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特表2023-554058エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品
(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】2023-12-26
(54)【発明の名称】エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品
(51)【国際特許分類】
A24F 40/44 20200101AFI20231219BHJP
A24F 40/46 20200101ALI20231219BHJP
A24F 40/465 20200101ALI20231219BHJP
A24F 40/10 20200101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
A24F40/44
A24F40/46
A24F40/465
A24F40/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023536375
(86)(22)【出願日】2021-12-13
(85)【翻訳文提出日】2023-06-15
(86)【国際出願番号】 EP2021085511
(87)【国際公開番号】W WO2022136002
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】20216453.9
(32)【優先日】2020-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】596060424
【氏名又は名称】フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(74)【代理人】
【識別番号】100228337
【弁理士】
【氏名又は名称】大橋 綾
(72)【発明者】
【氏名】エメット ロバート
(72)【発明者】
【氏名】サーデ ラトルレ エヴァ
【テーマコード（参考）】
4B162
【Ｆターム（参考）】
4B162AA06
4B162AA22
4B162AB01
4B162AB14
4B162AC17
4B162AC18
4B162AC22
4B162AC27
4B162AC41
4B162AD02
4B162AD03
4B162AD15
4B162AD16
4B162AD23
(57)【要約】
エアロゾル発生システム（１００）で使用するためのヒーター組立品（３００）が提供される。ヒーター組立品（３００）は、凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料（３０２）を含む。エアロゾル形成基体は第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物は第一の化合物よりも高い沸点を有する。少なくとも一つの気流経路（３０６）は、保持材料（３０２）を通して画定される。ヒーター組立品（３００）は、内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体（３０４）を備え、内部体積は保持材料で充填されている。内部体積は、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、少なくとも一つの気流経路（３０６）は、内部体積の第一の中央領域（３１２）および内部体積の第二の中央領域（３１０）を通過し、第一および第二の中央領域（３１２、３１０）は、長軸方向軸に沿って間隙を介している。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品であって、前記ヒーター組立品が、凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、前記エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、前記第二の化合物が前記第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
前記保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体であって、前記内部体積が前記保持材料で充填されている、少なくとも一つの発熱体と、を備え、
前記内部体積は、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
前記少なくとも一つの気流経路が、前記内部体積の第一の中央領域および前記内部体積の第二の中央領域を通過し、前記第一の中央領域および前記第二の中央領域は前記長軸方向軸に沿って間隙を介している、ヒーター組立品。
【請求項2】
螺旋形状を有する発熱体を備える、請求項１に記載のヒーター組立品。
【請求項3】
第一の発熱体および第二の発熱体を備え、前記保持材料の前記内部体積が、前記第一の発熱体と前記第二の発熱体との間に画定される、請求項１に記載のヒーター組立品。
【請求項4】
前記第一の発熱体と前記第二の発熱体との間の分離が、前記内部体積の前記断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少する、請求項３に記載のヒーター組立品。
【請求項5】
前記第一の中央領域から前記発熱体までの最小距離が、前記第二の中央領域から前記発熱体までの最小距離よりも大きい、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項6】
前記少なくとも一つの発熱体が抵抗発熱体である、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項7】
前記少なくとも一つの発熱体の抵抗が、前記内部体積の前記断面積が減少するのと同じ方向に前記長軸方向軸に沿って増加する、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項8】
前記少なくとも一つの発熱体がサセプタである、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項9】
前記保持材料がサセプタ素子を含み、前記少なくとも一つの発熱体が、前記保持材料の前記サセプタ素子を加熱するように構成されたインダクタコイルを形成するか、または含む、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項10】
前記少なくとも一つの気流経路が、前記長軸方向軸に直角を成す方向に前記第一の中央領域を通過する、前記保持材料を通して画定された第一の気流経路を含む、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のヒーター組立品。
【請求項11】
請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載のヒーター組立品を備えるエアロゾル発生システム。
【請求項12】
前記ヒーター組立品に接続可能な電源と、前記電源から前記ヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、をさらに備える、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項13】
前記エアロゾル発生システムがエアロゾル発生装置をさらに備え、前記カートリッジが前記エアロゾル発生装置に取り外し可能に受容可能である、請求項１１または請求項１２に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項14】
請求項１～請求項１０のいずれか一項に定義されるヒーター組立品を備える、エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジ。
【請求項15】
エアロゾル発生システムを使用する方法であって、前記エアロゾル発生システムが、凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、前記エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、前記第二の化合物は前記第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
前記保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体を含むヒーター組立品であって、前記内部体積が前記保持材料で充填されている、ヒーター組立品と、
電源と、
前記電源から前記ヒーター組立品に供給される前記電力を制御するためのコントローラと、を備え、
前記内部体積が、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
前記少なくとも一つの気流経路が、前記内部体積の第一の中央領域および前記内部体積の第二の中央領域を通過し、前記第一の中央領域および前記第二の中央領域が前記長軸方向軸に沿って間隙を介しており、
前記方法が、前記第一の中央領域が前記第二の中央領域とは異なる温度に加熱されるように、前記少なくとも一つの発熱体を起動して前記保持材料を加熱することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品、ヒーター組立品を含むエアロゾル発生システム、ヒーター組立品を含むエアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジ、およびヒーター組立品を含むエアロゾル発生システムを使用する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多くの周知のエアロゾル発生システムでは、液体エアロゾル形成基体が加熱および気化されて蒸気を形成する。蒸気は、冷却されてエアロゾルを形成する。電気加熱式喫煙システムなどの一部のエアロゾル発生システムでは、このエアロゾルはその後、ユーザーによって吸入される。
【0003】
典型的には、液体エアロゾル形成基体は、加熱されたときに気化されるいくつかの化合物を含む。これらの化合物は、異なる沸点を有しうる。例えば、液体エアロゾル形成基体は、ニコチン（大気圧で約２４７℃の沸点を有する）およびグリセロール（大気圧で約２９０℃の沸点を有する）を含んでもよい。
【0004】
異なる沸点を有する化合物を有する液体エアロゾル形成基体が加熱される場合、より低い沸点を有する化合物は、より高い沸点を有する化合物より前に気化されうる。別の方法として、または追加的に、より低い沸点を有する化合物は、より高い沸点を有する化合物よりも高い速度で気化されうる。
【0005】
これは、異なる化合物間の相互作用および組み合わせが制限されうるため、望ましくない場合がある。例えば、液体エアロゾル形成基体は、ニコチン化合物および有機酸化合物を含んでもよく、これらの化合物は異なる沸点を有する。これらの化合物の両方が、気化されうる。液体エアロゾル形成基体中のニコチンは、気化されると遊離塩基ニコチンを形成しうる。しかしながら、遊離塩基ニコチンではなく、ニコチン塩を有するエアロゾルを発生することが望ましい場合がある。このニコチン塩を形成するために、遊離塩基ニコチンが、気化有機酸によってプロトン化されてもよい。しかしながら、有機酸が、ニコチンが気化した後まで、まだ気化していない場合、または遊離塩基ニコチンの適切な割合をプロトン化するために必要とされるよりもゆっくりと気化される場合、このプロトン化は制限されうる。
【0006】
さらに、エアロゾル形成基体の一部の化合物を他の化合物よりも迅速に気化させることは、望ましくないことに、発生したエアロゾルの特性を、例えば、エアロゾル発生システムでの吸煙の過程で、経時的に変化させうる。これは、吸煙の始まりに向かって、発熱体が起動され、温度が上昇するとき、発熱体に近い液体エアロゾル形成基体は、より低い沸点を有する第一の化合物が気化されるが、より高い沸点を有する第二の化合物は気化されない第一の温度に達しうるためである。次に、吸煙の後半で、発熱体に近い液体エアロゾル形成基体は、より高い沸点を有する第二の化合物が気化される第二の温度に達しうる。しかしながら、この時までに、発熱体に近い液体エアロゾル形成基体中の第一の化合物の大部分は、すでに気化している可能性がある。したがって、吸煙の開始に向かって、発生するエアロゾルは、より大きな割合の第一の化合物を含む場合があり、吸煙の後半では、発生したエアロゾルは、より大きな割合の第二の化合物を含みうる。
【0007】
別の方法として、または追加的に、発生したエアロゾルの特性は、数回の吸煙の過程で変化しうる。これは、液体エアロゾル形成基体の化合物が適切な速度で気化されない場合に発生しうる。例えば、液体エアロゾル形成基体は、第一の化合物のＸ質量パーセント、および第二の化合物のＹ質量パーセントを含んでもよい。液体エアロゾル形成基体が、第一の化合物と第二の化合物の質量比Ｘ：Ｙを含むベイパーを生成するように気化されない場合、液体エアロゾル形成基体の組成は、ベイパーが発生するにつれて変化しうる。これは、今度は、液体エアロゾル形成基体によって発生するエアロゾルの特性の変化をもたらしうる。
【発明の概要】
【0008】
本発明の目的は、液体エアロゾル形成基体の様々な化合物の気化を制御することであり、これらの化合物は異なる沸点を有する。
【0009】
本開示によると、エアロゾル発生システムで使用するヒーター組立品が提供される。ヒーター組立品は、保持材料を含んでもよい。保持材料は、エアロゾル形成基体を含有してもよい。保持材料は、凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有してもよい。エアロゾル形成基体は、第一の化合物および第二の化合物を含んでもよい。第二の化合物は、第一の化合物よりも高い沸点を有してもよい。ヒーター組立品は、保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路を備えてもよい。ヒーター組立品は少なくとも一つの発熱体を備えてもよい。少なくとも一つの発熱体は、内部体積を画定するように形作られてもよい。内部体積は、保持材料で充填されてもよい。内部体積は、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有してもよい。少なくとも一つの気流経路は、内部体積の第一の中央領域を通過してもよい。少なくとも一つの気流経路は、内部体積の第二の中央領域を通過してもよい。第一の中央領域および第二の中央領域は、長軸方向軸に沿って間隙を介していてもよい。
【0010】
エアロゾル発生システムで使用されるとき、ヒーター組立品は、エアロゾル形成基体を加熱することによってベイパーまたはエアロゾルを発生するように構成されてもよい。特に、ヒーター組立品は、電力が発熱体に供給されうるように、エアロゾル発生システムの電源に接続可能であってもよい。一部の実施形態では、発熱体によって、反抗的にまたは誘導的に熱が発生されてもよい。熱は、伝導によって内部体積を満たす保持材料に伝達されうる。別の方法として、または追加的に、発熱体は、交番磁界を発生してもよく、保持材料は、サセプタ素子を含むか、またはサセプタ素子から構成されてもよく、保持材料のサセプタは、発熱体によって誘導加熱されてもよい。次に、発熱体はコイルであってもよい。発熱体はインダクタコイルであってもよい。いずれにしても、保持材料は加熱されうる。したがって、保持材料に含有されるエアロゾル形成基体も加熱されうる。これは、保持材料によって含有されるエアロゾル形成基体を気化しうる。保持材料の第一の中央領域および第二の中央領域の両方で発生するベイパーは、少なくとも一つの気流経路に入りうる。このベイパーは冷却してエアロゾルを形成してもよく、これがエアロゾル発生システムのマウスピースを通してユーザーによって吸入されうる。
【0011】
ヒーター組立品、特に、ヒーター組立品の発熱体によって画定される内部体積の幾何学的形状は、保持材料中に、より高温の領域およびより低温の領域を提供しうる。保持材料の内部体積の第一の中央領域は、第二の中央領域とは異なる温度に加熱されてもよい。例えば、第一の中央領域は、第二の中央領域よりも低い温度に加熱されてもよい。
【0012】
別の方法として、または追加的に、ヒーター組立品は、液体エアロゾル形成基体の貯蔵構成要素に、より大きな速度で温度が上昇する領域、およびより低い速度で温度が上昇する領域を提供してもよい。
【0013】
有利なことに、ヒーター組立品は、液体エアロゾル形成基体の異なる化合物の気化の制御を改善しうる。ヒーター組立品は、エアロゾル形成基体の第一の化合物および第二の化合物が所望の速度で同時に気化されるという結果をもたらしうる。第一の化合物は、第一の中央領域または第二の中央領域のうちの一つで主に気化されてもよい。第二の化合物は、第一の中央領域または第二の中央領域のうちのもう一方で主に気化されてもよい。ヒーター組立品は、液体エアロゾル形成基体の第一の化合物および第二の化合物がより好ましい割合で気化するという結果をもたらしうる。ヒーター組立品は、より望ましい組成を有するエアロゾルの発生を提供しうる。ヒーター組立品は、より望ましい組成を有するエアロゾルのより一貫した発生を提供しうる。
【0014】
内部体積の第一の中央領域および第二の中央領域の温度差は、発熱体によって画定される内部体積の断面積の減少に起因して生じうる。第一の中央領域および第二の中央領域は長軸方向軸に沿って間隙を介しているので、第一の中央領域における保持材料の体積の断面積は、第二の中央領域における保持材料の体積の断面積とは異なる場合がある。したがって、保持材料の内部体積の断面積がより小さい場合、発熱体は、保持材料の中央領域により近くてもよい。例えば、第一の中央領域における保持材料の体積の断面積が、第二の中央領域における体積の断面積よりも小さい場合、発熱体は、第二の中央領域よりも第一の中央領域に近い場合がある。
【0015】
熱は、伝導によって発熱体から保持要素に伝達されてもよい。第一の中央領域および第二の中央領域の温度は、発熱体と保持材料のそれぞれの中央領域との間の最短距離に依存しうる。保持材料のそれぞれの中央領域の温度は、発熱体への最短距離が長軸方向軸に沿って減少するにつれて増加しうる。温度差は、例えば、吸煙の開始時に初めに発熱体の作動を行った後など、ヒーター組立品が熱平衡状態にないときに特に顕著でありうる。これは、保持材料を加熱するための初めの発熱体の作動と、保持要素の中央領域が最大温度に達することとの間に、ずれまたは遅延が生じうるためである。ずれまたは遅延の程度は、保持材料の熱伝導率に依存しうる。発熱体とそれぞれの中央領域との間の距離が大きいほど、最大温度に到達するまでのずれまたは遅延が長くなる。
【0016】
別の方法として、発熱体は、交番磁界を発生するように構成されてもよく、保持材料は、サセプタを含んでもよく、またはサセプタから構成されてもよい。第一の中央領域および第二の中央領域の温度は、交番磁界の密度または強度に依存しうる。交番磁界の磁束密度または磁界強度は、内部体積の断面積が減少するにつれて増加しうる。交番磁界の磁束密度または磁界強度は、発熱体が保持材料のそれぞれの中央領域に近いほど増加しうる。
【0017】
エアロゾル形成基体の気化化合物は、第一の中央領域および第二の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路に入りうる。これは、有利なことには、気化化合物が、異なる温度でありうる保持要素の他の領域を通過するのではなく、気流経路の中に直接入ることを確実にしうる。少なくとも一つの気流経路中の気化化合物は、混合されて、またはそうでなければ、組み合わされてエアロゾルを形成してもよい。
【0018】
発熱体は保持材料と接触していてもよい。保持材料は繊維状または海綿体状の構造を有してもよい。保持材料は毛細管材料を含んでもよい。保持材料は毛細管の束を含んでもよい。例えば、保持材料は繊維、糸、および細孔管のうちの一つ以上を含んでもよい。
【0019】
保持材料は、海綿体様または発泡体様の材料を含んでもよい。保持材料の構造は複数の小さい穴または管を形成してもよく、それを通して液体を毛細管作用によって移動させることができる。
【0020】
保持材料は、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料には、海綿体材料もしくは発泡体材料、繊維もしくは焼結粉末の形態のセラミック系またはグラファイト系の材料、発泡性の金属材料もしくはプラスチック材料、繊維状材料、例えば紡糸繊維または押出成形繊維（セルロースアセテート、ポリエステル、または結合されたポリオレフィン、ポリエチレン、テリレンもしくはポリプロピレン繊維、ナイロン繊維またはセラミックなど）で作製された繊維状材料が含まれるが、これらに限定されない。保持材料は、セラミックを含みうることが好ましい。保持材料は、異なる物理特性を有する液体エアロゾル形成基体とともに使用されるように、任意の適切な毛細管作用および空隙率を有してもよい。
【0021】
発熱体は螺旋形状を有してもよい。長軸方向軸は、螺旋形状の中心軸に沿って画定されてもよい。螺旋形状の発熱体によって画定される内部体積の断面積は、内部体積の第一の端から内部体積の第二の端へと減少しうる。保持材料の第一の中央領域は、内部体積の第一の端に向かって位置してもよい。保持材料の第二の中央領域は、内部体積の第二の端に向かって位置してもよい。したがって、動作中、第一の中央領域の温度は、第二の中央領域の温度よりも低い場合がある。これは、上述の利点を有しうる。
【0022】
好ましい実施形態では、発熱体の螺旋形状は、先端を切断した螺旋である。発熱体の曲率半径は、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少してもよい。
【0023】
ヒーター組立品は、第一の発熱体および第二の発熱体を含んでもよい。保持材料の内部体積は、第一の発熱体と第二の発熱体との間に画定されてもよい。
【0024】
第一の発熱体と第二の発熱体との間の分離は、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少してもよい。第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれは、一連の接続された表面を含んでもよい。表面は、次に、長軸方向軸に対して実質的に平行であり、長軸方向軸に対して実質的に直角を成してもよい。第一の発熱体および第二の発熱体は、第一の発熱体および第二の発熱体の実質的に平行な表面間の分離が長軸方向軸に沿って減少するように配設されてもよい。隣接した表面は、段を形成してもよい。言い換えれば、段は、長軸方向軸に実質的に平行な表面と、長軸方向軸に実質的に直角を成す表面とによって形成されうる。第一の発熱体および第二の発熱体はそれぞれ、第一の段および第二の段を含んでもよい。第一の段における発熱体間の分離は、第二の段における分離よりも大きくてもよい。保持材料の第一の中央部分は、第一の発熱体と第二の発熱体の第一の段の間に位置しうる。保持材料の第二の中央部分は、第一の発熱体と第二の発熱体の第二の段の間に位置しうる。第一の発熱体および第二の発熱体はさらなる段を含んでもよく、例えば、第一の発熱体および第二の発熱体は、第三の段を含んでもよい。
【0025】
第一の中央領域から発熱体までの最小距離は、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きくてもよい。
【0026】
第一の化合物の沸点は、１６０度～２８０度であってもよい。第一の化合物の沸点は、約２４７℃であってもよい。第一の化合物は、ニコチンであってもよい。
【0027】
第二の化合物の沸点は、２１０度～３３０度であってもよい。第二の化合物の沸点は、約２９０℃であってもよい。第二の化合物は、グリセロールであってもよい。
【0028】
内部体積は、長軸方向軸に沿って第一の中央領域および第二の中央領域から間隙を介した第三の中央領域を含んでもよい。第三の中央部分は、第二の中央領域と比較して、第一の中央領域の反対側に位置してもよい。動作中、第三の中央領域は、第一の中央部分および第二の中央部分の温度よりも低い温度に達してもよい。第三の中央領域から発熱体までの最小距離は、第一の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きく、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きくてもよい。異なる温度を有する内部体積の領域を提供することが、液体エアロゾル形成基体の様々な化合物の気化の制御をどのように改善するかは既に説明されており、これらの化合物は異なる沸点を有する。第一の領域よりもさらに低い温度を有する第三の中央領域を提供することによって、気化の制御は有利なことにさらに改善されうる。
【0029】
さらに、エアロゾル形成基体は、第三の化合物を含んでもよい。第三の化合物の沸点は、第一の化合物の沸点よりも低くてもよい。第三の化合物の沸点は、第二の化合物の沸点よりも低くてもよい。第三の化合物の沸点は、１００～２４０℃、好ましくは１２０～２２０℃でありうる。第三の化合物の沸点は、１８８℃であることが好ましい。第三の化合物は、プロピレングリコールであってもよい。第三の中央領域の低い温度では、有利なことに、第三の化合物が主に気化されうる。こうした第三の中央領域を提供することによって、第一の化合物、第二の化合物、および第三の化合物のそれぞれの同時の気化が確実となりうる。
【0030】
少なくとも一つの気流経路は、長軸方向軸に沿って第一の中央領域および第二の中央領域から間隙を介した、内部体積の第三の中央領域を通過してもよい。エアロゾル形成基体が第三の化合物を含むとき、これは、三つの化合物すべてのベイパーが、ユーザーによって吸入されるために少なくとも一つの気流経路に入ることを確実にしうる。
【0031】
ヒーター組立品は、抵抗加熱配設を使用してもよい。少なくとも一つの発熱体は抵抗発熱体であってもよい。ヒーター組立品、特に発熱体は、電流の供給源に電気的に接続されるか、または接続可能であるように構成されてもよい。発熱体は、適切な電気特性および機械特性を有する任意の材料を含むか、またはそれから形成されてもよい。好適な材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、およびセラミック材料と金属材料とで作製された複合材料が挙げられるが、これらに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が含まれる。適切な合金の例には、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル含有、コバルト含有、クロム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオビウム含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、および鉄含有の合金、およびニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、鉄－アルミニウム系合金および鉄－マンガン－アルミニウム系合金が含まれる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。ワイヤーは、一つ以上の電気絶縁体で被覆されてもよい。好ましい材料は、３０４、３１６、３０４Ｌ、３１６Ｌステンレス鋼、および黒鉛であってもよい。
【0032】
加えて、上記材料の組み合わせを使用してもよい。例えば、高い比抵抗を有する材料を、低い比抵抗を有する材料と組み合わせてもよい。これは、材料のうちの一つが他の観点、例えば価格、機械加工性、またはその他の物理的および化学的パラメータの観点から、より有益である場合に、有利である場合がある。
【0033】
少なくとも一つの発熱体の抵抗は、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って増加してもよい。動作中、これは有利なことに、発熱体の長さに沿った温度勾配を提供しうる。発熱体の温度は、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って増加してもよい。上述のように、保持材料の第一の中央領域および第二の中央領域は、発熱体によって画定される内部体積の幾何学的形状の結果として、一般的に異なる温度に加熱される。発熱体に沿った温度勾配は、保持材料の第一の中央領域と第二の中央領域との間の温度差を増加させうる。したがって、こうした温度勾配を有する発熱体を提供することは、第一の化合物および第二の化合物の気化の制御の増大を可能にしうる。
【0034】
発熱体の抵抗は、発熱体の断面積の減少の結果として増加しうる。発熱体の断面、または断面積を変化させることは、結果として発熱体の異なるセクションが異なる温度に達することとなりうる。例えば、抵抗発熱体では、より小さな断面積を有する発熱体のセクションはより大きな抵抗を有する場合があり、したがって、より高い温度に抵抗加熱されうる。
【0035】
別の方法として、または追加的に、これは、液体エアロゾル形成基体の貯蔵構成要素に、より大きな速度で温度が上昇する領域、およびより低い速度で温度が上昇する領域を提供しうる。上述のように、これは、より高い沸点およびより低い沸点を有する液体エアロゾル形成基体化合物が所望の速度で同時に気化することにつながりうる。
【0036】
発熱体は、第一の端と第二の端との間に延びてもよい。例えば、発熱体の長さは、第一の端と第二の端との間に延びてもよい。発熱体は、第一の端と第二の端との間の第一の点に第一の断面積を有してもよい。発熱体は、第一の点と第二の端との間の第二の点に第一の断面積を有してもよい。例えば、第一の断面積は、第二の断面積よりも少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、または８０パーセント未満であってもよい。
【0037】
発熱体の長さに沿った最小断面積は、発熱体の長さに沿った最大断面積よりも少なくとも１０パーセント未満であってもよい。発熱体の長さに沿った最小断面積は、発熱体の長さに沿った最大断面積よりも少なくとも２０、４０、６０、または８０パーセント未満であってもよい。
【0038】
発熱体の幅または厚さまたは幅および厚さの両方は、発熱体の長さに沿って変化してもよい。
【0039】
ヒーター組立品は誘導加熱配設を使用してもよい。抵抗ヒーターに関連付けられた電力損失、特に抵抗ヒーターと電力送達システムとの間の接続部における接触抵抗に起因する損失を理由に、抵抗配設ではなく誘導加熱の使用はエネルギー変換の改善を提供する。機能するために、抵抗ヒーターは恒久的または交換可能のいずれかで装置またはヒーター組立品内に提供されるリードを通して電源に接続される。改善した自動製造技法を用いてさえ、抵抗ヒーターシステムは、寄生損失を生成するリードにおいて一般に接触抵抗を有する。交換可能な抵抗ヒーター装置はまた、交換可能なカートリッジとリードとの間の接触抵抗を増加させるフィルムまたはその他の材料の堆積に悩まされうる。対照的に、誘導加熱システムは、発熱体とリードとの間の接触を必要とせず、したがって抵抗ヒーター装置に存在する接触抵抗の問題に悩まされることはない。
【0040】
少なくとも一つの発熱体はサセプタであってもよい。サセプタとしての発熱体は、交番磁界によって加熱可能であるように構成されてもよい。交番磁界は、エアロゾル発生システムによって発生されてもよい。交番磁界は、エアロゾル発生システムのインダクタコイルを通して交流電流を流すことによって発生されてもよく、インダクタコイルは使用時にヒーター組立品を囲んでいる。交流電流は、任意の好適な周波数を有しうる。交流電流は、高周波の交流電流としうる。交流電流は、１００キロヘルツ（ｋＨｚ）～３０メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数を有してもよい。
【0041】
発熱体によって発生される熱は、保持材料に伝達されてもよい。こうした場合、誘導加熱配設は、ヒーター組立品の発熱体と、例えば、エアロゾル発生システムの電源への別の構成要素との間に電気接点を形成する必要がないという利点を有しうる。さらに、ヒーター組立品は、より安価に製造されうる。例えば、ヒーター組立品は、カートリッジの一部として製造されてもよい。カートリッジは作動に用いる装置よりもずっと大量に製造される一般に使い捨ての物品である。従って、より高価な装置を必要とする場合でも、カートリッジのコストが低減されることで、製造者および消費者の両者にとって著しいコスト節約につながりうる。
【0042】
別の方法として、保持材料は、サセプタ素子を含んでもよい。保持材料は、サセプタ素子から成ってもよい。少なくとも一つの発熱体は、保持材料のサセプタ素子を加熱するように構成されたインダクタコイルを形成してもよく、またはこれを含んでもよい。少なくとも一つの発熱体は、電源に電気的に接続されてもよく、または接続可能であってもよい。電源は、交流電流を発生するように構成されてもよい。発熱体は、交番磁界を発生するように構成されてもよい。第一の中央領域および第二の中央領域の温度は、交番磁界の磁束密度または磁界強度に依存しうる。交番磁界の密度または強度は、インダクタコイルを含むか、またはインダクタコイルを形成する発熱体によって画定される内部体積の断面積が減少するにつれて増大しうる。交番磁界の磁束密度または磁界強度は、発熱体が保持材料のそれぞれの中央領域に近いほど増加しうる。こうした配設は、ヒーター組立品が熱平衡または最大温度に達した時であっても内部体積中に大きな温度勾配が維持される、という利点を有しうる。
【0043】
ヒーター組立品は、第一の発熱体および第二の発熱体を備えてもよく、第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれは、インダクタコイルを含むか、または形成する。例えば、第一の発熱体および第二の発熱体は、上述のように段付けされてもよい。保持材料の内部体積は、第一の発熱体と第二の発熱体との間に画定されてもよい。第一の発熱体は、第二の発熱体と反対側に位置付けられてもよい。第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれは、平坦なインダクタコイルを含んでもよい。インダクタコイルを含む二つの発熱体を提供することは、有利なことに、磁界強度または磁束密度を増加させうる。インダクタコイルは、内部体積内で互いに追加する磁界を提供するように配設されてもよい。同様に、第一の発熱体および第二の発熱体を通過する交流電流は、内部体積内で互いに追加する磁界を提供するように構成されてもよい。同じ周波数の交流電流が、第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれを通過してもよい。交流電流は、同じ電源によって供給されてもよい。
【0044】
少なくとも一つの気流経路は、保持材料を通して画定され、かつ長軸方向軸に平行な方向に第一の中央領域および第二の中央領域を通過する気流経路を含んでもよい。気流経路は、使用時、空気が最大の断面積を有する端から保持材料に入るように配設されてもよい。言い換えれば、空気は、第一の中央領域または第二の中央領域のうちのより低温の方をまず通過しうる。ヒーター組立品が動作しているとき、入ってくる空気は保持材料よりもかなり低温でありうる。したがって、保持材料に入る空気は、有利なことに、それぞれの中央領域を冷却しうる。空気が第一の中央領域または第二の中央領域のうち別の方に到達したとき、空気はヒーター組立品によって加熱されている場合があり、そのため空気の冷却効果は減少している場合がある。したがって、気流経路のこうした配設は、有利なことに、第一の中央領域と第二の中央領域との間の温度差を増大させうる。
【0045】
別の方法として、少なくとも一つの気流経路は、長軸方向軸に直角を成す方向に第一の中央領域を通過する保持材料を通して画定された第一の気流経路を含んでもよい。少なくとも一つの気流経路は、長軸方向軸に直角を成す方向に第二の中央領域を通過する保持材料を通して画定された第二の気流経路を含んでもよい。
【0046】
ヒーター組立品は、エアロゾル形成基体を保存するための貯蔵部を備えてもよい。ヒーター組立品は、エアロゾル形成基体の貯蔵部を備えてもよい。貯蔵部は、エアロゾル形成基体を保持材料に供給するように構成されてもよい。貯蔵部は、保持材料によって充填された内部体積が最大の断面積を有する場所の保持材料にエアロゾル形成基体を供給するように構成されてもよい。使用時、これは、貯蔵部のエアロゾル形成基体は保持材料中のエアロゾル形成基体よりも低温でありうるため、内部体積の第一の中央領域と第二の中央領域との間の温度差を有利なことに増大させうる。
【0047】
保持材料は、エアロゾル形成基体を保存してもよく、または保存するように構成されてもよい。保持材料は、貯蔵部と流体連通していてもよい。
【0048】
貯蔵部は、エアロゾル形成基体を含有する貯蔵部ハウジングを備えてもよい。チャネルは、ハウジングを通して画定されてもよい。少なくとも一つの気流チャネルは、このチャネルを通過してもよい。
【0049】
本開示によると、上述のヒーター組立品を備えるエアロゾル発生システムも提供される。エアロゾル発生システムは、ヒーター組立品に接続可能な電源をさらに備えてもよい。エアロゾル発生システムは、電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラをさらに備えてもよい。よって、コントローラは、発熱体の加熱を制御しうる。
【0050】
電源は電池であってもよい。電源は、発熱体に電力を供給するように構成されてもよい。これは発熱体を加熱するためでありうる。
【0051】
電源は、発熱体を抵抗加熱するために、発熱体に電力を供給するように構成されてもよい。エアロゾル発生システムは、インダクタコイルを備えてもよい。
【0052】
エアロゾル発生システムの電源は、ヒーター組立品の少なくとも一つの発熱体がインダクタコイルを形成するか、または含むときに、交流電流をインダクタコイルに提供するように構成されてもよい。エアロゾル発生システムの電源は、ヒーター組立品の少なくとも一つの発熱体がインダクタコイルを形成するか、または含むときに、振動電流をインダクタコイルに提供するように構成されてもよい。振動電流は、高周波振動電流であってもよい。本明細書で使用される高周波振動電流は、１００ｋＨｚ～１０ＭＨｚの周波数を有する振動電流を意味する。
【0053】
エアロゾル発生システムは、カートリッジを備えてもよく、カートリッジは、ヒーター組立品を含むカートリッジハウジングを備える。カートリッジは、エアロゾル発生装置と係合するように構成されてもよい。電源は、カートリッジがエアロゾル発生装置と係合したときのみ、電力を発熱体に供給するように構成されてもよい。
【0054】
カートリッジは、空気吸込み口を備えてもよい。カートリッジは、空気出口を備えてもよい。空気吸込み口は、空気出口と流体連通してもよい。発熱体は、空気吸込み口の下流に配置されてもよい。発熱体は、空気出口の上流に配置されてもよい。
【0055】
カートリッジは、発熱体に電気的に接続された第一の電気接点および第二の電気接点を備えてもよい。電気接点は、スズ、銀、金、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの鋼、リン青銅、アンチモンで合金化されたスズ、ジルコニウムで合金化されたスズ、ビスマスで合金化されたスズ、または有機酸に対する耐性を向上させる他の構成成分で合金化されたスズのうちの一つ以上を含みうる。
【0056】
電気接点は、カートリッジがエアロゾル発生装置と係合したときに、エアロゾル発生装置上の対応する電気接点と電気的接続を形成するように構成されてもよい。
【0057】
ヒーター組立品に関連して随意に説明される貯蔵部は、代わりにカートリッジの一部を形成してもよい。ヒーター組立品、および特に、ヒーター組立品の保持材料は、貯蔵部と流体連通していてもよい。
【0058】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置をさらに備えてもよい。カートリッジは、エアロゾル発生装置に取り外し可能に受容可能であってもよい。
【0059】
エアロゾル発生装置は、電源およびコントローラを含む装置ハウジングを備えてもよい。
【0060】
エアロゾル発生システムは、少なくとも一つの気流経路と流体連通するマウスピースをさらに含み、ユーザーが少なくとも一つの気流経路を通して空気を引き出すことを可能にしてもよい。カートリッジはマウスピースを備えてもよい。使用時、カートリッジがエアロゾル発生装置と係合すると、ユーザーは、カートリッジのマウスピースで吸煙しうる。これにより、空気は、空気吸込み口を通って流れ、次いで、ヒーター組立品または発熱体を横切って、それにわたって、それを通過して、またはそれを通った後、空気出口を通って流れうる。
【0061】
エアロゾル発生システムは、手持ち式エアロゾル発生システムであってもよい。エアロゾル発生システムは、電気加熱式の喫煙システムとしうる。
【0062】
本開示によると、上述のエアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジも提供され、カートリッジは上述のヒーター組立品を含む。
【0063】
本開示によれば、エアロゾル発生システムを使用する方法も提供され、エアロゾル発生システムは、凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物は第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体を含むヒーター組立品であって、内部体積が保持材料で充填されている、ヒーター組立品と、電源と、電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、を備え、内部体積が長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、少なくとも一つの空気流通路が、内部体積の第一の中央領域および内部体積の第二の中央領域を通過し、第一の中央領域および第二の中央領域が、長軸方向軸に沿って間隙を介していて、方法が、第一の中央領域が第二の中央領域とは異なる温度に加熱されるように、少なくとも一つの発熱体を起動して保持材料を加熱することを含む。
【0064】
少なくとも一つの発熱体を起動する工程は、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも低い温度に加熱することを含みうる。
【0065】
少なくとも一つの発熱体を起動する工程は、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも少なくとも２０℃低い温度に加熱することを含みうる。
【0066】
少なくとも一つの発熱体を起動する工程は、内部体積の第一の中央領域を１６０～２８０℃の温度に加熱することを含みうる。
【0067】
少なくとも一つの発熱体を起動する工程は、内部体積の第二の中央領域を２１０～３３０℃の温度に加熱することを含みうる。
【0068】
少なくとも一つの発熱体を起動する工程は、少なくとも一つの気流経路に入るベイパーが発生するように、エアロゾル形成基体を加熱することを含みうる。
【0069】
内部体積の第一の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーは、第二の化合物よりも高い重量で第一の化合物を含む。
【0070】
内部体積の第二の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーは、第一の化合物よりも高い重量で第二の化合物を含む。
【0071】
本明細書で使用される「エアロゾル」という用語は、気体中の固体微粒子、または液滴、または固体微粒子と液滴の組み合わせの分散を指す。エアロゾルは、可視であってもよく、または不可視であってもよい。エアロゾルは、室温において通常は液体または固体である物質の蒸気だけでなく、固体粒子もしくは液体の液滴、または固体粒子および液体の液滴の組み合わせも含んでもよい。
【0072】
本明細書で使用される「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する基体を指す。揮発性化合物はエアロゾル形成基体を加熱する、または燃焼することによって放出されてもよい。
【0073】
エアロゾル形成基体は、複数の化合物を含んでもよい。複数の化合物は、異なる沸点を有してもよい。例えば、エアロゾル形成基体は、大気圧で第一の沸点を有する第一の化合物、および大気圧で第二の沸点を有する第二の化合物を含んでもよく、第一の沸点は第二の沸点よりも高い。エアロゾル形成基体は、大気圧で第三の沸点を有する第三の化合物を含んでもよい。
【0074】
エアロゾル形成基体はエアロゾル形成体を含んでもよい。本明細書で使用される「エアロゾル形成体」は、使用時に、例えば、システムの動作温度にて熱分解に対して実質的に抵抗性である安定したエアロゾルの形成を容易にする、任意の適切な化合物または化合物の混合物を指す。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。
【0075】
エアロゾル形成基体は、ニコチンを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、水を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、グリセリンとも呼ばれ、ニコチンよりも高い沸点を有するグリセロールを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、プロピレングリコールを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、均質化した植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、たばこ含有材料を含んでもよい。たばこ含有材料は、揮発性たばこ風味化合物を含有してもよい。これらの化合物は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出され得る。エアロゾル形成基体は、均質化したたばこ材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、その他の添加物および、風味剤などの成分を含んでもよい。
【0076】
本明細書で使用される「液体エアロゾル形成基体」という用語は、凝縮形態のエアロゾル形成基体を指す。よって、「液体エアロゾル形成基体」は、液体、ゲル、またはペーストのうちの一つ以上であってもよく、またはこれらのうちの一つ以上を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体がゲルもしくはペーストであるか、またはゲルもしくはペーストを含む場合、ゲルもしくはペーストは加熱時に液体化してもよい。例えば、ゲルまたはペーストは、５０、７５、１００、１５０、または２００℃未満の温度に加熱すると、液体化しうる。
【0077】
本明細書で使用される「発熱体」という用語は、電力が供給されるとそれ自体が温度上昇するように構成された素子と、サセプタ素子に結合されたインダクタコイルなど、電力が供給されると結合された構成要素の温度上昇を生じさせるように構成された素子の両方を包含する。
【0078】
本明細書で使用される「サセプタ素子」は、変動磁界に供された時に加熱する導電性素子を意味する。これはサセプタ素子に誘起された渦電流および／またはヒステリシス損失の結果でありうる。サセプタ素子のための可能性がある材料としては、黒鉛、モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス鋼、ニオブ、アルミニウム、および事実上あらゆる他の導電性元素が挙げられる。有利なことに、サセプタ素子はフェライト素子である。サセプタ素子のための材料および幾何学的形状は、所望の電気抵抗および発熱を提供するように選ぶことができる。
【0079】
以下に非限定的な実施例の非網羅的なリストを提供している。これらの実施例の特徴のうちのいずれか一つ以上は、本明細書に記載の別の実施例、実施形態、または態様の任意の一つ以上の特徴と組み合わされてもよい。
【実施例】
【0080】
［実施例１］
エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品であって、ヒーター組立品が、
凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物が第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体であって、内部体積が保持材料で充填されている、少なくとも一つの発熱体と、を備え、
内部体積が、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
少なくとも一つの気流経路は、内部体積の第一の中央領域および内部体積の第二の中央領域を通過し、第一の中央領域および第二の中央領域は長軸方向軸に沿って間隙を介している、ヒーター組立品。
エアロゾル発生システムで使用するためのヒーター組立品であって、ヒーター組立品が、
凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物が第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体であって、内部体積が保持材料で充填されている、少なくとも一つの発熱体と、を備え、
内部体積が、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
少なくとも一つの気流経路は、内部体積の第一の中央領域および内部体積の第二の中央領域を通過し、第一の中央領域および第二の中央領域は長軸方向軸に沿って間隙を介している、ヒーター組立品。
【0081】
［実施例２］
螺旋形状を有する発熱体を備える、実施例１に記載のヒーター組立品。
螺旋形状を有する発熱体を備える、実施例１に記載のヒーター組立品。
【0082】
［実施例３］
発熱体の螺旋形状が先端を切断した螺旋である、実施例２に記載のヒーター組立品。
発熱体の螺旋形状が先端を切断した螺旋である、実施例２に記載のヒーター組立品。
【0083】
［実施例４］
発熱体の曲率半径が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少する、実施例２または実施例３に記載のヒーター組立品。
発熱体の曲率半径が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少する、実施例２または実施例３に記載のヒーター組立品。
【0084】
［実施例５］
第一の発熱体および第二の発熱体を備える、実施例１に記載のヒーター組立品。
第一の発熱体および第二の発熱体を備える、実施例１に記載のヒーター組立品。
【0085】
［実施例６］
保持材料の内部体積が、第一の発熱体と第二の発熱体との間に画定される、実施例５に記載のヒーター組立品。
保持材料の内部体積が、第一の発熱体と第二の発熱体との間に画定される、実施例５に記載のヒーター組立品。
【0086】
［実施例７］
第一の発熱体と第二の発熱体との間の分離が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少する、実施例５または実施例６に記載のヒーター組立品。
第一の発熱体と第二の発熱体との間の分離が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少する、実施例５または実施例６に記載のヒーター組立品。
【0087】
［実施例８］
第一の中央領域から発熱体までの最小距離が、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きい、実施例１～実施例７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
第一の中央領域から発熱体までの最小距離が、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きい、実施例１～実施例７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0088】
［実施例９］
第一の化合物の沸点が１６０～２８０度である、実施例１～実施例８のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
第一の化合物の沸点が１６０～２８０度である、実施例１～実施例８のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0089】
［実施例１０］
第二の化合物の沸点が２１０～３３０度である、実施例１～実施例９のいずれかに記載のヒーター組立品。
第二の化合物の沸点が２１０～３３０度である、実施例１～実施例９のいずれかに記載のヒーター組立品。
【0090】
［実施例１１］
エアロゾル形成基体が第三の化合物を含む、実施例１～実施例１０のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
エアロゾル形成基体が第三の化合物を含む、実施例１～実施例１０のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0091】
［実施例１２］
第三の化合物の沸点が１２０～２２０度である、実施例１１に記載のヒーター組立品。
第三の化合物の沸点が１２０～２２０度である、実施例１１に記載のヒーター組立品。
【0092】
［実施例１３］
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に沿って第一の中央領域および第二の中央領域から間隙を介した、内部体積の第三の中央領域を通過する、実施例１１または実施例１２に記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に沿って第一の中央領域および第二の中央領域から間隙を介した、内部体積の第三の中央領域を通過する、実施例１１または実施例１２に記載のヒーター組立品。
【0093】
［実施例１４］
第三の中央領域が、第二の中央領域と比較して、第一の中央領域の反対側に位置する、実施例１３に記載のヒーター組立品。
第三の中央領域が、第二の中央領域と比較して、第一の中央領域の反対側に位置する、実施例１３に記載のヒーター組立品。
【0094】
［実施例１５］
第三の中央領域から発熱体までの最小距離が、第一の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きく、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きい、実施例１３または実施例１４に記載のヒーター組立品。
第三の中央領域から発熱体までの最小距離が、第一の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きく、第二の中央領域から発熱体までの最小距離よりも大きい、実施例１３または実施例１４に記載のヒーター組立品。
【0095】
［実施例１６］
少なくとも一つの発熱体が抵抗発熱体である、実施例１～実施例１５のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの発熱体が抵抗発熱体である、実施例１～実施例１５のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0096】
［実施例１７］
少なくとも一つの発熱体の抵抗が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って増加する、実施例１～実施例１６のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの発熱体の抵抗が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って増加する、実施例１～実施例１６のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0097】
［実施例１８］
発熱体の抵抗が、発熱体の断面積の減少の結果として増加する、実施例１７に記載のヒーター組立品。
発熱体の抵抗が、発熱体の断面積の減少の結果として増加する、実施例１７に記載のヒーター組立品。
【0098】
［実施例１９］
少なくとも一つの発熱体がサセプタである、実施例１～実施例１７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの発熱体がサセプタである、実施例１～実施例１７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0099】
［実施例２０］
保持材料がサセプタ素子を含み、少なくとも一つの発熱体が、保持材料のサセプタ素子を加熱するように構成されたインダクタコイルを形成するか、または含む、実施例１～実施例１７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
保持材料がサセプタ素子を含み、少なくとも一つの発熱体が、保持材料のサセプタ素子を加熱するように構成されたインダクタコイルを形成するか、または含む、実施例１～実施例１７のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0100】
［実施例２１］
第一の発熱体および第二の発熱体を備え、第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれが、インダクタコイルを含むか、または形成する、実施例２０に記載のヒーター組立品。
第一の発熱体および第二の発熱体を備え、第一の発熱体および第二の発熱体のそれぞれが、インダクタコイルを含むか、または形成する、実施例２０に記載のヒーター組立品。
【0101】
［実施例２２］
少なくとも一つの気流経路が、保持材料を通して画定され、かつ長軸方向軸に平行な方向に第一の中央領域および第二の中央領域を通過する気流経路を含む、実施例１～実施例２１のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの気流経路が、保持材料を通して画定され、かつ長軸方向軸に平行な方向に第一の中央領域および第二の中央領域を通過する気流経路を含む、実施例１～実施例２１のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0102】
［実施例２３］
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に直角を成す方向に第一の中央領域を通過する、保持材料を通して画定された第一の気流経路を含む、実施例１～実施例２１のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に直角を成す方向に第一の中央領域を通過する、保持材料を通して画定された第一の気流経路を含む、実施例１～実施例２１のいずれか一つに記載のヒーター組立品。
【0103】
［実施例２４］
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に直角を成す方向に第二の中央領域を通過する、保持材料を通して画定された第二の気流経路を含む、実施例２３に記載のヒーター組立品。
少なくとも一つの気流経路が、長軸方向軸に直角を成す方向に第二の中央領域を通過する、保持材料を通して画定された第二の気流経路を含む、実施例２３に記載のヒーター組立品。
【0104】
［実施例２５］
保持材料がセラミックで形成されている、実施例１～実施例２４のいずれかに記載のヒーター組立品。
保持材料がセラミックで形成されている、実施例１～実施例２４のいずれかに記載のヒーター組立品。
【0105】
［実施例２６］
実施例１～実施例２５のいずれか一つに記載のヒーター組立品を備えるエアロゾル発生システム。
実施例１～実施例２５のいずれか一つに記載のヒーター組立品を備えるエアロゾル発生システム。
【0106】
［実施例２７］
ヒーター組立品に接続可能な電源と、
電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、をさらに備える、実施例２６に記載のエアロゾル発生システム。
ヒーター組立品に接続可能な電源と、
電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、をさらに備える、実施例２６に記載のエアロゾル発生システム。
【0107】
［実施例２８］
エアロゾル発生システムの電源は、ヒーター組立品の少なくとも一つの発熱体がインダクタコイルを形成するかまたは含むときに、高周波振動電流をインダクタコイルに提供するように構成されている、実施例２７に記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生システムの電源は、ヒーター組立品の少なくとも一つの発熱体がインダクタコイルを形成するかまたは含むときに、高周波振動電流をインダクタコイルに提供するように構成されている、実施例２７に記載のエアロゾル発生システム。
【0108】
［実施例２９］
エアロゾル発生システムがカートリッジを備え、カートリッジが、ヒーター組立品を含むカートリッジハウジングを備える、実施例２６～実施例２８のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生システムがカートリッジを備え、カートリッジが、ヒーター組立品を含むカートリッジハウジングを備える、実施例２６～実施例２８のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
【0109】
［実施例３０］
エアロゾル発生システムがエアロゾル発生装置をさらに備え、カートリッジがエアロゾル発生装置に取り外し可能に受容可能である、実施例２９に記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生システムがエアロゾル発生装置をさらに備え、カートリッジがエアロゾル発生装置に取り外し可能に受容可能である、実施例２９に記載のエアロゾル発生システム。
【0110】
［実施例３１］
エアロゾル発生装置が、電源およびコントローラを含む装置ハウジングを備える、実施例３０に記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生装置が、電源およびコントローラを含む装置ハウジングを備える、実施例３０に記載のエアロゾル発生システム。
【0111】
［実施例３２］
少なくとも一つの気流経路と流体連通するマウスピースをさらに含み、ユーザーが少なくとも一つの気流経路を通して空気を引き出すことを可能にする、実施例２６～実施例３１のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
少なくとも一つの気流経路と流体連通するマウスピースをさらに含み、ユーザーが少なくとも一つの気流経路を通して空気を引き出すことを可能にする、実施例２６～実施例３１のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
【0112】
［実施例３３］
エアロゾル発生システムが手持ち式エアロゾル発生システムである、実施例２６～実施例３２のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生システムが手持ち式エアロゾル発生システムである、実施例２６～実施例３２のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
【0113】
［実施例３４］
エアロゾル発生システムが電気加熱式の喫煙システムである、実施例２６～実施例３３のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
エアロゾル発生システムが電気加熱式の喫煙システムである、実施例２６～実施例３３のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システム。
【0114】
［実施例３５］
実施例１～実施例２５のいずれか一つに定義されるヒーター組立品を備える、エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジ。
実施例１～実施例２５のいずれか一つに定義されるヒーター組立品を備える、エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジ。
【0115】
［実施例３６］
エアロゾル発生システムを使用する方法であって、エアロゾル発生システムが、
凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物は第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体を含むヒーター組立品であって、内部体積が保持材料で充填されている、ヒーター組立品と、
電源と、
電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、を備え、
内部体積が、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
少なくとも一つの気流経路が、内部体積の第一の中央領域および内部体積の第二の中央領域を通過し、第一の中央領域および第二の中央領域は長軸方向軸に沿って間隙を介していて、
方法が、第一の中央領域が第二の中央領域とは異なる温度に加熱されるように、少なくとも一つの発熱体を起動して保持材料を加熱することを含む、方法。
エアロゾル発生システムを使用する方法であって、エアロゾル発生システムが、
凝縮形態のエアロゾル形成基体を含有する保持材料であって、エアロゾル形成基体が第一の化合物および第二の化合物を含み、第二の化合物は第一の化合物よりも高い沸点を有する、保持材料と、
保持材料を通して画定された少なくとも一つの気流経路と、
内部体積を画定するように形作られた少なくとも一つの発熱体を含むヒーター組立品であって、内部体積が保持材料で充填されている、ヒーター組立品と、
電源と、
電源からヒーター組立品に供給される電力を制御するためのコントローラと、を備え、
内部体積が、長軸方向軸に沿って減少する断面積を有し、
少なくとも一つの気流経路が、内部体積の第一の中央領域および内部体積の第二の中央領域を通過し、第一の中央領域および第二の中央領域は長軸方向軸に沿って間隙を介していて、
方法が、第一の中央領域が第二の中央領域とは異なる温度に加熱されるように、少なくとも一つの発熱体を起動して保持材料を加熱することを含む、方法。
【0116】
［実施例３７］
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも低い温度に加熱することを含む、実施例３６に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも低い温度に加熱することを含む、実施例３６に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0117】
［実施例３８］
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも少なくとも２０℃低い温度に加熱することを含む、実施例３６または実施例３７に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、第一の中央領域を、第二の中央領域の温度よりも少なくとも２０℃低い温度に加熱することを含む、実施例３６または実施例３７に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0118】
［実施例３９］
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、内部体積の第一の中央領域を、１６０～２８０℃の温度に加熱することを含む、実施例３８に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、内部体積の第一の中央領域を、１６０～２８０℃の温度に加熱することを含む、実施例３８に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0119】
［実施例４０］
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、内部体積の第二の中央領域を、２４１０～３３０℃の温度に加熱することを含む、実施例３６～実施例３９のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、内部体積の第二の中央領域を、２４１０～３３０℃の温度に加熱することを含む、実施例３６～実施例３９のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0120】
［実施例４１］
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、少なくとも一つの気流経路に入るベイパーが発生するようにエアロゾル形成基体を加熱することを含む、実施例３６～実施例４０のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
少なくとも一つの発熱体を起動する工程が、少なくとも一つの気流経路に入るベイパーが発生するようにエアロゾル形成基体を加熱することを含む、実施例３６～実施例４０のいずれか一つに記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0121】
［実施例４２］
内部体積の第一の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーが、第二の化合物よりも高い重量で第一の化合物を含む、実施例４１に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
内部体積の第一の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーが、第二の化合物よりも高い重量で第一の化合物を含む、実施例４１に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0122】
［実施例４３］
内部体積の第二の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーが、第一の化合物よりも高い重量で第二の化合物を含む、実施例４１または実施例４２に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
内部体積の第二の中央領域を通過する少なくとも一つの気流経路の部分に入るベイパーが、第一の化合物よりも高い重量で第二の化合物を含む、実施例４１または実施例４２に記載のエアロゾル発生システムを使用する方法。
【0123】
一実施例または一実施形態に関して説明される特徴はまた、その他の実施例および実施形態にも適用可能であり得る。
【0124】
ここで、図を参照しながら実施例を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0125】
【0126】
図１は、第一のエアロゾル発生システム１００の断面図を示す。エアロゾル発生システム１００は、エアロゾル発生装置１５０およびカートリッジ２００を備える。この実施例では、エアロゾル発生システム１００は電気的に作動する喫煙システムである。
【0127】
エアロゾル発生装置１５０は携帯可能であり、従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有する。装置１５０は、リン酸リチウム鉄電池などの電池１５２、および電池１５２に電気的に接続されたコントローラ１５４を備える。装置１５０はまた、電池１５２に電気的に接続された二つの電気接点１５６、１５８を備える。この電気的接続は有線接続であり、図１には示されていない。図１では、エアロゾル発生装置１５０は、カートリッジ２００と係合している。この実施例では、カートリッジ２００は、エアロゾル発生装置１５０の対応するねじ山１６２と嵌合したカートリッジ２００のねじ山２０６を介して、エアロゾル発生装置１５０と係合している。
【0128】
カートリッジ２００は、第一の電気接点２１４および第二の電気接点２１６、空気吸込み口２０２、空気出口２０４、および第一のヒーター組立品３００を備える。空気吸込み口２０２は、空気出口２０４と流体連通する。ヒーター組立品３００は、空気吸込み口２０２の下流かつ空気出口２０４の上流に位置付けられる。ヒーター組立品３００は、液体エアロゾル形成基体の貯蔵部３０３と流体連通する保持材料３０２を含む。貯蔵部３０３は、ヒーター組立品３００とは別個の構成要素として本明細書に記載されている。しかしながら、一部の実施形態では、貯蔵部３００は、ヒーター組立品の一部を形成する。ヒーター組立品３００はまた、螺旋形状の発熱体３０４を備える。第一の電気接点２１４および第二の電気接点２１６は、発熱体３０４に電気的に接続されている。気流経路３０６は、保持材料３０２の中心を通して画定される。
【0129】
このシステム１００では、液体エアロゾル形成基体は、約７４重量％のグリセリン、２４重量％のプロピレングリコール、および２重量％のニコチンを含むが、任意の適切な基体が使用されうる。大気圧において、ニコチンは約２４７℃の沸点を有し、グリセリンは約２９０℃の沸点を有し、プロピレングリコールは約１８８℃の沸点を有する。よって、エアロゾルを形成するためにこの液体エアロゾル形成基体を最初に加熱するとき、一部のシステムは、不相応に大量のプロピレングリコール（基体を形成する化合物の最も低い沸点を有する）を望ましくないほど蒸発させうる。これは、所望の割合よりも少ないニコチンを含むエアロゾルなど、望ましくないエアロゾルがユーザーに送達されるという結果につながりうる。これはまた、より長い時間にわたって、基体中の化合物の相対的割合を望ましくないほど変化させうる。本発明は、これらの望ましくない効果を排除するか、または少なくとも低減しうる。
【0130】
使用時、ユーザーは、カートリッジ２００の空気出口２０４を吸煙する。同時に、ユーザーは、エアロゾル発生装置１５０上のボタン（図示せず）を押す。このボタンを押すと、コントローラ１５４に信号が送られ、その結果、電池１５２から、装置の電気接点１５６、１５８およびカートリッジの電気接点２１４、２１６を介して発熱体３０４に電力が供給される。これにより、発熱体３０４を通して電流が流れ、それによって発熱体３０４を抵抗加熱する。他の実施例では、空気流センサー、または圧力センサーは、カートリッジ２００内に位置し、コントローラ１５４に電気的に接続される。空気流センサーまたは圧力センサーは、ユーザーがカートリッジ２００の空気出口２０４を吸煙していることを検出し、コントローラ１５４に信号を送信して、発熱体３０４に電力を供給する。したがって、これらの実施例では、発熱体３０４を加熱するためにユーザーがボタンを押す必要はない。
【0131】
ユーザーがカートリッジ２００の空気出口２０４を吸煙するにつれて、空気は空気吸込み口２０２の中に引き出される。次に、この空気は、貯蔵部３０３を通して画定されたチャネル３１３を通り、次いで保持材料３０６を通して画定された気流経路３０６を通って空気出口２０４に向かって移動する。この空気の流れは、発熱体３０４が、液体エアロゾル形成基体の貯蔵構成要素３０２中の液体エアロゾル形成基体を加熱することによって形成されるベイパーを同伴する。この同伴されたベイパーはその後冷却され、凝縮してエアロゾルを形成する。次いで、このエアロゾルは、空気出口２０４を介してユーザーに送達される。保持材料３０２中の液体エアロゾル形成基体が加熱され、気化され、気流に同伴されると、貯蔵部３０３からの液体エアロゾル形成基体が保持材料３０２の中に移動する。貯蔵部３０３からのこの液体エアロゾル形成基体は、気化された液体エアロゾル形成基体を効果的に置き換える。貯蔵部３０３からの液体エアロゾル形成基体は、少なくとも部分的に毛細管作用によって保持材料３０２の中に引き込まれうる。これは、液体エアロゾル形成基体の貯蔵構成要素３０２が、繊維構造を有する毛細管材料であるためである。この実施例の保持材料３０２は、繊維構造を有する毛細管材料である。図１に示す実施例では、毛細管材料は、ポリエステルから形成されるが、任意の適切な材料が使用されうる。
【0132】
【0133】
図２は、ヒーター組立品３００の斜視図を示し、これは発熱体３０４がどのように螺旋形状であり、先端を切断した螺旋の形態を有するかを示す。発熱体３０４の螺旋形状は、保持材料３０２で充填された内部体積を画定する。内部体積の断面積は、螺旋形状の中心を通して画定された長軸方向軸に沿って減少する。内部体積を満たす保持材料３０２は、先端を切断した円錐形状を有する。発熱体３０４は、材料の細片である。この実施例では、材料はステンレス鋼であるが、任意の適切な材料が使用されうる。
【0134】
発熱体３０４は、その長さに沿って均一な断面積、ならびにその長さに沿って均一な厚さおよび幅を有する。発熱体３０４は、その長さに沿って均一な抵抗を有する。したがって、使用時および電力が発熱体３０４に供給されるとき、発熱体３０４の加熱力は、発熱体３０４の長さに沿って実質的に一定である。しかしながら、発熱体３０４によって画定される内部体積の幾何学的形状のために、保持材料の中央は、より高い温度の領域およびより低い温度の領域を含む。これは、図３により明確に示されている。
【0135】
図３は、ヒーター組立品３００の断面図を示す。保持材料３０２で充填された内部体積の三つの中央領域は、点線で示されている。三つの中央領域は、長軸方向軸に沿って間隙を介している。第一の中央領域３１２は、第二の中央領域３１０と第三の中央領域３０８との間に位置する。第二の中央領域３１０は、内部体積の断面積が最小である長軸方向軸の第一の端に向かって位置する。第三の中央領域３０８は、内部体積の断面積が最大である長軸方向軸の第二の端に向かって位置する。使用時、気流経路３０６を通過する空気は、第三の中央領域３０８、第一の中央領域３１２および第二の中央領域３１０を順次通過する。
【0136】
上述のように、保持材料３０２の内部体積の断面積は、長軸方向軸に沿って減少する。熱は発熱体から保持要素へと伝導によって伝達されるので、第一の中央領域および第二の中央領域の温度は、発熱体と保持材料のそれぞれの中央領域との間の最短距離に依存する。保持材料の体積の断面積がより小さい場合、発熱体３０４は、保持材料の中央により近い。図３に示すように、第一の中央領域３１２よりも発熱体３０４に近い第二の中央領域３１０は、同様に、第三の中央領域３０８よりも発熱体３０４に近い。これは、内部体積を充填する保持材料の不均一な加熱をもたらし、第三の中央領域３０８は、第一の中央領域３１２よりも低い温度に加熱され、同様に、第二の中央領域３１０よりも低い温度に加熱される。
【0137】
第一の中央領域３１２、第二の中央領域３１０および第三の中央領域３０８の間の温度差は、第一の中央領域３１２で発生したベイパーが、第二の中央領域３１０および第三の中央領域３０８で発生したベイパーと比較して、異なる重量比のニコチンを含むという結果をもたらす。同様に、第一の中央領域で発生したベイパーは、第二の中央領域および第三の中央領域と比較して、異なる重量比のグリセロールおよびプロピレングリコールを含む。特に、最も低い沸点を有するプロピレングリコールは、最も低温の第三の中央領域で気化され、プロピレングリコールよりも高い沸点を有するニコチンは、主に中間の第一の中央領域３１２で気化され、最も高い沸点を有するグリセロールは、最も高温の第二の中央領域３１０で気化される。
【0138】
保持材料３０２の中央領域間の温度差は、例えば、最初の発熱体の作動の後など、ヒーター組立品が熱平衡状態にないときに特に顕著である。これは、保持材料を加熱するための初めの発熱体の作動と、保持要素の中央領域が最大温度に達することとの間に、ずれまたは遅延が生じるためである。ずれまたは遅延の程度は、保持材料の熱伝導率に依存する。発熱体とそれぞれの中央領域との間の距離が大きいほど、最大温度に到達するまでのずれまたは遅延が長くなる。
【0139】
気流経路３０６は、第一の中央領域３１２、第二の中央領域３１０、および第三の中央領域３０８を、長軸方向軸に平行な方向に通過する。気流経路３０６は、使用時、空気が、最大の断面積を有する保持材料３０２の端から気流経路に入るように配設されてもよい。言い換えれば、第三の中央領域３０８を最初に通過する。動作中、第三の中央領域３０８は、最も低温である。ヒーター組立品が動作しているとき、入ってくる空気は保持材料３０２よりもかなり低温である。したがって、気流経路に入る空気は有利なことに、第三の中央領域を冷却するように作用してもよい。空気が第一の中央領域３１２そして第二の中央領域３１０に到達するとき、空気はヒーター組立品によって加熱されており、そのため空気の冷却効果は減少する。したがって、気流経路３０６のこうした配設は、第三の中央領域、第一の中央領域および第二の中央領域との間の温度差を増大させる。
【0140】
図４および図５は、第一の発熱体４０４および第二の発熱体４０５を含む第二のヒーター組立品４００を示す。図４は、第二のヒーター組立品４００の斜視図を示し、図５は、断面図を示す。第一の発熱体４０４および第二の発熱体４０５の両方が段付けされ、発熱体が共に漸進的により近くなるように構成された三つの段を含む。これは、図５に最も明確に示されている。第一の発熱体４０４と第二の発熱体４０５との間に、保持材料４０２で充填された内部体積が画定される。内部体積の断面積は、段付き発熱体の結果として長軸方向軸に沿って減少する。長軸方向軸は、内部体積の中央を通して画定される。第一の発熱体４０４および第二の発熱体４０５は、両方とも形作られた材料の細片である。この実施例では、材料はステンレス鋼であるが、任意の適切な材料が使用されうる。
【0141】
図５は、発熱体４０４、４０５によって画定される内部体積の三つの中央領域を示す。三つの中央領域は、破線で示されている。三つの中央領域は、長軸方向軸に沿って間隙を介している。第一の中央領域４１２は、第二の中央領域４１０と第三の中央領域４０８との間に位置する。第二の中央領域４１０は、内部体積の断面積が最小である長軸方向軸の第一の端に向かって位置する。第三の中央領域４０８は、内部体積の断面積が最大である長軸方向軸の第二の端に向かって位置する。使用時、気流経路４０６を通過する空気は、第三の中央領域４０８、第一の中央領域４１２および第二の中央領域４１０を順次通過する。使用時、気流経路３０６を通過する空気は、第三の中央領域４０８、第一の中央領域４１２および第二の中央領域４１０を順次通過する。
【0142】
したがって、第一のヒーター組立品と同様に、第二のヒーター組立品は、第一の中央部分、第二の中央部分、および第三の中央部分が異なる方向である配設を提供する。
【0143】
図６は、第三のヒーター組立品５００を示す。第三のヒーター組立品５００は、第一のヒーター組立品および第二のヒーター組立品で示すような単一の気流経路ではなく、二つの気流経路５０６、５０７を備える。発熱体３０４によって画定される内部体積は、保持材料５０２で充填されている。第一の気流経路５０６は、内部体積の第一の中央領域５０８を通して画定される。第二の気流経路５０７は、内部体積の第二の中央領域５１０を通して画定される。当然ながら、内部体積は、第一の領域５０８と中央領域５１０との間および両側の他の中央領域を含む。しかしながら、図６は、これらの中央領域を通して画定される気流経路を示していない。一部の実施形態では、ヒーター組立品５００は、保持材料の異なる中央領域を通過する追加の気流経路を含むことができる。
【0144】
その他すべての点において、第三のヒーター組立品５００は、第一のヒーター組立品３００と同一である。
【0145】
図７は、第四のヒーター組立品を示す。第四のヒーター組立品６００は、螺旋形状の発熱体６０４を備える。螺旋形状の発熱体は、発熱体の幅が、内部体積の断面積が減少するのと同じ方向に長軸方向軸に沿って減少するという点で、第一のヒーター組立品の発熱体３０４とは異なる。その他すべての点において、第四のヒーター組立品６００は、第一のヒーター組立品３００と同一である。
【0146】
発熱体６０４の抵抗は、幅が減少するにつれて増加する。したがって、使用時に、発熱体は、その長さに沿ってより高温になる。これにより、第一の中央領域および第二の中央領域の温度差が増加する。したがって、こうした温度勾配を有する発熱体を提供することは、第一の化合物および第二の化合物の気化の制御の増大を可能にする。
【0147】
図８は、第二のエアロゾル発生システム８００の概略断面図を示す。エアロゾル発生システム８００は、エアロゾル発生装置８５０と、第二のヒーター組立品７００を組み込んだカートリッジ９００とを備える。この実施例では、エアロゾル発生システム８００は電気的に作動する喫煙システムである。
【0148】
エアロゾル発生装置８５０は携帯可能であり、従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有する。装置８５０は、リン酸リチウム鉄電池などの電池８５２、および電池８５２に電気的に接続されたコントローラ８５４を備える。装置８５０はまた、電池８５２に電気的に接続された誘導コイル８５６を備える。装置８５０はまた、空気吸込み口８５８および空気吸込み口８５８と流体連通する空気出口８６０を備える。
【0149】
カートリッジ９００は、空気吸込み口９０２、空気出口９０４、および第二のヒーター組立品７００を備える。空気吸込み口９０２は、空気出口９０４と流体連通している。ヒーター組立品７００は、空気吸込み口９０２の下流かつ空気出口９０４の上流に位置付けられる。図８に示すように、カートリッジ５００がエアロゾル発生装置８５０と係合するとき、装置８５０の空気出口８６０は、カートリッジ９００の空気吸込み口８０２に隣接している。よって、使用時、ユーザーがカートリッジ９００の空気出口９０４を吸煙すると、空気は装置８５０の空気吸込み口８５８を通り、次いで装置８５０の空気出口８６０を通り、次いでカートリッジ９００の空気吸込み口９０２を通り、次いでヒーター組立品７００を通り、次いでカートリッジ９００の空気出口９０４から出る。
【0150】
このシステム８００では、液体エアロゾル形成基体は、約９８重量％のグリセリン、および２重量％のニコチンを含むが、任意の適切な基体が使用されうる。大気圧において、ニコチンは約２４７℃の沸点を有し、グリセリンは約２９０℃の沸点を有する。よって、エアロゾルを形成するためにこの液体エアロゾル形成基体を最初に加熱するとき、一部のシステムは、不相応に大量のニコチン（基体を形成する化合物の最も低い沸点を有する）を望ましくないほど蒸発させうる。これは、望ましくないエアロゾルがユーザーに送達されることにつながりうる。これはまた、より長い時間にわたって、基体中の化合物の相対的割合を望ましくないほど変化させうる。本発明は、これらの望ましくない効果を排除するか、または少なくとも低減しうる。
【0151】
図８では、エアロゾル発生装置９００は、カートリッジ８５０と係合している。この実施例では、カートリッジ９００は、エアロゾル発生装置８５０上の対応する突出部８６２、８６４とスナップ嵌合接続を形成する開口部９０６、９０８を介して、エアロゾル発生装置８５０と係合する。
【0152】
ヒーター組立品７００は、螺旋形状の発熱体７０４と、螺旋形状の発熱体によって画定される内部体積を満たす保持材料７０２とを含む。これは、図１に関連して記載される第一のヒーター組立品３００と類似の配設である。発熱体７０４は、サセプタ材料の細片を含む。この実施例では、サセプタ材料はアルミニウムであるが、任意の適切なサセプタ材料が使用されうる。
【0153】
この実施例の保持材料７０２は、繊維構造を有する毛細管材料である。毛細管材料は、ポリエステルから形成されるが、任意の適切な材料が使用されてもよい。
【0154】
使用時、ユーザーは、カートリッジ９００の空気出口７０４を吸煙する。同時に、ユーザーは、エアロゾル発生装置８５０上のボタン（図示せず）を押す。このボタンを押すことによりコントローラ８５４に信号が送られ、その結果、電池８５２が高周波電流を誘導コイル８５６に供給する。これにより、誘導コイル８５６が変動電磁場を生成する。発熱体７０４は、この磁場内に位置付けられる。よって、この変動電磁場は、発熱体７０４内に渦電流およびヒステリシス損失を発生させる。したがって、発熱体７０４は誘導加熱される。他の実施例では、空気流センサー、または圧力センサーは、装置８５０内に位置し、コントローラ８５４に電気的に接続される。気流センサーまたは圧力センサーは、ユーザーがカートリッジ９００の空気出口９０４を吸煙していることを検出し、コントローラ８５４に信号を送信して、高周波電流を誘導コイル８５６に供給し、それによって発熱体９０４を加熱する。したがって、これらの実施例では、発熱体７０４を加熱するためにユーザーがボタンを押す必要はない。
【0155】
発熱体７０４が加熱されると、保持材料７０２に、より高い温度の領域およびより低い温度の領域が生成される。より高い温度の領域およびより低い温度の領域の生成により、保持材料６０２中のより高い沸点および低い沸点を有する液体エアロゾル形成基体の化合物が同時に気化する。この効果は、図１に示すエアロゾル発生システムに関連して上述した。
【0156】
ユーザーがカートリッジ９００の空気出口９０４を吸煙すると、空気が空気吸込み口８５８の中に引き出される。次に、この空気は、貯蔵部８０３を通して画定されたチャネル８１３を通り、次いで保持材料７０２を通して画定された気流経路８０６を通って空気出口９０４に向かって移動する。この空気の流れは、保持材料７０３中の液体エアロゾル形成基体の加熱によって形成されるベイパーを同伴する。この同伴されたベイパーはその後冷却され、凝縮してエアロゾルを形成する。次に、この空気は、空気出口９０４に向かって移動する。この空気の流れは、発熱体７０４による液体エアロゾル形成基体の加熱によって形成されるベイパーを同伴する。この同伴されたベイパーはその後冷却され、凝縮してエアロゾルを形成する。次いで、このエアロゾルは、空気出口９０４を介してユーザーに送達される。
【0157】
図９は、代替的な誘導加熱機構を使用する第六のヒーター組立品１０００を示す。第六のヒーター組立品１０００は、第一の発熱体１００４および第二の発熱体１００５を含む。第一の発熱体１００４および第二の発熱体１００５の両方は、ポリアミドで作られた電気的に絶縁された基体を含む。電気的に絶縁された基体は、三つの段を含む段付き形状を有する。段は、発熱体が共に漸進的により近くなるように構成されている。各発熱体１００４、１００５は、段のそれぞれの上の平坦な螺旋の形態の誘導コイル１００８を含む。誘導コイル１００８は、電気的に絶縁された基体に取り付けられるか、または埋め込まれている。
【0158】
第一の発熱体１００４と第二の発熱体１００５との間に、保持材料１００２で充填された内部体積が画定される。内部体積の断面積は、段付き発熱体の結果として長軸方向軸に沿って減少する。長軸方向軸は、内部体積の中央を通して画定される。気流経路１００６は、長軸方向軸に平行に、保持材料の中心を通して画定される。これは、図４および図５に示すものと類似した配設である。しかしながら、この実施形態では、平坦な螺旋コイルの形状のインダクタコイル１００８は、発熱体のそれぞれの上に形成される。
【0159】
さらに、保持材料１００６は、サセプタ材料から成る。この実施形態では、サセプタ材料は発泡金属から成るが、任意の適切な材料を使用することができる。誘導コイルを含む発熱体は、エアロゾル発生システムの電池に接続される。これは図９には示されていない。
【0160】
使用時に、エアロゾル発生システムのコントローラに信号が送られ、その結果、発熱体１００４、１００５の誘導コイル１００８に高周波電流が電池から供給される。これにより、誘導コイル１００８が変動電磁場を生成する。サセプタ材料から成る保持材料１００６は、この磁場内に位置付けられる。よって、この変動電磁場は、保持材料１００２内に渦電流およびヒステリシス損失を発生させる。したがって、保持材料１００２は誘導加熱される。
【0161】
保持材料１００２の温度は、交番磁界の磁束密度または磁界強度に依存する。誘導コイル間の磁束密度は、誘導コイルが共に近づくにつれて増加する。したがって、以前の実施形態に関連して記載したように、保持材料は、発熱体１００４、１００５の異なる段に対応して、異なるゾーンでは異なる温度に加熱される。保持材料１００６の第一の中央領域は、第二の中央領域または第三の中央領域とは異なる温度に加熱される。これは図９には示されていない。
【0162】
図１０は、第七のヒーター組立品１１００の断面概略図を示す。第七のヒーター組立品１１００は、第一の発熱体１１０４および第二の発熱体１１０５を含む。図９のヒーター組立品１０００と同様に、第一の発熱体１００４および第二の発熱体１００５の両方は、ポリアミドで作られた電気的に絶縁された基体を含む。第一の発熱体１１０４および第二の発熱体１１０５の両方の電気的に絶縁された基体が段付けされ、発熱体が共に漸進的により近くなるように構成された三つの段を含む。各発熱体１１０４、１１０５は、段のそれぞれの上の平坦な螺旋の形態の誘導コイル（図１０には図示せず）を含む。
【0163】
第一の発熱体１００４と第二の発熱体１００５との間に、保持材料１１０２で充填された内部体積が画定される。内部体積の断面積は、段付き発熱体の結果として長軸方向軸に沿って減少する。長軸方向軸は、内部体積の中央を通して画定される。気流経路１００６は、長軸方向軸に平行に、保持材料１１０２の中心を通して画定される。これは、図９に示すものと類似した配設である。しかしながら、図１０に示す実施形態では、保持材料はサセプタ材料から成ってはいない。代わりに、サセプタ材料は、気流経路１１０６を囲む円筒形メッシュ１１０３の形態で提供される。
【0164】
使用時に、エアロゾル発生システム（図１０には図示せず）のコントローラに信号が送られ、その結果、発熱体１００４、１００５の誘導コイルに高周波電流が電池から供給される。これにより、誘導コイル１００８が変動電磁場を生成する。サセプタ材料から成る保持材料１００２は、この磁場内に位置付けられる。よって、この変動電磁場は、円筒形メッシュ１１０３内に渦電流およびヒステリシス損失を発生させる。したがって、円筒形メッシュ１１０３は誘導加熱され、その熱が保持材料１１０２に伝導され、その保持材料１１０２に含有されるエアロゾル形成基体を加熱する。
【0165】
保持材料１１０６の温度は、交番磁界の磁束密度または磁界強度に依存する。インダクタコイル間の磁束密度は、インダクタコイルが共に近づくにつれて増加する。したがって、以前の実施形態に関連して記載したように、保持材料は、発熱体１１０４、１１０５の異なる段に対応して、異なる中央領域１１０８、１１１０、１１１２では異なる温度に加熱される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】