(57)【要約】【課題】従来のエーロゾル生成システムは、前述の電気加熱式喫煙システムを含み、多くの利点を有するが依然としてデザインを改善する機会がある。【解決手段】液体エーロゾル形成基体を加熱するエーロゾル生成システムが提供される。システムは、エーロゾル形成チャンバ（１２７）と、エーロゾル生成システムからの液体エーロゾル凝縮物の漏れを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段（３０５、３０７）と、を含む。漏れ防止手段は、エーロゾル形成チャンバの壁にあり凝縮液体エーロゾルの液滴を集める少なくとも１つの空洞、凝縮液体エーロゾルの液滴を集める少なくとも１つのフック部材、エーロゾル形成チャンバ内の空気流を遮断して液滴を集める衝突部材、及びエーロゾル生成システムを使用しない場合にエーロゾル形成チャンバを実質的にシールする閉鎖部材のうちの１つ以上を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体エーロゾル形成基体を加熱するエーロゾル生成システムであって、
エーロゾル形成チャンバと、
前記エーロゾル生成システムからの液体エーロゾル凝縮物の漏れを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段と、
を備えるエーロゾル生成システム。
【請求項２】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル形成チャンバの壁に少なくとも１つの空洞を備え、該空洞は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物を収集するようになっている、請求項１に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空洞は、毛細管材料を含む、請求項２に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項４】
前記漏れ防止手段は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物の液滴を集める少なくとも１つのフック部材を備える、請求項１から３のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのフック部材は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物の集めた液滴を再利用する再利用通路を備える、請求項４に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのフック部材は、毛細管材料を含む、請求項４又は５に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項７】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル形成チャンバ内の空気流を遮断して、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液滴を集める衝突部材を備える、請求項１から６のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項８】
前記衝突部材は、毛細管材料を含む、請求項７に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項９】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル生成システムを使用しない場合、前記エーロゾル形成チャンバを実質的に密封する閉鎖部材を備える、請求項１から８のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１０】
前記液体エーロゾル形成基体を貯蔵する液体貯蔵部を更に備える、請求項１から９のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１１】
前記液体エーロゾル形成基体を毛細管作用により運ぶ毛細管芯を更に備える、請求項１から１０のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１２】
前記エーロゾル生成システムは、電気作動式で前記液体エーロゾル形成基体を加熱する電気ヒータを更に備える、請求項１から１１のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エーロゾル生成システムに関する。特に、本発明は、エーロゾル形成基体が液体であるエーロゾル生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開特許２００９／１３２７９３は、電気加熱式喫煙システムを開示する。液体は、液体貯蔵部に貯えられ、毛細管芯は、液体貯蔵部へ延びて内部の液体と接触する第１の端部と、液体貯蔵部から延びる第２の端部とを有する。加熱素子は、毛細管芯の第２の端部を加熱する。加熱素子は、らせん状に巻かれた電気加熱素子の形態であり、電源に電気接続し、毛細管芯の第２の端部を取り囲む。使用時、加熱素子は、ユーザが電源のスイッチを入れることで作動可能である。ユーザがマウスピースを吸引すると、空気は毛細管芯及び加熱素子を横切って電気加熱式喫煙システム内へ引き込まれ、その後ユーザの口腔に入る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開特許２００９／１３２７９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のエーロゾル生成システムは、前述の電気加熱式喫煙システムを含み、多くの利点を有するが依然としてデザインを改善する機会がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、液体エーロゾル形成基体を加熱するエーロゾル生成システムが提供され、システムは、エーロゾル形成チャンバと、エーロゾル生成システムからの液体エーロゾル凝縮物の漏れを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段とを備える。
【０００６】
エーロゾル生成システムは、液体エーロゾル形成基体を蒸発させて蒸気を形成するように構成され、蒸気は、エーロゾル形成チャンバ内で凝縮してエーロゾルを形成する。従って、エーロゾル形成チャンバは、単純にエーロゾルの生成を助けるか又は促進する。エーロゾル生成システムは、液体エーロゾル形成基体を含むこと、又は液体エーロゾル形成基体を受け取るように構成することができる。当業者には知られているように、エーロゾルは、空気のような気体内の固体粒子の懸濁液又液滴である。
【０００７】
本発明の利点は、エーロゾル生成システムからの液体エーロゾル凝縮物の漏れが防止されるか又は少なくとも実質的に低減される点にある。温度の変化、例えば急激な温度の低下に起因して、凝縮した液体（液体凝縮物）が生じる場合がある。追加的に又は代替的に、液体凝縮物は、エーロゾル生成システムの空気流が低下する空洞、溝、隅部、又は他の部分に堆積する場合がある。凝縮率は、エーロゾル形成基体の蒸気圧、蒸気と形成基体のハウジング又は壁との間の温度勾配、並びに例えば空気流や乱流などの他の要因の影響を受ける。液体エーロゾル凝縮物の漏れを最小にすること又は好ましくは防止することは、液体エーロゾル形成基体の浪費を防ぐために重要である。また、液体がエーロゾル生成システムから漏れると、これは、ユーザに不都合を引き起こす。例えば、エーロゾル生成システムが湿った状態又は粘り着く状態となる。
【０００８】
液体エーロゾル形成基体は、好ましくは、エーロゾル生成システムでの使用に適した物理的特性、例えば沸点及び蒸気圧を有する。沸点が高すぎると液体は蒸発できず、沸点が低すぎると液体は容易に蒸発し過ぎる。液体は、好ましくは、加熱時に液体から放出される揮発性タバコフレーバ成分を包含するタバコ含有材料を備える。代替的に又は追加的に、液体は、非タバコ材料を含むことができる。液体は水、溶剤、エタノール、植物性抽出物、ニコチン溶液、並びに自然又は人工のフレーバを含むことができる。好ましくは、液体は、エーロゾル形成体をさらに含む。エーロゾル形成体の適切な例は、グリセリン及びプロピレングリコールである。
【０００９】
本発明の第１の態様では、漏れ防止手段は、エーロゾル形成チャンバの壁に少なくとも１つの空洞を備え、空洞は、液体エーロゾル形成基体から形成された液体凝縮物を集めるようになっている。
【００１０】
エーロゾル形成チャンバの壁に少なくとも１つの空洞を設けると、液体の凝縮液滴を集めることができる。好ましくは、少なくとも１つの空洞は、そうでなければエーロゾル生成システムから漏れる可能性がある凝縮液体の液滴の流れ経路を遮断する。従って、凝縮液体のエーロゾル生成システムからの漏れは、防止又は少なくとも低減される。少なくとも１つの空洞は、任意の適切な大きさ及び形状とすることができ、エーロゾル形成チャンバ内の任意の適切な位置に配置することができる。好ましくは、少なくとも１つの空洞は、エーロゾル生成システムの出口端部に隣接する。エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯又は液体貯蔵部、又は毛細管芯の両方を含む場合、少なくとも１つの空洞は、凝縮液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻す帰還路を備えることができる。
【００１１】
本発明の第１の態様では、少なくとも１つの空洞は、毛細管材料を備えることができる。少なくとも１つの空洞に毛細管材料を設けると、自由液体が最小になる。これは、凝縮液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性を低下させる。毛細管材料は、集めた液体を保持できる任意の適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。特に好ましい１つの材料又は複数の材料は、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に依存する。毛細管材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、繊維又は焼結粉体の形態のセラミックベース又はグラファイトベースの材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テルリン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ、又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。最も好ましくは、毛細管材料は、空洞を実質的に満たして自由液体を最小にする。
【００１２】
エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯、又は液体貯蔵部及び毛細管芯の両方を含む場合、毛細管材料は、凝縮液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻す帰還路を提供することができる。毛細管材料は、毛細管芯と接触することができる。少なくとも１つの空洞内の毛細管材料と毛細管芯とは、同じ材料又は異なる材料から成ることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様では、漏れ防止手段は、液体エーロゾル形成基体から形成された液体凝縮物の液滴を集める少なくとも１つのフック部材を備える。
【００１４】
フック部材を設けると、エーロゾル形成基体の凝縮液滴を集めることが可能となる。好ましくは、少なくとも１つのフック部材は、凝縮液体の液滴に関する流れ経路を遮断する。従って、エーロゾル生成システムからの液体凝縮の漏れが防止される。少なくとも１つのフック部材は、任意の適切な大きさ及び形状とすることができ、任意の適切な位置に配置することができる。例えば、フック部材は、エーロゾル形成チャンバの壁上に位置決めすることができる。
【００１５】
本発明の第２の態様では、少なくとも１つのフック部材は、収集した液体凝縮物の液滴を再利用する再利用通路を備えることができる。再利用通路は、フック部材の傾斜部を備えることができる。エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯、又は液体貯蔵部及び毛細管芯の両方を含む場合、再利用通路は、凝縮液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻す。凝縮物液滴の捕捉及び移送は、エーロゾル生成システムの内壁、例えばエーロゾル形成チャンバの内壁の表面特性（例えば、表面プロフィール、表面粗さであるが、これに限定されない）又は材料（例えば、疎水性材料又は親水性材料であるが、これに限定されない）によって強化することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様では、少なくとも１つのフック部材は、毛細管材料を含む。毛細管材料は、フック部材の収集表面上の一部又は全部に設けることができる。少なくとも１つのフック部材上に毛細管材料を設けると、自由液体が最小になる。これは、凝縮液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性を低減させる。毛細管材料は、集めた液体を保持できる任意の適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。特に好ましい１つの材料又は複数の材料は、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に依存する。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、繊維又は焼結粉体の形態のセラミックベース又はグラファイトベースの材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テルリン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような紡績又は押出しファイバである。
【００１７】
フック部材が再利用通路を含む場合、好ましくは、再利用通路は毛細管材料を含む。これは凝縮液滴の再利用を改善する。エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯、又は液体貯蔵部及び毛細管芯の両方を含む場合、毛細管材料は、凝縮液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻すことができる。毛細管材料は、毛細管芯と接触することができる。少なくとも１つのフック部材上の毛細管材料と毛細管芯とは、同じ材料又は異なる材料から成ることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様では、漏れ防止手段は、エーロゾル形成チャンバ内の空気流を遮断して液体エーロゾル形成基体から形成された液体の液滴を集める衝突部材を備える。
【００１９】
空気流を遮断する衝突部材を設けると、液体エーロゾル形成基体の液滴を集めることが可能となる。これは、空気流が遮断されると、一部の液滴を空気流で運ぶことができず、衝突部材へ衝突するからである。集まった液滴は、どちらかといえば大きな液滴である。集まった液滴は、エーロゾル生成システムから漏れ出すことはできない。従って、エーロゾル生成システムからの液体凝縮物の漏れが防止される。衝突部材は、任意の適切な大きさ及び形状とすることができ、蒸気形成の下流側の任意の位置に配置することができる。
【００２０】
本発明の第３の態様では、衝突部材は、毛細管材料を含むことができる。毛細管材料は、好ましくは、衝突部材の上流側表面の一部又は全部に設けることができる。毛細管材料は、衝突部材の他の表面上に設けることができる。衝突部材の収集表面上に毛細管材料を設けると、自由液体が最小になる。これは、液体凝縮物がエーロゾル生成システムから漏れる可能性を低減させる。毛細管材料は、集めた液体を保持できる任意の適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。特に好ましい１つの材料又は複数の材料は、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に依存する。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、繊維又は焼結粉体の形態のセラミックベース又はグラファイトベースの材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テルリン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【００２１】
エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯、又は液体貯蔵部及び毛細管芯の両方を含む場合、衝突部材上の毛細管材料は、液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻す。衝突部材上の毛細管材料は、毛細管芯と接触することができる。衝突部材上の毛細管材料と毛細管芯とは、同じ材料又は異なる材料から成ることができる。
【００２２】
本発明の第４の態様では、漏れ防止手段は、エーロゾル生成システムを使用しない場合にエーロゾル形成チャンバを実質的に密封する閉鎖部材を備える。
【００２３】
エーロゾル生成システムを使用しない場合にエーロゾル形成チャンバを実質的に密封する閉鎖部材を設けると、エーロゾル生成システムを使用しない場合に、何らかの凝縮液滴がエーロゾル生成システムから漏れ出すのを防止する。閉鎖部材は、エーロゾル形成チャンバの出口を実質的に密封することだけが必要であることを理解されたい。閉鎖部材が閉鎖位置にあっても、エーロゾル形成チャンバの入口は開放状態のままとすることができる。
【００２４】
閉鎖部材は、任意の適切な大きさ及び形状とすることができる。閉鎖部材は、ユーザにより手動で操作可能である。もしくは、閉鎖部材は、ユーザの指示により又は自動的に、電気的に動作可能である。
【００２５】
閉鎖部材は、毛細管材料を含むことができる。毛細管材料は、閉鎖部材の上流側表面の一部又は全部に設けることができる。毛細管材料は、閉鎖部材上に集まる何らかの液体を保持する。これは、凝縮液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性を低減させる。毛細管材料は、集めた液体を保持できる任意な適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。特に好ましい１つの材料又は複数の材料は、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に依存する。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、繊維又は焼結粉体の形態とされたセラミックベース又はグラファイトベースの材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テルリン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【００２６】
エーロゾル生成システムが、液体貯蔵部又は毛細管芯、又は液体貯蔵部及び毛細管芯の両方を含む場合、閉鎖部材上の毛細管材料は、液滴を液体貯蔵部又は毛細管芯へ戻す。エーロゾル生成システムを使用しない場合に、閉鎖部材上の毛細管材料は、毛細管芯と接触することができる。閉鎖部材上の毛細管材料と毛細管芯とは、同じ材料又は異なる材料から成ることができる。
【００２７】
エーロゾル生成システムは、液体エーロゾル形成基体を貯蔵する液体貯蔵部をさらに備えることができる。
【００２８】
液体貯蔵部を設ける利点は、液体貯蔵部内の液体が外気から保護され（空気はほぼ液体貯蔵部へ流入できないので）、いくつかの実施形態では、結果的に液体の劣化のリスクが大幅に低減する。さらに、高いレベルの衛生状態を維持できる。液体貯蔵部は、補充可能でなくてもよい。従って、液体貯蔵部内の液体が使い尽くされた場合、エーロゾル生成システムは交換される。もしくは、液体貯蔵部は、補充可能とすることができる。その場合、エーロゾル生成システムは、液体貯蔵部の所定回数再充填した後に交換される。好ましくは、液体貯蔵部は、所定回数の吸煙のための液体を保持するよう構成される。
【００２９】
エーロゾル生成システムは、液体エーロゾル形成基体を毛細管作用で運ぶ毛細管芯をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、毛細管芯は、液体貯蔵部内の液体と接触するように構成される。好ましくは、毛細管芯は、液体貯蔵部内へ延びる。その場合、使用時に、液体は、毛細管芯の毛細管作用により液体貯蔵部から移動する。１つの実施形態では、毛細管芯の一端の液体は、蒸発して過飽和した蒸気を形成する。過飽和蒸気は、空気流と混合して運ばれる。流れる間に、蒸気は凝縮してエーロゾルを形成し、エーロゾルは、ユーザの口腔に向けて運ばれる。液体エーロゾル形成基体は、液体が毛細管芯を通って毛細管作用により移送されることを可能にする表面張力及び粘度を含む物理的特性を有する。
【００３１】
毛細管芯は、ファイバ構造又はスポンジ構造を有することができる。毛細管芯は、好ましくは、毛細管の束を備える。例えば、毛細管芯は、複数の繊維又は線条又は他の微細チューブを備えることができる。繊維又は線条は、エーロゾル生成システムの略長手方向に整列することができる。もしくは、毛細管芯は、ロッド形状に形成されたスポンジ状又は発泡状材料を備えることができる。ロッド形状は、エーロゾル生成システムの長手方向に沿って延びることができる。芯の構造体は、複数の小さなボア又はチューブを形成し、ここを通って液体を毛細管現象によりヒータへ送ることができる。毛細管芯は、任意の適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡体材料、繊維又は焼結粉体の形態のセラミックベース又はグラファイトベースの材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テルリン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。毛細管芯は、異なる液体物理特性で使用されるように、任意の適切な毛細管及び気孔率を有することができる。液体は、粘度、表面張力、密度、熱伝導率、沸点、及び蒸気圧のような物理的特性を有し、これにより、液体は毛細管デバイスを介して毛細管作用により移送することができる。
【００３２】
エーロゾル生成システムは、電気作動式とすることができる。電気作動式エーロゾル生成システムは、液体エーロゾル形成基体を加熱する電気ヒータをさらに備えることができる。
【００３３】
電気ヒータは、単一の加熱素子を備えることができる。もしくは、電気ヒータは、１つより多い加熱素子、例えば、２つ、又は３つ、又は４つ、又は５つ、又は６つ又はそれより多い加熱素子を備えることができる。１つの加熱素子又は複数の加熱素子は、液体エーロゾル形成基体を最も効果的に加熱するように適切に配置することができる。
【００３４】
少なくとも１つの加熱素子は、好ましくは、適切な電気抵抗性材料を備える。適切な電気抵抗性材料は、ドープされたセラミックスのような半導体、電気的に「導電性」のセラミックス（例えば、珪化モリブデン等）、カーボン、グラファイト、金属、金属合金、並びにセラミックス材料及び金属材料から成る複合材料を含むことができるが、これらに限定されるものではない。このような複合材料は、ドープされた又はドープされていないセラミックスを備えることができる。ドープされたセラミックスの適切な例は、ドープされたシリコンカーバイトを含む。金属の適切な例は、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、及び白金族金属を備えることができる。金属合金の適切な例は、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル−、コバルト−、クロム−、アルミニウム−、チタニウム−、ジルコニウム−、ハフニウム−、ニオビウム−、モリブデン−、タンタル−、タングステン−、スズ−、ガリウム−、マンガン−、及び鉄−含有合金、及びニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）ベースの超合金、鉄−アルミニウムベース合金、及び鉄−マンガン−アルミニウムベース合金を備えることができる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、１９９９  ブロードウェイ  スイーツ  ４３００、デンバー、コロラド州、米国に所在のＴｉｔａｎｉｕｍ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。複合材料では、任意的に、電気抵抗性材料は、エネルギ伝達の動力学及び所望の外部物理化学特性に応じて、絶縁材料に埋め込まれ、カプセル化され、若しくは被覆され、又はその逆とすることができる。加熱素子は、不活性材料の２つの層の間に隔離された金属エッチングされたホイルを備えることができる。この場合、不活性材料は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）、オールポリイミド、又はマイカホイルを含むことができる。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）は、１００７  マーケットストリート、ウィルミントン、デラウェア州  １９８９８、米国に所在のＥ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。
【００３５】
もしくは、少なくとも１つの加熱素子は、赤外線加熱素子、光子源又は誘電加熱素子を備えることができる。
【００３６】
少なくとも１つの加熱素子は、任意の適切な形態とすることができる。例えば、少なくとも１つの加熱素子は、加熱ブレードの形態とすることができる。もしくは、少なくとも１つの加熱素子は、異なる導電部を有するケーシング又は基板、又は電気抵抗性金属チューブの形態とすることができる。液体貯蔵部は、使い捨ての加熱素子を組み込むことができる。もしくは、液体エーロゾル形成基体を貫通する１つ又はそれ以上のニードル又はロッドも適切である。もしくは、少なくとも１つの加熱素子は、ディスク（エンド）ヒータ、又はディスクヒータと加熱ニードル又はロッドとの組み合わせとすることができる。もしくは、少なくとも１つの加熱素子は、可撓性シート材料を備えることができる。他の代替物は、加熱ワイヤ又はフィラメント、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ、白金、タングステン又は合金ワイヤ、又は加熱プレートを含む。任意的に、加熱素子は、剛性担持材料の中に又はその上に堆積することができる。
【００３７】
少なくとも１つの加熱素子は、ヒートシンク、又は熱を吸熱及び蓄熱して、経時的に放熱してエーロゾル形成基体を加熱することができる材料を含むヒートリザーバを含むことができる。ヒートシンクは、適切な金属又はセラミック材料等の任意の適切な材料から形成することもできる。好ましくは、材料は、高い熱容量をもつこと（顕熱蓄熱材料）、又は吸熱後に高温相変化のような可逆プロセスで放熱できる材料である。顕熱蓄熱材料は、シルカゲル、酸化アルミニウム、炭素、グラスマット、グラスファイバ、無機物、アルミニウム、銀、若しくは鉛等の金属又は合金、及び紙のようなセルロース材料を含む。可逆相変化により放熱する他の適切な材料は、パラフィン、酢酸ナトリウム、ナフタレン、ワックス、ポリエチレンオキシド、金属、金属塩、共晶塩の混合物、又は合金を含む。
【００３８】
ヒートシンク又はヒートリザーバは、液体エーロゾル形成基体に直接接触して、貯えられた熱を直接基体へ運ぶように配置することができる。もしくは、ヒートシンク又はヒートリザーバに貯えられた熱は、金属チューブのような熱伝導体を介してエーロゾル形成基体へ運ぶことができる。
【００３９】
少なくとも１つの加熱素子は、液体エーロゾル形成基体を熱伝導により加熱することができる。加熱素子は、基体と少なくとも部分的に接触することができる。もしくは、加熱素子からの熱は、熱伝導要素により基体へ伝導することができる。
【００４０】
もしくは、少なくとも１つの加熱素子は、エーロゾル生成システムの使用中に引き込まれて入ってくる外気へ熱を伝達することができ、これは次に対流によりエーロゾル形成基体を加熱する。外気は、エーロゾル形成基体を通過する前に加熱することができる。もしくは、外気は、最初に液体基体を通って引き込み、次に加熱することもできる。
【００４１】
１つの好適な実施形態では、エーロゾル生成システムは、電気ヒータ、毛細管芯、及び液体貯蔵部を備える。本実施形態では、好ましくは、毛細管芯は、液体貯蔵部内の液体と接触するように配置される。使用時に、液体は、液体貯蔵部から電気ヒータへ毛細管芯の毛細管作用により移動する。１つの実施形態では、毛細管芯は、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部は、液体貯蔵部へ延びて内部の液体と接触し、電気ヒータは、第２の端部の液体を加熱するように構成される。ヒータが駆動される場合、毛細管芯の第２の端部の液体は、ヒータにより蒸発され、過飽和蒸気を形成する。過飽和蒸気は、空気流と混合されて運ばれる。流れる間に、蒸気は、凝縮してエーロゾルを形成し、エーロゾルは、ユーザの口腔に向かって運ばれる。
【００４２】
前述したように、毛細管芯は、任意の適切な材料を含むことができる。液体の特性と相まって芯の毛細管特性は、芯が加熱領域内で常に湿った状態であることを保証する。芯が乾燥するとオーバヒートして液体の熱的劣化につながる場合がある。
【００４３】
毛細管芯及びヒータ、並びに任意的に液体貯蔵部は、単一の構成要素としてエーロゾル生成システムから取り外し可能とすることができる。
【００４４】
エーロゾル生成システムは、少なくとも１つの空気入口を備えることができる。エーロゾル生成システムは、少なくとも１つの空気出口を備えることができる。エーロゾル形成チャンバは、空気入口と空気出口との間に配置され、エーロゾル形成チャンバを通る空気入口から空気出口への空気流経路を形成し、エーロゾルを空気出口からユーザの口腔へ運ぶようになっている。
【００４５】
エーロゾル生成システムは、電気作動式とすること、更に電源を備えることができる。エーロゾル生成システムは、電気回路を更に備えることができる。１つの実施形態では、電気回路は、ユーザが吸煙していることを表わす空気流を検知するセンサを備えることができる。その場合、好ましくは、ユーザの吸煙をセンサが感知した場合、電気回路は、電流パルスを電気ヒータに供給するように構成される。好ましくは、電流パルスの持続期間は、蒸発することが望まれる液体の量に応じて事前にセットされる。電気回路は、好ましくは、この目的のためにプログラム可能である。もしくは、電気回路は、ユーザが吸煙を開始するために手動操作スイッチを備えることができる。電流パルスの持続期間は、好ましくは、蒸発することが望まれる液体の量に応じて事前にセットされる。電気回路は、好ましくは、この目的のためにプログラム可能である。
【００４６】
好ましくは、エーロゾル生成システムはハウジングを備える。好ましくは、ハウジングは細長い。エーロゾル生成が毛細管芯を含む場合、毛細管芯の長手方向軸とハウジングの長手方向軸とは実質的に平行とすることができる。ハウジングは、シェル及びマウスピースを備えることができる。この場合、全ての構成要素は、シェル又はマウスピースの何れかに収容できる。１つの実施形態において、ハウジングは、液体貯蔵部、毛細管芯、及びヒータを備える取り外し可能な挿入体を含む。この実施形態において、エーロゾル生成システムの各部品は、単一の構成要素としてハウジングから取り外すことができる。これは、例えば、液体貯蔵部の補充又は交換に有用である。
【００４７】
ハウジングは、任意の適切な材料又は材料の組み合わせから成ることができる。材料の適切な例は、金属、合金、プラスチック、又は１つ又はそれ以上のこれらの材料を含む複合材料、又は例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエチレンのような、食品又は薬剤用途に適切な熱可塑性物質を含むことができる。好ましくは、材料は軽量かつ非脆弱である。
【００４８】
好ましくは、エーロゾル生成システムは携帯型である。エーロゾル生成システムは、喫煙システムとすることができ、従来のシガー又はシガレットに匹敵する大きさを有することができる。喫煙システムの全体長さは、約３０ｍｍと約１５０ｍｍとの間にある。喫煙システムの外径は、約５ｍｍと約３０ｍｍとの間にある。
【００４９】
好ましくは、エーロゾル生成システムは、電気作動式の喫煙システムである。
【００５０】
本発明の１つの態様に関して述べた特徴部は、本発明の別の態様にも適用可能である。
本発明は、以下に添付図面を参照して単に例示的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】液体貯蔵部を有するエーロゾル生成システムの１つの実施例を示す。
【図２】図１と類似のエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【図３】本発明の第１の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【図４】図３の線IV−IVに沿った断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による代替的なエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【図６】図５の線VI−VIに沿った断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【図８】本発明の第３の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【図９】本発明の第４の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、液体貯蔵部を有するエーロゾル生成システムの１つの実施例を示す。図１において、システムは、電気作動式喫煙システムである。図１の喫煙システム１００は、マウスピース端部１０３である第１の端部と、本体端部１０５である第２の端部とを有するハウジング１０１を備える。本体端部には、バッテリ１０７の形態の電源と、ハードウェア１０９及びタバコ吸引検知システム１１１の形態の電気回路とが設けられる。マウスピース端部には、液体１１５、毛細管芯１１７、及びヒータ１１９を含むカートリッジ１１３の形態の液体貯蔵部が設けられる。図１では、ヒータは、模式的に示されていることに留意されたい。図１に示す例示的な実施形態では、毛細管芯１１７の一端は、カートリッジ１１３内へ延び、毛細管芯１１７の他端は、ヒータ１１９によって取り囲まれている。ヒータは、接続部１２１を介して電気回路へ接続され、接続部は、カートリッジ１１３の外側に沿って進むことができる（図１には示されていない）。また、ハウジング１０１は、空気入口１２３と、マウスピース端部の空気出口１２５と、エーロゾル形成チャンバ１２７とを含む。
【００５３】
使用時、動作は以下の通りである。カートリッジ１１３からの液体１１５は、毛細管作用により、カートリッジ内へ延びた芯１１７の一端からヒータ１１９により取り囲まれる芯の他端へ運ばれる。ユーザが空気出口１２５でエーロゾル生成システムを利用する場合、外気が空気入口１２３を通って引き込まれる。図１に示す構成において、吸煙検知システム１１１は、タバコの吸引を感知してヒータ１１９を駆動する。バッテリ１０７は、ヒータ１１９へ電気エネルギを供給して、ヒータにより取り囲まれた芯１１７の端部を加熱する。芯１１７の端部における液体は、ヒータ１１９により蒸発して過飽和蒸気を生成する。同時に、蒸発した液体は、毛細管作用により芯１１７に沿って移動する別の液体で置き換わる（これは「ポンプ作用」と呼ばれる場合もある）。生成された過飽和蒸気は、空気入口１２３からの空気流と混合されて運ばれる。エーロゾル形成チャンバ１２７において、蒸気は凝縮して吸入可能なエーロゾルが生成され、空気出口１２５へ向けて運ばれてユーザの口腔へ入る。
【００５４】
図１に示した実施形態では、ハードウェア１０９及び吸煙検知システム１１１は、好ましくは、プログラム可能である。ハードウェア１０９及び吸煙検知システム１１１は、エーロゾル生成システムの作動を管理するために使用できる。
【００５５】
図１は、本発明によるエーロゾル生成システムの１つの実施例を示す。しかしながら、多数の他の実施例が可能である。エーロゾル生成システムは、単に液体エーロゾル凝縮物がエーロゾル生成システムから漏れるのを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段（図２から図９を参照して後述する）を含むことを必要とする。例えば、システムは、電気作動式である必要はない。例えば、システムは、喫煙システムである必要はない。また、システムは、ヒータを含む必要はなく、その場合、液体エーロゾル形成基体を蒸発させる別のデバイスを含むことができる。例えば、吸煙検知システムを設ける必要はない。その代わりに、システムは手動操作で作動することができ、例えば、ユーザは、タバコを吸う場合にスイッチを作動させる。例えば、ハウジング全体の形状及び大きさは変更可能である。さらに、システムは、毛細管芯を含む必要はない。その場合、システムは、液体を供給して蒸発させる別の機構を含むことができる。
【００５６】
しかしながら、好ましい実施形態では、システムは、液体貯蔵部と、液体貯蔵部から液体を運ぶ毛細管芯とを含む。毛細管芯は、様々な多孔性又は毛細管材料から作ることができ、好ましくは、公知の所定の毛細管現象を有する。例は、ファイバ又は焼結粉末の形態のセラミックベース又はグラファイトベースの材料を含む。異なる多孔性の毛細管芯を使用することができ、粘度及び表面張力のような異なる液体の物理的特性に適応する。芯は、液体の必要な量がヒータへ供給可能なように適切である必要がある。
【００５７】
前述したように、本発明によれば、エーロゾル生成システムは、エーロゾル生成システムからの凝縮液体の漏れを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段を含む。以下に、漏れ防止手段を含む本発明の多くの実施形態を図２から図９を参照して説明する。実施形態は、図１に示した実施例に基づくが、エーロゾル生成システムの他の実施形態にも適用可能である。図１及び以下の図２から９は、本質的に模式的であることに留意されたい。特に、図示した構成要素は、個々に関して又は互いの関係に関して正確な縮尺ではない。
【００５８】
図２は、図１に類似したエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図２は、エーロゾル形成チャンバ１２７及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３のみを示す。その他の構成要素は、明確化のため、図２には示されていない。
【００５９】
図２において、空気流は矢印２０１により模式的に示される。液滴（２０３に模式的に示す）は、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁上に、特に空気出口１２５へ向かって凝縮する傾向があることが分かる。そのような液滴は、蒸気が凝縮してエーロゾルを形成する際に形成される場合がある。空気流が液滴の全てを空気出口１２５の外へ、ユーザの口内に運ばない場合、図２に示すように、液滴、特により大きな液滴が、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁上に堆積する場合がある。凝縮液滴２０３は、空気出口１２５から流出する場合があり、エーロゾル生成システムを湿った状態又は粘り着いた状態にする。これはユーザにとって不都合である。
【００６０】
図３は、本発明の第１の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図４は、図３の線IV−IVに沿った断面図である。図３は、エーロゾル形成チャンバ１２７及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３を示す。他の構成要素は、明確化のため、図３には示されていない。図３において、空気流が矢印３０１により模式的に示され、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁上に堆積した液滴３０３が示される。
【００６１】
図３及び図４に示した実施形態では、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁は、液滴収集空洞又は収集凹所３０５、３０７を備える。２つの空洞３０５、３０７は、空気出口１２５の両側に設けられる。図３及び図４に示した実施形態では、上方の空洞３０５は、実質的に円筒形の空洞の形態である。図４から分かるように、空洞３０５は、実質的に円形断面を有する。空洞３０５はブラインド孔である。即ち、空洞３０５は、エーロゾル生成システムの外側に延びない。同様に、図３及び図４に示した実施形態では、下方の空洞３０７も同様に実質的に円形断面をもつ実質的に円筒形の空洞の形態である。同様に、空洞３０７はエーロゾル生成システムの外側へ延びないブラインド孔である。
【００６２】
空洞３０５、３０７は、漏れ防止手段として機能する。空洞はエーロゾル形成チャンバ１２７の内壁に堆積した液体凝縮液滴３０３を集める。空洞３０７、３０７は、空気出口に向かって進む液滴３０３の流れ経路を遮断するように位置決めされる。従って、液滴は、エーロゾル生成システムの空気出口から漏れることが防止される。
【００６３】
図３及び図４において、空洞は実質的に円筒形であり、実質的に円形断面を有する。しかしながら、空洞は、任意の適切な断面及び形状とすることができる。空洞は、任意の適切な直径とすることができる。図３及び図４において、エーロゾル生成システムの空気出口の断面寸法はＷで示され、空気出口自体の断面寸法はｗで示される。Ｗ及びｗは、任意の適切な値とすることができる。例えば、Ｗは、５ｍｍと３０ｍｍとの間とすることができ、これは、シガレット又はシガーの直径の典型的な範囲である。空気出口の断面幅ｗは、いくつかの要因により決定できる。ｗが比較的小さい場合（例えば、１ｍｍから２ｍｍ）、空気出口を通って流れるエーロゾルは集中するので凝縮が増える（即ち、密度が高くなる）。これは、エーロゾルの液滴サイズ又は粒子サイズを増大させる可能性がある。また、比較的小さいｗは、吸引に対する抵抗性（ＲＴＤ）が高くなり、ハウジング内の空気流の乱流が増える場合がある。これはまた、エーロゾル粒子サイズに影響する。他方、比較的大きい断面幅ｗは、エーロゾルの拡散角度を増加させる。これはまた、エーロゾル特性に影響することがある。しかしながら、比較的大きいｗは、凝縮物の漏れの防止を助けることもできる。断面幅ｗ及びＷは、互いに比例して変動できる。例えば、比較的大きいｗでの小さいＷ、又は比較的小さいｗでの大きいＷは、エーロゾル特性に影響する可能性がある。好ましくは、空気出口の断面幅ｗは、１ｍｍと５ｍｍとの間にある。
【００６４】
図３及び図４では、空洞３０５、３０７は、断面寸法ｘで示される。寸法ｘは、好ましくは、０．５ｍｍ又は１ｍｍ又は０．５ｍｍと１ｍｍとの間にある。この大きさは、エーロゾル生成システムが回転又は垂直に整列されたとえしても、十分な量の液体を集めるのに十分な大きさであるが、毛細管作用により空洞内に液体を捕捉するのに十分に小さいので、好都合であることが分かっている。寸法ｘは、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて選択でき、２つの空洞は同じである必要はない。
【００６５】
また、空洞は、任意の適切な長さｌを有することができる。例えば、空洞の長さｌは、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、又は１ｃｍの長さとすることができる。長さｌは、空洞が十分な量の液体を収集できるよう選択することができる。長さｌは、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて選択することができる。２つの空洞の長さは、同じである必要はない。空洞は、それらの断面全体にわたって同じ長さｌである必要はない。例えば、空洞は非対称とすることができる。
【００６６】
図３及び図４には、エーロゾル生成システムの外側からの断面距離ａに位置する空洞３０５、３０７が示される。距離ａは、任意の値に選択でき、２つの空洞が同じである必要はない。同様に、エーロゾル生成システムの空気出口１２５からの断面距離ｂに位置する空洞３０５、３０７が示される。距離ｂは、任意の値に選択することができ、２つの空洞は同じである必要はない。全ての寸法は、例えば、エーロゾル生成システムに関する所望の大きさ、及び液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて、必要に応じて選択することができる。
【００６７】
図３及び図４において、空洞は、空気出口の近くに配置される。この配置は液滴の収集に関して最も効果的であることが分かっており好ましい。これは、エーロゾル生成システムの空気流が、液滴を空気出口に向かって押す傾向があるからである。しかしながら、空洞は、エーロゾル形成チャンバの他の場所に配置できる。図３及び図４において、２つの空洞が設けられ、一方は空気出口の何れかの側にある。しかしながら、単一の空洞を含む任意の適切な数の空洞を設けることができる。例えば、２つより多い空洞を設けることができ、これらは、例えば、実質的に空気出口１２５の周りに円形状に、例えば同心に配列できる。空洞は、互いにつなぐことができる。また、これらの空洞は、例えば、１つ又はそれ以上の帰還路を介して毛細管芯に結合することができる。これにより、空洞に集まる液体を再利用することが可能になる。その他の変更も可能である。
【００６８】
図５は、本発明の第１の実施形態による代替的なエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図６は、図５の線VI−VIに沿った断面図である。図５は、エーロゾル形成チャンバ１２７及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３を示す。他の構成要素は、明確化のために図５には示されていない。図５において、空気流は矢印５０１により模式的に示され、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁上に堆積した液滴５０３が示される。
【００６９】
図５及び図６に示した実施形態では、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁は、単一の液滴収集空洞又は凹所５０５を備える。図６から分かるように、空洞５０５は、空気出口１２５を取り囲み、実質的に環状の溝の形態とされる。図３及び図４の空洞３０５及び３０７と同様に、空洞５０５はブラインド空洞である。即ち、空洞５０５は、エーロゾル生成システムの外側へ延びない。
【００７０】
空洞５０５は、漏れ防止手段として機能する。空洞５０５は、エーロゾル形成チャンバ１２７の内壁上に堆積した液体凝縮液滴５０３を集める。空洞５０５は、空気出口に向かって進む液滴５０３の流れ経路を遮断するように位置決めされる。従って、液滴は、エーロゾル生成システムの空気出口から漏れ出ることが防止される。
【００７１】
図５及び図６において、空洞は、円形状の環状溝の形態とされる。しかしながら、空洞は、任意の適切な断面及び形状とすることができる。図３及び図４と同様に、図５及び図６において、エーロゾル生成システムの空気出口における断面寸法はＷで示され、空気出口自体の断面寸法はｗで示される。前述したように、Ｗ及びｗは、任意の適切な値とすることができる。例えば、Ｗは、５ｍｍと３０ｍｍとの間、ｗは、１ｍｍと５ｍｍとの間とすることができる。
【００７２】
図５及び図６において、空洞５０５は、環状の断面幅ｙで示される。幅ｙは、環帯を形成する外側円の半径と、環帯を形成する内側円の半径との間の差である。寸法ｙは、好ましくは、０．５ｍｍ又は１ｍｍ又は０．５ｍｍと１ｍｍとの間にある。この大きさは、エーロゾル生成システムが回転又は垂直に整列されたとえしても、十分な量の液体を集めるのに十分な大きさであるが、毛細管作用により空洞内に液体を捕捉するのに十分に小さいので、好都合であることが分かっている。寸法ｙは、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて選択することができる。
【００７３】
また、空洞は、任意の適切な深さｄを有することができる。例えば、空洞の深さｄは、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、又は１ｃｍの大きさでも良い。深さｄは、空洞５０５が十分な量の液体を収集可能なように選択することができる。深さｄは、液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて選択することができる。空洞は、断面全体にわたって同じ深さｄを有する必要はない。
【００７４】
図５及び図６に、エーロゾル生成システムの外側からの断面距離ｃに位置する空洞５０５が示される。即ち、環帯を形成する外側円及びエーロゾル生成システムの外側からの距離はｃである。距離ｃは、任意の値に選択することができる。同様に、エーロゾル生成システムの空気出口１２５から断面距離ｄに位置決めされた空洞５０５が示される。距離ｄは、任意の値に選択することができる。図５及び図６において、空洞は、空気出口の周りに対称に配置される。しかしながら、その必要はなく、環状空洞は代わりに偏心することができる。全ての寸法は、例えば、エーロゾル生成システムに関する所望の大きさ、及び液体エーロゾル形成基体の物理的特性に応じて、必要に応じて選択することができる。
【００７５】
図５及び図６において、環状空洞は、空気出口の近くに配置される。この配置は、液滴の収集に関して最も効果的であることが分かっており好ましい。これは、エーロゾル生成システム内の空気流が液滴を空気出口に向けて押す傾向があるからである。しかしながら、空洞は、エーロゾル形成チャンバ内の他の場所に配置できる。更に、いくつかの同心溝を設けることができる。また、空洞は、例えば、１つ又はそれ以上の帰還路を介して、毛細管芯へ結合することができる。これにより、空洞に集まる液体を再利用することが可能になる。他の変更も可能である。
【００７６】
図３、図４、図５、及び図６に示す実施形態では、１つの空洞又は複数の空洞は毛細管材料を含むことができる。１つの空洞又は複数の空洞は、毛細管材料で実質的に満たされる。空洞内の毛細管材料は、空洞内に集まる液体凝縮物を保持するように配置される。このように、自由液体即ち自由に流れる液体の量は減少する。この毛細管材料を設けると、凝縮液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性がさらに低下する。毛細管材料は、空洞の外へ延びて毛細管芯へ結合される。例えば、毛細管材料は、帰還路を通って延びることができる。これにより、凝縮液体の再利用が可能となる。
【００７７】
毛細管材料は、液体を保持するのに適した任意の材料から成ることができる。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【００７８】
従って、図３、図４、図５、及び図６に示す実施形態では、漏れ防止手段は、１つ又はそれ以上の液体収集空洞の形態で設けられる。１つの空洞又は複数の空洞は、凝縮液滴を収集できるので、エーロゾル生成システムからの漏れを防止する。任意的に、集めた液体は、毛細管芯へ再利用することができるので損失量が減少する。
【００７９】
図７は、本発明の第２の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図７は、カートリッジ１１３、毛細管芯１１７、ヒータ１１９、エーロゾル形成チャンバ１２７、及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３を示す。その他の構成要素は、明確化のため、図７には示されていない。
【００８０】
図７に、空気流が、矢印７０１により模式的に示される。空気流は、毛細管芯及びヒータを横切って実質的に垂直方向に向けられることが分かる。即ち、空気流は、ハウジングの長手方向軸線及び毛細管芯に対して実質的に垂直である。図７において、ハウジングの１つの内壁は、フック部材７０５を備える。フック部材７０５は、毛細管芯から最も離れた端部にフック７０５ａを有し、毛細管芯に最も近い端部に傾斜部７０５ｂを有する。毛細管芯１１５及びヒータ１１９と空気出口１２５との間で、フック部材７０５の内側に堆積した液滴７０３が示される。フック部材７０５は、漏れ防止手段として機能する。フック部材７０５は、そうでなければ内壁上に集まることになる凝縮液滴をフック７０５ａに集める。フック７０５ａは、液滴がさらに下流へ流れるのを防止する。フック部材７０５は、傾斜部分７０５ｂの形態の再利用通路を提供して、集めた液滴を毛細管芯へ導く。
【００８１】
図７に、毛細管芯及びヒータに対して実質的に垂直な方向に向けられた空気流が示される。しかしながら、空気流が毛細管芯及びヒータに対して垂直な方向でない場合でも、フック部材７０５の形態の漏れ防止手段を設けることができる。しかしながら、フック部材は、空気流の方向がフック部材の領域に凝縮液滴が形成される傾向を結果としてもたらすので、図７の実施形態で特に効果がある。その理由は、フック部材７０５は、任意の適切な形態とすることができる。例えば、フック部材は、エーロゾル生成システムの周囲の全て又は一部の周りに延びることができる。フック部材は、毛細管芯及びヒータと空気出口との間で、エーロゾル生成システムの任意の長さに沿って延びることができる。フック部材は、エーロゾル形成チャンバの壁上に設けることができる。１つより多いフック部材を設けることもできる。
【００８２】
フック部材の傾斜部分７０５ｂは設ける必要はない。しかしながら、傾斜部分７０５ｂは液滴が毛細管芯へ移動するのを助けるので有用である。傾斜部分は、液滴がフックと毛細管芯との間に堆積するのを防止する。傾斜部分は、任意の適切な角度及び長さとすることができる。フック部材のフック７０５ａは液滴を集める。フックは、任意の適切な形状とすることができる。フックの形状は、凝縮液滴の予想される大きさに依存することができる。これは、液体エーロゾル形成基体の物理的特性により決定することができる。
【００８３】
図７に示される実施形態の１つの変形例において、フック部材７０５は、その表面の全部又は一部に毛細管材料を含むことができる。毛細管材料は、フック部材上に集まった液体凝縮物を保持するように配列される。このようにして、自由な液体即ち自由に流れる液体の量は減少する。このような毛細管材料を設けることにより、凝縮液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性がさらに低下する。毛細管材料は、凝縮液滴が毛細管芯へ移動するのを助ける。毛細管材料は、毛細管芯と接触しても良い。これにより、液体の再利用が可能になる。
【００８４】
毛細管材料は、液体を保持するのに適した何らかの材料又は材料の何らかの組み合わせから成ることができる。適切な材料の例は、スポンジ材料又は発泡材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【００８５】
従って、図７に示す実施形態では、漏れ防止手段は、フック部材の形態で設けられる。フック部材は、液滴が集められるのを可能にするので、液体凝縮物がエーロゾル生成システムから漏れるのを防止する。任意的に、集まった液体は毛細管芯へ再利用することができるので、損失量が減少する。
【００８６】
図８は、本発明の第３の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図８は、カートリッジ１１３、毛細管芯１１７、ヒータ１１９、エーロゾル形成チャンバ１２７、及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３を示す。その他の構成要素は、明確化のため、図８には示されていない。図８において、空気流が矢印８０１により模式的に示される。
【００８７】
図８のエーロゾル生成システムは、毛細管芯及びヒータの下流側に位置決めされた衝突部材８０５をさらに含む。衝突部材８０５は、液滴８０３が衝突部材の上流側に捕捉されるのを可能にする。図８において、衝突部材８０５は、上流側に毛細管材料８０７を含むが、毛細管材料を含むことは必須ではない。図８において、毛細管材料８０７は、毛細管芯１１７と直接接触しているが、この直接接触は任意である。接触により、衝突部材８０５で集めた何らかの液滴を毛細管芯へ移動させることが可能になる。
【００８８】
衝突部材８０５は、漏れ防止手段として機能する。衝突部材は、そうでなければ内壁上に集まる場合がある液滴を集める。衝突部材は、毛細管芯及びヒータの下流でエーロゾル生成システム内の空気流を遮断する。衝突部材は、より大きな液滴を集める傾向がある。より大きな液滴は、約１．０μｍよりも大きい直径を有する液滴とすることができる。代わりに、より大きな液滴は、約１．５μｍよりも大きい直径を有する液滴とすることができる。このことは、より大きな液滴は最大の慣性を有するので、衝突部材上に集まる可能性が最も高いからである。より小さな液滴は、空気流で運ばれる傾向があり、衝突部材の周りを迂回する。しかしながら、より大きな液滴は、このように衝突部材の周りを迂回できず、代わりに、より大きな液滴は衝突部材の上流側に衝突する。
【００８９】
衝突部材が、少なくとも上流側に毛細管材料を含む場合、液滴の保持がより容易になる。このようにして、自由液体即ち自由に流れる液体の量は減少する。このような毛細管材料を設けると、液体がエーロゾル生成システムから漏れる可能性がさらに低下する。毛細管材料が毛細管芯と接触することで、集まった液滴が毛細管芯へ移動することが可能になる。これにより液体の再利用が可能となる。
【００９０】
衝突部材は、何らかの適切な形態とすることができる。例えば、衝突部材は、任意の適切な断面形状及び大きさとすることができる。毛細管芯を載置できる衝突部材の上流側表面は、任意の適切な形状及び大きさとすることができる。衝突部材の上流側表面の大きさは、集められる液滴の大きさに影響する。小さな上流側表面では、最大の液滴だけを集めることができる。より大きな上流側表面では、より小さい液滴も集めることができる。従って、上流側表面の大きさは、液体エーロゾル形成基体の所望のエーロゾル特性及び物理的特性に応じて選択することができる。
【００９１】
衝突部材が毛細管芯と接触する毛細管材料を備える場合、衝突部材は、ヒータから任意の適切な距離に位置決めできる。ヒータからの距離は、衝突部材上に集められる液滴の大きさに影響する。衝突部材が毛細管芯と接触する毛細管材料を備えない場合、衝突部材は、毛細管芯及びヒータから任意の適切な距離に位置決めできる。好ましくは、衝突部材は、１つ又はそれ以上の支柱（図８には図示しない）によりエーロゾル形成チャンバ内に支持される。
【００９２】
図８において、毛細管材料は、衝突部材８０５の上流側表面上に示される。毛細管材料は、上流側表面の全部又は一部に設けることができる。毛細管材料は、衝突部材の他の表面上に追加的に又は代替的に設けることができる。毛細管材料は、スポンジ材料又は発泡材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【００９３】
従って、図８に示した実施形態では、漏れ防止手段は、衝突部材の形態で提供される。衝突部材は、空気流を遮断するので、液滴が集めることができる。これは、エーロゾル生成システムからの漏れを防止又は少なくとも低減する。任意的に、集めた液体は、毛細管芯へ再利用することができるので損失量を低減することができる。
【００９４】
図９は、本発明の第４の実施形態によるエーロゾル生成システムのマウスピース端部の拡大図を示す。図９は、カートリッジ１１３、毛細管芯１１７、ヒータ１１９、エーロゾル形成チャンバ１２７、及び空気出口１２５を含むマウスピース端部１０３を示す。図９において、エーロゾル形成チャンバ１２７は、壁１２７ａ及び出口１２７ｂを備える。その他の構成要素は、明確化のため、図９には示されていない。図９において、空気流が矢印９０１により模式的に示される。
【００９５】
図９のエーロゾル生成システムは、閉鎖部材９０５をさらに備える。この実施形態では、閉鎖部材は、軸９０５ｂ上に支持された閉鎖板９０５ａを備える。閉鎖板９０５ａは、システムの長手方向軸線と実質的に垂直である。軸９０５ｂは、システムの長手方向軸線と実質的に平行である。軸９０５ｂは、エーロゾル生成システムの内側で、１つ又はそれ以上の支柱９０５ｃにより支持される。図９には、開放位置にある閉鎖部材９０５が示される。矢印９０７で示されるように、閉鎖部材は、エーロゾル形成チャンバへ向かって閉鎖位置に移動可能である。
【００９６】
閉鎖部材９０５は、漏れ防止手段として機能する。エーロゾル生成システムが使用される場合、閉鎖部材９０５は、開放位置にある（図９に図示するように）。空気入口と空気出口との間に、エーロゾル形成チャンバを通る空気流経路が設けられる。矢印９０１で示すように、空気は、エーロゾル形成チャンバ出口１２７ｂを通って流れ、閉鎖板９０５ａの周りを迂回する。エーロゾル生成システムが使用されない場合、閉鎖部材９０５は閉鎖位置（図示しない）へ移動することができる。閉鎖位置において、閉鎖板９０５ａは、エーロゾル形成チャンバの壁１２７ａに当接するので、エーロゾル形成チャンバを密封する。出口１２７ｂが密封されるので、エーロゾル形成チャンバの内壁上に凝縮する何らかの液滴はエーロゾル生成システムから漏れ出ることはできない。このことは、エーロゾル生成システムが使用後に冷えて、エーロゾル形成チャンバに残留する何らかのエーロゾルは、液滴へ凝縮し始めるので特に有用である。
【００９７】
閉鎖部材９０５は、ユーザが手動操作できる。例えば、軸９０５ｂはねじ付きとすることができ、ねじ付きナット（図示せず）と協働することができる。ユーザが閉鎖部材を一方向に回すと、閉鎖部材はエーロゾル形成チャンバに向かって閉鎖位置に移動する。ユーザが閉鎖部材を反対方向へ回転すると、閉鎖部材は、エーロゾル形成チャンバから離れるように開放位置に移動する。従って、ユーザは、エーロゾル生成システムを使用する前に、閉鎖部材を開放位置に設定し、使用後に、閉鎖部材を閉鎖位置に設定することができる。
【００９８】
もしくは、閉鎖部材９０５は、電気作動式とすることができる。同様に、例えば軸９０５ｂはねじ付きとすることができ、ねじ付きのナット（図示せず）と協働することができる。例えば、エーロゾル生成システムを使用しようとする場合に、ユーザは、スイッチ（図示しない）を「オン」位置へ移動することができる。次に、電気回路は、例えば、モータ又は電磁アクチュエータのようなアクチュエータを駆動して、閉鎖部材９０５を開放位置へ移動させることができる。使用後、ユーザは、スイッチ（図示しない）を「オフ」位置へ移動することができる。次に、電気回路は、モータを駆動して、閉鎖部材を閉鎖位置へ移動させることができる。もしくは、電気回路は、モータを自動的に駆動して、閉鎖部材を閉鎖位置へ移動させることができる。例えば、電気回路は、前回の吸煙からの時間を監視するように構成できる。時間が所定の閾値に達すると、これはユーザがエーロゾル生成システムの使用を終了したことを示す。次に、電気回路は、モータを駆動して、閉鎖部材を閉鎖位置へ移動させることができる。
【００９９】
閉鎖部材は、任意の適切な形態とすることができる。例えば、閉鎖部材は、エーロゾル形成チャンバの出口を実質的に密封できる限り、任意の適切な表面領域を有することができる。前述したように、軸９０５ｂは、ねじ付きとすることができ、ねじ付きナットと協働することができる。閉鎖位置と開放位置との間で閉鎖部材を移動させる代替的な移動手段を備えることもできる。
【０１００】
開放位置における閉鎖部材の位置（図９に図示する）は、閉鎖板９０５ａが、図８に示した衝突部材と同様に衝突部材として機能できることを意味する。これは、閉鎖部材が開放位置にある場合、毛細管芯及びヒータからの閉鎖板９０５ａの距離に依存する。従って、閉鎖部材９０５は、二重機能性を有することができる。閉鎖板９０５ａは、上流側表面の一部又は全部に、毛細管材料を備えることができる。これは、閉鎖板９０５ａにより集められた何らかの液滴を保持することでき、自由液体の量を最小にすることができる。毛細管材料は、集まった液滴に対する帰還路を提供することができる。例えば、閉鎖部材が閉鎖位置にある場合、板９０５ａの上の毛細管材料は、エーロゾル形成チャンバの内壁１２７ａの上の毛細管材料と接触することができるので、液体が毛細管芯へ導くことを可能になる。毛細管材料は、スポンジ材料又は発泡材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【０１０１】
従って、図９に示す実施形態では、漏れ防止手段は閉鎖部材の形態として提供される。閉鎖部材は、エーロゾル生成システムを使用しない場合、エーロゾル形成チャンバを実質的に密封することができる。これは、液滴がエーロゾル生成システムから漏れ出ることを防止する。任意的に、閉鎖部材に集まる何らかの液体を毛細管芯へ戻して再利用することができるので、損失量を低減することができる。
【０１０２】
前述の実施形態では、毛細管材料は、漏れ防止手段と一緒に提供することができる。しかしながら、毛細管材料は、実際には単独で設けることができ、それ自体で漏れ防止手段として機能する。毛細管材料は、スポンジ材料又は発泡材料、発泡金属又はプラスチック材料、ファイバ材料であり、ファイバ材料は、例えばセルロースアセテート、ポリエステル、又はボンドポリオレフィン、ポリエチレン、テリレン又はポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ又はセラミックのような、紡績又は押出しファイバである。
【０１０３】
従って、本発明によれば、エーロゾル生成システムは、エーロゾル生成システムからの凝縮液体の漏れを防止又は低減する漏れ防止手段を含む。漏れ防止手段の実施形態は、図２から図９を参照して説明した。１つの実施形態に関連して説明した特徴部は、別の実施形態にも適用可能である。例えば、エーロゾル生成システムは、１つの実施形態による漏れ防止手段の他に別の実施形態による漏れ防止手段を備えることもできる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  エーロゾル生成システム
１０３  マウスピース端部
１０５  本体端部
１１５  液体
１１７  毛細管芯
１１９  ヒータ
１２３  空気入口
１２５  空気出口
１２７  エーロゾル形成チャンバ
【図１】
2014504852.tif 000003
【図２】
2014504852.tif 000004
【図３】
2014504852.tif 000005
【図４】
2014504852.tif 000006
【図５】
2014504852.tif 000007
【図６】
2014504852.tif 000008
【図７】
2014504852.tif 000009
【図８】
2014504852.tif 000010
【図９】
2014504852.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月6日(2013.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体エーロゾル形成基体を加熱するエーロゾル生成システムであって、
エーロゾル形成チャンバと、
前記エーロゾル生成システムからの液体エーロゾル凝縮物の漏れを防止又は低減するように構成された漏れ防止手段と、
を備え、
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル形成チャンバの壁に少なくとも１つの空洞を備え、前記空洞は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物を収集し、前記空洞は、断面寸法ｘを有し、ｘは、好ましくは、０．５ｍｍ又は１ｍｍ又は０．５ｍｍと１ｍｍとの間にある、エーロゾル生成システム。
【請求項２】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル形成チャンバの壁に少なくとも１つの空洞を備え、該空洞は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物を収集するようになっている、請求項１に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの空洞は、毛細管材料を含む、請求項２に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項４】
前記漏れ防止手段は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物の液滴を集める少なくとも１つのフック部材を備える、請求項１から３のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのフック部材は、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液体凝縮物の集めた液滴を再利用する再利用通路を備える、請求項４に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのフック部材は、毛細管材料を含む、請求項４又は５に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項７】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル形成チャンバ内の空気流を遮断して、前記液体エーロゾル形成基体から形成される液滴を集める衝突部材を備える、請求項１から６のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項８】
前記衝突部材は、毛細管材料を含む、請求項７に記載のエーロゾル生成システム。
【請求項９】
前記漏れ防止手段は、前記エーロゾル生成システムを使用しない場合、前記エーロゾル形成チャンバを実質的に密封する閉鎖部材を備える、請求項１から８のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１０】
前記液体エーロゾル形成基体を貯蔵する液体貯蔵部を更に備える、請求項１から９のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１１】
前記液体エーロゾル形成基体を毛細管作用により運ぶ毛細管芯を更に備える、請求項１から１０のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【請求項１２】
前記エーロゾル生成システムは、電気作動式で前記液体エーロゾル形成基体を加熱する電気ヒータを更に備える、請求項１から１１のいずれかに記載のエーロゾル生成システム。
【国際調査報告】
2014504852.tif 000012
2014504852.tif 000013