KR20220139909A - 장치 내 기류 검출 수단이 있는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 장치는 장치를 통해 연장되어 있고 장치 내의 기류를 지지하도록 구성되어 있는 공기 경로를 포함하고 있다. 장치는, 공기 경로와 유체 연통하여 배열되어 있고 사용자가 퍼프할 때 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류에 의해 야기되는 소리를 발생시키도록 구성되어 있는 소리 발생 부재를 더 포함하고 있다. 장치는 진동 센서를 포함하는 퍼프 검출기를 더 포함하고 있다. 진동 센서는 공기 경로로부터 유체 분리되고, 소리 발생 부재로부터 진동 센서로 전파되는 소리를 검출하도록 구성되어 있다. 본 발명은 또한 이러한 장치 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.

Description

장치 내 기류 검출 수단이 있는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치

본 발명은 에어로졸을 발생시키기 위한, 특히 에어로졸 형성 기재의 물질을 기류 내로 방출함으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치에 관한 것으로, 여기서 상기 장치는 장치 내의 기류를 검출하기 위한 수단을 포함하고 있다. 본 발명은 또한 이러한 장치 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.

에어로졸 형성 기재의 물질을 기류 내로 방출함으로써 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 사용되는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 일반적으로 종래 기술로부터 공지되어 있다. 예를 들어, 이러한 장치는 가열될 때 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 이러한 장치는, 예컨대 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해, 에어로졸 형성 기재의 입자 또는 액적을 기류 내에 분산시키기 위한 분무기를 포함할 수 있다.

사용자의 경험을 가능한 한 균일하게 유지하기 위해, 사용자가 퍼프할 때, 에어로졸 형성 기재로부터의 물질 방출은 특정 레벨로 유지되어야 한다. 그러나, 물질 방출은 소비 동안, 특히 사용자의 퍼프 동안 시스템을 통해 흡인되는 기류로 인해 가변할 수 있다. 이러한 이유로, 적절한 퍼프 검출은 물질 방출의 정확한 제어를 위해 중요하다. 퍼프 검출은, 예를 들어, 사용자가 퍼프할 때 장치를 통한 기류의 압력 강하를 측정함으로써 실현될 수 있다. 이를 위해, 많은 장치는 퍼프를 취하는 사용자를 나타내는 기류를 직접 검출하기 위해 장치를 통과하는 공기 경로와 직접 유체 연통하는 압력 센서를 포함하고 있다. 그러나, 이러한 배열에서, 센서는 공기 경로 내의 조건, 예를 들어, 에어로졸 형성에서 비롯되는 열 및 수분 효과에 직접 노출된다. 이로 인해, 적절한 기류 검출이 부정적인 영향을 받을 수 있으며, 이는 아마도 결함 또는 심지어 기능하지 않는 퍼프 검출을 초래할 수 있다.

따라서, 이들의 한계를 완화시키면서 종래 기술의 해결책의 장점을 사용하여 퍼프 검출을 위한 수단을 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 사용자의 퍼프를 나타내는 장치를 통한 기류를 검출하기 위한 개선된 수단을 포함하는 전기 작동식 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치, 특히 에어로졸 형성 기재의 물질을 기류 내로 방출함으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 장치는 장치를 통해 연장되어 있고 장치 내의 기류를 지지하도록 구성되어 있는 공기 경로를 포함하고 있다. 장치는, 공기 경로와 유체 연통하여 배열되어 있고 사용자가 퍼프할 때 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류에 의해 야기되는 소리를 발생시키도록 구성되어 있는 소리 발생 부재를 더 포함하고 있다. 또한, 장치는 진동 센서를 포함하는 퍼프 검출기를 포함하고 있다. 진동 센서는 -적어도 장치 내에서- 공기 경로로부터 유체 분리되고, 소리 발생 부재로부터 진동 센서로 전파되는 소리를 검출하도록 구성되어 있다. 따라서, 소리 발생 부재로부터 진동 센서로 전파되는 소리의 검출은 사용자의 퍼프를 나타내는 장치를 통한 기류를 검출하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기류, 특히 기류의 변화가 사용자가 퍼프를 취한다는 것을 나타내는 것은 공기 진동(소리) 또는 전파되는 장치의 적어도 일부분의 진동을 발생시키기 위해 기류를 사용함으로써 신뢰성 있게 검출될 수 있고, 따라서 진동 센서에 의해 원격 검출될 수 있다는 것이 인식되었다. 전파 진동의 원격 검출 가능성으로 인해, 진동 센서는 장치 내의 공기 경로로부터 유체 분리되도록 배열될 수 있다. 유리하게는, 진동 센서의 유체 분리된 배열은 기류 및 퍼프 검출을 오류에 덜 취약하게 하고, 이에 따라 보다 신뢰성 있게 한다. 또한, 소리 발생 부재의 사용은 원격 진동 센서에 전달되는 진동을 발생시킨다는 점에서 공기 경로를 통한 기류의 증폭기로서 작용할 수 있다는 것을 인식하였다.

사용되는 바와 같이, 용어 "소리" 또는 "전파 진동"은 기본적으로 에어로졸 발생 장치의 기체, 유체 또는 고체 매질, 특히 공기 또는 구조적 구성요소(고체 물질)를 통해 전파되는 기계적 음파를 지칭한다. 용어 "음파"는 매질의 단열 압축 및 감압(각각, 장치의 공기 또는 고체 물질)에 의한 에너지 전파의 유형을 지칭한다.

용어 "음파" 또는 "소리"는 청각 지각에 의해, 특히 청력에 의해 인간이 인지할 수 있는/가청할 수 있는 음파 또는 소리에 관한 것일 수 있다. 인간이 들을 수 있는 주파수는 일반적으로 20헤르츠(Hz) 내지 20.000헤르츠(Hz)의 범위 내에 있다. 마찬가지로, 용어 "음파" 또는 "소리"는 인간에 의해 가청 가능한 주파수 스펙트럼을 초과하는 주파수 범위, 특히 20.000헤르츠(Hz) 초과의 주파수 범위 또는 20헤르츠(Hz) 미만의 주파수 범위에서의 음파 또는 소리에 관한 것일 수 있다. 따라서, 용어 "음파" 또는 "소리"는 초음파 또는 소리, 또는 초저주파 또는 소리에 관한 것일 수도 있다.

일반적으로, 소리 발생 부재는 진동 발생 부재를 통과하는 기류에 의해 소리를 발생시키기에 적합한 임의의 기계적 부재일 수 있다. 이러한 정도로, 소리 발생 부재는 또한 기류 구동식 소리 발생 부재로서 표시될 수 있다.

소리를 발생시키기 위해, 소리 발생 부재는 소리 발생 변위 구조물을 통과할 때 기류를 부분적으로 변위시키도록 구성되어 있는 소리 발생 변위 구조물을 포함할 수 있다. 파이프, 휘슬 및 플루트와 같은 변위 에어로폰에서와 같이, 소리 발생 변위 구조물을 통과하는 기류는 기류에서의 진동, 즉 기류의 단열 압축 및 감압이 발생되도록 변위 구조물에 의해 분할되고 변형된다. 통상적으로, 소리 발생 변위 구조물은 하나 이상의 에지, 특히, 소리 발생 변위 구조물을 통과할 때 기류가 만나는 날카로운 에지를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 소리 발생 변위 구조물은: 하나 이상의 홈(groove) 또는 하나 이상의 리지(ridge), 하나 이상의 딤플(dimple), 또는 하나 이상의 돌출부 중 적어도 하나를 포함하고 있다. 공기가 하나 이상의 홈, 딤플, 돌출부 또는 리지를 따라 각각 통과할 때, 하나 이상의 홈, 딤플, 돌출부 또는 리지와 접촉하는 층상 기류는 하나 이상의 홈 또는 리지와의 충돌로 인해 각각 난류 기류로 변환된다. 따라서, 기류의 운동 에너지의 일부, 즉 동적 압력은 정압으로 변환된다. 소리 발생 변위 구조물이 각각 복수의 홈 또는 리지를 포함하는 경우, 기류의 부분 변위는 기류에서 진동, 즉, 소리를 일으키는, 기류 내에 복수의 교번하는 고압 및 저압 영역을 생성한다.

일반적으로, 소리의 주파수 및 진폭은 홈, 딤플, 돌출부 또는 리지의 형상, 높이 또는 깊이 및 주기성에 각각 의존한다. 또한, 소리의 주파수 및 진폭은 진동 발생 변위 구조물을 따라 통과하는 기류의 속도에 의존한다. 따라서, 홈, 딤플, 돌출부 또는 리지의 형상, 높이 또는 깊이, 및 -복수의 홈들, 딤플들, 돌출부들 또는 리지들의 경우- 홈, 딤플, 돌출부 또는 리지의 주기성은 예컨대 특정 주파수(주파수 스펙트럼) 및 진폭을 갖는 진동을 선택적으로 발생시키도록 설계될 수 있다.

하나 이상의 홈, 또는 하나 이상의 리지, 또는 하나 이상의 홈 및 하나 이상의 리지는 기류를 부분적으로 변위하기에 적합한 임의의 종류의 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 홈, 또는 하나 이상의 리지, 또는 하나 이상의 홈 및 하나 이상의 리지는 삼각형 형상, 만곡형, 특히 정현파 형상, 또는 직사각형 형상 중 하나를 포함할 수 있다. 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 홈 또는 리지의 형상은 각각, 하나 이상의 홈 또는 리지의 길이 연장부에 각각 수직인 단면에서 볼 수 있는 바와 같이 하나 이상의 홈 또는 리지의 단면 형상을 지칭한다.

일반적으로, 복수의 홈들 또는 리지들은 소리 발생 변위 구조물을 따라 균일하게 또는 불균일하게 분포될 수 있다. 바람직하게는, 소리 발생 변위 구조물은 주기적 패턴을 포함하고 있다. 즉, 홈 또는 리지 또는 홈 및 리지 모두는 각각 인접한 홈들 또는 리지들의 각 쌍 사이에 일정한 거리를 갖는 주기적 패턴으로 배열되어 있다. 주기적 패턴은 특정, 특히 협대역 주파수 스펙트럼을 갖는 진동의 발생에 관련하여 유리한 것으로 입증된다.

발생될 소리의 주파수에 따라, 주기적 패턴은 밀리미터 당 0.5개의 리지 또는 홈 내지 밀리미터 당 10개의 리지 또는 홈, 특히 밀리미터 당 1개의 리지 또는 홈 내지 밀리미터 당 5개의 리지 또는 홈, 바람직하게는 밀리미터 당 2개의 리지 또는 홈 내지 밀리미터 당 4개의 리지 또는 홈 범위의 주기성을 가질 수 있다. 즉, 주기적 패턴은 0.1mm 내지 2mm, 특히 0.2mm 내지 1mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 0.5mm 범위의 주기 길이를 가질 수 있다. 따라서, 발생 변위 구조물은 0.1mm 내지 2mm, 특히 0.2mm 내지 1mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 0.5mm 범위의 인접한 홈들 또는 리지들의 각 쌍 사이의 거리를 갖는 복수의 리지들 또는 홈들, 또는 복수의 리지들 및 홈들을 포함할 수 있다.

예를 들어, 소리 발생 변위 구조물의 주기적 패턴이 0.25mm의 주기 길이를 갖고, 소리 발생 변위 구조물을 통과하는 기류의 속도가 10m/s인 경우, 약 40킬로헤르츠(kHz)의 주파수를 갖는 소리가 발생될 수 있다.

주기적 패턴은 선형 주기적 패턴일 수 있다. 주기적 패턴은, 복수의 평행한 홈들 또는 리지들의 어레이와 같은, 1차원일 수 있다. 즉, 패턴은 한 방향을 따라서만 주기성을 포함하고 있다. 주기적 패턴은 다차원, 특히 2차원 패턴일 수 있다. 즉, 패턴은 하나 초과의 방향, 특히 2개의 방향을 따른 주기성을 포함하고 있다. 예를 들어, 패턴은 제1 방향을 따른 제1 주기성 및 제2 방향을 따른 제2 주기를 포함할 수 있다. 제1 방향 및 제2 방향은 가로방향, 특히 서로 수직일 수 있다. 예로서, 주기적 패턴은 제1 방향을 따른 제1 주기성을 갖는 복수의 평행한 제1 홈들 또는 제1 리지들의 제1 어레이, 및 제2 방향을 따른 제2 주기성을 갖는 복수의 평행한 제2 홈들 또는 제2 리지들의 제2 어레이를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 주기적 패턴은 십자 패턴 또는 격자 패턴일 수 있다.

주기적 패턴은 비선형 주기적 패턴일 수 있다. 예를 들어, 주기적 패턴은 복수의 만곡된, 특히 링 형상의 홈들 또는 만곡된, 특히 링 형상의 리지들을 포함할 수 있다. 주기적 패턴은 복수의 링 형상의 홈들 또는 복수의 링 형상의 리지들을 형성하는 동심 링 패턴을 포함할 수 있다. 링 패턴 또는 링 형상은 원형, 타원형, 난형, 직사각형, 이차형, 또는 다각형일 수 있다. 대칭적으로, 주기적 링 패턴은 원통형 수용 공동의 원위 말단 표면에서 소리 발생 변위 구조물의 배열과 관련하여 유리한 것으로 입증될 수 있다.

다른 예로서, 주기적 패턴은 나선 형상의 홈 또는 리지로 형성된 나선형 패턴을 포함할 수 있다.

다른 예로서, 주기적 패턴은 벌집 패턴의 윤곽을 형성하는 복수의 홈들 또는 리지들을 포함하는 벌집 패턴을 포함할 수 있다.

소리 발생을 향상시키기 위해, 하나 이상의 홈 또는 하나 이상의 리지 중 적어도 하나의 길이 연장부는 가로 방향, 특히 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류의 방향에 수직일 수 있다.

리지의 높이 또는 홈의 깊이 중 적어도 하나는 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류의 방향으로 소리 발생 변위 구조물을 따라 일정할 수 있다. 대안적으로, 리지의 높이 또는 홈의 깊이 중 적어도 하나는 가변할 수 있으며, 특히 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류의 방향으로 소리 발생 변위 구조물을 따라 증가할 수 있다. 이는, 예를 들어, 특정 흡인 저항(RTD)을 제공하기 위해, 공기 경로의 기하학적 구조 및 치수에 소리 발생을 적응시키는 것을 허용할 수 있다.

바람직하게는, 소리 발생 부재, 특히 소리 발생 변위 구조물은 장치를 통한 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재의 일부이다. 유리하게는, 이는 장치의 제조 및 조립을 단순화할 수 있다. 특히, 장치의 벽면 부재와 일체인 소리 발생 변위 구조물을 갖는 것은 장치의 콤팩트한 설계를 허용한다. 예를 들어, 소리 발생 변위 구조물은 장치를 통한 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 장치의 벽면 부재에 형성된 하나 이상의 홈, 또는 하나 이상의 리지, 또는 하나 이상의 홈 및 하나 이상의 리지를 포함할 수 있다.

마찬가지로, 소리 발생 부재, 특히 소리 발생 변위 구조물은, 장치를 통한 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재로부터 분리되고, 특히 벽면 부재에 부착된 별도의 부재 또는 요소일 수 있다.

소리 발생 변위 구조물은 바람직하게는 강성 구조물이다. 이와 같이, 전체로서의 소리 발생 변위 구조물 또는 임 소리 발생 변위 구조물의 의의 구조적 구성요소는 질량 중심 편향을 경험하지 않는다. 그러나, 이는 소리가 소리 발생 변위 구조물을 통해 전파될 수 있는 것을 배제하지 않는다.

소리 발생 변위 구조물에 대안적으로 또는 추가적으로, 소리 발생 부재는 진동 요소를 통과하는 기류를 주기적으로 차단시키기 위한 적어도 하나의 기류 구동식 진동 요소를 포함할 수 있다. 단속 에어로폰, 특히 오보에 또는 클라리넷과 같은 리드 에어로폰에서와 같이, 기류는, 라멜라 또는 한 쌍의 라멜라와 같은 가요성 진동 요소에 대해 유도되어, 진동 요소가 진동하게 한다. 가요성 진동 요소의 기류 구동 진동으로 인해, 진동 요소를 통과하는 기류가 주기적으로 차단되어 공기가 움직이게 하여 소리를 생성한다.

따라서, 적어도 하나의 진동 요소는 라멜라(lamella) 또는 리드(reed) 또는 한 쌍의 리드 또는 한 쌍의 라멜라를 포함할 수 있다.

마찬가지로, 적어도 하나의 진동 요소는 진동 요소를 통과하는 기류를 주기적으로 차단하기 위한 제한된 이동식 요소를 포함할 수 있다. 자유 이동을 제한하기 위해, 이동식 요소는 완두콩 휘슬의 완두콩처럼 케이지 내에 배열될 수 있다. 마찬가지로, 이동식 요소는 이동식 요소를 스프링 요소의 일 말단에 결합시킴으로써 제한될 수 있으며, 여기서 스프링 요소의 다른 말단은 장치 내에 고정식으로 부착되어 있다.

물론, 소리 발생 부재는 복수의 진동 요소, 예를 들어 복수의 라멜라 또는 리드를 포함하는 것이 가능하다. 복수의 진동 요소를 갖는 것은 유리하게는 발생된 소리의 진폭을 향상시키며, 이는 결국 진동 센서를 향해 소리 전파를 촉진한다.

전술한 바와 같이, 발생된 소리의 진폭 및 주파수/주파수 스펙트럼은 공기 경로 및 소리 발생 부재의 치수 및 구성에 의해 영향을 받을 수 있다. 발생된 소리를 장치의 사용자가 인지할 수 없게 하기 위해, 특히 원하지 않는 노이즈 노출을 피하기 위해, 발생된 소리는 바람직하게는 인간에 의해 가청 가능한 주파수 스펙트럼 밖에 있고, 보다 더 바람직하게는 많은 동물, 특히 개 또는 고양이와 같은 애완동물에 의해 가청 가능한 주파수 스펙트럼 밖에 있다. 따라서, 공기 경로 및 소리 발생 부재는 장치의 사용 시 발생된 소리가 15킬로헤르츠(kHz) 초과, 바람직하게는 20킬로헤르츠(kHz) 초과, 더 바람직하게는 킬로헤르츠(kHz) 초과의 주파수 범위에 있도록 구성될 수 있다.

장치를 통한 공기 경로로부터 -적어도 장치 내에서- 유체 분리된 진동 센서를 갖기 위해, 진동 센서는 장치를 통한 공기 경로로부터 -적어도 장치 내에서- 유체 분리되는 장치의 구획부 내에 배열될 수 있다. 이로 인해, 진동 센서는 공기 경로와 직접 유체 연통하지 않으며, 특히 공기 경로를 통과하는 유체(공기, 에어로졸, 에어로졸 입자)와 직접 접촉하지 않는다. 이는, 진동 센서와 장치를 통한 공기 통로가, 예를 들어 장치를 둘러싸는 주변 공기에 대한 직접 유체 연통을 통해 간접 유체 연통한다는 것을 배제하지 않으며, 이는 결국 장치를 통한 공기 통로와, 예를 들어 장치의 공기 유입구 또는 공기 유출구를 통해 직접 유체 연통할 수 있다. 이러한 구성에서, 진동 센서는 공기 경로를 통과하는 임의의 유체(공기, 에어로졸, 에어로졸 입자)로부터 여전히 충분히 절연되어 있다.

따라서, 공기 경로로부터 유체 분리되는 장치의 구획부는 장치 환경, 특히 장치를 둘러싸는 주변 공기와 유체 연통할 수 있다.

대안적으로, 장치를 통해 공기 경로로부터 유체 분리된 장치의 구획부는 또한 장치 환경, 특히 장치를 둘러싸는 주변 공기로부터 유체 밀봉될 수 있다.

진동 센서는 장치를 통해 공기 경로로부터 유체 분리되지만, 소리 발생 부재에서 발생된 소리는 상이한 매질을 통해 소리 발생 부재로부터 진동 센서를 향해 쉽게 전파될 수 있다. 즉, 소리는 장치 내의 공기를 통해, 장치를 둘러싸는 주변 공기를 통해 그리고 예를 들어, 장치의 벽면 부재, 예를 들어 공기 경로의 적어도 일부를 정의하는 벽면 부재 또는 공기 경로로부터 전술한 구획부를 분리하는 벽면 부재와 같은, 장치의 고체 물질을 통해 전파될 수 있다. 상이한 매질의 소리 전파 특성에 따라 그리고 장치의 물리적 구조 및 치수에 따라, 소리는 소리 발생 부재로부터 진동 센서를 향해 바로 전파될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 소리는 장치 환경을 통해 소리 발생 부재로부터 진동 센서로 전파될 수 있다. 즉, 소리는 진동 센서에 도달하기 전에 장치로부터 적어도 부분적으로 빠져나와 장치 내로 재진입할 수 있다.

진동 센서는, 진동 센서 내로의 소리 전달이 진동 센서의 적어도 일부분을 둘러싸는 공기로부터 일어나도록 장치 내에 배열될 수 있다. 따라서, 진동 센서는, 예컨대 유체, 특히 공기에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 장치 내에 배열될 수 있다.

마찬가지로, 진동 센서는 진동 센서 내로의 소리의 전달이 진동 센서가 접촉하는 장치 구성요소의 고체 물질로부터 일어나도록 장치 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 진동 센서는 장치의 벽면 부재, 예컨대 센서를 공기 경로로부터 유체 분리하는 장치의 벽면 부재와 같은, 장치의 벽면 부재에 배열될 수 있다. 특히, 진동 센서는, 특히 장치를 통한 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재의 측면에 대향하는 벽면 부재의 측면 상에 배열될 수 있다.

진동 센서는 전기-음향 변환기를 포함할 수 있다. 전기-음향 변환기는 음향 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성된 장치이다. 진동 센서 내로의 소리 전달의 성질에 따라, 진동 센서는, 예를 들어 마이크로폰, 가속도계, 변형계 또는 압전 음향 변환기 또는 자기 음향 변환기를 포함할 수 있다.

압전 음향 변환기는 압전 효과를 사용하여 소리에 의해 야기되는 압력, 가속도, 변형 또는 힘의 변화를 측정하고, 측정된 변화를 전기 신호로 변환함으로써 소리를 검출하는 장치이다. 마찬가지로, 자기 음향 변환기는 전자기 유도를 사용하여 소리에 의해 야기된 압력, 가속도, 변형또는 힘의 변화를 측정하고, 측정된 변화를 전기 신호로 변환함으로써 소리를 검출하는 장치이다.

마찬가지로, 가속도계 또는 변형계는 이들 종류의 센서로의 소리 결합에 의해 야기되는 동적 하중에 노출되는 구조물의 움직임 및 진동을 측정하는데 사용될 수 있다. 변형계는 인가된 힘에 따라 저항이 가변하는 센서이다. 이는 힘, 압력, 장력을 측정될 수 있는 전기 저항의 변화로 변환한다. 가속도계는, 공기 압력에서의 발진에 또는 감지 질량이 기계적으로 결합되는 고체 몸체에서의 진동/음향에 반응하는 멤브레인과 같은 감지 질량의 적절한 가속도를 측정한다.

마이크로폰은 음향 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전자기 유도를 사용하는 전자기 마이크로폰(동적 또는 이동 코일 마이크로폰으로도 알려짐)일 수 있다. 전자기 마이크로폰은 견고하고, 비교적 저렴하며, 내습성이다. 전자기 마이크로폰은 확성기에서와 동일한 동적 원리를 사용하지만, 반대만 사용한다. 영구 자석의 자기장에 위치된, 작은 이동식 유도 코일이 다이어프램에 부착되어 있다. 소리가 마이크로폰에 들어가면, 음파는 다이어프램을 이동시킨다. 다이어프램이 진동할 때, 코일은 자기장 내에서 이동하여, 전자기 유도를 통해 코일 내에 가변 전류를 생성한다. 이러한 유형의 마이크로폰은 또한 자기 음향 변환기로서 표시될 수 있거나 자기 음향 변환기의 특정 예일 수 있다.

마이크로폰은 콘덴서 마이크로폰, 일렉트릿 마이크로폰, 또는 압전 마이크로폰과 같은 정전형 마이크로폰일 수 있다. 후자는 또한 압전 음향 변환기로서 표시될 수 있거나, 압전 음향 변환기의 특정 예일 수 있으며, 그 세부 사항은 후술된다.

마이크로폰은 광섬유 마이크로폰일 수 있다. 광섬유 마이크로폰은 광섬유를 통과하는 광의 강도 변화를 감지함으로써 음파를 전기 신호로 변환한다. 작동 중에, 레이저 광원으로부터의 광은 광섬유를 통해 이동하여 반사 다이어프램의 표면을 비추게 된다. 다이어프램의 소리 진동은 특정 방향으로 다이어프램으로부터 반사되는 광의 강도를 조절한다. 조절된 광은 제2 광섬유를 통해 광 검출기로 전송되고, 광 검출기는 강도 조절된 광을 전기 신호로 변환한다. 광섬유 마이크로폰은 높은 동적 및 주파수 범위를 갖는다. 유리하게는, 광섬유 마이크로폰은 전기, 자기 또는 정전기 필드를 방해하지 않는다. 따라서, 광섬유 마이크로폰은 전기 작동식 에어로졸 발생 장치, 특히 유도 가열식 에어로졸 발생 장치와 관련하여 사용하기에 이상적이다.

장치는 장치를 통한 공기 경로를 포함하는 장치 하우징을 포함할 수 있다. 장치 하우징은 공기 경로를 통해 기류 내로 방출될 물질을 포함하는 에어로졸 형성 기재를 수용하도록 구성될 수 있다.

일반적으로, 에어로졸 발생 장치는 공기가 장치를 통해 공기 경로에 진입할 수 있는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 이와 같이, 공기 유입구는 장치를 통해 공기 경로의 시작 지점으로서 간주될 수 있다. 마찬가지로, 에어로졸 발생 장치는 공기가 장치를 통해 공기 경로를 떠날 수 있는 적어도 하나의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 이와 같이, 공기 유출구는 장치를 통해 공기 경로의 종료 지점으로서 간주될 수 있다. 공기 유출구는, 예를 들어 장치의 마우스피스부에 제공될 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재 또는 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 제거 가능하게 수용하기 위한 수용 공동을 포함할 수 있다.

수용 공동은 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품이 수용 공동 내에 삽입될 수 있는 삽입 개구부를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품이 삽입되는 방향은 삽입 방향으로 표시되어 있다. 바람직하게는, 삽입 방향은 수용 공동의 길이 축, 특히 중심 축의 연장부에 대응한다.

수용 공동 내로 삽입 시, 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분은 삽입 개구부를 통해 외측으로 여전히 연장될 수 있다. 외측으로 연장되는 부분은 바람직하게는 사용자와의 상호작용을 위해, 특히 사용자의 입 안으로 취해지기 위해 제공된다. 따라서, 장치의 사용 동안, 삽입 개구부는 사용자의 입에 가까울 수 있다.

따라서, 본원에서 사용되는 바와 같이, 삽입 개구부에 가까운 섹션 또는 장치의 사용 시 사용자의 입에 가까운 섹션은 각각 일반적으로 접두사 "근위"로 표시되어 있다. 더 멀리 배열되어 있는 섹션은 접두사 "원위"로 표시되어 있다.

이러한 관례와 관련하여, 수용 공동은 에어로졸 발생 장치의 근위 부분 내에 배열되거나 위치될 수 있다. 삽입 개구부는 에어로졸 발생 장치의 근위 말단에, 특히 수용 공동의 근위 말단에 배열되거나 위치될 수 있다.

장치를 통한 공기 경로는 수용 공동의 적어도 일부분을 정의하는 벽면을 통해 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 이러한 구성은, 예를 들어 WO 2013/102609 A2에 기술되어 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 장치를 통한 공기 경로는 수용 공동의 내부 표면을 따라 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 이를 위해, 수용 공동은 수용 공동의 내부로 연장되는 복수의 돌출부들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 돌출부들은 기류 통로 또는 장치를 통한 기류 통로의 적어도 일부분이 이웃 돌출부들 사이에 형성되도록, 즉 이웃 돌출부들 사이의 간극(자유 공간)에 의해 형성되도록 서로 이격되어 있다. 게다가, 복수의 돌출부들은 수용 공동 내에 기재 또는 물품을 보유하기 위해 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분과 접촉하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성의 예는 WO 2018/050735 A1에 기술되어 있다.

이러한 구성과 관련하여, 장치의 공기 유입구는 바람직하게는 기재 또는 물품을 공동 내로 삽입하는 데 사용되는 수용 공동의 삽입 개구부에서 실현된다. 기재 또는 물품이 공동 내에 수용될 때, 공기는 삽입 개구부의 림에서 수용 공동 내로 흡인되고, 그리고 더 나아가 수용 공동의 내부 표면과 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품의 외주 사이에 형성된 공기 경로의 그 부분을 통해 흡인될 수 있다.

바람직하게는, 공기 경로의 일부분은 에어로졸 형성 기재 또는 물품을 통해 연장되어 있다. 그로부터, 공기 통로는 사용자의 입 안으로 직접 통과할 수 있다. 대안적으로, 공기 경로는, 마우스피스부 내의 공기 유출구를 떠나는 장치의 마우스피스부를 통해 연장될 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 수용 공동 내에, 특히 수용 공동의 원위 말단에 배열된 하나 이상의 말단 정지부를 포함할 수 있다. 하나 이상의 말단 정지부는, 바람직하게는 수용 공동 내로의 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품의 삽입 깊이를 제한하도록 구성되어 있다. 특히, 하나 이상의 말단 정지부는 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품이 수용 공동의 근위 말단에서 수용 공동의 삽입 개구부와 대향하는 수용 공동의 원위 말단 표면과 접경하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 말단 정지부는, 유리하게는 수용 공동의 원위 부분 내에 자유 공간을 제공하여 기재 또는 물품이 수용 공동 내에 수용될 때 수용 공동의 원위 말단과 에어로졸 발생 물품의 원위 말단 사이의 자유 기류를 허용한다. 하나 이상의 말단 정지부는 물품이 수용 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품, 특히 에어로졸 발생 물품의 원위 말단이 접할 수 있는 접촉 표면을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 수용 공동 내에, 특히 수용 공동의 원위 말단에 배열되는 복수의 별도의 말단 정지부, 예를 들어 3개의 말단 정지부를 포함할 수 있다.

복수의 말단 정지부는 수용 공동의 길이 축, 특히 중심 축 주위에 대칭적으로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 복수의 말단 정지부들은 수용 공동의 길이 축, 특히 중심 축 주위에 동등하게 이격되어 배열될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 말단 정지부 및 수용 공동 내에 수용된 물품 주위의 자유 기류를 가능하게 한다.

일반적으로, 수용 공동은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 특히, 수용 공동의 형상은 그 안에 수용될 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품의 형상에 대응할 수 있다. 바람직하게는, 수용 공동은 실질적으로 원추형 또는 실질적으로 절두 원추형 형상에 대해 실질적으로 원통형 형상 또는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다.

마찬가지로, 수용 공동은 수용 공동의 길이 축에 수직이거나 물품의 삽입 방향에 수직인 평면에서 보이는 바와 같이 임의의 적합한 단면을 가질 수 있다. 특히, 수용 공동의 단면은 그 안에 수용될 에어로졸 발생 물품의 형상에 대응할 수 있다. 바람직하게는, 수용 공동은 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 대안적으로, 수용 공동은 실질적으로 타원형 단면 또는 실질적으로 난형 단면 또는 실질적으로 정사각형 단면 또는 실질적으로 직사각형 단면 또는 실질적으로 삼각형 단면 또는 실질적으로 다각형 단면을 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전술한 형상 및 단면은, 바람직하게는 임의의 돌출부를 고려하지 않고 수용 공동의 형상 또는 단면을 지칭한다.

수용 공동은 수용 공동 모듈로서, 특히, 관형 슬리브로서 형성될 수 있으며, 이는 에어로졸 발생 장치의 본체 내로 삽입될 수 있다. 유리하게는, 이는 에어로졸 발생 장치의 모듈형 조립체를 허용한다.

대안적으로, 수용 공동의 적어도 일부는 본체와 일체로 형성될 수 있다. 본체의 일부로서 수용 공동의 적어도 일부를 제공함으로써, 에어로졸 발생 장치를 구축하는 데 필요한 부분의 양이 감소될 수 있다.

소리 발생 부재는 수용 공동의 원위 말단 부분에, 특히 수용 공동의 원위 말단 표면 상에 위치될 수 있다. 수용 공동의 원위 말단 표면은 수용 공동을 장치의 다른 부분, 특히 진동 센서 및/또는 전자 부품(전기 회로, 컨트롤러, 전력 공급부)을 포함하는 장치의 일부분으로부터 분리하는 벽면 부재에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 진동 센서는 수용 공동의 원위 말단 표면을 정의하는 벽면 부재의 측면과 대향하는 이러한 벽면 부재의 측면에 배열되어 있다.

진동 센서에 더하여, 퍼프 검출기는 진동 센서의 출력 신호를 소리를 나타내는 신호로 변환하기 위한 전기 회로를 더 포함할 수 있다. 전기 회로는 전류-전압 변환용 트랜스임피던스 증폭기, 반전 신호 증폭기, 차동-단일단 변환기, 아날로그-디지털 변환기 및 마이크로컨트롤러 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

퍼프 검출기 또는 전기 회로는 진동 센서의 출력 신호를 필터링하기 위한 하나 이상의 전자 필터를 더 포함할 수 있다. 유리하게는, 필터링은 상이한 유형의 노이즈, 특히 진동 센서에 의해 검출된 기생 노이즈의 감소를 허용할 수 있다.

일반적으로, 에어로졸 발생, 특히 에어로졸 형성 기재로부터 장치를 통한 기류 내로의 물질 방출은 위에서 더 설명된 바와 같이 상이한 방식으로 실현될 수 있다.

예를 들어, 장치는, 예컨대 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 형성 기재의 입자 또는 액적을 기류 내에 분산시키기 위한 분무기를 포함할 수 있다. 분무기는 초음파 분무기일 수 있다.

대안적으로, 에어로졸 발생 장치는, 가열되고 기류 내로 방출될 때 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 장치의 전기 히터는 유도성 히터일 수 있다. 유도성 히터는 장치 내, 특히 전술한 바와 같은 장치의 수용 공동 내에 교번, 특히 고주파 전자기장을 발생시키도록 구성되어 있는 인덕터를 포함하는 유도원을 포함할 수 있다. 교번, 특히 고주파 전자기장은 500 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5 MHz 내지 15 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 10 MHz의 범위일 수 있다. 교번 전자기장은 가열될 에어로졸 형성 기재와 열적으로 접촉하거나 열적으로 근접한 서셉터를 유도 가열하는 데 사용된다. 인덕터는, 예컨대 장치의 사용 시 서셉터 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 인덕터는 수용 공동의 측벽 내에 배열된 인덕터 코일, 예를 들어 헬리컬 코일일 수 있다. 예를 들어, 인덕터는, 예컨대 수용 공동의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배열될 수 있다.

대안적으로, 히터는 저항성 가열 요소를 포함하는 저항성 히터일 수 있다. 가열 저항성 요소는 저항성 가열 요소의 내재 옴 저항 또는 저항 부하로 인해 전류가 통과될 때 가열되도록 구성된다. 저항성 가열 요소는 저항 가열 와이어, 저항 가열 트랙, 저항 가열 그리드 또는 저항 가열 메시 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치의 사용 시, 저항성 가열 요소는 가열될 에어로졸 형성 기재와 열적으로 접촉하거나 이에 열적으로 근접한다.

에어로졸 발생 장치는 진동 센서에 의해 제공되는 신호에 기초하여, 특히 장치의 공기 통로를 통해 기류를 나타내는 퍼프 검출기에 의해 제공되는 신호에 기초하여, 사용자의 퍼프를 결정하기 위해 퍼프 검출기와 작동 가능하게 결합된 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

컨트롤러는 에어로졸 발생 장치의 전체 작동, 특히 가열 공정을 제어하도록 더 구성될 수 있다. n개의 기류를 나타내는 신호에 기초하여, 컨트롤러는 특히 에어로졸 형성 기재로부터 기류 내로의 물질 방출을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함하는 경우, 컨트롤러는 히터에 작동 가능하게 결합될 수 있고, 사용자가 퍼프할 때 특정 수준으로 가열 온도를 유지하기 위해 가열 공정을 제어하도록 구성될 수 있다.

컨트롤러 및 퍼프 검출기의 적어도 일부는 에어로졸 발생 장치의 전체 전기 회로의 일체형 부분일 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 전력 공급부, 바람직하게는 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리를 포함할 수 있다. 대안으로서, 전력 공급부는 커패시터와 같은 전하 저장 장치의 다른 형태일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 요구할 수 있고 하나 이상의 사용자 경험을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 전력 공급부는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 여러 배의 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전력 공급부는 미리 결정된 수의 퍼프 또는 가열 장치의 개별 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 그리고 본원에서 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 시스템은 장치에 의해 가열될 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 더 포함하며, 물품의 적어도 일부분은 장치에, 특히 장치의 수용 공동 내에 제거 가능하게 수용 가능하거나 제거 가능하게 수용된다.

에어로졸 발생 물품은 특히 단일 사용을 위해 의도된 소모품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 담배 물품일 수 있다. 특히, 물품은 종래의 궐련과 유사할 수 있는, 로드 형상 물품, 바람직하게는 원통형 로드 형상 물품일 수 있다.

물품은 다음 요소, 필터 요소, 냉각 요소, 제1 지지 요소, 기재 요소 및 선택적인 제2 지지 요소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 적어도 제1 지지 요소, 제2 지지 요소, 및 제1 지지 요소와 제2 지지 요소 사이에 위치된 기재 요소를 포함하고 있다.

전술한 요소 모두는 전술한 순서로 물품의 길이 축을 따라 순차적으로 배열될 수 있으며, 여기서 제1 지지 요소는, 바람직하게는 물품의 원위 말단에 배열되고, 필터 요소는, 바람직하게는 물품의 근위 말단에 배열된다. 전술한 요소 각각은 실질적으로 원통형일 수 있다. 특히, 모든 요소는 동일한 외부 단면 형상을 가질 수 있다. 게다가, 요소는 예컨대 요소를 함께 유지하고 로드 형상 물품의 원하는 단면 형상을 유지하도록 외부 래퍼에 의해 둘러싸일 수 있다. 바람직하게는, 래퍼는 종이로 제조된다.

에어로졸 발생 시스템을 유도 가열하는 경우, 물품은 서셉터를 더 포함할 수 있다. 서셉터는, 물품이 장치의 공동 내에 수용될 때 사용 시 서셉터가 유도 가열 배열에 의해 유도 가열 가능하도록 에어로졸 형성 기재와 열적으로 근접하거나 열적으로 접촉하여 위치되어 있다. 예를 들어, 서셉터는 서셉터 스트립 또는 서셉터 블레이드 또는 서셉터 튜브 또는 서셉터 슬리브일 수 있다. 서셉터는 기재 요소의 일부일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "서셉터"는 교번 자기장을 받을 때 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 요소를 지칭한다. 이는 서셉터 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 히스테리시스 손실 및/또는 와전류의 결과일 수 있다. 히스테리시스 손실은 교번 전자기장의 영향 하에 스위칭되는 재료 내의 자기 도메인으로 인해 강자성 또는 페리자성 서셉터에서 발생한다. 와전류는 서셉터가 전기 전도성인 경우에 유도될 수 있다. 전기 전도성 강자성 또는 페리자성 서셉터의 경우, 와전류 및 히스테리시스 손실 둘 모두로 인해 열이 발생될 수 있다.

제1 지지 요소 및 제2 지지 요소 중 적어도 하나는 중앙 공기 통로를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 지지 요소 및 제2 지지 요소 중 적어도 하나는 중공형 셀룰로스 아세테이트 튜브를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 지지 요소는 기재 요소의 원위 전방 말단을 커버하고 보호하는 데 사용될 수 있다.

에어로졸 냉각 요소는 큰 표면적 및 낮은 흡인 저항, 예를 들어 15　mmWG 내지 20 mmWG를 갖는 요소이다. 사용 시, 기재 요소로부터 방출된 휘발성 화합물에 의해 형성되는 에어로졸은 에어로졸 발생 물품의 근위 말단으로 전달되기 전에 에어로졸의 형성 및 냉각을 허용하는 에어로졸 냉각 요소를 통해 흡인된다.

필터 요소는, 바람직하게는 마우스피스, 또는 에어로졸 냉각 요소와 함께 마우스피스의 일부의 역할을 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마우스피스"는 에어로졸이 에어로졸 발생 물품을 빠져나가는 물품의 일부분을 지칭한다.

마찬가지로, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 발생시키기 위해 기류 내에 분산될 에어로졸 형성 분말(에어로졸 형성 기재로서)을 함유하는 캡슐일 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템 및 에어로졸 발생 물품의 추가 특징 및 장점은 에어로졸 발생 장치와 관련하여 이미 전술되었고 동등하게 적용된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다.

특히, 에어로졸 형성 기재는 가열될 때 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재일 수 있다. 이러한 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도된다. 에어로졸 형성 기재는 고체 에어로졸 형성 기재 또는 액체 에어로졸 형성 기재 또는 겔형 에어로졸 형성 기재, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 즉, 에어로졸 형성 기재는 예를 들어, 고체 및 액체 성분 모두를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 에어로졸 형성 기재는 또한 니코틴 또는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 또한 페이스트형 재료, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 다공성 재료의 향낭, 또는, 예를 들어 글리세린과 같은 일반적인 에어로졸 형성제를 포함할 수 있는, 겔화제 또는 점착제와 혼합되고, 플러그로 압축 또는 몰딩되는 말아피는 담배(loose tobacco)일 수 있다.

마찬가지로, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 분말일 수 있다. 에어로졸 형성 분말은 니코틴 분말을 포함할 수 있다. 용어 "니코틴"은 니코틴, 및 니코틴 염과 같은 니코틴 유도체를 의미한다. 따라서, 니코틴 분말은 니코틴염 또는 니코틴염 수화물일 수 있다. 적합한 니코틴염 또는 니코틴염 수화물은, 예를 들면 니코틴 타르타르산염(nicotine tartrate), 니코틴 아스파르트산염(nicotine aspartate), 니코틴 락트산염(nicotine lactate), 니코틴 글루탐산염(nicotine glutamate), 니코틴 중수석산염(nicotine bitartrate), 니코틴 살리실산염(nicotine salicylate), 니코틴 푸마르산염(nicotine fumarate), 니코틴 모노-피루빈산염(nicotine mono-pyruvate), 니코틴 염산염(nicotine hydrochloride), 및 이들의 조합을 포함하고 있다.

니코틴 분말은 사용자에게 니코틴의 폐 전달을 위한 임의의 적합한 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 특히, 적어도 약 90 중량 퍼센트(wt%)의 니코틴 분말은 약 10㎛ 이하, 바람직하게는 약 7㎛ 이하의 입자 크기를 가질 수 있다. 니코틴 분말은 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10㎛, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 7㎛, 특히 바람직하게는 약 2 내지 약 6㎛ 범위의 평균 직경을 갖는다.

니코틴 분말 입자는, 니코틴염 입자가 코팅될 수 있는 것과 같이, 표면 개질 될 수 있다. 바람직한 코팅 재료는 L-류신이다. 특히 적합한 니코틴 분말 입자는 L-류신 코팅 니코틴 중수석산염, L-류신 코팅 니코틴 글루탐산염 및 L-류신 코팅 아스파르트산염을 포함하고 있다.

캡슐에는, 바람직하게는 약 5 내지 약 20 mg의 니코틴 분말, 특히 약 10 mg의 니코틴 분말이 담긴다. 바람직하게는, 캡슐에는 사용자가 약 10회 내지 약 30회의 퍼프를 하기에 충분한 양의 니코틴 분말이 담긴다.

본원에서 기술된 니코틴 분말은 바람직하게는 담체가 없다. 담체가 없는 것은, 통상적인 흡연 체제 흡입 또는 기류 속도와 유사한 흡입 또는 기류 속도로 니코틴 분말이 흡입될 수 있고 사용자의 폐에 전달될 수 있게 한다. 추가적으로, 니코틴 분말은 담체가 없기 때문에, 흡입기의 기류 경로는 단순한 형상이나 단순한 구성을 가질 수 있다.

그럼에도 불구하고, 에어로졸 형성 분말은 활성 입자의 유동화를 증가시키고 제제 내 희석제 또는 벌크제로서 작용함으로써 투여량 균일성을 개선시키는 역할을 하는 캐리어 입자를 추가로 함유할 수 있다.

니코틴 분말에 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 분말은, 활성 약제학적 재료와 같은 또 다른 활성제 또는 성분을 포함할 수도 있다. 이 활성제 또는 성분은 동일한 캡슐 내에서 블렌딩 될 수 있다. 제2 활성제 또는 성분은 본원에 설명된 니코틴 분말과 유사한 평균 직경 크기 범위를 가질 수 있다.

아래에 비제한적인 실시예의 비-포괄적인 목록이 제공되어 있다. 이들 실시예의 임의의 하나 이상의 특징부는 본원에 설명된 다른 실시예, 구현예, 또는 측면의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.

실시예 Ex1: 에어로졸 형성 기재의 물질을 기류 내로 방출함으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치로서, 상기 장치는:

상기 장치를 통해 연장되어 있고 상기 장치 내의 기류를 지지하도록 구성되어 있는 공기 경로;

상기 공기 경로와 유체 연통하여 배열되어 있고, 사용자가 퍼프할 때 상기 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류에 의해 야기되는 소리를 발생시키도록 구성되어 있는 소리 발생 부재; 및

진동 센서를 포함하는 퍼프 검출기를 포함하고, 여기서 상기 진동 센서는 상기 공기 경로로부터 유체 분리되고, 상기 소리 발생 부재로부터 상기 진동 센서로 전파되는 소리를 검출하도록 구성됨으로써, 상기 장치를 통한 기류가 사용자의 퍼프를 나타내는 것을 검출할 수 있게 하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex2: 실시예 Ex 1에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 소리 발생 변위 구조물을 통과할 때 상기 기류를 적어도 부분적으로 변위시키기 위한 소리 발생 변위 구조물을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex3: 실시예 Ex2에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 하나 이상의 홈 또는 하나 이상의 리지, 하나 이상의 딤플, 또는 하나 이상의 돌출부 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex4: 실시예 Ex3에 있어서, 상기 하나 이상의 홈의 길이 연장부, 또는 상기 하나 이상의 리지의 길이 연장부, 또는 상기 하나 이상의 홈의 길이 연장부 및 상기 하나 이상의 리지의 길이 연장부는, 가로 방향, 특히 상기 장치의 사용 시 상기 소리 발생 부재를 통과하는 기류의 방향에 수직인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex5: 실시예 Ex3 내지 Ex4 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 홈, 또는 상기 하나 이상의 리지, 또는 상기 하나 이상의 홈 및 상기 하나 이상의 리지는 삼각형 형상, 정현파 형상, 또는 직사각형 형상 중 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex6: 실시예 Ex3 내지 Ex5 중 어느 하나에 있어서, 상기 리지의 높이 또는 홈의 깊이 중 적어도 하나는 가변하며, 특히 상기 장치의 사용 시 상기 소리 발생 부재를 통과하는 상기 기류의 방향으로 상기 소리 발생 변위 구조물을 따라 증가하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex7: 실시예 Ex3 내지 Ex6 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 홈, 리지, 딤플 또는 돌출부는 상기 공기 통로를 따라 균일하게 또는 불균일하게 분포되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex8: 실시예 Ex1 내지 Ex7 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 부재, 특히 상기 소리 발생 변위 구조물은 장치를 통한 상기 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재의 일부이거나 벽면 부재와 일체인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex9: 실시예 Ex2 내지 Ex8 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 주기적 패턴을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex10: 실시예 Ex9에 있어서, 상기 주기적 패턴은 0.1mm 내지 2mm, 특히 0.2mm 내지 1mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 0.5mm 범위의 주기 길이를 갖는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex11: 실시예 Ex8 내지 Ex10 중 어느 하나에 있어서, 주기적 패턴은 선형 주기적 패턴 또는 비선형 주기적 패턴인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex12: 실시예 Ex8 내지 Ex11 중 어느 하나에 있어서, 주기적 패턴은 1차원 주기적 패턴, 특히 복수의 평행한 홈들 또는 리지들의 어레이인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex13: 실시예 Ex8 내지 Ex11 중 어느 하나에 있어서, 상기 주기적 패턴은 제1 방향을 따라 제1 주기성을 갖는 복수의 평행한 제1 홈들 또는 제1 리지들의 제1 어레이, 및 제2 방향을 따라 제2 주기성을 갖는 복수의 평행한 제2 홈들 또는 제2 리지들의 제2 어레이를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex14: 실시예 Ex 13에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 가로방향, 특히 서로 수직인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex15: 실시예 Ex8 내지 Ex10 중 어느 하나에 있어서, 상기 주기적 패턴은 하나 이상의 만곡된, 특히 링 형상의 홈 또는 하나 이상의 만곡된, 특히 링 형상의 리지 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex16: 실시예 Ex8 내지 Ex10 중 어느 하나에 있어서, 상기 주기적 패턴은 복수의 링 형상의 홈들 또는 복수의 링 형상의 리지들이 형성된 동심 링 패턴을 포함하는, 에어로졸 발생 장치

실시예 Ex17: 실시예 Ex8 내지 Ex10 중 어느 하나에 있어서, 상기 주기적 패턴은 나선 형상의 홈 또는 리지가 형성된 나선형 패턴을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex18: 실시예 Ex3 내지 Ex10 중 어느 하나에 있어서, 상기 주기적 패턴은 벌집 패턴의 윤곽을 형성하는 복수의 홈들 또는 리지들을 포함하는 벌집 패턴을 포함할 수 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex19: 실시예 Ex2 내지 Ex18 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 강성 구조물인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex20: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 부재, 특히 상기 사운드 발생 변위 구조물은 상기 장치를 통한 상기 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재에서 분리된, 특히 벽면 부재에 부착된 별도의 부재 또는 요소인, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex21: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 상기 진동 요소를 통과하는 기류를 주기적으로 차단하도록 구성된 적어도 하나의 기류 구동식 진동 요소를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex22: 실시예 Ex21에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 요소는 리드 또는 라멜라 또는 한 쌍의 리드 또는 한 쌍의 라멜라를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex23: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 경로 및 상기 소리 발생 부재는, 상기 장치의 사용 시 발생된 소리가 15킬로헤르츠(kHz) 초과, 바람직하게는 20킬로헤르츠(kHz), 보다 바람직하게는 킬로헤르츠(kHz) 초과의 주파수 범위에 있도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex24: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진동 센서는 상기 장치를 통해 상기 공기 경로로부터 유체 분리되는 상기 장치의 구획부 내에 배열되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex25: 실시예 Ex 24에 있어서, 상기 공기 경로로부터 유체 분리되는, 상기 장치의 상기 구획부는 상기 장치 환경과 유체 연통하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex26: 실시예 Ex 24에 있어서, 상기 공기 경로로부터 유체 분리되는, 상기 장치의 상기 구획부는 상기 장치 환경으로부터, 특히 상기 장치를 둘러싸는 주변 공기로부터 유체 밀봉되는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex27: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진동 센서는 마이크로폰, 가속도계, 변형계 또는 압전 변환기 또는 자기 음향 변환기를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex28: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 진동 센서는 상기 장치를 통한 상기 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 상기 벽면 부재의 측면에 대향하는 벽면 부재의 측면에 배열되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex29: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 장치는 에어로졸 형성 기재 또는 상기 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 제거 가능하게 수용하기 위한 수용 공동을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.

실시예 Ex30: 실시예 Ex29에 있어서, 상기 수용 공동은 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품이 상기 수용 공동 내에 삽입될 수 있는 삽입 개구부를 포함할 수 있는, 에어로졸 발생 장치

실시예 Ex31: 실시예 Ex29 내지 Ex30 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 경로는 상기 수용 공동의 내부 표면을 따라 및/또는 상기 수용 공동의 적어도 일부분을 정의하는 벽면을 통해 적어도 부분적으로 연장되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex32: 실시예 Ex29 내지 Ex31 중 어느 하나에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 상기 수용 공동의 원위 말단부, 특히 상기 수용 공동의 원위 말단 표면 상에 위치되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex33: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 퍼프 검출기는 상기 진동 센서의 출력 신호를 필터링하기 위한 하나 이상의 전자 필터를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex34: 전술한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 예컨대 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 형성 기재의 입자 또는 액적을 기류 내에 분산시키기 위한 분무기를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex35: 실시예 Ex1 내지 Ex33 중 어느 하나에 있어서, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex36: 실시예 Ex35에 있어서, 전기 히터는 유도성 히터 또는 저항성 히터를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예 Ex37: 실시예 Ex35에 있어서, 상기 유도성 히터는 장치 내에, 특히 상기 장치의 수용 공동 내에 교번 자기장을 발생시키기 위한 인덕터, 특히 유도 코일을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.

실시예들 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 물품의 적어도 일부분은 상기 장치, 특히 상기 장치의 수용 공동 내에 제거 가능하게 수용 가능하거나 또는 제거 가능하게 수용된, 에어로졸 발생 시스템.

본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 더욱 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 제1 예시적인 구현예를 단면도로 개략적으로 도시하고;
도 2는 도 1에 따른 에어로졸 발생 장치의 세부사항을 보여주고 있고;
도 3은 도 1에 따른 에어로졸 발생 장치의 소리 발생 부재의 추가 세부사항을 보여주고 있고;
도 4는 도 1에 따른 에어로졸 발생 장치의 소리 발생 부재의 세부사항을 보여주고 있고; 그리고
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 제2 예시적인 구현예를 단면도로 개략적으로 보여주고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)의 제1 예시적인 구현예를 개략적으로 도시한다. 시스템(1)은 2개의 주요 구성요소들: 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(100) 및 장치(100)와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(190)을 포함하고 있다. 장치(100)는 물품(190) 내에 포함된 에어로졸 형성 기재(191)를 가열하도록 구성되어 있다. 기재(191)는, 가열되고 사용시 시스템(1)을 통과하는 기류 내로 방출될 때, 흡입 가능한 에어로졸을 형성하는 휘발성 화합물을 방출할 수 있다.

에어로졸 발생 장치(100)는 세장형 형상을 가지며, 원위 부분(101) 및 근위 부분(102)을 포함하고 있다. 근위 부분(102) 내에서, 장치(100)는 에어로졸 발생 물품(190)의 적어도 일부분을 수용하기 위해 장치 하우징(110)에 형성된 수용 공동(120)을 포함하고 있다. 원위 부분(101) 내에서, 장치(100)는 에어로졸 발생 장치(100)에 전력을 공급하고 에어로졸 발생 장치의 작동을 제어하기 위한 전자기기, 특히 전력 공급원(150) 및 컨트롤러(152)를 포함하는 전기 회로(151)를 포함하고 있다.

물품(190)은 종래의 궐련의 형상과 유사한 로드 형상을 갖는다. 본 구현예에서, 물품(190)은 동축 정렬로 차례로 연속적으로 배열된 네 개의 요소를 포함하고 있다: 기재 요소(192), 지지 요소(193), 에어로졸 냉각 요소(194), 및 필터 플러그(195). 기재 요소(192)는 물품(190)의 원위 말단에 배열되어 있고, 가열될 에어로졸 형성 기재(191)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(191)는, 예를 들어, 에어로졸 형성제로서 글리세린을 함유하는 균질화 담배 물질의 권축 시트를 포함할 수 있다. 지지 요소(193)는 중앙 공기 통로를 형성하는 중공 코어를 포함하고 있다. 냉각 요소(194)는 넓은 표면적 및 낮은 흡인 저항을 가지며, 이는 기재 요소(192)로부터 방출된 휘발성 화합물에 의해 형성된 에어로졸이 물품(190)의 근위 말단으로 이송되기 전에 냉각될 수 있게 한다. 필터 요소(195)는 마우스피스로서 기능하며, 예를 들어 에어로졸을 필터링하기 위한 셀룰로오스 아세테이트 섬유를 포함할 수 있다. 4개의 요소(192, 193, 194 및 195)는 실질적으로 원통형 형상이며, 대략 동일한 직경을 갖는다. 요소들은 예컨대 원통형 로드를 형성하기 위해 궐련 종이로 제조된 외부 래퍼(196)에 의해 둘러싸여 있다. 외부 래퍼(196)는, 래퍼의 자유 말단이 서로 중첩되도록 전술한 요소 주위에 래핑될 수 있다. 래퍼는, 래퍼의 중첩된 자유 말단을 서로 접착시키는 접착제를 추가로 포함할 수 있다.

물품(190) 내의 기재(191)를 가열하기 위해, 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치(100)는 유도 가열 장치를 포함하고 있다. 유도 가열 장치는 수용 공동(120) 내에 교번, 특히 고주파 자기장을 발생시키기 위한 유도 코일(140)을 포함하고 있다. 바람직하게는, 고주파 자기장은 500 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5　MHz(메가헤르츠) 내지 15 MHz(메가헤르츠), 바람직하게는 5 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠) 범위 내에 있을 수 있다. 본 구현예에서, 유도 코일(140)은 장치 하우징(110) 내에 배열된 나선형 코일이다. 코일(140)은 수용 공동(120)의 길이 축과 동축으로 정렬되어 원통형 공동(120)의 일부분을 원주 방향으로 둘러싼다. 교번 자기장은, 예컨대 물품(190)이 공동(120) 내에 수용될 때 유도 코일(140)에 의해 발생된 자기장을 경험하도록 물품(190)의 에어로졸 형성 기재(191) 내에 배열되어 있는 서셉터(141)를 유도 가열하는 데 사용된다. 본 구현예에서, 서셉터(140)는, 예컨대 에어로졸 형성 기재(191)와 직접 물리적으로 접촉되도록, 물품(190)의 길이 축을 따라 기재 요소(192) 내에 배열되어 있는 서셉터 블레이드이다.

따라서, 유도 가열 장치가 작동될 때, 고주파 교류가 유도 코일(140)을 통과해서, 교번 자기장이 공동(120) 내에서 발생되게 한다. 서셉터 재료의 자기 및 전기 특성에 따라, 교번 자기장은 서셉터(141)의 와류 또는 히스테리시스 손실 중 적어도 하나를 유도한다. 결과적으로, 서셉터(141)는 에어로졸 형성 기재(191)로부터 휘발성 화합물을 기화시키기에 충분한 온도에 도달할 때까지 가열된다. 기화된 화합물은, 물품(190)의 원위 말단에서 기재 요소(192)로부터, 지지 요소(193) 및 냉각 요소(194)를 통해 필터 요소(195)를 향해서 물품(190)을 통과하는 기류에 방출되고 연행된다. 이러한 방식을 따라, 기화된 물질은 냉각되어 흡입 가능한 에어로졸을 형성하며, 이는 후속하여 물품(190)의 근위 말단 근위 말단에서 필터 요소(195)를 통해 물품(190)으로부터 탈출할 수 있다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 발생 장치(100)는 시스템(1)을 통한 기류를 제공하기 위한 공기 경로(180)를 포함하고 있으며 여기에서 에어로졸 형성 기재의 물질이 흡입 가능한 에어로졸을 형성하기 위해 방출될 수 있다. 도 1에서 만곡된 화살표(180)에 의해 표시된 바와 같이, 본 구현예의 에어로졸 발생 물품 시스템(1)은 에어로졸 발생 물품(190)을 공동(120) 내로 삽입하기 위해 사용되는, 수용 공동(120)의 근위 말단에 있는 삽입 개구부(122)에서 시작하는 공기 경로를 포함하고 있다. 이와 같이, 삽입 개구부(122)는 또한 장치(100)의 공기 유입구로서의 역할을 한다. 공기 경로(180)는 수용 공동(120)의 내부 표면을 따라 수용 공동(120)의 원위 말단 표면(하단)을 향해 더 연장되어 있다. 공기 경로의 후자의 부분은 공동(120) 내에 삽입될 때 수용 공동(120)의 내부 표면과 에어로졸 발생 물품(190)의 외부 원주 사이에 형성된다. 전술한 바와 같이, 공기 경로의 후자의 부분은, 예를 들어, 수용 공동(120)의 내부 표면의 일부이고 공동(120) 내에 물품(190)의 클램핑 보유를 제공하는 데 사용되는 돌출부들(미도시) 사이의 간극(자유 공간)에 의해 제공될 수 있다. 수용 공동(120)의 원위 말단 표면(하단)에서, 공기 경로는 예컨대 에어로졸 발생 물품(190)의 기재 요소(192) 내로 진입하기 위해, -도 1의 만곡된 화살표(181)에 의해 도시된 바와 같이- 근위 방향으로 재유도된다. 이로부터, 공기 경로는 물품(190)의 다양한 요소(192, 193, 194 및 195)를 통해 더 연장되고, 여기서 이는 에어로졸 발생 물품(190)과 관련하여 전술한 바와 같이, 시스템(1)을 최종적으로 떠난다.

따라서, 사용자가 퍼프할 때, 즉, 부압이 공동(120) 내에 수용된 물품(190)의 필터 요소(195)에 인가될 때, 예를 들어 공기가 삽입 개구부(122)의 림에서 수용 공동(120) 내로 흡인되고, 수용 공동(120)의 원위 말단에서 기류 통로를 따라 하단 부분 내로 더 흡인된다. 기류는 기재 요소(192)를 통해 에어로졸 발생 물품(190)으로 진입하고, 지지 요소(193), 에어로졸 냉각 요소(194) 및 필터 요소(195)를 추가로 통과하며, 여기서 기류는 물품(190)을 최종적으로 빠져나간다. 유도 가열 장치가 켜져 있을 때, 에어로졸 형성 기재로부터의 기화된 물질은 기재 요소(192)를 통해 기류 내로 연행되고, 후속하여 지지 요소(193), 에어로졸 냉각 요소(194) 및 필터 요소(195)를 통해 추가 방식으로 냉각되어 예컨대 에어로졸을 형성한다.

수용 공동(120)의 하단 부분에서 에어로졸 발생 물품(190) 내로의 공기 흐름의 적절한 재유도를 가능하게 하기 위해, 에어로졸 발생 장치(100)는, 예컨대 공동(120) 내로의 물품(190)의 삽입 깊이를 제한하고, 따라서 물품(190)이 수용 공동(120)의 원위 말단 표면(123)에 접경하는 것을 방지하기 위해 수용 공동(130)의 원위 말단부에 배열될 수 있는, 하나 이상의 말단 정지부(미도시)를 포함할 수 있다.

위에서 더 언급된 바와 같이, 적절한 퍼프 검출은 가열 공정의 정확한 제어를 보장하기 위해 중요하다. 이를 위해, 본 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(100)는 차례로 사용자가 퍼프를 하고 있음을 나타내는, 장치(100)의 공기 경로(180, 181)를 통해 기류에 의해 야기되는 소리를 검출하기 위한 진동 센서(170)를 포함하는 퍼프 검출기를 포함하고 있다. 본 구현예에서, 진동 센서(170)는 마이크로폰, 예를 들어 이동 코일 마이크로폰이다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 진동 센서(170)는 장치(100)를 통과하는 공기 경로(180, 181)로부터 유체 분리된 수용 공동(120)의 외부에 배열되어 있다. 분리된 배열로 인해, 진동 센서(170)는 온도 및 수분과 같은 공기 경로의 조건에 노출되지 않는다. 특히, 진동 센서(170)는 에어로졸 형성에서 비롯된 현탁 입자 또는 액적으로부터 절연되고, 따라서 임의의 침착물로부터 보호된다. 본 구현예에서, 진동 센서(170)는 전술한 바와 같이 전력 공급원(150) 및 컨트롤러(152)를 포함하는 전기 회로(151)를 또한 포함하는 원위 부분(101) 내의 구획부(125)에 배열되어 있다. 구획부(125)는 장치(100)의 근위 부분(102) 내의 수용 공동(120)으로부터 유체 분리된다.

장치(100)를 통한 기류를 나타내며 사용자의 퍼프를 식별하는 데 사용되는 소리 효과를 향상시키기 위해, 에어로졸 발생 장치(100)는 소리 발생 부재(160)를 더 포함하고 있다. 소리 발생 부재(160)는 전술한 공기 경로(180, 181)와 유체 연통하여 배열되어 있고, 사용자가 퍼프할 때 소리 발생 부재(160)를 통과하는 기류에 의해 야기되는 소리를 발생시키도록 구성되어 있다. 본 구현예에서, 소리 발생 부재(160)는 소리 발생 변위 구조물을 포함하고 있으며, 이는 소리 발생 변위 구조물을 통과할 때 기류(181)를 적어도 부분적으로 변위시키도록 구성되어 있다.

도 2, 도 3 및 도 4는 도 1에 따른 장치에서 구현된 소리 발생 변위 구조물(161)의 세부사항을 보여주고 있다. 본 구현예에서, 소리 발생 변위 구조물(161)은 수용 공동(120)의 원위 말단에서 주기적 패턴으로 배열된 리지(162)의 1차원 어레이를 포함하고 있다(도 2 내지 도 4는 실제 크기대로 되지 않음). 홈들(163)은 각 2개의 인접한 리지들(106) 사이에 형성되어 있다. 리지(162)의 단면 형상은 각각의 리지(162)가 그의 상단에 날카로운 에지를 갖도록 실질적으로 삼각형이다.

따라서, 기류(182)가 소리 발생 변위 구조물(161)을 통과할 때, 기류(182)는 변위 구조물(161)의 리지(162)와의 충돌로 인해 부분적으로 변위되어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기류(180)의 일부가 난류가 된다. 이로 인해, 기류의 운동 에너지의 일부, 즉 동적 압력이 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 교번하는 고압 및 저압 영역(185, 186)을 초래하는 정압으로 변환된다. 기류(180)에서의 단열 압축 및 압축 해제의 교번 패턴은, 장치(100)를 통해 전파되는 음파, 즉 소리를 생성한다. 소리 발생 변위 부재(161)로부터 기원하는, 음파는, -그 중에서도- 수용 공동(120)을 구획부(125)로부터 유체 분리하는 벽면 부재(111)를 통해 전파된다. 음파는 진동 센서(170)에 도달할 때까지 구획부(125) 내의 공기를 통해 더 전파된다. 여기서, 음파(소리)가 검출되어, 결과적으로 사용자가 퍼핑을 취하는 것을 나타내는 장치(100)를 통한 기류의 존재를 나타낸다. 이와 같이, 소리 발생 변위 구조물(161)은 벽면 부재, 즉 벽면 부재(111)의 일부이며, 장치(100)를 통과하는 공기 경로의 적어도 일부분을 정의한다.

진동 센서(170)에 더하여, 퍼프 검출기는 진동 센서(170)에 작동 가능하게 결합되고 진동 센터(170)의 출력 신호를 수용 공동(120) 내의 기류의 존재를 나타내는 신호로 변환하도록 구성되는 전기 회로를 더 포함하고 있다. 전기 회로는 진동 센서의 출력 신호를 필터링하기 위한 하나 이상의 전자 필터를 더 포함할 수 있다. 유리하게는, 필터링은 상이한 유형의 노이즈, 특히 진동 센서(170)에 의해 검출된 기생 노이즈를 감소시킬 수 있다. 퍼프 검출기의 전기 회로는 컨트롤러(152)를 포함하는 전기 회로(151)의 일체형 부분일 수 있다. 장치(100)를 통한 기류의 존재를 나타내는 신호에 기초하여, 컨트롤러(152)는 사용자가 퍼프할 때 물품(190) 내의 기재(191)의 가열 온도를 특정 레벨로 유지하기 위해 가열 공정의 제어를 조정할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 소리 발생 변위 구조물(161)의 주기적 패턴의 길이(164)는 예컨대 기류(182)의 속도에 따라 특정 주파수 범위에서 소리를 발생시키도록 선택된다. 예를 들어, 소리 발생 변위 구조물(161)에서의 기류(182)의 속도가 약 10m/s이고 변위 구조물(161)이 각각 0.25mm씩 나타나는 리지(162)를 포함하는 경우, 소리는 약 40킬로헤르츠(kHz)의 주파수를 갖는다. 이러한 주파수는 인간이 들을 수 있는 주파수 밖에 있고, 또한 많은 동물, 특히 애완동물, 예를 들어 개 또는 고양이가 들을 수 있는 주파수 범위 밖에 있다.

도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치(100)의 제2 구현예를 보여주고 있다. 본 구현예에서, 진동 센서(270)는 구획부(225)로부터 수용 공동(220)을 유체 분리하는 벽면 부재(211)에 부착되어 있다. 즉, 진동 센서(270)는, 장치(200)를 통한 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하고 또한 소리 발생 변위 구조물(261)을 형성하거나 적어도 지지하는 벽면 부재(211)의 측면에 대향하는 벽면 부재(211)의 측면에 배열되어 있다. 결과적으로, 진동 센서(270)는 소리 발생 변위 구조물(261), 즉 소리의 공급원에 더 가깝게, 특히 이에 직접적으로 결합되어 있다. 유리하게는, 이러한 구성은 장치(100)를 통해 전파되는 소리의 검출 가능성을 향상시킨다. 이와는 별개로, 도 5에 따른 구현예는 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 구현예와 동일하다. 따라서, 동일하거나 유사한 특징부는 동일한 참조 번호로 100씩 증가하면서 표시된다.

본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수정된 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함하고 있다. 따라서, 이러한 맥락에서, 수 A는 A의 A±5%로서 이해된다.

Claims (15)

1. 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 에어로졸 발생 장치로서, 상기 장치는:
   - 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 제거 가능하게 수용하기 위한 수용 공동;
   - 상기 장치를 통해 연장되어 있고 상기 장치 내의 기류를 지지하도록 구성되어 있는 공기 경로;
   - 상기 공기 경로와 유체 연통하여 배열되어 있고, 사용자가 퍼프할 때 상기 장치의 사용 시 소리 발생 부재를 통과하는 기류에 의해 야기되는 소리를 발생시키도록 구성되어 있는 소리 발생 부재로서, 상기 수용 공동의 원위 말단부에 위치되어 있는 상기 소리 발생 부재; 및
   - 진동 센서를 포함하는 퍼프 검출기를 포함하고, 상기 진동 센서는 상기 공기 경로로부터 유체 분리되어 있고, 상기 소리 발생 부재로부터 상기 진동 센서로 전파되는 소리를 검출하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 소리 발생 변위 구조물을 통과할 때 상기 기류를 적어도 부분적으로 변위시키기 위한 소리 발생 변위 구조물을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 하나 이상의 홈(groove) 또는 하나 이상의 리지, 하나 이상의 딤플, 또는 하나 이상의 돌출부 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 홈의 길이 연장부, 또는 상기 하나 이상의 리지의 길이 연장부, 또는 상기 하나 이상의 홈의 길이 연장부 및 상기 하나 이상의 리지의 길이 연장부는 상기 장치의 사용 시 상기 소리 발생 부재를 통과하는 상기 기류의 방향에 수직인, 에어로졸 발생 장치.
5. 제3항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 홈, 또는 상기 하나 이상의 리지, 또는 상기 하나 이상의 홈 및 상기 하나 이상의 리지는 삼각형 형상, 정현파 형상, 또는 직사각형 형상 중 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리지의 높이 또는 상기 홈의 깊이 중 적어도 하나는 가변하며, 특히 상기 장치의 사용 시 상기 소리 발생 부재를 통과하는 상기 기류의 방향으로 상기 소리 발생 변위 구조물을 따라 증가하는, 에어로졸 발생 장치.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 상기 장치를 통한 상기 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 벽면 부재의 일부인, 에어로졸 발생 장치.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소리 발생 변위 구조물은 주기적 패턴을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 주기적 패턴은 0.1mm 내지 2mm, 특히 0.2mm 내지 1mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 0.5mm 범위의 주기 길이를 갖는, 에어로졸 발생 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 상기 진동 요소를 통과하는 기류를 주기적으로 차단하도록 구성된 적어도 하나의 기류 구동식 진동 요소를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진동 요소는 리드(reed) 또는 라멜라 또는 한 쌍의 리드 또는 한 쌍의 라멜라를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 경로 및 상기 소리 발생 부재는 상기 장치의 사용 시 발생된 소리가 15 kHz 초과, 바람직하게는 20 kHz 초과, 보다 바람직하게는 40 kHz 초과의 주파수 범위에 있도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동 센서는 마이크로폰, 가속도계, 변형계 또는 압전 변환기 또는 자기 음향 변환기를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동 센서는 상기 장치를 통한 상기 공기 경로의 적어도 일부분을 정의하는 상기 벽면 부재의 측면에 대향하는 벽면 부재의 측면에 배열되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소리 발생 부재는 상기 수용 공동의 원위 말단 표면에 위치되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

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