(57)【要約】  本発明は、エアロゾル発生システムのためのカートリッジに関連し、カートリッジは、第一のコンデンサー極板（３４Ａ）および第二のコンデンサー極板（３４Ｂ）を有するコンデンサーを含むセンサ（３４Ａ、Ｂ）と、液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）と、気化器とを備え、液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）は、第一のコンデンサー極板（３４Ａ）と第二のコンデンサー極板（３４Ｂ）との間に配置され、液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）の誘電率は、液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の変化に基づいて変化し、センサは、コンデンサーの静電容量を測定するように構成され、測定された静電容量は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の量が測定された静電容量から定めることができるように、液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）に保持された液体エアロゾル形成基体の対応する誘電率に関連する。本発明はさらに、カートリッジを備えるエアロゾル発生システムに関連する。本発明はさらに、それから液体貯蔵部分（３８Ａ、Ｂ）に保持された液体エアロゾル形成基体の容積を定めることができる静電容量を測定するための方法に関連する。【選択図】図２Ａ
2018534913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生システム用のカートリッジであって、前記カートリッジが、
第一のコンデンサー極板および第二のコンデンサー極板を有するコンデンサーを含むセンサと、
液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分であって、前記液体貯蔵部分が、前記第一のコンデンサー極板と前記第二のコンデンサー極板との間に配置され、前記液体貯蔵部分の誘電率が、前記液体貯蔵部分に保持された前記液体エアロゾル形成基体の容積の変化に基づいて変わる、液体貯蔵部分と、
気化器とを備え、
前記センサが、前記コンデンサーの静電容量を測定するように構成され、前記測定された静電容量が、前記液体貯蔵部分に保持された前記液体エアロゾル形成基体の前記容積の量が前記測定された静電容量から定めることができるように、前記液体貯蔵部分に保持された前記液体エアロゾル形成基体の対応する誘電率に関連し、及び、
前記液体貯蔵部分の内部容積の少なくとも１つのセクションが所定の値未満の幅寸法を有し、毛細管力が前記液体貯蔵部分に保持される前記液体エアロゾル形成基体に作用して第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直に前記液体エアロゾル形成基体の度合いを保持する、カートリッジ。
【請求項２】
前記液体貯蔵部分の内部容積の前記幅寸法の所定の値が３ｍｍである、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記液体貯蔵部分が、前記液体エアロゾル形成基体を保持するために少なくとも１つのチャネルを含み、毛細管力が前記チャネルに保持される前記液体エアロゾル形成基体に作用するように前記少なくとも１つのチャネルの１つの幅寸法が所定の値未満であり、それにより、前記第一のコンデンサー極板と前記第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直に前記液体エアロゾル形成基体の前記度合いを保持する、請求項１または２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記液体貯蔵部分が、前記液体貯蔵部分に保持された前記液体エアロゾル形成基体の前記容積に適合する１つ以上の可撓性の壁を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記液体貯蔵部分が毛細管媒体を含み、前記毛細管媒体に前記液体エアロゾル形成基体が保持される、請求項１〜４のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記液体貯蔵部分が、第一の壁および第二の壁を含み、
前記第一のコンデンサー極板が、前記第一の壁に配置され、前記第二のコンデンサー極板が、前記第二の壁に配置される、請求項１〜５のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記第二の壁が、前記第一の壁に対向し、前記第一のコンデンサー極板および前記第二のコンデンサー極板が、平面形状である、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記第一の壁および前記第二の壁が、円筒形の形状であり、前記第二の壁が、前記第一の壁によって画定された前記容積内に位置される、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記第一のコンデンサー極板および前記第二のコンデンサー極板が、円筒形状である、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のカートリッジを有する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が、主要ユニットおよび前記カートリッジを備え、前記カートリッジが、前記主要ユニットと取り外し可能なように結合され、前記主要ユニットが、電源を備え、前記液体貯蔵部分が、前記カートリッジに提供され、前記カートリッジの前記センサが、コントローラおよびメモリーをさらに備え、前記センサの構成要素のそれぞれが、前記主要ユニットおよび前記カートリッジのうちの一方において提供される、エアロゾル発生システム。
【請求項１１】
前記液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の自由な移動が前記第一のコンデンサー極板と前記第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直な液体度合いをもつか否かを定める傾斜センサをさらに含む、請求項１０に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１２】
前記システムが電気的に作動する喫煙システムである、請求項１〜１１のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手持ち式の電気的に作動する喫煙システムなどの、エアロゾル発生システムに関する。特に、本発明は、エアロゾル発生システムで用いられる液体貯蔵部分に関連し、ここにおいて、エアロゾル形成基体は、液体であり、液体貯蔵部分に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル発生システムの１つのタイプは、電気的に作動する喫煙システムである。電池および制御電子回路を備える装置部分と、液体貯蔵部分に保持されるエアロゾル形成基体の供給を備えるカートリッジ部分と、電気的に動作する気化器とから成る、手持ち式の電気的に作動する喫煙システムが周知である。液体貯蔵部分に保持されたエアロゾル形成基体の供給および気化器の両方を備えるカートリッジは、時々「カトマイザー」と呼ばれる。気化器は、一般に、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体に浸された細長い芯の周りに巻かれたヒーターワイヤーコイルを含む。カートリッジ部分は、一般にエアロゾル形成基体の供給および電気的に動作する気化器だけでなく、ユーザーが使用時にエアロゾルを自分の口の中へと引き出すために吸うマウスピースも含む。
【０００３】
エアロゾル形成基体の消費を検知し、液体貯蔵部分に残留するエアロゾル形成基体の量を決定するエアロゾル発生システムを提供することが望ましい。
【０００４】
ＷＯ  ２０１２／０８５２０７  Ａ１号は、エアロゾル形成基体を受けるための電気的に動作するエアロゾル発生システムであって、液体エアロゾル形成基体を保存するための液体貯蔵部分と、液体エアロゾル形成基体を加熱するための少なくとも１つの発熱体を備える電気ヒーターと、電気ヒーターの作動を監視して、監視した作動に基づいて液体貯蔵部分に残留する液体エアロゾル形成基体の量を推定するように構成された電気回路とを備えるシステムを開示している。
【０００５】
例えば、電力および温度の考慮中であっても作動回数、作動時間を計数することによる電気ヒーターの作動の監視は、残留する液体の量の概略的な推定に過ぎない。
【０００６】
残留する液体の定められた容積の正確性を改善するエアロゾル発生システムを提供することが望ましい。その時点までに消費された液体の容積の蓄積を要求せずに残留する液体の量を定めることを可能にするエアロゾル発生システムを提供することがさらに望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、エアロゾル発生システムのためのカートリッジが提供されているが、カートリッジは、第一のコンデンサー極板および第二のコンデンサー極板を有するコンデンサーを含むセンサと、液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分と、気化器とを備え、液体貯蔵部分は、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間に配置され、液体貯蔵部分の誘電率は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の変化に基づいて変化し、センサは、コンデンサーの静電容量を測定するように構成され、測定された静電容量は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の量が測定された静電容量から定めることができるように、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の対応する誘電率に関連する。
【０００８】
本発明はまた、カートリッジを備えるエアロゾル発生システムに関連する。
【０００９】
液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体は、コンデンサーの誘電体の部分を形成する。液体貯蔵部分は、シールされ、また出口を含み、それは液体エアロゾル形成基体が液体貯蔵部分から気化器に流れることを可能にする。カートリッジは、液体貯蔵部分が位置されるハウジングを備えてもよい。
【００１０】
カートリッジは、液体エアロゾル形成基体を気化器に引き出す芯のような毛細管媒体を含むことが好ましい。本発明のカートリッジを備えるエアロゾル発生システムの通常の動作において、液体の引き出しは、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積を減少させる唯一の方法である。毛細管媒体は、ハウジング内で方向付けられうる。
【００１１】
液体エアロゾル形成基体は、気化されて消費されるので、液体貯蔵部分内部の液体エアロゾル形成基体が減少する。液体エアロゾル形成基体の量のこの変化は、コンデンサーの誘電体属性を変え、したがって静電容量の読み取りが変化する。静電容量測定は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の量を定めるために用いられうる。
【００１２】
液体貯蔵部分は、その下に液体エアロゾル形成基体が保存されうる液体貯蔵部分の表面に相当する１つ以上の壁を備える。液体貯蔵部分の１つ以上の壁は、剛直であり、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の量が変化した場合であっても実質的に一定の容積を提供することが好ましい。液体貯蔵部分は、全体的に剛直な液体容器であってもよい。液体貯蔵部分の１つ以上の壁は、可撓性であってもよい。１つ以上の可撓性の壁は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積に適合する。液体貯蔵部分は、第一の壁と、第一の壁に対向する第二の壁と、第一の壁と第二の壁との間に延びる側壁とを含みうる。液体貯蔵部分の壁のうち１つ以上は、一体的に形成されることが好ましい。液体貯蔵部分は、相互に取り付けられ、またその下に液体エアロゾル形成基体が保存されうる液体貯蔵部分の表面の部分である１つ以上の分離した壁を含んでもよい。
【００１３】
液体貯蔵部分は、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直に液体エアロゾル形成基体の度合いを保持するように構成されてもよい。液体貯蔵部分は、液体エアロゾル形成基体を保持するための少なくとも１つのチャネルを含むことが好ましい。少なくとも１つのチャネルは、液体エアロゾル形成基体の度合いが第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直に保持されるように、毛細管力が液体エアロゾル形成基体に作用するように構成される。液体貯蔵部分の内部容積は、容器の少なくとも１つのセクションが既定の値未満の幅寸法を有するように、形成されてもよい。この既定の値は、液体貯蔵部分のために用いられる材料のほか、液体エアロゾル形成基体の物理的属性および化学的属性に依存する。いくつかの実施形態では、幅寸法は、３ミリメートル未満、２ミリメートル未満、０．５ミリメートル未満、または０．２５ミリメートル未満である。毛細管力の使用は、明確に定義されかつ連続的な容積領域において液体エアロゾル形成基体を保持するための単純および確実な方法に相当する。
【００１４】
センサは、信号生成機能と、信号生成機能によって生成された信号を変えるように構成された信号変化機能と、信号変化機能によって変化された後に信号生成機能によって生成された信号を検出するように構成された信号検出機能とを含む。信号生成機能は、交流（ＡＣ）電圧源によって具体化されてもよい。コンデンサーは、信号変化機能を提供する。信号検出機能は、ＡＣ電圧源に接続されたコンデンサーからのアナログ−デジタル（ＡＤＣ）変換された電圧を処理するコントローラによって実現されうる。
【００１５】
信号検出機能は、コンデンサーの静電容量を定める。静電容量は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の誘電率に対応する。誘電率は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の対応する容積に関連する。結果として、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の目下の容積は、センサのコンデンサーの測定された静電容量に基づいて定められうる。このことは、過去の測定データを液体貯蔵部分の目下の容積を定めるために検索する必要がないので有利である。
【００１６】
第一のコンデンサー極板は、液体貯蔵部分の第一の壁に配置されうる。第二のコンデンサー極板は、液体貯蔵部分の第二の壁に配置されうる。
【００１７】
第一の壁および第二の壁は、平面形状であり、第二の壁は、第一の壁に対向していることが好ましい。第一のコンデンサー極板および第二のコンデンサー極板は、平面形状であってもよい。
【００１８】
第一の壁および第二の壁は、円筒形の形状であってもよく、第二の壁は、第一の壁によって画定された容積内に位置される。第一のコンデンサー極板および第二のコンデンサー極板は、円筒形の形状であってもよい。
【００１９】
エアロゾル発生システムは、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の自由な移動が第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板に対して本質的に垂直な液体度合いをもつかどうかを定める傾斜センサをさらに含んでもよい。
【００２０】
コンデンサー極板間の誘電体は、絶縁体であるべきである。液体エアロゾル形成基体は、非導電性であり、したがって適切な誘電体材料である。空気は、絶縁体であり、また適切な誘電体材料でもある。
【００２１】
材料の誘電体属性は、温度依存性である。カートリッジは、温度の効果を考慮するための温度センサを含んでもよい。
【００２２】
異なる液体エアロゾル形成基体は、異なる誘電率をもたらす異なる誘電体属性をもっていてもよい。液体エアロゾル形成基体間の異なる誘電率は、例えば、液体エアロゾル形成基体の主要な成分間の比率を変えることによって、例えば、グリセリンとプロピレングリコールとの間の比率を変更することによって、非常に大きくなりうる。識別可能な異なる液体エアロゾル形成基体を有するカートリッジを製造するために、液体エアロゾル形成基体の成分間の比率は、液体エアロゾル形成基体の誘電率が識別可能な差をもつように選択されうる。そのような実施形態では、液体エアロゾル形成基体は、コンデンサーの静電容量を測定することによって識別される。このことは、属性のうちの１つが重要な静電容量の変化を引き起こしうる場合でない限り、新品のカートリッジに関してのみ実行可能でありうる。
【００２３】
液体エアロゾル形成基体は、それぞれ別個の誘電率（ｋ）をもつ誘電体材料の混合物を含んでもよい。室温（２０℃）での液体エアロゾル形成基体の主要な成分には、グリセリン（ｋ〜４２）、プロピレングリコール（ｋ〜３２）、水（ｋ〜８０）、空気（ｋ〜１）、ニコチン、および風味剤が挙げられうる。
【００２４】
コンデンサーは、ピコファラド（ｐＦ）範囲における静電容量をもっていてもよい。このことは、相対的に低い静電容量である一方で、ピコファラドコンデンサーは、広く用いられ、従来の範囲内であるように考慮される。ピコファラドコンデンサーは、それらが極めて急速に充電され、また放電されて、静電容量の急速な測定を得ることを可能にするという利点を有する。
【００２５】
液体エアロゾル形成基体の誘電率を得るために、平均的な誘電体値は、各構成要素の容積比にその対応する誘電率を乗じて、次に定められた値同士を加算することによって得ることができると仮定される。
【００２６】
液体エアロゾル形成基体は、グリセリン（例えば、植物グリセリン（ＶＧ））と、２％のニコチンおよび２％の風味剤の含有量をもつプロピレングリコール（ＰＧ）の５０：５０の混合率を含んでもよい。したがって、わずかなニコチンおよび風味剤の含有量を無視して、ＶＧ（ｋ〜４２）とＰＧ（ｋ〜３２）に関する誘電率を平均化することにより、ｋ〜４２ｘ０．５＋３２ｘ０．５＝３７が液体エアロゾル形成基体に与えられている。
【００２７】
コンデンサー極板は、電荷を保持する導電性プレートである。これらは、金属および導電性ポリマーを含む広範囲に有効な導電材料から構成されうる。コンデンサー極板は、十分に剛直であり、または支持されることによりコンデンサー形状を維持することが好ましい。コンデンサー極板は、液体エアロゾル形成基体と反応せず、または液体エアロゾル形成基体を汚染することがないように、十分に反応しないことが好ましい。このことは、プレートの処理により金めっきまたは酸化金のようないくつかの種類の保護層を形成することによって達成されうる。
【００２８】
静電容量は、主に、電荷プレート分離、電荷プレート寸法、および誘電体材料属性の機能である。したがって、誘電体属性の変化による有意義な結果を得るために、コンデンサーは、十分に剛直であるべきであり、また固定されてプレート分離を維持し、形状を変えないようにする。コンデンサーは、固体の金属プレートで形成され、または支持基体に取り付けられた薄い金属シートで形成されてもよい。支持基体は、プレート間のコンデンサー誘電体の部分を形成してもよく、またはコンデンサー極板の外側にあってもよい。
【００２９】
センサは、そのコンデンサー極板間に一定の量の液体エアロゾル形成基体を有する基準コンデンサーを含んでもよい。変化する液体度合いは、基準コンデンサーに関連して定められる。基準コンデンサーは、基準コンデンサーに対応するコンデンサーの領域が液体エアロゾル形成基体で少なくとも充填されるように、液体エアロゾル形成基体の最小の充填度合いを要求するコンデンサーの別個の部分であることが好ましい。
【００３０】
第一の好ましいグループの実施形態によると、カートリッジは、毛細管力が少なくとも１つのチャネルに保持された液体エアロゾル形成基体に作用するように十分に細い少なくとも１つのチャネルを有する剛直な液体貯蔵部分を含む。
【００３１】
２つのコンデンサー極板は、平面であり、かつ互いに実質的に平行である。少なくとも１つのチャネルは、コンデンサー極板に対して実質的に平行に配置される。その十分に細い。チャネルの１つの幅寸法がチャネルおよび液体エアロゾル形成基体の材料に依存する所定の値未満である時。液体エアロゾル形成基体が消費される時、液体貯蔵部分内の液体エアロゾル形成基体の充填度合いが減少し、一方で液体エアロゾル形成基体が、芯端部に向かって引き出される。このことは、標準的な動作条件下で常にコンデンサー極板に対して実質的に垂直になるような液体度合いを引き起こす。
【００３２】
第一の好ましいグループの実施形態において、液体エアロゾル形成基体は、液体エアロゾル形成基体および空気のみが誘電体となるように、吸収性の発泡体材料に浸されない。
【００３３】
コンデンサー極板は、液体貯蔵部分の表面上に配置され、液体エアロゾル形成基体は、その間に存在する。液体エアロゾル形成基体は誘電体である。コンデンサー極板間に保持された液体エアロゾル形成基体の量が消費によって減少するのに従って、静電容量の変化は、液体エアロゾル形成基体の消費に反映する。
【００３４】
コンデンサー極板に対する液体エアロゾル形成基体の垂直な配置によって、コンデンサーは、コンデンサー極板の別個の領域を用いて第一のコンデンサーと第二のコンデンサーとに分けられうる。第一のコンデンサーは、液体貯蔵部分の液体セクションを覆うように配置され、第二のコンデンサーは、液体貯蔵部分の空気セクションを覆うように配置される。液体セクションは、液体エアロゾル形成基体で全体的に充填された液体貯蔵部分の一セクションを表わし、一方で空気セクションは、空いている液体貯蔵部分の残りのセクションを表わし、したがって従来の条件下でカートリッジを使用する時、空気で充填される。液体貯蔵部分から液体エアロゾル形成基体の量が減少する時、第一のコンデンサーに対応する第一の領域の寸法は減少し、一方で第二のコンデンサーに対応する第二の領域の寸法は適宜に増加する。第一のコンデンサーと第二のコンデンサーの両方を覆う全体の領域は、明らかに一定なままである。第一のコンデンサーは、第一のコンデンサー極板の第一の領域を覆い、第二のコンデンサー極板の第一の領域は、第一のコンデンサー極板の第一の領域に対向する。第二のコンデンサーは、第一のコンデンサー極板の第二の領域を覆い、第二のコンデンサー極板の第二の領域は、第一のコンデンサー極板の第二の領域に対向する。第一のコンデンサーおよび第二のコンデンサーは、電気的に相互に平行に接続される。
【００３５】
液体貯蔵部分が２つの平面の本質的に平行なコンデンサー極板間に配置される場合におけるコンデンサーの静電容量Ｃ1、Ｃ2と対応する領域の寸法Ａ1、Ａ2との間の関係を以下の式に示す。
【数１】
2018534913.tif 000003
【００３６】
液体エアロゾル形成基体および空気の相対的な誘電率ｋ1、ｋ2のほかコンデンサー極板のそれぞれの全体の領域寸法およびコンデンサー極板の間隔ｄが分かっている。したがって、第一の領域Ａ1の寸法および第二の領域Ａ2の寸法は、測定された静電容量Ｃから定められうる。液体エアロゾル形成基体の残りの容積は、第一の領域Ａ1の寸法に２つのコンデンサー極板間の間隔ｄを乗じることによって定められうる。
【００３７】
別の方法として、液体貯蔵部分は、同心のシリンダーとして形成された２つのコンデンサー極板間に配置されうる。内側の同心のシリンダーは、半径ａを有してもよく、一方で外側の同心のシリンダーは、半径ｂを有してもよい。液体エアロゾル形成基体は、半径ａ〜ｂに保持される。液体貯蔵部分から液体エアロゾル形成基体の量が減少する時、第一のコンデンサーの液体セクションの長さＬ1は減少し、一方で空気セクションの長さＬ2は適宜に増加する。全長は、一定なままであり、同心のシリンダーの高さである。コンデンサーの静電容量Ｃ1、Ｃ2と対応する領域Ｌ1、Ｌ2の長さとの間の関係を以下の式に示す。
【数２】
2018534913.tif 000004
【００３８】
液体エアロゾル形成基体および空気の相対的な誘電率ｋ1、ｋ2のほかコンデンサーの全長および２つの円筒形のコンデンサー極板の半径ａ、ｂが分かっている。したがって、液体セクションに対応する第一のコンデンサーの長さＬ1および空気セクションに対応する第二のコンデンサーの長さＬ2は、測定された静電容量から定められうる。液体エアロゾル形成基体の残りの容積は、第一の領域の長さＬ1に液体エアロゾル形成基体を含む２つのコンデンサー極板間の断面積寸法を乗じることによって定められうる。
【００３９】
第二の好ましいグループの実施形態によると、カートリッジは、液体エアロゾル形成基体で浸された吸収性の発泡体材料で囲まれた中央の気流管を有する液体貯蔵部分を含む。吸収性の発泡体材料は、ポリプロピレン発泡体または綿であってもよい。発泡体材料は誘電体属性をもつ。別の方法として、気流はカートリッジの側面に提供されてもよい。芯は、発泡体から導かれ、コイルは、芯の周りに、かつ気流経路内に位置される。液体エアロゾル形成基体が消費されるので、発泡体の浸透は減少する。
【００４０】
コンデンサー極板は、誘電体として作用する中間に浸された発泡体の一部分を有する発泡体の周りに配置される。液体エアロゾル形成基体が消費されるので、誘電体属性をもつ空気は、液体エアロゾル形成基体と置き換えられる。したがって、全体の平均的な誘電体は、液体エアロゾル形成基体、吸収性の発泡体材料、および空気の組み合わせである。全体の平均的な誘電体は、液体エアロゾル基体が消費されるのに従って変化する。静電容量を測定することは、全体の平均的な誘電体のための測定を提供し、これは、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の量を定めることを可能にする。
【００４１】
液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体は、重力および加速力に対する物体であり、これは、異なる位置への液体エアロゾル形成基体の変遷を引き起こしうる。しかし、すべての液体貯蔵部分がコンデンサー内に含まれる場合、液体エアロゾル形成基体のこの変遷は、全体の誘電体組成物が元のままであるので、全体の平均的な誘電体に影響を与えなくありうる。
【００４２】
液体貯蔵部分が２つの平面の本質的に平行なコンデンサー極板間に配置される場合におけるコンデンサーの静電容量Ｃと誘電体の相対的な誘電率ｋとの間の関係を以下の式に示す。
【数３】
2018534913.tif 000005
【００４３】
コンデンサー極板のそれぞれの全体の領域寸法Ａおよびコンデンサー極板の間隔ｄが分かっている。したがって、誘電体の相対的な誘電率ｋの目下の値は、測定された静電容量Ｃから定められうる。誘電体の相対的な誘電率ｋは、コンデンサー極板間の液体エアロゾル形成基体、発泡体材料、および空気の目下の比率を算出することを可能にする。液体貯蔵部分の全体の容積および初期段階の比率が分かっているので、液体エアロゾル形成基体の残りの量は、算出された比率から定められうる。
【００４４】
別の方法として、液体貯蔵部分は、同心のシリンダーとして形成された２つのコンデンサー極板間に配置されうる。内側の同心のシリンダーは、半径ａを有してもよく、一方で外側の同心のシリンダーは、半径ｂを有してもよい。液体エアロゾル形成基体は、コンデンサーのための誘電体として作用する半径ａ〜ｂでの吸収性の発泡体材料内に保持される。液体貯蔵部分から液体エアロゾル形成基体の量が減少する時、誘電体の相対的な誘電率ｋは減少する。コンデンサーの静電容量Ｃと誘電体の相対的な誘電率ｋとの間の関係を以下の式に示す。
【数４】
2018534913.tif 000006
【００４５】
２つのコンデンサー極板のコンデンサーの長さ（高さ）Ｌ、内側の半径ａ、および外側の半径ｂが分かっている。したがって、誘電体の相対的な誘電率ｋの目下の値は、測定された静電容量Ｃから定められうる。誘電体の相対的な誘電率ｋは、コンデンサー極板間の液体エアロゾル形成基体、発泡体材料、および空気の目下の比率を算出することを可能にする。液体貯蔵部分の全体の容積が分かっているので、液体エアロゾル形成基体の残りの量は、算出された比率から定められうる。
【００４６】
例えば、液体エアロゾル形成基体は、ＶＧと、２％のニコチンおよび２％の風味剤の含有量をもつＰＧの５０：５０の混合率を含む。わずかなニコチンおよび風味剤の含有量を無視して、ＶＧ（ｋ〜４２）とＰＧ（ｋ〜３２）に関する誘電率を平均化することにより、ｋ〜４２ｘ０．５＋３２ｘ０．５＝３７が液体エアロゾル形成基体に与えられている。
【００４７】
液体エアロゾル形成基体が均質なポリプロピレン発泡体（ｋ〜２．２）に浸され、発泡体が発泡体重量の３倍に等しい液体の質量を吸収することができると仮定する。さらに、発泡体がいっぱいになった時に発泡体内に空気がないものと仮定される。平均化することにより、ｋ〜０．２５ｘ２．２＋０．７５ｘ３７〜２８が十分に浸された発泡体に与えられる。液体エアロゾル形成基体が消費される時、発泡体内の液体エアロゾル形成基体の浸透は減少する。半分だけ発泡体が浸される場合において、液体エアロゾル形成基体の半分の部分は、空気（ｋ＝１）と置き換えられる。平均化することにより、ｋ〜０．２５ｘ２．２＋０．３７５ｘ３７＋０．３７５ｘ１〜５が与えられる。空の液体貯蔵部分の場合において、すべての液体エアロゾル形成基体は、空気と置き換えられる。平均化することにより、ｋ〜０．２５ｘ２．２＋０．７５ｘ１〜１．３が与えられる。
【００４８】
第三の好ましいグループの実施形態によると、カートリッジは、気流に位置するコイル上で芯になることができる液体エアロゾル形成基体で充填された液体貯蔵部分を含む。コンデンサー極板は、液体貯蔵部分内の液体エアロゾル形成基体と空気の組み合わせがコンデンサーのための誘電体を提供するように、液体貯蔵部分の周りに配置される。液体エアロゾル形成基体が消費されるのに従って、液体貯蔵部分の内部の液体エアロゾル形成基体と空気の比率が変化する。静電容量が、したがって変化する。測定された静電容量に基づいて、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の残りの量が、定められうる。
【００４９】
この第三の好ましいグループの実施形態では、液体は、容器内を自由に移動し、コンデンサー極板に対して垂直であるような液体度合いは要求されない。それらの実施形態では、液体エアロゾル形成基体は、液体エアロゾル形成基体および空気誘電体を考慮する必要性のみが存在するように、吸収性の発泡体材料内に浸されない。全体の平均的な誘電体は、液体が消費されるのに従って変化する。静電容量を測定することは、全体の平均的な誘電体のための測定を提供すべきであり、これは、コンデンサー極板間に保持された液体エアロゾル形成基体の量を定めるために用いられうる。
【００５０】
液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体は、重力および加速力に対する物体であり、これは、異なる位置への液体エアロゾル形成基体の変遷を引き起こしうる。しかし、すべての液体貯蔵部分がコンデンサー内に含まれる場合、液体エアロゾル形成基体のこの変遷は、全体の誘電体組成物が元のままであるので、全体の平均的な誘電体に影響を与えなくありうる。
【００５１】
誘電体が組み合わされた時、平均的な誘電体値は、各構成要素の容積比にその対応する誘電性を乗じて、次に定められた値同士を加算することによって得ることができると仮定される。
【００５２】
液体エアロゾル形成基体は、ＶＧと、２％のニコチンおよび２％の風味剤の含有量をもつＰＧの５０：５０の混合率を含むと仮定される。したがって、わずかなニコチンおよび風味剤の含有量を無視して、ＶＧ（ｋ〜４２）とＰＧ（ｋ〜３２）に関する誘電率を平均化することにより、ｋ〜４２ｘ０．５＋３２ｘ０．５＝３７が与えられる。
【００５３】
結果として、第三の好ましいグループの実施形態による完全に満たされた液体貯蔵部分の誘電体は、相対的な誘電率ｋ〜３７をもつ。液体エアロゾル形成基体が消費される時、消費された液体エアロゾル形成基体は空気と置き換えられる。半分だけ液体貯蔵部分が満たされた場合において、液体エアロゾル形成基体の半分の部分は、空気（ｋ〜１）と置き換えられる。平均化することにより、ｋ〜０．５ｘ１＋０．５ｘ３７＝１９が与えられる。液体エアロゾル形成基体のすべての量が消費された場合、すべての液体は空気と置き換えられる。したがって、ｋ〜１である。
【００５４】
相対的な誘電率は、第二の好ましいグループの実施形態の式に従って測定された静電容量から算出されうる。
【００５５】
第四の好ましいグループの実施形態によると、カートリッジは、少なくとも部分的に透明な液体貯蔵部分を含み、少なくとも１つの少なくとも部分的に透明なコンデンサー極板が提供される。液体貯蔵部分に含まれた液体エアロゾル形成基体は、液体貯蔵部分の外側表面上の窓を通じてユーザーに対して可視的でありうる。透明な電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から作られてもよい。コンデンサーおよび液体貯蔵部分は、第一の好ましいグループの実施形態、第二の好ましいグループの実施形態、および第三の好ましいグループの実施形態に従って配置されてもよい。
【００５６】
本発明はさらに、それから液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積を定めることができる静電容量を測定するための方法に関連し、方法は、第一のコンデンサー極板および第二のコンデンサー極板を有するコンデンサーを含むセンサを提供することと、液体エアロゾル形成基体を保持する液体貯蔵部分を提供することと、第一のコンデンサー極板と第二のコンデンサー極板との間に液体貯蔵部分を配置することであって、液体貯蔵部分の誘電率は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の変化に基づいて変化する、配置することと、コンデンサーの静電容量を測定することであって、測定された静電容量は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積の量が測定された静電容量から定めることができるように、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の対応する誘電率に関連する、測定することとを含む。
【００５７】
液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積に対応する静電容量に関連する参照テーブルにアクセスすることによって定められることが好ましい。
【００５８】
本発明の一実施形態によるカートリッジを有するエアロゾル発生システムは、気化器および電力源に接続された電気回路であって、気化器の電気抵抗を監視するように、かつ気化器の電気抵抗に依存する気化器への電力供給を制御するように構成された電気回路をさらに備えてもよい。
【００５９】
電気回路はマイクロプロセッサを有するコントローラを備えうるが、これはプログラム可能マイクロプロセッサでもよい。電気回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。電気回路は気化器への電力供給を調節するように構成されてもよい。電力はシステムの起動後に気化器に連続的に供給することも、毎回の吸煙ごとなど断続的に供給することもできる。電力は、電流パルスの形態で気化器に供給されてもよい。気化器は、フィラメントの構成を含むヒーター組立品であることが好ましい。
【００６０】
エアロゾル発生システムはハウジングの本体内に、典型的には電池の電源を有利にも備える。代替として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は、再充電を必要とすることがあり、また１回以上の喫煙の体験のための十分なエネルギーの貯蔵が許容される容量を持ちうる。例えば、電源は約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な生成を許容するのに十分な容量を持ちうる。別の例で、電源は所定回数の吸煙、またはヒーター組立品の不連続的な起動を許容する十分な容量を持ちうる。
【００６１】
周囲空気がカートリッジに入るようにするために、カートリッジのハウジングの壁、好ましくは気化器の反対側の壁、好ましくは底部壁には、少なくとも１つの半開放入口が提供される。半開放入口により、空気がカートリッジ内に入るが、空気または液体が半開放入口を通してカートリッジから出ることはない。半開放入口は、例えば、空気については一方向にのみ透過可能であるが反対方向には空気および液体が漏れないような半透過性の薄膜としうる。半開放入口は、例えば一方行弁でもよい。半開放入口は、例えば、カートリッジの最小限のへこみや弁または薄膜を通過する空気の体積といった特定の条件が満たされる場合に、入口のみを通して空気を通過させることが好ましい。
【００６２】
エアロゾル形成基体は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を持つ基体である。揮発性化合物はエアロゾル形成基体の加熱により放出されてもよい。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たばこを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含有するたばこ含有材料を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は非たばこ含有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少なくとも１つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含みうる。
【００６３】
エアロゾル発生システムは、主要ユニットと、主要ユニットに取り外し可能なように結合されたカートリッジとを含みうるが、ここで液体貯蔵部分および気化器がカートリッジ内に提供されており、また主要ユニットは、電源、コントローラ、およびメモリーを含む。コントローラおよびメモリーは、電源により動力を得る。コントローラは、センサに接続され、センサのコンデンサーの静電容量を測定し、測定された静電容量または液体貯蔵部分の定められた容積を示すデータをメモリーに保存するように構成される。センサの少なくとも１つの構成要素は、カートリッジ内に位置され、一方で存在する場合には、センサの残りの構成要素は、主要ユニットに位置される。
【００６４】
エアロゾル発生システムは、電気的に作動する喫煙システムであってもよい。エアロゾル発生システムは携帯型であることが好ましい。エアロゾル発生システムは従来型の葉巻たばこや紙巻たばこと匹敵するサイズであってもよい。喫煙システムの全長は、およそ３０ミリメートル〜およそ１５０ミリメートルであってもよい。喫煙システムの外径は、およそ５ミリメートル〜およそ３０ミリメートルであってもよい。
【００６５】
一つの態様に関連して説明した特徴は、本発明の他の態様に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
ここで本発明の実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるが説明する。
【図１】図１は、液体貯蔵部分、毛細管媒体、および気化器を備える従来のエアロゾル発生システムの上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態に従う、液体貯蔵部分、平行なプレートコンデンサーを含むセンサ、毛細管媒体、および気化器を備えるエアロゾル発生システムの上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのエアロゾル発生システムの斜視図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積が減少している場合の図２Ａのエアロゾル発生システムの上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのエアロゾル発生システムの斜視図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態に従う、液体貯蔵部分、平行なプレートコンデンサーを含むセンサ、毛細管媒体、および気化器を備えるエアロゾル発生システムの上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体の容積が減少している場合の図４Ａのエアロゾル発生システムの上面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に従う、液体貯蔵部分、平行なプレートコンデンサーを含むセンサ、毛細管媒体、および気化器を備えるエアロゾル発生システムの上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、円形の平行なプレートコンデンサーを有する図５Ａのエアロゾル発生システムの斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、長方形の平行なプレートコンデンサーを有する図５Ａのエアロゾル発生システムの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一実施形態に従う、液体貯蔵部分、同心のシリンダーコンデンサーを含むセンサ、毛細管媒体、および気化器を備えるエアロゾル発生システムの上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａのエアロゾル発生システムの斜視図を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態に従う、コンデンサー極板に対して本質的に垂直である液体度合いをもつ平行なプレートコンデンサーの斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の一実施形態に従う、コンデンサー極板に対して本質的に垂直である液体度合いをもつ同心のシリンダーコンデンサーの斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の一実施形態に従う、コンデンサー極板間を自由に移動する液体を有する平行なプレートコンデンサーの斜視図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の一実施形態に従う、コンデンサー極板間を自由に移動する液体を有する同心のシリンダーコンデンサーの斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の一実施形態に従う、液体が毛細管媒体内に浸された長方形のかつ円形の平行なプレートコンデンサーの斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の一実施形態に従う、液体が毛細管媒体内に浸された同心のシリンダーコンデンサーの斜視図である。
【図９】図９は、センサの電気的な構成の概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に従う、液体貯蔵部分、コンデンサーを有するセンサ、毛細管媒体、および気化器が組み込まれるエアロゾル発生システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、芯３２および芯３２の周りに巻かれた加熱コイル３０を有する剛直な液体貯蔵部分２２を含む従来のカートリッジを示す。液体貯蔵部分２２は、その中に液体エアロゾル形成基体が含まれた内部容積３８を提供する。
【００６８】
図２Ａおよび図２Ｂは、第一の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。カートリッジは、毛細管力が内部容積の液体セクション３８Ａ内の液体エアロゾル形成基体に作用するように十分に細い内部容積を有する剛直な液体貯蔵部分を含む。２つのコンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂは、液体貯蔵部分の周りに配置される。液体エアロゾル形成基体は、液体エアロゾル形成基体が消費されるのに従って芯３２端部に引き出される。液体エアロゾル形成基体は、空気セクション３８Ｂが液体エアロゾル形成基体の消費に基づいて増加するように、液体貯蔵部分内を自由に移動しない。このようにして、誘電体が減少し、したがって静電容量がまた減少する。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、液体セクション３８Ａに対応するコンデンサーの有効な長さはＬ１である。
【００６９】
消費後の図３Ａおよび図３Ｂにおいて、液体セクション３８Ａに対応するコンデンサーの有効な長さはＬ２である。
【００７０】
図４Ａは、第二の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。カートリッジは、液体貯蔵部分の内部容積３８Ｃに位置する液体エアロゾル形成基体に浸された発泡体を有する剛直な液体貯蔵部分を含む。コンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂは、液体貯蔵部分の対向する表面上に提供され、液体エアロゾル形成基体が浸された発泡体は、誘電体として作用する。図４Ａにおいて、発泡体は第一の飽和度をもつ。
【００７１】
図４Ｂは、液体エアロゾル形成基体の一部分が消費された後の図４Ａのカートリッジを示す。消費によって、発泡体における液体エアロゾル形成基体の飽和度は減少する。内部容積３８Ｄは、内部容積３８Ｃと同一の寸法をもつが、異なる飽和度の含まれた液体エアロゾル形成基体を示す。飽和度の変化は、誘電体属性の変化を引き起こし、次にコンデンサーの測定された静電容量が変化する。
【００７２】
図５Ａおよび図５Ｂは、気流に対して垂直な芯／発泡体要素およびコイルを有するカトマイザー使い捨て可能なセクションを提供する第二の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。芯／発泡体要素は、コンデンサー極板３４Ａとコンデンサー極板３４Ｂとの間に提供される。液体エアロゾル形成基体が浸された芯は、コンデンサーのための誘電体として作用する。液体が消費されるのに従って、芯の飽和度が減少し、誘電体属性および静電容量が変化する。静電容量は、液体貯蔵部分の内部容積３８Ｃに残留する液体エアロゾル形成基体の表示を与える。一方で図５Ｂは、円形状の平面のコンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂを示し、図５Ｃは、矩形の平面のコンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂを有する代替の構成を示す。
【００７３】
図６Ａおよび図６Ｂは、第二の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。コンデンサーは、カトマイザーの長さに沿った同心のコンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂによって形成される。
【００７４】
図７Ａは、２つの平面の本質的に平行なコンデンサー極板を有する第一の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。コンデンサー極板は、２５〜３０ミリメートルの長さおよび５〜７ミリメートルの幅を有しうる。２つのコンデンサー極板のそれぞれの全体の領域寸法は、２５ｘ５平方ミリメートル〜３０ｘ７平方ミリメートルの範囲でありうる。全体の領域は、液体貯蔵部分の液体セクションの領域Ａ1を用いて示される第一のコンデンサーと液体貯蔵部分の空気セクションの領域Ａ2を用いて示される第二のコンデンサーとの間で分けられる。２つのコンデンサー極板間の間隔ｄは、液体エアロゾル形成基体が毛細管力によって保持されるように十分に小さい。間隔ｄは２〜３ミリメートルでありうる。別の方法として、２つの平行なプレートコンデンサーが気流チャネルの間に提供される。最小のプレート間隔を有するが図７Ａに示すカートリッジと同様の領域値は、１２５〜２１０平方ミリメートルの各コンデンサーの全体の領域寸法および１．５〜２ミリメートルの間隔ｄを与えると仮定する。
【００７５】
図７Ｂは、毛細管力によって制限される必要がない自由に流れる液体をもつ円筒形のコンデンサーを提供する第一の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。カートリッジが垂直に方向付けられた時に正確な読み取りが得られうる。このことを達成するために、傾斜センサが提供されてもよく、ユーザーは、読み取りを得るために装置を垂直に整列させるように伝えられてもよい。垂直な整列は、光、表示または音響によってユーザーに伝達されてもよい。垂直にすると、カートリッジは静電容量を測定することができる。気流チャネルは、２〜３ミリメートルの直径を有しうる。コンデンサーは、２５〜４０ミリメートルの全長（高さ）、１．５〜２ミリメートルの内側半径ａ、および４〜６ミリメートルの外側半径ｂを有しうる。
【００７６】
図７Ｃは、長方形の液体貯蔵部分の周りに配置された平行なプレートコンデンサーを提供する第三の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体は、自由に移動しうる。コンデンサー極板は、２５〜３０ミリメートルの長さおよび５〜７ミリメートルの幅を有しうる。２つのコンデンサー極板のそれぞれの全体の領域寸法は、２５ｘ５平方ミリメートル〜３０ｘ７平方ミリメートルの範囲でありうる。間隔ｄは５〜７ミリメートルでありうる。
【００７７】
図７Ｄは、毛細管力によって制限される必要がない自由に流れる液体をもつ円筒形のコンデンサーを提供する第三の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体は、自由に移動しうる。この実施形態では、正確な読み取りは、カートリッジが垂直に方向付けられることを要求しない。液体の目下の量は、誘電体の定められた相対的な誘電率から算出される。気流チャネルは、２〜３ミリメートルの直径を有しうる。コンデンサーは、２５〜４０ミリメートルの全長（高さ）、１．５〜２ミリメートルの内側半径ａ、および４〜６ミリメートルの外側半径ｂを有しうる。
【００７８】
図８Ａは、長方形の液体貯蔵部分および平行なプレートコンデンサーを有する第二の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。別の方法として、円筒形の液体貯蔵部分は平行なプレートコンデンサー間に配置されてもよい。各コンデンサー極板の２５〜３０ミリメートルの長さおよび５〜７ミリメートルの幅は、２５ｘ５平方ミリメートル〜３０ｘ７平方ミリメートルの全体の領域範囲および５〜７ミリメートルの間隔ｄを与えると仮定する。
【００７９】
図８Ｂは、中央の気流チャネルに巻かれた円筒形の浸された発泡体を有する第二の好ましいグループの実施形態によるカートリッジを示す。気流チャネルは、２〜３ミリメートルの直径を有しうる。コンデンサーは、２５〜４０ミリメートルの全長（高さ）、１．５〜２ミリメートルの内側半径ａ、および４〜６ミリメートルの外側半径ｂを有しうる。
【００８０】
図９は、本発明の実施形態によるセンサ３４の電気的な構成を示す。センサ３４は、その上に交流電圧が加えられる２つのコンデンサー極板３４Ａ、３４Ｂを有する少なくとも１つのコンデンサーを含む。結果として生じる電圧は、好ましくはアナログ−デジタル（ＡＤＣ）変換後に、制御電子回路１６によって測定される。制御電子回路１６は、算出パラメーターを検索するためのかつ容積算出の結果を保存するためのコントローラ４０およびメモリー４２を含む。制御電子回路１６は、電源１４に接続される。
【００８１】
図１０はエアロゾル発生システムの概略図である。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置１０と、別個のカートリッジ２０とを備える。カートリッジ２０は、液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分２２を備える。カートリッジ２０は、液体貯蔵部分２２から毛細管媒体３２を介して引き出された液体エアロゾル形成基体を受ける気化器３０をさらに備える。さらに、カートリッジ２０は、少なくとも１つのセンサ３４の構成要素を備え、一方で存在する場合には、残りのセンサ３４の構成要素が、エアロゾル発生装置１０内に配置されうる。この例では、エアロゾル発生システムは電気的に作動する喫煙システムである。
【００８２】
カートリッジ２０は、装置内のくぼみ１８内に受けられるように構成される。カートリッジ２０は、カートリッジ２０内に提供されたエアロゾル形成基体が消耗した時に、ユーザーによって交換可能であるべきである。図１０は、装置への挿入直前のカートリッジ２０を示し、図１０の矢印１は、カートリッジ２０の挿入方向を示す。気化器３０および毛細管媒体３２は、カートリッジ２０内のカバー２６の後に位置する。エアロゾル発生装置１０は携帯型で、従来的な葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを持つ。装置１０は、本体１１およびマウスピース部分１２を含む。本体１１は、電源１４（例えば、リン酸鉄リチウム電池などの電池）、制御電子回路１６、およびくぼみ１８を含む。マウスピース部分１２は、ヒンジ付接続部２１によって本体１１に接続され、図１０に示す開位置と閉位置との間で移動可能である。マウスピース部分１２は、カートリッジ２０の挿入および除去が許容されるように開位置に置かれ、またシステムがエアロゾルの発生に使用される時に閉位置に置かれる。マウスピース部分は、複数の空気吸込み口１３および空気出口１５を備える。使用時に、ユーザーは出口を吸うかまたは吸入して、空気を空気吸込み口１３からマウスピース部分を通して出口１５に引き出し、その後、ユーザーの口または肺に入る。内部バッフル１７は、マウスピース部分１２を通してカートリッジを通過する空気の流れを強制するために提供される。
【００８３】
くぼみ１８は円形断面を持ち、カートリッジ２０のハウジング２４を受けるサイズである。電気コネクター１９は、制御電子回路１６および電池１４とカートリッジ２０の対応する電気接点との間に電気的接続を提供するために、くぼみ１８の側部に提供される。
【００８４】
当業者であれば、少なくとも１つのセンサ３４の構成要素、気化器３０、および毛細管媒体３２を組み込んだその他のカートリッジ設計を考案することができる。例えば、カートリッジ２０はマウスピース部分１２を含んでもよく、複数の気化器を含んでもよく、望ましい任意の形状を持ってもよい。
【００８５】
上述の例示的な実施形態は例証するが限定はしない。上記で考察した例示的な実施形態に照らすことにより、上記の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態は今や当業者には明らかとなろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2018534913.tif 000022
【図８Ａ】
2018534913.tif 000023
【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
2018534913.tif 000026
【国際調査報告】
2018534913.tif 000027
2018534913.tif 000028
2018534913.tif 000029
2018534913.tif 000030