KR20240009428A - 에어로졸 제공 디바이스 - Google Patents

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KR20240009428A
KR20240009428A KR1020237040780A KR20237040780A KR20240009428A KR 20240009428 A KR20240009428 A KR 20240009428A KR 1020237040780 A KR1020237040780 A KR 1020237040780A KR 20237040780 A KR20237040780 A KR 20237040780A KR 20240009428 A KR20240009428 A KR 20240009428A
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aerosol
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chamber
heating elements
delivery device
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KR1020237040780A
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켈리 앤 리스
윌 잉글랜드
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Publication date
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Abstract

에어로졸 제공 디바이스(902)가 개시되며, 에어로졸 제공 디바이스(902)는 에어로졸 생성 챔버(925); 사용 시에, 에어로졸 생성 챔버(925) 내에 위치된 에어로졸 생성 물품(904)을 가열하도록 배열된 하나 이상의 가열 요소(924)들; 시간(T0)에서 하나 이상의 가열 요소(924)들을 활성화시키도록 배열된 제어 시스템; 및 이후의 시간(T1)까지 에어로졸 생성 챔버(925) 내에서 생성된 에어로졸의 전방 전달(onward transmission)을 방지하도록 배열된 하나 이상의 밸브(951)들을 포함하며, 여기서 T1 > T0이다.

Description

에어로졸 제공 디바이스
본 발명은 에어로졸 제공 디바이스, 에어로졸 제공 시스템 및 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 것이다.
전자 시가렛(e-cigarette)들과 같은 전자 에어로졸 생성 시스템들은 일반적으로, 전형적으로 니코틴을 포함하는 제제를 보유하는 소스 액체(source liquid)의 저장소(reservoir)를 보유하며, 이로부터 에어로졸이, 예를 들어 가열 증발(heat vaporisation)을 통해 생성된다. 따라서, 에어로졸 제공 시스템을 위한 에어로졸 소스는 예를 들어 위킹(wicking) 또는 모세관 작용(capillary action)을 통해 저장소로부터 소스 액체를 수용하도록 배열된 가열 요소를 갖는 가열기(heater)를 포함할 수 있다. 사용자가 디바이스에서 흡입하는 동안, 전력이 가열 요소에 공급되어, 가열 요소 부근의 소스 액체를 증발시켜서 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸을 생성한다. 그러한 디바이스들에는 통상적으로 시스템의 마우스피스(mouthpiece) 단부로부터 멀리 위치된 하나 이상의 공기 입구 홀(air inlet hole)들이 제공된다. 사용자가 시스템의 마우스피스 단부에 연결된 마우스피스를 빨아들일(suck) 때, 공기가 입구 구멍들을 통해 그리고 에어로졸 소스를 지나 흡인된다. 에어로졸 소스와 마우스피스의 개구 사이를 연결하는 유동 경로가 있어, 에어로졸 소스를 지나 흡인된 공기가 유동 경로를 따라 마우스피스 개구로 계속 이동하여, 에어로졸 소스로부터의 에어로졸의 일부를 이와 함께 운반한다. 에어로졸 운반 공기는 사용자에 의한 흡입을 위해 마우스피스 개구를 통해 에어로졸 제공 시스템을 빠져 나간다.
다른 에어로졸 제공 디바이스들은 담배 또는 담배 파생품과 같은 고체 재료로부터 에어로졸을 생성한다. 그러한 디바이스들은, 고체 담배 재료가 증발 온도로 가열되어 에어로졸을 생성하고, 이 에어로졸이 후속하여 사용자에 의해 흡입된다는 점에서, 전술한 액체-기반 시스템들과 대체로 유사한 방식으로 동작한다.
대부분의 에어로졸 제공 디바이스들에서, 사용자들은 각각의 퍼프 맛이 동일하고 그리고/또는 동일한 원하는 효과를 제공하도록 퍼프마다 일관된 전달을 추구한다. 그러나, 전술한 디바이스들은 항상 일관된 전달을 제공할 수 있는 것은 아니다.
에어로졸의 개선된 전달을 전달하고 그리고/또는 사용자에게 개선된 감각적 경험을 제공하는 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 것이 요망된다.
일 양태에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스가 제공되며, 이 에어로졸 제공 디바이스는,
에어로졸 생성 챔버;
사용 시에 에어로졸 생성 챔버 내에 위치된 에어로졸 생성 물품을 가열하도록 배열된 하나 이상의 가열 요소들;
시간(T0)에서 하나 이상의 가열 요소들을 활성화시키도록 배열된 제어 시스템; 및
이후의 시간(T1)까지 에어로졸 생성 챔버 내에서 생성된 에어로졸의 전방 전달(onward transmission)을 방지하도록 배열된 하나 이상의 밸브들을 포함하며, 여기서 T1 > T0이다.
에어로졸이 적합하게 형성되는 것을 허용하고, 그리고 예를 들어, 가열 요소들의 초기 활성화 후 수초(few second)만큼 에어로졸의 방출을 지연시킴으로써, 결과적인 감각 경험이 개선되는 것이 발견되었다.
특히, 에어로졸 생성 챔버(또는 하류 에어로졸 유지 챔버) 내에서 에어로졸이 형성되는 것을 허용하고 에어로졸의 방출을 지연시키는 것은 에어로졸 액적들 또는 입자들이 후속하여 방출될 때 이들의 입자 크기를 최적화하는 것을 돕는다.
에어로졸 생성 챔버 또는 별도의 에어로졸 유지 챔버에서 수초 동안 에어로졸을 유지하는 것은, 에어로졸이 높은 수분 함량, 즉 고온이고 습한 퍼프를 포함하는 경우인 고온 퍼프의 바람직하지 않은 경험을 감소시키는 것이 또한 발견되었다. 또한, 수분 함량이 너무 높으면, 미생물 성장이 발생할 수 있다.
선택적으로, 하나 이상의 밸브들은 에어로졸 생성 챔버의 출구 구역에 위치될 수 있고, 그리고 선택적으로 하나 이상의 가열 요소들의 시간(T0)에서 초기 활성화 후 이후의 시간(T1)까지 에어로졸이 에어로졸 생성 챔버를 빠져나가는 것을 방지하도록 배열될 수 있다.
다양한 실시예들이 고려된다. 예를 들어, 일 실시예에 따라, 시간(T0)은 하나 이상의 가열 요소들의 활성화 또는 비활성화에 대응할 수 있다. 일 실시예에 따라, 시간(T0) 및(T1)에서의 하나 이상의 밸브들의 활성화는 시간의 함수일 수 있고, 디바이스를 사용하기를 원하는 것을 표시하는 사용자에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에 따라, 시간(T0)과 시간(T1) 사이의 관계는 미리 정해진 타이밍 프로파일(timing profile)에 따른 것일 수 있다. 시간(T0)과 시간(T1) 사이의 관계가 하나 이상의 사용자 결정된 설정들에 따라 설정될 수 있는 실시예들이 또한 고려된다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 에어로졸 생성 챔버의 하류에 위치된 에어로졸 유지 챔버(aerosol holding chamber)를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 하나 이상의 밸브들은 에어로졸 유지 챔버의 출구 구역에 위치될 수 있다. 하나 이상의 밸브들은 시간(T1)까지 에어로졸이 에어로졸 유지 챔버를 빠져나가는 것을 방지하도록 배열될 수 있다.
디바이스에는, 사용자가 퍼핑을 시작해야 하는 것을 사용자에게 표시하도록, 밸브 개방과 연계하여 또는 그 약간 전에 작동하도록 타이밍이 정해진(timed) 표시 수단이 제공될 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 오디오, 시각적 또는 촉각적 표시들 중 하나 이상은 퍼핑을 시작해야 한다는 것을 사용자에게 표시하기 위해 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자에게 제공된 표시는 T1과 관련하여, 즉 시간(T1)에서 또는 T1 이전의 미리 결정된 시간에 규정될 수 있다.
선택적으로, 제어 시스템은, (i) 하나 이상의 가열 요소들의 활성화 또는 비활성화에 응답하여; (ii) 시간의 함수로서; (iii) 미리 결정된 타이밍 프로파일에 따라서; 또는 (iv) 하나 이상의 사용자 결정된 설정들에 따라, 하나 이상의 밸브들을 다음과 같이 선택적으로 제어하도록 배열될 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 마우스피스를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 하나 이상의 벨브들에 의해 마우스피스로 방출된 에어로졸을 지향하거나 전달하기 위해 에어로졸 생성 챔버의 출구(또는 에어로졸 보유 챔버의 출구)와 마우스피스 사이에 배열된 하나 이상의 에어로졸 유동 경로들을 더 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 물품은 실질적으로 평면의 에어로졸 생성 물품을 포함할 수 있다. 평면의 에어로졸 생성 물품은 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 에어로졸 생성 물품은 복수의 가열 요소들에 인접하게 위치될 수 있다.
대안적으로, 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 에어로졸 생성 물품은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소에 인접하게 위치되도록 위치될 수 있고, 에어로졸 생성 물품은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소에 근접하게 이동되도록 가열 요소에 대해 회전되거나 이동된다.
선택적으로, 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 에어로졸 생성 구역들을 더 포함할 수 있으며, 하나 이상 또는 각각의 에어로졸 생성 구역은 외부 대기와 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 공급 홀을 포함한다.
다른 양태에 따르면, 에어로졸 제공 시스템이 제공되며, 이 에어로졸 제공 시스템은,
전술한 바와 같은 에어로졸 제공 디바이스; 및
에어로졸 생성 재료의 부분들을 포함하는 에어로졸 생성 물품을 포함한다.
선택적으로, (i) 에어로졸 생성 재료의 각각의 부분이 실질적으로 동일하거나; 또는 (ii) 에어로졸 생성 재료의 부분들 중 적어도 일부는 실질적으로 상이하다.
선택적으로, 에어로졸 생성 물품은 실질적으로 평면의 에어로졸 생성 물품을 포함할 수 있다.
선택적으로, 평면의 에어로졸 생성 물품은 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함할 수 있다.
선택적으로, 사용 시에, 에어로졸 생성 물품은 복수의 가열 요소들에 인접하게 위치된다.
선택적으로, 사용 시에, 에어로졸 생성 물품은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소에 인접하게 위치되도록 위치될 수 있고, 에어로졸 생성 물품은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소에 근접하게 이동되도록 가열 요소에 대해 회전되거나 이동된다.
다른 양상에 따르면, 에어로졸을 생성하는 방법이 제공되며, 이 방법은,
위에서 설명된 바와 같은 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계; 및
시간(T1)까지 에어로졸 생성 챔버 내에서 생성된 에어로졸의 전방 전달을 방지하기 위해 하나 이상의 밸브들을 사용하는 단계를 포함하며, 여기서 T1 > T0이다.
따라서, 에어로졸의 지연된 방출을 실시하기 위해 하나 이상의 밸브들을 포함하는 실시예들은 고온 퍼프의 감소된 위험과 함께 개선된 감각 경험을 제공할 수 있고 그리고 미생물 성장의 위험이 발생하도록 허용되는 것을 회피한다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 양태 및 다른 양태와 관련하여 위에서 설명된 본 발명의 특징들 및 양태들은 위에서 설명된 특정 조합들뿐만 아니라 적절하게 본 발명의 다른 양태들에 따른 본 발명의 실시예들에 동등하게 적용 가능하고 조합될 수 있음이 이해될 것이다.
이제 다양한 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1은 에어로졸 제공 디바이스 및 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템의 개략적 단면도이며, 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 가열 요소들을 포함하고, 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성 재료의 복수의 부분들을 포함한다.
도 2a는 도 1에 도시된 에어로졸 제공 디바이스 내에 위치된 바와 같은 에어로졸 생성 물품의 하향식 도면이고, 도 2b는 에어로졸 생성 물품의 종방향(길이) 축을 따른 에어로졸 생성 물품의 종단면도이고, 도 2c는 에어로졸 생성 물품의 폭 축을 따른 측면도이다.
도 3은 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 가열 요소들의 하향식 단면도이다.
도 4는 에어로졸 제공 시스템의 다양한 기능들을 동작시키기 위한 예시적인 터치 감지 패널의 하향식 도면이다.
도 5는 에어로졸 제공 에어로졸 제공 디바이스 및 에어로졸 생성 물품을 포함하는 에어로졸 제공 시스템의 개략적 단면도의 예이며, 에어로졸 제공 디바이스는 복수의 유도 가열 요소들을 포함하고, 에어로졸 생성 물품은 에어로졸 생성 재료의 복수의 부분들 및 대응하는 서셉터 부분들을 포함한다.
도 6a는 도 5에 도시된 에어로졸 제공 디바이스 내에 위치된 바와 같은 에어로졸 생성 물품의 하향식 도면이고, 도 6b는 에어로졸 생성 물품의 종방향(길이) 축을 따른 종단면도이고, 도 6c는 에어로졸 생성 물품의 폭 축을 따른 측면도이다.
도 7은 배열체에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 개략도의 단면도이다.
도 8은 도 7의 에어로졸 제공 디바이스의 일부의 분해 등축도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 개략도의 단면도를 도시하며, 에어로졸 생성 챔버에서 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 챔버의 출구에 배열된 하나 이상의 밸브들에 의해 가열 요소들의 초기 활성화 후 일정 시간 기간 동안 에어로졸 생성 챔버에서 나가는 것이 지연된다.
도 10은 다른 실시예에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 개략적인 단면도의 단면도를 도시하며, 에어로졸 생성 챔버에서 생성된 에어로졸은 에어로졸 보유 챔버로 들어가고, 에어로졸 보유 챔버의 출구에 배열된 하나 이상의 밸브들은 에어로졸 보유 챔버 내에 보유된 에어로졸을 선택적으로 전달하거나 방출하도록 배열된다.
특정 예들 및 실시예들의 양태들 및 특징들이 본원에서 논의 또는 설명된다. 특정 예들 및 실시예들의 일부 양태들 및 특징들은 통상적으로 구현될 수 있고, 이들은 간결함을 위해 상세하게 논의 또는 설명되지 않는다. 따라서, 상세하게 설명되지 않은, 본원에서 논의된 장치 및 방법들의 양태들 및 특징들이 이러한 양태들 및 특징들을 구현하기 위한 임의의 종래 기술들에 따라 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용은 "비가연성" 에어로졸 제공 시스템에 관한 것이다. "비가연성" 에어로졸 제공 시스템은, 사용자에게의 에어로졸의 전달을 용이하게 하기 위해, 에어로졸 제공 시스템(또는 그의 구성요소)의 구성성분 에어로졸 생성 재료를 연소시키거나(combusted) 태우지(burned) 않는 시스템이다. 더욱이, 당해 기술 분야에서 일반적인 바와 같이, 용어들 "증기" 및 "에어로졸", 그리고 "증발하다", "휘발시키다" 및 "에어로졸화하다"와 같은 관련 용어들은 일반적으로 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 생성 재료들 ― 이 중 하나 또는 복수가 가열될 수 있음 ― 의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 하이브리드 시스템이다. 에어로졸 생성 재료들 각각은 예를 들어 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있고, 니코틴을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 에어로졸 생성 재료 및 고체 에어로졸 생성 재료를 포함한다. 고체 에어로졸 생성 재료는 예를 들어, 담배 또는 비-담배 제품을 포함할 수 있다.
전형적으로, 비가연성 에어로졸 제공 시스템은 비가연성 에어로졸 제공 디바이스 및 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위한 물품(때때로 소모품(consumable)으로 지칭됨)을 포함 할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 구성요소에 전력을 공급하기 위한 수단을 자체적으로 포함하는 물품들이 자체적으로 비가연성 에어로졸 제공 시스템을 형성할 수 있는 것으로 예상된다.
물품의 일부 또는 전부는, 사용자에 의한 사용 동안 소모되도록 의도된다. 소모품은 에어로졸 생성 재료를 포함하거나 구성하는 물품이며, 그 일부 또는 전부는 사용자에 의한 사용 동안 소모되도록 의도된다. 소모품은 하나 이상의 다른 구성요소들, 이를 테면, 에어로졸 생성 재료 저장 영역, 에어로졸 생성 재료 전달 구성요소, 에어로졸 생성 영역, 하우징, 래퍼, 마우스피스, 필터 및/또는 에어로졸 개질제를 포함할 수 있다. 소모품은 또한, 열을 방출하여 에어로졸 생성 재료가 사용 시에 에어로졸을 생성하게 하는 가열기(heater)와 같은 에어로졸 생성기(aerosol generator)를 포함할 수 있다. 가열기는 예를 들어 가연성 재료, 전기 전도에 의해 가열 가능한 재료 또는 서셉터를 포함할 수 있다.
비가연성 에어로졸 제공 시스템들은, 항상 그런 것은 아니지만, 종종, 재사용가능한 에어로졸 제공 디바이스 및 교체가능한 물품 둘 다를 포함하는 모듈식 조립체를 포함한다. 일부 구현들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 전력 소스(power source) 및 제어기(또는 제어 회로부)를 포함할 수 있다. 전력 소스는, 예를 들어, 배터리 또는 재충전식 배터리와 같은 전기 전력 소스일 수 있다. 일부 구현들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 또한, 에어로졸 생성 구성요소를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 물품은 부분적으로 또는 전체적으로 에어로졸 생성 구성요소를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 구성요소(에어로졸 생성기)는, 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸이 생성되게 하도록 구성된 장치이다. 일부 구현들에서, 에어로졸 생성 구성요소는 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 생성 재료로부터 하나 이상의 휘발성 물질들을 방출하도록 에어로졸 생성 재료와 상호작용할 수 있는 가열기이다. 일부 실시예들에서, 에어로졸 생성 구성요소는 가열 없이 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 구성요소는 예를 들어 진동, 기계적, 가압 또는 정전기 수단 중 하나 이상을 통해, 열을 가하지 않고 에어로졸 생성 재료로부터 에어로졸을 생성할 수 있다.
비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위한 물품은 일반적으로 에어로졸 생성 재료를 포함한다. 본원에서 에어로졸 생성 재료로도 지칭될 수 있는 에어로졸 생성 재료는 예를 들어 임의의 다른 방식으로 가열, 조사 또는 에너지화될 때 에어로졸을 생성시킬 수 있는 재료이다. 에어로졸 생성 재료는 예를 들어 니코틴 및/또는 향미제(flavourant)들을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있다.
에어로졸 생성 재료는 기재를 형성하기 위해 캐리어 지지체(또는 캐리어 구성요소) 상에 또는 내에 존재할 수 있다. 캐리어 지지체는, 예를 들어, 종이, 카드, 판지(paperboard), 마분지(cardboard), 재구성 에어로졸 생성 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 복합 재료, 유리, 금속 또는 금속 합금일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위한 물품은 에어로졸 생성 재료 또는 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스에 사용하기 위한 물품은 마우스피스를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로, 비가연성 에어로졸 제공 디바이스는 물품과 연통하는 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 생성 재료를 저장하기 위한 저장 영역일 수 있다. 예를 들어, 저장 영역은 저장소일 수 있다.
도 1은 에어로졸 제공 시스템(1)의 개략적인 표현을 통한 단면도이다. 에어로졸 제공 시스템(1)은 2개의 주요 구성요소들, 즉 에어로졸 제공 디바이스(2) 및 에어로졸 생성 물품(4)을 포함한다.
에어로졸 제공 디바이스(2)는 외부 하우징(21), 전력 소스(22), 제어 회로부(23), 복수의 에어로졸 생성 구성요소들(24), 챔버(25), 마우스피스 단부(26), 공기 입구(27), 공기 출구(28), 터치 감지 패널(29), 흡입 센서(30) 및 사용 종료 표시기(31)를 포함한다.
외부 하우징(21)은 임의의 적절한 재료, 예를 들어 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 외부 하우징(21)은 전력 소스(22), 제어 회로부(23), 에어로졸 생성 구성요소들(24), 챔버(25) 및 흡입 센서(30)가 외부 하우징(21) 내에 위치되도록 배열된다. 외부 하우징(21)은 또한, 아래에서 상세히 설명되는, 공기 입구(27) 및 공기 출구(28)를 정의한다. 터치 감지 패널(29) 및 사용 종료 표시기는 외부 하우징(21)의 외부에 위치된다.
외부 하우징(21)은 마우스피스 단부(26)를 더 포함할 수 있다. 외부 하우징(21) 및 마우스피스 단부(26)는 단일 구성요소로서 형성된다(즉, 마우스피스 단부(26)는 외부 하우징(21)의 일부를 형성한다). 마우스피스 단부(26)는, 공기 출구(28)를 포함하는 외부 하우징(21)의 구역으로서 정의되며, 그리고 사용자가 마우스피스 단부(26) 둘레에 자신의 입술을 편안하게 대어 입술이 공기 출구(28)와 맞물리도록 하는 방식으로 형상화될 수 있다. 도 1에서, 외부 하우징(21)의 두께는 공기 출구(28) 쪽으로 갈수록 감소하여, 사용자의 입술에 의해 더 용이하게 수용될 수 있는, 에어로졸 제공 디바이스(2)의 비교적 더 얇은 부분을 제공한다. 그러나, 다른 구현들에서, 마우스피스 단부(26)는, 외부 하우징(21)과 분리되어 있지만 외부 하우징(21)에 커플링될 수 있는 제거가능한 구성요소일 수 있으며, 세척 및/또는 다른 마우스피스 단부(26)로의 교체를 위해 제거될 수 있다.
전력 소스(22)는 에어로졸 제공 디바이스(2)에 동작 전력을 제공하도록 구성된다. 전력 소스(22)는 임의의 적절한 전력 소스, 이를테면 배터리일 수 있다. 예를 들어, 전력 소스(22)는 재충전식 배터리, 이를테면 리튬 이온 배터리를 포함할 수 있다. 전력 소스(22)는 에어로졸 제공 디바이스(2)의 일체형 부품을 형성할 수 있거나 또는 제거가능할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전력 소스(22)는 연관된 연결 포트, 이를테면 USB 포트(도시되지 않음)를 통해 또는 적절한 무선 수신기(도시되지 않음)를 통한 외부 전원(이를테면, 주전원)에 대한 에어로졸 제공 디바이스(2)의 연결을 통해 재충전될 수 있다.
제어 회로부(23)는 에어로졸 제공 디바이스(2)의 특정 동작 기능들을 제공하기 위해 에어로졸 제공 디바이스(2)의 동작을 제어하도록 적절하게 구성 또는 프로그래밍된다. 제어 회로부(23)는 에어로졸 제공 디바이스의 동작의 상이한 양태들과 연관된 다양한 서브-유닛들/회로부 요소들을 논리적으로 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로부(23)는 전력 소스(22)의 재충전을 제어하기 위한 논리적 서브-유닛을 포함할 수 있다. 부가적으로, 제어 회로부(23)는 예컨대, 에어로졸 제공 디바이스(2)로부터의 또는 에어로졸 제공 디바이스(2)로의 데이터 전달을 용이하게 하기 위해, 통신을 위한 논리적 서브-유닛을 포함할 수 있다. 그러나, 제어 회로부(23)의 주요 기능은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 에어로졸 생성 재료의 에어로졸화를 제어하는 것이다. 제어 회로부(23)의 기능성이, 예를 들어, 원하는 기능성을 제공하도록 구성된, 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로그램가능 컴퓨터(들) 및/또는 하나 이상의 적절하게 구성된 주문형 집적 회로(들), 회로부, 칩(들) 또는 칩셋(들)을 사용하여 다양한 여러 방식들로 제공될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 제어 회로부(23)는, 전원(23)에 연결되고 전력 소스(22)로부터 전력을 수신하며, 에어로졸 제공 디바이스(2)의 다른 구성요소들에 대한 전원을 분배하거나 또는 제어하도록 구성될 수 있다.
설명된 구현에서, 에어로졸 제공 디바이스(2)는 에어로졸 생성 물품(4)을 수용하도록 배열되는 챔버(25)를 더 포함한다.
에어로졸 생성 물품(4)은 캐리어 구성요소(42) 및 에어로졸 생성 재료(44)를 포함한다. 에어로졸 생성 물품(4)은 도 2a 내지 도 2c에 더 상세하게 도시되어 있다.
도 2a는 에어로졸 생성 물품(4)의 하향식 도면이고, 도 2b는 에어로졸 생성 물품(4)의 종방향 (길이) 축을 따른 종단면도이며, 도 2c는 에어로졸 생성 물품(4)의 폭 축을 따른 측면도이다.
에어로졸 생성 물품(4)은, 본 구현에서 카드로 형성된 캐리어 구성요소(42)를 포함한다. 캐리어 구성요소(42)는, 에어로졸 생성 물품(4)의 대부분을 형성하고, 에어로졸 생성 재료(44)가 증착될 베이스(base)로서의 역할을 한다.
캐리어 구성요소(42)는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 길이(I), 폭(w) 및 두께(tc)를 갖는 넓은 입방형(cuboidal) 형상이다. 구체적인 예로서, 캐리어 구성요소(42)의 길이는 30 내지 80 mm일 수 있으며, 폭은 7 내지 25 mm일 수 있고, 두께는 0.2 내지 1 mm일 수 있다. 그러나, 상기한 것은 캐리어 구성요소(42)의 예시적인 치수들이며, 다른 구현들에서는 캐리어 구성요소(42)가 적절한 경우에 상이한 치수들을 가질 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 일부 구현들에서, 캐리어 구성요소(42)는 사용자에 의한 에어로졸 생성 물품(4)의 취급을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 캐리어 구성요소(42)의 길이 및/또는 폭 방향들로 연장하는 하나 이상의 돌출부들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 에어로졸 생성 물품(4)은 캐리어 구성요소(42)의 표면 상에 배치된 에어로졸 생성 재료(44)의 복수의 개별 부분들을 포함한다. 보다 구체적으로, 에어로졸 생성 물품(4)은, 44a 내지 44f로 라벨링되고 2×3 어레이로 배치된, 에어로졸 생성 재료(44)의 6개의 개별 부분들을 포함한다. 그러나, 다른 구현들에서는 더 많은 또는 더 적은 수의 개별 부분들이 제공될 수 있고 그리고/또는 부분들이 상이한 어레이(예컨대, 1 x 6 어레이)로 배치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 도시된 예에서, 에어로졸 생성 재료(44)는 구성요소 캐리어(42)의 단일 표면 상의 개별적인 별개의 위치들에 배치된다. 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들은 원형 풋프린트를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들은 적절한 경우 임의의 다른 풋프린트, 이를테면 정사각형 또는 직사각형을 취할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 직경(d) 및 두께(ta)를 갖는다. 두께(ta)는 임의의 적절한 값을 취할 수 있으며, 예를 들어, 두께(ta)는 50 ㎛ 내지 1.5 mm의 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, 두께(ta)는 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 60 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 적절하게는 약 77 ㎛이다. 다른 배열체들에서, 두께(ta)는 200 ㎛ 초과, 예를 들어 약 50 ㎛ 내지 약 400 ㎛이거나 약 1 mm이거나 약 1.5 mm일 수 있다.
에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들은 서로 분리되어 있어서, 개별 부분들의 각각은 에어로졸을 발생시키기 위해 개별적으로 또는 선택적으로 에너자이징(예컨대, 가열)될 수 있다. 일부 구현들에서, 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들은 20 mg 이하의 질량을 가질 수 있어서, 주어진 에어로졸 생성 구성요소(24)에 의해 임의의 시간에 에어로졸화될 재료의 양은 비교적 적다. 예를 들어, 부분 당 질량은 20 mg 이하일 수 있거나, 10 mg 이하일 수 있거나 또는 5 mg 이하일 수 있다. 에어로졸 생성 물품(4)의 총 질량은 20 mg을 초과할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(4)은 에어로졸 생성 재료의 복수의 부분들을 포함할 수 있으며, 복수의 부분들 모두는 동일한 에어로졸 생성 재료로 형성된다. 대안적으로, 에어로졸 생성 물품(4)은 에어로졸 생성 재료(44)의 복수의 부분들을 포함할 수 있고, 여기서 적어도 2개의 부분들은 상이한 에어로졸 생성 재료들로 형성된다.
챔버(25)는 내부에 에어로졸 생성 물품(4)을 제거가능하게 수용하기에 적합한 크기이다. 도시되지는 않았지만, 에어로졸 제공 디바이스(2)는, 사용자가 챔버(25)에 대해 에어로졸 생성 물품(4)을 삽입 및/또는 제거할 수 있도록 챔버(25)에 대한 접근을 허용하기 위한, 외부 하우징(21)의 제거가능한 부분 또는 힌지형 도어를 포함할 수 있다. 외부 하우징(21)의 제거가능한 부분 또는 힌지형 도어는 또한, 폐쇄될 때, 챔버(25) 내에 에어로졸 생성 물품(4)을 보유하는 역할을 할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(4)이 고갈되었거나 또는 사용자가 단순히 상이한 에어로졸 생성 물품(4)으로 전환하기를 원하는 경우에, 에어로졸 생성 물품(4)은 에어로졸 제공 디바이스(2)로부터 제거되고 교체용 에어로졸 생성 물품(4)이 그 위치에서 챔버(25)에 포지셔닝될 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 제공 디바이스(2)는 챔버(25)와 연통하는 영구적인 개구를 포함할 수 있으며, 영구적인 개구를 통해 에어로졸 생성 물품(4)이 챔버(25) 내로 삽입될 수 있다. 이러한 구현들에서, 에어로졸 제공 디바이스(2)의 챔버(25) 내에 에어로졸 생성 물품(4)을 보유하기 위한 보유 기구(retaining mechanism)가 제공될 수 있다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 에어로졸 제공 디바이스(2)는 다수의 에어로졸 생성 구성요소들(24)을 포함한다. 설명된 구현에서, 에어로졸 생성 구성요소들(24)은 가열 요소들(24), 보다 구체적으로는, 저항성 가열 요소들(24)이다. 저항성 가열 요소들(24)은 전류를 수신하고 전기 에너지를 열로 변환한다. 저항성 가열 요소들(24)은, 전류를 수신할 때 열을 생성하는 임의의 적절한 저항성 가열 재료, 이를테면 니크롬(Ni20Cr80)으로 형성되거나 또는 이를 포함할 수 있다. 일 구현에서, 가열 요소들(24)은, 저항성 트랙들이 배치된 전기 절연성 기재를 포함할 수 있다.
도 3은 가열 요소들(24)의 배열체를 더 상세하게 도시하는 에어로졸 제공 디바이스(2)의 하향식 단면도이다. 도 1 및 도 3에서, 가열 요소들(24)은 가열 요소(24)의 표면이 챔버(25) 표면의 일부를 형성하도록 포지셔닝된다. 즉, 가열 요소들(24)의 외부 표면은 리셉터클의 내부 표면과 동일한 높이를 갖는다. 보다 구체적으로, 챰버(25)의 내부 표면과 동일한 높이를 갖는 가열 요소(24)의 외부 표면은, 전류가 가열 요소(24)를 통과할 때 가열되는(즉 그의 온도가 증가하는) 가열 요소(24)의 표면이다.
가열 요소들(24)은, 에어로졸 생성 물품(4)이 챔버(25)에 수용될 때, 각각의 가열 요소(24)가 에어로졸 생성 재료(44)의 대응하는 개별 부분과 정렬되도록 배열된다. 따라서, 본 예에서, 6개의 가열 요소들(24)은, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 에어로졸 생성 재료(44)의 6개의 개별 부분들의 2×3 어레이의 배열체에 대체로 대응하는 2×3 어레이로 배열된다. 그러나, 앞서 논의된 바와 같이, 가열 요소들(24)의 수는 상이한 구현들에서 상이할 수 있으며, 예를 들어, 8개, 10개, 12개, 14개 등의 가열 요소들(24)이 존재할 수 있다. 일부 구현들에서, 가열 요소들(24)의 수는 6개 이상이나, 20개 이하이다.
보다 구체적으로, 가열 요소들(24)은 도 3에서 24a 내지 24f로 라벨링되며, 각각의 가열 요소(24)가 참조 번호들 24, 44 다음에 대응하는 문자로 표시된 바와 같이 에어로졸 생성 재료(44)의 대응하는 부분과 정렬되도록 배열된다는 것이 인식되어야 한다. 이에 따라, 가열 요소들(24) 각각은 에어로졸 생성 재료(44)의 대응하는 부분을 가열하도록 개별적으로 활성화될 수 있다.
가열 요소들(24)이 챔버(25)의 내부 표면과 동일한 높이로 도시되어 있지만, 다른 구현들에서는 가열 요소들(24)이 챔버(25) 내로 돌출될 수 있다. 어느 경우든, 에어로졸 생성 물품(4)은, 가열 요소(24)에 의해 생성된 열이 캐리어 구성요소(42)를 통해 에어로졸 생성 재료(44)로 전도되도록, 챔버(25)에 존재할 때 가열 요소들(24)의 표면과 접촉한다.
일부 구현들에서, 열 전달 효율을 개선시키기 위해, 챔버는, 캐리어 구성요소(42)를 가열기 요소들(24) 상에 누르도록 캐리어 구성요소(42)의 표면에 힘을 가하는 구성요소들을 포함할 수 있고, 이로써 에어로졸 생성 재료(44)로의 전도를 통한 열 전달의 효율이 증가한다.
부가적으로 또는 대안적으로, 가열기 요소들(24)은 에어로졸 생성 물품(4)을 향하는/에어로졸 생성 물품(4)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 재료(44)를 포함하지 않는 캐리어 구성요소(42)의 표면 내로 눌려질 수 있다.
사용시, 에어로졸 제공 디바이스(2)(더 구체적으로 제어 회로부(23))는 사용자 입력에 대한 응답으로 가열 요소들(24)에 전력을 전달하도록 구성된다. 대체적으로, 제어 회로부(23)는, 가열 요소들(24)에 전력을 선택적으로 인가하여, 에어로졸 생성 재료(44)의 대응하는 부분들을 후속적으로 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된다. 사용자가 에어로졸 제공 디바이스(2)에서 흡입할 때(즉, 마우스피스 단부(26)에서 흡입할 때), 공기는 공기 입구(27)를 통해 에어로졸 제공 디바이스(2) 내로, 챔버(25)(여기서, 공기가 에어로졸 생성 재료(44)를 가열함으로써 생성된 에어로졸과 혼합됨) 내로 그리고 그런 다음, 공기 출구(28)를 통해 사용자의 입으로 흡인된다. 즉, 에어로졸은 마우스피스 단부(26) 및 공기 출구(28)를 통해 사용자에게 전달된다.
도 1에 도시된 바와 같이 디바이스(2)는, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30)를 포함한다. 총괄적으로, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30)는, 에어로졸의 생성을 야기하는 사용자 입력을 수신하기 위한 기구들로서의 역할을 하며, 따라서 더 광범위하게 사용자 입력 기구들로 지칭될 수 있다. 수신된 사용자 입력은 에어로졸을 생성하려는 사용자의 요망을 표시하는 것이라고 말할 수 있다.
터치 감지 패널(29)은 정전식 터치 센서(capacitive touch sensor)일 수 있고, 에어로졸 제공 디바이스(2)의 사용자가 터치 감지 패널 상에 자신의 손가락 또는 다른 적절한 전도성 물체(예를 들어, 스타일러스)를 놓는 것에 의해 동작될 수 있다. 설명된 구현에서, 터치 감지 패널은 에어로졸 생성을 시작하기 위해 사용자가 누를 수 있는 구역을 포함한다. 제어 회로부(23)는, 터치 감지 패널(29)로부터 시그널링을 수신하고 그리고 이 시그널링을 사용하여, 사용자가 터치 감지 패널(29)의 구역을 누르고 있는지(즉, 활성화하는지)를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 회로부(23)는, 제어 회로부(23)가 이러한 시그널링을 수신하면, 전력 소스(22)로부터 가열 요소들(24) 중 하나 이상에 전력을 공급하도록 구성된다. 전력은 터치가 검출된 순간으로부터 미리 정해진 시간 기간(예를 들어, 3초)동안 또는 터치가 검출된 시간 길이에 대한 응답으로 공급될 수 있다. 다른 구현들에서, 터치 감지 패널(29)은 사용자 작동가능 버튼 등으로 대체될 수 있다.
흡입 센서(30)는, 사용자가 에어로졸 제공 디바이스(2)에서 흡입함으로써 야기되는 압력의 강하 또는 공기의 유동을 검출하도록 구성된 압력 센서 또는 마이크로폰 등일 수 있다. 흡입 센서(30)는 공기 유동 경로와 유체 연통하도록(즉, 입구(27)와 출구(28) 사이의 공기 유동 경로와 유체 연통하도록) 위치된다. 전술한 것과 유사한 방식으로, 제어 회로부(23)는, 흡입 센서로부터 시그널링을 수신하고 그리고 이 시그널링을 사용하여, 사용자가 에어로졸 제공 시스템(1)을 흡입하고 있는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 회로부(23)는, 제어 회로부(23)가 이러한 시그널링을 수신하면, 전력 소스(22)로부터 가열 요소들(24) 중 하나 이상에 전력을 공급하도록 구성된다. 전력은 흡입이 검출된 순간으로부터 미리 정해진 시간 기간(예를 들어, 3초)동안 또는 흡입이 검출된 시간 길이에 대한 응답으로 공급될 수 있다.
설명된 예에서, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 둘 모두는 흡입을 위한 에어로졸의 생성을 시작하려는 사용자의 요망을 검출한다. 제어 회로부(23)는, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 둘 모두로부터의 시그널링이 검출될 때만 가열 요소(24)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 이는, 가열 요소들(24)의 의도치않은 활성화가 사용자 입력 기구들 중 하나의 기구를 우발적으로 활성화시키는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 에어로졸 제공 시스템(1)은 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나만을 가질 수 있다.
에어로졸 제공 시스템(1)의 동작의 이러한 양상들(즉, 퍼프 검출 및 터치 검출)은, 구축된 기법들에 따라 (예를 들어, 종래의 흡입 센서 및 흡입 센서 신호 프로세싱 기법들을 사용하여 그리고 종래의 터치 센서 및 터치 센서 신호 프로세싱 기법들을 사용하여) 자체적으로 수행될 수 있다.
일부 구현들에서, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 시그널링을 검출하는 것에 대한 응답으로, 제어 회로부(23)는 개별 가열 요소들(24) 각각에 전력을 순차적으로 공급하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 제어 회로부(23)는, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나 또는 둘 모두로부터 수신된 시그널링의 일련의 검출들에 대한 응답으로, 개별 가열 요소들(23) 각각에 전력을 순차적으로 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 회로부(23)는 시그널링이 처음 검출될 때(예컨대, 에어로졸 제공 디바이스(2)가 처음으로 스위치 온될 때로부터) 복수의 가열 요소들(24) 중 제1 가열 요소(24)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 시그널링이 중단된 경우 또는 시그널링으로부터의 미리 정해진 시간이 경과된 것이 검출되는 것에 대한 응답으로, 제어 회로부(23)는 제1 가열 요소(24)가 활성화되었음을 (그리고 이에 따라, 에어로졸 생성 재료(44)의 대응하는 개별 부분이 가열되었음을) 등록한다. 제어 회로부(23)는, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나 또는 둘 모두로부터 후속 시그널링을 수신하는 것에 대한 응답으로, 제2 가열 요소(24)가 활성화되어야 한다고 결정한다. 이에 따라, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30)로부터의 시그널링이 제어 회로부(23)에 의해 수신되는 경우, 제어 회로부(23)는 제2 가열 요소(24)를 활성화시킨다. 이러한 프로세스는 나머지 가열 요소(24)에 대해 반복되어, 모든 가열 요소들(24)이 순차적으로 활성화된다.
효과적으로, 이러한 동작은, 각각의 흡입에 대해, 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들 중 상이한 부분이 가열되고 이로부터 에어로졸이 생성됨을 의미한다. 즉, 에어로졸 생성 재료의 단일 개별 부분이 사용자 흡입마다 가열된다.
다른 구현들에서, 제어 회로부(23)는, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 후속 시그널링에 대한 응답으로 제2 가열 요소(24)가 활성화되어야 한다고 결정하기 전에 제1 가열 요소(24)를 복수 회(예를 들어 2회) 활성화시키도록 구성될 수 있거나, 또는 복수의 가열 요소들(24) 각각을 한번 활성시키고 그리고 모든 가열 요소들(24)이 일단 한번 활성화되었을 때, 후속 시그널링의 검출은 가열 요소들로 하여금 다시 한번 순차적으로 활성화되게 한다.
이러한 순차적 활성화들은 "순차적 활성화 모드"라고 불릴 수 있으며, 이는 주로 흡입마다 일관된 에어로졸(이는, 예를 들어, 생성된 총 에어로졸 또는 전달된 총 구성성분의 관점에서 측정될 수 있음)을 전달하도록 설계된다. 따라서, 이러한 모드는 에어로졸 생성 물품(4)의 에어로졸 생성 재료(44)의 각각의 부분이 실질적으로 동일할 때; 즉, 부분들(44a 내지 44f)이 동일한 재료로 형성될 때 가장 효과적일 수 있다.
일부 다른 구현들에서, 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30)로부터 시그널링을 검출하는 것에 대한 응답으로, 제어 회로부(23)는 가열 요소들(24) 중 하나 이상에 동시에 전력을 공급하도록 구성된다.
그러한 구현들에서, 제어 회로부(23)는, 미리 정해진 구성에 대한 응답으로, 가열 요소들(24) 중 선택된 가열 요소들에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 미리 정해진 구성은 사용자에 의해 선택되거나 결정되는 구성일 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 패널(29)은, 터치 감지 패널(29) 및 흡임 센서(30)로부터의 시그널링이 제어 회로부(23) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 수신될 때 가열 요소들(24) 중 어느 것을 활성화시킬지를 사용자가 개별적으로 선택할 수 있게 하는 구역을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 사용자는 또한, 시그널링을 수신하는 것에 대한 응답으로, 가열 요소(24)에 공급될 각각의 가열 요소(24)에 대한 전력 레벨을 설정하는 것이 가능할 수 있다.
도 4는 터치 감지 패널(29)의 하향식 도면이다. 도 4는 이전에 설명된 바와 같은 외부 하우징(21) 및 터치 감지 패널(29)을 개략적으로 도시한다. 터치 감지 패널(29)은, 6개의 가열 요소들(24)의 각각에 대응하는 6개의 구역들(29a 내지 29f), 및 사용자가 흡입을 시작하기를 원한다는 것을 표시하기 위한 또는 이전에 설명된 바와 같이 에어로졸을 생성하기 위한 구역에 대응하는 구역(29g)을 포함한다. 6개의 구역들(29a 내지 29f) 각각은 6개의 대응하는 가열 요소들(24) 각각으로의 전력 전달을 제어하기 위해 사용자에 의해 터치될 수 있는 터치 감지 구역에 대응한다. 설명된 구현에서, 각각의 가열 요소(24)는 다수의 상태들, 예를 들어, 가열 요소(24)에 전력이 공급되지 않는 오프 상태, 제1 레벨의 전력이 가열 요소(24)에 공급되는 저전력 상태, 및 제2 레벨의 전력이 가열 요소(24)에 공급되는 고전력 상태를 가질 수 있으며, 여기서 제2 레벨의 전력은 제1 레벨의 전력보다 크다. 그러나, 다른 구현들에서, 가열 요소들(24)이 더 적은 또는 더 많은 상태들을 이용가능할 수 있다. 예를 들어, 각각의 가열 요소(24)는, 가열 요소(24)에 전력이 공급되지 않는 오프 상태 및 가열 요소(24)에 전력이 공급되는 온 상태를 가질 수 있다.
이에 따라, 사용자는, 에어로졸을 생성하기 전에 터치 감지 패널(29)과 상호작용함으로써, 어떤 가열 요소들(24)(그리고 후속적으로 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들임)이 가열되어야 하는지(그리고 선택적으로, 이들이 어느 정도까지 가열되어야 하는지)를 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 상이한 상태들을 순환(예를 들어, 오프, 저전력, 고전력, 오프 등)시키기 위해 구역들(29a 내지 29f)을 반복적으로 탭핑할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 상이한 상태들을 순환하기 위해 구역(29a 내지 29f)을 길게 누를 수 있으며, 여기서 누름의 지속기간은 상태를 결정한다.
터치 감지 패널(29)에는 가열 요소(24)가 현재 어떤 상태에 있는지를 표시하기 위해 개개의 구역들(29a 내지 29f) 각각에 대한 하나 이상의 표시기들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 패널은 하나 이상의 LED들 또는 유사한 조명 요소들을 포함할 수 있으며, LED들의 세기는 가열 요소(24)의 현재 상태를 나타낸다. 대안적으로, 유색(coloured) LED 또는 유사한 조명 요소가 제공될 수 있고, 색상은 현재 상태를 표시한다. 대안적으로, 터치 감지 패널(29)은 가열 요소(24)의 현재 상태를 디스플레이하는 (예를 들어, 투명 터치 감지 패널(29) 아래에 놓일 수 있거나 또는 터치 감지 패널(29)의 구역들(29a 내지 29f)에 인접하게 제공될 수 있는) 디스플레이 요소를 포함할 수 있다.
사용자가 가열 요소들(24)에 대한 구성을 설정한 경우, 터치 감지 패널(29)(특히, 터치 감지 패널(29)의 구역(29g)) 및 흡입 센서(30)로부터의 시그널링을 검출하는 것에 대한 응답으로, 제어 회로부(23)는, 미리설정된 구성에 따라, 선택된 가열 요소(24)에 전력을 공급하도록 구성된다.
이에 따라, 이러한 동시적 가열 요소(24) 활성화들은 "동시적 활성화 모드"로 불릴 수 있으며, 이는 주로, 사용자가 세션별(session-by-session) 또는 심지어 퍼프별(puff-by-puff) 기반으로 자신의 경험에 맞춤화하도록 허용할 의도로, 주어진 물품(4)으로부터 맞춤형(customisable) 에어로졸을 전달하도록 설계된다. 따라서, 이러한 모드는, 에어로졸 생성 물품(4)의 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들이 서로 상이할 때 가장 효과적일 수 있다. 예를 들어, 부분들(44a 및 44b)은 하나의 재료로 형성되고, 부분들(44c 및 44d)은 상이한 재료로 형성되는 식이다.
이에 따라, 이 동작 모드에 대해, 사용자는 임의의 주어진 순간에 에어로졸화할 부분들을 선택할 수 있고 따라서 제공될 에어로졸의 조합들을 선택할 수 있다.
동시적 및 순차적 활성화 모드들 둘 다에서, 제어 회로부(23)는, 예를 들어, 가열 요소들(24) 각각이 미리 정해진 횟수만큼 순차적으로 활성화되었을 때 또는 주어진 가열 요소(24)가 미리 정해진 횟수만큼 그리고/또는 주어진 누적 활성화 시간 동안 그리고/또는 주어진 누적 활성화 전력으로 활성화되었을 때, 에어로졸 생성 물품(4)의 사용 종료를 나타내는 경고 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 도 1에서, 에어로졸 제공 디바이스(2)는 사용 종료 표시기(31)를 포함하며, 사용 종료 표시기(31)는 본 구현에서 LED이다. 그러나, 다른 구현들에서, 사용 종료 표시기(31)는 경고 신호를 사용자에게 공급할 수 있는 임의의 기구를 포함할 수 있으며; 즉 사용 종료 표시기(31)는 광학 신호를 전달하기 위한 광학 요소, 청각 신호를 전달하기 위한 사운드 생성기, 및/또는 햅틱 신호를 전달하기 위한 진동기일 수 있다. 일부 구현들에서, 표시기(31)는 (예컨대, 터치 감지 패널이 디스플레이 요소를 포함하는 경우에) 터치 감지 패널에 의해 결합되거나 이와 달리 제공될 수 있다. 디바이스(2)는, 경고 신호가 출력되고 있을 때 에어로졸 제공 디바이스(2)의 후속 활성화를 방지할 수 있다. 경고 신호는 스위치 오프될 수 있고, 제어 회로부(23)는, 사용자가 버튼(도시되지 않음)과 같은 수동 수단을 통해 경고 신호를 스위치 오프하고 그리고/또는 에어로졸 생성 물품(4)을 교체하는 경우, 재설정된다.
더 구체적으로, 순차적 활성화 모드가 이용되는 구현들에서, 제어 회로부(23)는 터치 감지 패널(29) 및 흡입 센서(30) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 시그널링이 사용 기간 동안 수신되는 횟수를 카운트하도록 구성될 수 있으며, 일단 카운트가 미리 정해진 수에 도달하면, 에어로졸 생성 물품(4)은 그 자신의 수명의 종료에 도달한 것으로 결정된다. 예를 들어, 에어로졸 생성 재료(44)의 6개의 개별 부분들을 포함하는 물품(4)에 대해, 미리 정해진 수는, 해당하는 바로 그 구현에 의존하여, 6개, 12개, 18개 등일 수 있다.
동시적 활성화 모드가 이용되는 구현들에서, 제어 회로부(23)는 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들 중 하나 또는 그 각각이 가열되는 횟수를 카운트하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로부(23)는, 니코틴 보유 부분이 가열된 횟수를 카운트할 수 있고, 그리고 횟수가 미리 정해진 수에 도달한 경우, 에어로졸 생성 물품(4)의 수명의 종료를 결정할 수 있다.
대안적으로, 제어 회로부(23)는, 에어로졸 생성 재료(44)의 각각의 개별 부분이 가열되었을 때, 그 에어로졸 생성 재료(44)의 각각의 개별 부분에 대해 별개로 카운트하도록 구성될 수 있다. 각각의 부분은 동일하거나 또는 상이한 미리 정해진 수로 귀착될 수 있으며, 에어로졸 생성 재료의 부분들 각각에 대한 카운트들 중 임의의 하나가 미리 정해진 수에 도달하는 경우, 제어 회로부(23)는 에어로졸 생성 물품(4)의 수명의 종료를 결정한다.
구현들 중 어떤 구현이든지, 제어 회로부(23)는 또한, 에어로졸 생성 재료의 일부가 가열된 시간의 길이 및/또는 에어로졸 생성 재료의 일부가 가열된 온도를 고려할 수 있다. 이와 관련하여, 개별 활성화들을 카운트하기보다는, 제어 회로부(23)는 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들 각각에 의해 경험되는 가열 조건들을 표시하는 누적 파라미터를 계산하도록 구성될 수 있다. 파라미터는 예를 들어 누적 시간일 수 있으며, 이에 의해, 재료가 사용되는 온도는 누적 시간에 추가되는 시간의 길이를 조절한다. 예를 들어, 200 ℃에서 3초 동안 가열된 부분은 누적 시간에 3초를 기여할 수 있는 반면에, 250 ℃에서 3초 동안 가열된 부분은 누적 시간에 4.5초를 기여할 수 있다.
에어로졸 생성 물품(4)의 수명의 종료를 결정하기 위한 앞에서의 기법들은, 에어로졸 생성 물품(4)의 수명의 종료를 결정하기 위한 방식들의 포괄적인 리스트로서 이해되지 않아야 하며, 실제로, 본 개시내용의 원리들에 따라 임의의 다른 적절한 방식이 이용될 수 있다.
전술한 에어로졸 제공 시스템(1)의 구현에서, 에어로졸 생성 구성요소들(24)을 사용하여 선택적으로 에어로졸화될 수 있는 에어로졸 생성 재료(44)의 복수의 (개별) 부분들이 제공된다. 이러한 에어로졸 생성 시스템들(1)은 더 많은 양의 재료를 가열하도록 설계된 다른 시스템들에 비해 장점들을 제공한다. 특히, 주어지는 흡입에 대해, 에어로졸 생성 재료의 선택된 부분(또는 부분들)만이 에어로졸화되어, 전체적으로 더 에너지 효율적인 시스템이 유도된다.
가열 시스템들에서, 몇몇 파라미터들은 퍼프당 기준으로 사용자에게 충분한 양의 에어로졸을 전달하는데 있어서 이러한 시스템의 전반적인 효율에 영향을 미친다. 한편, 에어로졸 생성 재료의 두께는, 에어로졸 생성 재료가 동작 온도에 얼마나 빨리 도달하는지(그리고 후속하여 에어로졸을 생성하는지)에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 이는, 몇몇 이유들로 인해 중요할 수 있지만, 가열 요소가 재료의 더 두꺼운 부분을 가열하는 것과 비교하여 오랫동안 활성화될 필요가 없을 수 있기 때문에 전력 소스(22)로부터의 에너지의 보다 효율 사용을 유도할 수 있다. 한편, 가열되는 에어로졸 생성 물질의 총 질량은, 생성되고 후속하여 사용자에게 전달될 수 있는 에어로졸의 총량에 영향을 미친다. 추가로, 에어로졸 생성 재료가 가열되는 온도는, 에어로졸 생성 재료가 동작 온도에 얼마나 빨리 도달하는지 및 생성되는 에어로졸의 양 둘 모두에 영향을 미칠 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 에어로졸 제공 시스템(200)의 개략적 표현을 통한 단면도이다. 에어로졸 제공 시스템(200)은, 도 1과 관련하여 설명된 것과 대체로 유사한 구성요소들을 포함하지만; 참조 번호들은 200씩 증가되었다. 효율을 위해, 유사한 참조 번호들을 갖는 구성요소들은, 달리 언급되지 않는 한, 도 1 및 도 2a 내지 도 2c에서의 자신들의 대응물들과 대체로 동일한 것으로 이해되어야 한다.
에어로졸 제공 디바이스(202)는 외부 하우징(221), 전력 소스(222), 제어 회로부(223), 유도 코일들(224a), 챔버(225), 마우스피스 단부(226), 공기 입구(227), 공기 출구(228), 터치 감지 패널(229), 흡입 센서(230), 및 사용 종료 표시기(231)를 포함한다.
에어로졸 생성 물품(204)은, 도 6a 내지 도 6c에 더 상세히 도시되는 바와 같이, 캐리어 구성요소(242), 에어로졸 생성 재료(244), 및 서셉터 요소들(244b)을 포함한다. 도 6a는 에어로졸 생성 물품(4)의 하향식 도면이며, 도 6b는 물품(204)의 종방향(길이) 축을 따르는 종단면도이며, 그리고 도 6c는 물품(204)의 폭 축을 따르는 측면도이다.
도 5 및 도 6a 내지 도 6c는 함께, 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 재료(244)를 가열하기 위해 유도(induction)를 사용하는 에어로졸 제공 시스템(200)을 표현한다. 설명된 구현에서, 에어로졸 생성 구성요소(224)는 2개의 부품들; 즉 에어로졸 제공 디바이스(202)에 위치된 유도 가열기들(224a) 및 에어로졸 생성 물품(204)에 위치된 서셉터들(224b)로 형성된다. 이에 따라, 이러한 설명된 구현에서, 각각의 에어로졸 생성 구성요소(224)는, 에어로졸 생성 물품(204)과 에어로졸 제공 디바이스(202) 사이에 분배되어 있는 요소들을 포함한다.
유도 가열은, 서셉터로 지칭되는 전기적으로 전도성인 물체가, 변화하는 자기장으로 물체를 침투시킴으로써 가열되는 프로세스이다. 이 프로세스는 패러데이의 유도 법칙(Faraday's law of induction) 및 옴의 법칙(Ohm's law)에 의해 설명된다. 유도 가열기는 전자석 및 전자석을 통해 교류와 같은 변화하는 전류를 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석에 의해 발생된 결과적인 변화하는 자기장이 물체를 침투하도록 전자석 및 가열되는 물체가 상대적으로 적절하게 위치결정될 때, 물체 내부측에 하나 이상의 와전류들이 생성된다. 물체는 전류들의 흐름에 대한 저항을 갖는다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에 생성될 때, 물체의 전기 저항에 대한 이들의 흐름은 물체로 하여금 가열되게 한다. 이 프로세스는 줄(Joule), 옴(ohmic) 또는 저항 가열로 불린다.
서셉터는 교번 자기장과 같은 변화하는 자기장을 통한 침투에 의해 가열가능한 재료이다. 서셉터는 전기 전도성 재료일 수 있으며, 그에 따라 변화하는 자기장에 의한 그 침투는 가열 재료의 유도 가열을 유발한다. 가열 재료는 자성 재료일 수 있으며, 그에 따라 변화하는 자기장에 의한 그의 침투가 가열 재료의 자기 이력 가열을 유발한다. 서셉터는 전기 전도성 및 자성 둘 모두를 가질 수 있으며, 그에 따라 서셉터는 가열 기구들 둘 모두에 의해 가열될 수 있다. 변화하는 자기장을 생성하도록 구성된 디바이스는, 본원에서 자기장 생성기로 지칭된다.
자기 이력 가열은, 자기 재료로 제조된 물체에 변화하는 자기장을 침투시킴으로써 그 물체가 가열되는 프로세스이다. 자기 재료는, 많은 원자-규모의 자석(atomic-scale magnet)들 또는 자기 쌍극자(magnetic dipole)들을 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬한다. 따라서, 예를 들어 전자석에 의해 생성되는 바와 같은 교번(alternating) 자기장과 같은 변화하는 자기장이 자기 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 인가되는 변화하는 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향(reorientation)은 자기 재료에서의 발열을 야기한다.
물체가 전기적으로 전도성인 그리고 자기성 둘 모두를 가질 때, 변화하는 자기장에 의해 물체를 침투시키는 것은, 물체에서의 주울(Joule) 가열 및 자기 이력 가열 둘 모두를 야기시킬 수 있다. 더욱이, 자기 재료의 사용은 자기장을 강화시킬 수 있고, 이는 주울 가열을 가중시킬 수 있다.
설명된 구현에서, 서셉터들(224b)은 알루미늄 호일로 형성되지만, 다른 구현들에서는 다른 금속성 및/또는 전기적으로 전도성인 재료들이 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 도 6c에서 볼 수 있는 바와 같이, 캐리어 구성요소(242)는 캐리어 구성요소(242)의 표면 상에 배치된 에어로졸 생성 재료(244)의 개별 부분들과 크기 및 위치가 대응하는 다수의 서셉터들(224b)을 포함한다. 즉, 서셉터들(224b)은 에어로졸 생성 재료(244)의 개별 부분들과 유사한 폭 및 길이를 갖는다.
서셉터들은 캐리어 구성요소(242)에 내장된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 서셉터들(224b)은 캐리어 구성요소(242)의 표면 상에 배치될 수 있다. 다른 구현(도시되지 않음)에서, 서셉터는 캐리어 구성요소를 실질적으로 덮는 층으로서 제공될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(202)는 도 5에 개략적으로 도시된 복수의 유도 가열 요소들(224a)을 포함한다. 유도 가열 요소들(224a)(이는 하나 이상의 유도 가열 코일들을 포함할 수 있음)은, 챔버(225)에 인접하게 도시되며, 그리고 주어진 코일이 권취되는 회전 축이 챔버(225) 내로 연장되고 물품(204)의 캐리어 구성요소(242)의 평면에 대체로 직교하도록 배열된 일반적으로 평탄한 코일들이다. 도 5에는 정확한 권선들이 도시되어 있지 않으며, 임의의 적절한 유도 코일이 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
제어 회로부(223)는 유도 코일들(224a) 중 임의의 하나 이상의 유도 코일에 전달되는 교류를 생성하기 위한 기구를 포함한다. 교류는 전술한 바와 같이 교류 자기장을 생성하며, 이는 결국 대응하는 서셉터(들)(224b)가 가열되게 한다. 이에 따라, 서셉터(들)(224b)에 의해 생성된 열은 에어로졸 생성 재료(244)의 부분들에 전달된다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 전술한 바와 같이, 제어 회로부(223)는, 터치 감지 패널(229) 및/또는 흡입 센서(230)로부터 시그널링을 수신하는 것에 대한 응답으로 유도 코일들(224a)에 전류를 공급하도록 구성된다. 이전에 설명된 바와 같이 제어 회로부(23)에 의해 어떤 가열 요소들(24)이 가열되는지를 선택하기 위한 기법들 중 임의의 기법은, 사용자 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해, 제어 회로부(223)가 터치 감지 패널(229) 및/또는 흡입 센서(230)로부터 시그널링을 수신한 것에 대한 응답으로, 어떤 유도 코일들(224a)이 에너자이징되는지(따라서, 에어로졸 생성 재료(244)의 어떤 부분들이 후속적으로 가열되는지)를 선택하는 것에 유사하게 적용될 수 있다.
유도 코일들(224a) 및 서셉터들(224b)이 에어로졸 생성 물품(204)과 에어로졸 제공 디바이스(202) 사이에 분배되는 유도 가열 에어로졸 제공 시스템이 앞서 설명되었지만, 유도 코일들(224a) 및 서셉터들(224b)이 오로지 에어로졸 제공 디바이스(202) 내에 위치되는 유도 가열 에어로졸 제공 시스템이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 6c를 참조하면, 서셉터들(224b)은, 유도 코일들(224a) 위에 제공될 수 있으며 그리고 서셉터들(224b)이 캐리어 구성요소(242)의 하부 표면과 접촉하도록 (도 1에 도시된 에어로졸 제공 시스템(1)과 유사한 방식으로) 배열될 수 있다.
따라서, 도 5는, 본 개시내용에서 설명된 기법들이 적용될 수 있는, 사용자 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 제공 디바이스(202)에서 유도 가열이 사용될 수 있는 보다 구체적인 구현을 설명한다.
그러나, 본 개시내용에 따라, 발명자들은, 에어로졸 생성 재료의 부분들 중 상이한 부분들을 가열하여 퍼프별 기반(puff-by-puff basis)으로 에어로졸을 생성시키도록 설계된 에어로졸 생성 구성요소들(24)(이를테면, 가열 요소들(24))의 어레이를 갖는 디바이스들(2)은, 일부 예들에서, 가열 조건들이 대체로 동일하더라도, 퍼프 당 사용자에게 전달되는 에어로졸의 양에 불일치들을 야기할 수 있다는 것을 밝혀냈다.
이는 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들 중 일부가 마우스피스(26)의 개구(28)에 대해 상대적으로 다른 공간 거리에 제공되며, 그에 따라, 에어로졸이 에어로졸 생성 재료의 일부에 인접한 위치에서 처음 형성될 때, 해당 에어로졸이 이동해야 하는 거리가 달라질 수 있다는 사실에 부분적으로 기인하는 것으로 생각된다.
일반적으로, 고온의 에어로졸은 이동함에 따라 냉각되고 응축된다. 이것은, 에어로졸 생성 재료(44)의 상이한 부분들로부터 생성된 에어로졸들이 상이한 양들만큼 냉각되고 응축될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은, 각각의 개개의 부분으로부터 전달되는 에어로졸의 불일치들(이를테면, 일관되지 않은 입자 크기 분포들 등)을 초래할 수 있다. 하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 사용자에게 전달되는 에어로졸의 점도를 개선시키기 위해, 일단 생성된 에어로졸을 짧은 지연 기간 동안 유지하도록 하나 이상의 밸브들이 제공될 수 있다.
도 7은 배열체에 따른 에어로졸 제공 디바이스의 개략적적인 도면의 단면도를 도시한다.
중앙 에어로졸 전달 채널(50)을 추가로 포함하는 에어로졸 제공 디바이스의 내부 단면이 도시되며, 이 에어로졸 제공 디바이스는, 볼륨이 에어로졸 생성 물품의 전체를 에워싸도록 배열된 볼륨을 형성하고, 그에 따라 각각의 가열 요소 및 에어로졸 생성 재료의 대응 부분을 에워싸고, 즉, 중앙 에어로졸 전달 터널(50)의 볼륨은 각각의 에어로졸 생성 구역들을 에워싼다.
중앙 전달 터널(50)은 공기 출구(28)를 규정하는 구멍을 가지는 마우스피스(26)에 연결된다. 중앙 전달 터널(50)은 하나 이상의 공기 홀들(52)을 포함할 수 있으며, 에어로졸 생성 재료의 부분들이 개개의 가열 요소들에 의해 가열될 때 생성된 에어로졸의 전달을 중앙 에어로졸 전달 터널(50)이 용이하게 할 수 있도록, 공기 홀들(52)이 외부 대기와 유체 연통한다. 이러한 예에서, 도 1에 도시된 공기 입구(27)는 생략될 수 있다.
도 8은, 도 7를 참조하여 설명된 바와 같은 중앙 에어로졸 전달 채널(50) 및 본 예에서 2 x 5 구성인 복수의 가열 요소들(24)을 포함하는 에어로졸 제공 디바이스의 부분의 등축 분해도를 도시한다. 이러한 예에서, 복수의 가열 요소들(24) 각각은 연관된 에어로졸 전달 터널(54)을 갖는다. 이러한 예에서, 복수의 에어로졸 전달 터널들(54)은 중앙 에어로졸 전달 터널(50)에 의해 규정된 볼륨에 의해 에워싸인다. 개개의 에어로졸 전달 터널(50)에 의해 에워싸인 복수의 가열 요소들(24) 각각은 외부 대기와 유체 연통하는 개별 공기 공급 홀을 가지며, 가열 요소들(24)이 에어로졸 생성 재료를 가열할 때 생성된 에어로졸 생성 재료의 유동을 용이하게 한다. 이 예에서, 공기 입구(27)는 생략될 수 있다.
예들에서, 복수의 에어로졸 전달 터널(54)들은 요구시에 개방 및 폐쇄하도록 구성된 개별 밸브(도시되지 않음)를 포함한다. 더 구체적으로는, 제어 회로부는 특정 가열 요소(24) 및 그에 따른 에어로졸 생성 구역의 활성화 여부에 따라 개별 밸브(들)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 개별 밸브들 중 임의의 밸브는, 복수의 가열 요소(24)들 중 어떤 가열 요소가 활성화되는지의 여부에 따라, 임의의 조합으로, 제어 회로부에 의해 동시에 개방되거나 폐쇄될 수 있는데, 예컨대, 복수의 밸브들 모두가 개방 상태에 있거나, 밸브들 모두가 폐쇄된 상태에 있거나, 복수의 밸브들 중 임의의 부분이 개방 상태에 있거나, 복수의 밸브들 중 나머지 부분이 폐쇄 상태에 있는 것이 이해될 것이다.
예들에서, 중앙 에어로졸 전달 터널에 의해 규정된 볼륨은 복수의 에어로졸 전달 터널들을 에워싸고, 그에 따라 복수의 에어로졸 전달 터널들(54)은 중앙 전달 터널(50)과 유체 연통한다.
사용 시에, 디바이스(및 보다 구체적으로는 제어 회로부)는 사용자 입력에 응답하여 가열 요소들(24) 및 개별 밸브들(존재하는 경우)에 전력을 전달하도록 구성된다. 광범위하게 말하면, 제어 회로부는 가열 요소(24)가 가열되는 동안 후속하여 에어로졸 생성 재료의 대응하는 부분들을 가열하여 에어로졸을 생성시키기 위해 가열 요소들(24)에 전력을 선택적으로 인가하도록 구성되고, 제어 회로부는 요구되는 볼륨의 에어로졸이 형성될 수 있게 하도록 개개의 밸브가 폐쇄된 채 유지되도록 구성된다. 사용자가 에어로졸 제공 디바이스(2) 상을 흡입할 때(즉, 마우스피스 단부(26)에서 흡입할 때), 제어 회로부는 밸브를 선택적으로 개방하고, 공기는 복수의 에어로졸 전달 터널(54) ― 여기서 공기는 에어로졸 생성 재료(44)를 가열함으로써 생성된 에어로졸과 혼합됨 ― 의 개별 공기 공급 홀들을 통해 에어로졸 제공 디바이스 내로 그리고 개별 에어로졸 전달 터널(54)을 통과하여 공기 출구(28)를 통해 사용자의 입으로 흡인된다. 즉, 에어로졸은 마우스피스 단부(26) 및 공기 출구(28)를 통해 사용자에게 전달된다.
예들에서, 제어 회로부가 복수의 가열 요소들(24)에 전력을 선택적으로 인가하도록 구성될 때, 사용자가 디바이스 상을 흡입할 때(즉, 마우스피스 단부(26)에서 흡입할 때), 제어 회로부는 대응하는 밸브들을 개방하고 공기가 복수의 에어로졸 전달 터널들(54)의 개별 공기 공급 홀들을 통해 디바이스로 흡입되고, 공기는 각각의 에어로졸 전달 터널들에서 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 생성된 에어로졸과 혼합되고, 공기와 에어로졸의 개별 혼합물들은 그런 다음, 공기 출구(28)를 통해 사용자의 입으로 유동하기 전에 중앙 에어로졸 전달 터널(50)에서 추가로 혼합된다.
예들에서, 에어로졸 생성 물품은 실질적으로 평면형일 수 있고, 에어로졸 제공 디바이스의 챔버 내에 수용 가능하다. 제어 회로부는 가열 요소들(24)에 의해 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 생성된 에어로졸의 점도(consistency) 공기 출구(28)를 통해 마우스피스(26)를 빠져나갈 때 실질적으로 동일하도록 가열 요소들(24)의 가열 프로파일들을 할당 및/또는 변경하게 구성될 수 있는데, 예컨대, 에어로졸 생성 재료의 일부가 에어로졸 재료의 다른 부분에 대해 더 멀리 이동해야 하는 경우, 마우스피스로부터 더 멀리 있는 부분의 가열 요소(24)에 할당된 가열 프로파일은, 가열 온도가 증가되거나 가열 요소(24)가 보다 많은 양의 에어로졸을 생성시키기 위해 보다 긴 기간 동안 활성화되도록 될 수 있다.
일부 예들에서, 제어 회로부는 공통 에어로졸화 또는 가열 프로파일에 따라 에어로졸 생성 재료의 일부 부분들의 에어로졸화를 유발하도록 배열될 수 있는 한편, 에어로졸 생성 재료의 나머지 부분들의 에어로졸화 또는 가열 프로파일들은 에어로졸 전달 채널들(54)로부터 출구(28)로의 부분의 거리에 따라 설정된다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 에어로졸 제공 시스템(900)의 개략적 표현을 통한 단면도이다. 에어로졸 제공 시스템(900)은 도 1과 관련하여 설명된 것들과 대체로 유사한 구성요소들을 포함한다. 그러나, 도면 부호들은 900만큼 증가되었다. 효율을 위해, 유사한 참조 번호들을 갖는 구성요소들은, 달리 언급되지 않는 한, 도 1 및 도 2a 내지 도 2c에서의 자신들의 대응물들과 대체로 동일한 것으로 이해되어야 한다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 외부 하우징(921), 제어 회로부(923), 에어로졸 생성 구성요소들(924), 에어로졸 생성 챔버(925), 마우스피스 단부(926), 공기 입구(927) 및 공기 출구(928)를 포함한다. 도 9에는 도시되어 있지 않지만, 에어로졸 제공 디바이스(902)는 도 1에 관하여 설명된 바와 같이, 전원, 터치 감지 패널, 흡입 센서, 및 사용 종료 표시기(end of use indicator)를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 시스템(900)은 에어로졸 생성 물품(904)을 포함한다. 이것은 도 2a 내지 도 2c에 설명된 에어로졸 생성 물품(4) 또는 도 6a 내지 도 6c에 관하여 설명된 에어로졸 생성 물품(204)과 실질적으로 유사할 수 있다.
에어로졸 생성 구성요소들(924)은 도 1에 관하여 설명된 바와 같은 가열 요소들일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 에어로졸 생성 구성요소들(924)은 도 5에 관하여 설명된 바와 같은 유도 가열 요소들 또는 코일들일 수 있다. 그러한 실시예에서, 에어로졸 생성 물품은 도 6a 내지 도 6c에 대해 설명된 바와 같은 하나 이상의 서셉터들을 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(902)는 에어로졸 생성 물품(904) 위에 위치되고 에어로졸 생성 챔버(925) 내에 보유된 에어로졸 생성 구역(930)을 갖는다.
도 9의 에어로졸 제공 디바이스(902)는 단일 에어로졸 생성 구역(930)을 예시하지만, 보다 많은 수의 에어로졸 생성 구역들을 갖는 디바이스들이 명백히 고려된다는 것을 이해할 것이다. 에어로졸 생성 구역(930)(또는 복수의 에어로졸 생성 구역들)에서 생성된 에어로졸은, 일 실시예에 따라, 하나 이상의 가열 요소들(924)의 초기 활성화 대략 2.0 s 이후일 수 있는 지연 시간 기간 동안 하나 이상의 밸브들(951)에 의해 에어로졸 생성 챔버(925) 내에 유지될 수 있다.
하나 이상의 가열 요소들(924)은 초기 시간(T0)에서 활성화될 수 있고, 하나 이상의 밸브들(951)은 이후의 시간(T1)까지 폐쇄된 상태를 유지하거나 그렇지 않으면 에어로졸의 전방 전달을 방지하도록 배열될 수 있다.
이에 따라, 하나 이상의 가열 요소들(924)을 스위치 온(ON)하는 것과 결과적인 에어로졸이 출구(928)를 갖는 마우스피스(926)를 통해 선택적으로 사용자에게 전달되는 것이 허용되는 것 사이에 유효 지연 기간이 제공될 수 있다. 지연 기간, 즉, 시간 차이(T1-T0)는 < 0.5 s, 0.5 내지 1.0 s, 1.0 내지 1.5 s, 1.5 내지 2.0 s, 2.0 내지 2.5 s 또는 > 2.5 s일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지연 기간은 가능한 한 짧게 설정될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 에어로졸이 에어로졸 생성 챔버(925) 내에서 원하는 대로 완전히 형성될 수 있게 하고 그리고 그에 따라 결과적인 감각 경험을 개선시키기에 충분한 시간 기간일 수 있다.
사용자에 의한 흡입 전에 에어로졸이 에어로졸 생성 챔버(925) 내에서 수초(few second) 동안 적합하게 형성되는 것을 허용함으로써, 감각 경험을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 특히, 초기 또는 후속 가열기 활성화 후에, 예를 들어 2 s 동안, 에어로졸 생성 챔버(925) 내에서 에어로졸이 형성되는 것을 허용하는 것은 에어로졸 액적들 또는 입자들의 입자 크기를 최적화하는 것을 돕는다.
에어로졸 생성 챔버(925) 내에 에어로졸을 수초 동안 유지하는 것은 에어로졸이 높은 수분 함량, 즉 고온이고 습한 퍼프를 포함하는 경우인 고온 퍼프의 바람직하지 않은 경험을 감소시키는 것으로 또한 밝혀졌다. 또한, 수분 함량이 너무 높으면, 미생물 성장이 발생할 수 있다.
따라서, 시간(T0)에서 가열기 활성화 후에 에어로졸 생성 챔버(925)로부터 에어로졸의 지연된 방출이 존재하는 실시예(또는 사용자 결정 설정에 응답하는 다른 실시예들에 따르면)는 고온 퍼프(hot puff)의 감소된 위험 그리고 미생물 성장이 발생하는 것이 허용되는 위험을 회피하는 개선된 감각 경험을 제공한다는 것이 이해될 것이다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 제어 회로부(923)를 더 포함하고, 제어 회로부(923)는 에어로졸 생성 챔버(925) 내에 에어로졸을 트랩하며, 그에 따라 에어로졸이 완전히 형성될 수 있도록 하나 이상의 밸브들(951)을 활성화시키도록 배열될 수 있고, 그리고 에어로졸이 완전히 형성되면, 하나 이상의 밸브들(951)이 제어 회로부(923)에 의해 활성화되거나 개방될 수 있어, 에어로졸의 방출을 허용하고, 이는 마우스피스(926) 및 공기 출구(928)를 향해 지향될 수 있게 한다.
제어 회로부(923)는 에어로졸 생성 챔버(925) 내에 유지된 에어로졸이 전달되거나 방출될 수 있게 하기 위해 시간 기간 후에 하나 이상의 밸브들(951)을 활성화시키도록 배열될 수 있다. 제어 회로부(923)는 (i) 하나 이상의 가열 요소들(924)의 활성화 또는 비활성화에 응답하여; (ii) 시간의 함수로서; (iii) 미리 결정된 타이밍 프로파일에 따라서; 또는 (iv) 하나 이상의 사용자 결정된 설정들에 따라, 하나 이상의 밸브들(951)을 선택적으로 제어하도록 배열될 수 있다.
도 9에 도시된 실시예에서, 에어로졸 제공 디바이스(902)는 마우스피스(926)를 포함한다. 그러나, 에어로졸 생성 물품(904)이 마우스피스(도시되지 않음)를 포함할 수 있는 다른 실시예들이 고려된다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는, 에어로졸 생성 챔버(925)의 출구와 마우스피스(926) 사이에 배열되어, 하나 이상의 벨브들(951)을 통해 에어로졸 생성 챔버(925)로부터 마우스피스(926)로 전달되거나 방출된 에어로졸을 에어로졸 생성 챔버(925)의 출구와 마우스피스(926) 사이에 배열된 하나 이상의 에어로졸 유동 경로들을 더 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 챔버(925)는, 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 실질적으로 평면의 에어로졸 생성 물품(904)을 포함할 수 있는 에어로졸 생성 물품(904)을 수용하도록 배열될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 저항 가열 요소 또는 유도 가열 요소를 포함할 수 있는 하나 이상의 가열 요소들(924)을 포함한다. 사용 중인 일 실시예에 따르면, (예를 들어, n x m 어레이의) 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 에어로졸 생성 물품(904)은 복수의 가열 요소들(924)(이는 또한 유사한 n x m 어레이로 배열될 수 있음)에 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 물품(904)은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 단일 가열 요소(924)에 인접하게 위치되도록 위치될 수 있는 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함할 수 있다. 그런 다음, 에어로졸 생성 물품(904)은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소(924)에 근접하게 순차적으로 이동되도록 가열 요소(924)에 대해 회전되거나 이동될 수 있다. 단일 가열 요소(924)의 사용은 에어로졸 제공 디바이스의 비용 및 복잡성이 감소될 수 있게 한다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 복수의 에어로졸 생성 구역들(930)을 더 포함할 수 있으며, 하나 이상 또는 각각의 에어로졸 생성 구역(930)은 외부 대기와 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 공급 홀을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스(902) 및 에어로졸 생성 재료의 부분들을 포함하는 에어로졸 생성 물품(904)을 포함하는 에어로졸 제공 시스템이 제공된다. 에어로졸 생성 재료의 각각의 부분은 실질적으로 동일할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 생성 재료의 부분들 중 적어도 일부는 실질적으로 상이할 수 있다.
도 10은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 에어로졸 제공 시스템(900)의 개략적인 표현을 통한 단면도이다. 에어로졸 제공 시스템(900)은 도 1과 관련하여 설명된 것들과 대체로 유사한 구성요소들을 포함한다. 그러나, 도면 부호들은 900만큼 증가되었다. 효율을 위해, 유사한 참조 번호들을 갖는 구성요소들은, 달리 언급되지 않는 한, 도 1 및 도 2a 내지 도 2c에서의 자신들의 대응물들과 대체로 동일한 것으로 이해되어야 한다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 외부 하우징(921), 제어 회로부(923), 에어로졸 생성 구성요소들(924), 에어로졸 생성 챔버(925), 마우스피스 단부(926), 공기 입구(927) 및 공기 출구(928)를 포함한다. 도 10에는 도시되어 있지 않지만, 에어로졸 제공 디바이스(902)는 도 1에 관하여 설명된 바와 같이, 전원, 터치 감지 패널, 흡입 센서, 및 사용 종료 표시기(end of use indicator)를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 시스템(900)은 에어로졸 생성 물품(904)을 포함한다. 이것은 도 2a 내지 도 2c에 설명된 에어로졸 생성 물품(4) 또는 도 6a 내지 도 6c에 관하여 설명된 에어로졸 생성 물품(204)과 실질적으로 유사할 수 있다.
에어로졸 생성 구성요소들(924)은 도 1에 관하여 설명된 바와 같은 가열 요소들일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 에어로졸 생성 구성요소들(924)은 도 5에 관하여 설명된 바와 같은 유도 코일들일 수 있다. 그러한 실시예에서, 에어로졸 생성 물품은 도 6a 내지 도 6c에 대해 설명된 바와 같은 하나 이상의 서셉터들을 포함할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(902)는 에어로졸 생성 물품(904) 위에 위치된 에어로졸 생성 구역(930)을 갖는다. 도 10의 에어로졸 제공 디바이스(902)는 단일 에어로졸 생성 구역(930)을 예시하지만, 보다 많은 수의 에어로졸 생성 구역들을 갖는 디바이스들이 명백히 고려된다는 것을 이해할 것이다.
에어로졸 생성 구역(930)(또는 복수의 에어로졸 생성 구역들)에서 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 구역(930)으로부터 에어로졸 생성 구역(들)(930)과 유체 연통하는 에어로졸 유지 챔버(950)로 통과되어 그 내에 유지될 수 있다.
부분 배리어(barrier)(960)가 에어로졸 생성 챔버(925)와 에어로졸 유지 챔버(950) 사이에 제공되며, 그에 따라 에어로졸 유지 챔버(950)가 에어로졸 생성 챔버(930)와 별개이고 에어로졸 생성 챔버(930)의 하류에 있을 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 유지 챔버(950)와 에어로졸 생성 챔버(930) 사이에 제공될 수 있는 하나 이상의 추가의 밸브들(도시되지 않음)에 의해 에어로졸 유지 챔버(950) 밖으로 에어로졸 생성 챔버(930) 내로 유동을 반전시키는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따르면, 하나 이상의 에어로졸 유지 챔버들(950)과 유체 연통하는 에어로졸 생성 챔버(925)를 포함하는 에어로졸 제공 디바이스(902)가 개시된다. 에어로졸 유지 챔버(950) 또는 각각의 에어로졸 유지 챔버(950)는 하나 이상의 에어로졸 유지 챔버들(950) 내에 유지된 에어로졸을 선택적으로 전달하거나 방출하기 위한 하나 이상의 밸브들(951)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가의 밸브들은 부분 배리어(960)와 챔버(925) 사이에 제공될 수 있다.
사용자에 의한 흡입 전에 에어로졸이 에어로졸 유지 챔버(950) 내에서 수초 동안 적합하게 형성되는 것을 허용함으로써, 감각 경험을 개선시키는 것으로 밝혀졌다.
실시예에 따르면, 하나 이상의 가열 요소들(924)은 초기 시간(T0)에서 활성화될 수 있고, 하나 이상의 밸브들(951)은 이후의 시간(T1)까지 폐쇄된 상태를 유지하거나 그렇지 않으면 에어로졸의 전방 전달을 방지하도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 하나 이상의 가열 요소(924)를 스위치 온하는 것과 결과적인 에어로졸이 출구(928)를 갖는 마우스피스(926)를 통해 선택적으로 사용자에게 전달되는 것이 허용되는 것 사이에 유효 지연 기간이 존재한다. 지연 기간, 즉, 시간 차이(T1-T0)는 < 0.5 s, 0.5 내지 1.0 s, 1.0 내지 1.5 s, 1.5 내지 2.0 s, 2.0 내지 2.5 s 또는 > 2.5 s일 수 있다.
특히, 에어로졸이 에어로졸 유지 챔버(950) 내에서 형성되는 것을 허용하는 것은 에어로졸 액적들 또는 입자들의 입자 크기를 최적화하는 것을 돕는다. 에어로졸 유지 챔버(950) 내에 에어로졸을 수초 동안 유지하는 것은 에어로졸이 높은 수분 함량, 즉 고온이고 습한 퍼프를 포함하는 경우인 고온 퍼프의 바람직하지 않은 경험을 감소시키는 것으로 또한 밝혀졌다. 또한, 수분 함량이 너무 높으면, 미생물 성장이 발생할 수 있다. 따라서, 에어로졸 유지 챔버(950)를 포함하는 실시예들은 고온 퍼프(hot puff)의 감소된 위험과 함께 개선된 감각 경험을 제공하고 그리고 미생물 성장의 위험이 발생하도록 허용되는 위험을 회피한다는 것이 이해될 것이다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 제어 회로부(923)를 더 포함하고, 제어 회로부(923)는 에어로졸 생성 챔버(950) 내에 에어로졸을 트랩하며, 그에 따라 에어로졸이 완전히 형성될 수 있도록 하나 이상의 밸브들(951)을 활성화시키도록 배열될 수 있고, 그리고 에어로졸이 완전히 형성되면, 하나 이상의 밸브들(951)이 제어 회로부(923)에 의해 활성화되거나 개방될 수 있어, 에어로졸의 방출을 허용하고, 이는 마우스피스(926) 및 공기 출구(928)를 향해 지향될 수 있게 한다. 제어 회로부(923)는 에어로졸 유지 챔버(950) 내에 유지된 에어로졸이 전달되거나 방출될 수 있게 하기 위해 시간 기간 후에 하나 이상의 밸브들(951)을 활성화시키도록 배열될 수 있다.
제어 회로부(923)는 (i) 하나 이상의 가열 요소들(924)의 활성화 또는 비활성화에 응답하여; (ii) 시간의 함수로서; (iii) 미리 결정된 타이밍 프로파일에 따라서; 또는 (iv) 하나 이상의 사용자 결정된 설정들에 따라, 하나 이상의 밸브들(951)을 선택적으로 제어하도록 배열될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 에어로졸 제공 디바이스(902)는 마우스피스(926)를 포함한다. 그러나, 에어로졸 생성 물품(904)이 마우스피스(도시되지 않음)를 포함할 수 있는 다른 실시예들이 고려된다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는, 에어로졸 유지 챔버(950)로부터 마우스피스(926)로 전달되거나 방출된 에어로졸을 지향시키거나 전달하기 위해 에어로졸 유지 챔버(950)의 출구와 마우스피스(926) 사이에 배열된 하나 이상의 에어로졸 유동 경로들을 더 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 챔버(925)는, 실질적으로 평면의 에어로졸 생성 물품(904)을 포함할 수 있는 에어로졸 생성 물품(904)을 수용하도록 배열될 수 있다. 평면의 에어로졸 생성 물품(904)은 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함할 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 하나 이상의 가열 요소들(924)을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 가열 요소들(924)은 저항 또는 유도 가열 요소들(924)을 포함할 수 있다. 사용 중인 일 실시예에 따르면, (예를 들어, n x m 어레이의) 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 에어로졸 생성 물품(904)은 복수의 가열 요소들(924)(이는 또한 유사한 n x m 어레이로 배열될 수 있음)에 인접하게 위치될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는 에어로졸 생성 물품(904)은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 단일 가열 요소(924)에 인접하게 위치되도록 위치될 수 있다. 에어로졸 생성 물품(904)은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소(924)에 근접하게 이동되도록 가열 요소(924)에 대해 회전되거나 이동될 수 있다. 단일 가열 요소(924)의 제공은, 덜 비싸고 덜 복잡한 디바이스(902)가 제공될 수 있게 한다.
에어로졸 제공 디바이스(902)는 복수의 에어로졸 생성 구역들을 더 포함할 수 있으며, 하나 이상 또는 각각의 에어로졸 생성 구역들은 외부 대기와 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 공급 홀을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 에어로졸 제공 디바이스(902) 및 에어로졸 생성 재료의 부분들을 포함하는 에어로졸 생성 물품(904)을 포함하는 에어로졸 제공 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따르면, (i) 에어로졸 생성 재료의 각각의 부분이 실질적으로 동일하거나; 또는 (ii) 에어로졸 생성 재료의 부분들 중 적어도 일부는 실질적으로 상이하다.
부가적으로, 상기에서는, 마우스피스(26, 226, 926)가 외부 하우징(21, 221, 921)의 일부를 형성하고 그리고/또는 외부 하우징(21, 221, 921)에 커플링되는 것으로 설명되어 있지만, 일부 구현예들에서, 마우스피스(26, 226, 926)는 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)의 일부를 형성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이것은 특히, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)이 공기 및/또는 에어로졸이 통과할 수 있는 챔버를 포함하고, 챔버가 에어로졸 생성 재료를 포함하는 경우일 수 있다. 이들 구현들에서, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)은 챔버(25, 225, 925) 내로 배치되고, 물품의 마우스피스가 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)로부터 연장되도록 챔버(25, 225, 925)로부터 돌출된다. 이러한 예들에서, 챔버(25, 225, 925)는 마우스피스(26, 226, 926)가 돌출하는 개구를 포함한다. 이들 구현들의 개구는, 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)의 출구(28, 228, 928)로 지칭될 수 있다.
에어로졸 생성 구성요소들(24, 224, 924)(예컨대, 가열기 요소들)의 어레이가 에어로졸 생성 재료의 개별 부분들을 에너자이징하기 위해 제공되는 시스템이 앞서 설명되었지만, 다른 구현들에서는, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904) 및/또는 에어로졸 생성 구성요소(24, 224, 924)가 서로 상대적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)의 캐리어 구성요소(42) 상에 제공된 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들보다 더 적은 수의 에어로졸 생성 구성요소들(24, 224, 924)이 존재할 수 있으며, 이에 따라, 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들 각각을 개별적으로 에너자이징할 수 있도록 하기 위해, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904) 및 에어로졸 생성 구성요소들(24)의 상대적인 이동이 요구된다. 예를 들어, 이동가능한 가열 요소(24, 224a, 924)는, 가열 요소(24, 224a, 924)가 챔버(25, 225, 925)에 대해 이동할 수 있도록 챔버(25, 225, 925) 내에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 이동가능한 가열 요소(24, 224a, 924)는, 가열 요소(24, 224a, 924)가 에어로졸 생성 재료(44)의 개별 부분들 중 개개의 개별 부분들과 정렬될 수 있도록 (예컨대, 캐리어 구성요소(42)의 폭 및 길이 방향들로) 병진될 수 있다. 이러한 접근법은 유사한 사용자 경험을 계속해서 제공하면서 요구되는 에어로졸 생성 구성요소들(42)의 수를 감소시킬 수 있다.
에어로졸 생성 재료(44)의 개별적인 공간적으로 별도의 부분들이 캐리어 구성요소(42) 상에 증착되는 구현들이 앞서 설명되었지만, 다른 구현들에서는, 에어로졸 생성 재료가 개별적인 공간적으로 별도의 부분들에 제공되는 것이 아니라 대신에 에어로졸 생성 재료(44)의 연속 시트에 제공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이러한 구현들에서, 에어로졸 생성 재료(44)의 시트의 특정 구역들은 전술한 것과 대체로 동일한 방식으로 에어로졸을 생성하도록 선택적으로 가열될 수 있다. 그러나, 부분들이 공간적으로 별도인지 여부에 관계없이, 본 개시내용은 에어로졸 생성 재료(44)의 부분들을 가열하는 것 (또는 그렇지 않으면 에어로졸화하는 것)을 설명했다. 특히, 구역(에어로졸 생성 재료의 일부에 대응함)은 가열 요소(24, 224a, 924)(또는 보다 구체적으로 온도가 증가하도록 설계된 가열 요소(24, 224a, 924)의 표면)의 치수들에 기반하여 에어로졸 생성 재료의 연속 시트 상에 규정될 수 있다. 이와 관련하여, 에어로졸 생성 재료의 시트 상으로 돌출될 때 가열 요소(24, 224a, 924)의 대응하는 영역은 에어로졸 생성 재료의 구역 또는 부분을 정의하는 것으로 간주될 수 있다. 본 개시내용에 따르면, 에어로졸 생성 재료의 각각의 구역 또는 부분은 20 mg 이하의 질량을 가질 수 있지만, 전체 연속 시트는 20 mg 초과의 질량을 가질 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)가 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)상에 장착된 터치 감지 패널(29)을 사용하여 구성되거나 또는 동작될 수 있는 구현들이 앞서 설명되었지만, 이 대신, 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)는 원격으로 구성되거나 또는 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로부(23, 223, 923)에는, 제어 회로부(23, 223, 923)가 스마트폰과 같은 원격 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하는 대응하는 통신 회로부(예컨대, 블루투스)가 제공될 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 패널(29)은 사실상 스마트폰상에서 실행되는 앱(APP) 등을 사용하여 구현될 수 있다. 이후, 스마트폰은 사용자 입력들 또는 구성들을 제어 회로부(23, 223, 923)에 송신할 수 있고, 제어 회로부(23, 223, 923)는 수신된 입력들 또는 구성들에 기반하여 동작하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 생성 재료(44)를 에너자이징(예컨대, 가열)함으로써 에어로졸이 생성되는(이 생성된 에어로졸은 이후, 사용자에 의해 흡입됨) 구현들이 앞서 설명되었지만, 일부 구현들에서, 생성된 에어로졸은 사용자에 의해 흡입되기 전에 에어로졸의 하나 이상의 특성을 수정하기 위해 에어로졸 수정 구성요소를 통과하거나 그를 지나갈 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 에어로졸 제공 디바이스(2,202,902)는 에어로졸 생성 재료(44)의 하류의 공기유동 경로에 삽입되는 통기성 삽입물(air permeable insert)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다(예를 들어, 삽입물은 출구(28, 228, 928)에 포지셔닝될 수 있다). 삽입물은, 에어로졸이 사용자의 입에 들어가기 전에 삽입물을 통과함에 따라, 에어로졸의 향미, 온도, 입자 크기, 니코틴 농도 등 중 임의의 하나 이상을 변경하는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 삽입물은 담배 또는 처리된 담배를 포함할 수 있다. 이러한 시스템들은 하이브리드 시스템들로 지칭될 수 있다. 삽입물은 전술한 에어로졸 생성 재료들을 포함할 수 있는 임의의 적절한 에어로졸 수정 재료를 포함할 수 있다.
에어로졸 생성 재료의 일부로부터 에어로졸이 생성되는 동작 온도에서 가열 요소들(24, 224a, 924)이 그 에어로졸 생성 재료의 일부에 열을 제공하도록 배열되는 것이 앞서 설명되었지만, 일부 구현들에서는, 가열 요소들(24, 224a, 924)이 에어로졸 생성 재료의 부분들을 예열 온도(동작 온도보다 낮음)로 예열하도록 배열된다. 예열 온도에서는, 부분이 예열 온도로 가열될 때 에어로졸이 소량으로 생성되거나 또는 전혀 생성되지 않는다. 특히, 일부 구현들에서, 제어 회로부는 제1 미리 정해진 기간이 시작하기 전에(즉, 에어로졸을 흡입하려는 사용자의 의도를 나타내는 시그널링을 수신하기 전에) 전력/에너지를 공급하도록 구성된다. 그러나, 에어로졸 생성 재료의 온도를 예열 온도로부터 동작 온도까지 상승시키기 위해서는 더 적은 양의 에너지가 요구되고, 따라서 시스템의 응답성은 증가하지만 총 에너지 소비가 증가된다. 이는, 에어로졸 생성 재료의 비교적 더 두꺼운 부분들, 예컨대 동작 온도에 도달하기 위해 비교적 더 많은 양의 에너지가 공급되는 것을 요구하는 400 ㎛ 초과의 두께를 갖는 부분들에 특히 적합할 수 있다. 그러나, 이러한 구현들에서, (예컨대, 전력 소스(22, 222)로부터의) 에너지 소비는 비교적 더 높을 수 있다.
가열 요소들(24, 224a, 924) 각각이 동일한 가열 프로파일을 개개의 에어로졸 생성 구역에 제공할 수 있지만, 가열 요소들(24, 224a, 924) 중 하나 이상이 그 대신에 상이한 가열 프로파일을 각각의 에어로졸 생성 구역으로 제공하도록 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 마우스피스(26, 226, 926)로부터 더 멀리 위치된 에어로졸 생성 구역들은, 마우스피스(26, 226, 926)에 더 근접하게 위치된 에어로졸 생성 영역(24)보다 더 많은 양의 에어로졸을 생성시키는 가열 프로파일에 따라 가열될 수 있으며, 이는 증가된 이동 거리를 따라, 응축으로 인한 에어로졸의 추가의 손실을 상쇄할 수 있어, 상이한 에어로졸 생성 구역들로부터 에어로졸의 보다 일관된 전달을 제공한다.
에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)가 사용 종료 표시기(31)를 포함하는 구현들이 앞서 설명되었지만, 사용 종료 표시기(31)가 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)로부터 멀리 떨어진 다른 디바이스에 의해 제공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)의 제어 회로부(23, 223, 923)는, 예를 들어 스마트폰 또는 스마트워치와 같은 원격 디바이스와 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902) 간의 데이터 전달을 가능하게 하는 통신 기구를 포함할 수 있다. 이러한 구현들에서, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)이 그의 사용 종료에 도달했다고 제어 회로부(23, 223, 923)가 결정하는 경우, 제어 회로부(23, 223, 923)는 원격 디바이스에 신호를 송신하도록 구성되며, 원격 디바이스는 (예컨대, 스마트폰의 디스플레이를 사용하여) 경고 신호를 생성하도록 구성된다. 경고 신호를 생성하기 위한 다른 원격 디바이스들 및 다른 기구들이 전술한 바와 같이 사용될 수 있다.
추가로, 에어로졸 생성 재료의 부분들이 캐리어 구성요소(42) 상에 제공될 때, 일부 구현들에서, 그 부분들은 캐리어 구성요소(42)의 평면에 대략 직교하는 방향에서 비교적 더 얇은 에어로졸 생성 재료의 약화된 구역(weakened region)들, 예를 들어 관통 홀들 또는 영역들을 포함할 수 있다. 이는, 에어로졸 생성 재료의 가장 뜨거운 부분이 캐리어 구성요소와 직접 접촉하는 영역인 경우일 수 있다(즉, 열이 캐리어 구성요소(42)와 접촉하는 에어로졸 생성 재료의 표면에 주로 인가되는 시나리오들일 수 있음). 이에 따라, 관통 홀들은, 캐리어 구성요소(42)와 에어로졸 생성 재료(44) 사이에 에어로졸의 잠재적인 축적을 야기하기 보다는, 생성된 에어로졸이 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)를 통해 빠져 나가서 환경/공기 유동으로 방출되도록 하는 채널들을 제공할 수 있다. 에어로졸의 이러한 축적은 시스템의 가열 효율을 감소시킬 수 있는데, 왜냐하면 일부 구현들에서, 에어로졸의 이러한 축적은 캐리어 구성요소(42)로부터 에어로졸 생성 재료의 리프팅을 야기하여 에어로졸 생성 재료로의 열 전달 효율을 감소시키기 때문이다. 에어로졸 생성 재료의 각각의 부분에는 적절하게 하나 이상의 약화된 구역들이 제공될 수 있다.
일부 구현들에서, 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)은 식별자, 이를테면 판독가능 바코드 또는 RFID 태그 등을 포함할 수 있으며, 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)는 대응하는 판독기를 포함한다. 물품이 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)의 챔버(25, 225, 925)에 삽입될 때 에어로졸 제공 디바이스(2, 202, 902)는 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904) 상의 식별자를 판독하도록 구성될 수 있다. 제어 회로부(23, 223, 923)는 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)의 존재를 인식하거나 (따라서, 가열을 허용하고 그리고/또는 수명 종료 표시기를 재설정하거나) 또는 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)에 대한 에어로졸 생성 재료의 부분들의 유형 및/또는 위치를 식별하도록 구성될 수 있다. 이는, 제어 회로부(23, 223, 923)가 어떤 부분들을 에어로졸화할지 그리고/또는 그 부분들이 예컨대, 에어로졸 생성 온도 및/또는 가열 지속기간의 조절을 통해 에어로졸화되는 방식에 영향을 미칠 수 있다. 에어로졸 생성 물품(4, 204, 904)을 인식하기 위한 임의의 적절한 기법이 이용될 수 있다.
전술한 실시예들은 일부 측면들에서 일부의 특정 예시적인 에어로졸 생성 시스템들에 초점을 맞추었지만, 동일한 원리들이 다른 기술들을 사용하는 에어로졸 생성 시스템들에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 즉, 에어로졸 제공 시스템 기능의 다양한 양태들이 본원에 설명된 예들의 기본 원리들과 직접적으로 관련이 없는 특정 방식이다.
다양한 문제들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위해, 본 개시내용은 다양한 실시예들을 예시로서 보여준다. 본 개시내용의 이점들 및 특징들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플이고, 여기에만 국한되고 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 이러한 장점들 및 특징들은 청구된 발명(들)을 이해하고 교시하는 것을 돕기 위해 단지 제시된다. 본 개시의 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들, 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시에 대한 제한들로서, 또는 청구범위의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 청구범위의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부분들, 단계들, 수단들 등, 본 명세서에 구체적으로 설명된 것들과 다른 것들의 다양한 조합들을 적절하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들을 필수적 요소로 하여 구성(consist essentially of)될 수 있고, 따라서 종속 청구항들의 특징들은 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 다른 조합들로 독립 청구항들의 특징들과 조합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 개시내용은 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 제공 디바이스로서,
    에어로졸 생성 챔버;
    사용 시에 에어로졸 생성 챔버 내에 위치된 에어로졸 생성 물품을 가열하도록 배열된 하나 이상의 가열 요소들;
    시간(T0)에서 하나 이상의 가열 요소들을 활성화시키도록 배열된 제어 시스템; 및
    이후의 시간(T1)까지 에어로졸 생성 챔버 내에서 생성된 에어로졸의 전방 전달(onward transmission)을 방지하도록 배열된 하나 이상의 밸브들을 포함하며, 여기서 T1 > T0인,
    에어로졸 제공 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브들은 상기 에어로졸 생성 챔버의 출구 구역에 위치되고, 상기 에어로졸이 시간(T1)까지 상기 에어로졸 생성 챔버를 빠져나가는 것을 방지하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 챔버의 하류에 위치된 에어로졸 유지 챔버(aerosol holding chamber)를 더 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브들은 상기 에어로졸 유지 챔버의 출구 구역에 위치되고, 상기 에어로졸이 시간(T1)까지 상기 에어로졸 유지 챔버를 빠져나가는 것을 방지하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, (i) 하나 이상의 가열 요소들의 활성화 또는 비활성화에 응답하여; (ii) 시간의 함수로서; (iii) 미리 결정된 타이밍 프로파일에 따라서; 또는 (iv) 하나 이상의 사용자 결정된 설정들에 따라, 하나 이상의 밸브들을 선택적으로 제어하도록 배열되는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 제공 디바이스는 마우스피스(mouthpiece)를 더 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브들에 의해 마우스피스로 방출된 에어로졸을 지향시키거나 전달하기 위해 에어로졸 생성 챔버의 또는 에어로졸 보유 챔버의 출구와 마우스피스 사이에 배열된 하나 이상의 에어로졸 유동 경로들을 더 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 에어로졸 생성 구역들을 더 포함하며, 상기 하나 이상 또는 각각의 에어로졸 생성 구역은 외부 대기와 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 공급 홀을 포함하는,
    에어로졸 제공 디바이스.
  9. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스; 및
    에어로졸 생성 재료의 부분들을 포함하는 에어로졸 생성 물품을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    (i) 에어로졸 생성 재료의 각각의 부분이 실질적으로 동일하거나; 또는 (ii) 에어로졸 생성 재료의 부분들 중 적어도 일부는 실질적으로 상이한,
    에어로졸 제공 시스템.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 물품은 실질적으로 평면의 에어로졸 생성 물품을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 평면의 에어로졸 생성 물품은 복수의 에어로졸 생성 구역들을 포함하는,
    에어로졸 제공 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    사용 시에, 상기 에어로졸 생성 물품은 복수의 가열 요소들에 인접하게 위치되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  14. 제12 항에 있어서,
    사용 시에, 상기 에어로졸 생성 물품은 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 가열 요소에 인접하게 위치되도록 위치될 수 있고, 상기 에어로졸 생성 물품은 상기 하나 이상의 에어로졸 생성 구역들이 상기 가열 요소에 근접하게 이동되도록 상기 가열 요소에 대해 회전되거나 이동되는,
    에어로졸 제공 시스템.
  15. 에어로졸을 생성하는 방법으로서,
    제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스를 제공하는 단계; 및
    시간(T1)까지 에어로졸 생성 챔버 내에서 생성된 에어로졸의 전방 전달을 방지하기 위해 하나 이상의 밸브들을 사용하는 단계를 포함하며, 여기서 T1 > T0인,
    에어로졸을 생성하는 방법.
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