KR20230088391A - 곡선형 챔버를 갖는 에어로졸 발생기 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기로서, 에어로졸 발생기는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 비-열적 에어로졸 발생 요소; 적어도 하나의 공기 유입구; 적어도 하나의 공기 유출구; 및 적어도 하나의 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 챔버를 포함한다. 에어로졸 발생 요소는 챔버 내에 배열되고 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 챔버로 방출하도록 구성된다. 에어로졸 발생기는 비-열적 에어로졸 발생 요소를 경유해 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장된 기류 경로, 및 에어로졸 발생 요소를 둘러싼 측벽을 추가로 포함한다. 측벽은 챔버의 곡선형 표면을 정의한 곡면을 갖고, 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장되고, 챔버의 곡면에 접선 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 구성된다.
Description
본 개시는 에어로졸 발생기, 에어로졸 발생기를 포함한 에어로졸 발생 시스템, 및 에어로졸 발생기를 포함한 카트리지에 관한 것이다.
에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성되는 에어로졸 발생기를 포함한 에어로졸 발생 시스템은 일반적으로 당업계에 공지되어 있다. 이러한 에어로졸 발생 시스템은 사용자가 흡입하기 위한 흡입 가능한 에어로졸을 자주 발생시킨다. 일부 공지된 에어로졸 발생기는 열을 이용하여 에어로졸 형성 기재를 기화시키고, 기화된 에어로졸 형성 기재는 냉각되어 에어로졸을 형성한다. 다른 에어로졸 발생기는 비-열적 수단을 사용하여 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 시킨다. 예를 들어, 일부 공지된 비-열적 에어로졸 발생기는 진동 메시를 사용하여 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 시키고, 일부 공지된 비-열적 에어로졸 발생기는 표면 탄성파를 사용하여 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 시킨다.
일단 에어로졸이 에어로졸 발생기에 의해 발생되었으면, 에어로졸 액적이 에어로졸 발생기의 표면과 접촉하게 되어 표면 상에 침착될 수 있어서, 침착된 에어로졸 액적이 사용자에게 전달되는 것을 방지할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 특히, 에어로졸 발생기의 표면 상에 에어로졸 액적을 침착시키면, 에어로졸화 된 액체 에어로졸 형성 기재가 가열식 에어로졸 형성 기재에 의해 발생된 증기보다 더 큰 액적으로 구성되는 경향이 있을 수 있는, 비-열 에어로졸 발생기에서 특히 문제가 되는 것으로 밝혀졌다. 더 큰 에어로졸 액적은 소비자에게 전달되기 전에 에어로졸 발생기의 표면 상에 침착되는 경향이 더 크다. 마찬가지로, 비-열적 에어로졸 발생기는 비-열적 에어로졸 발생기를 통해 또는 이를 따라 흐르는 임의의 공기 없이 에어로졸 액적을 발생시키도록 구성될 수 있다. 에어로졸 액적이 발생될 때 기류의 부재는, 에어로졸 액적이 에어로졸 발생기의 표면 상에 침착시킬 수 있다.
소비자에게 에어로졸이 전달되기 전에, 발생기의 표면 상에 에어로졸 액적이 침착될 가능성을 감소시키는 에어로졸 발생기를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기가 제공된다. 에어로졸 발생기는, 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구 사이에 챔버를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 챔버 내에 배열될 수 있고 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 챔버로 방출하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소를 경유해 적어도 하나의 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장된 기류 경로를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시의 바람직한 구현예에 따르면, 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기가 제공된다. 에어로졸 발생기는, 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구 사이에 챔버를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 챔버 내에 배열될 수 있고 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 챔버로 방출하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소를 경유해 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장된 기류 경로를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는 측벽을 추가로 포함할 수 있다. 측벽은 챔버의 곡선형 표면을 정의하는 곡면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 곡선형 표면에 접하는 방향으로 챔버 내로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다.
곡선형 표면을 갖는 에어로졸 발생기를 제공하고 곡선형 표면에 접선 방향으로 챔버 내로 공기를 유도하면, 에어로졸 발생기의 표면 상에 에어로졸 액적 및 입자의 침착을 유리하게 감소시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 에어로졸 발생기의 표면 상에 에어로졸 액적의 침착을 감소시키면 사용자에게 에어로졸을 전달하는 일관성을 개선할 수 있다. 이는 또한, 에어로졸 발생기의 표면 상에 원하지 않는 액체 축적을 감소시킬 수 있다. 에어로졸 발생기의 표면 상에 원하지 않는 액체 축적의 감소는, 에어로졸 발생기로부터의 누출을 감소시킬 수 있다.
곡선형 표면을 갖는 에어로졸 발생기를 제공하고 곡선형 표면에 접선 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하면, 적어도 하나의 공기 유입구를 통해 챔버에 진입하여 챔버의 곡선형 표면을 따르는 공기가 챔버의 주변부를 따라 소용돌이치는 포켓을 형성할 수 있다. 본 발명자는 챔버의 주변부를 따라 소용돌이치는 이러한 공기 포켓이 에어로졸 발생 요소에 의해 발생된 에어로졸 주위를 감싸고 발생된 에어로졸을 챔버의 표면으로부터 멀리 유도하는데 사용될 수 있음을 자각하였다. 발생된 에어로졸을 챔버의 표면으로부터 멀리 유도함으로써, 챔버의 표면 상에 침착된 에어로졸의 양을 크게 감소시킬 수 있다.
특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 비-열적 에어로졸 발생 요소이다. 곡선형 표면을 갖는 에어로졸 발생기를 제공하고 곡선형 표면에 접선 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하면, 특히 비-열적 에어로졸 발생 요소를 갖는 에어로졸 발생기용 에어로졸 발생기 표면 상에 발생된 에어로졸의 증착을 감소시키는 데 효과적일 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이는 비-열적 에어로졸 발생 요소에 의해 발생된 에어로졸 액적이 열적 에어로졸 발생 요소에 의해 발생된 액적보다 더 큰 경향이 있을 수 있고, 더 큰 에어로졸 액적이 에어로졸 발생기의 표면 상에 증착되는 경향이 더 크기 때문이다. 마찬가지로, 비-열적 에어로졸 발생기는 비-열적 에어로졸 발생기를 통해 또는 이를 따라 흐르는 임의의 공기 없이 에어로졸 액적을 발생시키도록 구성될 수 있다. 에어로졸 액적이 발생될 때 기류의 부재는 또한, 에어로졸 액적이 에어로졸 발생기의 표면 상에 침착되게 할 수 있다.
본 개시의 바람직한 다른 구현예에 따르면, 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기가 제공된다. 에어로졸 발생기는, 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 평면형 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 평면형 에어로졸 발생 요소는 실질적으로 평면에 연장될 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구 사이에 챔버를 추가로 포함할 수 있다. 평면형 에어로졸 발생 요소는 챔버 내에 배열될 수 있고, 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 챔버 내로 방출하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기는 평면형 에어로졸 발생 요소를 경유해 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장된 기류 경로를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는 측벽을 추가로 포함할 수 있다. 측벽은 챔버의 표면을 정의하는 표면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면으로부터 멀어지는 방향으로 챔버 내로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면과 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 방향으로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다.
기류를 평면형 에어로졸 발생 요소로부터 멀리 그리고 개구를 향해 챔버 내로 유도하면, 에어로졸 발생 요소로부터의 에어로졸 발생을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 유리하게는, 평면형 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 방향으로 챔버 내의 기류는 에어로졸 발생 요소로부터 발생된 에어로졸이 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 것을 촉진할 수 있고, 에어로졸 발생 요소를 향해서 에어로졸의 후방 흐름을 감소시킬 수 있다. 에어로졸 발생 요소로부터 에어로졸 발생 요소를 향해서 발생된 에어로졸의 후방 흐름은 에어로졸 발생을 방해하여, 상이하고 덜 바람직한 특징을 갖는 에어로졸 발생 및 에어로졸 발생 속도의 감소 중 하나 이상을 초래할 수 있음이 밝혀졌다.
본 개시의 바람직한 다른 구현예에 따르면, 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기가 제공된다. 에어로졸 발생기는, 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 평면형 에어로졸 발생 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소에 결합된 평면형 보조 요소를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는, 평면형 보조 요소를 통해 연장된 적어도 하나의 공기 유입구를 추가로 포함할 수 있다. 평면형 에어로졸 발생 요소 및 평면형 보조 요소는 실질적으로 동일한 평면으로 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는, 공기를 평면으로부터 먼 방향으로 유도하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 기류를 평면형 에어로졸 발생 요소로부터 멀리 챔버 내로 유도하면, 에어로졸 발생 요소로부터의 에어로졸 발생을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 유리하게는, 평면형 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 방향으로 기류는 에어로졸 발생 요소로부터 발생된 에어로졸이 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 것을 촉진할 수 있고, 에어로졸 발생 요소를 향해서 에어로졸의 후방 흐름을 감소시킬 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에 챔버를 포함하는 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구 및 챔버는 챔버의 주변부를 따라 회전하거나 소용돌이치도록 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 주변부를 따라 공기를 유도하도록 구성된다. 적어도 하나의 공기 유입구는 공기를 접선 방향으로 챔버에 유도하도록 배열될 수 있다.
일부 구현예에서, 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장된다. 이들 구현예에서, 챔버는 중심 길이 방향 축에 대해 실질적으로 대칭일 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 중심 길이 방향 축과 교차하지 않는 방향으로 챔버 내로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 중심 길이 방향 주위의 방향으로 공기를 챔버에 유도하도록 구성될 수 있다.
유리하게는, 회전축 주위에서, 챔버의 주변부를 따라 공기의 회전을 유발하는 방향으로 공기를 챔버 내로 유도시키면, 챔버의 표면 상에 에어로졸 액적의 침착을 감소시킬 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소를 둘러싸며 챔버의 표면을 정의한 표면을 갖는 측벽을 포함한다. 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장될 수 있다. 일부 구현예에서, 측벽의 표면은 곡선형 표면이고 챔버의 곡면을 정의한다.
적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 곡선형 표면에 접하는 방향으로 챔버 내로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는, 0도 내지 90도; 또는 0도 내지 80도; 또는 0도 내지 70도; 또는 0도 내지 60도; 또는 0도 내지 50도; 또는 0도 내지 40도; 또는 0도 내지 30도; 또는 0도 내지 20도; 또는 0도 내지 100도로 곡선형 표면에 대한 접선으로 각도가 이루는 방향으로 공기를 챔버에 유도하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 챔버의 적어도 하나의 공기 유입구 및 표면은 챔버의 중심 길이 방향 축 주위로 공기를 유도하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 곡선형 표면의 접선과 챔버의 중심 길이 방향 축 사이의 방향으로 공기를 챔버로 유도하도록 구성될 수 있다.
챔버는 마우스 단부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유출구는 마우스 단부에 또는 마우스 단부를 향해 배열될 수 있다. 챔버는 에어로졸 발생 단부를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 에어로졸 발생 단부에 또는 이를 향해 배열될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 에어로졸 발생 단부를 향해 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 단부는 마우스 단부와 대향할 수 있다.
에어로졸 발생 요소는 챔버의 표면을 형성할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 챔버의 에어로졸 발생 단부에서 표면을 정의할 수 있다.
챔버의 표면을 정의하는 측벽을 포함하는 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버의 에어로졸 발생 단부를 향하는 위치에서 측벽을 통해 연장될 수 있다. 측벽은 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다. 측벽은 마우스 단부와 에어로졸 발생 단부 사이에서 연장될 수 있다. 측벽은 에어로졸 발생 단부에서의 에어로졸 발생 요소와 마우스 단부에서의 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장될 수 있다.
챔버는 임의의 적합한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 측벽의 표면은 테이퍼형 챔버를 정의한다. 예를 들어, 마우스 단부에서의 챔버 폭은 에어로졸 발생 단부에서의 챔버 폭보다 작을 수 있다. 이는 에어로졸 발생 요소의 폭이 마우스 단부 개구의 폭보다 큰 에어로졸 발생기를 허용할 수 있다. 에어로졸 액적이 생성될 경우 에어로졸 발생 요소에 기류가 제공되는 일부 구현예에서, 테이퍼형 챔버의 제공은 에어로졸의 발생을 향상시키기 위해 유리하게 사용될 수 있다.
측벽의 표면이 테이퍼형 챔버를 정의하는 일부 구현예에서, 챔버의 테이퍼는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 일정할 수 있다. 즉, 챔버의 중심 길이 방향 축에 대한 측벽의 표면의 테이퍼 각도는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 일정할 수 있다. 즉, 측벽의 표면은 에어로졸 발생 단부와 마우스 단부 사이에서 일 방향으로 직선으로 연장된다. 테이퍼형 측벽은 챔버의 원뿔형 표면을 정의할 수 있다. 측벽은 챔버의 원같이 원뿔형 표면을 정의할 수 있다. 측벽은 챔버의 타원같이 원뿔형 표면을 정의할 수 있다.
측벽의 표면이 테이퍼형 챔버를 정의하는 일부 구현예에서, 챔버의 테이퍼는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 변할 수 있다. 즉, 챔버의 중심 길이 방향 축에 대한 측벽의 표면의 테이퍼 각도는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 변할 수 있다. 유리하게는, 챔버의 테이퍼를 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 변화시키면 챔버의 표면 상에 에어로졸 액적의 증착을 추가로 감소시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 챔버의 테이퍼 또는 측벽 표면의 테이퍼 각도는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 증가할 수 있다. 즉, 측벽은 챔버의 오목 표면을 정의할 수 있다. 이들 구현예에서, 측벽은 챔버의 돔형 표면을 정의할 수 있다.
일부 구현예에서, 챔버의 테이퍼 또는 측벽 표면의 테이퍼 각도는 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 감소할 수 있다. 이들 구현예에서, 측벽은 챔버의 볼록한 표면을 정의할 수 있다. 이들 구현예에서, 측벽은 챔버의 뿔 형상 표면을 정의할 수 있다.
일부 구현예에서, 측벽의 표면은 원통형 챔버를 정의한다. 마우스 단부에서의 챔버 폭은 에어로졸 발생 단부에서의 챔버 폭과 동일할 수 있다. 측벽의 표면은 챔버의 원같은 원통형 표면을 정의할 수 있다. 측벽의 표면은 챔버의 타원같은 원통형 표면을 정의할 수 있다.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 공기 가이드가 챔버의 표면 상에 제공될 수 있다. 적어도 하나의 공기 가이드는 챔버의 주변부를 따라 챔버 내에서 기류를 유도할 수 있다. 적어도 하나의 공기 가이드는 챔버의 원주를 따라 챔버 내에서 기류를 유도할 수 있다. 적어도 하나의 공기 가이드는 챔버 내의 기류를 적어도 하나의 공기 유출구를 향해 유도할 수 있다. 적어도 하나의 공기 가이드는 챔버 내의 기류를 에어로졸 발생 요소로부터 멀리 유도할 수 있다. 챔버의 표면 상에 하나 이상의 공기 가이드를 제공하면 챔버의 주변부를 따라 회전축에 대해 공기의 회전을 개선할 수 있고, 챔버의 표면 상에 에어로졸 액적의 침착을 더욱 감소시킬 수 있다.
에어로졸 발생 요소는 필요한 에어로졸 발생 요소의 유형에 따라 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는, 예를 들어 메시, 편평한 나선형 코일, 섬유 또는 직물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 시트 또는 스트립을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 열적 에어로졸 발생 요소이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "열적 에어로졸 발생 요소"는 가열에 의해 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생 요소를 설명한다. 열적 에어로졸 발생 요소는 저항성 히터일 수 있다. 열적 에어로졸 발생 요소는 교번 자기장으로 침투함으로써 가열될 수 있는 서셉터일 수 있다. 열적 에어로졸 발생 요소는, 기재에 인가된 전자기장으로부터 에너지를 흡수함으로써 가열되도록 구성된 에어로졸 형성 기재일 수 있다.
열적 에어로졸 발생 요소는 내부 히터일 수 있다. 내부 히터는 에어로졸 발생 기재 내부로부터 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된다. 열적 에어로졸 발생 요소는 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 열적 에어로졸 발생 요소는 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 구성된 블레이드 또는 핀의 형태를 취할 수 있다.
열적 열적 에어로졸 발생 요소는 외부 히터일 수 있다. 외부 히터는 에어로졸 발생 기재 외부 표면으로부터 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성된다.
열적 에어로졸 발생 요소는 코일 또는 메시의 형태를 취할 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 비-열적 에어로졸 발생 요소이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "비-열적 에어로졸 발생 요소"는 가열 이외의 수단에 의해 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생 요소를 설명한다.
에어로졸 발생 요소는 임의의 적절한 유형의 비-열적 에어로졸 발생 요소일 수 있다.
일부 구현예에서, 비-열적 에어로졸 발생 요소는 메시이다. 메시 에어로졸 발생 요소는 복수의 간극, 통로 또는 노즐을 가질 수 있다. 복수의 간극, 통로 또는 노즐은 그 길이를 따라 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 복수의 간극, 통로 또는 노즐은 그 길이를 따라 원뿔 형상을 가질 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 메시 에어로졸 발생 요소는 진동하도록 구성된 진동식 메시 요소일 수 있다. 메시 에어로졸 발생 요소는, 진동식 메시 요소가 진동될 때 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는, 진동 메시 요소가 진동될 때 진동 메시 요소의 노즐을 통과할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 진동 메시 요소가 진동될 경우 진동 메시 요소의 노즐을 통과할 때 에어로졸화 될 수 있다.
이들 구현예에서, 에어로졸 발생기는 메시 에어로졸 발생 요소에 결합된 액추에이터를 추가로 포함할 수 있다. 액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다.
액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소의 진동을 여기시키기 위한 임의의 유형의 액추에이터일 수 있다. 액추에이터는 압전 변환기를 포함할 수 있다. 압전 변환기는 소형 에어로졸 발생 시스템에 사용하기에 충분히 작고, 가볍고, 제어하기 쉬운 액추에이터를 제공할 수 있다.
압전 변환기는 단결정 재료를 포함할 수 있다. 압전 변환기는 석영을 포함할 수 있다. 압전 변환기는 세라믹을 포함할 수 있다. 세라믹은 바륨 티타네이트(BaTiO)를 포함할 수 있다. 세라믹은 납 지르코네이트 티타네이트(PZT)을 포함할 수 있다. 세라믹은 Ni, Bi, La, Nd 또는 Nb 이온과 같은 도핑 재료를 포함할 수 있다. 압전 변환기는 극성을 가질 수 있다. 압전 변환기는 극성을 갖지 않을 수 있다. 압전 변환기는 극성을 갖는 압전 재료와 극성을 갖지 않는 압전 재료 모두를 포함할 수 있다.
액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소에 대해 임의의 적절한 위치에 배열될 수 있다. 액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소의 유입구 측 또는 유출구 측에서 메시 에어로졸 발생 요소에 진동을 전달하도록 배열될 수 있다. 액추에이터는 유입구 측에서 메시 에어로졸 발생 요소에 진동을 전달하도록 배열될 수 있다. 액추에이터는 유출구 측에서 메시 에어로졸 발생 요소에 진동을 전달하도록 배열될 수 있다. 액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소와 직접 접촉할 수 있다. 액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소에 고정될 수 있다. 액추에이터는 압력에 의해 메시 에어로졸 발생 요소에 고정될 수 있다. 액추에이터는 메시 에어로졸 발생 요소에 접합될 수 있다. 액추에이터로부터 진동 요소에 진동을 전달하도록 액추에이터와 메시 에어로졸 발생 요소 사이에 전달 부재가 제공될 수 있다.
액추에이터는 적어도 하나의 작동 요소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 작동 요소는 임의의 적절한 형상일 수 있다. 적어도 하나의 작동 요소는 실질적으로 원형이거나 타원형일 수 있다. 적어도 하나의 작동 요소는 실질적으로 삼각형, 정사각형 또는 임의의 규칙적이거나 불규칙적인 형상일 수 있다. 적어도 하나의 작동 요소는 환형일 수 있다. 적어도 하나의 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소를 실질적으로 둘러쌀 수 있다.
적어도 하나의 작동 요소는 평면형일 수 있다. 적어도 하나의 평면형 작동 요소는 실질적으로 평면에 연장될 수 있다. 바람직하게는, 메시 에어로졸 발생 요소가 평면형인 구현예에서, 적어도 하나의 작동 요소는 평면형이다. 메시 에어로졸 발생 요소가 평면형이고 적어도 하나의 작동 요소가 평면형인 구현예에서, 적어도 하나의 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소와 실질적으로 동일한 평면으로 연장된다.
일부 특히 바람직한 구현예에서, 메시 에어로졸 발생 요소는 평면형이고, 평면으로 연장되고 원형 단면을 가지며, 적어도 하나의 작동 요소는 평면형이고, 메시 에어로졸 발생 요소와 실질적으로 동일한 평면으로 연장되고, 메시 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는 것이다.
액추에이터는 소정의 진동수에서 진동식 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다. 소정의 진동수는 약 20 kHz 내지 약 1500 kHz, 또는 약 50 kHz 내지 약 1000 kHz, 또는 약 100 kHz 내지 약 500 kHz일 수 있다. 이는 원하는 에어로졸 출력 속도 및 양호한 사용자 경험을 위한 원하는 액적 크기를 제공할 수 있다.
비-열적 에어로졸 발생 요소가 메시 에어로졸 발생 요소인 일부 바람직한 구현예에서, 메시 에어로졸 발생 요소는 진동하도록 구성되지 않을 수 있다. 이들 구현예에서, 메시 에어로졸 발생 요소는 진동 챔버 내에 배열될 수 있다. 진동 챔버는 에어로졸화 될 액체 에어로졸 형성 기재를 함유하도록 구성된 공동을 포함할 수 있다. 진동 챔버는 공동에 에어로졸화 될 액체의 공급부를 제공하기 위한 액체 유입구를 추가로 포함할 수 있다. 진동 챔버는, 탄성 변형 가능한 요소 및 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 배열된 액추에이터를 추가로 포함할 수 있다. 액추에이터에 의한 탄성 변형 가능한 요소의 진동은 공동 내부의 압력을 변화시킬 수 있다. 탄성 변형 가능한 요소의 진동은 공동 내에 함유된 액체의 압력을 변화시켜, 공동 내의 액체가 메시 에어로졸 발생 요소를 통과하여 에어로졸화 될 수 있다.
액추에이터는 전술한 바와 같이 압전 변환기일 수 있다.
액추에이터는 임의의 적절한 진동수에서 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터는 약 0.05 MHz 내지 약 10.0 MHz, 약 0.1 MHz 내지 약 5.0 MHz, 약 0.2 MHz 내지 약 4.5 MHz, 약 0.3 MHz 내지 약 3 MHz, 약 0.4 MHz 내지 약 2.5 MHz 또는 약 0.5 MHz 내지 약 2 MHz의 진동수에서 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다. 액추에이터는 진동 시스템의 공진을 달성하기 위한 진동수에서 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 비-열적 에어로졸 발생 요소는 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)의 일부일 수 있다. SAW 분무기는 표면 탄성파를 사용하여 액체 에어로졸 형성 기재를 분무한다. 용어 "표면 탄성파"는 레일리파, 램파 및 러브파를 포함하도록 본원에서 사용된다.
SAW-분무기는 활성 표면을 포함한 기판을 포함한다. 에어로졸 발생 요소는 활성 표면을 포함한 기판을 형성할 수 있다.
SAW-분무기는 기판의 활성 표면 상에 표면 탄성파를 발생시키기 위해 기판의 활성 표면 상에 위치한 적어도 하나의 변환기를 추가로 포함한다.
사용 시, 활성 표면을 따라 전파하는 표면 탄성파(레일리파)를 생성하기 위해 적어도 하나의 변환기를 활성화시키는 전력이 SAW-분무기에 제공될 수 있다. 표면 탄성파의 에너지는 활성 표면의 분무 영역으로 공급된 액체 에어로졸 형성 기재로 전달될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재로 공급된 에너지는 액체 에어로졸 형성 기재의 에어로졸 액적의 형성을 야기하며, 액체 에어로졸 형성 기재를 분무 영역으로 분무한다. 액적 표면이 부서져 에어로졸 액적의 미스트를 형성하도록, 액체 내로 전달된 표면 탄성파는, 액체의 개방 표면 상의 액적을 불안정하게 만든다.
SAW-분무기로서, 일반적으로 공지된 SAW-센서 칩이 사용될 수 있다. SAW-센서 칩은 전형적으로 압전 기판 상에 배치된, 예를 들어 기판 상으로 인쇄된 전극을 포함한 적어도 하나의 인터디지털(깎지형) 변환기를 포함한다. 핑거 사이에 생성된 압전 기판 내의 인장 및 압축 변형의 교번 영역으로 인하여 변환기 전극의 개별 '핑거'에 인가된 AC 전압은 압전 기판을 기계적으로 변형시킨다. 변환기의 같은 측에 있는 핑거가 동일한 수준의 압축 또는 인장 상태에 있기 때문에, 그들 사이의 (변환기 피치로서 알려진) 간격은 기계적 파동의 파장에 대응한다. 발생된 파동은 전형적으로 나노미터 크기의 진폭을 가지며 MHz 범위 내 진동수에서 압전 기판의 표면을 따라 전파된다.
SAW-분무기의 적어도 하나의 변환기는 압전 기판 상에 배열된 전극을 포함하는 인터디지털 변환기일 수 있다. 변환기는 발생된 표면 탄성파의 방향성을 개선하기 위한 반사기를 포함할 수 있다. 변환기는, 예를 들어 평행하게 배치된 직선형 전극 어레이에 의하여 평행 파동을 발생시키도록 구성될 수 있다. 변환기는 생성된 파동에 대해 집속 효과를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변환기는, 예컨대 발생된 파동을 작은 구역에 초점화하기 위해 평행하지만 곡선 형상을 갖는 전극을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 변환기는 반사기를 포함하고, 초점화 효과를 갖는다.
SAW-분무기는 소정의 진동수에서 표면 탄성파를 생성하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 진동수는 약 20 MHz 이상일 수 있으며, 예를 들어 약 20 MHz 내지 약 100 MHz, 또는 약 20 MHz 내지 약 80 MHz일 수 있다. 이는 원하는 에어로졸 출력 속도 및 양호한 사용자 경험을 위해 원하는 액적 크기를 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 비-열적 에어로졸 발생 요소는 다음 요소 중 하나 이상을 포함한다: 충돌 제트, 회전 디스크, 분무 노즐, 유동 초점/블러링 장치 및 충돌 분무기.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 평면형 에어로졸 발생 요소이다. 평면형 에어로졸 발생 요소는 실질적으로 평면에 연장된다. 평면형 요소는 평면으로 연장될 수 있다.
평면형 에어로졸 발생 요소는 에어로졸 발생기의 챔버 내에 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다.
일부 구현예에서, 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면은 챔버의 중심 길이 방향 축에 평행하다.
일부 바람직한 구현예에서, 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면은 챔버의 중심 길이 방향 축에 수직이다. 챔버가 마우스 단부를 포함하고, 적어도 하나의 공기 유출구가 마우스 단부에 배열되는 일부 구현예에서, 평면형 에어로졸 발생 요소는, 에어로졸이 발생되는 에어로졸 발생 요소의 주 표면이 마우스 단부와 대면하도록 배열된다.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면에 평행한 방향으로 공기를 유도하도록 배열된다.
일부 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면으로부터 먼 방향으로 공기를 챔버 내에 유도하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면으로부터 각도를 이루는 방향으로 공기를 0도 내지 90도; 또는 5도 내지 85도; 또는 10도 내지 80도; 또는 15도 내지 75도; 또는 20도 내지 70도; 또는 25도 내지 65도; 또는 30도 내지 60도; 또는 65도 내지 85도; 또는 70도 내지 80도의 각도로 유도하도록 배열된다.
적어도 하나의 공기 유입구는 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면과 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 방향으로 공기를 유도하도록 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 요소는 얇을 수 있다. 즉, 에어로졸 발생 요소는 에어로졸 발생 요소의 폭 및 길이 치수보다 실질적으로 작은 두께 치수를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 요소의 적어도 일부분은 유체 투과성일 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 유체 투과성이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "유체 투과성" 요소는 액체 또는 기체가 그것을 통해 투과할 수 있게 하는 요소를 의미한다. 에어로졸 발생 요소는 유체가 이를 통해 투과할 수 있도록 그 안에 형성된 복수의 개구를 가질 수 있다. 특히, 에어로졸 발생 요소는 기상으로든지 또는 기상 및 액상 모두에서, 에어로졸 형성 기재가 이를 통해 투과시킨다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소는 메시를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 메시를 형성하는 필라멘트의 어레이를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "메시"는 그들 사이에 공간을 갖는 필라멘트의 그리드 및 어레이를 포괄한다. 용어 메시는 또한 직조 및 부직포 직물을 포함한다.
필라멘트는 필라멘트 사이의 간극을 정의할 수 있고, 간극은 10 μm 내지 100 μm의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트는 간극 내에서 모세관 작용을 일으켜서, 사용 시, 공급원 액체는 간극 내로 흡인되어, 에어로졸 발생 요소와 액체 사이의 접촉 면적을 증가시킨다.
필라멘트는 160 내지 600 메시 US(+/- 10%)의 크기(즉, 160 내지 600 필라멘트/인치(+/- 10%))의 메시를 형성할 수 있다. 간극의 폭은 35 μm 내지 140 μm, 또는 25 μm 내지 75 μm일 수 있다. 예를 들어, 간극의 폭은 40 μm, 또는 63 μm일 수 있다. 메시의 총 면적에 대한 간극의 면적의 비율인 메시의 개방 면적의 백분율은, 바람직하게는 25% 내지 56%이다. 메시는 상이한 유형의 직조 또는 격자 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 필라멘트는 서로 평행하게 배열된 필라멘트의 어레이로 이루어진다.
필라멘트는 포일과 같은 시트 재료를 에칭함으로써 형성될 수 있다. 이는, 히터 조립체가 평행한 필라멘트의 어레이를 포함하는 경우에 특히 유리할 수 있다. 가열 요소가 필라멘트의 메시 또는 직물을 포함하는 경우, 필라멘트는 개별적으로 형성되거나 함께 짜질 수 있다.
바람직하게는, 메시는 소결된다. 메시의 필라멘트는 함께 소결될 수 있다. 유리하게는, 메시를 소결시키는 것은 상이한 방향으로 연장되어 있는 필라멘트들 사이에 전기적 결합을 생성한다. 특히, 메시가 직조 및 부직포 직물 중 하나 이상을 포함하는 경우, 메시가 소결되어 중첩 필라멘트들 사이에 전기적 결합을 생성하는 것이 유리하다.
메시는 또한 당분야에서 잘 이해되고 있는 바와 같은, 액체를 보유하는 그의 능력을 특징으로 할 수 있다.
메시의 필라멘트는 8 μm 내지 100 μm, 30 μm 내지 100 μm, 8 μm 내지 50 μm, 8 μm 내지 39 μm의 직경을 가질 수 있다. 메시의 필라멘트는 50 μm의 직경을 갖는다.
메시의 필라멘트는 임의의 적합한 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 필라멘트는 원형 단면을 가질 수 있거나 편평한 단면을 가질 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함한다. 적어도 하나의 공기 유입구는 공기를 에어로졸 발생기의 챔버 내로 유도하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기가 챔버의 표면을 정의한 측벽을 포함하는 경우, 적어도 하나의 공기 유입구는 측벽을 통해 연장될 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공기 유입구는 원형 단면; 타원형 단면; 정사각형 단면; 직사각형 단면; 및 삼각형 단면 중 하나를 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 다각형 단면을 가질 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구는 0.5 mm2 내지 30 mm2 또는 2 mm2 내지 25 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 15 mm2의 총 단면적을 가질 수 있다. 이러한 총 단면적은 적어도 하나의 공기 유입구가 바람직한 공기 흐름 속도를 챔버 내로 유도할 수 있게 한다.
적어도 하나의 공기 유입구는 복수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 임의의 적절한 갯수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공기 유입구는 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 일곱 개, 여덟 개 또는 아홉 개의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 챔버 내로의 원하는 기류 속도를 제공하기 위해 임의의 적절한 갯수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 복수의 공기 유입구는 2 mm2 내지 30 mm2 또는 2 mm2 내지 25 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 15 mm2의 총 단면적을 가질 수 있다.
복수의 공기 유입구는 에어로졸 발생 요소의 원주 주위에 이격될 수 있다.
챔버가 중심 길이 방향 축을 따라 연장되는 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 챔버의 중심 길이 방향 축을 따라 상이한 위치에 위치한다. 챔버가 중심 길이 방향 축을 따라 연장되는 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 챔버의 중심 길이 방향 축을 따라 동일한 위치에 위치한다.
일부 바람직한 구현예에서, 모든 공기 유입구는 동일한 단면 형상을 갖는다. 일부 바람직한 구현예에서, 모든 공기 유입구는 동일한 단면적을 갖는다. 공기 유입구는 상이한 단면 형상을 가질 수 있다. 공기 유입구는 상이한 단면적을 가질 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 두 개의 공기 유입구, 즉 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구를 포함한다. 제1 공기 유입구는 공기를 제1 방향으로 챔버 내에 유도하도록 구성될 수 있고, 제2 공기 유입구는 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 챔버 내에 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 제1 공기 유입구는 공기를 제1 방향으로 챔버 내에 유도하도록 구성될 수 있고, 제2 공기 유입구는 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 챔버 내에 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 제1 공기 유입구는 챔버의 제1 측면에 배열될 수 있고, 제2 공기 유입구는 제1 측면에 대향하는 챔버의 제2 측면에 배열될 수 있다.
챔버가 중심 길이 방향 축을 따라 연장되는 일부 구현예에서, 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구는 길이 방향 축을 따라 동일한 위치에 위치한다. 챔버가 중앙 길이 방향 축을 따라 연장되는 일부 구현예에서, 제1 공기 유입구는 길이 방향 축을 따라 제1 위치에 배열되고, 제2 공기 유입구는 제1 위치와 상이한 길이 방향 축을 따라 제2 위치에 배열된다.
적어도 하나의 공기 유입구는 공기 통로에 의해 형성될 수 있다. 공기 통로는 길이 및 단면적을 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 공기 통로는 에어로졸 발생기의 외부 표면과 챔버를 정의한 표면 사이에서 연장될 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 공기 통로는 챔버를 정의한 표면에 단면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 공기 통로는 길이를 가질 수 있다. 공기 통로의 길이는 챔버의 표면에서 공기 유입구의 단면의 치수보다 클 수 있다. 예를 들어, 공기 통로가 챔버의 표면에서 원형 단면을 갖는 경우, 공기 통로의 길이는 챔버의 표면에서 통로의 단면의 직경보다 클 수 있다. 유리하게는, 통로의 길이가 통로의 단면보다 크도록 공기 유입구를 형성하는 공기 통로를 구성하면, 공기 통로를 통해 챔버 내로 유입되는 공기의 방향성을 개선할 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구가 복수의 공기 유입구를 포함하는 경우, 각각의 공기 유입구는 상이한 공기 통로에 의해 형성될 수 있다. 에어로졸 발생기는 복수의 공기 유입구를 포함할 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 에어로졸 발생 요소로부터 먼 방향으로 공기를 챔버 내에 유도하도록 구성된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 공기 유입구는 에어로졸 발생 요소와 교차하지 않는 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 구성된다. 적어도 하나의 공기 유입구는 적어도 하나의 공기 유출구를 향하는방향으로 적어도 부분적으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 구성될 수 있다. 챔버가 마우스 단부를 포함하고 적어도 하나의 공기 유출구가 마우스 단부에 배열되는 일부 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 마우스 단부를 향하는 방향으로 적어도 부분적으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 구성될 수 있다.
챔버가 중심 길이 방향 축을 따라 연장되는 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 중심 길이 방향 축에 수직이지 않은 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는, 1도 내지 89도; 또는 5도 내지 85도; 또는 10도 내지 80도; 또는 15도 및 75도; 또는 20도 및 70도; 또는 25도 및 65도; 또는 30도 및 60도의 각도로 중심 길이 방향 축으로부터 각을 이루는 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 배열될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유출구를 포함한다. 적어도 하나의 공기 유출구는 공기를 에어로졸 발생기의 챔버 밖으로 유도하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기가 마우스 단부를 갖는 챔버를 포함하는 경우, 적어도 하나의 공기 유출구는 챔버의 마우스 단부에 배열될 수 있다.
적어도 하나의 공기 유출구는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공기 유출구는 원형 단면; 타원형 단면; 정사각형 단면; 직사각형 단면; 및 삼각형 단면 중 하나를 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유출구는 다각형 단면을 가질 수 있다.
적어도 하나의 공기 유출구는 2 mm2 내지 30 mm2 또는 2 mm2 내지 25 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 15 mm2의 총 단면적을 가질 수 있다. 이러한 총 단면적은 적어도 하나의 공기 유출구가 바람직한 공기 흐름 속도를 챔버 밖으로 유도할 수 있게 한다.
적어도 하나의 공기 유출구는 복수의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유출구는 임의의 적절한 갯수의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공기 유출구는 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 일곱 개, 여덟 개 또는 아홉 개의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유출구는 챔버 밖으로의 원하는 기류 속도를 제공하기 위해 임의의 적절한 갯수의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 복수의 공기 유출구는 0.5 mm2 내지 30 mm2 또는 2 mm2 내지 25 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 20 mm2 또는 5 mm2 내지 15 mm2의 총 단면적을 가질 수 있다.
에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구 사이에 챔버를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기는 적어도 하나의 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장된 기류 경로를 추가로 포함할 수 있다. 기류 경로는 에어로졸 발생 요소를 경유해 적어도 하나의 공기 유입구와 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 챔버를 통해 연장될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생기는 에어로졸 발생 요소에 결합된 보조 요소를 포함한다.
에어로졸 발생기는, 보조 요소를 통해 연장된 적어도 하나의 공기 유입구를 추가로 포함할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 공기 유입구는 원형, 타원형, 사각형, 직사각형 또는 삼각형 단면 형상 중 하나를 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 다각형 형상을 가질 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 보조 요소를 통해 슬롯을 형성할 수 있다.
적어도 하나의 공기 유입구는 복수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 복수의 공기 유입구는 임의의 적절한 갯수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 공기 유입구는 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 여섯 개, 일곱 개, 여덟 개 또는 아홉 개의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 복수의 공기 유입구는 보조 요소의 원주 주위에 이격될 수 있다. 바람직하게는, 보조 요소는 에어로졸 발생 요소를 둘러싸고, 복수의 공기 유입구는 보조 요소의 원주 주위에 이격된다. 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 상이한 단면 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 동일한 단면 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 상이한 단면적을 갖는다. 일부 구현예에서, 복수의 공기 유입구는 동일한 단면적을 갖는다.
일부 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생기는 평면형 에어로졸 발생 요소, 및 평면형 에어로졸 발생 요소에 결합된 평면형 보조 요소를 포함한다. 이들 특히 바람직한 구현예에서, 평면형 에어로졸 발생 요소 및 평면형 보조 요소는 실질적으로 동일한 평면에서 연장될 수 있다.
이들 특히 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는, 공기를 평면으로부터 먼 방향으로 유도하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공기 유입구는 평면에 수직인 방향으로 공기를 유도하도록 구성된다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면에 수직인 방향으로 평면형 보조 요소를 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면과, 평면에 수직인 방향 사이의 방향으로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 평면과, 평면에 수직인 방향으로 평면형 보조 요소를 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는, 1도 내지 89도; 또는 5도 내지 85도; 또는 10도 내지 80도; 또는 15도 내지 75도; 또는 20도 내지 70도; 또는 25도 내지 65도; 또는 30도 내지 60도; 또는 65도 내지 85도; 또는 70도 내지 80도의 각도로 평면에 각도를 이루는 방향으로 공기를 유도하도록 구성될 수 있다.
보조 요소는 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다. 평면형 보조 요소는 평면형 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다.
보조 요소는 지지 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생기가 측벽을 포함하는 경우, 지지 요소는 에어로졸 발생 요소를 측벽에 결합시킬 수 있다. 에어로졸 발생기가 에어로졸 발생 장치 또는 카트리지의 부분을 형성하는 경우, 지지 요소는 에어로졸 발생 요소를 에어로졸 발생 장치 또는 카트리지의 하우징에 결합할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 지지 요소를 통해 연장될 수 있다.
바람직하게는, 서셉터 요소는 열 절연성 재료를 포함한다. 유리하게는, 열 절연성 재료로 지지 요소를 형성하면, 에어로졸 발생 요소로부터 지지 요소로의 열 전달을 최소화할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 요소는 전기 절연성 재료를 포함한다. 지지 요소는 내구성 재료로 형성될 수 있다. 서셉터 요소는 액체 불투과성 재료로 형성될 수 있다. 지지 요소는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은, 성형 가능한 플라스틱 재료로 형성된 것일 수 있다.
지지 요소는 임의의 적절한 크기와 형상을 가질 수 있다. 지지 요소는 평면형 지지 요소일 수 있다. 에어로졸 발생 요소가 평면형인 경우, 평면형 지지 요소는 평면형 에어로졸 발생 요소와 동일한 평면으로 연장될 수 있다. 지지 요소는 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다.
에어로졸 발생 요소가 메시 요소를 포함하는 경우, 보조 요소는 작동 요소를 포함할 수 있다. 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소에 결합될 수 있다. 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 작동 요소는 압전 변환기이다. 적어도 하나의 공기 유입구는 작동 요소를 통해 연장될 수 있다.
바람직하게는, 메시 에어로졸 발생 요소는 평면형이고 작동 요소는 평면형이고, 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소와 동일한 평면으로 연장된다. 작동 요소는 메시 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다.
보조 요소는 지지 요소와 작동 요소를 포함할 수 있다. 작동 요소는 에어로졸 발생 요소에 결합될 수 있다. 지지 요소는 작동 요소에 결합될 수 있다. 작동 요소는 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다. 지지 요소는 작동 요소를 둘러쌀 수 있다. 지지 요소는 작동 요소 및 에어로졸 발생 요소를 둘러쌀 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 지지 요소를 통해 연장된다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입구는 복수의 공기 유입구를 포함하고, 복수의 공기 유입구 중 적어도 하나는 지지 요소를 통해 연장되고, 복수의 공기 유입구 중 적어도 하나는 작동 요소를 통해 연장된다.
일부 바람직한 구현예에서, 보조 요소는 평면형 작동 요소 및 평면형 지지 요소를 포함한 평면형 요소이다. 이들 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소가 평면형일 수 있고, 평면형 지지 요소는 평면형 에어로졸 발생 요소와 동일한 평면으로 연장될 수 있다. 에어로졸 발생 요소는 실질적으로 원형의 단면을 가질 수 있고, 작동 요소는 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는 링을 형성할 수 있고, 지지 요소는 작동 요소를 둘러싸는 링을 형성할 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 전술한 바와 같은 에어로졸 발생기를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은, 저장조로부터 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 추가로 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 사용자가 마우스피스를 퍼핑하여 마우스 단부 개구를 통해 에어로졸을 흡인할 수 있도록 구성되어 있는 소형 에어로졸 발생 시스템일 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 종래의 엽궐련 또는 궐련에 상응하는 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 약 30 mm 내지 약 150 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 약 5 mm 내지 약 30 mm의 외경을 가질 수 있다.
저장조는 에어로졸 형성 기재를 유지시키도록 구성된다. 특히, 저장조는 액체 에어로졸 형성 기재를 유지시키도록 구성된다. 저장조는 에어로졸 발생 시스템의 요건에 따라 임의의 적절한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출될 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다.
에어로졸 형성 기재는 실온 및 대기압에서 액체일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액체 및 고체 성분 모두를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 가열시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 식물계 재료를 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 시스템의 작동 온도에서 열적 열화에 대하여 실질적으로 저항하는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 이에 한정되지 않지만, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물, 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 및 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜일 수 있다. 에어로졸 형성제는 글리세린 및 프로필렌 글리콜 둘 모두를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 약 0.5% 내지 약 10%, 예를 들어 약 2%의 니코틴 농도를 가질 수 있다.
액체 공급 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸 발생 요소에 공급하도록 배열된다. 바람직하게는, 액체 공급 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장조로부터 에어로졸 발생 요소로 공급하도록 배열된다.
액체 공급 요소는 에어로졸 발생 요소와 유체 연통할 수 있다. 액체 공급 요소는 저장조와 유체 연통할 수 있다. 액체 공급 요소는 에어로졸 형성 기재를 저장조로부터 서셉터 요소로 이송하도록 구성될 수 있다.
액체 공급 요소는 모세관 재료를 포함할 수 있다. "모세관 재료는 모세관 작용에 의해 재료의 일 단부로부터 다른 단부로 액체를 전달할 수 있는 재료를 지칭한다. 모세관 재료는 섬유상 또는 스펀지 구조를 가질 수 있다. 모세관 재료는, 바람직하게는 모세관 다발을 포함한다. 예를 들어, 모세관 재료는 복수의 섬유 또는 스레드 또는 기타 미세 보어 튜브를 포함할 수 있다. 섬유 또는 스레드는 일반적으로 에어로졸 발생 요소를 향해 액체 에어로졸 형성 기재를 운반하도록 정렬될 수 있다. 일부 구현예에서, 모세관 재료는 스폰지형 또는 발포체형 재료를 포함할 수 있다. 모세관 재료의 구조는 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 작용에 의해 전달될 수 있는 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성할 수 있다. 에어로졸 발생 요소가 간극 또는 애퍼처를 포함하는 경우, 모세관 재료는 서셉터 요소의 간극 또는 애퍼처 내로 연장될 수 있다. 에어로졸 발생 요소는, 모세관 작용에 의해 액체 에어로졸 형성 기재를 간극 또는 구멍 내로 흡인할 수 있다. 에어로졸 발생 요소가 SAW-분무기의 일부를 형성하고 에어로졸 발생 요소가 활성 표면을 갖는 기판을 포함하는 경우, 액체 공급 요소는 활성 표면의 분무 영역에 액체를 공급하도록 배열될 수 있다. 액체 공급 요소는 펌프를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 저장조는 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 보유 재료를 함유하고 있다. 보유 재료는 발포 재료, 스펀지 재료 또는 섬유 집합체일 수 있다. 보유 재료는 중합체 또는 공중합체로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 보유 재료는 방사된 중합체이다. 보유 재료는 액체 공급 요소에 적합한 것으로서 전술하는 재료 중 임의의 재료로 형성될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템이 액체 공급 요소 및 보유 재료를 포함하는 경우, 액체 공급 요소 및 보유 재료는 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 보유 재료는 에어로졸 발생 요소와 유체 연통할 수 있다. 보유 재료는 에어로졸 발새 요소와 접촉할 수 있다. 보유 재료는 액체 공급 요소와 유체 접촉할 수 있다. 보유 재료는 액체 공급 요소와 접촉할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 전력 공급부를 추가로 포함할 수 있다. 전력 공급부는 에어로졸 발생기에 전력을 공급하기 위해 에어로졸 발생기에 결합될 수 있다. 전력 공급부는 에어로졸 발생기에 전력을 공급하기 위해 에어로졸 발생 요소에 결합될 수 있다.
전력 공급부는 DC 전력 공급부일 수 있다. 전력 공급부는 배터리일 수 있다. 배터리는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬 티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 배터리는 니켈-수소 합금 배터리 또는 니켈 카드뮴 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전기 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전 가능할 수 있고, 다수의 충전 및 방전 사이클에 대해 구성될 수 있다. 전력 공급부는 에어로졸 발생 시스템의 한번 이상의 사용자 경험을 위한 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있고, 예를 들어 전력 공급부는 종래의 궐련을 흡연하는 데에 걸리는 통상적인 시간에 대응하여, 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수인 기간 동안 에어로졸의 연속적인 발생을 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 공급부는 미리 결정된 퍼프 횟수 또는 분무기 조립체의 개별 활성화를 가능하게 하는 충분한 용량을 가질 수 있다.
전력 공급부는 전기 에너지와 상이한 형태의 에너지를 저장 및 공급하도록 구성될 수 있다. 전력 공급부는 기계적 에너지를 저장 및 공급하도록 구성될 수 있다. 기계적 에너지는 사용자에 의해 제공되거나 생성될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
제어 회로는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있다.
제어 회로는 전력 공급부에 결합될 수 있다. 제어 회로는 에어로졸 발생기에 결합될 수 있다. 제어 회로는 전력 공급부로부터 에어로졸 발생기로 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 회로는 전력 공급부로부터 에어로졸 발생기의 에어로졸 발생 요소로 전력 공급을 제어하도록 구성된다. 에어로졸 발생기가 액추에이터를 포함하는 일부 구현예에서, 제어 회로는 액추에이터에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기가 변환기를 포함하는 일부 구현예에서, 제어 회로는 변환기에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생기가 액체 공급 요소를 포함하는 일부 구현예에서, 제어 회로는 액체 공급 요소에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 액체 공급 요소에 포함된 펌프에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 에어로졸 발생 시스템의 둘 이상의 구성 요소를 동기화하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 회로는 에어로졸 발생 요소 및 액체 공급 요소를 동기화하도록 구성된다.
제어 회로는, 장치의 활성화에 이어서 연속적으로 에어로졸 발생기에 전력을 공급하도록 구성될 수 있고, 또는 간헐적으로, 예컨대 퍼프 때마다 기준으로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 전력은, 예를 들어 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 전류의 펄스 형태로 에어로졸 발생기에 공급될 수 있다.
에어로졸 발생기가 액추에이터에 의해 진동되는 메시를 포함하는 경우, 제어 회로는 액추에이터를 작동시켜 소정의 진동수로 진동 부재를 진동시키도록 구성될 수 있다. 소정의 진동수는 약 20 kHz 내지 약 1500 kHz, 또는 약 50 kHz 내지 약 1000 kHz, 또는 약 100 kHz 내지 약 500 kHz일 수 있다. 이는 원하는 에어로졸 출력 속도 및 양호한 사용자 경험을 위한 원하는 액적 크기를 제공할 수 있다.
에어로졸 발생기가 진동 챔버를 포함하는 경우, 제어 회로는 소정의 진동수에서 액추에이터를 작동시켜 진동 요소의 진동을 여기시키도록 구성될 수 있다. 소정의 진동수는 약 20 kHz 내지 약 1500 kHz, 또는 약 50 kHz 내지 약 1000 kHz, 또는 약 100 kHz 내지 약 500 kHz일 수 있다. 이는 원하는 에어로졸 출력 속도 및 양호한 사용자 경험을 위한 원하는 액적 크기를 제공할 수 있다.
에어로졸 발생기가 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)를 포함하는 경우, 제어 회로는 SAW-분무기를 작동시켜 표면 탄성파를 소정의 진동수로 발생시키도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 진동수는 약 20 MHz 이상일 수 있으며, 예를 들어 약 20 MHz 내지 약 100 MHz, 또는 약 20 MHz 내지 약 80 MHz일 수 있다. 이는 원하는 에어로졸 출력 속도 및 양호한 사용자 경험을 위해 원하는 액적 크기를 제공할 수 있다.
에어로졸 발생 요소가 서셉터 요소인 경우, 에어로졸 발생 장치는 유도 가열 조립체를 포함할 수 있다. 유도성 가열 조립체는 적어도 하나의 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 전력 공급부는 적어도 하나의 인덕터 코일에 전력을 공급하기 위해 적어도 하나의 인덕터 코일에 결합될 수 있다. 적어도 하나의 인덕터 코일은 제어 회로에 결합될 수 있다. 제어 회로는 교번 자기장을 발생시키기 위해 적어도 하나의 인덕터 코일에 교류를 공급하도록 구성될 수 있다. 서셉터 요소는, 서셉터 요소가 교번 자기장에 의해 가열되도록, 적어도 하나의 인덕터 코일로부터 교번 자기장에 의해 침투되도록 배열될 수 있다. 제어 회로는, 장치의 활성화에 이어서 연속적으로 인덕터 코일에 전력을 공급하도록 구성될 수 있고, 또는 간헐적으로, 예컨대 퍼프 때마다 기준으로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 전력은, 예를 들어 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 전류의 펄스 형태로 인덕터 코일에 공급될 수 있다.
제어 회로는 D-등급 또는 E-등급 전력 증폭기를 포함할 수 있는 DC/AC 인버터를 포함할 수 있다. 제어 회로는 전자 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어 회로는 센서, 스위치, 디스플레이 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 장치와 함께 결합하도록 구성된 카트리지를 포함할 수 있다. 카트리지는 에어로졸 발생기를 포함할 수 있다. 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조를 추가로 포함할 수 있다. 카트리지는 액체 공급 요소를 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 세장형일 수 있다. 하우징은 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 재료 중 하나 이상을 포함하는 복합 재료, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함한다. 재료는 경량이며 비-취성이다.
에어로졸 발생 장치는 카트리지를 수용하기 위한 공동을 정의할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 하나 이상의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 공기 유입구는 주변 공기가 공동 내로 흡인될 수 있게 할 수 있다.
상기 에어로졸 발생 장치는 카트리지에 에어로졸 발생 장치를 결합하도록 구성되어 있는 연결 단부를 가질 수 있다. 연결 단부는 카트리지를 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 연결 단부에 대향하는, 원위 단부를 가질 수 있다. 원위 단부는 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부를 충전하기 위해, 외부 전력 공급부의 전기 커넥터에 에어로졸 발생 장치를 연결하도록 구성되어 있는 전기 커넥터를 포함할 수 있다.
본 개시에 따라, 에어로졸 발생 시스템용 카트리지가 제공되어 있다. 카트리지는 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생기를 포함할 수 있다. 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조를 추가로 포함할 수 있다. 카트리지는 일회용일 수 있다. 카트리지는, 저장조로부터 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 추가로 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생기는 카트리지와 일체로 형성된다. 다른 구현예에서, 에어로졸 발생기는 카트리지와 별도이며 카트리지 내에 배열된다.
카트리지는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 내구성 있는 재료로 형성될 수 있다. 하우징은 액체 불투과성 재료로 형성될 수 있다. 하우징은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은, 성형 가능한 플라스틱 재료로 형성된 것일 수 있다.
에어로졸 발생기는 하우징 내에 배열될 수 있다. 에어로졸 발생기는 하우징에 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 카트리지의 하우징은 에어로졸 발생기의 하나 이상의 벽을 형성할 수 있다. 에어로졸 발생기의 적어도 하나의 공기 유입구는 카트리지의 하우징을 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 공기 유출구는 카트리지의 하우징을 통해 연장될 수 있다.
하우징은 저장조의 일부분을 정의할 수 있다. 하우징은 저장조를 정의할 수 있다. 하우징 및 저장소는 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 저장조는 외부 하우징과 별도로 형성되고 외부 하우징에 배열될 수 있다.
카트리지는 마우스 단부를 가질 수 있고, 이를 통해 발생된 에어로졸이 사용자에 의해 흡인될 수 있다. 카트리지는 카트리지를 에어로졸 발생 장치에 연결하도록 구성되어 있는 연결 단부를 가질 수 있다.
에어로졸 발생기가 실질적으로 평면형 에어로졸 발생 요소를 포함하는 경우, 에어로졸 발생 요소의 제1 측면은 카트리지의 마우스 단부와 대면할 수 있고, 에어로졸 발생 요소의 제2 측면은 연결 단부와 대면할 수 있다. 일부 구현예에서, 평면형 엥로졸 발생 요소는, 마우스 단부와 연결 단부 사이에서 연장되는, 카트리지의 길이 방향 축에 실질적으로 평행한 평면에서 연장된다. 평면형 에어로졸 발생 요소가 카트리지의 길이 방향 축에 실질적으로 평행한 평면으로 연장되는 경우, 에어로졸 발생 요소의 제1 및 제2 측면은, 카트리지의 마우스 단부 및 연결 단부보다는 카트리지의 대향 측면과 대면한다.
카트리지는 에어로졸 발생기의 적어도 하나의 공기 유입구를 정의할 수 있다. 적어도 하나의 공기 유입구는 카트리지의 연결 단부에 또는 그 주위에 배열될 수 있다. 카트리지는 마우스 단부 개구를 정의할 수 있다. 에어로졸 발생기의 적어도 하나의 공기 유출구는 카트리지의 마우스 단부 개구일 수 있다. 사용자는 마우스 단부 개구를 통해 카트리지로부터 발생된 에어로졸을 흡인할 수 있다. 카트리지는 에어로졸 발생의 공기 유입구로부터 마우스 단부 개구까지 밀폐된 기류 통로를 정의할 수 있다. 폐쇄된 기류 통로는 에어로졸 발생 요소를 지나 공기 유입구로부터 마우스 단부 개구까지 연장될 수 있다.
폐쇄된 기류 통로는 저장조를 통과할 수 있다. 예를 들어, 저장조는 내부 통로를 정의하는 환형 단면을 가질 수 있고, 기류 통로는 저장조의 내부 통로를 통해 연장될 수 있다.
에어로졸 발생기, 에어로졸 발생 시스템, 에어로졸 발생 장치 또는 카트리지의 일 구현예와 관련하여 본원에 설명된 임의의 특징부는 또한, 본 개시에 따른 에어로졸 발생기, 에어로졸 발생 시스템, 에어로졸 발생 장치 또는 카트리지의 다른 구현예에도 적용 가능하다는 것을 이해할 것이다. 일 구현예와 관련하여 설명된 특징부는 본 개시에 따른 다른 구현예에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 에어로졸 발생기가 카트리지가 없는 에어로졸 발생 장치에 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 카트리지와 관련하여 본원에 설명된 임의의 특징부는 에어로졸 발생 장치에 동일하게 적용 가능할 수 있다.
본 발명은 청구범위에 정의된다. 그러나, 아래에는 비제한적인 실시예의 비포괄적인 리스트가 제공된다. 이들 실시예의 임의의 하나 이상의 특징부는 본원에 설명된 다른 실시예, 구현예, 또는 양태의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.
EX1.
에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기로서, 상기 에어로졸 발생기는,
에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 에어로졸 발생 요소;
적어도 하나의 공기 유입구;
적어도 하나의 공기 유출구;
상기 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 챔버(상기 에어로졸 발생 요소는 상기 챔버 내에 배열되고 상기 챔버 내로 에어로졸화된 에어로졸 형성 기재를 방출하도록 구성됨); 및
상기 에어로졸 발생 요소를 경유해 상기 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 상기 챔버를 통해 연장된 기류 경로를 포함하는, 발생기.
EX2.
실시예 EX1에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 주변부 주위로 공기를 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX3.
실시예 EX1 또는 EX2에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 접선 방향으로 공기를 챔버 내로 유도하도록 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX4.
실시예 EX1, EX2 또는 EX3 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX5.
실시예 EX4에 있어서, 상기 챔버는 상기 중심 길이 방향 축에 대해 실질적으로 대칭인, 에어로졸 발생기.
EX6.
실시예 EX4 또는 EX5에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 중심 길이 방향 축과 교차하지 않는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX7.
실시예 EX4, EX5 또는 EX6 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 중심 길이 방향 축 주위의 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX8.
실시예 EX1에 있어서, 상기 에어로졸 발생기는, 상기 에어로졸 발생 요소를 둘러싸며 상기 챔버의 표면을 정의한 표면을 갖는 측벽을 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX9.
실시예 EX8에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 측벽을 통해 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX10. 실시예 EX8 또는 EX9에 있어서, 상기 측벽의 표면은 곡선형 표면이고 상기 챔버의 곡면을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX11. 실시예 EX10에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 곡선형 표면에 접선 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX12. 실시예 EX10에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 곡선형 표면에 접선 방향으로부터 다음의 각도로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되며, 상기 다음의 각도는,
0도 및 80도; 또는
0도 및 70도; 또는
0도 및 60도; 또는
0도 및 50도; 또는
0도 및 40도; 또는
0도 및 30도; 또는
0도 및 20도; 또는
0도 및 10도인, 에어로졸 발생기.
EX13. 실시예 EX8 내지 EX12 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구 및 상기 챔버의 표면은 상기 챔버의 중심 길이 방향 축 주위로 공기를 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX14. 실시예 EX8 내지 EX13 중 어느 하나에 있어서, 상기 측벽의 표면은 테이퍼형 챔버를 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX15. 실시예 EX8 내지 EX14에 있어서, 상기 챔버는 마우스 단부 및 상기 마우스 단부에 대향하는 에어로졸 발생 단부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 마우스 단부에 배열되고, 상기 마우스 단부에서의 챔버 폭은 상기 에어로졸 발생 단부에서의 챔버 폭보다 작은, 에어로졸 발생기.
EX16. 실시예 EX15에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 상기 챔버의 에어로졸 발생 단부에 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX17. 실시예 EX8 내지 EX16 중 어느 하나에 있어서, 상기 측벽은 상기 챔버의 원같은 원뿔형 표면을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX18. 실시예 EX8 내지 EX16 중 어느 하나에 있어서, 상기 측벽은 상기 챔버의 타원같은 원뿔형 표면을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX19. 실시예 EX8 내지 EX13 중 어느 하나에 있어서, 상기 측벽의 표면은 상기 챔버의 원같은 원통형 표면을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX20. 실시예 EX8 내지 EX13 중 어느 하나에 있어서, 상기 측벽의 표면은 상기 챔버의 타원같은 원통형 표면을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX21. 실시예 EX1 내지 EX20 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 비-열적 에어로졸 발생 요소인, 에어로졸 발생기.
EX22. 실시예 EX21에 있어서, 상기 비-열적 에어로졸 발생 요소는 복수의 노즐을 갖는 메시 요소를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX23. 실시예 EX22에 있어서, 상기 메시 에어로졸 발생 요소는, 상기 진동식 메시 요소가 진동되는 경우 에어로졸 형성 기재가 상기 노즐을 통과할 때, 에어로졸화된 에어로졸 형성 기재로 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX24. 실시예 EX23에 있어서, 상기 메시에 결합되고 상기 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX25. 실시예 EX22에 있어서, 상기 에어로졸 발생기는 진동 챔버를 포함하고, 상기 챔버는,
에어로졸화될 액체를 함유한 공동;
상기 공동에 분무될 액체의 공급부를 제공하기 위한 액체 유입구;
탄성 변형 가능한 요소;
상기 메시 에어로졸 발생 요소; 및
상기 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 배열된 액추에이터를 포함하되,
상기 액추에이터에 의한 상기 탄성 변형 가능한 요소의 진동은 상기 공동 내부의 압력을 변화시켜 상기 공동에 함유된 액체를 상기 메시 에어로졸 발생 요소의 노즐을 통해 공동으로부터 배출하는, 에어로졸 발생기.
EX26. 실시예 Ex24 또는 실시예 Ex25에 있어서, 상기 액추에이터는 압전 변환기인, 에어로졸 발생기.
EX27. 실시예 EX21에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)의 일부인, 에어로졸 발생기.
EX28. 실시예 Ex27에 있어서, 상기 SAW-분무기는,
활성 표면을 포함한 기판; 및
상기 기판의 활성 표면 상에 표면 탄성파를 발생시키기 위해 상기 기판의 활성 표면 상에 위치한 적어도 하나의 변환기를 포함하되,
상기 에어로졸 발생 요소는 상기 기판을 형성하는, 에어로졸 발생기.
EX29. 실시예 EX1 내지 EX28 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX30. 실시예 EX1 내지 EX29 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 에어로졸 발생 요소와 교차하지 않는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX31. 실시예 EX1 내지 EX30 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 적어도 하나의 공기 유출구를 향해서 적어도 부분적으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX32. 실시예 EX1 내지 EX31 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 마우스 단부 및 상기 마우스 단부에 대향하는 에어로졸 발생 단부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 마우스 단부에 배열되고, 상기 에어로졸 발생 요소는 상기 에어로졸 발생 단부에 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX33. 실시예 EX32에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 에어로졸 발생 단부를 향해 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX34. 실시예 EX32 또는 EX33에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소를 둘러싸고 상기 에어로졸 발생 단부에서의 상기 에어로졸 발생 요소와 상기 마우스 단부에서의 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 연장되는 측벽을 추가로 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX35. 실시예 EX34에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 측벽을 통해 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX36. 실시예 EX32 내지 EX35 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 마우스 단부를 향하는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX37. 실시예 EX1 내지 EX36 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 상기 챔버 표면의 적어도 일부분을 정의하는, 에어로졸 발생기.
EX38. 실시예 EX1 내지 EX37 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 중심 길이 방향 축에 수직이지 않은 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX39. 실시예 EX1 내지 EX37 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 중심 길이 방향 축으로부터 다음 각도로 각을 이룬 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 배열되고, 상기 다음 각도는,
1도 내지 89도; 또는
5도 내지 85도; 또는
10도 내지 80도; 또는
15도 내지 75도; 또는
20도 내지 70도; 또는
25도 내지 65도; 또는
30도 내지 60도인, 에어로졸 발생기.
EX40. 실시예 EX1 내지 EX39 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 평면형 에어로졸 발생 요소인, 에어로졸 발생기.
EX41. 실시예 EX40에 있어서, 상기 평면형 에어로졸 발생 요소는 실질적으로 평면에 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX42. 실시예 EX41에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면은 상기 챔버의 중심 길이 방향 축에 수직인, 에어로졸 발생기.
EX43. 실시예 EX41 또는 EX42에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면으로부터 멀어지는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX44. 실시예 EX41 내지 EX43 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면과 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 방향으로 공기를 유도하도록 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX45. 실시예 EX41 내지 EX44 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면으로부터 다음 각도로 각을 이룬 방향으로 공기를 유도하도록 배열되고, 상기 다음 각도는,
1도 내지 89도; 또는
5도 내지 85도; 또는
10도 내지 80도; 또는
15도 내지 75도; 또는
20도 내지 70도; 또는
25도 내지 65도; 또는
30도 내지 60도; 또는
65도 내지 85도; 또는
70도 내지 80도인, 에어로졸 발생기.
EX46. 실시예 EX41 또는 EX42에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소의 평면에 평행한 방향으로 공기를 유도하도록 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX47. 실시예 EX1 내지 EX46 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는,
원형 단면;
타원형 단면;
정사각형 단면;
직사각형 단면; 또는
삼각형 단면 중 하나를 갖는, 에어로졸 발생기.
EX48. 실시예 EX1 내지 EX47 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 다각형 단면을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX49. 실시예 EX1 내지 EX48 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는,
2 mm2 내지 30 mm2; 또는
2 mm2 내지 25 mm2; 또는
5 mm2 내지 20 mm2; 또는
5 mm2 내지 20 mm2; 또는
5 mm2 내지 15 mm2의 총 단면적을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX50. 실시예 EX1 내지 EX49 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 두 개의 공기 유입구, 즉 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX51. 실시예 EX50에 있어서, 상기 제1 공기 유입구는 제1 방향으로 공기를 상기 챔버 내에서 유도하도록 구성되고, 상기 제2 공기 유입구는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 공기를 상기 챔버 내에서 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX52. 실시예 EX50 또는 EX51에 있어서, 상기 제1 공기 유입구는 제1 방향으로 공기를 상기 챔버 내에서 유도하도록 구성되고, 상기 제2 공기 유입구는 상기 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로 공기를 상기 챔버 내에서 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX53. 실시예 EX50 내지 EX52 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공기 유입구는 상기 챔버의 제1 측면에 배열되고, 상기 제2 공기 유입구는 상기 제1 공기 유입구와 대향하는 상기 챔버의 제2 측면에 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX54. 실시예 EX50 내지 EX53 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 제1 공기 유입구 및 상기 제2 공기 유입구는 상기 길이 방향 축을 따라 동일한 위치에 위치하는, 에어로졸 발생기.
EX55. 실시예 EX50 내지 EX53 중 어느 하나에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 제1 공기 유입구는 상기 길이 방향 축을 따라 제1 위치에 배열되고, 상기 제2 공기 유입구는 상기 제1 위치와 상이한 제2 위치에 상기 길이 방향 축을 따라 배열되는, 에어로졸 발생기.
EX56. 실시예 EX1 내지 EX49 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 복수의 공기 유입구를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX57. 실시예 56에 있어서, 상기 복수의 공기 유입구는 상기 에어로졸 발생 요소의 원주 주위에 이격되는, 에어로졸 발생기.
EX58. 실시예 EX56 또는 EX57에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 복수의 공기 유입구는 상기 챔버의 중심 길이 방향 축을 따라 상이한 위치에 위치하는, 에어로졸 발생기.
EX59. 실시예 EX56 또는 EX57에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 복수의 공기 유입구는 상기 챔버의 중심 길이 방향 축을 따라 동일한 위치에 위치하는, 에어로졸 발생기.
EX60. 실시예 EX50 내지 EX59 중 어느 하나에 있어서, 모든 공기 유입구는 동일한 단면 형상을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX61. 실시예 EX50 내지 EX60 중 어느 하나에 있어서, 모든 공기 유입구는 동일한 단면 영역을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX62. 실시예 EX50 내지 EX59 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 유입구는 상이한 단면 형상을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX63. 실시예 EX50 내지 EX59 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 유입구는 상이한 단면 영역을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX64. 실시예 EX1 내지 EX63 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 유입구의 조합된 총 단면 영역은,
2 mm2 내지 30 mm2; 또는
2 mm2 내지 25 mm2; 또는
5 mm2 내지 20 mm2; 또는
5 mm2 내지 20 mm2; 또는
5 mm2 내지 15mm2인, 에어로졸 발생기.
EX65. 실시예 EX1 내지 EX64 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 공기 통로에 의해 형성되는, 에어로졸 발생기.
EX66. 실시예 EX65에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 공기 통로는 상기 에어로졸 발생기의 외부 표면과 상기 챔버를 정의한 표면 사이에서 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX67. 실시예 EX65 또는 EX66에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구를 형성하는 공기 통로는, 상기 챔버를 정의한 표면에서 길이 및 단면을 갖고, 상기 공기 통로의 길이는 상기 챔버의 표면에서 상기 공기 유입구의 단면의 치수보다 큰, 에어로졸 발생기.
EX68. 에어로졸 발생 시스템으로서,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
EX1 내지 EX67 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생기; 및
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 포함하는, 시스템.
EX69. 실시예 EX68에 있어서,
상기 에어로졸 발생기에 전력을 공급하기 위해 상기 에어로졸 발생기에 결합된 전력 공급부; 및
상기 전력 공급부로부터 상기 에어로졸 발생기로 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어 회로를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX70. 실시예 EX69에 있어서,
상기 저장조, 상기 에어로졸 발생기, 및 상기 액체 공급 요소를 포함하는 카트리지; 및
상기 카트리지를 수용하도록 구성되며 상기 전력 공급부 및 상기 제어 회로를 포함한 장치를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX71. 에어로졸 발생 시스템용 카트리지로서, 상기 카트리지는,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
EX1 내지 EX67 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생기; 및
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 포함하는, 카트리지.
EX72. 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기로서, 상기 에어로졸 발생기는,
에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 평면형 에어로졸 발생 요소;
상기 에어로졸 발생 요소에 결합된 평면형 보조 요소; 및
상기 평면형 보조 요소를 통해 연장되는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함하되,
상기 평면형 에어로졸 발생 요소 및 상기 평면형 보조 요소는 실질적으로 동일한 평면에서 연장되고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면으로부터 먼 방향으로 공기를 유도하도록 구성되는, 발생기.
EX73. 실시예 EX72 있어서, 상기 평면형 보조 요소는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는, 에어로졸 발생기.
EX74. 실시예 EX72 또는 EX73에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 복수의 노즐을 갖는 메시 요소를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX75. 실시예 EX74에 있어서, 상기 평면형 보조 요소는 상기 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성된 평면형 액추에이터 요소를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX76. 실시예 EX74에 있어서, 상기 평면 보조 요소는 평면형 지지 요소, 및 평면형 액추에이터 요소를 포함하되, 상기 평면형 액추에이터 요소는 상기 메시 에어로졸 발생 요소에 결합되고 상기 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX77. 실시예 EX76에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 지지 요소를 통해 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX78. 실시예 EX76 또는 EX77에 있어서, 상기 평면형 액추에이터 요소는 상기 메시 에어로졸 발생 요소를 둘러싸고, 상기 평면형 지지 요소는 상기 평면형 액추에이터 요소를 둘러싸는, 에어로졸 발생기.
EX79. 실시예 EX75 내지 EX78 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 액추에이터 요소를 통해 연장되는, 에어로졸 발생기.
EX80. 실시예 EX75 내지 EX79 중 어느 하나에 있어서, 상기 평면형 액추에이터 요소는 압전 변환기를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX81. 실시예 EX72 내지 EX80 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 보조 요소를 통해 슬롯을 형성하는, 에어로졸 발생기.
EX82. 실시예 EX72 내지 EX81 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 원형, 타원형, 사각형, 직사각형 또는 삼각형 단면 중 하나를 갖는, 에어로졸 발생기.
EX83. 실시예 EX72 내지 EX81 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 다각형 단면을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX84. 실시예 EX72 내지 EX83 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면에 수직인 방향으로 공기를 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX85. 실시예 EX72 내지 EX83 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면과 상기 평면에 수직인 방향 사이 방향으로 공기를 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
EX86. 실시예 EX72 내지 EX83 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면에 다음 각도로 각을 이룬 방향으로 공기를 유도하도록 구성되고, 상기 다음 각도는,
1도 내지 89도; 또는
5도 내지 85도; 또는
10도 내지 80도; 또는
15도 내지 75도; 또는
20도 내지 70도; 또는
25도 내지 65도; 또는
30도 내지 60도; 또는
65도 내지 85도; 또는
70도 내지 80도인, 에어로졸 발생기.
EX87. 실시예 EX72 내지 EX836 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 복수의 공기 유입구를 포함하는, 에어로졸 발생기.
EX88. 실시예 87에 있어서, 상기 복수의 공기 유입구는 상기 보조 요소의 원주 주위에 이격되는, 에어로졸 발생기.
EX89. 실시예 EX87 또는 EX88에 있어서, 상기 복수의 공기 유입구는 상이한 단면 형상을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX90. 실시예 EX87 또는 EX89 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 공기 유입구는 상이한 단면 영역을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX91. 실시예 EX87 또는 EX88에 있어서, 상기 복수의 공기 유입구는 동일한 단면을 갖는, 에어로졸 발생기.
EX92. 에어로졸 발생 시스템으로서,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
EX72 내지 EX91 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생기; 및
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 포함하는, 카트리지.
EX93. 실시예 EX92에 있어서,
상기 에어로졸 발생기에 전력을 공급하기 위해 상기 에어로졸 발생기에 결합된 전력 공급부; 및
상기 전력 공급부로부터 상기 에어로졸 발생기로 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어 회로를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX94. 실시예 EX93에 있어서,
상기 저장조, 상기 에어로졸 발생기, 및 상기 액체 공급 요소를 포함하는 카트리지; 및
상기 카트리지를 수용하도록 구성되며 상기 전력 공급부 및 상기 제어 회로를 포함한 장치를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX95. 에어로졸 발생 시스템용 카트리지로서, 상기 카트리지는,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
EX72 내지 EX91 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생기; 및
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 포함하는, 카트리지.
이제, 실시예가 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 2a는, 도 1의 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 A-A 라인을 따르는 단면을 나타낸다.
도 2b는, 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 A-A 라인을 따르는 단면을 나타낸다.
도 3a-3d는 본 개시에 따른 다른 구현예에 따라 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 라인 A-A를 따르는 단면을 나타낸다.
도 4a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 4b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 5a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 5b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 6a-6c는 본 개시의 구현예에 따른 보조 요소와 결합된 에어로졸 발생 요소의 평면도를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도를 나타내며, 상기 에어로졸 발생 시스템은 도 1의 에어로졸 발생기를 갖는 카트리지, 및 상기 카트리지와 결합된 에어로졸 발생 장치를 포함한다.
도 8은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 요소를 포함한진동 챔버를 나타낸다.
도 9a-9b는 본 개시의 구현예에 따른 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)의 구현예의 개략도를 나타낸다.
도 10a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 10b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 1은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 2a는, 도 1의 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 A-A 라인을 따르는 단면을 나타낸다.
도 2b는, 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 A-A 라인을 따르는 단면을 나타낸다.
도 3a-3d는 본 개시에 따른 다른 구현예에 따라 에어로졸 발생기의 챔버를 통한 라인 A-A를 따르는 단면을 나타낸다.
도 4a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 4b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 5a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 5b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 6a-6c는 본 개시의 구현예에 따른 보조 요소와 결합된 에어로졸 발생 요소의 평면도를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도를 나타내며, 상기 에어로졸 발생 시스템은 도 1의 에어로졸 발생기를 갖는 카트리지, 및 상기 카트리지와 결합된 에어로졸 발생 장치를 포함한다.
도 8은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 요소를 포함한진동 챔버를 나타낸다.
도 9a-9b는 본 개시의 구현예에 따른 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)의 구현예의 개략도를 나타낸다.
도 10a는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 10b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 개략도를 나타낸다.
도 1은 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생기(1)의 개략도를 나타낸다.
에어로졸 발생기(1)는 가열 이외의 수단에 의해 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 비-열적 에어로졸 발생 요소(2)를 포함한다. 이러한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소(2)는 액체 에어로졸 형성 기재가 통과하고 메시 요소가 진동될 때 에어로졸화 될 수 있는 통로를 갖는 메시 요소이다. 압전 변환기의 형태로 된 액추에이터(미도시)는 메시 에어로졸 발생 요소에 결합되고, 에어로졸 발생 요소와 접촉하여 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되기 위해 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성된다.
에어로졸 발생기(1)는 에어로졸 발생기의 대향 측면에 배열된 한 쌍의 공기 유입구(4), 및 공기 유출구(6)를 추가로 포함한다. 챔버(8)는 한 쌍의 공기 유입구(4)와 공기 유출구(6) 사이에 형성된다. 에어로졸 발생 요소(2)는 챔버(8) 내에 배열되고 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 챔버(8)로 방출하도록 구성된다. 기류 경로는 에어로졸 발생 요소(2)를 경유해 공기 유입구(4)와 적어도 하나의 공기 유출구(6) 사이에서 챔버를 통해 연장된다. 기류 경로는 도 1에 나타낸 파선 화살표로 표시된다.
챔버(8)는 마우스 단부 및 마우스 단부에 대향하는 에어로졸 발생 단부를 갖는다. 공기 유출구(6)는 챔버(8)의 마우스 단부에 배열된다. 에어로졸 발생 요소(2)는 챔버(8)의 에어로졸 발생 단부에 배열된다. 에어로졸 발생 요소의 주 표면은 챔버(8)의 에어로졸 발생 단부를 정의한다. 측벽(10)은 에어로졸 발생 요소(2)를 둘러싸고, 측벽(10)의 내부 표면은 마우스 단부와 에어로졸 발생 단부 사이의 챔버(8)의 측면을 정의한다. 공기 유입구(4)는 측벽(10)을 통해 연장되고, 에어로졸 발생 요소(2)에 매우 근접하여 에어로졸 발생 단부를 향해 위치한다.
측벽(10)은 챔버(8)의 곡선형 표면을 정의하는 내부 곡면을 갖는다. 본 구현예에서, 측벽(10)의 내부 표면은 실질적으로 원형의 단면 형상을 정의하며, A-A 라인을 따라 에어로졸 발생기(1)를 통한 단면도인 도 2a에 나타낸 바와 같이, 길이를 따라 실질적으로 원형 단면 형상을 갖는 공동(8)을 제공한다. 측벽(10)은 또한, 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 테이퍼가 있어, 측벽(10)의 내부 표면이 실질적으로 원같은 원뿔형 챔버(8)를 정의한다. 챔버(8)는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 중심 길이 방향 축에 대해 실질적으로 회전 대칭이며, 이는 도 1a에 파선 B-B로 나타나 있다.
에어로졸 발생 요소(2)는 실질적으로 평면으로 연장된 평면형 요소이다. 이러한 구현예에서, 에어로졸 발생 요소(2)의 평면은 챔버(8)의 중심 길이 방향 축에 실질적으로 수직이다. 에어로졸 발생 요소(2)는 챔버(8)의 중심 길이 방향 축에 중심을 두고, 에어로졸 발생 요소(2)의 주 표면은 공기 유출구(6)와 대면한다. 에어로졸 발생 요소(2)는 얇으며, 그의 직경보다 실질적으로 더 작은 두께를 갖고, 일반적으로 원형 형상을 갖는다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 공기 유입구(4)는 챔버(8)의 대향 측면으로부터 챔버(8) 내로 공기를 유도하도록 위치한다. 공기 유입구(4) 각각은 측벽(10)의 내부 곡면에 접하는 방향으로 측벽(10)을 통해 연장된다. 이와 같이, 공기 유입구(4)는 측벽(10)의 내부 곡면에 대한 접선으로 공기를 챔버(8) 내로 유도하도록 배향된다. 즉, 공기 유입구(4)는 측벽(10)의 내부 곡면을 따라 챔버 내로 공기를 유도한다. 도 2a에서 파선 화살표로 도시된 바와 같이, 공기 유입구(4)의 배향 및 측벽(10)의 곡선형 표면은, 공기 유입구(4)를 통해 챔버(8)로 진입하는 공기가 챔버(8)의 주변부를 따라 소용돌이치도록 한다. 챔버의 주변을 따라 소용돌이치는 공기는 에어로졸 발생 요소(2)로부터 측벽(10)으로부터 멀리 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 유도하며, 이는 측벽(10) 상의 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재의 침착을 감소시키고 챔버(8)의 마우스 단부에서 공기 유출구(6)를 경유해 챔버를 빠져나가는 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재의 비율을 증가시킨다.
도 2b는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기의 단면도를 나타낸다. 도 2b의 에어로졸 발생기는 도 1 및 도 2a의 에어로졸 발생기(1)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다. 도 2b에 나타낸 에어로졸 발생기는, 에어로졸 발생기가 측벽(10)의 원주 둘레에 균등하게 이격된 네 개의 공기 유입구(4)를 갖는다는 점에서, 도 1 및 도 2a의 에어로졸 발생기(1)와 상이하다.
도 3a-d는 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생기를 통한 단면도를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b에 각각 나타낸 에어로졸 발생기와 실질적으로 유사한 에어로졸 발생기를 나타낸다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 에어로졸 발생기는, 공기 유입구가 챔버(8) 내로 연장된다는 점에서, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 에어로졸 발생기와 상이하다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 에어로졸 발생기의 공기 유입구는 길이를 갖는 공기 통로를 포함한다. 공기 통로의 길이를 증가시키면 챔버로 진입하는 공기의 방향성을 개선한다.
도 3c 및 도 3d는 도 2a 및 도 2b에 각각 나타낸 에어로졸 발생기와 실질적으로 유사한 에어로졸 발생기를 나타낸다. 도 3c 및 도 3d에 나타낸 에어로졸 발생기는, 측벽(10)의 내부 표면이 실질적으로 타원형 단면 형상을 정의하여, 공동(8)이 그 길이를 따라 실질적으로 타원형 단면 형상을 제공한다는 점에서, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 에어로졸 발생기와 상이하다. 이들 구현예에서, 측벽(10)의 내부 표면은 실질적으로 타원같은 원뿔형 챔버(8)를 정의한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생기(1)의 개략도를 나타낸다. 도 4a 및 도 4b의 에어로졸 발생기는 도 1 및 도 2a의 에어로졸 발생기(1)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다.
도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 에어로졸 발생 요소(2)가 보조 요소(12)에 의해 둘러싸여 있다는 점에서, 도 1 및 도 2a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 상이하다. 복수의 공기 유입구(14)는 보조 요소(12)를 통해 연장되고 보조 요소(12)의 원주 주위에서 균일하게 이격된다. 본 구현예에서, 보조 요소(12)는 에어로졸 발생 요소(2)를 에어로졸 발생기(1)의 측벽(10)에 결합시키는 지지 요소이다. 보조 요소(12)를 통해 연장되는 복수의 공기 유입구(14)는 에어로졸 발생 요소(2)의 평면으로부터 멀리 공기를 챔버(8) 내로 유도하도록 구성된다. 본 구현예에서, 복수의 공기 유입구(14)는, 챔버의 중심 길이 방향 축과 실질적으로 평행한 방향으로, 챔버의 마우스 단부 및 공기 유출구(6)를 향해 공기를 챔버(8) 내로 유도하도록 배향된다. 측벽(10)은 또한, 주변 공기가 측벽을 통해 에어로졸 발생기(1) 내로 그리고 후속하여 보조 요소(12) 내의 공기 유입구(14)를 통해 챔버(8) 내로 흡인될 수 있도록, 에어로졸 발생 요소(2) 아래에 추가 공기 유입구(16)를 포함한다.
도 4b에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 도 4b에 나타낸 에어로졸 발생기(1)의 측벽(10)이 테이퍼가 지지 않는 점을 별도로 하고, 도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 실질적으로 동일하며, 에어로졸 발생기의 길이를 따라 일정한 직경을 유지한다. 따라서, 도 4b에 나타낸 에어로졸 발생기(1)의 측벽(10)의 내부 표면은 원같은 원통형 챔버(8)를 정의한다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생기(1)의 개략도를 나타낸다. 도 5a 및 도 5b의 에어로졸 발생기는 도 1 및 도 4a의 에어로졸 발생기(1)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다.
도 5a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 챔버(8)가 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 증가하는 속도 또는 각도로 안쪽으로 테이퍼가 생겨 측벽(10)의 내부 표면이 실질적으로 돔형 챔버(8)를 정의하며, 이는 에어로졸 발생 단부보다 마우스 단부에서 더 좁다는 점에서, 도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 상이하다. 챔버(8)의 중심 길이 방향 축에 대한 측벽(10)의 증가된 테이퍼 각도는, 돔형 챔버(8)의 오목 표면을 정의하는 측벽(10)의 내부 표면을 초래한다.
도 5b에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 챔버(8)가 에어로졸 발생 단부로부터 마우스 단부까지 감소하는 속도 또는 각도로 안쪽으로 테이퍼가 생겨 측벽(10)의 내부 표면이 실질적으로 뿔형 챔버(8)를 정의하며, 이는 에어로졸 발생 단부보다 마우스 단부에서 더 좁다는 점에서, 도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 상이하다. 챔버(8)의 중심 길이 방향 축에 대한 측벽(10)의 감소된 테이퍼 각도는, 뿔형 챔버(8)의 볼록 표면을 정의하는 측벽(10)의 내부 표면을 초래한다.
도 6a-6c는 본 개시의 구현예에 따른 보조 요소(12)와 결합된 에어로졸 발생 요소(2)의 평면도를 나타낸다. 이들 구현예 각각에서, 에어로졸 발생 요소(2)는 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 진동하게 구성되는 평면형 메시 요소이다.
도 6a는 보조 요소(12)에 의해 둘러싸인 원형, 메시 에어로졸 발생 요소(2)를 나타낸다. 메시 에어로졸 발생 요소(2) 및 보조 요소(12)는 모두 평면형이고 동일한 평면에서 연장된다. 본 구현예에서, 보조 요소(12)는 메시 에어로졸 발생 요소(12)를 진동시키도록 배열된 압전 변환기이다. 압전 변환기는, 압전 변환기의 원주 둘레에 균일하게 이격된 복수의 공기 유입구(14)를 포함한다. 공기 유입구는 원형 단면을 갖고, 공기를 에어로졸 발생 요소(2) 및 보조 요소(12)의 평면으로부터 멀리 유도하도록 구성된다.
도 6b는, 도 6a에 나타낸 것과 실질적으로 유사하게, 보조 요소(12)에 의해 둘러싸인 원형, 메시 에어로졸 발생 요소(2)를 나타낸다. 도 6b에 나타낸 보조 요소(12)는, 복수의 공기 유입구(14)가 보조 요소(12)를 통해 연장되는 직사각형 슬롯이라는 점에서, 도 6a에 나타낸 것과 상이하다.
도 c는 보조 요소(12)에 의해 둘러싸인 원형, 메시 에어로졸 발생 요소(2)를 나타낸다. 메시 에어로졸 발생 요소(2) 및 보조 요소(12)는 모두 평면형이고 동일한 평면에서 연장된다. 본 구현예에서, 보조 요소(12)는 메시 에어로졸 발생 요소(12)를 진동시키도록 배열되는 압전 변환기(12a) 및 지지 요소(12b)를 포함한다. 압전 변환기(12a)는 에어로졸 발생 요소(2)에 결합되고 에어로졸 발생 요소(2)를 둘러싼다. 지지 요소(12b)는 압전 변환기(12a)에 결합되고 압전 변환기(12a)를 둘러싼다. 지지 요소(12b)는, 지지 요소(12b)의 원주 주위에 균일하게 이격된 복수의 공기 유입구(14)를 포함한다. 공기 유입구(14)는 원형 단면을 갖고, 공기를 에어로졸 발생 요소(2) 및 보조 요소(12)의 평면으로부터 멀리 유도하도록 구성된다.
도 7은 본 개시에 따른 에어로졸 발생 시스템(20)의 개략도를 나타낸다. 에어로졸 발생 시스템(20)은 에어로졸 발생 장치(22) 및 에어로졸 발생 장치(22)에 결합된 카트리지(24)를 포함한다.
카트리지는(24)는 도 1 및 도 2a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 실질적으로 유사한 에어로졸 발생기(1)를 포함하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지칭하기 위하여 사용된다. 카트리지(24)는 하우징(26), 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하는 액체 저장조(28), 및 액체 저장조(28)를 에어로졸 발생기(1)에 유체 연결하는 액체 공급 요소(29)를 추가로 포함한다.
에어로졸 발생기(1)는, 카트리지(24)의 하우징(26)과 일체로 형성되어 에어로졸 발생기의 측벽(10)이 카트리지(24)의 하우징(26)에 의해 형성되도록 한다. 공기 유입구(4)는 카트리지의 하우징(26)을 통해 연장되어, 주변 공기가 공기 유입구(4)를 통해 카트리지의 하우징(26)을 통해 챔버 내로 흡인될 수 있도록 한다. 챔버(8)의 마우스 단부에서의 공기 유출구(6)는, 카트리지(24)의 마우스 단부 개구를 형성하며, 이를 통해 에어로졸이 사용자에게 전달된다. 기류 경로는 에어로졸 발생 요소(2)를 경유해 공기 유입구(4)와 마우스 단부 개구(6) 사이에 형성된다.
액체 전달 요소(29)는, 저장조(28) 내에 수용된 일 단부 및 에어로졸 발생 요소(2)의 에어로졸 발생 요소(2)와 접촉하는 다른 단부를 갖는, 심지 재료의 몸체로 형성된다. 액체 전달 요소(29)는, 액체 에어로졸 형성 기재를 저장조(28)로부터 에어로졸 발생 요소(2)로 전달하도록 구성된다.
에어로졸 발생 요소(2)는, 저장조(28)로부터 에어로졸 발생 요소(2)에 전달된 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 진동하게 구성된, 평면형 메시 요소이다. 압전 변환기(미도시) 형태의 액추에이터는 에어로졸 발생 요소(2)에 결합되어 에어로졸 발생 요소를 진동시킨다. 전기 접촉부(미도시)는, 카트리지(24)가 에어로졸 발생 장치(22)와 결합될 경우 에어로졸 발생 장치(22)로부터 액추에이터로의 전기 에너지를 공급하기 위해 액추에이터로부터 카트리지(24)의 연결 단부까지 제공된다.
에어로졸 발생 장치(22)는, 에어로졸 발생 장치(22)를 카트리지(24)에 결합하기 위한 연결 단부에서 공동을 형성하는 하우징(30)을 포함한다. 에어로졸 발생 장치는 하우징(30) 내에 포함된 전력 공급부(32) 및 제어 회로(34)를 추가로 포함한다. 전력 공급부(32)는 재충전 가능한 리튬 이온 배터리이다. 카트리지가 공동 내에 수용되는 경우, 전력 공급부(32) 및 제어 회로(34)를 카트리지(24)에 결합하기 위한 전기 접촉부(미도시)가 장치(22)의 공동 내에 제공된다. 제어 회로(34)는 전력 공급부(32)로부터 카트리지(24)로의 전력 공급을 제어하도록 구성된다.
사용 시, 카트리지(24)가 장치(22)의 공동 내에 수용되는 경우, 에어로졸 발생 시스템(20)은, 사용자가 카트리지의 마우스 단부 상에서 퍼핑하고 장치(22) 내의 센서(미도시)가 퍼핑을 검출하거나, 사용자가 버튼을 누름으로써, 활성화될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템이 활성화될 경우, 제어 회로(34)는 전력 공급부(32)로부터 카트리지(22) 내의 에어로졸 발생기(1)의 액추에이터로 전력을 공급한다. 액추에이터는 에어로졸 발생 요소(2)를 진동시키며, 이는 액체 전달 요소(29)에 의해 저장조(28)로부터 에어로졸 발생 요소(2)에 전달된 액체 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 시킨다.
사용자가 카트리지(24)의 마우스 단부를 흡인할 경우, 주변 공기는 공기 유입구(4)를 통해 기류 경로를 따라 챔버(8) 내로 흡인된다. 챔버(8) 내의 주변 공기는 공기 유입구(4) 및 측벽(10)의 곡선형 표면에 의해 챔버(8)의 주변을 따라 유도된다. 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 요소(2)에 의해 챔버(8) 내에 생성되고, 카트리지의 마우스 단부 개구(6)를 향해 흡인된 에어로졸을 형성한다. 챔버의 주변을 따라 소용돌이치는 주변 공기는, 발생된 에어로졸을 챔버(8)의 표면으로부터 멀리 유도하여, 발생된 에어로졸 액적이 카트리지의 표면 상에 침착되는 것을 억제한다. 에어로졸은 마우스 단부 개구를 통해 챔버(8)로부터 흡인되어 흡입을 위해 사용자에게 전달된다.
도 8은 진동 챔버(50)의 일부를 형성하는 평면형 메시 에어로졸 발생 요소(2)의 사시 단면도를 나타낸다. 이러한 진동 챔버는 본 개시의 구현예에 따라 에어로졸 발생기(1)의 챔버(8)의 에어로졸 발생 단부에 배열될 수 있다. 따라서, 도 8은 본 개시에 따른 에어로졸 발생기에 사용될 수 있는 대안적인 비-열적 에어로졸 발생 요소(2)를 나타낸다. 메시 요소(2)는 메시 요소 하우징(52) 내에 수용된다. 진동 챔버(50)는 또한, 탄성 변형 가능 요소(54) 및 탄성 변형 가능 요소(54)를 진동시키도록 배열된 액추에이터(56)를 포함한다. 액추에이터(56)는 압전 변환기를 포함한다.
진동 챔버(50)는 또한, 사전 압축 요소(58)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이에서 액추에이터(56)를 압축하도록 배열된 사전 압축 요소(58)를 포함한다. 사전 압축 요소(58), 액추에이터(56) 및 탄성 변형 가능 요소(54)는 액추에이터 하우징(60) 내에 배열된다. 액추에이터 하우징(60)은 메시 요소 하우징(52)에 부착되어 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이에 공동(62)을 정의한다. 액추에이터 하우징(60)은 공동(62)에 에어로졸화 될 액체의 공급부를 제공하기 위한 액체 유입구(64)를 정의한다.
탄성 변형 가능 요소(54)는 메시 요소(2)의 반경 방향 바깥으로, 메시 요소 하우징(52) 위로 액추에이터 하우징(60)에 연장된다. 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이의 공동(62)의 영역은 실질적으로 원같은 원통형이다. 메시 요소 하우징(52)은 메시 요소(2)의 원주 둘레에 상승 영역(63)을 포함해서, 메시 요소 하우징(52)과 탄성 변형 가능 요소(54) 사이의 갭이 메시 요소(2)의 원주 둘레로 좁아진다. 메시 요소 하우징(52)의 상승 영역(63)과 탄성 변형 가능 요소(54) 사이의 좁은 갭은 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이에서 직접 공동(62)의 영역 내로 그리고 그 밖으로 액체의 흐름을 제한하며, 이는 이 영역에서 액체의 높은 압력의 발생을 용이하게 한다. 메시 요소 하우징(52)의 상승 영역(63)으로부터 반경 방향 바깥에 있는, 공동(62)의 외부 영역은, 부분적으로 액추에이터 하우징(60) 내로 연장되어, 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이에서 직접 영역 외부에 작은 양의 액체를 유지할 수 있는 공동(62)의 영역을 제공한다. 이러한 공동(62)의 외부 영역은 작동 중에 액체가 해당 영역으로부터 고갈됨에 따라 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이의 영역으로의 액체의 예비 공급을 제공한다. 액체 유입구(64)는 액체를 공동(62)의 외부 영역에 공급하기 위해 액추에이터 하우징(60)에 제공된다. 액체 유입구(64)는 메시 요소(2)와 탄성 변형 가능 요소(54) 사이에서 공동(62)의 영역으로부터 오프셋되어 배열된다. 액체 유입구의 이러한 배열은 탄성 변형 가능 요소로부터 진동이 가해질 때 액체가 액체 유입구를 통해 공동으로부터 밀려나갈 가능성을 감소시킬 수 있다. 이는 또한 공기가 액체 유입구(64)로부터 그 영역 내로 직접 흡인될 가능성을 감소시킬 수 있다.
사용하는 동안, 에어로졸화 될 액체는 액체 유입구(64)를 통해 공동(62)에 공급된다. 액추에이터(56)는 탄성 변형 가능 요소(54)를 진동시켜 메시 요소(2)의 채널(15) 및 노즐(18)을 통해 공동(62) 내의 액체의 적어도 일부를 강제한다. 메시 요소(2)의 노즐(18)을 통하여 강제된 액체는 액적을 형성한다. 액적을 형성하도록 노즐(18)을 통하여 강제된 액체의 모멘텀은 액적을 메시 요소(2)로부터 멀리 운반한다. 따라서, 사용 동안, 진동 챔버(50)는 메시 요소(2)를 통해 배출된 액적을 포함한 에어로졸을 발생시킨다.
도 9a 및 도 9b는 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)의 개략도를 나타낸다. 이러한 SAW-분무기는 본 개시의 구현예에 따라 에어로졸 발생기(1)의 챔버(8)의 에어로졸 발생 단부에 배열될 수 있다. 따라서, 도 9a 및 도 9b는 본 개시에 따른 에어로졸 발생기에 사용될 수 있는 대안적인 비-열적 에어로졸 발생 요소(2)를 나타낸다.
도 9a는 활성 표면을 갖는 압전 기판 형태의 에어로졸 발생 요소(2)를 갖는 SAW-분무기를 나타낸다. 이 구현예에서, 압전 기판(2)의 측방향 표면 부분 상에 하나의 인터디지털 변환기(70)가 배열된다. 변환기(70)는 직선형 변환기로, 평행하게 배열된 일련의 직선형 깎지 모양 전극(72)을 포함한다(직선형 변환기). 압전 기판(2)의 활성 표면 상의 분무 영역(74)은 점선으로 표시되어 있으며, 변환기(70)에 가깝지만, 압전 기판(2)의 대향 측방향 표면부 상에 위치한다.
도 9b는 활성 표면을 갖는 압전 기판 형태의 에어로졸 발생 요소(2)를 갖는 SAW-분무기를 나타낸다. 이 구현예에서, 압전 기판(2)의 측방향 표면 부분 상에 하나의 인터디지털 변환기(70)가 배열된다. 변환기(70)는 집속 변환기로, 병렬로 배열된 일련의 곡선 테이퍼형 깎지 모양 전극(72, 76)을 포함한다. 압전 기판(2)의 활성 표면 상의 작은 분무 영역(74)은 십자가로 표시되어 있으며, 변환기(70)에 가깝지만, 압전 기판(2)의 대향 측방향 표면부 상에 위치한다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생기(1)의 개략도를 나타낸다.
도 10b의 에어로졸 발생기는 도 1 및 도 2a의 에어로졸 발생기(1)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다. 공기 유입구(4)가 에어로졸 발생 요소(2)의 평면으로부터 멀리 챔버(8) 내로 공기를 유도하도록 배열된다는 점에서, 도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 도 1 및 도 2a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 상이하다. 공기 유입구(4)는 둘 다 에어로졸 발생 요소(2)의 평면에 대해 각도 α로 공기를 챔버 내로 유도하도록 배향된다. 공기 유입구(4)는 또한 챔버의 중심 길이 방향 축에 대해 각도 β로 배향된다. 본 구현예에서, 각도 α는 약 30도이고 각도 β는 약 60도이다. 공기를 에어로졸 발생 요소로부터 멀리 챔버 내로 유도함으로써, 에어로졸 발생 요소로부터 챔버 내에 발생되고 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재가, 에어로졸 발생 요소로부터 멀리 흐르도록 장려되어, 에어로졸 발생 속도를 개선한다. 본 구현예에서, 공기 유입구는 또한 길이를 갖는 공기 통로에 의해 형성된다. 공기 통로는 챔버(8) 내로 연장되는 것으로 나타나 있지만; 일부 구현예에서, 공기 통로는 챔버(8) 내로 연장되지 않을 수 있음을 이해할 것이다.
도 10b의 에어로졸 발생기는 도 4a의 에어로졸 발생기(1)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다. 공기 유입구(4)가 에어로졸 발생 요소(2)의 평면으로부터 멀리 챔버(8) 내로 공기를 유도하도록 배열된다는 점에서, 도 4b에 나타낸 에어로졸 발생기(1)는, 도 4a에 나타낸 에어로졸 발생기(1)와 상이하고, 도 10a에 전술한 바와 같다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 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 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 숫자 A는 A ± A의 {5%}로서 이해된다. 이러한 맥락에서, 숫자 A는 숫자 A가 수정하는 특성의 측정을 위한 일반적인 표준 에러 내에 있는 수치 값을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 첨부된 청구범위에 사용된 일부 예에서, A가 벗어나는 양이 청구된 발명의 기본 및 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 한, 숫자 A는 상기 열거된 백분율만큼 벗어날 수 있다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다.
Claims (15)
- 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생기로서, 상기 에어로졸 발생기는,
에어로졸 형성 기재를 에어로졸화 되도록 구성된 비-열적 에어로졸 발생 요소;
적어도 하나의 공기 유입구;
적어도 하나의 공기 유출구;
상기 적어도 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이의 챔버(상기 에어로졸 발생 요소는 상기 챔버 내에 배열되고 상기 챔버 내로 에어로졸화 된 에어로졸 형성 기재를 방출하도록 구성됨);
상기 비-열적 에어로졸 발생 요소를 경유해 상기 공기 유입구와 상기 적어도 하나의 공기 유출구 사이에서 상기 챔버를 통해 연장된 기류 경로; 및
상기 에어로졸 발생 요소를 둘러싸는 측벽(상기 측벽은 상기 챔버의 곡선형 표면을 정의한 곡면을 갖고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 측벽을 통해 연장되고, 상기 챔버의 곡면에 접선 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성됨)을 포함하는, 발생기. - 제1항에 있어서, 상기 챔버는 마우스 단부 및 상기 마우스 단부에 대향하는 에어로졸 발생 단부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 공기 유출구는 마우스 단부에 배열되고, 상기 마우스 단부에서의 챔버 폭은 상기 에어로졸 발생 단부에서의 챔버 폭보다 작은, 에어로졸 발생기.
- 제2항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 요소는 상기 챔버의 에어로졸 발생 단부에 배열되는, 에어로졸 발생기.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 주변 주위에 공기를 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 중심 길이 방향 축을 따라 연장되고, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 챔버의 중심 길이 방향 축과 교차하지 않는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-열적 에어로졸 발생 요소는 복수의 노즐을 갖는 메시 요소를 포함하는, 에어로졸 발생기.
- 제6항에 있어서, 상기 메시 에어로졸 발생 요소는 진동하도록 구성된 진동식 메시 요소인, 에어로졸 발생기.
- 제7항에 있어서, 상기 메시에 결합되고 상기 메시 에어로졸 발생 요소를 진동시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생기.
- 제6항에 있어서, 상기 에어로졸 발생기는 진동 챔버를 포함하고, 상기 챔버는,
에어로졸화 될 액체를 함유하기 위한 공동;
상기 공동에 분무될 액체의 공급부를 제공하기 위한 액체 유입구;
탄성 변형 가능한 요소;
상기 메시 에어로졸 발생 요소; 및
상기 탄성 변형 가능한 요소를 진동시키도록 배열된 액추에이터를 포함하되,
상기 액추에이터에 의한 상기 탄성 변형 가능 요소의 진동은 상기 공동 내부의 압력을 변화시키는, 발생기. - 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 액추에이터는 압전 변환기인, 에어로졸 발생기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생기는 표면 탄성파 분무기(SAW-분무기)를 포함하고, 상기 표면 탄성 분무기는,
활성 표면을 포함한 기판; 및
상기 기판의 활성 표면 상에 표면 탄성파를 발생시키기 위해 상기 기판의 활성 표면 상에 위치한 적어도 하나의 변환기를 포함하되,
상기 에어로졸 발생 요소는 상기 기판을 형성하는, 에어로졸 발생기. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-열적 에어로졸 발생 요소는 실질적으로 평면으로 연장되는 평면형 에어로졸 발생 요소인, 에어로졸 발생기.
- 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 유입구는 상기 평면형 에어로졸 발생 요소로부터 멀어지는 방향으로 공기를 상기 챔버 내로 유도하도록 구성되는, 에어로졸 발생기.
- 에어로졸 발생 시스템용 카트리지로서, 상기 카트리지는,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생기; 및
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소를 포함하는, 카트리지. - 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키도록 구성된 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 에어로졸 발생 시스템은,
액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 저장조;
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생기;
상기 저장조로부터 상기 에어로졸 발생 요소로 액체를 공급하도록 구성된 액체 공급 요소;
상기 에어로졸 발생기에 전력을 공급하기 위해 상기 에어로졸 발생기에 결합된 전력 공급부; 및
상기 전력 공급부로부터 상기 에어로졸 발생기로 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어 회로를 추가로 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
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