(57)【要約】  本発明は、エアロゾル発生システムおよびこうした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に関する。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（１００）が提供される。カートリッジ（１００）は、ニコチン供与源（１０８）からのニコチンおよび酸供与源（１１６）からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバー（１２０）をさらに備える。カートリッジ（１００）はまた、混合チャンバー（１２０）を加熱するように構成された発熱体（１２６、１２８）を備える。また、エアロゾル発生システムおよびエアロゾル発生システム内でのエアロゾル発生のための方法も提供される。【選択図】図１
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【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カートリッジであって、前記カートリッジが、
第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、前記第一の空気吸込み口が前記第一の空気出口の上流にあり、ニコチン供与源を包含する、第一の区画と、
第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、前記第二の空気吸込み口が前記第二の空気出口の上流にあり、酸供給源を包含する、第二の区画と、
前記第一の区画の前記ニコチン供与源からのニコチン、および前記第二の区画の前記酸供給源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーであって、前記第一の区画の前記第一の空気出口および前記第二の区画の前記第二の空気出口の両方の下流にある、混合チャンバーと、
前記混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体と、を備え、
前記発熱体の少なくとも一部分が、前記混合チャンバーの上流にも下流にもない、カートリッジ。
【請求項２】
使用時に、前記発熱体が、前記混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
使用時に、前記第一の区画の温度または前記第二の区画の温度、または前記第一の区画の温度および前記第二の区画の温度の両方が摂氏２５０度を超えない、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記発熱体が、サセプタまたは電気抵抗性のある発熱体、またはサセプタおよび電気抵抗性のある発熱体の両方を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記混合チャンバーの少なくとも一部分が、前記第一の区画と前記第二の区画との間に位置付けられる、請求項１〜４のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記混合チャンバーが、前記気流の少なくとも一部分の流れ方向を変化させる一つ以上の流れ障害物を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記発熱体が電気抵抗性のあるワイヤコイルであり、前記ワイヤの少なくとも一部分が前記混合チャンバーの少なくとも一部分の周りに位置付けられる、請求項１〜６のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記発熱体の第一の部分が、前記第一の区画または前記第二の区画、または前記第一の区画および前記第二の区画の両方を加熱するように構成され、前記発熱体の第二の部分が、前記混合チャンバーを加熱するように構成される、請求項１〜７のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記発熱体の第一の部分が、前記第一の区画または前記第二の区画、または前記第一の区画および前記第二の区画の両方に隣接して位置付けられ、前記発熱体の第二の部分が、前記混合チャンバーに隣接して、または前記混合チャンバー内に位置付けられる、請求項１〜６のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のカートリッジと、電源を備えるエアロゾル発生装置と、を備え、前記電源が、前記カートリッジが前記装置と係合した時に前記発熱体に電力を供給する、エアロゾル発生システム。
【請求項１１】
前記エアロゾル発生装置が第二の発熱体を備え、前記第二の発熱体の少なくとも一部分が、前記第一の区画または前記第二の区画、または前記第一の区画および前記第二の区画の両方を加熱するように構成される、請求項１０に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１２】
エアロゾル発生システムであって、前記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を備え、前記カートリッジが、
第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、前記第一の空気吸込み口が前記第一の空気出口の上流にあり、ニコチン供与源を包含する、第一の区画と、
第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、前記第二の空気吸込み口が前記第二の空気出口の上流にあり、前記第二の区画が酸供給源を包含する、第二の区画と、
前記ニコチン供与源からのニコチンおよび前記酸供給源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーであって、前記第一の区画の前記第一の空気出口および前記第二の区画の前記第二の空気出口の両方の下流にある、混合チャンバーと、
前記混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体と、
エアロゾル発生装置であって、ハウジングおよび電源を含み、前記電源が前記発熱体に電力を供給する、エアロゾル発生装置と、を備え、
使用時に、前記カートリッジの少なくとも一部分が前記ハウジングを係合し、前記発熱体の少なくとも一部分が前記混合チャンバーの上流にも下流にもない、エアロゾル発生システム。
【請求項１３】
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であって、前記カートリッジが、
ニコチン供与源を包含する第一の区画と、
酸供与源を包含する第二の区画と、
前記ニコチン供与源からのニコチンおよび前記酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーと、
前記混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体と、を備え、
使用時に、前記発熱体の少なくとも一部分が、前記混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成される、カートリッジ。
【請求項１４】
エアロゾル発生システムであって、
前記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であって、前記カートリッジが、
ニコチン供与源を包含する第一の区画と、
酸供与源を包含する第二の区画と、
前記ニコチン供与源からのニコチンおよび前記酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーと、
エアロゾル発生装置であって、発熱体およびハウジングを備える、エアロゾル発生装置と、を備え、
使用時に、前記カートリッジの少なくとも一部分が前記ハウジングを係合し、前記発熱体の少なくとも一部分が前記混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成される、エアロゾル発生システム。
【請求項１５】
エアロゾル発生システム内でのエアロゾル発生のための方法であって、前記エアロゾル発生システムが、
前記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であって、前記カートリッジが、
ニコチン供与源を包含する第一の区画と、
酸供与源を包含する第二の区画と、
前記ニコチン供与源からのニコチンおよび前記酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーと、を備える、カートリッジと、
ヒーターと、
ハウジングを備えるエアロゾル発生装置であって、使用時に、前記ハウジングが前記カートリッジの少なくとも一部分を係合する、エアロゾル発生装置と、を備え、
前記ヒーターが、第一の部分および第二の部分を含み、前記方法が、前記ヒーターの第一の部分が前記第一の区画または前記第二の区画、または前記第一の区画および前記第二の区画の両方を加熱し、前記ヒーターの第二の部分が前記混合チャンバーを加熱するように前記ヒーターに電力を供給することを含み、
前記ヒーターが、第一の発熱体および第二の発熱体を含み、前記方法が、前記第一の発熱体が前記第一の区画または前記第二の区画、または前記第一の区画および前記第二の区画の両方を加熱するように前記第一の発熱体に電力を供給することと、前記第二の発熱体が前記混合チャンバーを加熱するように前記第二の発熱体に電力を供給することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、エアロゾル発生システム、およびエアロゾル発生のための方法に関する。特に、本発明は、ニコチンを含むエアロゾルｉｎ  ｓｉｔｕ発生用のエアロゾル発生システムで使用するためのニコチン供与源および酸供与源を備えたカートリッジ、およびこうしたカートリッジを備えたエアロゾル発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ニコチン供与源および揮発性送達促進化合物供与源を備える、ニコチンをユーザーに送達するための装置が公知である。例えば、国際特許公開公報第２００８／１２１６１０Ａ１号は、ニコチンおよび揮発性酸が気相で相互に反応して、ユーザーによって吸入されるエアロゾルを形成する装置を開示している。
【０００３】
しかし、こうした装置では、ユーザーに送達されるエアロゾルは、ある割合の未反応のニコチンおよびある割合の未反応の酸を包含する。ユーザーに送達されるエアロゾルを改善しうる、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、またはこうしたカートリッジを備えるエアロゾル発生システムを提供することが本発明の目的である。特に、本発明の目的は、ユーザーに送達されるエアロゾル中の未反応のニコチンの割合を減少させることである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第一の態様によると、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が提供される。カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画を備え、第一の空気吸込み口は第一の空気出口の上流にある。第一の区画は、ニコチン供与源を包含する。カートリッジは、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画を備え、第二の空気吸込み口は第二の空気出口の上流にある。第二の区画は、酸供与源を包含する。カートリッジは、第一の区画のニコチン供与源からのニコチンと、第二の区画の酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーを備える。混合チャンバーは、第一の区画の第一の空気出口および第二の区画の第二の空気出口の両方の下流にある。カートリッジは、混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体を備え、ここで発熱体の少なくとも一部分は混合チャンバーの上流にも下流にもない。
【０００５】
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「空気吸込み口」という用語は、空気がそれを通して構成要素または構成要素の一部分の中へと引き出されうる一つ以上の開口部を記述するために使用される。
【０００６】
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「空気出口」という用語は、空気がそれを通して構成要素または構成要素の一部分から外へ引き出されうる一つ以上の開口部を記述するために使用される。
【０００７】
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「上流」および「下流」という用語は、使用中にカートリッジまたはエアロゾル発生システムを通して搬送される気流の方向に対する、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の一部分の相対的な位置を記述する。
【０００８】
本発明の第一の態様によると、カートリッジは、混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体を備え、ここで発熱体の少なくとも一部分は混合チャンバーの上流にも下流にもない。有利なことに、この発熱体は、混合チャンバーを加熱して、混合チャンバー内のニコチンと酸との間の反応速度を増大しうる。従って、ユーザーに送達されるエアロゾルは、より少ない未反応のニコチン、またはより少ない未反応の酸、またはより少ない未反応のニコチンかつより少ない未反応の酸を包含しうる、または、より多くのエアロゾルが形成されうる、あるいは、適切な量の反応ニコチンを送達するエアロゾル発生システムの能力を損なうことなく、混合チャンバーを短くしうる。さらに、発熱体の一部分を混合チャンバーの上流にも下流にもなく提供することは、エアロゾル発生システムのその他の部品が高温になり過ぎることなく、混合チャンバーが望ましい温度に加熱されることを可能にする。
【０００９】
本発明の第一の態様によると、発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバーの上流にも下流にもない。発熱体は、気流の流路内にあってもよい。すなわち、気流は発熱体に接触してもよい。混合チャンバーの上流にも下流にもない発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバー内にあってもよい。発熱体は完全に混合チャンバー内にあってもよい。発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバー内にあってもよい。発熱体は完全に混合チャンバーの外側にあってもよい。
【００１０】
発熱体は、混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度、または摂氏７０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成されうる。
【００１１】
発熱体はサセプタを含みうる。発熱体は電気抵抗性のある発熱体を含みうる。発熱体は赤外線発熱体を含みうる。発熱体は光子供給源を含みうる。
【００１２】
混合チャンバーの少なくとも一部分は、第一の区画と第二の区画との間に位置付けられうる。有利なことに、これは、混合チャンバーを短くすることなくカートリッジを短くすることを可能にしうる。
【００１３】
混合チャンバーは、気流の少なくとも一部分の流れ方向を変化させる一つ以上の流れ障害物を含みうる。例えば、混合チャンバーは、気流の少なくとも一部分の流れ方向を逆にする一つ以上の流れ障害物を含みうる。混合チャンバーは、気流の少なくとも一部分を加速または減速させる一つ以上の流れ障害物を含んでもよい。混合チャンバーは、複数の流れ障害物を含んでもよい。複数の流れ障害物は、気流の少なくとも一部分を加速した後に減速する、または減速した後に加速しうる。一つ以上の流れ障害物は、混合チャンバーの一つ以上の壁によって少なくとも部分的に画定されうる。
【００１４】
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「流れ障害物」という用語は、気流の少なくとも一部分に接触し、それによって気流の少なくとも一部分の流れ方向、または流れ速度、または流れ方向および流れ速度の両方を変化させる障害物または制限を記述するために使用される。
【００１５】
発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバーに隣接して、または混合チャンバー内に位置付けられてもよい。発熱体全体が、混合チャンバーに隣接して、または混合チャンバー内に位置付けられてもよい。
【００１６】
発熱体は、電気抵抗性のあるワイヤコイルであってもよく、ワイヤコイルの少なくとも一部分は、混合チャンバーの少なくとも一部分の周りに位置付けられてもよい。
【００１７】
発熱体の第一の部分は、第一の区画または第二の区画、または第一の区画および第二の区画の両方を加熱するように構成されてもよく、発熱体の第二の部分は、混合チャンバーを加熱するように構成されてもよい。
【００１８】
発熱体の第一の部分は、第一の区画または第二の区画、または第一の区画および第二の区画の両方に隣接して位置付けられてもよく、発熱体の第二の部分は、混合チャンバーに隣接して、または混合チャンバー内に位置付けられてもよい。
【００１９】
使用時に、第一の区画の温度または第二の区画の温度、または第一の区画の温度および第二の区画の温度の両方は、摂氏２５０度を超えない場合があり、好ましくは摂氏２００度を超えない場合があり、より好ましくは摂氏１５０度を超えない場合がある。
【００２０】
使用時に、発熱体は、第一の区画の温度または第二の区画の温度、または第一の区画の温度および第二の区画の温度の両方が、摂氏２５０度を超えることなく、好ましくは摂氏２００度を超えることなく、より好ましくは摂氏１５０度を超えることなく、混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度、または摂氏７０度〜摂氏８０度に加熱するように構成されうる。
【００２１】
本発明の第二の態様によると、本発明の第一の態様によるカートリッジとエアロゾル発生装置とを備えるエアロゾル発生システムが提供される。エアロゾル発生装置は、電源と、カートリッジがエアロゾル発生装置と係合した時に発熱体に電力を供給する電源とを備える。
【００２２】
カートリッジは、発熱体に接続されたカートリッジ電気接点を備えてもよく、エアロゾル発生装置は、電源に接続された装置電気接点を含んでもよい。カートリッジがエアロゾル発生装置と係合した時、カートリッジ電気接点が装置電気接点と接触し、したがって電源が発熱体に接続されうる。
【００２３】
エアロゾル発生装置は、第二の発熱体を備えてもよく、第二の発熱体の少なくとも一部分は、第一の区画または第二の区画、または第一の区画および第二の区画の両方を加熱するように構成される。エアロゾル発生装置の電源は、第二の発熱体に電力を供給しうる。
【００２４】
本発明の第三の態様によると、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を備えるエアロゾル発生システムが提供される。カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画を備え、第一の空気吸込み口は第一の空気出口の上流にある。第一の区画は、ニコチン供与源を包含する。カートリッジは、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画を備え、第二の空気吸込み口は第二の空気出口の上流にある。第二の区画は、酸供与源を包含する。カートリッジは、ニコチン供与源からのニコチンと酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーを備え、混合チャンバーは、第一の区画の第一の空気出口および第二の区画の第二の空気出口の両方の下流にある。エアロゾル発生システムは、混合チャンバーおよびエアロゾル発生装置を加熱するように構成された発熱体を備える。エアロゾル発生装置は、ハウジングおよび電源を備える。電源は、発熱体に電力を供給するように構成される。使用時に、カートリッジの少なくとも一部分はハウジングを係合し、発熱体の少なくとも一部分は混合チャンバーの上流にも下流にもない。
【００２５】
本発明の第三の態様によると、発熱体はカートリッジ内またはエアロゾル発生装置内に提供されうる。
【００２６】
ハウジングは、カートリッジの少なくとも一部分を受けるためのくぼみを画定しうる。使用時に、カートリッジの少なくとも一部分は、ハウジングによって画定されるくぼみ内に受けられうる。
【００２７】
本発明の第四の態様によると、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が提供されており、カートリッジは、ニコチン供与源を含む第一の区画と、酸供与源を含む第二の区画と、ニコチン供与源からのニコチンと酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーと、混合チャンバーを加熱するように構成された発熱体とを備える。使用時に、発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度の温度、または摂氏７０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成される。
【００２８】
本発明の第五の態様によると、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を備えるエアロゾル発生システムが提供される。カートリッジは、ニコチン供与源を包含する第一の区画と、酸供与源を包含する第二の区画と、ニコチン供与源からのニコチンと酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーとを備える。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置を備える。エアロゾル発生装置は、発熱体およびハウジングを備え、ハウジングはカートリッジの少なくとも一部分を受けるためのくぼみを画定し、使用時に、カートリッジの少なくとも一部分はハウジングを係合し、発熱体の少なくとも一部分は、混合チャンバーを摂氏６０度〜摂氏８０度、または摂氏７０度〜摂氏８０度の温度に加熱するように構成される。
【００２９】
ハウジングは、カートリッジの少なくとも一部分を受けるためのくぼみを画定しうる。使用時に、カートリッジの少なくとも一部分は、ハウジングによって画定されるくぼみ内に受けられうる。
【００３０】
本発明の第六の態様によると、エアロゾル発生システム内のエアロゾル形成を改善するための方法が提供される。エアロゾル発生システムは、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を備える。カートリッジは、ニコチン供与源を包含する第一の区画と、酸供与源を包含する第二の区画と、ニコチン供与源からのニコチンと酸供与源からの酸を気流と混合してエアロゾルを形成するための混合チャンバーとを備える。エアロゾル発生システムは、ヒーターおよびエアロゾル発生装置をさらに備える。エアロゾル発生装置はハウジングを備える。使用時に、エアロゾル発生装置のハウジングは、カートリッジの少なくとも一部分を係合する。
【００３１】
ヒーターは、第一の部分および第二の部分を含みうる。ヒーターが第一の部分および第二の部分を含む場合、方法は、ヒーターの第一の部分が第一の区画または第二の区画、または第一の区画および第二の区画の両方を加熱し、ヒーターの第二の部分が混合チャンバーを加熱するようにヒーターに電力を供給することを含む。ヒーターは、第一の発熱体および第二の発熱体を含みうる。ヒーターが第一の発熱体および第二の発熱体を備える場合、方法は、第一の発熱体が第一の区画または第二の区画、または第一の区画および第二の区画の両方を加熱するように第一の発熱体に電力を供給することと、第二の発熱体が混合チャンバーを加熱するように第二の発熱体に電力を供給することとを含む。
【００３２】
本発明の第四、第五および第六の態様のいずれかによると、カートリッジは、第一の区画および第二の区画を備える。第一の区画は、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有してもよく、第一の空気吸込み口は第一の空気出口の上流にある。第二の区画は、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有してもよく、第二の空気吸込み口は第二の空気出口の上流にある。混合チャンバーは、第一の空気出口および第二の空気出口の下流にあってもよい。
【００３３】
カートリッジは任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。適切な材料としては、アルミニウム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）など）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、および修飾ＬＣＰ（黒鉛またはガラス繊維を含むＬＣＰなど）が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３４】
カートリッジは、約２０ミリメートル〜約６０ミリメートルの長さを有してもよく、約３０ミリメートル〜約５０ミリメートルの長さを有することが好ましく、約３５ミリメートル〜約４５ミリメートルの長さを有することがより好ましい。
【００３５】
カートリッジは、約５ミリメートル〜約１０ミリメートルの直径を有してもよく、約６ミリメートル〜約９ミリメートルの直径を有することが好ましく、約７ミリメートル〜約８ミリメートルの直径を有することがより好ましい。
【００３６】
カートリッジは、カートリッジの上流端を横切って延びるシールをさらに備えうる。シールは、シールの周辺部の周りにカートリッジに固定されてもよい。シールは、第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口を密封しうる。シールは、接着剤および超音波溶接などの溶接のうちの少なくとも一つによってカートリッジに固定されうる。シールは、シート材料から形成されうる。シート材料は、高分子フィルムおよび金属箔のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００３７】
シールは、エアロゾル発生装置上の穿孔要素によって穿孔されるように構成される壊れやすいシールとしうる。
【００３８】
シールは、カートリッジ組立品を使用する前にユーザーによって取り外されるように構成された取り外し可能なシールとしうる。取り外し可能なシールは、ユーザーによるシールの取り外しを容易にするためのプルタブを備えうる。
【００３９】
第一の空気出口は、単一の第一の空気出口開口部を含んでもよく、または第一の空気出口は、複数の第一の空気出口開口部を含んでもよく、第一の空気出口開口部それぞれは、第一の区画の下流端と流体連通する。第一の空気出口の合計流れ面積は、一つ以上の第一の空気出口開口部の流れ面積の合計である。
【００４０】
第二の空気出口は、単一の第二の空気出口開口部を含んでもよく、または第二の空気出口は、複数の第二の空気出口開口部を含んでもよく、第二の空気出口開口部それぞれは、第二の区画の下流端と流体連通する。第二の空気出口の合計流れ面積は、一つ以上の第二の空気出口開口部の流れ面積の合計である。
【００４１】
第一の空気出口の合計流れ面積は、第二の空気出口の合計流れ面積と、同一であっても、または異なってもよい。第一の空気出口の合計流れ面積は、第二の空気出口の合計流れ面積と異なってもよい。異なる合計流れ面積は、第一の区画および第二の区画のそれぞれを通して異なる流量の空気を提供するように選択されうる。第一の区画および第二の区画を通して異なる流量を提供することは、同一の温度における、第一の区画のニコチン供与源における第一の揮発性化合物の蒸気圧と、第二の区画の酸供給源における第二の揮発性化合物の蒸気圧との間の差の原因となる。第一の揮発性化合物および第二の揮発性化合物が相互に化学反応を受けて、ユーザーへ送達するための反応生成物を形成する場合、第一の区画および第二の区画を通して異なる流量を提供することは、カートリッジの下流における第一の揮発性化合物と第二の揮発性化合物との間の望ましい反応化学量論を提供しうる。
【００４２】
第一の空気出口および第二の空気出口に関して本明細書に記述される特徴は、第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口にも等しく適用されうる。すなわち、第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口のそれぞれは、一つ以上の空気吸込み口開口部を含みうる。第一の空気吸込み口の合計流れ面積は、第二の空気吸込み口の合計流れ面積と同一であってもよい。第一の空気吸込み口の合計流れ面積は、第二の空気吸込み口の合計流れ面積と異なってもよい。
【００４３】
本発明のいずれかの態様によると、ニコチン供与源は、約１ミリグラム〜約５０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含んでもよい。ニコチン供与源は、約１ミリグラム〜約４０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含んでもよい。ニコチン供与源は、約３ミリグラム〜約３０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことが好ましい。ニコチン供与源は、約６ミリグラム〜約２０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことがより好ましい。ニコチン供与源は、約８ミリグラム〜約１８ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことが最も好ましい。
【００４４】
第一の担体材料がニコチン塩基またはニコチン塩で含浸される場合、本明細書で列挙したニコチンの量は、それぞれニコチン塩基の量またはイオン化されたニコチンの量である。
【００４５】
第一の担体材料は、水性溶媒または非水性溶媒中の液体ニコチンまたはニコチン溶液で含浸されてもよい。
【００４６】
第一の担体材料は、天然ニコチンまたは合成ニコチンで含浸されてもよい。
【００４７】
酸供与源を含む本発明の態様のいずれかによると、酸供与源は、有機酸または無機酸を含みうる。
【００４８】
酸供与源は有機酸を含んでもよく、カルボン酸を含むことがより好ましく、アルファケト酸もしくは２−オキソ酸または乳酸を含むことが最も好ましい。
【００４９】
有利なことに、酸供与源は、３−メチル−２−オキソペンタン酸、ピルビン酸、２−オキソペンタン酸、４−メチル−２−オキソペンタン酸、３−メチル−２−オキソブタン酸、２−オキソオクタン酸、乳酸、およびこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を含みうる。有利なことに、酸供与源は乳酸またはピルビン酸を含みうる。より有利なことに、酸供与源は乳酸を含みうる。
【００５０】
有利なことに、酸供与源は、酸で含浸された第二の担体材料を含みうる。
【００５１】
第一の担体材料および第二の担体材料は同じであってもよく、または異なっていてもよい。
【００５２】
有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料の一方または両方は、約０．１グラム／立方センチメートル〜約０．３グラム／立方センチメートルの密度を有しうる。
【００５３】
有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料の一方または両方は、約１５パーセント〜約５５パーセントの空隙率を有しうる。
【００５４】
第一の担体材料および第二の担体材料の一方または両方は、ガラス、セルロース、セラミック、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタラート）（ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）およびＢＡＲＥＸ（登録商標）のうちの一つ以上を含んでもよい。
【００５５】
第一の担体材料は、ニコチン用の貯蔵部として作用しうる。
【００５６】
有利なことに、第一の担体材料は、ニコチンに対して化学的に不活性でありうる。
【００５７】
第一の担体材料は、任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第一の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。
【００５８】
有利なことに、第一の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジの第一の区画の形状およびサイズと類似しうる。
【００５９】
第一の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第一の担体材料が望ましい量のニコチンで含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００６０】
有利なことに、カートリッジの第一の区画は風味剤をさらに含んでもよい。適切な風味剤としては、メントールが挙げられるが、これに限定されない。
【００６１】
有利なことに、第一の担体材料は、約３ミリグラム〜約１２ミリグラムの風味剤で含浸されてもよい。
【００６２】
第二の担体材料は、酸用の貯蔵部として作用しうる。
【００６３】
有利なことに、第二の担体材料は、酸に対して化学的に不活性でありうる。
【００６４】
第二の担体材料は、任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第二の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。
【００６５】
有利なことに、第二の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジの第二の区画の形状およびサイズと類似しうる。
【００６６】
第二の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第二の担体材料が望ましい量の酸で含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００６７】
有利なことに、酸供与源は、約２ミリグラム〜約６０ミリグラム、好ましくは約５ミリグラム〜約５０ミリグラム、より好ましくは約８ミリグラム〜約４０ミリグラム、最も好ましくは約１０ミリグラム〜約３０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源でありうる。
【００６８】
カートリッジの第一の区画の形状および寸法は、望ましい量のニコチンがカートリッジ内に包含されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００６９】
カートリッジの第二の区画の形状および寸法は、望ましい量の酸がカートリッジ内に包含されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００７０】
適切な反応化学量論を達成するために必要なニコチンと酸の比は、第二の区画の容積と相対的に第一の区画の容積の変動を通して制御し、かつバランスを取ってもよい。
【００７１】
第一の区画および第二の区画を備える本発明のいずれかの態様によると、カートリッジの第一の区画は一つ以上の耐ニコチン性材料で被覆されてもよく、カートリッジの第二の区画は一つ以上の耐酸性材料で被覆されてもよい。有利なことに、これはカートリッジの貯蔵寿命を延長しうる。
【００７２】
適切な耐ニコチン性材料および耐酸性材料の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７３】
電気抵抗性のある発熱体を備える本発明の任意の態様によると、電気抵抗性のある発熱体は、電気抵抗性のある材料を含むことが好ましい。適切な電気抵抗性の材料には、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（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製・金属材料製の複合材料が挙げられるが、これに限定されない。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挙げられる。適切な金属合金の例には、ステンレス鋼、ニッケル含有、コバルト含有、クロミウム含有、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、ならびにニッケル、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挙げられる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（１９９９  Ｂｒｏａｄｗａｙ  Ｓｕｉｔｅ  ４３００，Ｄｅｎｖｅｒ  Ｃｏｌｏｒａｄｏ）の登録商標である。複合材料において、電気抵抗性材料は、必要とされるエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的特性に応じて随意に、断熱材料内に包埋、断熱材料内に封入、もしくは断熱材料で被覆されてもよく、またはその逆も可である。発熱体は、二層の不活性材料の間で絶縁された、金属製でエッチング加工が施された箔を含んでもよい。その場合、不活性材料はＫａｐｔｏｎ（登録商標）、全層ポリイミドまたはマイカ箔を含んでもよい。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）は、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（１００７  Ｍａｒｋｅｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ  １９８９８，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）の登録商標である。
【００７４】
サセプタは、一つ以上のサセプタ材料から部分的に、または完全に形成されうる。サセプタ材料には、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、ニッケル、ニッケル含有化合物、チタン、および金属材料の複合体が挙げられるが、これに限定されない。好ましいサセプタ材料は、金属、金属合金または炭素を含む。有利なことに、サセプタ材料は、強磁性材料、例えばフェライト鉄、強磁性鋼またはステンレス鋼などの強磁性合金、強磁性粒子、およびフェライトを含みうる。サセプタ材料はアルミニウムであってもよく、またはアルミニウムを含んでもよい。サセプタ材料は、５％超の強磁性材料もしくは常磁性材料を含むことが好ましく、２０％超の強磁性材料もしくは常磁性材料を含むことが好ましく、５０％超または９０％超の強磁性材料もしくは常磁性材料を含むことがより好ましい。
【００７５】
エアロゾル発生装置またはカートリッジは、有利なことに、使用時に、部分的に、または完全にサセプタを囲む誘導ヒーターを備えてもよい。使用時に、誘導ヒーターはサセプタを誘導加熱する。
【００７６】
エアロゾル発生装置またはカートリッジは、サセプタの少なくとも一部分の周りに配置されたインダクタコイルを含みうる。使用時に、電源およびインダクタコイルに接続されたコントローラは、インダクタコイルが交番磁界を発生してサセプタを加熱するように、インダクタコイルに交流電流を提供しうる。
【００７７】
エアロゾル発生装置のハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含みうる。ハウジングのための適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つ以上を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に適切な熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。ハウジングのための材料は軽く、かつ脆くないことが好ましい。
【００７８】
エアロゾル発生装置は携帯型であってもよい。エアロゾル発生装置は、喫煙装置であってもよく、従来型の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有してもよい。喫煙装置の全長は、およそ３０ｍｍ〜およそ１５０ｍｍである場合がある。喫煙装置の外径は、およそ５ｍｍ〜およそ３０ｍｍである場合がある。
【００７９】
本発明の一つの態様に関連して説明した特徴は、本発明の別の態様に適用されうる。特に、本発明の第一の態様に関して説明した特徴は、本発明の第二の態様、第三の態様、第四の態様、第五の態様および第六の態様に適用されてもよい。例えば、本発明の第一の態様のカートリッジの発熱体に関連する特徴は、本発明の第二の態様、第三の態様、第四の態様、第五および第六の態様のカートリッジまたはエアロゾル発生システムの発熱体に適用されうる。
【００８０】
本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、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の概略図である。
【図２】図２は、エアロゾル発生装置の概略図である。
【図３】図３は、エアロゾル発生システムの概略図である。
【図４】図４は、エアロゾル発生システムで使用するための別のカートリッジの概略図である。
【図５】図５は、別のエアロゾル発生システムの概略図である。
【図６】図６は、エアロゾル発生システムで使用するための別のカートリッジの概略図である。
【図７】図７は、別のエアロゾル発生システムの概略図である。
【図８】図８は、別のエアロゾル発生システムの概略図である。
【図９】図９は、エアロゾル発生システムで使用するための別のカートリッジの概略図である。
【図１０】図１０は、別のエアロゾル発生装置の概略図である。
【図１１】図１１は、別のエアロゾル発生システムの概略図である。
【００８２】
図１は、第一の実施形態によ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の概略図である。カートリッジ１００は、第一の空気吸込み口１０４および第一の空気出口１０６を有する第一の区画１０２を備える。第一の区画１０２は、ニコチンとメントールとが含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源１０８を包含する。カートリッジ１００は、第二の空気吸込み口１１２および第二の空気出口１１４を有する第二の区画１１０をさらに備える。第二の区画１１０は、乳酸が含浸された第二の担体材料を含む、酸供与源１１６を包含する。カートリッジ１００は、カートリッジ係合部分１１９、１２１、混合チャンバー１２０およびカートリッジ出口１２３を画定するカートリッジハウジング本体１１８をさらに備える。混合チャンバー１２０は、第一の区画空気出口１０６および第二の区画空気出口１１４とカートリッジ出口１２３との間に位置付けられる。カートリッジ１００は、第一のキャップ開口部１３２および第二のキャップ開口部１３４を備えたキャップ１３０をさらに備える。キャップ１３０は、第一の区画空気吸込み口１０４および第二の区画吸込み口１１２の上流に位置付けられる。
【００８３】
カートリッジ１００は、第一の発熱体１２２、第二の発熱体１２４、第三の発熱体１２６、および第四の発熱体１２８をさらに備える。第一の発熱体１２２は第一の区画１０２に隣接し、使用時にニコチン供与源１０８を加熱してニコチン化合物を揮発させる。第二の発熱体１２４は第二の区画１１０に隣接し、使用時に酸供与源１１６を加熱して酸性化合物を揮発させる。第三の発熱体１２６および第四の発熱体１２８は、混合チャンバー１２０に隣接している。使用時に、第三の発熱体１２６および第四の発熱体１２８は、混合チャンバーを加熱する。第一の発熱体、第二の発熱体、第三の発熱体、および第四の発熱体はすべてサセプタであるが、カートリッジ１００は、これらの発熱体の一つ以上が電源への接続を有する電気抵抗性のある発熱体である場合とほぼ同様に機能する。
【００８４】
図２は、エアロゾル発生装置の概略図である。エアロゾル発生装置２００は、図１に示すカートリッジ１００と互換性がある。エアロゾル発生装置２００は、くぼみ２０４と、第一の装置係合部分２０６と、第二の装置係合部分２０８とを画定する装置ハウジング２０２を備える。エアロゾル発生装置は、コントローラ２１２に接続された電源２１０をさらに備える。この実施形態では、電源はリチウムイオン電池であるが、任意の適切な電源が使用されうる。エアロゾル発生装置２００は、くぼみ２０４の一部分の周りに配置されたインダクタコイル２１４をさらに備える。インダクタコイル２１４は、コントローラ２１２に接続される。コントローラ２１２は、電源２１０からインダクタコイル２１４への電力供給を制御するように構成される。エアロゾル発生装置は、第一の空気吸込み口２１６および第二の空気吸込み口２１８をさらに備える。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置内の気流通路を通る気流を検出するように構成された流れセンサー（図示せず）をさらに備える。流れセンサーはコントローラ２１２に接続される。
【００８５】
使用時に、電源２１０およびインダクタコイル２１４に接続されたコントローラ２１２は、インダクタコイル２１４が交番磁界を発生させるように、インダクタコイル２１４に交流電流を提供する。
【００８６】
図３は、図２のエアロゾル発生装置と係合した図１のカートリッジを備えるエアロゾル発生システムである。カートリッジ１００は、エアロゾル発生装置のくぼみ２０４内に受けられ、第一の装置係合部分２０６および第二の係合装置部分２０８は、第一のカートリッジ係合部分１１９および第二のカートリッジ係合部分１２１をそれぞれ係合し、カートリッジを適所に固定する。
【００８７】
エアロゾル発生システム３００は、マウスピース（図示せず）をさらに備える。マウスピースの一部分は、カートリッジの一部分を囲む。マウスピースは、装置ハウジング２０２を係合し、マウスピースを適所に固定する。
【００８８】
使用時に、エアロゾル発生システムの動作は以下の通りである。ユーザーがマウスピースの下流端を吸う。この動作は、装置の第一の空気吸込み口２１６および装置の第二の空気吸込み口２１８を通して空気を引き出す。エアロゾル発生装置２００の流れセンサーは、ユーザーが吸煙していることを示す、装置を通した気流の変化を検出する。コントローラ２１２は、装置を通る気流の検出された変化に応答して、電源２１０からインダクタコイル２１４へ供給される電力をゼロから動作電力まで増大させる。電源２１０は、インダクタコイル２１４が交番磁界を生成するように、交流電流をインダクタコイル２１４に提供する。
【００８９】
交番磁界はサセプタ発熱体１２２、１２４、１２６、１２８内に渦電流を発生させ、その結果これらが加熱される。さらなる加熱がサセプタ内の磁気ヒステリシス損失により提供される。この実施形態では、サセプタは、摂氏約１００度〜摂氏約２００度の温度で動作する。サセプタは、第一の区画１０２および第二の区画１１０を摂氏約８０度〜摂氏約１５０度の温度に加熱する。サセプタは、混合チャンバー１２０を摂氏約６０度〜摂氏約８０度の温度に加熱する。発熱体は、ニコチン供与源１０８および酸供与源１１６を加熱して、ニコチン化合物および酸化合物を揮発させる。
【００９０】
装置の第一の空気吸込み口２１６を通る気流は、第一のキャップ開口部１３２を通って流れ、次に第一の区画１０２の第一の空気吸込み口１０４を通って流れる。この気流は、隣接する発熱体１２２によって加熱されたニコチン供与源１０８からの揮発ニコチン化合物を混入する。気流および混入された揮発ニコチン化合物は、第一の区画１０２の第一の空気出口１０６を通って第一の区画１０２を出て、混合チャンバー１２０内へと入る。
【００９１】
一方、装置の第二の空気吸込み口２１８を通る気流は、第二のキャップ開口部１３４を通って流れ、次に第二の区画１１０の第二の空気吸込み口１１２を通って流れる。この気流は、隣接する発熱体１２４によって加熱された酸供与源１１６からの揮発酸化合物を混入する。気流および混入された揮発酸化合物は、第二の区画１１０の第二の空気出口１１４を通って第二の区画１１０を出て、混合チャンバー１２０内へと入る。
【００９２】
混入されたニコチン化合物は、混合チャンバー１２０内で、混入された酸化合物と混合する。混合チャンバー１２０は、発熱体１２６、１２８によって加熱される。ニコチン化合物は、混合チャンバー１２０内の酸化合物と反応して、カートリッジ出口１２３を通ってカートリッジ１００を出る、反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルを形成する。反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルは、次にマウスピースによって画定されたくぼみを通って流れ、ユーザーに送達される。
【００９３】
図４は、第二の実施形態によ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の概略図である。カートリッジ４００は、第一の空気吸込み口４０４および第一の空気出口４０６を有する第一の区画４０２を備える。第一の区画４０２もまた、ニコチン供与源４０８を包含する。カートリッジ４００は、第二の空気吸込み口４１２および第二の空気出口４１４を有する第二の区画４１０をさらに備える。第二の区画４１０もまた、酸供与源４１６を包含する。カートリッジ４００は、カートリッジ係合部分４１９、４２１、混合チャンバー４２０およびカートリッジ出口４２３を画定するカートリッジハウジング本体４１８をさらに備える。混合チャンバー４２０は、第一の区画空気出口４０６および第二の区画空気出口４１４とカートリッジ出口４２３との間に位置付けられる。
【００９４】
カートリッジ４００は、第一の発熱体４２２および第二の発熱体４２４をさらに備える。第一の発熱体４２２は、第一の区画４０２および混合チャンバー４２０に隣接し、使用時に、ニコチン供与源４０８および混合チャンバー４２０を加熱する。第二の発熱体４２４は、第二の区画４１０および混合チャンバー４２０に隣接し、使用時に、酸供与源４１６および混合チャンバー４２０を加熱する。第一の発熱体および第二の発熱体は、アルミニウムから作製されるサセプタであるが、カートリッジ４００は、これらの発熱体の一方または両方が電源への接続を有する電気抵抗性のある発熱体である場合とほぼ同様に機能する。カートリッジ４００は、第一のキャップ開口部４３２および第二のキャップ開口部４３４を備えたキャップ４３０をさらに備える。キャップ４３０は、第一の区画空気吸込み口４０４および第二の区画吸込み口４１２の上流に位置付けられる。カートリッジ４００は、第一の電気接点４３８および第二の電気接点４４０に電気的に接続されたインダクタコイル４３６をさらに備える。カートリッジ４００は、キャップ４３０を通ってカートリッジハウジング本体４１８内へと延びるくぼみ４４２をさらに備える。カートリッジは、カートリッジ本体４１８の外表面上に突出部（図示せず）をさらに備える。
【００９５】
図５は、図４のカートリッジ４００を係合するエアロゾル発生装置５０２を備えるエアロゾル発生システム５００の概略図である。図５は、エアロゾル発生装置５０２と係合したマウスピース５０４を示す。この実施形態では、マウスピース５０４は、ねじ山を介してエアロゾル発生装置５０２を係合するが、スナップ嵌めまたは単純な押し嵌めなどの任意のタイプの接続が使用されてもよい。
【００９６】
エアロゾル発生装置５０２は、くぼみおよび第一の装置係合部分５０８および第二の装置係合部分５１０を画定する装置ハウジング５０６を備える。装置ハウジング５０６はねじ山５１２をさらに画定する。エアロゾル発生装置は電源５１４をさらに備える。電源５１４は、コントローラ５１６に接続される。電源５１４はまた、第一の装置接点５１８および第二の装置接点５２０に接続される。エアロゾル発生装置は、第一の空気吸込み口５２４および第二の空気吸込み口５２６をさらに備える。カートリッジ４００がエアロゾル発生装置５０２と係合した時、エアロゾル発生装置５０２の第一の空気吸込み口５２４は、カートリッジ４００の第一のキャップ開口部４３２と流体連通し、エアロゾル発生装置５０２の第二の空気吸込み口５２６は、カートリッジ４００の第二のキャップ開口部４３４と流体連通する。エアロゾル発生装置５０２は、エアロゾル発生装置５０２の第一の空気吸込み口とカートリッジ４００の第一のキャップ開口部４３２との間の気流通路を通る気流を検出するように構成された流れセンサー（図示せず）をさらに備える。流れセンサーはコントローラ５１６に接続される。エアロゾル発生装置５０２は、電源５１４およびコントローラ５１６の両方に接続された電気抵抗性のある発熱体５２２をさらに備える。コントローラ５１６は、電源５１４から電気抵抗性のある発熱体５２２に、およびカートリッジ４００がエアロゾル発生装置５０２と係合した時にインダクタコイル４３６に供給される電力を制御するように構成される。カートリッジ４００がエアロゾル発生装置５０２と係合した時、装置の発熱体５２２はカートリッジ４００のくぼみ４４２内に位置する。この実施形態では、電気抵抗性のある発熱体５２２は、可撓性の基体上の電気抵抗性のあるトラックである。具体的には、発熱体は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）の二つの層の間に保持された、トラックを形成する金属のエッチングされた箔を備える。エアロゾル発生装置５０２は、カートリッジ本体４１８の外表面上の突出部に対応する窪み（図示せず）をさらに備える。
【００９７】
エアロゾル発生システム５００の動作は以下の通りである。カートリッジ４００は、エアロゾル発生装置５０２によって画定されるくぼみ内に挿入される。カートリッジ本体４１８の外表面の突出部およびエアロゾル発生装置５０２の対応する窪みは、カートリッジ４００がエアロゾル発生装置５０２を一方向にのみ係合できることを確実にするよう協働する。これにより、エアロゾル発生装置の発熱体５２２を確実にカートリッジ４００のくぼみ４４２内に迅速かつ簡単に位置させうる。カートリッジ４００の第一の係合部分４１９および第二の係合部分４２１は、エアロゾル発生装置５０２の第一の係合部分５０８および第二の係合部分５１０とそれぞれ係合する。この係合位置では、カートリッジ４００の第一の電気接点４３８および第二の電気接点４４０は、第一の装置接点５１８および第二の装置接点５２０をそれぞれ係合する。従って、この係合位置では、インダクタコイル４３６は電源５１４に接続される。マウスピース５０４は次に、エアロゾル発生装置５０２のねじ山５１２と係合する。
【００９８】
ユーザーがマウスピース５０４の下流端を吸う。この動作は、エアロゾル発生装置５０２の第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口を通して空気を引き出す。エアロゾル発生装置５０２の流れセンサーは、ユーザーが吸煙していることを示す、装置を通した気流の変化を検出する。コントローラ５１６は、電源５１４からインダクタコイル４３６へ供給される電力を、ゼロからインダクタコイル動作電力に、および発熱体５２２へ供給される電力を、ゼロから発熱体の動作電力に増大する。電源５１４は、インダクタコイル４３６が交番磁界を生成するように、交流電流をインダクタコイル４３６に提供する。
【００９９】
交番磁界はサセプタ発熱体４２２、４２４内に渦電流を発生させ、その結果これらが加熱される。さらなる加熱がサセプタ内の磁気ヒステリシス損失により提供される。発熱体４２２、４２４は、第一の区画４０２および第二の区画４１０を摂氏約８０度〜摂氏約１５０度の温度に加熱する。これは、ニコチン供与源４０８および酸供与源４１６を加熱して、ニコチン化合物および酸化合物を揮発させる。
【０１００】
装置の第一の空気吸込み口５２４を通る気流は、第一のキャップ開口部４３２を通って流れ、次に第一の区画１０２の第一の空気吸込み口４０４を通って流れる。この気流は、隣接したサセプタ発熱体４２２および電気抵抗性のある発熱体５２２によって加熱されたニコチン供与源４０８からの揮発ニコチン化合物を混入する。気流および混入されたニコチン化合物は、第一の区画４０２の第一の空気出口４０６を通って第一の区画４０２を出て、混合チャンバー４２０内へと入る。
【０１０１】
一方、装置の第二の空気吸込み口５２６を通る気流は、第二のキャップ開口部４３４を通って流れ、次に第二の区画４１０の第二の空気吸込み口４１２を通って流れる。この気流は、隣接したサセプタ発熱体４２４および電気抵抗性のある発熱体５２２によって加熱された酸供与源４０８からの揮発酸化合物を混入する。気流および混入された酸化合物は、第二の区画４１０の第二の空気出口４１４を通って第二の区画４１０を出て、混合チャンバー４２０内へと入る。
【０１０２】
混入されたニコチン化合物は、混合チャンバー４２０内で、混入された酸化合物と混合する。混合チャンバー４２０は、発熱体４２２、４２４によって、摂氏約６０度〜摂氏約８０度の温度に加熱される。ニコチン化合物は、混合チャンバー４２０内の酸化合物と反応して、カートリッジ出口４２３を通ってカートリッジ４００を出る、反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルを形成する。反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルは、次にマウスピース５０４の下流端を通って流れ、ユーザーに送達される。
【０１０３】
図６は、第三の実施形態によ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の概略図である。カートリッジ６００は、第一の空気吸込み口６０４および第一の空気出口６０６を有する第一の区画６０２を備える。第一の区画６０２は、ニコチン供与源６０８を包含する。カートリッジ６００は、第二の空気吸込み口６１２および第二の空気出口６１４を有する第二の区画６１０をさらに備える。第二の区画６１０は、酸供与源６１６を包含する。カートリッジ６００は、混合チャンバー６２０およびカートリッジ出口６２３を画定するカートリッジハウジング本体６１８をさらに備える。混合チャンバー６２０は、第一の区画空気出口６０６および第二の区画空気出口６１４とカートリッジ出口６２３との間に位置付けられる。カートリッジ６００は、第一のキャップ開口部６３２および第二のキャップ開口部６３４を備えたキャップ６３０をさらに備える。キャップ６３０はねじ山６３６を画定する。キャップ６３０は、第一の区画空気吸込み口６０４および第二の区画吸込み口６１２の上流に位置付けられる。
【０１０４】
カートリッジ６００は、第一の発熱体６２２および第二の発熱体６２４をさらに備える。第一の発熱体６２２は、第一の区画６０２内に位置する。使用時に、第一の発熱体６２２は、ニコチン供与源６０８および混合チャンバー６２０を加熱する。第二の発熱体６２４は、第二の区画６１０内に位置する。使用時に、第二の発熱体６２４は、酸供与源６１６および混合チャンバー６２０を加熱する。第一の発熱体および第二の発熱体はサセプタであるが、カートリッジ６００は、これらの発熱体のうち一つ以上が電源への接続を有する電気抵抗性のある発熱体である場合とほぼ同様に機能する。
【０１０５】
図６のカートリッジ６００では、混合チャンバー６２０の一部分は、第一の区画６０２と第二の区画６０４との間に位置する。カートリッジ６００は、流れ障害物６３８、６４０をさらに備える。
【０１０６】
図７は、図６のカートリッジ６００を係合するエアロゾル発生装置７０２を備えるエアロゾル発生システム７００の概略図である。
【０１０７】
エアロゾル発生装置７０２は、カートリッジ６００の一部分を受けるためのくぼみを画定する装置ハウジング７０６を備える。装置ハウジング７０６はさらに、カートリッジ６００のねじ山６３６と協働してカートリッジをエアロゾル発生装置７０２と係合させて固定するねじ山７１２を画定する。この実施形態では、カートリッジ６００は、ねじ山を介してエアロゾル発生装置５０２を係合するが、些細な修正では、スナップ嵌めまたは単純な押し嵌めなどの任意のタイプの接続が使用されうる。
【０１０８】
エアロゾル発生装置は電源７１４をさらに備える。電源７１４は、コントローラ７１６に接続される。電源７１４はまた、インダクタコイル７１８に接続される。エアロゾル発生装置は、第一の空気吸込み口７２０および第二の空気吸込み口７２２をさらに備える。カートリッジ６００がエアロゾル発生装置７０２と係合した時、エアロゾル発生装置の第一の空気吸込み口７２０は、カートリッジ６００の第一のキャップ開口部６３２と流体連通し、エアロゾル発生装置７０２の第二の空気吸込み口７２２は、カートリッジ６００の第二のキャップ開口部６３４と流体連通する。エアロゾル発生装置７０２は、エアロゾル発生装置７０２の第一の空気吸込み口７２０とカートリッジ６００の第一のキャップ開口部６３２との間の気流通路を通る気流を検出するように構成された流れセンサー（図示せず）をさらに備える。流れセンサーはコントローラ７１６に接続される。
【０１０９】
エアロゾル発生システム７００の動作は以下の通りである。カートリッジ６００は、エアロゾル発生装置７０２によって画定されるくぼみ内に挿入される。ねじ山６３６は、ねじ山７１２と協働する。
【０１１０】
ユーザーがカートリッジ６００の下流端またはマウスピース部分を吸う。この動作は、エアロゾル発生装置７０２の第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口を通して空気を引き出す。エアロゾル発生装置７０２の流れセンサーは、ユーザーが吸煙していることを示す、装置を通した気流の変化を検出する。コントローラ７１６は、電源７１４からインダクタコイル７１８へ供給される電力を、ゼロからインダクタコイルの動作電力に増大する。電源７１４は、インダクタコイル７１８が交番磁界を生成するように、交流電流をインダクタコイル４３６に提供する。
【０１１１】
交番磁界はサセプタ発熱体６２２、６２４内に渦電流を発生させ、その結果これらが加熱される。さらなる加熱がサセプタ内の磁気ヒステリシス損失により提供される。サセプタは、第一の区画６０２および第二の区画６１０を摂氏約１００度に加熱する。これは、ニコチン供与源６０８および酸供与源６１６を加熱して、ニコチン化合物および酸化合物を揮発させる。
【０１１２】
装置７０２の第一の空気吸込み口７２０を通る気流は、第一のキャップ開口部６３２を通って流れ、次に第一の区画６０２の第一の空気吸込み口６０４を通って流れる。この気流は、サセプタ発熱体６２２によって加熱されたニコチン供与源６０８からの揮発ニコチン化合物を混入する。気流および混入されたニコチン化合物は、第一の区画６０２の第一の空気出口６０６を通って第一の区画６０２を出て、混合チャンバー６２０内へと入る。
【０１１３】
一方、装置７０２の第二の空気吸込み口７２２を通る気流は、第二のキャップ開口部６３４を通って流れ、次に第二の区画６１０の第二の空気吸込み口６１２を通って流れる。この気流は、サセプタ発熱体６２４によって加熱された酸供与源６０８からの揮発酸化合物を混入する。気流および混入された酸化合物は、第二の区画６１０の第二の空気出口６１４を通って第二の区画６１０を出て、混合チャンバー６２０内へと入る。
【０１１４】
混入されたニコチン化合物は、混合チャンバー６２０内で、混入された酸化合物と混合する。混合チャンバー６２０は、発熱体６２２、６２４によって摂氏約７０度の温度に加熱される。気流および混入されたニコチン化合物および酸化合物は、混合チャンバー６２０内の流れ障害物６３８、６４０に接触する。流れ障害物６３８、６４０は、気流の一部分の流れ方向を変えることによって、気流および混入された化合物を混合するのに役立つ。ニコチン化合物は、混合チャンバー６２０内の酸化合物と反応して、カートリッジ出口６２３を通ってカートリッジ６００を出る、反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルを形成する。反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルは、次にカートリッジのマウスピース部分を通って流れ、ユーザーに送達される。
【０１１５】
図８は、カートリッジ８５０を係合するエアロゾル発生装置８０２を備える第四の実施形態によるエアロゾル発生システム８００の概略図である。
【０１１６】
エアロゾル発生装置８０２は、ねじ山８１２を画定する装置ハウジング８０６を備える。エアロゾル発生装置８０２は電源８１４をさらに備える。電源８１４は、コントローラ８１６に接続される。エアロゾル発生装置は、第一の空気吸込み口８１８および第二の空気吸込み口８２０をさらに備える。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置の第一の空気吸込み口とカートリッジの第一のキャップ開口部との間の気流通路を通る気流を検出するように構成された流れセンサー（図示せず）をさらに備える。流れセンサーはコントローラ８１６に接続される。エアロゾル発生装置は、電源８１４およびコントローラ８１６に接続された電気抵抗性のある発熱体８２２をさらに備える。
【０１１７】
カートリッジ８５０は、第一の空気吸込み口８５４および第一の空気出口８５６を有する第一の区画８５２を備える。第一の区画８５２もまた、ニコチン供与源８５８を包含する。カートリッジ８５０は、第二の空気吸込み口８６２および第二の空気出口８６４を有する第二の区画８６０をさらに備える。第二の区画８６０もまた、酸供与源８６６を包含する。カートリッジ８５０は、混合チャンバー８７０、カートリッジ出口８７２およびねじ山８７４を画定する、カートリッジハウジング本体８６８をさらに備える。混合チャンバー８７０は、第一の区画空気出口８５６および第二の区画空気出口８６４とカートリッジ出口８７２との間に位置付けられる。カートリッジ８５０は、第一のキャップ開口部８８２および第二のキャップ開口部８８４を備えたキャップ８８０をさらに備える。キャップ８８０は、第一の区画空気吸込み口８５４および第二の区画吸込み口８６２の上流に位置付けられる。カートリッジ８５０は、キャップ８８０を通ってカートリッジハウジング本体８６８内へと延びるくぼみ８８６をさらに備える。
【０１１８】
カートリッジ８５０がエアロゾル発生装置と係合した時、エアロゾル発生装置の第一の空気吸込み口は、カートリッジ８５０の第一のキャップ開口部８８２と流体連通し、エアロゾル発生装置の第二の空気吸込み口は、カートリッジ８５０の第二のキャップ開口部８８４と流体連通する。カートリッジ８５０がエアロゾル発生装置８０２と係合した時、装置の発熱体８２２はカートリッジ８５０のくぼみ８８６内に位置する。
【０１１９】
エアロゾル発生システム８００の動作は以下の通りである。カートリッジ８５０は、エアロゾル発生装置によって画定されるくぼみ８８６内に挿入される。装置のねじ山８１２は、カートリッジ８５０のねじ山８７４を係合する。
【０１２０】
ユーザーは、カートリッジの下流端に取り外し可能なように取り付けられたマウスピース（図示せず）の下流端を吸う。この動作は、エアロゾル発生装置８０２の第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口を通して空気を引き出す。エアロゾル発生装置８０２の流れセンサーは、ユーザーが吸煙していることを示す、装置を通した気流の変化を検出する。コントローラ８１６は、電源８１４から電気抵抗性のある発熱体８２２へ供給される電力を、ゼロから動作電力に増大する。発熱体８２２の温度はその結果、摂氏約１００度に上昇する。発熱体８２２は、第一の区画および第二の区画を摂氏約８０度に加熱する。これはニコチン供与源８５８および酸供与源８６６を加熱してニコチンおよび酸化合物を揮発させる。
【０１２１】
装置の第一の空気吸込み口を通る気流は、第一のキャップ開口部８８２を通って流れ、次に第一の区画８５２の第一の空気吸込み口８５４を通って流れる。この気流は、発熱体８２２によって加熱されたニコチン供与源８５８からの揮発ニコチン化合物を混入する。気流および混入された揮発ニコチン化合物は、第一の区画８５２の第一の空気出口８５６を通って第一の区画８５２を出て、混合チャンバー８７０内へと入る。
【０１２２】
一方、装置の第二の空気吸込み口を通る気流は、第二のキャップ開口部８８４を通って流れ、次に第二の区画８６０の第二の空気吸込み口８６２を通って流れる。この気流は、発熱体８２２によって加熱された酸供与源８６６からの揮発酸化合物を混入する。気流および混入された揮発酸化合物は、第二の区画８６０の第二の空気出口８６４を通って第二の区画８６０を出て、混合チャンバー８７０内へと入る。
【０１２３】
混入された揮発ニコチン化合物は、混合チャンバー８７０内で、混入された揮発酸化合物と混合する。混合チャンバーは、発熱体８２２によって摂氏約８０度の温度に加熱される。揮発ニコチン化合物は、混合チャンバー８７０内で、揮発酸化合物と反応してエアロゾルを形成し、これはカートリッジ出口８７３を通ってカートリッジ８５０を出る。反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルは、次にマウスピースの下流端を通って流れ、ユーザーに送達される。
【０１２４】
図９は、第五の実施形態によ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の概略図である。カートリッジ９００は、第一の空気吸込み口９０４および第一の空気出口９０６を有する第一の区画９０２を備える。第一の区画９０２もまた、ニコチン供与源９０８を包含する。カートリッジ９００は、第二の空気吸込み口９１２および第二の空気出口９１４を有する第二の区画９１０をさらに備える。第二の区画９１０もまた、酸供与源９１６を包含する。カートリッジ９００は、カートリッジ係合部分９１９、９２１、混合チャンバー９２０およびカートリッジ出口９２３を画定するカートリッジハウジング本体９１８をさらに備える。混合チャンバー９２０は、第一の区画空気出口９０６および第二の区画空気吸込み口９１４とカートリッジ出口９２３との間に位置付けられる。カートリッジ９００は、第一のキャップ開口部９３２および第二のキャップ開口部９３４を備えたキャップ９３０をさらに備える。キャップ９３０は、第一の区画空気吸込み口９０４および第二の区画吸込み口９１２の上流に位置付けられる。
【０１２５】
図１０は、エアロゾル発生装置の概略図である。エアロゾル発生装置１０００は、図９に示すカートリッジ９００と互換性がある。エアロゾル発生装置１０００は、くぼみ１００４と、第一の装置係合部分１００６と、第二の装置係合部分１００８とを画定する装置ハウジング１００２を備える。エアロゾル発生装置は、コントローラ１０１２に接続された電源１０１０をさらに備える。エアロゾル発生装置１０００は、くぼみ１００４の一部分の周りに配置された電気抵抗性のあるコイル１０１４をさらに備える。コイル１０１４は、コントローラ１０１２に接続される。エアロゾル発生装置は、第一の空気吸込み口１０１６および第二の空気吸込み口１０１８をさらに備える。エアロゾル発生装置は、温度センサー（図示せず）と、ユーザーボタン（図示せず）を含むユーザーインターフェースさらに備える。ユーザーインターフェースは、エアロゾル発生装置１０００に関連する情報をユーザーに提示するための画面をさらに備える。
【０１２６】
使用時に、ユーザーはユーザーボタンを押し、コイル１０１４に接続された電源１０１０が、コイル１０１４の温度を上昇させるようにコイル１０１４に電流を提供する。これは、第一の区画９０２および第二の区画９１０を摂氏約８０度〜摂氏約１００度の温度に加熱する。これは、ニコチン供与源９０８および酸供与源９１６を加熱して、ニコチンおよび酸化合物を揮発させる。
【０１２７】
図１１は、図１０のエアロゾル発生装置と係合した図９のカートリッジを備えるエアロゾル発生システムである。カートリッジ９００をエアロゾル発生装置１００２と係合するために、カートリッジ９００は、エアロゾル発生装置１００２のくぼみ１００４内に受けられ、第一の装置係合部分１００６および第二の装置係合部分１００８は、第一の係合するカートリッジ部分９１９および第二の係合するカートリッジ部分９２１をそれぞれ係合する。これにより、カートリッジが適所に固定される。
【０１２８】
カートリッジ９００がエアロゾル発生装置１０００と係合すると、コイル１０１４は、第一の区画９０２、第二の区画９１０、および混合チャンバー９２０の一部分を囲む。
【０１２９】
エアロゾル発生システム１１００は、マウスピース（図示せず）をさらに備える。マウスピースの一部分は、カートリッジの一部分を囲む。マウスピースは、装置ハウジング１００２を係合し、マウスピースを適所に固定する。
【０１３０】
使用時に、エアロゾル発生システムの動作は以下の通りである。ユーザーがマウスピースの下流端を吸う。この動作は、装置の第一の空気吸込み口１０１６および装置の第二の空気吸込み口１０１８を通して空気を引き出す。ユーザーはユーザーボタンを押す。これにより、電源１０１０からコイル１０１４へ供給される電力がゼロから動作電力に増大する。コイル１０１４の温度が上昇し、その結果、第一の区画９０２、第二の区画９１０、および混合チャンバー９２０を加熱する。この混合チャンバーは、摂氏約６０度〜摂氏８０度の温度に加熱される。この実施形態では、システムは連続加熱モードで動作する。これは、コイル１０１４が、感知されたユーザー吸煙に応答するのではなく、動作セッション全体を通して、第一の区画９０２、第二の区画９１０、および混合チャンバー９２０を加熱することを意味する。温度センサーおよび画面は、使用温度に達した時の表示がユーザーに提供されうるように、エアロゾル発生装置１０００に提供される。動作中、コイルは摂氏約２００度で動作する。ヒーターは、起動後、例えば５分間の固定時間の間動作してもよく、またはユーザーが再びユーザーボタンを押すことによって電源１０１０がコイル１０１４に電力を供給することを停止するまで動作してもよい。
【０１３１】
装置の第一の空気吸込み口１０１６を通る気流は、第一のキャップ開口部９３２を通って流れ、次に第一の区画９０２の第一の空気吸込み口９０４を通って流れる。この気流は、隣接する発熱体９２２によって加熱されたニコチン供与源９０８からの揮発ニコチン化合物を混入する。気流および混入された揮発ニコチン化合物は、第一の区画９０２の第一の空気出口９０６を通って第一の区画９０２を出て、混合チャンバー９２０内へと入る。
【０１３２】
一方、装置の第二の空気吸込み口１０１８を通る気流は、第二のキャップ開口部９３４を通って流れ、次に第二の区画９１０の第二の空気吸込み口９１２を通って流れる。この気流は、コイル１０１４によって加熱された酸供与源９０８からの揮発酸化合物を混入する。気流および混入された揮発酸化合物は、第二の区画９１０の第二の空気出口９１４を通って第二の区画９１０を出て、混合チャンバー９２０内へと入る。
【０１３３】
混入された揮発ニコチン化合物は、混合チャンバー９２０内で、混入された揮発酸化合物と混合する。混合チャンバーはコイル１０１４によって加熱される。ニコチン化合物は、混合チャンバー９２０内の酸化合物と反応して、カートリッジ出口９２３を通ってカートリッジ９００を出る、反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルを形成する。反応ニコチンおよび反応酸を包含するエアロゾルは、次にマウスピースによって画定されたくぼみを通って流れ、ユーザーに送達される。
【０１３４】
図は、本発明の特定の実施形態を示す。しかしながら、変更が本発明の範囲内の説明された実施形態に加えられうることは明らかであるべきである。一実施形態に関して説明される特徴は、一つ以上のその他の実施形態にも適用できる場合がある。
【０１３５】
有利なことに、本明細書に記載の実施形態のすべては、混合チャンバーを加熱して、混合チャンバー内のニコチンと酸との間の反応速度の増大を達成するように構成された発熱体を備える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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