特表2022-551364エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置に使用されるカートリッジ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-09
(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置に使用されるカートリッジ
(51)【国際特許分類】
A24F 40/46 20200101AFI20221202BHJP
A24F 40/10 20200101ALI20221202BHJP
A24F 40/42 20200101ALI20221202BHJP
【ＦＩ】
A24F40/46
A24F40/10
A24F40/42
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021574748
(86)(22)【出願日】2021-07-13
(85)【翻訳文提出日】2021-12-14
(86)【国際出願番号】 KR2021008959
(87)【国際公開番号】W WO2022050560
(87)【国際公開日】2022-03-10
(31)【優先権主張番号】10-2020-0113747
(32)【優先日】2020-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519217032
【氏名又は名称】ケーティー アンド ジー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ、ウォン キョン
(72)【発明者】
【氏名】チョン、ヒョン チョン
(72)【発明者】
【氏名】キム、トン ソン
(72)【発明者】
【氏名】チェ、チェ ソン
【テーマコード（参考）】
4B162
【Ｆターム（参考）】
4B162AA06
4B162AA22
4B162AB14
4B162AC06
4B162AC17
4B162AC22
4B162AC41
4B162AD06
4B162AD23
(57)【要約】
エアロゾル生成装置に使用されるカートリッジは、エアロゾル生成物質を保存する液体保存部、エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させるヒータ、発生したエアロゾルがカートリッジの外部に排出されるために通過する気流パス、及び気流パス内に、前記気流パスを通過する間、前記エアロゾルが熱線によって加熱されるように配置されて熱を発生させるメッシュ状の熱線を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアロゾル生成装置に使用されるカートリッジにおいて、エアロゾル生成物質を保存する液体保存部と、
前記エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させるヒータと、
前記エアロゾルが前記カートリッジの外部に排出されるために通過する気流パスと、
前記気流パス内に、前記気流パスを通過する間、前記エアロゾルが熱線によって加熱されるように配置され、熱を発生させるメッシュ状の熱線を含む、カートリッジ。
【請求項2】
前記メッシュ状は、前記エアロゾルが通過される多数の空隙を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項3】
前記多数の空隙の形態は、短辺長が０．５μｍ以上１．０μｍ以下である長方形であるか、
一辺の長さが０．５μｍ以上１．０μｍ以下である正方形である、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項4】
前記熱線は、気化されていない状態で前記気流パスに進入するエアロゾル生成物質の一部が前記カートリッジの外部に排出されることを遮断する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項5】
前記熱線は、前記エアロゾル生成物質の一部を加熱することで、エアロゾルを発生させる、請求項４に記載のカートリッジ。
【請求項6】
前記熱線は、前記気流パスが延長方向に各層が配置される多層構造によって形成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項7】
前記多層構造の一層は、前記多層構造の他層によって生成された電場によって加熱される、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項8】
前記カートリッジは、ユーザの口腔に挿入され、前記気流パスと連結されるマウスピースをさらに含み、
前記マウスピースは、前記エアロゾルを前記カートリッジの外部に排出させる排出孔を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項9】
前記熱線は、前記ヒータの温度に基づいて、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が目標温度に到逹するように温度が制御される、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項10】
前記熱線の温度及び前記ヒータの温度は、負の相関関係によって制御される、請求項９に記載のカートリッジ。
【請求項11】
前記熱線は、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上になるように前記エアロゾルを加熱する、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項12】
前記熱線は、前記エアロゾルが加熱されていない場合に比べて、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が１５℃以上高くなるように、前記エアロゾルを加熱する、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項13】
前記熱線は、６０℃以上及び８０℃以下に加熱される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項14】
前記カートリッジは、電流が接触素子を通じて前記エアロゾル生成装置から前記熱線に伝達されるように前記エアロゾル生成装置と電気的連結を提供する前記接触素子をさらに含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項15】
エアロゾル生成装置において、請求項１に記載のカートリッジと、
前記ヒータ及び前記熱線が加熱されるように前記ヒータ及び前記熱線に電流を印加するプロセッサと、を含む、エアロゾル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成装置に使用されるカートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
最近、一般的なエアロゾル生成物品の短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、エアロゾル生成物品を燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではないカートリッジに保存されたエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが発生する方法に係わる需要が増加している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
エアロゾルが気流パスを通じてユーザに伝達される過程でエアロゾルの温度が低くなるので、ユーザは、シガレットの吸煙時のようなエアロゾルの温熱感を感じにくくもなる。したがって、エアロゾルに温熱感を与える技術が要求される。
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、気流パス内のエアロゾルを加熱することで、エアロゾルに温熱感を与えるカートリッジを提供することである。一方、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述したような技術的課題に限定されず、以下の実施例からさらに他の技術的課題が類推されうる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一側面によるエアロゾル生成装置に使用されるカートリッジは、エアロゾル生成物質を保存する液体保存部と、前記エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させるヒータと、前記発生したエアロゾルが前記カートリッジの外部に排出されるために通過する気流パスと、前記気流パス内に、前記気流パスを通過する間、前記エアロゾルが熱線によって加熱されるように配置され、熱を発生させるメッシュ状の熱線を含む。
【発明の効果】
【0006】
カートリッジは、気流パス内に配置された熱線で気流パスを通過するエアロゾルを加熱することで、ユーザに伝達されるエアロゾルに温熱感を与えることができる。したがって、ユーザ満足度に優れた喫煙経験を提供することができる。但し、効果が上述した効果に制限されるものではなく、言及されていない効果は、本明細書及び添付図面からエアロゾル生成装置が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保持する交換可能なカートリッジとそれを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。
【図4】エアロゾル生成装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】カートリッジの構成の一例を示すブロック図である。
【図6】熱線の配置の一例を示す図面である。
【図7】熱線の形態に係わる複数の例を示す図面である。
【図8】多数の空隙の一例を示す図面である。
【図9】エアロゾル生成物質の一部が熱線に接触される一例を示す図面である。
【図10】多層構造の熱線の一例を示す図面である。
【図11】多層構造の熱線の加熱方法の一例を説明するための図面である。
【図12】回路基板の一例を示す図面である。
【図13】並列に連結されたヒータ及び熱線の一例を示すブロック図である。
【図14】エアロゾル生成装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
一側面によるエアロゾル生成装置に使用されるカートリッジは、エアロゾル生成物質を保存する液体保存部と、前記エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させるヒータと、前記発生したエアロゾルが前記カートリッジの外部に排出されるために通過する気流パスと、前記気流パス内に、前記気流パスを通過する間、前記エアロゾルが熱線によって加熱されるように配置され、熱を発生させるメッシュ状の熱線と、を含む。
【0009】
また、前記メッシュ状は、前記エアロゾルが通過される多数の空隙を含む。
【0010】
また、前記空隙の形態は、短辺長が０．５μｍ以上１．０μｍ以下である長方形であるか、一辺の長さが０．５μｍ以上１．０μｍ以下である正方形である。
【0011】
また、前記熱線は、気化されていない状態で前記気流パスに進入するエアロゾル生成物質の一部が、前記カートリッジの外部に排出されることを遮断する。
【0012】
また、前記熱線は、前記熱線と接触された前記エアロゾル生成物質の一部を加熱することで、エアロゾルを発生させる。
【0013】
また、前記熱線は、前記気流パスが延長方向に各層が配置される多層構造によって形成される。
【0014】
また、前記多層構造の一層は、前記多層構造の他層によって生成された電場によって加熱される。
【0015】
また、前記カートリッジは、ユーザの口腔に挿入され、前記気流パスと連結されるマウスピースをさらに含み、前記マウスピースは、前記発生したエアロゾルを前記カートリッジの外部に排出させる排出孔を含む。
【0016】
また、前記熱線は、前記ヒータの温度に基づいて、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が目標温度に到逹するように温度が制御される。
【0017】
また、前記熱線の温度及び前記ヒータの温度は、負の相関関係（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）によって制御される。
【0018】
また、前記熱線は、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上になるように、前記発生したエアロゾルを加熱する。
【0019】
また、前記熱線は、前記発生したエアロゾルが加熱されていない場合に比べて、前記排出孔におけるエアロゾルの温度が１５℃以上高くなるように、前記発生したエアロゾルを加熱する。
【0020】
また、前記熱線は、６０℃以上及び８０℃以下に加熱される。
【0021】
また、前記カートリッジは、電流が接触素子を通じて前記エアロゾル生成装置から前記熱線に伝達されるように、前記エアロゾル生成装置と電気的連結を提供する前記接触素子をさらに含む。他の側面によるエアロゾル生成装置は、一側面によるカートリッジと、前記ヒータ及び前記熱線が加熱されるように前記ヒータ及び前記熱線に電流を印加するプロセッサと、を含む。
【0022】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な互いに異なる形態に具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
【0023】
実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単なる用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とに基づいて定義されねばならない。
【0024】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
【0025】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な互いに異なる形態に具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
【0026】
本明細書で使用されたように、「少なくともいずれか１つの」のような表現が、配列された構成要素の前にあるとき、配列されたそれぞれの構成ではない全体構成要素を修飾する。例えば、「ａ、ｂ、及びｃのうち、少なくともいずれか１つ」という表現は、ａ、ｂ、ｃ、またはａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、またはａとｂとｃを含むと解釈せねばならない。
【0027】
また、本明細書で使用される「第１」または「第２」などの序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために使用可能であるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用される。
【0028】
以下では、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0029】
図１は、一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保持する交換可能なカートリッジと、それを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。
【0030】
図１に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置５は、エアロゾル生成物質を保持するカートリッジ２０と、カートリッジ２０を支持する本体１０と、を含む。
【0031】
カートリッジ２０は、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で、本体１０に結合することができる。カートリッジ２０の一部が本体１０の収容空間１９に挿入されることで、カートリッジ２０が本体１０に装着されうる。
【0032】
カートリッジ２０は、例えば、液状や、固状や、気状や、ゲル（ｇｅｌ）状のうち、いずれか１つの状態を有するエアロゾル生成物質を保持することができる。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含んでもよい。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。
【0033】
液状組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、及びビタミン混合物のうち、いずれか１つの成分や、それらの成分の混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
【0034】
例えば、液状組成物は、ニコチン塩が添加された任意の重量比のグリセリン及びプロピレングリコール溶液を含んでもよい。液状組成物には、２種以上のニコチン塩が含まれうる。ニコチン塩は、ニコチンに有機酸または無機酸を含む適切な酸を添加することで形成される。ニコチンは、自然に発生するニコチンまたは合成ニコチンであって、液状組成物の総溶液重量に対する任意の適切な重量の濃度を有することができる。
【0035】
ニコチン塩の形成のための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル生成装置５の作動温度、香味または風味、溶解度などを考慮して適切に選択されうる。例えば、ニコチン塩の形成のための酸は、安息香酸、乳酸、サリチル酸、ラウリン酸、ソルビン酸、レブリン酸、ピルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、クエン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、グルコン酸、サッカリン酸、マロン酸またはリンゴ酸で構成された群から選択される単独の酸または前記群から選択される２以上の酸の混合でもあるが、それらに限定されない。
【0036】
カートリッジ２０は、本体１０から伝達される電気信号または無線信号などによって作動することで、カートリッジ２０の内部のエアロゾル生成物質の相（ｐｈａｓｅ）を気相に変換し、エアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させる機能を遂行する。エアロゾルは、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と空気とが混合された状態の気体を意味する。
【0037】
例えば、カートリッジ２０は、本体１０から電気信号を供給され、エアロゾル生成物質を加熱するか、超音波振動方式を用いるか、誘導加熱方式を用いることで、エアロゾル生成物質の相を変換することができる。他の例として、カートリッジ２０が自体的な電力源を含む場合には、本体１０からカートリッジ２０に伝達される電気的な制御信号や無線信号によってカートリッジ２０が作動することで、エアロゾルを発生させうる。
【0038】
カートリッジ２０は、内部にエアロゾル生成物質を収容する液体保存部２１と、液体保存部２１のエアロゾル生成物質をエアロゾルに変換する機能を遂行する霧化器（ａｔｏｍｉｚｅｒ）を含んでもよい。
【0039】
液体保存部２１が内部に「エアロゾル生成物質を収容する」ということは、液体保存部２１が容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）の用途のようにエアロゾル生成物質を単に入れる機能を遂行することと、液体保存部２１の内部に、例えば、スポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）や綿や布地や多孔性セラミック構造体のようなエアロゾル生成物質を含浸（含有）する要素を含むことを意味する。
【0040】
霧化器は、例えば、エアロゾル生成物質を吸収し、エアロゾルに変換するための最適の状態に保持する液体伝達手段（例えば、ｗｉｃｋ；ウィック）と、液体伝達手段を加熱してエアロゾルを発生させるヒータを含んでもよい。
【0041】
液体伝達手段は、例えば、綿繊維、セラミック纎維、ガラス・ファイバー、多孔性セラミックの少なくとも１つを含んでもよい。
【0042】
ヒータは、電気抵抗によって熱を発生させることで、液体伝達手段に伝達されるエアロゾル生成物質を加熱するために、銅、ニッケル、タングステンなどの金属素材を含んでもよい。ヒータは、例えば、金属線（ｗｉｒｅ）、金属熱板（ｐｌａｔｅ）、セラミック発熱体などによって具現され、ニクロム線のような素材を用いて、伝導性フィラメントによって具現されるか、液体伝達手段に巻かれるか、液体伝達手段に隣接して配置されうる。
【0043】
霧化器はまた別途の液体伝達手段を使用せず、エアロゾル生成物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態を保持する機能と、エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させる機能をいずれも遂行するメッシュ状（ｍｅｓｈ ｓｈａｐｅ）や板状（ｐｌａｔｅ ｓｈａｐｅ）の発熱体によって具現されうる。
【0044】
カートリッジ２０の内部に収容されたエアロゾル生成物質を外部から視認可能なようにカートリッジ２０の液体保存部２１は、少なくとも一部が透明な素材を含んでもよい。液体保存部２１は、本体１０に結合するとき、本体１０の溝１１に挿入されるように液体保存部２１から突出する突出窓２１ａを含む。マウスピース２２及び液体保存部２１の全体が透明なプラスチックやガラスなどの素材によって作製され、液体保存部２１の一部に該当する突出窓２１ａのみが透明な素材によって作製されうる。
【0045】
本体１０は、収容空間１９の内側に配置された接続端子１０ｔを含む。本体１０の収容空間１９にカートリッジ２０の液体保存部２１が挿入されれば、本体１０は、接続端子１０ｔを通じてカートリッジ２０に電力を提供するか、カートリッジ２０の作動に係わる信号をカートリッジ２０に供給することができる。
【0046】
カートリッジ２０の液体保存部２１の一側端部には、マウスピース２２が結合される。マウスピース２２は、エアロゾル生成装置５のユーザの口腔に挿入される部分である。マウスピース２２は、液体保存部２１内部のエアロゾル生成物質から発生したエアロゾルを外部に排出する排出孔２２ａを含む。
【0047】
排出孔２２ａは、エアロゾルが排出孔２２ａを通じてカートリッジ２０の外部に排出されるように、マウスピースの端部に配置されうる。排出孔２２ａを介して排出されたエアロゾルは、マウスピース２２が挿入されたユーザの口腔に伝達されうる。
【0048】
本体１０には、スライダー７が本体１０に対して移動可能に結合される。スライダー７は、本体１０に対して移動することで、本体１０に結合されたカートリッジ２０のマウスピース２２の少なくとも一部を覆うか、マウスピース２２の少なくとも一部を外部に露出させる機能を遂行する。スライダー７は、カートリッジ２０の突出窓２１ａの少なくとも一部を外部に露出させる長空７ａを含む。
【0049】
スライダー７は、内部が空いており、両側端部が開放された筒状を有する。スライダー７の構造は、図面に図示されたように筒状に制限されるものではなく、本体１０の縁部に結合された状態を保持しながら、本体１０に対して移動可能なクリップ形状の断面形状を有する折り曲げられた板の構造や、湾曲された円弧状の断面形状を有する曲がった半円筒状などの構造を有することができる。
【0050】
スライダー７は、本体１０とカートリッジ２０に対するスライダー７との位置を保持するための磁性体を含む。磁性体は、永久磁石や、鉄、ニッケル、コバルト、またはそれらの合金のような素材を含んでもよい。
【0051】
磁性体は、スライダー７の内部空間を介在して互いに対向する２つの第１磁性体８ａと、スライダー７の内部空間を介在して互いに対向する２つの第２磁性体８ｂを含む。第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂは、スライダー７の移動方向、すなわち、本体１０が延長方向である本体１０の長手方向に沿って互いに離隔して配置される。
【0052】
本体１０は、スライダー７が本体１０に対して移動する間、スライダー７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂとが移動する経路上に配置された固定磁性体９を含む。本体１０の固定磁性体９も収容空間１９を介在して互いに対向するように２つが設けられうる。
【0053】
スライダー７の位置によって、固定磁性体９と第１磁性体８ａ、または固定磁性体９と第２磁性体８ｂとの間で作用する磁力によってスライダー７は、マウスピース２２の端部を覆うか、露出させる位置に安定して保持されうる。
【0054】
本体１０は、スライダー７が本体１０に対して移動する間、スライダー７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂとの移動する経路上に配置される位置変化感知センサ３を含む。位置変化感知センサ３は、例えば、磁場の変化を感知して信号を発生させるホール効果（ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ）を用いたホールセンサ（ｈａｌｌ ＩＣ）を含んでもよい。
【0055】
上述した実施例に係わるエアロゾル生成装置５において、本体１０、カートリッジ２０、及びスライダー７は、長手方向を横切る方向への断面形状がほぼ長方形であるが、実施例は、そのようなエアロゾル生成装置５の形状によって制限されない。エアロゾル生成装置５は、例えば、円形や楕円形や正方形やさまざまな形態の多角形の断面形状を有することができる。また、エアロゾル生成装置５が長手方向に延びるとき、必ずしも直線的に延びる構造に制限されるものではなく、ユーザが把持しやすく、例えば、流線形に湾曲されるか、特定領域で既設定の角度によって折り曲げられながら、長く延びうる。
【0056】
【0057】
図２では、スライダー７が本体１０と結合されたカートリッジのマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した作動状態が図示された。スライダー７がマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した状態では、マウスピース２２が外部の異物から安全に保護されて清潔な状態に保持されうる。
【0058】
ユーザは、スライダー７の長空７ａを通じてカートリッジの突出窓２１ａを視認することで、カートリッジが保持するエアロゾル生成物質の残量を確認することができる。ユーザは、エアロゾル生成装置５を使用するために、スライダー７を本体１０の長手方向に移動させうる。
【0059】
【0060】
図３では、スライダー７が本体１０と結合されたカートリッジのマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した作動状態が図示された。スライダー７がマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した状態で、ユーザが自分の口腔にマウスピース２２を挿入してマウスピース２２の排出孔２２ａを介して排出されるエアロゾルを吸入することができる。
【0061】
スライダー７がマウスピース２２の端部を外部に露出させる位置に移動した状態でも、スライダー７の長空７ａを通じてカートリッジの突出窓２１ａが外部に露出されるので、ユーザが、カートリッジが保持するエアロゾル生成物質の残量を視認可能である。
【0062】
図４は、一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【0063】
図４を参照すれば、エアロゾル生成装置４００は、バッテリ４１０、ヒータ４２０、センサ４３０、ユーザインターフェース４４０、メモリ４５０及びプロセッサ４６０を含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置４００の内部構造は、図４に図示されたところに限定されない。エアロゾル生成装置４００の設計によって、図４に図示されたハードウェア構成のうち、一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されうることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0064】
一実施例において、エアロゾル生成装置４００は、本体だけで構成され、その場合、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成は、本体に位置する。他の実施例において、エアロゾル生成装置４００は、本体及びカートリッジで構成され、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成は、本体及びカートリッジに分けられて位置する。または、エアロゾル生成装置４００に含まれたハードウェア構成のうち、少なくとも一部は、本体及びカートリッジのそれぞれに位置する。
【0065】
以下、エアロゾル生成装置４００に含まれた各構成が位置する空間を限定せず、各構成の動作について説明する。
【0066】
バッテリ４１０は、エアロゾル生成装置４００の動作に用いられる電力を供給する。すなわち、バッテリ４１０は、ヒータ４２０が加熱されるように電力を供給することができる。また、バッテリ４１０は、エアロゾル生成装置４００内に備えられた他のハードウェア構成、すなわち、センサ４３０、ユーザインターフェース４４０、メモリ４５０及びプロセッサ４６０の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ４１０は、充電可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリでもある。例えば、バッテリ４１０は、リチウムポリマー（ＬｉＰｏｌｙ）バッテリでもあるが、それに制限されない。
【0067】
ヒータ４２０は、プロセッサ４６０の制御によってバッテリ４１０から電力を供給される。ヒータ４２０は、バッテリ４１０から電力を供給され、エアロゾル生成物質を加熱することができる。
【0068】
ヒータ４２０は、エアロゾル生成装置４００の本体にも位置する。または、エアロゾル生成装置４００が本体及びカートリッジで構成される場合、ヒータ４２０は、カートリッジにも位置する。ヒータ４２０がカートリッジに位置する場合、ヒータ４２０は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか一箇所に位置したバッテリ４１０から電力を供給されうる。
【0069】
ヒータ４２０は、任意の適した電気抵抗性物質によって形成されうる。例えば、適した電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、白金、ニッケル、コバルト、クロム、ハフニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、錫、ガリウム、マンガン、鉄、銅、ステンレス鋼、ニクロムなどを含む金属または金属合金でもあるが、それらに制限されない。また、ヒータ４２０は、金属線（ｗｉｒｅ）、導電性トラック（ｔｒａｃｋ）が配置された金属熱板（ｐｌａｔｅ）、セラミック発熱体などによって具現されるが、それらに制限されない。
【0070】
一実施例において、ヒータ４２０は、カートリッジに含まれた構成でもある。カートリッジは、ヒータ４２０、液体伝達手段及び液体保存部を含んでもよい。液体保存部に収容されたエアロゾル生成物質は、液体伝達手段に移動し、ヒータ４２０は、液体伝達手段に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱して、エアロゾルを発生させうる。例えば、ヒータ４２０は、ニッケルクロムのような素材を含み、液体伝達手段に巻かれるか、液体伝達手段に隣接して配置されうる。
【0071】
一方、ヒータ４２０は、誘導加熱式ヒータでもある。ヒータ４２０は、エアロゾル生成物質を誘導加熱方式で加熱するための導電性コイルを含み、カートリッジには、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタが含まれうる。
【0072】
エアロゾル生成装置４００は、少なくとも１つのセンサ４３０を含んでもよい。少なくとも１つのセンサ４３０でセンシングされた結果は、プロセッサ４６０に伝達され、センシング結果によってプロセッサ４６０は、ヒータの動作制御、喫煙の制限、カートリッジ挿入有／無の判断、お知らせ表示のような多様な機能が遂行されるように、エアロゾル生成装置４００を制御することができる。
【0073】
例えば、少なくとも１つのセンサ４３０は、パフ感知センサを含んでもよい。パフ感知センサは、温度変化、流量（ｆｌｏｗ）変化、電圧変化及び圧力変化のうち、いずれか１つに基づいて、ユーザのパフを感知することができる。
【0074】
また、少なくとも１つのセンサ４３０は、温度感知センサを含んでもよい。温度感知センサは、ヒータ４２０（または、エアロゾル生成物質）が加熱される温度を感知することができる。エアロゾル生成装置４００は、ヒータ４２０の温度を感知する別途の温度感知センサを含むか、別途の温度感知センサを含む代わりに、ヒータ４２０自体が温度感知センサの役割を遂行することができる。または、ヒータ４２０が温度感知センサの役割を遂行すると共に、エアロゾル生成装置４００に別途の温度感知センサがさらに含まれうる。
【0075】
温度感知センサは、カートリッジの外部に排出されるエアロゾルの温度を感知することができる。例えば、温度感知センサは、排出孔におけるエアロゾルの温度を感知することができる。温度感知センサは、カートリッジに含まれるか、エアロゾル生成装置４００に含まれうる。
【0076】
また、少なくとも１つのセンサ４３０は、位置変化感知センサを含んでもよい。位置変化感知センサは、本体に対して移動可能に結合されたスライダーの位置変化を感知することができる。
【0077】
ユーザインターフェース４４０は、ユーザにエアロゾル生成装置４００の状態に係わる情報を提供することができる。ユーザインターフェース４４０は、視覚情報を出力するディスプレイまたはランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、ユーザから入力された情報を受信するか、ユーザに情報を出力する入／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）とデータ通信を行うか、充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信（例えば、ＷＩ－ＦＩ， ＷＩ－ＦＩ Ｄｉｒｅｃｔ， Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）， ＮＦＣ（Ｎｅａｒ－Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など）を遂行するための通信インターフェーシングモジュールなどの多様なインターフェーシング手段を含んでもよい。
【0078】
但し、エアロゾル生成装置４００には、前記例示された多様なユーザインターフェース４４０の例示のうち、一部だけ取捨選択されて具現されうる。
【0079】
メモリ４５０は、エアロゾル生成装置４００内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリ４５０は、プロセッサ４６０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリ４５０は、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のようなＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）， ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）などの多様な種類として具現されうる。
【0080】
メモリ４５０には、エアロゾル生成装置４００の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも１つの温度プロファイル、少なくとも１つの電力プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存されうる。
【0081】
プロセッサ４６０は、エアロゾル生成装置４００の全般的な動作を制御するハードウェアである。プロセッサ４６０は、多数の論理ゲートのアレイとしても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、プロセッサ４６０が異なる形態のハードウェアとしても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0082】
プロセッサ４６０は、少なくとも１つのセンサ４３０によってセンシングされた結果を分析し、後続実行される処理を制御する。
【0083】
プロセッサ４６０は、少なくとも１つのセンサ４３０によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ４２０の動作が開始または終了されるように、ヒータ４２０に供給される電力を制御することができる。また、プロセッサ４６０は、少なくとも１つのセンサ４３０によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ４２０が所定の温度まで加熱されるか、適切な温度を保持するように、ヒータ４２０に供給される電力の量及び電力が供給される時間を制御することができる。
【0084】
一実施例において、プロセッサ４６０は、エアロゾル生成装置４００に対するユーザ入力を受信した後、ヒータ４２０の動作を開始するために、ヒータ４２０のモードを予熱モードに設定することができる。また、プロセッサ４６０は、パフ感知センサを用いてユーザのパフを感知した後、ヒータ４２０のモードを予熱モードから動作モードに切り換えることができる。また、プロセッサ４６０は、パフ感知センサを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定の回数に到逹すれば、ヒータ４２０への電力供給を中断する。
【0085】
プロセッサ４６０は、少なくとも１つのセンサ４３０によってセンシングされた結果に基づいて、ユーザインターフェース４４０を制御することができる。例えば、パフ感知センサを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定の回数に到逹すれば、プロセッサ４６０は、ランプ、モータ及びスピーカのうち、少なくともいずれか１つを用いて、ユーザにエアロゾル生成装置４００が直ぐ終了されることを予告することができる。
【0086】
一方、図４には、図示されていないが、エアロゾル生成装置４００は、別途のクレードルと共にエアロゾル生成システムを構成することもできる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置４００のバッテリ４１０を充電するのに用いられうる。例えば、エアロゾル生成装置４００は、クレードル内部の収容空間に収容された状態で、クレードルのバッテリから電力を供給され、エアロゾル生成装置４００のバッテリ４１０を充電することができる。
【0087】
図５は、カートリッジの構成の一例を示すブロック図である。
【0088】
図５を参照すれば、カートリッジ５００は、熱線５１０、気流パス５２０、液体保存部５３０及びヒータ５４０を含んでもよい。図５の液体保存部５３０及びヒータ５４０は、図１の液体保存部２１及びヒータに対応しうる。一方、図５で記述する「エアロゾル生成装置」は、図１の本体１０に対応しうる。
【0089】
一方、図５に図示されたカートリッジ５００には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図５に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がカートリッジ５００にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0090】
カートリッジ５００は、エアロゾル生成装置に脱着可能に結合されうる。カートリッジ５００は、接触素子などを介してエアロゾル生成装置と電気的に連結されうる。カートリッジ５００は、エアロゾル生成装置から受信した電気信号または無線信号などによって作動することができる。
【0091】
液体保存部５３０は、エアロゾル生成物質を保存することができる。液体保存部５３０は、容器の用途のように直接エアロゾル生成物質を入れるか、スポンジなどを用いて、エアロゾル生成物質を含浸することができる。エアロゾル生成物質は、例えば、液状、固状、気状やゲル状のうち、いずれか１つの状態でもある。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含んでもよい。
【0092】
ヒータ５４０は、エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させうる。例えば、ヒータ５４０は、エアロゾル生成装置から受信した電気信号によって、エアロゾル生成物質を加熱するか、超音波振動方式を用いるか、誘導加熱方式を用いることで、エアロゾル生成物質の相を変換することができる。
【0093】
一実施例において、カートリッジ５００は、マウスピース（図示せず）を含んでもよい。本実施例によるマウスピースは、図１のマウスピース２２に対応しうる。マウスピースの少なくとも一部は、ユーザの口腔に挿入されうる。マウスピースは、気流パスと連結されうる。マウスピースは、排出孔を介してエアロゾルをカートリッジ５００（または、エアロゾル生成装置）の外部に排出させうる。本実施例による排出孔は、図１の排出孔２２ａに対応しうる。
【0094】
気流パス５２０は、エアロゾルがカートリッジ５００（または、エアロゾル生成装置）の外部に排出されるために通過する通路でもある。一実施例において、カートリッジ５００は、液体保存部５３０からエアロゾル生成物質を伝達されて吸収する液体伝達手段（図示せず）を含んでもよい。気流パス５２０は、液体伝達手段とマウスピースを連結することができる。液体伝達手段に吸収されたエアロゾル生成物質が加熱されることにより、発生するエアロゾルは、気流パス５２０を通過した後、マウスピースを通過して外部に排出されうる。
【0095】
熱線５１０は、気流パス５２０内に、エアロゾルが気流パス５２０を通過する間、熱線５１０と接触するように配置されうる。熱線５１０は、メッシュ状を有することができる。例えば、熱線５１０は、折り曲げられた単一の金属線（ｗｉｒｅ）が交差されて多数の空隙が存在する形態にも形成される。または、熱線５１０は、多数の金属線が互いに交差して多数の空隙が存在する形態にも形成される。メッシュ状は、網（ｎｅｔ）状または格子状などの用語で置き換えられる。熱線５１０の形態については、図７を参照して具体的に説明する。
【0096】
熱線５１０は、気流パス５２０を通過するエアロゾルを加熱することができる。熱線５１０は、エアロゾル生成装置から電流を印加されて加熱されうる。例えば、熱線５１０は、カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ）、ニクロム（Ｎｉｃｈｒｏｍｅ）、銅（Ｃｕ）またはＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などを含んでもよい。但し、熱線５１０の材料は、前記例示に限定されず、電流が印加されることにより、加熱される多様な物質を含んでもよい。
【0097】
ヒータ５４０は、エアロゾル生成物質を加熱するように配置され、熱線５１０は、エアロゾルを加熱するように配置されうる。ヒータ５４０がエアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを発生させれば、熱線５１０は、ヒータ５４０によって発生したエアロゾルを加熱することができる。したがって、ヒータ５４０と熱線５１０は、カートリッジ５００内に配置される位置及び加熱する対象が互いに異なる。
【0098】
図６は、熱線の配置の一例を示す図面である。
【0099】
図６を参照すれば、気流パス５２０内に熱線５１０が配置されうる。エアロゾルは、気流パス５２０を通過する間に熱線５１０と接触された後、通過することができる。
【0100】
カートリッジは、メッシュ状の熱線５１０の間に形成され、エアロゾルが通過される多数の空隙６１０を含んでもよい。エアロゾルは、多数の空隙６１０を通過して熱線５１０によって加熱されうる。例えば、熱線５１０は、エアロゾルが気流パス５２０を通過する方向と空隙６１０が直交するように配置されうる。但し、これは、例示に過ぎず、熱線５１０は、多様に配置されうる。
【0101】
熱線５１０は、折り曲げられて直交する単一の金属線または互いに直交する多数の金属線を含み、単一の金属線または多数の金属線からなる多数の空隙６１０は、方形にも形成される。但し、これは、例示に過ぎず、金属線の交差する形態は、多様に設計されうる。例えば、熱線５１０は、金属線が互いに６０゜をなして交差し、多数の空隙６１０は、平行四辺形または三角形にも形成される。熱線５１０及び空隙６１０の形態は、前記例示から多様にも変形される。
【0102】
エアロゾルが生成されたとき、エアロゾルの温度は、常温より高いので、エアロゾルが追加して加熱されていない場合、エアロゾルの温度は、気流パス５２０を通過しつつ下降する。したがって、外部に排出されるエアロゾルの温度は、エアロゾル生成時の温度に比べて低くもなる。実施例によれば、熱線５１０は、気流パス５２０内でエアロゾルを加熱することで、エアロゾルの冷却を防止することができる。熱線５１０は、外部に排出されるエアロゾルに温熱感が与えられるように、エアロゾルを加熱することができる。
【0103】
熱線５１０は、カートリッジの外部に排出されるエアロゾルの温度が目標温度に到逹するように、温度が制御されうる。例えば、熱線５１０は、排出孔におけるエアロゾルの温度が目標温度に到逹するように温度が制御されうる。熱線５１０及びヒータの温度は、カートリッジと結合されるエアロゾル生成装置によって制御されうる。エアロゾルの目標温度は、ユーザにエアロゾルが伝達されたとき、ユーザの満足感を極大化するために決定される温度でもある。エアロゾルの目標温度は、エアロゾル生成物質の構成、気流パス５２０の長さ、エアロゾル生成時の温度またはユーザの設定などによって多様に設定されうる。
【0104】
熱線５１０は、ヒータの温度に基づいて温度が制御されうる。エアロゾル生成時の温度によって排出孔におけるエアロゾルの目標温度を達成するための熱線５１０の温度は、互いに異なってもいる。ヒータが比較的高温である場合、エアロゾル生成時の温度も比較的高温になり、熱線５１０は、エアロゾルを比較的少なく加熱することで、目標温度を達成することができる。一方、ヒータが比較的低温である場合、エアロゾル生成時の温度も比較的低温になり、熱線５１０は、エアロゾルを比較的多く加熱することで、目標温度を達成することができる。
【0105】
したがって、排出孔におけるエアロゾルの一定の目標温度を達成するために、ヒータが比較的高温である場合、熱線５１０の温度は、比較的低温に制御され、ヒータが比較的低温である場合、熱線５１０の温度は、比較的高温に制御されうる。例えば、熱線５１０の温度及びヒータの温度は、負の相関関係を有することができる。
【0106】
熱線５１０は、排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上になるように、エアロゾルを加熱することができる。熱線５１０は、外部に排出されるエアロゾルに温熱感が与えられるように、エアロゾルを加熱するが、ユーザの満足感を低下させるほどの温度を超過しないように、エアロゾルを加熱することができる。例えば、熱線５１０は、排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上及び６５℃以下になるように、エアロゾルを加熱することができる。
【0107】
熱線５１０は、エアロゾルが加熱されていない場合に比べて、カートリッジの排出孔におけるエアロゾルの温度が１５℃以上高くなるように、エアロゾルを加熱することができる。例えば、加熱されず、外部に排出されるエアロゾルの排出孔における温度が３０℃である場合、熱線５１０は、排出孔におけるエアロゾルの温度が３０℃よりも１５℃高い４５℃以上になるように、エアロゾルを加熱することができる。
【0108】
熱線５１０によって加熱されたエアロゾルは、気流パス５２０の残り部分を通過しつつ再び冷却されるので、熱線５１０の温度は、排出孔におけるエアロゾルの目標温度に比べて高く制御されうる。
【0109】
熱線５１０は、６０℃以上に加熱されるが、エアロゾルの過度な温度上昇を防止するために、８０℃以下に加熱されうる。例えば、熱線５１０は、６０℃以上及び８０℃以下に加熱されることで、排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上及び６５℃以下にもなる。
【0110】
一方、上述したエアロゾルの目標温度及び熱線５１０の温度は、例示に過ぎず、エアロゾルの目標温度及び熱線５１０の温度は、エアロゾル生成物質の構成、気流パス５２０の長さ、ヒータの温度、エアロゾル生成時の温度またはユーザの設定などによって多様に設定されうる。
【0111】
図７は、熱線の形態に係わる複数の例を示す図面である。
【0112】
図７の（ａ）を参照すれば、熱線５１０は、単一の金属線によって形成されうる。
【0113】
その場合、単一の金属線は、金属線の折曲点５１１で繰り返して折り曲げられて金属線の部分は、交点５１２で金属線の他の部分が交差する。これにより、熱線５１０は、交点５１２を頂点とする多数の空隙６１０が金属線の間に存在する形態に形成されうる。
【0114】
図７の（ａ）による実施例において、単一の金属線は、９０゜をなし、繰り返して折り曲げられうる。その場合、多数の空隙６１０は、長方形にも形成される。但し、金属線が折り曲げられる角度及び空隙６１０の形状などは、実施例によって変形されうる。例えば、金属線は、均一な角度のみで折り曲げられるものではなく、熱線５１０は、他の角度に折り曲げられた金属線を有することができる。
【0115】
図７の（ｂ）を参照すれば、熱線５１０は、多数の金属線によって形成されうる。
【0116】
熱線５１０は、多数の金属線それぞれが特定角度をなして繰り返して折り曲げられ、多数の金属線が互いに交差するように形成されうる。多数の金属線は、交点５１２で互いに交差することができる。熱線５１０は、交点５１２を頂点とする多数の空隙６１０を含んでもよい。
【0117】
図７の（ｂ）による実施例において、２本の金属線それぞれは、９０゜をなし、繰り返して折り曲げられうる。２個の金属線は、互いに９０゜をなしつつ交差することができる。その場合、多数の空隙６１０は、長方形にも形成される。但し、図７（ｂ）に図示された金属線の本数、金属線が折り曲げられる角度及び空隙６１０の形状などは、例示に過ぎず、多様に変形されて実施されうる。例えば、熱線５１０は、２本を超過する本数の金属線を含み、各金属線が互いに交差する形態に形成されうる。
【0118】
図７の（ｃ）を参照すれば、熱線５１０は、折り曲げられない多数の金属線によって形成されうる。
【0119】
多数の金属線の一部は、水平に配置され、残りは、水平に配置された金属線と交差するように垂直に配置されうる。但し、図７（ｃ）に図示された金属線の本数及び金属線間の角度などは、例示に過ぎず、多様に変形されて実施可能である
【0120】
また、図７には、図示されていないが、熱線５１０は、折り曲げられる金属線及び折り曲げられていない金属線をいずれも含んでもよい。熱線５１０の形態は、多数の空隙６１０が形成される形態であれば、制限なしに該当されうる。
【0121】
図８は、多数の空隙の一例を示す図面である。
【0122】
図８を参照すれば、空隙６１０は、メッシュ状の熱線５１０によって形成されうる。
【0123】
エアロゾルは、空隙６１０を通過し、熱線５１０によって加熱されうる。空隙６１０は、エアロゾルが通過される大きさに形成されうる。例えば、空隙６１０は、エアロゾル粒子の断面積よりも広く形成されうる。但し、空隙６１０の大きさが小さいほど、単位時間当り通過されるエアロゾルの量が少なくなる。したがって、空隙６１０の大きさは、エアロゾルが通過される臨界サイズよりも大きく形成されうる。これにより、単位時間当り通過されるエアロゾル量の低下が防止されうる。
【0124】
同時に、空隙６１０の大きさは、通過されるエアロゾルを短時間に加熱するのに十分な程度に小さく形成されうる。空隙６１０の大きさが大きくなるほど空隙６１０を通過するエアロゾル粒子は、熱を遠くから伝達されることになるので、加熱が少なくなる。したがって、空隙６１０の大きさは、エアロゾルが容易に通過されるほどに大きく形成されると共に、エアロゾルが十分に加熱可能なように小さく形成されうる。
【0125】
空隙６１０は、短辺６１１の長さが０．５μｍ以上１．０μｍ以下である長方形の形態を有することができる。または、空隙６１０は、一辺６１１の長さが０．５μｍ以上１．０μｍ以下である正方形の形態を有することができる。エアロゾル粒子の直径が０．２μｍ以上０．４μｍ以下である場合、空隙６１０の一辺６１１の長さが０．５μｍ以上であれば、空隙６１０は、全ての粒子を通過させうる。空隙６１０の一辺６１１の長さがエアロゾル粒子の直径より少なくとも０．１μｍほど大きいので、空隙６１０は、エアロゾルを容易に通過させうる。また、空隙６１０の大きいほど通過されるエアロゾルが少なく加熱されうるが、空隙６１０の一辺６１１の長さが１．０μｍ以下であれば、空隙６１０は、短時間にエアロゾルを十分に加熱することができる。但し、空隙６１０の大きさに係わる前記数値は、例示に過ぎず、エアロゾル粒子の大きさまたは熱線が加熱される温度などによって多様に変形されうる。
【0126】
図９は、エアロゾル生成物質の一部が熱線に接触される一例を示す図面である。
【0127】
図９を参照すれば、エアロゾル生成物質の一部９１０が熱線５１０に接触されうる。
【0128】
エアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾル生成物質の飛散が発生する。エアロゾル生成物質の飛散とは、エアロゾル生成物質の一部９１０が加熱されたが、蒸気化されていない状態で飛散することによって気流パス５２０に進入することを意味する。熱線のない場合、エアロゾル生成物質の飛散が発生することにより、エアロゾル生成物質の一部９１０は、蒸気化されていない状態でカートリッジの外部に排出されうる。
【0129】
実施例によれば、熱線５１０は、エアロゾル生成物質の一部９１０が気流パス５２０に進入する場合、エアロゾル生成物質の一部９１０と接触することで、エアロゾル生成物質の一部９１０がカートリッジの外部に排出されることを防止することができる。蒸気化されていないエアロゾル生成物質の一部９１０は、エアロゾル粒子が互いに結合された状態なので、その大きさは、エアロゾル粒子の大きさよりも大きい。したがって、空隙６１０がエアロゾル粒子の大きさよりも大きく形成されても、エアロゾル生成物質の一部９１０は、空隙６１０を通過することができず、熱線５１０に接触されうる。カートリッジは、熱線５１０を用いて気化されていないエアロゾル生成物質が外部に排出されることによってユーザに伝達されることを防止することができる。
【0130】
熱線５１０は、熱線５１０と接触されたエアロゾル生成物質の一部９１０を加熱することで、エアロゾルを発生させうる。熱線５１０は、蒸気化されていないエアロゾル生成物質が外部に排出されることを防止すると共に、接触されたエアロゾル生成物質の一部９１０を蒸気化することで、エアロゾルを発生させうる。
【0131】
飛散したエアロゾル生成物質の一部９１０は、蒸気化はされていないが、既に加熱された状態であって、液体保存部（または、液体伝達手段）に保存されたエアロゾル生成物質よりも高温なので、蒸気化に要求される熱はさらに少なくなりうる。また、熱線５１０に接触されたエアロゾル生成物質の一部９１０は、その質量及び熱容量（ｈｅａｔ ｃａｐａｃｉｔｙ）が液体保存部（または、液体伝達手段）に保存されたエアロゾル生成物質に比べて小さいので、比較的少量の熱を加えても、温度が急上昇することができる。したがって、熱線５１０の温度がヒータの温度より低く制御されても、熱線５１０は、エアロゾル生成物質の一部９１０からエアロゾルを発生させうる。
【0132】
図１０は、多層構造の熱線の一例を示す図面である。
【0133】
図１０を参照すれば、気流パス５２０が延長方向に熱線５１０の各層が配置されうる。
【0134】
熱線５１０は、気流パス５２０が延長方向に各層が配置される多層構造によって形成されうる。気流パス５２０が延長方向は、気流パス５２０内でエアロゾルが通過される方向でもある。熱線５１０の各層は、個別的にまたは一括的に電流を印加されて加熱されうる。
【0135】
一実施例において、多層構造の熱線５１０は、単一の金属線によって形成されうる。単一の金属線が折り曲げられて交差されることで、メッシュ状の一層を形成し、同じ金属線を延ばして同じ方式で他層を形成することができる。
【0136】
他の実施例において、熱線５１０の各層は、別個の単一の金属線によって形成されうる。図１０のように、３層構造の熱線５１０の場合、第１熱線５１０ａは、第１金属線によって形成され、第２熱線５２０ｂは、第２金属線によって形成され、第３熱線５３０ｃは、第３金属線によって形成されうる。または、第１熱線５１０ａ及び第２熱線５１０ｂは、第１金属線によって形成され、第３熱線５１０ｃは、第２金属線によって形成されうる。
【0137】
さらに他の実施例において、熱線５１０の各層が多数の金属線によって形成されうる。または、熱線５１０の一部層は、多数の金属線によって形成され、残りの層は、単一の金属線によって形成されうる。
【0138】
金属線によって多層構造の熱線５１０が形成される方法は、上述した例示に限定されず、多様に変形されて実施されうる。
【0139】
カートリッジは、熱線５１０に多層構造を適用することで、さらに効率的にエアロゾルを加熱することができる。エアロゾルが熱線５１０を通過する短時間の間に、エアロゾルを十分に加熱するために、熱線５１０は、各層を用いて気流パス５２０を通過するエアロゾルを複数回加熱することができる。熱線５１０は、気流パス５２０を通過するエアロゾルを複数回加熱することで、その温度を一定温度に保持させるか、漸進的に上昇させうる。
【0140】
図１０による実施例において、熱線５１０は、３層構造によって形成されて各層は、第１熱線５１０ａ、第２熱線５１０ｂ及び第３熱線５１０ｃに該当する。各層は、いずれも平行に配置されているように図示されているが、各層が配置される角度は、多様に設定されうる。また、各層間の間隔は、互いに異なるように設定されうる。
【0141】
図１１は、多層構造の熱線の加熱方法の一例を説明するための図面である。
【0142】
図１１を参照すれば、多層構造の熱線５１０は、第１熱線５１０ａ、第２熱線５１０ｂ及び第３熱線５１０ｃを含む。
【0143】
電流が印加されることにより、熱線５１０から電場が発生しうる。熱線５１０の各層で発生した電場が他層に印加され、電場によって他層の加熱が増大されうる。
【0144】
一層で発生した電場が他層に印加されることにより、他層は、電場の影響で分子（または双極子）が振動し、それにより、摩擦熱が発生する。電場による加熱（または摩擦熱）を増大させるために、熱線５１０に印加される電流の周波数はさらに高く設定される。そのような電場による加熱は、例えば、誘電加熱（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ）に該当する。
【0145】
例えば、熱線５１０の一部層にのみ電流が印加され、残りの層は、一部層から発生する電場によって加熱されうる。または、熱線５１０の全層に電流が印加され、各層から発生する電場が互いに影響を与えることにより、熱線５１０の加熱が増大されうる。その場合、熱線５１０を目標温度に加熱するために、各層に要求される電流の大きさは、電場による加熱が排除された場合に比べて小さい。
【0146】
図１１による実施例において、第２熱線５１０ｂで発生した電場が第１熱線５１０ａ及び第３熱線５１０ｃに印加されることで、第１熱線５１０ａ及び第３熱線５１０ｃの加熱が増大されうる。また、第１熱線５１０ａ及び第３熱線５１０ｃで発生した電場が第２熱線５１０ｂに印加されることで、第２熱線５１０ｂの加熱が増大されうる。それだけではなく、第１熱線５１０ａで発生した電場が第３熱線５１０ｃに印加され、第３熱線５１０ｃの加熱が増大され、第３熱線５１０ｃで発生した電場が第１熱線５１０ａに印加されて第１熱線５１０ａの加熱が増大されうる。
【0147】
図１１による実施例において、第２熱線５１０ｂにだけ電流が印加されても、第１熱線５１０ａ及び第３熱線５１０ｃは、電場の影響で加熱されうる。その場合、第２熱線５１０ｂにのみ電流が印加されるが、第１熱線５１０ａ及び第３熱線５１０ｃもエアロゾルを加熱することができる。または、第１熱線５１０ａないし第３熱線５１０ｃにいずれも比較的小さな大きさの電流を印加しても、電場の影響で熱線の加熱が増大されるので、熱線５１０は、十分な温度にエアロゾルを加熱することができる。
【0148】
多層構造の熱線５１０に印加される電流によって熱線５１０が直接加熱されるだけではなく、電場によって熱線５１０が間接的にも加熱されるので、エアロゾルの加熱による消耗電力が節約されうる。
【0149】
図１２は、回路基板の一例を示す図面である。
【0150】
図１２を参照すれば、回路基板１２００は、接触素子１２１０及び孔１２２０を含み、回路基板１２００の孔１２２０に熱線５１０が配置されうる。
【0151】
カートリッジは、回路基板１２００を含んでもよい。回路基板１２００は、抵抗などの電子部品を表面に固定し、電子部品の間を配線で連結して電子回路を構成した基板でもある。例えば、回路基板１２００は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）またはＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｂｏａｒｄ）に該当するが、回路基板１２００の種類は、それに限定されない。
【0152】
回路基板１２００は、エアロゾル生成装置と電気的に連結される接触素子１２１０を含んでもよい。接触素子１２１０は、エアロゾル生成装置と接触されることで、エアロゾル生成装置と電気的に連結され、エアロゾル生成装置から電流を印加されうる。接触素子１２１０は、例えば、導体物質で構成されうる。
【0153】
接触素子１２１０は、カートリッジがエアロゾル生成装置に結合された場合、エアロゾル生成装置と接触されねばならないので、回路基板１２００に連結された状態で、カートリッジの外部に配置されうる。例えば、接触素子１２１０は、回路基板１２００の両端で折れた形態にカートリッジの外壁面に密着されうる。但し、接触素子１２１０の配置は、それに限定されず、エアロゾル生成装置と接触されるように多様に配置されうる。
【0154】
回路基板１２００は、接触素子１２１０を通じて伝達された電流を熱線５１０に伝達することができる。回路基板１２００は、回路基板１２００上の配線を介して電流を熱線５１０に伝達することができる。回路基板１２００上の配線は、１つの接触素子１２１０を介して印加された電流が熱線５１０の全部に伝達されるように配置されうる。
【0155】
回路基板１２００は、熱線５１０の面積に対応する面積の孔１２２０を含んでもよい。孔１２２０は、孔１２２０内に熱線５１０が配置され、エアロゾルが通過されるように設計されうる。孔１２２０の面積は、熱線５１０が配置されるように、熱線５１０の断面積と同一であるか、熱線５１０の断面積よりも多少大きくもある。
【0156】
回路基板１２００は、熱線５１０と平行に配置されうる。熱線５１０の断面が気流パスの延長方向と直交するように配置される場合、回路基板１２００も気流パスの延長方向と直交するように配置されうる。但し、回路基板１２００の配置は、それに限定されず、熱線５１０と一定角度をなして配置されうる。
【0157】
図１３は、並列に連結されたヒータ及び熱線の一例を示すブロック図である。
【0158】
図１３を参照すれば、ヒータ５４０及び熱線５１０は、互いに並列に連結され、エアロゾル生成装置４００に連結されうる。
【0159】
並列に連結されたヒータ５４０及び熱線５１０は、１つの電極１３１０を介してエアロゾル生成装置４００から電流を印加されうる。熱線５１０及びヒータ５４０には、同じ電圧が印加され、それぞれの抵抗に反比例する電流が印加されうる。これは、電流分配法則によっても説明される。
【0160】
熱線５１０及びヒータ５４０の加熱温度は、互いに異なるので、熱線５１０及びヒータ５４０への印加電流の大きさも互いに異なる。したがって、熱線５１０及びヒータ５４０は、互いに異なる抵抗を有し、各抵抗に基づいて熱線５１０及びヒータ５４０に印加される電流が分配されうる。例えば、ヒータ５４０の加熱温度が熱線５１０の加熱温度よりも高い。その場合、熱線５１０よりヒータ５４０にさらに大きい電流が印加されるために、ヒータ５４０が熱線５１０より低い抵抗を有するように設計されうる。
【0161】
熱線５１０及びヒータ５４０が並列に連結され、互いに異なる抵抗を有することにより、エアロゾル生成装置４００は、個別的に電流を印加せずとも、１つの電極１３１０を介して電流を印加することで、熱線５１０及びヒータ５４０を互いに異なる温度に制御することができる。
【0162】
ヒータ５４０及び熱線５１０のうち、少なくとも１つの抵抗は、可変抵抗でもある。ヒータ５４０または熱線５１０の抵抗を可変することで、それぞれに印加される電流の大きさが調整されうる。ヒータ５４０または熱線５１０の温度に基づいてヒータ５４０または熱線５１０の温度を制御するために、ヒータ５４０または熱線５１０の抵抗が可変されうる。例えば、ヒータ５４０の温度に基づいて熱線５１０の温度を制御するために熱線５１０の可変抵抗が調整されうる。
【0163】
図１４は、エアロゾル生成装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【0164】
図１４を参照すれば、エアロゾル生成装置４００は、カートリッジ５００及びプロセッサ４６０を含んでもよい。図１４のカートリッジ５００及びプロセッサ４６０は、図５のカートリッジ５００及び図４のプロセッサ４６０に対応しうる。
【0165】
一方、図１４に図示されたエアロゾル生成装置４００には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１４に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置４００にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0166】
プロセッサ４６０は、カートリッジ５００と電気的に連結されてカートリッジ５００の各構成を電気的に制御することができる。プロセッサ４６０は、ヒータ及び熱線が加熱されるように、ヒータ及び熱線に電流を印加することができる。
【0167】
プロセッサ４６０は、ヒータの温度を測定することができる。また、プロセッサ４６０は、カートリッジ５００の外部に排出されるエアロゾルの温度を測定することができる。例えば、プロセッサ４６０は、排出孔におけるエアロゾルの温度を測定することができる。
【0168】
エアロゾル生成装置４００は、ヒータまたはエアロゾルの温度を感知するための温度感知センサを含み、プロセッサ４６０は、温度感知センサから受信する信号に基づいて、ヒータまたはエアロゾルの温度を測定することができる。温度感知センサは、カートリッジに含まれるか、エアロゾル生成装置の本体に含まれうる。
【0169】
プロセッサ４６０は、ヒータの温度に基づいてカートリッジ５００の外部に排出されるエアロゾルの温度が目標温度に到逹するように熱線の温度を制御することができる。カートリッジ５００の外部に排出されるエアロゾルの目標温度は、例えば、排出孔におけるエアロゾルの目標温度でもある。プロセッサ４６０は、熱線の温度及びヒータの温度を負の相関関係によって制御することができる。
【0170】
プロセッサ４６０は、排出孔におけるエアロゾルの温度が４５℃以上になるように熱線の温度を制御することができる。
【0171】
プロセッサ４６０は、エアロゾルが加熱されてうない場合に比べて、排出孔におけるエアロゾルの温度が１５℃以上高くなるように熱線の温度を制御することができる。
【0172】
プロセッサ４６０は、熱線が６０℃以上及び８０℃以下に加熱されるように熱線を制御することができる。
【0173】
一実施例は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現されうる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の可用媒体でもあり、揮発性及び不揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。また、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信媒体をいずれも含む。コンピュータ記録媒体は、コンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他データのような情報の保存のための任意の方法または技術によって具現された揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。通信媒体は、典型的にコンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールのような変調されたデータ信号のその他データ、またはその他の送信メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
【0174】
上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者でれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、請求範囲によってのみ決定され、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】