지)을 수용한 외부 본체 또는 쉘을 가질 수도 있다. 단일 하우징 유형의 유닛 내의 또는 다중-피스의 분리 가능한 하우징 유형의 유닛 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. 예를 들면, British American Tobacco에 의한 GLO™ 및 Philip Morris International, Inc.에 의한 IQOS™에서 사용되는 것과 같은 폼 팩터 및 일반적으로 담배 한 갑과 유사한 형상 및 크기를 갖는 장치 하우징을 포함하여 대안적인 비 관형 하우징 폼 팩터가 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

이하에 더 자세히 논의되는 바와 같이, 본 개시의 에어로졸 전달 장치는 동력원(즉, 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들면, 전원으로부터 에어로졸 전달 장치의 다른 구성요소로의 전류 흐름을 제어하는 등에 의해 열 발생을 위한 전력을 작동, 제어, 조절 및 중지하기 위한 수단), 가열 요소(예를 들면, 전기 저항 가열 요소 또는 기타 구성요소 및/또는 유도 코일 또는 기타 관련 구성요소 및/또는 하나 이상의 복사 가열 요소), 및 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 생성할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 고체 담배 재료, 반고체 담배 재료, 또는 액체 에어로졸 전구체 조성물), 및 에어로졸 흡입을 위해 에어로졸 전달 장치를 물고 빨아들일 수 있는 마우스 단부 영역 또는 팁(예를 들면, 빨아들임 시에 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통해 규정된 기류 경로)의 어떤 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 전원은 단일 배터리 또는 단일 배터리 셀을 포함한다. 전원은 전기를 열로 변환하여 에어로졸 전구체 조성물의 성분들을 기화시키도록 구성된 가열 요소에 전력을 공급할 수 있다.

본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 정렬은 다양할 수 있다. 특정 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 사용자에 대한 에어로졸 전달을 최대화하기 위해 사용자의 입에 근접하게 위치되도록 구성될 수 있는 에어로졸 전달 장치의 단부 근처에 위치될 수 있다. 그러나 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 가열 요소는 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체(뿐만 아니라 사용자에게 전달하기 위해 마찬가지로 제공될 수 있는 하나 이상의 향미제, 약물 등)를 기화시켜서 사용자에게 전달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 충분히 에어로졸 전구체 조성물 근처에 위치될 수도 있다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 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.

상기 언급한 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 가열 요소의 전력 공급, 제어 시스템의 전력 공급, 표시기(indicator)의 전력 공급 등과 같이 에어로졸 전달 장치에 각종 기능을 제공하기에 충분한 전류 흐름을 제공하기 위해 배터리, 슈퍼커패시터, SSB 또는 다른 전원을 내장할 수도 있다. 전원은 다양한 구현예를 취할 수 있다. 바람직하게는, 전원은 에어로졸 형성에 대비하도록 가열 요소를 신속하게 활성화하고 희망 지속 시간 동안의 사용에 걸쳐서 에어로졸 전달 장치에 급전하기에 충분한 전력을 전달할 수 있다. 전원은 바람직하게는 에어로졸 전달 장치가 쉽게 취급될 수 있도록 에어로졸 전달 장치 내에 편리하게 끼워지도록 치수 설정된다. 또한, 바람직한 전원은 바람직한 흡연 경험을 저해하지 않을 만큼 충분히 가벼운 중량을 갖는다.

본 개시의 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배열은 이후에 제공되는 추가 개시에 비추어 명백할 것이다. 또한, 다양한 에어로졸 전달 장치 구성요소들의 선택은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 이해될 수 있다. 나아가, 에어로졸 전달 장치 내의 구성요소들의 배열은 상업적으로 이용 가능한 전자 에어로졸 전달 장치를 고려할 때 또한 이해될 수 있다.

후술하는 바와 같이, 본 개시는 에어로졸 전달 장치에 관한 것이다. 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물(때로는 흡입 가능 물질 매체라고도 함)을 가열하여 에어로졸(흡입 가능 물질)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 고체 담배 재료, 반고체 담배 재료, 또는 액체 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 유체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 액체 에어로졸 전구체 조성물)을 가열하여 그로부터 에어로졸을 생성하도록 구성될 수도 있다. 이러한 에어로졸 전달 장치는 소위 전자 담배를 포함할 수도 있다. 다른 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 비연소-가열식 장치를 포함할 수도 있다.

증기 전구체 조성물 또는 "e-액체"라고도 하는 액체 에어로졸 전구체 조성물은 전자 담배 및 비연소-가열식 장치뿐만 아니라, 흡입 가능한 에어로졸을 생성하기 위해 액체를 무화하거나 또는 그와 달리 에어로졸화하는 기타 장치에 특히 유용하다. 액체 에어로졸 전구체 조성물은 예로서 다가 알코올(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물), 니코틴, 담배, 담배 추출물 및/또는 향료를 포함하는 다양한 성분을 포함할 수도 있다. 일부 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 글리세린 및 니코틴을 포함한다.

다양한 구현예와 함께 사용될 수 있는 일부 액체 에어로졸 전구체 조성물은 레불린산, 숙신산, 젖산, 피루브산, 벤조산, 푸마르산, 이들의 조합 등과 같은 하나 이상의 산을 포함할 수도 있다. 니코틴을 포함한 액체 에어로졸 전구체 조성물에 산(들)을 포함시킴으로써, 염 형태의 니코틴을 포함하는 양자화된(protonated) 액체 에어로졸 전구체 조성물을 제공할 수도 있다. 액체 에어로졸 전구체 성분 및 제형(formulation)의 대표적인 유형은 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호, Chong 등의 미국 특허 제 9,254,002 호, Zheng 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0008457 호, Lipowicz 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0020823 호, 및 Koller의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0020830 호뿐만 아니라, Bowen 등의 PCT 국제 공개 제 WO 2014/182736 호 및 Collett 등의 미국 특허 제 8,881,737 호에 기재되고 특징지어져 있으며, 이들의 개시 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 사용될 수 있는 다른 에어로졸 전구체로는 상기에 확인된 다수의 대표적인 제품에 포함된 에어로졸 전구체가 포함된다. 또한, Johnson Creek Enterprises LLC에서 입수 가능한 전자 담배용 소위 "연기 주스"가 가능하다. 또 다른 예시적인 에어로졸 전구체 조성물은 BLACK NOTE, COSMIC FOG, THE MILKMAN E-LIQUID, FIVE PAWNS, THE VAPOR CHEF, VAPE WILD, BOOSTED, THE STEAM FACTORY, MECH SAUCE, CASEY JONES MAINLINE RESERVE, MITTEN VAPORS, DR. CRIMMY'S V-LIQUID, SMILEY E LIQUID, BEANTOWN VAPOR, CUTTWOOD, CYCLOPS VAPOR, SICBOY, GOOD LIFE VAPOR, TELEOS, PINUP VAPORS, SPACE JAM, MT. BAKER VAPOR, 및 JIMMY THE JUICE MAN이라는 브랜드명으로 판매된다. 발포성 재료의 구현예가 에어로졸 전구체와 함께 사용될 수 있으며, 이는, 예로서, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Hunt 등의 미국 특허 출원 공개 제 2012/0055494 호에 기재되어 있다. 나아가, 발포성 재료의 사용은 예를 들면, Niazi 등의 미국 특허 제 4,639,368 호, Wehling 등의 미국 특허 제 5,178,878 호, Wehling 등의 미국 특허 제 5,223,264 호, Pather 등의 미국 특허 제 6,974,590 호, Bergquist 등의 미국 특허 제 7,381,667 호, Crawford 등의 미국 특허 제 8,424,541 호, Strickland 등의 미국 특허 제 8,627,828 호 및 Sun 등의 미국 특허 제 9,307,787 호뿐만 아니라, Brinkley 등의 미국 특허 출원 공개 제 2010/0018539 호 및 Johnson 등의 PCT 국제 공개 제 WO 97/06786 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

에어로졸 전구체 조성물은 추가적으로 또는 대안적으로 다른 유효 성분들을 포함할 수도 있는데, 이러한 유효 성분에는 식물성 성분(예를 들면, 라벤더, 페퍼민트, 카모마일, 바질, 로즈마리, 백리향, 유칼립투스, 생강, 칸나비스(cannabis), 인삼, 마카(maca), 및 티잔(tisanes)), 각성제(예를 들면, 카페인 및 구아라나), 아미노산(예를 들면, 타우린, 테아닌, 페닐알라닌, 티로신, 및 트립토판) 및/또는 약학적, 영양제적 및 의약적 성분(예를 들면, B6, B12, C와 같은 비타민, 및 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)과 같은 칸나비노이드)이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

에어로졸 전구체를 지지하기 위한 대표적인 유형의 기재, 저장소 또는 기타 구성요소는 Newton의 미국 특허 제 8,528,569 호, Chapman 등의 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261487 호, Davis 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0059780 호, 및 Bless 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0216232 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 추가로, 다양한 위킹(wicking) 재료, 그리고 특정 유형의 전자 담배 내에서의 이들 위킹 재료의 구성 및 작동은 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Sears 등의 미국 특허 제 8,910,640 호에 설명되어 있다.

다른 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 압출된 담배 막대) 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 글리세린 함유 담배 페이스트)을 가열하도록 구성된 비연소-가열식 장치를 포함할 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 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(optional) 무기 물질(예를 들면, 탄산 칼슘), 임의 선택적 향료 및 에어로졸 형성 재료와 혼합되어 실질적으로 고체 또는 성형 가능한(예를 들면, 압출 가능한) 기재를 형성하는 기타 담배 형태의 혼합물을 포함할 수도 있다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 제형의 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 Nordskog 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0000188 호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 고체 및 반고체 에어로졸 전구체 조성물 및 장치의 또 다른 대표적인 유형은 British American Tobacco의 GLO™ 제품에 대한 NEOSTIKS™ 소모성 에어로졸 소스 부재 및 Philip Morris International, Inc.의 IQOS™ 제품에 대한 HEETS™ 소모성 에어로졸 소스부재에서 발견되는 것들을 포함한다.

다양한 구현예에서, 흡입 가능 물질은 구체적으로 담배 성분 또는 담배 유래 물질(즉, 담배에서 직접 분리되거나 합성으로 제조될 수 있는, 담배에서 자연적으로 발견되는 물질)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체 조성물은 불활성 기재와 결합된 담배 추출물 또는 이의 분획물(fraction)을 포함할 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 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, 에어로졸 전구체 조성물은 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, 예를 들면, 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, 예를 들면, 가공된 담배 줄기(예를 들면, 절단되어 말린(cut-rolled) 또는 절단-팽화된(cut-puffed) 줄기), 부피 팽창 담배(예를 들면, 바람직하게는 각초 형태의, 드라이아이스 팽창 담배(dry ice expanded tobacco; DIET)와 같은 팽화된 담배), 재생 담배(예를 들면, 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 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 본 명세서에 포함되는 Robinson 등의 미국 특허 제 7,726,320 호에 개시되어 있다.

나아가, 에어로졸 전구체 조성물은 흡입 가능 물질 또는 그의 전구체가 내부에 통합되어 있거나 또는 그와 달리 그 위에 침착되어 있는 불활성 기재를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 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, 에어로졸 전구체 조성물은 각초 형태의 향미 있고 향기로운 담배들의 혼합물을 포함할 수도 있다. 다른 태양에서, 에어로졸 전구체 조성물은 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 본 명세서에 포함된다. 적합한 에어로졸 전구체 조성에 관한 추가 정보는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 2018년 3월 9일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/916,834 호를 참조하기 바란다.

가열되는 에어로졸 전구체 조성물의 유형에 관계없이, 에어로졸 전달 장치는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성된 가열 요소를 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 가열 요소는 유도 히터(induction heater)이다. 이러한 히터는 종종 유도 송신기(induction transmitter)와 유도 수신기(induction receiver)를 포함한다. 유도 송신기는 교류가 그것을 통과할 때 진동 자기장(예를 들면, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성된 코일을 포함할 수도 있다. 유도 수신기는 적어도 부분적으로 유도 송신기 내에 위치되거나 수용될 수 있으며, 전도성 재료(예를 들면, 강자성 재료 또는 알루미늄 코팅된 재료)를 포함할 수도 있다. 교류가 유도 송신기를 통해 흐르게 함으로써, 유도 작용을 통해 유도 수신기 내에 와전류가 생성될 수도 있다. 유도 수신기를 한정하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열(Joule heating)에 의해(즉, 줄 효과를 통해) 유도 수신기를 가열할 수도 있다. 무화기(atomizer)를 한정할 수 있는 유도 수신기는 유도 수신기에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 형성하기 위해 무선으로 가열될 수도 있다. 유도 히터를 구비한 에어로졸 전달 장치의 다양한 구현예가 Davis 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0127722 호, Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0202266 호, 2016년 11월 15일에 출원된 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/352,153 호, 2017년 10월 31일에 출원된 Sebastian 등의 미국 특허 출원 제 15/799,365 호, 및 Sur의 미국 특허 출원 제 15/836,086 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 명세서에 더 구체적으로 설명된 것을 포함하는 다른 구현예에서, 가열 요소는 전기 저항 히터의 경우와 같은 전도성 히터이다. 이들 히터는 전류가 히터를 통과할 때 열을 생성하도록 구성될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 전도성 히터는 포일(foil), 폼(foam), 플레이트, 디스크, 나선, 섬유, 와이어, 필름, 얀(yarn), 스트립(strip), 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수도 있다. 이러한 히터는 종종 금속 재료를 포함하고, 이를 통해 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 그러한 저항성 히터는 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 전구체 조성물에 근접하게 위치되어 이를 가열할 수도 있다. 본 개시와 함께 사용 가능할 수도 있는 다양한 전도성 기재가 위에 인용된 Griffith 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0255702 호에 기재되어 있다. 적절한 히터의 다른 예는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 DePiano 등의 미국 특허 제 9,491,974 호에 기재되어 있다.

일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 소위 전자 담배의 경우에는 제어 본체 및 카트리지를 포함하거나, 또는 비연소-가열식 장치의 경우에는 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함할 수도 있다. 전자 담배 또는 비연소-가열식 장치의 경우, 제어 본체는 재사용 가능할 수도 있는 반면에 카트리지/에어로졸 소스 부재는 제한된 수의 사용을 위해 구성되거나 및/또는 사용후 폐기형으로 구성될 수도 있다. 카트리지/에어로졸 소스 부재는 에어로졸 전구체 조성물을 포함할 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해, 가열 요소는 예를 들면, 제어 본체 및 카트리지를 가로지르거나 또는 에어로졸 소스 부재가 위치되어 있을 수 있는 제어 본체 내와 같이, 에어로졸 전구체 조성물과 접촉하거나 그에 근접하여 위치될 수도 있다. 제어 본체는 재충전 가능하거나 교체 가능할 수 있는 전원을 포함할 수도 있으며, 그에 따라 제어 본체는 다수의 카트리지/에어로졸 소스 부재와 함께 재사용될 수도 있다.

제어 본체는 또한 장치의 수동 제어를 위해 푸시 버튼, 터치 감지 표면 등과 같은 에어로졸 전달 장치를 활성화하는 수단을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 본체는 사용자가 카트리지/에어로졸 소스 부재를 물고 빨아들임으로써 에어로졸 전달 장치를 활성화할 때를 감지하는 유량 센서를 포함할 수도 있다.

다양한 구현예에서, 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 막대 유사형 또는 막대형, 실질적으로 관형, 또는 실질적으로 원통형인 것으로 한정될 수 있는 전체 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 전체 형상을 가질 수도 있다. 첨부 도면을 참조하여 도시되고 설명된 구현예에서, 에어로졸 전달 장치는 실질적으로 원형 단면을 갖지만, 그러나, 다른 단면 형상(예를 들면, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등)도 본 개시에 포함된다. 물품의 물리적 형태를 설명하는 이러한 언어는 제어 본체 및 카트리지/에어로졸 소스 부재를 포함하여 물품의 개별 구성요소들에 적용될 수도 있다. 다른 구현예에서, 제어 본체는 작은 상자 형상과 같은 다른 핸드헬드(handheld) 형상을 취할 수도 있다.

보다 구체적인 구현예에서, 제어 본체 및 카트리지/에어로졸 소스 부재 중 하나 또는 둘 모두는 사용후 폐기형 또는 재사용 가능한 것으로 언급될 수도 있다. 예를 들어, 제어 본체는 교체식 배터리 또는 충전식 배터리, SSB, 박막 SSB, 충전식 슈퍼커패시터, 리튬 이온 또는 하이브리드 리튬 이온 슈퍼커패시터 등과 같은 전원을 가질 수도 있다. 전원의 일 예는 독일의 Tadiran Batteries GmbH에서 생산한 TKI-1550 충전식 리튬 이온 배터리이다. 다른 구현예에서, 유용한 전원은 일본의 Sanyo Electric Company, Ltd.에서 생산한 N50-AAA CADNICA 니켈-카드뮴 전지일 수도 있다. 다른 구현예에서, 예를 들면, 각각 1.2볼트를 제공하는 복수의 그러한 배터리가 직렬로 연결될 수도 있다.

일부 예에서, 전원은 임의의 유형의 재충전 기술에 연결됨으로써 그와 결합될 수도 있다. 적절한 충전기의 예로는 일정한 또는 펄스형 직류(DC) 전력을 전원에 공급하는 충전기, 제어 회로를 추가하는 고속 충전기, 3상 충전기, 유도 급전식 충전기(induction-powered charger), 스마트 충전기, 동작 급전식 충전기(motion-powered charger), 펄스식 충전기, 태양열 충전기, USB 기반 충전기 등이 포함된다. 일부 예에서, 충전기는 전원 어댑터 및 임의의 적절한 충전 회로를 포함한다. 다른 예에서, 충전기는 전원 어댑터를 포함하고 제어 본체가 충전 회로를 구비하고 있다. 이러한 다른 예에서, 충전기는 때때로 단순히 전원 어댑터로 지칭될 수도 있다.

제어 본체는 적절한 충전기에 연결하고 일부 예에서는 통신을 위한 다른 주변 기기에 연결하기 위해 다수의 여러 단자들, 전기 커넥터들 등 중 임의의 것을 포함할 수도 있다. 보다 구체적인 적절한 예에는 원통형 커넥터와 같은 직류(DC) 커넥터, 담배 라이터 커넥터, 및 USB 1.x(예를 들면, Type A, Type B), USB 2.0 및 그것의 업데이트 및 추가 사항(예를 들면, Mini A, Mini B, Mini AB, Micro A, Micro B, Micro AB) 및 USB 3.x(예를 들면, Type A, Type B, Micro B, Micro AB, Type C), Apple의 라이트닝 커넥터와 같은 독점 커넥터 등이 포함된다. 제어 본체는 충전기 또는 기타 주변 기기와 직접 연결되거나, 또는 둘 다 적절한 커넥터가 있는 적절한 케이블을 통해 연결될 수도 있다. 둘을 케이블로 연결하는 예에서, 제어 본체와 충전기 또는 기타 주변 기기는 한 유형의 커넥터 또는 두 가지 유형의 커넥터를 모두 갖는 케이블과 동일하거나 다른 유형의 커넥터를 가질 수도 있다.

유도 급전식 충전을 포함하는 예에서, 에어로졸 전달 장치는 유도 무선 충전 기술을 장착할 수 있으며, 유도 송신기를 포함하고 유도 무선 충전(예를 들면, WPC(Wireless Power Consortium)로부터의 Qi 무선 충전 표준에 따른 무선 충전)을 사용하는 무선 충전기, 충전 패드 등과 연결하기 위한 유도 수신기를 포함할 수도 있다. 또는, 전원은 무선 RF(무선 주파수) 기반 충전기로부터 재충전될 수도 있다. 유도 무선 충전 시스템의 예는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0112196 호에 기재되어 있다. 나아가, 전자 담배의 경우 일부 구현예에서, 카트리지는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Chang 등의 미국 특허 제 8,910,639 호에 개시된 바와 같은 일회용 카트리지를 포함할 수도 있다.

전원을 재충전 기술에 연결하기 위해 하나 이상의 연결부가 사용될 수 있으며, 일부는 충전 케이스, 크래들, 독, 슬리브 등을 수반할 수도 있다. 보다 구체적으로, 예를 들어, 제어 본체는 전원 공급 장치에 연결하기 위한 USB 커넥터를 포함하는 크래들과 맞물리도록 구성될 수도 있다. 또는 다른 예에서, 제어 본체는 전원 공급 장치에 연결하기 위한 USB 커넥터를 포함하는 슬리브 내에 끼워져 그와 맞물리도록 구성될 수도 있다. 이들 및 유사한 예에서, USB 커넥터는 전원에 직접 연결될 수 있거나, 또는 USB 커넥터는 적절한 전원 어댑터를 통해 전원에 연결될 수도 있다.

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 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 유량 센서와 관련하여, 에어로졸 전달 장치를 위한 다양한 마이크로컨트롤러, 센서 및 스위치를 포함하는 대표적인 전류 조정 부품, 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, Pan의 미국 특허 제 8,205,622 호, Collet 등의 미국 특허 제 8,881,737 호, Ampolini 등의 미국 특허 제 9,423,152 호, Fernando 등의 미국 특허 제 9,439,454 호, 및 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0257445 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

입력 요소가 에어로졸 전달 장치에 포함될 수도 있다(그리고 유량 센서를 대체하거나 보완할 수도 있음). 입력부는 사용자가 장치의 기능을 제어할 수 있도록 및/또는 사용자에게 정보를 출력하기 위해 포함될 수도 있다. 임의의 구성요소 또는 구성요소들의 조합이 장치의 기능을 제어하기 위한 입력부로서 활용될 수도 있다. 예를 들어, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제 2015/0245658 호에 기재된 바와 같은 하나 이상의 푸시 버튼이 사용될 수도 있다. 마찬가지로, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 2015년 3월 10일에 출원된 Sears 등의 미국 특허 출원 제 14/643,626 호에 기재된 바와 같은 터치 스크린이 사용될 수도 있다. 추가 예로서, 에어로졸 전달 장치의 특정 움직임에 기초한 제스처 인식에 적합한 구성요소가 입력부로서 사용될 수도 있다. 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제 2016/0158782 호를 참조하기 바란다. 또 다른 예로서, 정전 용량 센서가 에어로졸 전달 장치 상에 구현되어, 사용자로 하여금 예를 들면, 그 정전 용량 센서가 구현된 장치의 표면을 터치함으로써 입력을 제공하게 할 수도 있다. 다른 예에서, 장치와 관련된 모션을 탐지할 수 있는 센서(예를 들면, 가속도계, 자이로스코프, 광전 근접 센서 등)가 에어로졸 전달 장치에 구현되어 사용자가 입력을 제공하게 할 수도 있다. 적절한 센서의 예는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Sur 등의 미국 특허 출원 공개 제 2018/0132528 호 및 Henry 등의 미국 특허 출원 공개 제 2016/0158782 호에 기재되어 있다.

상기 나타낸 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 적어도 하나의 제어 부품과 같은 다양한 전자 기기를 포함할 수도 있다. 적절한 제어 부품은 다수의 전자 부품을 포함할 수 있으며, 일부 예에서는 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 회로 기판으로 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 컴퓨팅 또는 처리 장치(예를 들면, 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.

일부 예에서, 제어 부품은 처리 회로에 결합되거나 그와 통합될 수 있는 하나 이상의 입력/출력 주변 기기를 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로, 제어 부품은 하나 이상의 네트워크, 컴퓨팅 장치 또는 다른 적절하게 활성화된 장치와의 무선 통신을 가능하게 하는 통신 인터페이스를 포함할 수도 있다. 적절한 통신 인터페이스의 예는 그 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Marion 등의 미국 특허 출원 공개 제 2016/0261020 호에 개시되어 있다. 적절한 통신 인터페이스의 또 다른 예는 Texas Instruments의 CC3200 단일 칩 무선 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)이다. 그리고 에어로졸 전달 장치가 무선으로 통신하도록 구성될 수 있는 적절한 방식의 예는 각각 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Ampolini 등의 미국 특허 출원 공개 제 2016/0007651 호 및 Henry, Jr. 등의 미국 특허 출원 공개 제 2016/0219933 호에 개시되어 있다.

본 개시의 에어로졸 전달 장치에 또 다른 구성요소가 활용될 수 있다. 적절한 구성요소의 한 예는 에어로졸 전달 장치의 사용과 함께 조명될 수 있는 발광 다이오드(LED), 양자점 기반 LED 등과 같은 표시기이다. 적절한 LED 구성요소, 및 이의 구성 및 용도의 예는 Sprinkel 등의 미국 특허 제 5,154,192 호, Newton의 미국 특허 제 8,499,766 호, Scatterday의 미국 특허 제 8,539,959 호 및 Sears 등의 미국 특허 제 9,451,791 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

다른 작동 표지도 본 개시에 포함된다. 예를 들어, 작동의 시각적 표시기는 흡연 경험의 진행을 보여주기 위해 광의 색상이나 강도의 변화를 포함한다. 작동의 촉각(햅틱) 표시기 및 작동의 음향(오디오) 표시기가 본 개시에 포함된다. 게다가, 이러한 작동 표시기의 조합은 단일 흡연 물품에 사용하기에 적합하다. 다른 태양에 따르면, 에어로졸 전달 장치는 예를 들면, 전원에 남아 있는 전력량, 흡연 경험의 진행, 열원 활성화에 대응하는 표시 등과 같은 흡연 물품의 작동에 대응하는 정보를 제공하도록 구성된 디스플레이와 같은 하나 이상의 표시기 또는 표지를 포함할 수도 있다.

또 다른 구성요소들도 고려된다. 예를 들어, 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 마우스피스를 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 갖는 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 저항을 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 본 명세서에 포함된다.

전자 에어로졸 전달 물품과 관련된 구성요소 및 본 물품에서 사용될 수도 있는 재료 또는 구성요소를 개시하는 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 국제 공개 제 WO 2010/091593 호, 및 Foo의 PCT 국제 공개 제 WO 2013/089551 호를 포함하며, 이들 각각은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 또한, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Worm 등의 미국 특허 출원 공개 제 2017/0099877 호는 에어로졸 전달 장치에 포함될 수도 있는 캡슐 및 에어로졸 전달 장치를 위한 포브(fob)형 구성을 개시한다. 전술한 문헌에 의해 개시된 다양한 재료가 다양한 구현예에서 본 장치에 통합될 수 있으며, 전술한 모든 공보는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 개시의 에어로졸 전달 장치에 통합될 수 있는 또 다른 특징, 제어부 또는 구성요소는 Harris 등의 미국 특허 제 5,967,148 호, Watkins 등의 미국 특허 제 5,934,289 호, Counts 등의 미국 특허 제 5,954,979 호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제 6,040,560 호, Hon의 미국 특허 제 8,365,742 호, Fernando 등의 미국 특허 제 8,402,976 호, Katase의 미국 특허 출원 공개 제 2005/0016550 호, Fernando 등의 미국 특허 제 8,689,804 호, Tucker 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0192623 호, Leven 등의 미국 특허 제 9,427,022 호, Kim 등의 미국 특허 출원 공개 제 2013/0180553 호, Sebastian 등의 미국 특허 출원 공개 제 2014/0000638 호, Novak 등의 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261495 호, DePiano 등의 미국 특허 제 9,220,302 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

도 1 및 도 2는 전자 담배의 경우 제어 본체와 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 1 및 도 2는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100)를 도시한다. 표시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수도 있다. 제어 본체와 카트리지는 기능적인 관계에서 영구적으로 또는 탈착 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여 도 1은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치의 사시도를 도시하는 반면에, 도 2는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치의 부분 절개 측면도를 도시한다. 에어로졸 전달 장치는 예를 들면, 제어 본체와 카트리지가 조립된 구성에 있을 때 일부 구현예에서 실질적으로 막대 유사형 또는 막대형, 실질적으로 관형, 또는 실질적으로 원통형일 수도 있다.

제어 본체(102)와 카트리지(104)는 압입 끼워맞춤(또는 억지 끼워맞춤) 연결, 나사식 연결, 자기식 연결 등과 같은 다양한 연결에 의해 서로 맞물리도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제어 본체는 카트리지 상의 제 2 맞물림 요소(예를 들면, 커넥터)와 맞물리도록 구성된 제 1 맞물림 요소(예를 들면, 커플러)를 포함할 수도 있다. 제 1 맞물림 요소와 제 2 맞물림 요소는 가역적일 수도 있다. 예로서, 제 1 맞물림 요소 또는 제 2 맞물림 요소 중 어느 하나는 수나사산일 수 있으며, 다른 하나는 암나사산일 수도 있다. 다른 예로서, 제 1 맞물림 요소 또는 제 2 맞물림 요소 중 어느 하나는 자석일 수 있으며, 다른 하나는 금속 또는 짝을 이루는 자석일 수도 있다. 특정 구현예에서, 맞물림 요소들은 제어 본체 및 카트리지의 기존 구성요소들에 의해 직접 한정될 수도 있다. 예를 들면, 제어 본체의 하우징은 카트리지의 적어도 일부(예를 들면, 카트리지의 저장 탱크 또는 다른 쉘 형성 요소)를 수용하도록 구성된 공동을 그의 단부에 한정할 수도 있다. 특히, 카트리지의 저장 탱크는 제어 본체의 공동 내부에 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 반면에 카트리지의 마우스피스는 제어 본체의 공동 외부에 노출된 상태로 유지된다. 카트리지는 예를 들면, 억지 끼워맞춤에 의해(예를 들면, 카트리지의 외면과 제어 본체 공동을 형성하는 벽의 내면 사이에 억지 맞물림을 생성하는 멈춤쇠 및/또는 기타 특징부의 사용을 통해), 자기 결합에 의해(예를 들면, 제어 본체의 공동 내에 위치되고 카트리지 상에 위치된 자석 및/또는 자성 금속의 사용을 통해), 또는 다른 적절한 기술에 의해, 제어 본체 하우징에 의해 형성된 공동 내에 유지될 수도 있다.

도 2에 도시된 절개도에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 본체(102) 및 카트리지(104) 각각은 다수의 개별 구성요소를 포함한다. 도 2에 도시된 구성요소들은 제어 본체 및 카트리지 내에 존재할 수 있는 구성요소를 나타내며, 본 개시에 포함되는 구성요소의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제어 본체는 제어 부품(208)(예를 들면, 처리 회로 등), 유량 센서(210), 전원(212)(예를 들면, 배터리, 슈퍼커패시터), 및 표시기(214)(예를 들면, LED, 양자점 기반 LED)를 포함할 수 있는 하우징(206)(때로는 제어 본체 쉘이라고도 함)으로 형성될 수 있으며, 이러한 구성요소들은 가변적으로 정렬될 수 있다.

카트리지(104)는 에어로졸 전구체 조성물을 유지하도록 구성된 저장소(218)를 둘러싸며 가열 요소(220)(때로는 히터라고도 함)를 포함하는 하우징(216)(때때로 카트리지 쉘이라고도 함)으로 형성될 수 있다. 다양한 구성에서, 이러한 구조는 탱크로 지칭될 수도 있으며, 따라서, "카트리지", "탱크" 등의 용어는 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장소를 둘러싸며 가열 요소를 포함하는 쉘 또는 기타 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 일부 예에서, 저장소(218)는 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 가열 요소(220)로 위킹(wicking)하거나 그와 달리 이송하도록 구성된 액체 이송 요소(222)와 유체 연통될 수도 있다. 본 개시의 범위 내에서 액체 이송 요소의 다른 구성체가 고려된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 액체 이송 요소는 저장소의 원위 단부에 근접하게 위치되고, 저장소의 종축을 가로질러 배열될 수도 있다. 일부 예에서, 저장소와 가열 요소 사이에는 밸브가 위치될 수도 있는데, 밸브는 저장소로부터 가열 요소로 지나가거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수도 있다.

그를 통해 전류가 인가될 때 열을 생성하도록 구성된 재료의 다양한 예들이 가열 요소(220)를 형성하기 위해 사용될 수도 있다. 이들 예에서 가열 요소는 와이어 코일, 평판, 마이크로 히터 등과 같은 저항성 가열 요소일 수도 있다. 가열 요소를 형성할 수 있는 예시적인 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 니켈, 스테인리스강, 인듐 주석 산화물, 텅스텐, 이규화 몰리브덴(MoSi₂), 규화 몰리브덴(MoSi), 알루미늄으로 도핑된 이규화 몰리브덴(Mo(Si,Al)₂), 티타늄, 백금, 은, 팔라듐, 은과 팔라듐의 합금, 흑연 및 흑연 기반 재료(예를 들면, 탄소 기반 폼(foam) 및 얀), 전도성 잉크, 붕소 도핑된 실리카, 및 세라믹(예를 들면, 양 또는 음의 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 가열 요소는 저항성 가열 요소 또는 유도를 통해 열을 발생하도록 구성된 가열 요소일 수도 있다. 가열 요소는 질화알루미늄, 탄화규소, 산화베릴륨, 알루미나, 질화규소 또는 이들의 복합물과 같은 열전도성 세라믹으로 코팅될 수도 있다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 가열 요소의 예시적인 구현예가 아래에서 추가로 설명되고, 본 명세서에 기재된 것과 같은 장치에 통합될 수 있다.

카트리지(104)로부터 형성된 에어로졸의 배출을 허용하기 위해 개구부(224)가 하우징(216)에(예를 들면, 마우스 단부에) 존재할 수도 있다.

카트리지(104)는 또한 집적 회로, 메모리 부품(예를 들면, EEPROM, 플래시 메모리), 센서 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 전자 부품(226)을 포함할 수 있다. 전자 부품은 유선 또는 무선 수단에 의해 제어 부품(208) 및/또는 외부 장치와 통신하도록 구성될 수도 있다. 전자 부품은 카트리지 또는 그의 베이스(228) 내의 어느 곳에나 배치될 수도 있다.

제어 부품(208)과 유량 센서(210)가 별개로 도시되어 있지만, 제어 부품 및 유량 센서를 포함하는 다양한 전자 부품은 전자 부품들을 지지하고 전기적으로 연결하는 회로 기판(예를 들면, PCB) 상에 결합될 수도 있음이 이해된다. 또한, 회로 기판이 제어 본체의 중심축에 길이 방향으로 평행할 수 있다는 점에서 회로 기판은 도 1의 예시에 대해 수평으로 위치될 수도 있다. 일부 예에서, 기류 센서는 자체 회로 기판, 또는 그것이 부착될 수 있는 다른 베이스 요소를 포함할 수도 있다. 일부 예에서, 연성 회로 기판이 활용될 수도 있다. 연성 회로 기판은 실질적으로 관형인 형상을 포함하여 다양한 형상으로 구성될 수도 있다. 일부 예에서, 연성 회로 기판은 히터 기판과 결합되거나, 그 위에 적층되거나, 히터 기판의 일부 또는 전부를 형성할 수도 있다.

제어 본체(102) 및 카트리지(104)는 이들 사이의 유체 결합을 용이하게 하도록 구성된 구성요소를 포함할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 본체는 내부에 공동(232)을 갖는 커플러(230)를 포함할 수 있다. 카트리지의 베이스(228)는 커플러와 맞물리도록 구성될 수 있고, 공동 내에 끼워지도록 구성된 돌출부(234)를 포함할 수 있다. 이러한 맞물림은 제어 본체와 카트리지 사이의 안정적인 연결을 용이하게 할 뿐만 아니라, 제어 본체 내의 전원(212) 및 제어 부품(208)과 카트리지 내의 가열 요소(220) 사이의 전기적 연결을 확립할 수 있다. 또한, 하우징(206)은 공기 흡입구(236)를 포함할 수 있는데, 공기 흡입구(236)는 하우징이 커플러에 연결되는 경우에 하우징 내의 노치일 수 있으며, 공기 흡입구(236)는 커플러 주위의 주변 공기의 하우징 내로의 통과를 허용하고 여기에서 주변 공기는 커플러의 공동(232)을 통과하여 돌출부(234)를 통해 카트리지 내로 유입된다.

본 개시에 따른 유용한 커플러 및 베이스는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Novak 등의 미국 특허 출원 공개 제 2014/0261495 호에 기재되어 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 커플러(230)는 베이스(228)의 내주부(240)와 맞물리도록 구성된 외주부(238)를 한정할 수도 있다. 일 예에서, 베이스의 내주부는 커플러의 외주부의 반경과 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 약간 더 큰 반경을 한정할 수도 있다. 또한, 커플러는 베이스의 내주부에 한정된 하나 이상의 리세스(244)와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 돌출부(242)를 외주부에 한정할 수도 있다. 그러나, 구조, 형상 및 구성요소의 다양한 다른 예가 베이스를 커플러에 결합하는 데 사용될 수도 있다. 일부 예에서 카트리지(104)의 베이스와 제어 본체(102)의 커플러 사이의 연결은 실질적으로 영구적일 수 있는 반면에, 다른 예에서 이들 사이의 연결은 예를 들면, 제어 본체가 사용후 폐기형이거나 및/또는 재충전 가능할 수 있는 하나 이상의 다른 카트리지와 함께 재사용될 수 있도록 해제 가능할 수도 있다.

도 2에 도시된 저장소(218)는 현재 기재된 바와 같이 용기일 수 있거나 섬유성 저장소일 수 있다. 예를 들어, 저장소는 이 예에서 하우징(216)의 내부를 둘러싸는 관의 형상으로 실질적으로 형성된 부직 섬유의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장소에 유지될 수 있다. 예를 들어, 액체 성분은 저장소에 의해 흡착적으로(sorptively) 유지될 수 있다. 저장소는 액체 이송 요소(222)와 유체 연결될 수 있다. 액체 이송 요소는 저장소에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 모세관 작용을 통해 ― 또는 마이크로 펌프를 통해 ―, 이 예에서는 금속 와이어 코일 형태인 가열 요소(220)로 이송할 수 있다. 이에 따라, 가열 요소는 액체 이송 요소와 가열 배열 관계에 있다.

일부 예에서, 마이크로 유체 칩(microfluidic chip)이 저장소(218)에 내장될 수 있으며, 저장소로부터 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양 및/또는 질량은 마이크로 전자 기계 시스템(microelectromechanical systems; MEMS) 기술에 기반한 것과 같은 마이크로 펌프에 의해 제어될 수도 있다. 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 유용한 저장소 및 이송 요소의 다른 예시적인 구현예가 본 명세서에 추가로 설명되어 있으며, 이러한 저장소 및/또는 이송 요소는 본 명세서에 설명된 것과 같은 장치에 통합될 수 있다. 특히, 본 명세서에 추가로 설명된 가열 부재 및 이송 요소의 특정 조합은 본 명세서에 설명된 것과 같은 장치에 통합될 수 있다.

사용시, 사용자가 에어로졸 전달 장치(100)를 물고 빨아들일 때, 기류가 유량 센서(210)에 의해 탐지되고, 가열 요소(220)는 에어로졸 전구체 조성물의 성분을 기화시키도록 활성화된다. 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부를 물고 빨아들이면 주변 공기가 공기 흡입구(236)로 들어가고 커플러(230) 내의 공동(232) 및 베이스(228)의 돌출부(234) 내의 중앙 개구부를 통과하게 된다. 카트리지(104)에서, 흡인된 공기는 형성된 증기와 결합하여 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 가열 요소로부터 멀리 그리고 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부 내의 개구부(224) 밖으로 끌려가거나, 흡인되거나, 또는 그와 달리 배출된다.

전자 담배의 경우 제어 본체 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예에 관한 추가적인 세부 사항에 대해서는, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 위에 인용된 Sur의 미국 특허 출원 제 15/836,086 호 및 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/916,834 호뿐만 아니라, 2018년 3월 9일에 출원된 Sur의 미국 특허 출원 제 15/916,696 호를 참조하기 바란다.

도 3 내지 도 6은 비연소-가열식 장치의 경우 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(300)를 도시한다. 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(302) 및 에어로졸 소스 부재(304)를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재와 제어 본체는 기능적인 관계에서 영구적으로 또는 탈착 가능하게 정렬될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3은 결합된 구성의 에어로졸 전달 장치를 도시하는 반면에, 도 4는 분리된 구성의 에어로졸 전달 장치를 도시한다. 다양한 메커니즘이 에어로졸 소스 부재를 제어 본체에 연결하여 나사 결합, 압력 끼워맞춤 결합, 억지 끼워맞춤, 슬라이딩 끼워맞춤, 자기 결합 등을 초래할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시의 다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304)는 제어 본체(302) 내로 삽입되도록 구성된 가열 단부(heated end)(406), 및 사용자가 에어로졸을 생성하기 위해 물고 빨아들이는 마우스 단부(408)를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 가열 단부의 적어도 일부는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함할 수도 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304) 또는 에어로졸 소스 부재(304)의 일부는 에어로졸 소스 부재에 대한 추가적인 구조 및/또는 지지를 제공하는 데 유용한 임의의 재료로 형성될 수 있는 외장재(412)로 포장될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 외장재는 열전달에 저항하는 재료를 포함할 수 있으며, 이는 종이, 또는 셀룰로오스 재료와 같은 다른 섬유 재료를 포함할 수도 있다. 외장재는 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. 또한, 필러 재료는 무기 성분을 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 외장재는 하부의 벌크 층 및 궐련의 전형적인 포장지와 같은 상부의 층과 같은 다중 층으로 형성될 수도 있다. 이러한 재료는 예를 들면, 아마(flax), 대마(hemp), 사이잘(sisal), 볏짚 및/또는 에스파르토(esparto)와 같은 경량 "헝겊 섬유(rag fiber)"를 포함할 수도 있다. 외장재는 또한 셀룰로오스 아세테이트와 같이 통상적인 궐련의 필터 요소에 전형적으로 사용되는 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)에서의 외장재의 초과 길이는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 소비자의 입으로부터 단순히 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 외장재의 구성에 관한 추가 논의는 위에 인용된 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에서 찾을 수도 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물(410)과 에어로졸 소스 부재(304)의 마우스 단부(408) 사이에 다른 구성요소들이 존재할 수도 있는데, 마우스 단부는 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리프로필렌 재료로 제조될 수 있는 필터(414)를 포함할 수도 있다. 필터는, 추가적으로 또는 대안적으로, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Raker 등의 미국 특허 제 5,025,814 호에 기재된 바와 같이 담배 함유 재료의 가닥을 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 필터는 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부의 구조적 완전성을 증가시키거나, 및/또는 희망하는 경우 여과 능력을 제공하거나, 및/또는 흡인에 대한 저항을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물과 마우스 단부 사이에는 다음 중 하나 또는 임의의 조합이 위치될 수 있다: 공극; 공기를 냉각하기 위한 상 변화 물질; 향미제 방출 매체; 선택적인 화학적 흡착이 가능한 이온 교환 섬유; 필터 매체로서의 에어로겔 입자; 및 기타 적절한 재료.

본 개시의 다양한 구현예는 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 하나 이상의 전도성 가열 요소를 사용한다. 다양한 구현예에서, 가열 요소는 포일, 폼, 메쉬, 중공 볼, 하프 볼, 디스크, 나선, 섬유, 와이어, 필름, 얀, 스트립, 리본 또는 실린더의 형태와 같은 다양한 형태로 제공될 수도 있다. 이러한 가열 요소는 종종 금속 재료를 포함하고, 이를 통해 전류를 통과시키는 것과 관련된 전기 저항의 결과로 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 저항성 가열 요소는 에어로졸 소스 부재, 특히 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉하거나 그에 근접하여 위치될 수도 있다. 가열 요소는 제어 본체 및/또는 에어로졸 소스 부재 내에 위치될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 조립체로서 작용하거나 가열 조립체의 기능을 촉진할 수 있는 기재 부분에 내장되거나 또는 그렇지 않으면 기재 부분의 일부인 성분(즉, 열 전도 성분)을 포함할 수도 있다. 다양한 가열 부재 및 요소의 일부 예는 Worm 등의 미국 특허 제 9,078,473 호에 기재되어 있다.

다양한 가열 요소 구성의 일부 비제한적인 예는 가열 요소가 에어로졸 소스 부재(304)에 근접하게 배치되는 구성을 포함한다. 예를 들어, 일부 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부를 둘러쌀 수도 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 가열 요소는 제어 본체(302) 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재의 외부에 인접하게 위치될 수도 있다. 다른 예에서, 가열 요소의 적어도 일부는, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체 내에 삽입될 때, (예를 들면, 에어로졸 소스 부재를 관통하는 하나 이상의 프롱 및/또는 스파이크와 같이) 에어로졸 소스 부재의 적어도 일부를 관통할 수도 있다. 일부 예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 가열 요소로서 작용하거나 가열 요소의 기능을 촉진할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉하는 구조, 또는 에어로졸 전구체 조성물 또는 그렇지 않으면 에어로졸 전구제 조성물의 일부에 내장된 복수의 비드 또는 입자를 포함할 수도 있다.

도 5는 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(300)의 정면도를 도시하고, 도 6은 도 5의 에어로졸 전달 장치를 통한 단면도를 도시한다. 특히, 도시된 구현예의 제어 본체(302)는 그 맞물림 단부에 한정된 개구부(518)를 포함하는 하우징(516), 유량 센서(520)(예를 들면, 모금 센서 또는 압력 스위치), 제어 부품(522)(예를 들면, 처리 회로 등), 전원(524)(예를 들면, 배터리, 슈퍼커패시터), 및 표시기(526)(예를 들면, LED)를 포함하는 엔드 캡(end cap)을 포함할 수도 있다.

일 구현예에서, 표시기(526)는 하나 이상의 LED, 양자점 기반 LED 등을 포함할 수도 있다. 표시기는 제어 부품(522)과 통신할 수 있으며, 예를 들면, 유량 센서(520)에 의해 탐지되는 바와 같이, 사용자가 에어로졸 소스 부재(304)를 빨아들일 때, 제어 본체(302)에 결합될 때, 조명될 수 있다.

도시된 구현예의 제어 본체(302)는 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 조립체(528)(개별적으로 또는 집합적으로 가열 조립체로 지칭됨)를 포함한다. 본 개시의 다양한 구현예의 가열 조립체가 다양한 형태를 취할 수 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 특정 구현예에서, 가열 조립체는 외부 실린더(530) 및 가열 요소(532)를 포함하고, 이 구현예에서 가열 요소(532)는 수용 베이스(534)로부터 연장되는 복수의 히터 프롱(heater prong)을 포함한다(다양한 구성에서, 가열 조립체 또는 보다 구체적으로 히터 프롱은 히터로 지칭될 수도 있다). 도시된 구현예에서, 외부 실린더는 히터 프롱에 의해 생성된 열을 외부 실린더 내에 유지하기 위해, 보다 구체적으로는 히터 프롱에 의해 생성된 열을 에어로졸 전구체 조성물 내에 유지하기 위해 스테인리스강으로 구성된 이중벽 진공관을 포함한다. 다양한 구현예에서, 히터 프롱은 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.

도시된 바와 같이, 가열 조립체(528)는 하우징(516)의 맞물림 단부에 근접하게 연장될 수 있고, 에어로졸 전구체 조성물(410)을 포함하는 에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406)의 일부를 실질적으로 둘러싸도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 가열 조립체는 대체로 관형인 구성을 한정할 수도 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가열 요소(532)(예를 들면, 복수의 히터 프롱)는 수용 챔버(536)를 형성하도록 외부 실린더(530)에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 방식으로, 다양한 구현예에서 외부 실린더는 절연 폴리머(예를 들면, 플라스틱 또는 셀룰로오스), 유리, 고무, 세라믹, 자기, 이중벽 진공 구조 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 비전도성 절연 재료 및/또는 구성을 포함할 수도 있다.

일부 구현예에서, 가열 조립체(528)의 하나 이상의 부분 또는 구성요소는 에어로졸 전구체 조성물(410)과 조합되거나, 그와 함께 패키징되거나, 및/또는 그와 일체로(예를 들면, 내부에 내장) 될 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 에어로졸 전구체 조성물은 전술한 바와 같은 재료로 형성될 수 있으며, 그 안에 혼합된 하나 이상의 전도성 재료를 포함할 수도 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접점들이 전기 에너지원과 전기 접속되도록 접점들이 에어로졸 전구체 조성물에 직접 연결될 수도 있다. 대안적으로, 접점들은 전기 에너지원과 일체형일 수 있으며, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체의 수용 챔버 내로 삽입될 때 접점들이 에어로졸 전구체 조성물과 전기 접속되도록 수용 챔버 내로 연장될 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 전도성 재료가 존재하기 때문에, 전기 에너지원으로부터 에어로졸 전구체 조성물에 전력을 인가하면 전류가 흐르게 되어 전도성 재료로부터 열이 생성된다. 따라서, 일부 구현예에서 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물과 일체인 것으로 기재될 수도 있다. 비제한적인 예로서, 흑연 또는 기타 적절한 전도성 재료는 에어로졸 전구체 조성물을 형성하는 재료와 혼합되거나, 그 재료에 매립되거나, 그렇지 않으면 그 재료 내에 또는 그 재료 상에 직접적으로 존재하여 가열 요소를 매체와 일체로 만들 수도 있다.

상기 언급한 바와 같이, 도시된 구현예에서, 외부 실린더(530)는 또한 에어로졸 소스 부재가 하우징(516) 내로 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(304)의 적절한 위치 설정을 용이하게 하는 역할을 할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 가열 조립체(528)의 외부 실린더는 하우징에 대한 가열 조립체의 정렬을 제공하기 위해 하우징의 내면과 맞물릴 수도 있다. 이에 의해, 가열 조립체 사이의 고정된 결합의 결과로서, 가열 조립체의 종축은 하우징의 종축에 실질적으로 평행하게 연장될 수도 있다. 특히, 지지 실린더는 수용 챔버(536)를 형성하도록 하우징의 개구부(518)로부터 수용 베이스(534)로 연장될 수도 있다.

에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406)는 제어 본체(302) 내로 삽입하기 위한 크기 및 형상으로 구성된다. 다양한 구현예에서, 제어 본체의 수용 챔버(536)는 내면 및 외면을 갖는 벽에 의해 한정되는 것으로 특징지어질 수 있는데, 내면은 수용 챔버의 내부 용적을 한정한다. 예를 들어, 도시된 구현예에서, 외부 실린더(530)는 수용 챔버의 내부 용적을 한정하는 내면을 한정한다. 도시된 구현예에서, 외부 실린더의 내경은 외부 실린더가 에어로졸 소스 부재를 제어 본체에 대해 적절한 위치(예를 들면, 측방향 위치)로 안내하도록 구성되도록 (예를 들면, 슬라이딩 끼워맞춤을 형성하기 위해) 대응하는 에어로졸 소스 부재의 외경보다 약간 크거나 그와 대략 동일할 수도 있다. 따라서, 에어로졸 소스 부재의 최대 외경(또는 구현예의 특정 단면 형상에 따라 다른 치수)은 제어 본체 내의 수용 챔버의 개방 단부의 벽의 내면에서의 내경(또는 다른 치수)보다 작도록 크기 설정될 수도 있다. 일부 구현예에서, 각각의 직경의 차이는 에어로졸 소스 부재가 수용 챔버 내에 꼭 맞아서 마찰력에 의해 에어로졸 소스 부재가 가해진 힘 없이 움직이는 것이 방지될 정도로 충분히 작을 수도 있다. 다른 한편으로, 그 차이는 과도한 힘을 요구하지 않고 에어로졸 소스 부재가 수용 챔버 내외로 슬라이딩하는 것을 허용하기에 충분할 수도 있다.

도시된 구현예에서, 제어 본체(302)는 에어로졸 소스 부재(304)가 제어 본체 내로 삽입될 때, 가열 요소(532)(예를 들면, 히터 프롱)가 에어로졸 소스 부재의 가열 단부(406)의 에어로졸 전구체 조성물(410)의 적어도 일부의 대략적인 반경방향 중심에 위치되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 고체 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용될 때, 히터 프롱은 에어로졸 전구체 조성물과 직접 접촉할 수도 있다. 관 구조를 한정하는 압출된 에어로졸 전구체 조성물과 함께 사용되는 경우와 같은 다른 구현예에서, 히터 프롱은 압출된 관 구조의 내면에 의해 한정되는 공동의 내부에 위치될 수 있으며, 압출된 관 구조의 내면과 접촉하지 않을 것이다.

사용 중에, 소비자는 가열 조립체(528), 특히 에어로졸 전구체 조성물(410)(또는 그의 특정 층)에 인접한 가열 요소(532)의 가열을 시작한다. 에어로졸 전구체 조성물의 가열은 흡입 가능 물질을 산출하기 위해 에어로졸 소스 부재(304) 내의 흡입 가능 물질을 방출한다. 소비자가 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)를 물고 빨아들일 때, 공기가 제어 본체(302)의 개구부 또는 개구와 같은 공기 흡입구(538)를 통해 에어로졸 소스 부재 내로 흡인된다. 흡인된 공기와 방출된 흡입 가능 물질의 조합은 흡인된 물질이 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부를 빠져 나갈 때 소비자에 의해 빨아들여진다. 일부 구현예에서, 가열을 시작하기 위해, 소비자는 가열 조립체의 가열 요소가 배터리 또는 다른 에너지원으로부터 전기 에너지를 수신하게 하는 푸시 버튼 또는 유사한 구성요소를 수동으로 작동시킬 수도 있다. 전기 에너지는 사전결정된 기간의 시간 동안 공급되거나 수동으로 제어될 수도 있다.

일부 구현예에서, 장치(300)에 대한 모금들 사이에서는 전기 에너지의 흐름이 실질적으로 진행되지 않는다(주변 온도보다 더 높은 기준 온도, 예를 들면, 활성 가열 온도로의 급속 가열을 촉진하는 온도를 유지하기 위해 에너지 흐름이 진행될 수는 있음). 그러나 도시된 구현예에서, 가열은 유량 센서(520)와 같은 하나 이상의 센서의 사용을 통해 소비자의 모금 동작에 의해 개시된다. 모금이 중단되면, 가열이 중단되거나 감소할 것이다. 소비자가 충분한 양의 흡입 가능 물질(예를 들면, 전형적인 흡연 경험과 동일시하기에 충분한 양)을 방출하기 위해 충분한 수의 모금을 취한 경우, 에어로졸 소스 부재(304)는 제어 본체(302)로부터 제거되어 폐기될 수도 있다. 일부 구현예에서, 용량성 감지 요소 및 다른 센서와 같은 추가 감지 요소는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Phillips 등의 미국 특허 출원 제 15/707,461 호에서 논의된 바와 같이 사용될 수도 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 소스 부재(304)는 관형 형상과 같은 적절한 형태를 형성 및 유지하고 에어로졸 전구체 조성물(410)을 내부에 유지하기에 적합한 임의의 재료로 형성될 수도 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 소스 부재는 단일 벽, 또는 다른 구현예에서는 다중 벽으로 형성될 수도 있으며, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 적어도 전기적 가열 요소에 의해 제공되는 가열 온도인 온도에서 그의 구조적 완전성을 유지하기 위해― 예를 들면, 열화되지 않음 ― 내열성이 있는 (천연 또는 합성) 재료로 형성될 수도 있다. 일부 구현예에서는 내열성 중합체가 사용될 수 있지만, 다른 구현예에서, 에어로졸 소스 부재는 실질적으로 빨대 형상의 종이와 같은 종이로 형성될 수도 있다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 에어로졸 소스 부재는 에어로졸 소스 부재를 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 사용될 수도 있다. 추가 구현예에서, 에어로졸 전구체 조성물로부터 불필요하게 열을 이동시키지 않도록 절연 재료가 사용될 수도 있다. 상기 설명된 기능을 제공하기 위해 사용될 수 있거나 상기 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 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

도시된 구현예에서, 제어 본체(302)는 전기 가열 요소(532)에 전력을 제공하는 것을 포함하여 에어로졸 전달 장치(300)의 다양한 기능을 제어하는 제어 부품(522)을 포함한다. 예를 들어, 제어 부품은 전기 전도성 와이어(도시되지 않음)에 의해 전원(524)에 연결된 처리 회로(본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이 다른 구성요소에 연결될 수도 있음)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 처리 회로는 가열 조립체(528), 특히, 히터 프롱이 소비자에 의한 흡입을 위한 흡입 가능 물질의 방출을 위해 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 전기 에너지를 수신하는 때 및 방식을 제어할 수도 있다. 일부 구현예에서, 이러한 제어는 상기에 더 상세히 설명된 바와 같이 유량 센서(520)에 의해 활성화될 수도 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 도시된 구현예의 가열 조립체(528)는 수용 베이스(534)로부터 연장되는 외부 실린더(530) 및 가열 요소(532)(예를 들면, 복수의 히터 프롱)를 포함한다. 에어로졸 전구체 조성물(410)이 관 구조를 포함하는 것과 같은 일부 구현예에서, 히터 프롱은 에어로졸 전구체 조성물의 내면에 의해 한정된 공동 내로 연장되도록 구성될 수도 있다. 에어로졸 전구체 조성물이 고체 또는 반고체를 포함하는 도시된 구현예와 같은 다른 구현예에서, 복수의 히터 프롱은, 에어로졸 소스 부재가 제어 본체(302) 내에 삽입될 때 에어로졸 소스 부재(304)의 가열 단부(406) 내에 들어 있는 에어로졸 전구체 조성물 내로 침투하도록 구성된다. 이러한 구현예에서, 히터 프롱 및/또는 수용 베이스를 포함하는 가열 조립체의 구성요소 중 하나 이상은 비접착성 또는 내접착성 재료, 예를 들면, 특정 알루미늄, 구리, 스테인리스강, 탄소강 및 세라믹 재료로 구성될 수도 있다. 다른 구현예에서, 히터 프롱 및/또는 수용 베이스를 포함하는 가열 조립체의 구성요소 중 하나 이상은 예를 들면 Teflon^®과 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 코팅을 포함하는 비접착성 코팅, 또는 내접착성 에나멜 코팅, 또는 Greblon^® 또는 Thermolon™과 같은 세라믹 코팅과 같은 다른 코팅을 포함할 수도 있다.

또한, 도시된 구현예에서는 수용 베이스(534) 주위에 실질적으로 균등하게 분포된 다수의 히터 프롱(532)이 있지만, 다른 구현예에서는 다른 적절한 공간적 구성과 함께 겨우 1개를 포함하여 임의의 수의 히터 프롱이 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 게다가, 다양한 구현예에서 히터 프롱의 길이는 바뀔 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서 히터 프롱은 작은 돌출부를 포함할 수 있는 반면에, 다른 구현예에서 히터 프롱은 수용 챔버의 최대 약 25%까지, 최대 약 50%까지, 최대 약 75%까지 및 최대 약 전체 길이까지를 포함하여 수용 챔버(536)의 길이의 임의의 부분을 연장할 수도 있다. 또 다른 구현예에서, 가열 조립체(528)는 다른 구성을 취할 수 있다. 상기 제공된 논의에 따라 본 발명에 사용하기 위해 구성될 수 있는 다른 히터 구성의 예는 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 호에서 찾을 수 있으며, 이들은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

다양한 구현예에서, 제어 본체(302)는 수용 챔버(536) 내부로의 주변 공기의 유입을 허용하기 위해 내부에 공기 흡입구(538)(예를 들면, 하나 이상의 개구부 또는 개구)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 일부 구현예에서 수용 베이스(534)는 또한 공기 흡입구를 포함할 수도 있다. 따라서, 일부 구현예에서 소비자가 에어로졸 소스 부재(304)의 마우스 단부를 물고 빨아들일 때, 공기가 제어 본체 및 수용 베이스의 공기 흡입구를 통해 수용 챔버 내로 흡인될 수 있고, 에어로졸 소스 부재 내를 통과하고, 소비자에 의한 흡입을 위해 에어로졸 소스 부재의 에어로졸 전구체 조성물(410)을 통해 흡인된다. 일부 구현예에서, 흡인된 공기는 임의 선택적인 필터(414)를 통해 에어로졸 소스 부재의 마우스 단부(408)에 있는 개구부 밖으로 흡입 가능 물질을 운반한다. 가열 요소(532)가 에어로졸 전구체 조성물 내부에 위치된 경우, 히터 프롱은 에어로졸 전구체 조성물을 가열하고 에어로졸 소스 부재를 통한 흡입 가능 물질의 방출을 야기하도록 활성화될 수도 있다.

특히 도 5 및 도 6과 관련하여 상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 구현예는 에어로졸 전구체 조성물(410)을 가열하기 위해 전도성 히터를 사용한다. 또한 상기에 지적한 바와 같이, 다양한 다른 구현예는 에어로졸 전구체 조성물을 가열하기 위해 유도 히터를 사용한다. 이들 구현예 중 일부에서, 가열 조립체(528)는 유도 송신기 및 유도 수신기를 갖는 변압기를 포함하는 유도 히터로서 구성될 수도 있다. 가열 조립체가 유도 히터로 구성되는 구현예에서, 외부 실린더(530)는 유도 송신기로서 구성될 수 있으며, 수용 베이스(534)로부터 연장되는 가열 요소(532)(예를 들면, 복수의 히터 프롱)는 유도 수신기로서 구성될 수도 있다. 다양한 구현예에서, 유도 송신기 및 유도 수신기 중 하나 또는 둘 모두는 제어 본체(302) 및/또는 에어로졸 소스 부재(304) 내에 위치될 수도 있다.

다양한 구현예에서, 유도 송신기 및 유도 수신기로서의 외부 실린더(530) 및 가열 요소(532)는 하나 이상의 전도성 재료로 구성될 수 있고, 다른 구현예에서 유도 수신기는 코발트, 철, 니켈 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 강자성 재료로 구성될 수도 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 포일 재료는 전도성 재료로 구성되고 히터 프롱은 강자성 재료로 구성된다. 다양한 구현예에서, 수용 베이스는 비전도성 및/또는 절연 재료로 구성될 수도 있다.

유도 송신기로서의 외부 실린더(530)는 지지 실린더를 둘러싸는 포일 재료를 갖는 라미네이트를 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 포일 재료는 그 위에 인쇄된 전기 트레이스(electrical trace), 예를 들면, 일부 구현예에서 포일 재료가 유도 수신기로서의 가열 요소(532) 주위에 위치될 때 나선형 코일 패턴을 형성할 수 있는 하나 이상의 전기 트레이스를 포함할 수 있다. 포일 재료와 지지 실린더는 각각 관형 구성을 한정할 수도 있다. 지지 실린더는 포일 재료가 히터 프롱과 접촉함으로써 그와 단락되는 상태로 이동하지 않도록 포일 재료를 지지하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 지지 실린더는 포일 재료에 의해 생성된 진동 자기장에 대해 실질적으로 투과성일 수 있는 비전도성 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 구현예에서, 포일 재료는 지지 실린더에 내장되거나 또는 그와 달리 지지 실린더에 결합될 수도 있다. 도시된 구현예에서, 포일 재료는 지지 실린더의 외면과 결합되지만, 그러나 다른 구현예에서 포일 재료는 지지 실린더의 내면에 위치되거나 지지 실린더에 완전히 내장될 수도 있다.

외부 실린더(530)의 포일 재료는 교류가 이를 통과할 때 진동 자기장(예를 들면, 시간에 따라 주기적으로 변하는 자기장)을 생성하도록 구성될 수도 있다. 가열 요소(532)의 히터 프롱은 외부 실린더 내에 적어도 부분적으로 위치되거나 수용될 수 있으며, 전도성 재료를 포함할 수도 있다. 교류가 포일 재료를 통해 흐르게 함으로써, 유도 작용을 통해 히터 프롱에 와전류가 생성될 수도 있다. 히터 프롱을 한정하는 재료의 저항을 통해 흐르는 와전류는 줄 가열에 의해(즉, 줄 효과를 통해) 히터 프롱을 가열할 수도 있다. 히터 프롱은 히터 프롱에 근접하게 위치된 에어로졸 전구체 조성물(410)로부터 에어로졸을 형성하기 위해 무선으로 가열될 수도 있다.

도 7은 다른 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(700)의 단면도를 도시한다. 도 7의 에어로졸 전달 장치(700)는 도 3 내지 도 6의 에어로졸 전달 장치(300)와 유사하며, 에어로졸 전구체 조성물(410)의 분할식 가열(segmented heating)에 특히 적합하다. 에어로졸 전달 장치(700)는 제어 본체(302)와 유사하지만 에어로졸 소스 부재(304)의 에어로졸 전구체 조성물을 가열하도록 구성된 하나 이상의 가열 조립체(728)(개별적으로 또는 집합적으로 가열 조립체라고 함)를 포함하는 제어 본체(702)를 포함한다.

도 7에 도시된 특정 구현예에서, 가열 조립체는 외부 실린더(530), 및 물리적으로 분리되고 서로 이격된 복수의 전기 전도성 프롱(히터 프롱)과 같은 복수의 가열 요소(732)를 포함하는 분할식 히터(segmented heater)(730)를 포함한다. 일부 예에서, 복수의 전기 전도성 프롱의 각각의 프롱은 분할식 히터의 복수의 가열 요소의 한 가열 요소이다. 다른 예에서, 복수의 가열 요소는 에어로졸 소스 부재의 각각의 외면 영역에 인접하게 위치될 수 있는 물리적으로 격리된 저항성 가열 요소이거나 이를 포함할 수도 있다. 또 다른 예에서, 복수의 가열 요소는 에어로졸 소스 부재의 각각의 섹션에 국소적/지역적 와전류를 생성할 수 있는 물리적으로 격리된 코일이거나 이를 포함할 수도 있다.

복수의 가열 요소(732)가 복수의 히터 프롱인 예에서, 이들 히터 프롱은 외부 실린더(330)의 내면을 따라 그로부터 반경방향 내측으로 연장될 수 있으며, 이에 의해 에어로졸 전구체 조성물(410)을 따라 길이방향으로 연장될 수 있다. 도시된 구현예에서, 외부 실린더는 가열 요소(예를 들면, 히터 프롱)에 의해 생성된 열을 외부 실린더 내에 유지하기 위해, 보다 구체적으로 가열 요소에 의해 생성된 열을 에어로졸 전구체 조성물 내에 유지하기 위해 스테인리스강으로 구성된 이중벽 진공관을 포함한다. 상기와 유사하게, 다양한 구현예에서, 가열 요소는 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.

일부 예에서, 분할식 히터(730)의 가열 요소(732)는 에어로졸 전구체 조성물(410)의 복수의 섹션을 가열하도록 전력 공급 가능할 수도 있다. 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물의 복수의 섹션의 각각의 섹션을 가열하기 위해 동시에 급전될 수도 있다. 일부 예에서, 복수의 가열 요소의 가열 요소들은 개별적으로 전력 공급 가능할 수도 있다. 이들 예 중 일부에서, 하나 이상의 가열 요소는 에어로졸 전구체 조성물의 복수의 섹션의 하나 이상의 섹션 각각을 가열하기 위해 별도로 급전될 수 있으며, 복수의 가열 요소 중 임의의 다른 가열 요소는 동시에 급전되지 않는다.

에어로졸 전달 장치, 제어 본체 및 에어로졸 소스 부재의 다른 구현예는 위에 인용된 Sur 등의 미국 특허 출원 제 15/916,834 호, Sur의 미국 특허 출원 제 15/916,696 호, Sur의 미국 특허 출원 제 15/836,086 호 및 Sur의 미국 특허 출원 제 15/976,526 호에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 본원에 인용에 의해 포함된다.

도 8 및 도 9는 비가열 비연소식 장치의 경우에 제어 본체 및 카트리지를 포함하는 에어로졸 전달 장치의 구현예를 도시한다. 이와 관련하여 도 8은 본 개시의 다양한 예시적인 구현예에 따른, 제어 본체(802) 및 카트리지(804)를 포함하는 에어로졸 전달 장치(800)의 측면도를 도시한다. 특히, 도 8은 서로 결합된 제어 본체와 카트리지를 도시한다. 제어 본체와 카트리지는 기능적인 관계에서 탈착 가능하게 정렬될 수도 있다.

도 9는 특히, 일부 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(800)를 도시한다. 본원에 도시된 절개도에서 알 수 있는 바와 같이, 다시, 에어로졸 전달 장치는 제어 본체(802) 및 카트리지(804)를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 다수의 개별 구성요소를 포함한다. 도 9에 도시된 구성요소들은 제어 본체 및 카트리지 내에 존재할 수 있는 구성요소를 나타내며, 본 개시에 포함되는 구성요소의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제어 본체는 제어 구성요소(908)(예를 들면, 처리 회로 등), 입력 장치(910), 전원(912) 및 표시기(914)(예를 들면, LED, 양자점 기반 LED)를 포함할 수 있는 제어 본체 하우징 또는 쉘(906)로 형성될 수 있으며, 이러한 구성 요소들은 가변적으로 정렬될 수 있다. 본원에서, 적절한 제어 구성요소의 특정 예는 Microchip Technology Inc.의 PIC16(L)F1713/6 마이크로컨트롤러를 포함하며, 이는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Microchip Technology, Inc.의 AN2265, Vibrating Mesh Nebulizer Reference Design(2016)에 설명된다.

카트리지(804)는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소(918)를 둘러싸고, 적어도 하나의 압전/압자 메쉬(에어로졸 생성 구성요소)를 갖는 노즐(920)을 포함하는 하우징― 때로는 카트리지 쉘(916)이라고도 함 ―으로 형성될 수 있다. 상기와 유사하게, 다양한 구성에서 이러한 구조는 탱크로 지칭될 수 있으며, 따라서 "카트리지", "탱크" 등의 용어는 에어로졸 전구체 조성물을 위한 저장소를 둘러싸며 노즐을 포함하는 쉘 또는 기타 하우징을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수도 있다.

도 9에 도시된 저장소(918)는 현재 설명된 바와 같이 용기일 수 있거나 섬유 저장소일 수 있다. 저장소는 저장소 하우징에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 노즐로 이송하기 위해 노즐(920)과 유체 연통할 수도 있다. 개구부(922)는 카트리지(804)로부터 형성된 에어로졸의 배출을 허용하기 위해 카트리지 쉘(916)에(예를 들면, 마우스 단부에) 존재할 수도 있다.

일부 예에서 이송 요소는 저장조(918)와 노즐(920) 사이에 위치될 수 있고, 저장소로부터 가열 요소로 지나가거나 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양을 제어하도록 구성될 수도 있다. 일부 예에서, 마이크로 유체 칩이 카트리지(804)에 내장될 수도 있으며, 저장소로부터 전달되는 에어로졸 전구체 조성물의 양 및/또는 질량은 하나 이상의 마이크로 유체 구성요소에 의해 제어될 수도 있다. 마이크로 유체 구성요소의 일례는 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 기술에 기반한 것과 같은 마이크로 펌프(924)이다. 적합한 마이크로 펌프의 예는 thinXXS Microtechnology AG의 MDP2205 마이크로 펌프 등, Bartels Mikrotechnik GmbH의 mp5 및 mp6 모델 마이크로 펌프 등, Takasago Fluidic Systems의 압전 마이크로 펌프 모델을 포함한다.

또한 도시된 바와 같이, 일부 예에서, 마이크로 필터(926)는 마이크로 펌프(924)와 노즐(920) 사이에 위치되어서, 노즐로 전달되는 에어로졸 전구체 조성물을 여과할 수도 있다. 마이크로 펌프와 마찬가지로, 마이크로 필터는 마이크로 유체 구성요소이다. 적절한 마이크로 필터의 예는 LOC(lab-on-a-chip) 기술을 사용하여 제조된 관류형(flow-through) 마이크로 필터를 포함한다.

사용 시에, 입력 장치(910)가 에어로졸 전달 장치를 활성화하기 위한 사용자 입력을 감지할 때, 압전/압자 메쉬가 활성화되어 진동하여 메쉬를 통해에어로졸 전구체 조성물을 흡인한다. 이는 에어로졸을 형성하기 위해 공기와 결합하는 에어로졸 전구체 조성물의 액적을 형성한다. 에어로졸은 메쉬로부터 멀리 그리고 에어로졸 전달 장치의 마우스 단부 내의 개구부(922) 밖으로 끌려가거나, 흡인되거나, 또는 그와 달리 배출된다.

에어로졸 전달 장치(800)는 에어로졸 생성이 요구될 때(예를 들면, 사용 동안에 빨아들임 시에) 노즐(920)의 적어도 하나의 압전/압자 메쉬에 전력 공급을 제어하기 위한 스위치, 센서 또는 검출기와 같은 입력 장치(910)를 통합할 수 있다. 이와 같이, 예를 들어, 에어로졸 전달 장치가 사용 시에 인출되지 않을 때 메쉬의 전원을 끄고, 인출 동안에 노즐로부터 에어로졸의 생성 및 분배를 작동시키거나 촉발시키기 위해 전원을 켜는 방식 또는 방법이 제공된다. 추가의 대표적인 유형의 감지 또는 검출 메커니즘, 그 구조 및 구성, 이들의 구성요소, 및 이들의 일반적인 작동 방법은 상기에, 그리고 Sprinkel Jr. 등의 미국 특허 제 5,228,460 호, McCafferty 등의 미국 특허 제 5,372,148 호 및 Flick의 PCT 국제 공개 제 WO 2010/003480 호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

비가열 비연소식 장치의 경우 에어로졸 전달 장치의 상기 및 기타 구현예에 관한 추가 정보는 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 2017년 7월 17일에 출원된 Sur의 미국 특허 출원 제 15/651,548 호를 참조하기 바란다.

상기 설명된 바와 같이, 예시적인 구현예의 에어로졸 전달 장치는 전자 담배, 비연소 가열식 장치 또는 비연소 비가열식 장치의 맥락에서, 또는 심지어 전자 담배, 비연소 가열식 장치 또는 비연소 비가열식 장치 중 하나 이상의 기능을 포함하는 장치의 경우에, 다양한 전자 부품을 포함할 수도 있다. 도 10은 본 개시의 다양한 예시적인 구현예에 따른 에어로졸 전달 장치(100, 300, 700, 800) 중 임의의 하나 이상이거나 그 기능을 포함할 수도 있는 에어로졸 전달 장치(1000)의 회로도를 도시한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치(1000)는 제어 본체(102, 302, 702, 802), 제어 구성요소(208, 522, 908), 및 전원(212, 524, 912) 각각에 대응하거나 이들 각각의 기능을 포함할 수도 있는 제어 본체(1002)를 제어 구성요소(1004)(처리 회로(1006)) 및 전원(1008)과 함께 포함한다. 에어로졸 전달 장치는 또한, 가열 요소(들)(220, 532, 732) 또는 노즐(920)의 압전/압자 메쉬에 대응하거나 그 기능을 포함할 수도 있는 에어로졸 생성 구성요소(1010)를 포함한다. 일부 구현예에서, 에어로졸 전달 장치 및 특히, 제어 본체는 전원(1004)을 에어로졸 전달 장치 또는 특히, 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자(1012)를 포함한다. 제어 본체는 에어로졸 생산 구성요소, 또는 에어로졸 생산 구성요소를 제어 본체에 연결하도록 구성된 제 2 단자(1014)를 포함할 수도 있다.

에어로졸 전달 장치(1000)는 유량 센서(210, 520) 또는 입력 장치(910)에 대응하거나 그 기능을 포함할 수도 있는 센서(1016)를 포함할 수도 있다. 센서는 에어로졸 전달 장치의 하우징(예를 들면, 하우징(206, 216, 516, 906))의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기된 압력 측정값을 생성하고 압력 측정값을 대응하는 신호로 변환하도록 구성될 수도 있다. 그 다음에, 처리 회로(1006)는 대응하는 신호를 수신하고 이에 응답하여 에어로졸 생성 기간을 개시하도록 구성될 수도 있다. 때때로, 센서가 주변 압력을 측정하도록 구성될 수도 있는 차압이 활용될 수도 있으며, 이는 사용자가 에어로졸 전달 장치를 물고 빨아들일 때 차압을 결정하는 데 사용될 수도 있다.

또한 도시된 바와 같이, 일부 예에서, 에어로졸 전달 장치(1000)는 전압 조정기 회로(1018) 및 스위칭 구성체(1020)를 더 포함할 수도 있다. 전압 조정기 회로는 전원(1008)과 에어로졸 생성 구성요소(1010)를 포함하는 부하(1022) 사이에 결합된다. 전압 조정기 회로는 전원에 의해 제공되는 전압이 사전결정된 전압 목표값으로 조정되는 출력 전압을 제공하도록 구성될 수도 있다. 적절한 전압 조정기 회로의 예는 스위칭 조정기 회로, 벅-부스트 조정기 회로 등을 포함한다.

스위칭 구성체(1020)는 제 1 스위치(1024) 및 제 2 스위치(1026)를 포함한다. 제 1 스위치는 전압 조정기 회로(1018) 및 접지에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 제 2 스위치에 (직접적으로 또는 간접적으로) 결합된 출력부를 포함하는 다중-스로우 스위치일 수도 있다. 적절한 다중-스로우 스위치의 예는 SPOT(single-pole double-throw) 스위치, DPDT(double-pole double-throw) 스위치 등을 포함한다. 제 2 스위치는 전압 조정기 회로와 부하 사이에서 이들에 결합될 수도 있다. 일부 예에서, 제 2 스위치는 제 1 스위치의 출력부에 결합된 게이트 단자, 및 전압 조정기 및 부하에 각각 결합된 소스 및 드레인 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터(field-effect transistor; FET)이다. 적절한 FET의 일례는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor; MOSFET)이다. 전류가 회로로 싱킹(sinking)되는 음의 공급을 위한 p-채널 FET(예를 들면, MOSFET) 또는 전류가 회로에 공급되는 양의 공급을 위한 n-채널 FET가 있을 수도 있다. 다른 예에서, 제 2 스위치는 부하(1022)로부터 전원(1008)을 격리하기 위해 내부 광 커플러를 갖는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)와 같은 SSR이거나 이를 포함할 수도 있다.

일부 예에서, 에어로졸 전달 장치(1000)는 제 2 스위치(1026)의 게이트 단자와 제 1 스위치(1024)의 출력부 사이에서 이들에 결합된 게이트 드라이버(1028)를 더 포함할 수도 있다. 이 게이트 드라이버는 출력 전압을 받아들이고 제 2 스위치에 대한 구동 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다.

처리 회로(1006)는 제 1 스위치(1024)에 결합될 수도 있다. 처리 회로는 제 1 스위치가 출력 전압을 (전원(1008)으로부터 전압 조정기 회로(1018)를 통해) 제 1 및 제 2 입력부 각각을 통해 제 2 스위치(1026) 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하도록 신호를 에어로졸 생성 기간 동안 출력하도록 구성될 수도 있다. 적절한 신호의 일례는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이다. 저 전압 적용을 위한 펄스 주파수 변조(PFM) 신호도 있을 수 있다. 처리 회로는 이에 의해 제 2 스위치가 에어로졸 생성 구성요소(1010)에 전력을 공급하기 위해 에어로졸 생성 구성요소에 대한 출력 전압을 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하게 할 수도 있다. 특히, 예를 들어, 출력 전압이 제 2 스위치에 연결되면, 출력 전압은 제 2 스위치를 폐쇄하게 할 수 있고 이에 의해 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 연결할 수도 있다. 반대로, 예를 들어, 접지가 제 2 스위치에 연결되면, 출력 전압은 제 2 스위치로부터 연결 해제될 수도 있으며, 이에 의해 제 2 스위치는 개방되어 에어로졸 생성 구성요소로부터 출력 전압을 연결 해제시킬 수도 있다.

에어로졸 생성 구성요소(1010)가 가열 요소(220, 532, 732)에 대응하거나 그 기능을 포함하는 일부 예에서, 가열 요소는 가변적이며 가열 요소의 온도에 비례하는 적외선 에너지를 방출한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 액체인 에어로졸 전구체 조성물을 위한 액체 이송 요소(예를 들면, 액체 이송 요소(222)), 또는 고체 또는 반고체일 때의 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물(410))은 가변적이며 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물 각각의 온도에 비례하는 적외선 에너지를 방출할 수도 있다. 이와 관련하여, 또한 도시된 바와 같이, 에어로졸 전달 장치(1000)는 처리 회로(1006)에 결합된 적외선 온도 센서(1030)를 더 포함할 수도 있다. 적외선 온도 센서는 하나 이상의 광검출기(1032)를 포함할 수도 있다. 적절한 적외선 온도 센서의 예는 미국 매사추세츠주 월섬의 Excelitas Technologies에서 제조한 것을 포함한다.

예시적인 구현예에 따르면, 적외선 온도 센서(1030)는 에어로졸 생성 기간 동안 가열 요소(에어로졸 생성 구성요소(1010)), 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상에 의해 방출된 적외선 에너지를 측정하도록 구성될 수도 있다. 그 다음에, 처리 회로(1006)는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 결정하도록 추가로 구성될 수도 있다.

처리 회로(1006)는 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 신호(제 1 스위치(1024)가 출력 전압을 제 2 스위치(1026) 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하는 에어로졸 생성 기간 동안 출력)를 조정하도록 구성될 수도 있다. 일부 예에서, 이는 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 제 1 스위치가 출력 전압 또는 접지를 제 2 스위치에 연결하게 하도록 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수도 있다.

일부 예에서, 목표값은 목표 설정점 온도일 수도 있다. 다른 예에서, 목표값은 온도 범위일 수도 있다. 적절한 온도 범위의 한 예는 목표 설정점 온도 +/- 목표 설정점 온도로부터의 허용 가능한 공차에 의해 반영된다. 또한, 추가된 히스테리시스의 양을 반영하기 위해 적절한 온도 범위가 사용될 수도 있다. 이들 예 중 일부에서, 처리 회로(1006)는 온도가 제 1 목표 설정점 온도보다 낮을 때, 제 1 스위치(1024)가 출력 전압을 제 2 스위치(1026)에 연결하게 할 수 있고, 이에 의해 제 2 스위치가 출력 전압을 에어로졸 생성 구성요소에 연결하게 할 수도 있다. 반대로, 처리 회로는 온도가 제 1 목표 설정점 온도보다 높은 제 2 목표 설정점 온도보다 낮을 때, 제 1 스위치가 출력 전압을 접지에 연결하게 할 수 있고, 이에 의해 제 2 스위치가 에어로졸 생산 구성요소로부터 출력 전압을 연결 해제하게 할 수도 있다.

일부 예에서, 목표값은 사용 기간 동안 적용될 수 있는 온도 또는 전력 제어 프로파일에 의해서 시간의 경과에 따라 바뀔 수도 있다. 이는 고체 또는 반고체 에어로졸 전구체 조성물이 전자 담배 내의 액체 에어로졸 전구체 조성물보다 더 긴 지속 시간 동안 가열될 수 있는 비연소-가열식 장치에 특히 유용할 수도 있다. 특히, 비연소-가열식 장치의 경우, 에어로졸 전구체 조성물이 흡입을 위해 준비됨에 따라 초기에는 더 높은 온도가 인가되고 일정 시간이 지나면 낮아질 수 있다. 적절한 제어 프로파일의 예에 대한 추가 정보에 대해서는, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 Kuczaj의 미국 특허 제 9,498,000 호를 참조하기 바란다.

일부 예에서, 목표값은 센서(1016)에 의해 생성된, 에어로졸 전달 장치(1000)의 하우징(예를 들면, 하우징(206, 216, 516, 906))의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기되는 압력의 측정값에 따라 바뀌거나 또는 그와 달리 가변적일 수도 있다. 보다 구체적인 예에서, 목표값은 압력과 목표값 사이의 사전결정된 관계에 따라 가변적일 수도 있다. 적절한 사전결정된 관계의 예는 계단 함수, 선형 함수, 비선형 함수 또는 이들의 조합으로 기술될 수도 있다.

신호가 PWM 신호(또는 PFM 신호)인 일부 예에서, 처리 회로(1006)는 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 PWM 신호(또는 PFM)의 듀티 사이클을 조정하도록 구성될 수도 있다. 일부 추가 예에서, 처리 회로(808)는 온도가 사전결정된 목표값보다 각각 낮거나 높을 때 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키도록 구성된다.

일부 예에서, 적외선 온도 센서(1030)는 적외선 에너지를 대응 전기 신호로 변환하도록 구성될 수도 있다. 그 후, 처리 회로(1006)는 대응 전기 신호를 가열 요소(에어로졸 생성 구성요소(1010)), 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물의 온도에 매핑하는 함수에 대응 전기 신호를 입력하도록 구성될 수도 있다. 함수는 공식, 함수값 목록, 그래프, 도표, 막대 차트, 표 등과 같은 다수의 여러 방식으로 지정되거나 또는 그와 달리 표현될 수도 있다. 처리 회로는 이에 의해 가열 요소, 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 결정하도록 구성될 수도 있다.

다양한 구현예에서, 에어로졸 전달 장치(1000)는 주변 온도를 보상하고 이에 의해 처리 회로(1006)에 의해 결정된 온도의 정확도를 용이하게 하기 위한 보정 루틴을 실시할 수도 있다. 예를 들어, 적외선 온도 센서(1030)는 가열 요소(에어로졸 생성 구성요소(1010))에 전력이 공급되지 않을 때 가열 요소(816), 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 추가로 구성될 수도 있다. 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성될 수도 있으며, 함수는 전기 신호와 온도 사이의 관계를 정의하고, 처리 회로에 의해 결정된 주변 온도를 보상할 수도 있다. 나아가, 적외선 온도 센서는 가열 요소에 전력이 공급되는 가열 기간 사이에, 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 주변 적외선 에너지를 주기적으로 측정할 수도 있다. 그 후, 처리 회로는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 가열 요소, 액체 이송 요소 및/또는 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 주기적으로 결정할 수도 있다.

다양한 구현예에서, 적외선 온도 센서(1030)는 적외선 온도 센서 또는 처리 회로(1006)에 의해 결정되는 온도의 정확도를 증가시키기 위해 복수의 광검출기를 포함할 수도 있는데, 이는 적외선 에너지가 측정되는 표면적이 증가하므로 특히 유용할 수 있다. 따라서, 적외선 온도 센서가 에어로졸 전구체 조성물(예를 들면, 에어로졸 전구체 조성물(410))에 의해 방출되는 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 일부 예에서, 적외선 온도 센서는 에어로졸 전구체 조성물의 복수의 섹션에서 방출되는 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 복수의 광검출기(1032)를 포함할 수도 있다. 이는 에어로졸 소스 부재(304)의 외면의 여러 섹션 및 이에 따른 에어로졸 전구체 조성물(410)의 복수의 섹션으로부터 방출되는 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 적외선 온도 센서를 포함할 수도 있다. 그리고, 일부 예에서, 처리 회로 또는 적외선 온도 센서는 복수의 광검출기에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 에어로졸 전구체 조성물의 복수의 섹션의 온도를 결정하도록 구성될 수 있으며, 처리 회로는 온도들의 평균이 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 전압을 조정하도록 구성될 수도 있다. 이와 관련하여, 평균 온도는 그 온도들의 대푯값으로서 취한 온도이다. 일부 예에서, 평균 온도는 온도들의 산술 평균일 수도 있다. 다른 예에서, 평균 온도는 온도들의 기하 평균, 조화 평균, 중위수(median), 최빈수(mode) 또는 중간 범위일 수도 있다.

가열 요소(들)(에어로졸 생성 구성요소(1010))가 복수의 가열 요소를 포함하는 분할식 히터(730)의 가열 요소(732)에 대응하거나 그의 기능을 포함하는 일부 예에서, 적외선 온도 센서(1030)는 복수의 광검출기(1032)를 포함할 수도 있다. 이들 예 중 일부에서, 각각의 광검출기는 복수의 가열 요소의 각각의 가열 요소에 의해 방출되는 적외선 에너지, 또는 각각의 가열 요소가 전력을 공급받아 가열할 수 있는 에어로졸 전구체 조성물의 복수의 섹션의 한 섹션에 의해 방출되는 적외선 에너지를 측정하도록 구성될 수도 있다. 각 광검출기 및 에어로졸 전구체 조성물의 각 섹션에 대해, 처리 회로(1006) 또는 적외선 온도 센서는 광검출기에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 각각의 가열 요소 또는 섹션의 온도를 결정하도록 구성될 수도 있다. 그리고, 처리 회로는 그 섹션의 온도가 그 섹션에 대한 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 전원(1008)으로부터 각각의 가열 요소로의 전압을 조정하도록 구성될 수도 있다. 그 섹션에 대한 사전결정된 목표값은 복수의 섹션에 걸쳐서 공통적일 수 있으며, 또는 그 섹션에 대한 사전결정된 목표값은 복수의 섹션 중 적어도 2개에 대해 상이할 수도 있다.

다양한 예시적인 구현예에서, 적외선 온도 센서(1030)는 상기에 설명된 것에 추가로 또는 대신하여 에어로졸 전달 장치(1000)의 기능을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 처리 회로(1006)는 온도가 임계 온도보다 높을 때 가열 요소(들)(에어로졸 생성 구성요소(1010))의 잠금을 실행하도록 구성될 수도 있다.

일부 예에서, 적외선 온도 센서(1030)는 가열 요소(들)(에어로졸 생성 구성요소(1010))에 전력이 공급되지 않을 때 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 구성될 수도 있다. 이들 예 중 일부에서, 처리 회로(1006)는 적외선 온도 센서에 의해 측정된 주변 적외선 에너지로부터 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성될 수도 있다. 그리고, 처리 회로는 주변 온도와 인증된 에어로졸 전구체 조성물 또는 그와 달리 특정한 에어로졸 전구체 조성물의 공지의 주변 온도의 비교에 기초하여 에어로졸 전구체 조성물의 인증을 수행하도록 구성될 수도 있다. 일부 다른 예에서, 처리 회로는 인증에 기초하여 에어로졸 전달 장치(1000)의 잠금 상태를 변경하도록 추가로 구성될 수도 있다. 처리 회로는 에어로졸 전구체 조성물이 인증된(특정한) 에어로졸 전구체 조성물과 일치하거나 또는 그와 달리 실질적으로 유사할 때 에어로졸 전달 장치를 잠금 해제할 수도 있다. 반대로, 처리 회로는 에어로졸 전구체 조성물이 인증된(특정한) 에어로졸 전구체 조성물과 일치하지 않고 그와 달리 실질적으로 유사하지 않을 때 에어로졸 전달 장치를 잠글 수도 있다.

일부 예시적인 구현예에 따른 적절한 적외선 온도 센서에 관한 추가 정보는, 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 2019년 10월 4일에 출원된 Sur의 미국 특허 출원 제 16/593,454 호를 참조하기 바란다.

물품(들)의 사용에 대한 전술한 설명은 약간의 수정을 통해 본 명세서에 기재된 다양한 예시적인 구현예에 적용될 수 있으며, 이는 본 명세서에 제공된 추가 개시 내용에 비추어 당업자에게 자명할 수 있다. 그러나, 전술한 사용에 대한 설명은 물품의 사용을 제한하기 위한 것이 아니라, 본 개시의 필요한 모든 요건을 준수하기 위해 제공된다. 도 1 내지 도 10에 예시되거나 또는 그와 달리 위에 설명된 물품(들)에 도시된 임의의 요소는 본 개시에 따른 에어로졸 전달 장치에 포함될 수도 있다.

본 개시의 많은 변형예 및 다른 구현예가 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 본 개시가 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 그러므로, 본 개시는 본 명세서에 개시된 특정 구현예에 제한되지 않으며, 변형예 및 다른 구현예는 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만, 이들은 제한 목적이 아니라 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims (28)

1. 에어로졸 전달 장치에 있어서,
   전압을 제공하도록 구성된 전원,
   에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 전력 공급 가능한 에어로졸 생성 구성요소,
   상기 에어로졸 생성 구성요소를 포함하는 부하와 상기 전원 사이에 결합되고, 상기 전원에 의해 제공되는 전압이 사전결정된 전압 목표값으로 조정된 출력 전압을 제공하도록 구성된 전압 조정기 회로,
   제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭 구성체로서, 상기 제 1 스위치는 상기 전압 조정기 회로 및 접지에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 상기 제 2 스위치에 결합된 출력부를 포함하는 다중-스로우 스위치(multiple-throw switch)이고, 상기 제 2 스위치는 상기 전압 조정기 회로와 상기 부하 사이에서 이들에 결합되는, 상기 스위칭 구성체, 및
   상기 제 1 스위치에 결합되고, 상기 제 1 스위치가 상기 출력 전압을 상기 제 1 및 제 2 입력부 각각을 통해 상기 제 2 스위치 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하고, 이에 의해 상기 제 2 스위치가 상기 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위해 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소에 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하게 하는 신호를 에어로졸 생성 기간 동안 출력하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
   에어로졸 전달 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전압 조정기 회로는 스위칭 조정기 회로인
   에어로졸 전달 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전압 조정기 회로는 벅-부스트(buck-boost) 조정기 회로인
   에어로졸 전달 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 전압이 상기 제 2 스위치에 연결될 때, 상기 출력 전압은 상기 제 2 스위치가 폐쇄되게 하고, 이에 의해 상기 제 2 스위치가 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소에 연결하고,
   상기 접지가 상기 제 2 스위치에 연결될 때, 상기 출력 전압은 상기 제 2 스위치로부터 연결 해제되고, 이에 의해 상기 제 2 스위치는 개방되어서 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소로부터 연결 해제하는
   에어로졸 전달 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 스위치는 상기 제 1 스위치의 출력부에 결합된 게이트 단자, 및 상기 전압 조정기 및 부하에 각각 결합된 소스 및 드레인 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터인
   에어로졸 전달 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 게이트 단자와 상기 제 1 스위치의 출력부 사이에서 이들에 결합된 게이트 드라이버를 더 포함하고, 상기 게이트 드라이버는 상기 출력 전압을 수용하고 상기 제 2 스위치에 대한 구동 신호를 생성하도록 구성되는
   에어로졸 전달 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 스위치는 상기 부하로부터 상기 전원을 격리하기 위해 내부 광 커플러를 갖는 솔리드 스테이트 릴레이인
   에어로졸 전달 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어로졸 생성 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 구성요소를 기화하도록 전력 공급 가능한 가열 요소를 포함하고,
   상기 에어로졸 전달 장치는, 상기 처리 회로에 결합되고, 상기 에어로졸 생성 기간 동안 상기 가열 요소, 상기 에어로졸 전구체 조성물용 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물 중 하나 이상에 의해 방출된 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 적외선 온도 센서를 더 포함하며,
   상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 온도를 결정하고, 상기 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 상기 신호를 조정하도록 추가로 구성되는
   에어로졸 전달 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 상기 제 1 스위치가 상기 출력 전압 또는 접지를 상기 제 2 스위치에 연결하게 하도록 상기 신호를 조정하도록 구성되는
   에어로졸 전달 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이고, 상기 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 상기 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 상기 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 적외선 온도 센서는 상기 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 구성되고, 상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 상기 주변 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성되며,
    상기 온도를 결정하도록 구성된 처리 회로는 상기 주변 온도를 보상하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    에어로졸 전달 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적외선 온도 센서는 상기 가열 요소에 전력이 공급되는 가열 기간 사이에, 상기 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 주기적으로 측정하도록 구성되고, 상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 상기 주변 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 주기적으로 결정하도록 구성되는
    에어로졸 전달 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기된 압력 측정값을 생성하고 상기 압력 측정값을 대응하는 신호로 변환하도록 구성된 센서를 더 포함하고,
    상기 처리 회로는 상기 대응하는 신호를 수신하고 이에 응답하여 에어로졸 생성 기간을 개시하도록 추가로 구성되는
    에어로졸 전달 장치.
15. 에어로졸 전달 장치용 제어 본체에 있어서,
    전압을 제공하도록 구성된 전원,
    에어로졸 전구체 조성물로부터 에어로졸을 생성하도록 전력 공급 가능한 에어로졸 생성 구성요소, 또는 상기 에어로졸 생성 구성요소를 상기 제어 본체에 연결하도록 구성된 단자,
    상기 에어로졸 생성 구성요소를 포함하는 부하와 상기 전원 사이에 결합되고, 상기 전원에 의해 제공되는 전압은 사전결정된 전압 목표값으로 조정된 출력 전압을 제공하도록 구성된 전압 조정기 회로,
    제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하는 스위칭 구성체로서, 상기 제 1 스위치는 상기 전압 조정기 회로 및 접지에 각각 결합된 제 1 및 제 2 입력부, 및 상기 제 2 스위치에 결합된 출력부를 포함하는 다중-스로우 스위치이고, 상기 제 2 스위치는 상기 전압 조정기 회로와 상기 부하 사이에서 이들에 결합되는, 상기 스위칭 구성체, 및
    상기 제 1 스위치에 결합되고, 상기 제 1 스위치가 상기 출력 전압을 상기 제 1 및 제 2 입력부 각각을 통해 상기 제 2 스위치 및 접지에 스위칭 가능하게 연결하게 하고, 이에 의해 상기 제 2 스위치가 상기 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위해 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소에 스위칭 가능하게 연결 및 연결 해제하는 신호를 에어로졸 생성 기간 동안 출력하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    제어 본체.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전압 조정기 회로는 스위칭 조정기 회로인
    제어 본체.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 전압 조정기 회로는 벅-부스트 조정기 회로인
    제어 본체.
18. 제 15 항에 있어서,
    상기 출력 전압이 상기 제 2 스위치에 연결될 때, 상기 출력 전압은 상기 제 2 스위치가 폐쇄되게 하고, 이에 의해 상기 제 2 스위치가 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소에 연결하고,
    상기 접지가 상기 제 2 스위치에 연결될 때, 상기 출력 전압은 상기 제 2 스위치로부터 연결 해제되고, 이에 의해 상기 제 2 스위치는 개방되어서 상기 출력 전압을 상기 에어로졸 생성 구성요소로부터 연결 해제하는
    제어 본체.
19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치는 상기 제 1 스위치의 출력부에 결합된 게이트 단자, 및 상기 전압 조정기 및 부하에 각각 결합된 소스 및 드레인 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터인
    제어 본체.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 게이트 단자와 상기 제 1 스위치의 출력부 사이에서 이들에 결합된 게이트 드라이버를 더 포함하고, 상기 게이트 드라이버는 상기 출력 전압을 수용하고 상기 제 2 스위치에 대한 구동 신호를 생성하도록 구성되는
    제어 본체.
21. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치는 상기 부하로부터 상기 전원을 격리하기 위해 내부 광 커플러를 갖는 솔리드 스테이트 릴레이인
    제어 본체.
22. 제 15 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 구성요소는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 구성요소를 기화하도록 전력 공급 가능한 가열 요소를 포함하고,
    상기 제어 본체는, 상기 처리 회로에 결합되고, 상기 에어로졸 생성 기간 동안 상기 가열 요소에 의해 방출된 적외선 에너지를 측정하도록 구성된 적외선 온도 센서를 더 포함하며,
    상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소의 온도를 결정하고, 상기 온도가 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 상기 신호를 조정하도록 추가로 구성되는
    제어 본체.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 상기 제 1 스위치가 상기 출력 전압 또는 접지를 상기 제 2 스위치에 연결하게 하도록 상기 신호를 조정하도록 구성되는
    제어 본체.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호이고, 상기 신호를 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 상기 사전결정된 목표값으로부터 벗어날 때 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    제어 본체.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된 처리 회로는 상기 온도가 각각 사전결정된 목표값보다 낮거나 높을 때 상기 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    제어 본체.
26. 제 22 항에 있어서,
    상기 적외선 온도 센서는 상기 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 상기 가열 요소, 액체 이송 요소 또는 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 측정하도록 구성되고, 상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 상기 주변 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 결정하도록 구성되며,
    상기 온도를 결정하도록 구성된 처리 회로는 상기 주변 온도를 보상하도록 구성된 처리 회로를 포함하는
    제어 본체.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 적외선 온도 센서는 상기 가열 요소에 전력이 공급되는 가열 기간 사이에, 상기 가열 요소에 전력이 공급되지 않을 때 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물에 의해 방출되는 주변 적외선 에너지를 주기적으로 측정하도록 구성되고, 상기 처리 회로는 상기 적외선 온도 센서에 의해 측정된 상기 주변 적외선 에너지로부터 상기 가열 요소, 상기 액체 이송 요소 또는 상기 에어로졸 전구체 조성물의 주변 온도를 주기적으로 결정하도록 구성되는
    제어 본체.
28. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징의 적어도 일부를 통한 기류에 의해 야기된 압력 측정값을 생성하고 상기 압력 측정값을 대응하는 신호로 변환하도록 구성된 센서를 더 포함하고,
    상기 처리 회로는 상기 대응하는 신호를 수신하고 이에 응답하여 에어로졸 생성 기간을 개시하도록 추가로 구성되는
    제어 본체.

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