(57)【要約】  方法は、エアロゾル発生基体（３００）を燃焼することなく加熱することによってシーシャ装置（１００）内でエアロゾルを発生することを含む。方法はさらに、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子をシーシャ装置の気流経路（１０３）に導入することを含む。気流経路（１０３）は、エアロゾル発生基体によって発生したエアロゾルを、ユーザーへの送達のために、シーシャ装置の出口（１０４）に搬送する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生基体を燃焼することなく加熱することによってシーシャ装置内でエアロゾルを発生することと、
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を前記シーシャ装置の気流経路に導入することと、を含み、
前記気流経路が、前記エアロゾル発生基体によって発生した前記エアロゾルを、ユーザーへの送達のために、前記シーシャ装置の出口に搬送する、方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が液滴を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が固体粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、および炭素のうちの少なくとも一つを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記方法が、前記シーシャ装置によって実行される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、シーシャ装置。
【請求項７】
ある体積の液体を収容するように構成された内部を画定するベッセルであって、前記ベッセルが前記エアロゾルを前記ユーザーに送達するために出口と連通する上部空間を含む、ベッセルと、
前記ベッセルと流体接続するエアロゾル発生要素であって、前記エアロゾル発生要素が、エアロゾル発生基体を燃焼することなく加熱してエアロゾルを発生するように構成される、エアロゾル発生要素と、
前記エアロゾル発生基体から発生した前記エアロゾルを、ユーザーへの送達のために、前記シーシャ装置の出口に搬送するように配置された、気流経路と、
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を前記気流経路内、または前記気流経路の周りに分配するように構成される、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーと、を備える、シーシャ装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子の供給源をさらに備え、前記エアロゾル凝縮粒子供給源が、前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を前記供給源から前記気流経路内に、または前記気流経路の周りに送達するために前記エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーに動作可能に結合される、請求項７に記載のシーシャ装置。
【請求項９】
前記エアロゾル凝縮粒子供給源が、前記少なくとも一つのエアロゾル発生粒子を含む液体組成物を含む、請求項８に記載のシーシャ装置。
【請求項１０】
前記エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーが、前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を前記エアロゾル発生基体の下流の前記気流経路に送達するように位置付けられる、請求項７〜９のいずれか一項に記載のシーシャ装置。
【請求項１１】
前記エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーがネブライザーを含む、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシーシャ装置。
【請求項１２】
前記気流経路と連通する吸煙センサーをさらに備え、前記吸煙センサーが前記エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーに動作可能に結合されて、吸煙の検出に応答して、前記ディスペンサーに、前記少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を前記気流経路に送達させる、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のシーシャ装置。
【請求項１３】
前記エアロゾル発生要素が、電気発熱体を含む、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のシーシャ装置。
【請求項１４】
電力を前記電気発熱体に供給するように構成された電源をさらに備える、請求項１３に記載のシーシャ装置。
【請求項１５】
エアロゾル発生基体が配置されている容器と、
請求項７〜１４のいずれか一項に記載のシーシャ装置であって、前記エアロゾル発生ユニットが、前記エアロゾル発生基体を含む前記容器を受けるように構成される、シーシャ装置と、を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シーシャ装置に関し、より具体的には、エアロゾル発生基体を燃焼することなくその基体を加熱し、そして発生したエアロゾルの特徴を強化するシーシャ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シーシャ装置は一般に、たばこを喫煙するために使用され、また消費者による吸入の前に蒸気および煙が水盤を通過するように構成される。シーシャ装置は、一つの出口を含んでもよく、または二人以上の消費者が同時に装置を使用することができるように二つ以上の出口を含んでもよい。多くの人にとって、シーシャ装置の使用は余暇活動および社会的経験であると考えられている。
【０００３】
シーシャ装置に使用されるたばこは、例えば、生成される蒸気および煙の量を増やすため、風味を変化させるため、またはその両方のために、その他の成分と混合されてもよい。典型的には、シーシャ装置では木炭のペレットがたばこを加熱するため使用され、木炭のペレットは、たばこまたはその他の成分を完全にまたは部分的に燃焼させることができる。
【０００４】
一部のシーシャ装置は、例えば木炭燃焼の副産物を回避するため、またはたばこの加熱または燃焼の一貫性を改善するために、たばこを加熱または燃焼するために電気加熱源を使用することが提案されてきた。しかしながら、木炭を電気ヒーターで代用することは、可視的な煙またはエアロゾル、総エアロゾル質量、または可視的な煙もしくはエアロゾルおよびエアロゾル質量の観点から不満足なエアロゾルの産生をもたらす場合がある。
【０００５】
満足な量の可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量のうちの一方または両方を生成する電気ヒーターを採用するシーシャ装置を提供することが望ましい。
【０００６】
燃焼副産物をもたらさない様式で基体を加熱するシーシャ装置を提供することも望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の様々な態様において、エアロゾル発生基体を燃焼することなく加熱することによってシーシャ装置内でエアロゾルを発生すること、および少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子をシーシャ装置の気流経路に導入することを含む方法が提供されている。気流経路は、エアロゾル発生基体によって発生したエアロゾルを、ユーザーへの送達のために、シーシャ装置の出口に搬送する。方法は、可視的なエアロゾルの増加または総エアロゾル質量の増加をもたらしうる。
【０００８】
本発明の様々な態様において、本方法を実行するように構成されたシーシャ装置が提供されている。シーシャ装置は、ベッセルと、エアロゾル発生要素と、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーと、を備えうる。容器はある体積の液体を含むように構成された内部を画定する。ベッセルは、エアロゾルをユーザーに送達するために出口と連通する上部空間を含む。エアロゾル発生要素は、ベッセルと流体接続し、エアロゾル発生基体を加熱するように構成される。エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーは、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路に送達するように構成される。
【０００９】
本明細書に記述されるシーシャ装置の様々な態様または実施形態は、既存のシーシャ装置に対して一つ以上の利点を提供する場合がある。例えば、本明細書に記述される一つ以上のシーシャ装置は、実質的により可視的なエアロゾルを生成し、実質的により多くの総エアロゾル質量を送達する、または実質的により多くの可視的なエアロゾルを生成し、エアロゾル凝縮粒子が気流経路に送達されない類似の装置よりも実質的により多くの総エアロゾル質量を送達する場合がある。その結果、装置のユーザーは、木炭またはエアロゾル発生基体の燃焼副産物を有することなく、エアロゾル発生基体が木炭で燃焼されるシーシャ装置のより典型的な経験を有する場合がある。本明細書に記述されるシーシャ装置のこれらの利点およびその他の利点は、本開示を検討すると当業者には明らかになるであろう。
【００１０】
本明細書に記述される方法、装置、およびシステムは、エアロゾル発生基体を加熱するが燃焼しない電気ヒーターを有するエアロゾル発生要素を備えるシーシャ装置における、可視的なエアロゾルの増加、総エアロゾル質量の送達の増加、または、可視的なエアロゾルの増加および総エアロゾル質量の送達の増加を提供しうる。可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方における増加は、エアロゾル凝縮粒子を、エアロゾル発生基体を加熱することによって発生するエアロゾルを吸入によるユーザーへの送達のために出口に搬送するように構成された気流経路内に導入することに起因する。理論に束縛されるものではないが、エアロゾル凝縮粒子は、可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方を増加させる、非均質な核生成の工程を促進すると考えられる。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「エアロゾル凝縮粒子」という用語は、その上またはその周りで、蒸気粒子が凝縮してエアロゾルの形態の固体粒子または液滴を形成しうる、種子または核生成部位としての役割を果たしうる任意の粒子状物質を意味する。エアロゾル凝縮粒子は固体粒子であってもよく、または液滴であってもよい。
【００１２】
本明細書に記載の方法、装置およびシステムは、一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入しうる。ただし、本明細書に記載の方法、装置およびシステムは通常、複数のエアロゾル凝縮粒子を気流経路内に導入する。
【００１３】
蒸気濃度がその最大にある場所において少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路内に提供することが有利でありうる。複数のエアロゾル凝縮粒子が気流経路に導入される場合、気流経路内のエアロゾル凝縮粒子の濃度が、蒸気の濃度がその最大である気流経路内の場所において最大となるように、できるだけ基体の近くで複数のエアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入することが有利でありうる。通常、気流経路内の蒸気の濃度は、エアロゾル発生基体において、またはエアロゾル発生基体の周りにおいてその最大にある。したがって、できるだけエアロゾル発生基体の近くで少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入することが有利でありうる。これによりさらに核生成が促進され、可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方が増加しうる。
【００１４】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル発生基体に対する気流経路内の任意の好適な場所において気流経路に導入されうる。少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が最終的に基体によって発生した蒸気中に存在する場合、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、基体の上流で、基体において、または基体の下流で気流経路に導入されうる。
【００１５】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が基体の下流で気流経路に導入される場合、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、基体の±２０センチメートル、基体の±５センチメートル、または基体の±２センチメートルで気流経路に導入されうる。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「上流」および「下流」とは、シーシャ装置を通る気流経路に対する。気流経路の下流端は、エアロゾルが装置のユーザーに送達される端である。
【００１７】
好適な任意のエアロゾル凝縮粒子は、ユーザーへの送達のためにエアロゾルを出口に搬送するように構成された気流経路に導入されうる。約０．０１マイクロメートル〜約５マイクロメートルの範囲のサイズを有する粒子は、非均質な核生成の促進に好適であり、従って可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方の増加が発生しうる。エアロゾル凝縮粒子は、約０．０１マイクロメートル〜約５マイクロメートル、約０．０５マイクロメートル〜約２マイクロメートル、約０．１マイクロメートル〜約０．３マイクロメートル、または約０．２マイクロメートルの平均サイズを有しうる。
【００１８】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、炭粒子、またはその他の任意の好適な粒子状物質を含みうる。
【００１９】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、溶液、分散液または懸濁液などの液体組成物から形成されうる。例えば、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、液体組成物の液滴を含みうる。液体組成物は、水、およびエアロゾルの凝縮を強化するための一つ以上の追加的な構成成分を含みうる。例えば、液体組成物は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、炭粒子、またはその他の任意の好適な構成成分を含みうる。液体組成物は、水および塩化ナトリウムを含みうる。塩化ナトリウムは、霧化された溶液中に任意の好適な濃度で存在しうる。例えば、液体組成物は、蒸留水１リットル中に約５グラム〜蒸留水１リットル中に約５０グラムのＮａＣｌ、蒸留水１リットル中に約２０グラム〜蒸留水１リットル中に約５０グラムのＮａＣｌ、または蒸留水１リットル中に約３５グラムのＮａＣｌの濃度の塩化ナトリウムを含みうる。霧化された溶液中の塩濃度は、霧化された乾燥エアロゾルのサイズに影響を与える。
【００２０】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が、水、およびエアロゾル凝縮を高めるための一つ以上の追加的な構成成分などの液体組成物から形成される場合、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、基体の上流で、そして特にヒーターの上流で気流経路に導入されうる。いくつかの実施形態では、これは、エアロゾル凝縮粒子の水構成成分がエアロゾルの核生成を促進するのに必要ではない場合があり、また、気流経路内のエアロゾル凝縮粒子がヒーターを通過して引き出されるのにつれて、エアロゾル凝縮粒子の含水量が実質的に蒸発しうるために、有利でありうる。しかしながら、気流経路内の空気はエアロゾル発生基体にわたって、またはエアロゾル発生基体を通して引き出されるため、基体の上流で気流経路に導入されたエアロゾル凝縮粒子の一部は、基体との衝突において失われうる。これは、エアロゾルの核生成を促進するのに利用可能なエアロゾル凝縮粒子の数の減少につながりうる。したがって、いくつかの実施形態では、少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を基体の下流で気流経路に導入することが有利でありうる。少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子が基体の下流で気流経路に導入される場合、できるだけ基体の近くで少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入することが有利でありうる。
【００２１】
少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、任意の好適な方法でシーシャ装置の気流経路に導入されうる。少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーによって導入されてもよい。少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーによってシーシャ装置の気流経路内に直接導入されてもよい。少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーによって、気流経路の近くに、気流経路に、または気流経路の周りで導入されてもよく、その後気流経路に入ってもよい。
【００２２】
エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーは、エアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入するのに好適な任意のタイプのディスペンサーとしうる。例えば、エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーはネブライザーでありうる。エアロゾル凝縮粒子ディスペンサーがネブライザーである場合、粒子は霧状化された形態で導入されてもよい。従って、エアロゾル凝縮粒子は霧状化された液滴を含みうる。霧状化された液滴は、圧縮空気、または超音波供給源などの圧縮ガスを使用して液体組成物を液滴に粉砕するなど、任意の好適な方法で生成されうる。形成された液滴は、気流経路内に導入するために、ベンチュリノズルなどのノズルを通過しうる。液滴のサイズは、例えば、ガスの速度およびノズルの特性によって制御されうる。
【００２３】
ネブライザーを備える実施形態では、液滴を含むエアロゾル凝縮粒子を形成するために、任意の好適なネブライザーが採用されうる。例えば、ネブライザーは、液体組成物を液滴に粉砕するための圧縮空気または超音波振動要素などの圧縮ガス供給源を含んでもよい。ネブライザーは、液滴をシーシャ装置の気流経路に向けるように位置付けられたノズルを含みうる。ネブライザーが圧縮ガスを採用する場合、ガスは交換可能なカートリッジ内に存在しうる。霧状化される液体組成物は、交換可能な容器に含まれてもよく、または再充填可能な貯蔵部内にあってもよい。
【００２４】
本発明のシーシャ装置は、任意の好適なエアロゾル発生要素、エアロゾル発生要素、エアロゾル発生装置またはエアロゾル発生要素を備えうる。例えば、シーシャ装置は、エアロゾル発生基体を加熱してエアロゾルを生成するためのヒーターを有してもよい。エアロゾル発生基体は、電気ヒーターによって加熱されうる。
【００２５】
シーシャ装置は、エアロゾル発生基体を受けるための容器を備えてもよい。容器は、エアロゾル発生基体を収容するカートリッジを受けるように構成されうる。エアロゾル発生要素は容器を含みうる。エアロゾル発生基体は、カートリッジ内に収容されうる。エアロゾル発生基体がカートリッジ内に収容される場合、容器は、カートリッジを受けるように構成されうる。エアロゾル発生基体は、発熱体によって加熱された時にカートリッジ内に収容されうる。
【００２６】
エアロゾル発生基体がカートリッジ内に収容される実施形態では、エアロゾル発生要素は、カートリッジを受けるように構成されたカートリッジ容器を含みうる。容器は、エアロゾル発生基体を収容するカートリッジ、およびエアロゾル発生基体のうちの一方または両方を直接受けるように構成されうる。エアロゾル発生要素は、外気吸込み口、およびエアロゾル出口を含む。ユーザーがシーシャ装置を吸煙する時、外気が外気吸込み口に入り、エアロゾル発生基体の表面を通り過ぎ、または通過し、そしてエアロゾル出口から出る。
【００２７】
エアロゾル発生要素のヒーターは、エアロゾル発生基体またはカートリッジを保持するための容器の少なくとも一つの表面を画定しうる。ヒーターは、容器の少なくとも二つの表面を画定しうる。例えば、ヒーターは、上面、側面、および底面のうちの二つ以上の少なくとも一部分を形成してもよい。ヒーターは、上面の少なくとも一部分、および側面の少なくとも一部分を画定しうる。ヒーターは、容器の上面全体および側壁表面全体を形成しうる。ヒーターは、容器の内表面または外表面上に配置されてもよい。
【００２８】
任意の好適なヒーターが採用されてもよい。特に、シーシャ装置は電気ヒーターを備えうる。例えば、電気ヒーターは、抵抗加熱構成要素および誘導加熱構成要素のうちの一方または両方を含みうる。電気ヒーターは好適な抵抗加熱構成要素を含みうる。例えば、電気ヒーターは、一つ以上の抵抗性ワイヤーまたはその他の抵抗性要素を含みうる。抵抗ワイヤーは、熱伝導性材料と接触し、生成された熱をより広い領域にわたって分配しうる。特に適切な導電性材料には、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、銀、およびその組み合わせが含まれる。本開示の目的のためには、抵抗性ワイヤーが熱伝導性材料と接触する場合、抵抗性ワイヤーおよび熱伝導性材料の両方は、カートリッジ容器の表面の少なくとも一部分を形成する発熱体の一部である。
【００２９】
電気ヒーターは任意の好適な誘導発熱構成要素を含んでもよい。例えば、電気ヒーターは、カートリッジ容器の表面を形成するサセプタ材料を含みうる。本明細書で使用される「サセプタ」という用語は、電磁エネルギーを熱に変換することが可能な材料を意味する。交流電磁場内に位置する時、典型的にはサセプタ内で渦電流が誘導され、ヒステリシス損失が生じることがあり、これはサセプタの加熱を引き起こす。サセプタがエアロゾル発生基体と熱接触して位置するか、または熱的に近接すると、そのサセプタによってその基体が加熱され、これによりエアロゾルが形成される。サセプタはエアロゾル発生基体と少なくとも部分的に直接物理的接触して配置されうる。
【００３０】
サセプタは、エアロゾル発生基体からエアロゾルを発生させるのに十分な温度に誘導加熱されることができる任意の材料から形成されてもよい。サセプタは金属または炭素を含みうる。サセプタは、強磁性材料またはフェリ磁性材料（例えばフェライト鉄）、強磁性またはフェリ磁性合金（強磁性鋼またはステンレス鋼など）、およびフェライトを含むか、それらから成ってもよい。適切なサセプタ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。
【００３１】
サセプタは、金属サセプタ（例えばステンレス鋼）でありうる。しかし、サセプタ材料はまた、黒鉛、モリブデン、シリコン炭化物、アルミニウム、ニオブ、インコネル合金（オーステナイトニッケル・クロム系超合金）、金属蒸着フィルム、セラミック（例えば、ジルコニウムなど）、遷移金属（例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなど）、または半金属構成要素（例えば、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｌなど）を含みうるか、またはそれらで作られうる。
【００３２】
サセプタは、任意の好適な比率の強磁性材料または常磁性材料を含みうる。例えば、サセプタは、少なくとも５％、少なくとも２０％、少なくとも５０％、または少なくとも９０％の強磁性材料または常磁性材料を含んでもよい。サセプタは２５０℃を超える温度まで加熱されてもよい。適切なサセプタは、非金属コアの上に配置された金属層を有する非金属コア（例えば、セラミックコアの表面上に形成された金属のトラック）を備えてもよい。
【００３３】
シーシャ装置はまた、サセプタ材料内に渦電流および／またはヒステリシス損失を誘発するように構成された一つ以上の誘導コイルを備えてもよく、これは結果としてサセプタ材料の加熱をもたらす。サセプタ材料はまた、エアロゾル発生基体を収容するカートリッジ内に位置付けられてもよい。サセプタ材料を含むサセプタ素子は、例えば、ＰＣＴ特許出願公開第２０１４／１０２０９２号および同第２０１５／１７７２５５号に記述されている材料など、任意の好適な材料を備えてもよい。
【００３４】
シーシャ装置は、抵抗発熱体または誘導コイルに動作可能に連結された制御電子回路を備えてもよい。制御電子回路は発熱体の加熱を制御するように構成されている。
【００３５】
制御電子回路は任意の適切な形態で提供されてもよく、また例えばコントローラー、またはメモリおよびコントローラーを含みうる。コントローラーは、「特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）」状態マシン、デジタルまたはアナログ信号プロセッサ、ゲートアレイ、マイクロプロセッサ、または等価のディスクリート論理回路もしくは集積論理回路のうちの一つ以上を含んでもよい。制御電子回路は、回路の一つ以上の構成要素に制御電子回路の機能または態様を実行させる命令を含むメモリを含みうる。本開示における制御電子回路に帰属する機能は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアのうちの一つ以上として具現化されてもよい。
【００３６】
電子回路はマイクロプロセッサ備えてもよく、これはプログラム可能マイクロプロセッサであってもよい。電子回路は電力供給を調節するように構成されてもよい。電力は、電流パルスの形態でヒーター要素または誘導コイルに供給されてもよい。
【００３７】
電気ヒーターが抵抗発熱体を含む場合、制御電子回路は、抵抗発熱体の電気抵抗を監視し、抵抗発熱体の電気抵抗に応じて抵抗発熱体への電力供給を制御するように構成されうる。このように、制御電子回路は抵抗発熱体の温度を調節しうる。
【００３８】
電気ヒーターが誘導コイルを含み、発熱体がサセプタ材料を含む場合、制御電子回路は、誘導コイルの態様を監視するように、および例えばＷＯ２０１５／１７７２５５号で説明されているようなコイルの態様に応じて誘導コイルへの電力供給を制御するように構成されうる。このように、制御電子回路はサセプタ材料の温度を調節しうる。
【００３９】
シーシャ装置は、発熱体の温度を制御するために制御電子回路に動作可能に結合された少なくとも一つの温度センサー（熱電対など）を備えてもよい。少なくとも一つの温度センサーは、任意の好適な場所に位置付けられうる。例えば、温度センサーは、加熱されるエアロゾル発生基体の温度を監視するために、容器内に受けられたエアロゾル発生基体またはカートリッジの中へと挿入されるように構成されてもよい。温度センサーは、ヒーターの発熱体と接触しうる。温度センサーは、エアロゾル発生要素のエアロゾル出口など、シーシャ装置のエアロゾル出口での温度を検出するように位置付けられてもよい。各センサーは、感知された温度に関する信号を制御電子回路に送信してもよく、これは発熱体の加熱を調整して、センサーでの好適な温度を達成しうる。
【００４０】
シーシャ装置が温度センサーを含むかどうかにかかわらず、装置は、エアロゾル発生基体を燃焼することなくエアロゾルを発生するのに十分な程度まで容器内に受けられたエアロゾル発生基体を加熱するように構成されうる。
【００４１】
制御電子回路は電源に動作可能に連結されてもよい。シーシャ装置は任意の好適な電源を備えてもよい。例えば、シーシャ装置の電源は、電池、コンデンサおよび燃料電池のうちの少なくとも一つを含みうる。電源は電池を備えてもよい。一部の実施例では、電源は、電池の幾何学的形状、サイズおよび形態因子がシーシャ装置の一部分に適合するように構成された電池を含みうる。例えば、電池の陰極要素および陽極要素をロールして、それらが配置されるシーシャ装置の一部分の幾何学的形状に適合するように組み立てることができる。電源は再充電可能であってもよい。電源は取り外し可能かつ交換可能であってもよい。任意の好適な電源が使用されうる。例えば、産業用耐久型電気工具に使用されものなど、市販の耐久型または標準電池である。電源ユニットは、スーパーコンデンサまたはハイパーコンデンサを含む任意のタイプの電力供給源とすることができる。いくつかの実施形態では、装置は、外部電源への接続を介して電力供給されうる。シーシャ装置は、その特定の電源との動作のために電気的におよび電子的に設計されうる。採用される電源のタイプにかかわらず、電源は再充電または外部電源への接続を必要とする前に、およそ７０分間の装置の連続動作において装置が正常に機能するために十分なエネルギーを提供しうる。
【００４２】
シーシャ装置は、エアロゾル発生基体を収容するための容器と流体接続している外気吸込み口チャネルを備える。外気は、シーシャ装置が使用されている時に、発生したエアロゾルをエアロゾル発生基体からエアロゾル出口へと搬送するために、チャネルを通して容器へ、そして容器内に配置された基体へと流れうる。チャネルの少なくとも一部分は、容器に入る前に空気を予熱するために、発熱体によって形成されうる。
【００４３】
エアロゾル発生基体は、予熱された空気、および発熱体からの加熱の一方または両方を通して、約１５０℃〜約２５０℃、約１８０℃〜約２３０℃、または約２００℃〜約２３０℃の範囲の温度へと加熱されうる。こうした温度は、基体を燃焼することなく基体からエアロゾルを生成するのに十分でありうる。
【００４４】
外気吸込み口チャネルは、シーシャ装置の外側からの外気がチャネルを通し、かつ開口部を通して容器の中へと流れうるように、容器を通した一つ以上の開口部を備えてもよい。チャネルが二つ以上の開口部を備える場合、チャネルは、チャネルを通して各開口部へと流れる空気を方向付けるためのマニホールドを備えてもよい。シーシャ装置は、二つ以上の外気吸込み口チャネルを備えうる。
【００４５】
容器は、一つ以上の外気吸込み口チャネルと連通する任意の好適な数の開口部を備えてもよい。例えば、容器は１〜１０００個の開口部（１０〜５００個の開口部など）を備えてもよい。開口部は、均一なサイズであってもよく、不均一なサイズであってもよい。開口部は、均一に分布されてもよく、また不均一に分布されてもよい。開口部は、カートリッジ容器内の任意の好適な場所において形成されてもよい。例えば、開口部は、容器の上部または側壁のうちの一方または両方に形成されてもよい。開口部は容器の上部に形成されうる。
【００４６】
容器は、基体またはカートリッジが容器によって受けられた時に、容器の表面を形成する発熱体によるエアロゾル発生基体の伝導性加熱を容易にするように、容器の一つ以上の壁または天井と、エアロゾル発生基体またはエアロゾル発生基体を収容するカートリッジとの間で接触できるような形状およびサイズでありうる。一部の実施例では、エアロゾル発生基体を収容するカートリッジの少なくとも一部分と容器の表面との間に空隙が形成されてもよい。
【００４７】
容器は、一つ以上の部品から形成されてもよい。容器は、二つ以上の部品から形成されてもよい。容器の少なくとも一部は、カートリッジを容器の中へと挿入するための容器の内部へのアクセスを可能にするために、別の部品に対して移動可能でありうる。例えば、一つの部品は、部品が分離された時にエアロゾル発生基体またはエアロゾル発生基体を収容するカートリッジの挿入を可能にするために、別の部品に取り外し可能に取り付け可能であってもよい。部品は、ねじ係合、締まり嵌め、スナップ嵌め、またはこれに類するものによるなどの、任意の好適な様式で取り付け可能であってもよい。一部の実施例では、部品はヒンジを介して互いに取り付けられる。部品がヒンジを介して取り付けられている時、部品はまた、容器が閉位置にある時に部品を互いに対して固定するための係止機構を含んでもよい。一部の実施例では、容器は、エアロゾル発生基体またはカートリッジが引き出し内に定置されることを可能にするように摺動的に開けられてもよく、かつシーシャ装置を使用されることを可能にするように摺動的に閉めることのできる引き出しを備える。
【００４８】
任意の好適なエアロゾル発生カートリッジは、本明細書に記述されるシーシャ装置と併用されてもよい。カートリッジは、熱伝導性のあるハウジングを含みうる。例えば、ハウジングはアルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、銀、およびこれらの組み合わせから形成されてもよい。ハウジングはアルミニウムから形成されうる。一部の実施例では、カートリッジは、アルミニウムよりも熱伝導性の低い一つ以上の材料から形成される。例えば、ハウジングは、任意の好適な熱的に安定な高分子材料から形成されてもよい。材料が十分に薄い場合、特に熱伝導性のない材料からハウジングが形成されていても、ハウジングを通して十分な熱が伝達される場合がある。
【００４９】
カートリッジは、使用時にカートリッジを通した空気の流れを可能にするために、ハウジングの上部および底部に形成された一つ以上の開口部を備えてもよい。容器の上部が一つ以上の開口部を含む一部の実施形態では、カートリッジの上部にある少なくとも一部の開口部は、容器の上部の開口部と整列してもよい。容器の上部が一つ以上の開口部を含む一部の実施形態では、カートリッジの上部にある少なくとも一部の開口部は、容器の上部の開口部とオフセットしている、または整列していなくてもよい。カートリッジは、容器の相補的な整列の特徴と嵌合してカートリッジの開口部を容器の開口部に対して位置付けるように構成された整列の特徴を備える場合がある。例えば、カートリッジは、カートリッジが容器の中へと挿入された時に、カートリッジの開口部を容器の開口部と整列させるように構成された整列の特徴を備える場合がある。カートリッジのハウジング内の開口部は、カートリッジ内に貯蔵されたエアロゾル発生基体がカートリッジから漏れ出るのを防止するために、貯蔵中は覆われてもよい。一部の実施形態では、ハウジング内の開口部は、エアロゾル発生基体がカートリッジから出るのを防止または抑止するのに十分に小さい寸法を有してもよい。開口部が覆われている場合、消費者はカートリッジを容器の中へと挿入する前にカバーを取り外してもよい。一部の実施例では、容器はカートリッジを穿孔してカートリッジ内に開口部を形成するように構成される。容器は、カートリッジの上部に穿孔するように構成されうる。
【００５０】
任意の好適なエアロゾル発生基体は、本発明のシーシャ装置と併用するためにカートリッジ内に定置されてもよく、またはエアロゾル発生ユニットの容器内に定置されてもよい。エアロゾル発生基体は、エアロゾルを形成しうる揮発性化合物を放出する能力を有する基体でありうる。揮発性化合物はエアロゾル発生基体を加熱することによって放出されてもよい。エアロゾル発生基体は固体であってもよく、または液体であってもよく、あるいは固体構成成分および液体構成成分の両方の成分を備えてもよい。エアロゾル発生基体は固体であってもよい。
【００５１】
エアロゾル発生基体はニコチンを含んでもよい。ニコチン含有エアロゾル発生基体はニコチン塩マトリクスを含んでもよい。エアロゾル発生基体は植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル発生基体はたばこを含みうる。たばこ含有材料は、加熱に伴いエアロゾル発生基体から放出される揮発性たばこ風味化合物を含有しうる。
【００５２】
エアロゾル発生基体は均質化したたばこ材料を含みうる。均質化したたばこ材料は、粒子状のたばこを凝集することによって形成されてもよい。存在する場合には、均質化したたばこ材料は、乾燥質量基準で５％以上のエアロゾル形成体含有量を有してもよく、乾燥質量基準で重量３０％超との間であることが好ましい。エアロゾル形成体の含有量は、乾燥質量基準で約９５％未満であってもよい。
【００５３】
エアロゾル発生基体は非たばこ含有材料を含みうる。エアロゾル発生基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。
【００５４】
エアロゾル発生基体は例えば、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎の破片、再構成たばこ、均質化したたばこ、押出成形たばこ、膨化たばこのうちの一つ以上を含む、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートのうち一つ以上を含みうる。
【００５５】
エアロゾル発生基体は、少なくとも一つのエアロゾル形成体を含みうる。エアロゾル形成体は、使用時に密度が高く安定したエアロゾルの形成を容易にし、エアロゾル発生要素の使用温度で熱分解に対して実質的に耐性のある任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物であってもよい。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、およびグリセリンなど）、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および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。特に好ましいエアロゾル形成体は多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールなど）であり、グリセリンが最も好ましい。エアロゾル発生基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。エアロゾル発生基体はニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成体を含みうる。特に好ましい実施形態において、エアロゾル形成体はグリセリンである。
【００５６】
固体のエアロゾル発生基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもまたはその中に包埋されてもよい。担体は、第一の主表面、第二の主外表面、または第一の主表面および第二の主表面の両方の上に固体基体が堆積された薄層を備えてもよい。担体は、例えば紙、または紙様の材料、不織布炭素繊維マット、低質量の目の粗いメッシュ金属スクリーン、または穿孔された金属箔またはその他の任意の熱的に安定した高分子マトリクスで形成されてもよい。担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートの形態を取ってもよい。担体は、たばこ成分が組み込まれた不織布繊維または繊維束としうる。不織布繊維または繊維の束は、例えば炭素繊維、天然セルロース繊維、またはセルロース誘導体繊維を含みうる。
【００５７】
一部の実施例では、エアロゾル発生基体は懸濁液の形態である。例えば、エアロゾル発生基体は、粘度が高い糖蜜様の懸濁液の形態であってもよい。
【００５８】
カートリッジに入る空気は、エアロゾル発生基体を横切って流れ、エアロゾルを混入し、エアロゾル出口を経由してカートリッジと容器を出る。エアロゾル出口から、エアロゾルを搬送する空気がベッセルに入る。
【００５９】
シーシャ装置は、液体を収容するように構成された内部容積を画定し、かつ上部空間出口を画定する任意の好適なベッセルを備えてもよい。上部空間出口は通常、ベッセルの上部空間領域に配置される。上部空間領域は一般に、ベッセルの液体充填レベルよりも高い。ベッセルは、ベッセル内に収容された内容物を消費者が観察することを可能にする光学的に透明または不透明なハウジングを備えてもよい。ベッセルは、液体充填ラインなどの液体充填境界を備えてもよい。ベッセルハウジングは任意の好適な材料で形成されてもよい。例えば、ベッセルハウジングは、ガラスまたは好適な剛直なプラスチック材料を備えてもよい。ベッセルは、消費者がベッセルを充填または清掃することを可能にするために、エアロゾル発生要素を備えるシーシャ装置の一部分から取り外し可能でありうる。
【００６０】
ベッセルは、消費者によって液体充填レベルまで充填されてもよい。液体は水を備えてもよく、これには一つ以上の着色剤もしくは風味剤、または着色剤および風味剤が随意に注入されてもよい。例えば、水には、植物または薬草の浸出液のうちの一方または両方が注入されてもよい。
【００６１】
エアロゾル発生ユニットのエアロゾル出口を出る空気中に混入されたエアロゾルは、ベッセル内に位置付けられた導管を通って移動しうる。容器を通って流れるエアロゾルが、導管の開口部を通った後、液体を通過し、容器のヘッドスペース内に入り、ヘッドスペース出口を出て、消費者に送達されるように、導管はエアロゾル出口に連結されてもよく、また容器の液体充填レベルより下の開口部を有してもよい。
【００６２】
上部空間出口は、エアロゾルを消費者に送達するためのマウスピースを備えるホースに連結されてもよい。
【００６３】
シーシャ装置は、ユーザーによって起動可能な、シーシャ装置の制御電子回路に動作可能に結合されたスイッチを備えてもよい。スイッチは、シーシャ装置上の任意の好適な位置に配置されうる。例えば、スイッチは、エアロゾル発生要素に、ベッセルに、またはマウスピースに配置されうる。スイッチは、制御電子回路に無線で結合されうる。スイッチの起動は、エネルギーを発熱体に常に供給するのではなく、制御電子回路に発熱体を起動させる。その結果、スイッチの使用は、こうした要素を採用していない装置と比較してエネルギーを節約するよう機能し、一定の加熱ではなく要求に応じた加熱を提供する場合がある。
【００６４】
シーシャ装置は、気流経路と連通する吸煙センサーを備えてもよい。吸煙センサーは、気流経路の任意の好適な場所に位置付けられうる。例えば、マウスピースは吸煙センサーを含みうる。吸煙センサーは、ネブライザーに動作可能に結合されて、ネブライザーに、吸煙の検出に応答して少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路に送達させうる。吸煙センサーは、ネブライザーに結合されうる制御電子回路に動作可能に結合されてもよい。
【００６５】
シーシャ装置は、エアロゾル発生要素の下流にあり、入ってくる空気、蒸気、およびエアロゾル発生要素からのエアロゾルを加速するための入口を有する、チャンバーを備えてもよい。チャンバーは、空気、蒸気およびエアロゾルが、入口を出てチャンバーに入るときの減速を可能にするようなサイズおよび形状であってもよい。こうした配置はさらに、蒸気の凝縮、エアロゾルの核生成、および可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方の増加を促進しうる。
【００６６】
一部の実施例では、ユーザーは、起動要素を使用することによって一つ以上の発熱体を起動してもよい。起動要素は、シーシャ装置上の任意の好適な場所に配置されてもよい。例えば、起動要素はマウスピースに配置されてもよい。例えば、起動要素は、制御電子回路と無線通信してもよく、また制御電子回路に信号を送って、スタンバイモードから最大加熱まで発熱体を起動してもよい。一部の実施例では、こうした手動起動は、カートリッジ内のエアロゾル発生基体の過熱または不要な加熱を防止するために、ユーザーがマウスピースを吸煙する間のみ有効でありうる。
【００６７】
本発明のシーシャ装置は、任意の好適な空気管理を有する場合がある。一実施例では、ユーザーからの吸煙動作は、装置内部の低圧を生じさせる吸引効果を作り出すことになり、これによって外部の空気を装置の空気吸込み口を通して流し、外気吸込み口チャネル内、およびエアロゾル発生要素の容器内に流すことになる。次いで空気は、エアロゾル発生基体、または容器内の基体を収容するカートリッジを通して流れ、容器のエアロゾル出口を通してエアロゾルを搬送する場合がある。ユーザーが吸煙することで生じた低圧がネブライザーを起動させ、ネブライザーに、エアロゾル発生基体から発生した蒸気と混合させるために少なくとも一つのエアロゾル凝縮粒子を気流経路内に導入させうるが、これにより、蒸気は冷却されてエアロゾルを形成するために核生成が向上し、可視的なエアロゾルの強化につながりうる。エアロゾルを含む空気は、その後、導管を通してベッセル内の液体へと流れうる。その後、エアロゾルは、泡になって液体から出て、そして液体のレベルの上方のベッセル内の上部空間へと入り、そしてホースおよびマウスピースを通して消費者へと送達するために、上部空間出口を出る。外部の空気の流れ、およびシーシャ装置内側のエアロゾルの流れは、ユーザーからの吸煙動作によって駆動される場合がある。
【００６８】
本発明のシーシャ装置のすべての主要部品の組立品が、装置の密封機能を確実にしうる。密封機能は、適正な気流の管理が行われることを確実にするべきである。密封機能は、任意の好適な様式で達成されうる。例えば、シールリングおよびシールワッシャーなどのシールが、密封シールを確保するため使用されてもよい。
【００６９】
シールリングおよびシールワッシャーまたはその他のシール要素は、任意の好適な材料（複数可）で作製されうる。例えば、シールは、グラフェン化合物およびシリコン化合物のうちの一つ以上を備えてもよい。その材料は、米国食品医薬品局によって、ヒトにおける使用が認可されうる。
【００７０】
チャンバー、チャンバーからの導管、容器のカバーハウジング、およびベッセルなどの主要部品は、任意の好適な材料（複数可）で作製されてもよい。例えば、これらの部品は、ガラス、ガラス系化合物、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）から独立して作製されてもよい。それらの部品は、標準的な食器洗い機での使用に好適な材料で形成されるうる。
【００７１】
一部の実施例では、本発明のマウスピースは、ホースユニットに接続するためのクイックカップリングのオス／メスの特徴を組み込む。
【００７２】
例示目的で、一つの例示的なシーシャ装置は、上述の通り、ベッセル、エアロゾル発生要素、およびベッセルとエアロゾル発生要素との間の空気加速吸込み口を備えたチャンバーと、を備えうる。シーシャ装置はさらに、マウスピースをベッセルの上部空間出口に接続するホースを備えうる。エアロゾル発生要素は、電気ヒーター、およびエアロゾル発生基体を受けるための容器またはエアロゾル発生基体を受けるためのカートリッジを含みうる。シーシャ装置はさらに、エアロゾル発生要素に電力を供給するための電源と、エアロゾル発生要素への電力供給を制御する制御電子回路と、エアロゾル発生要素を起動するためのマウスピースにおける起動要素と、を備えうる。本発明によれば、シーシャ装置は、外気吸込み口、エアロゾル発生要素、チャンバー、チャンバーをベッセルに接続する導管、ベッセル、ホースおよびマウスピース、の間に延びる気流経路を備える。また、本発明によると、シーシャ装置はさらに、エアロゾル凝縮粒子の供給源に動作可能に接続されたネブライザーを備え、ネブライザーは、エアロゾル凝縮粒子をエアロゾル発生要素の電気ヒーターの下流、空気加速吸込み口を備えたチャンバーの上流で気流経路に直接送達するように配置されたノズルを有する。
【００７３】
例示の目的で、上述される例示的なシーシャ装置を使用する一つの方法が、時系列で以下に提供される。ベッセルは、シーシャ装置の他の構成要素から取り外され、水で充填されてもよい。天然の果実飲料、植物成分、および薬草の浸出液のうちの一つ以上が、風味付けのために水に添加されてもよい。添加される液体の量は、導管の一部分を覆うべきであるが、ベッセル上に随意に存在する場合がある充填レベルマークを越えてはならない。次いで、ベッセルは、シーシャ装置へと再組み立てされうる。エアロゾル発生要素の一部分は、エアロゾル発生基体またはカートリッジを容器の中へと挿入できるように取り外され、または開かれてもよい。その後、エアロゾル発生要素は再組み立てされるかまたは閉じられうる。その後、装置は起動要素を操作するユーザーによってオンされてもよい。これは、エアロゾル発生要素の電気ヒーターをオンにして、容器内のエアロゾル発生基体を加熱しうる。
【００７４】
ユーザーは、マウスピースから吸煙して、外気吸込み口において、そして気流経路を通してシーシャ装置内に空気を引き出しうる。空気はエアロゾル発生要素を通して引き出されてもよく、加熱式エアロゾル発生基体によって発生した蒸気を混入してもよい。空気および蒸気は、エアロゾル発生要素から引き出され、空気加速吸込み口を通してチャンバー内に引き出されうる。マウスピースを吸煙すると、ネブライザーが起動し、空気および蒸気がチャンバーに入る前に、エアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入する。この配置は、エアロゾル凝縮粒子が蒸気と混合されることを可能にし、核生成工程を促進しうる。蒸気はチャンバー内で凝縮してエアロゾルを形成することができ、エアロゾルは導管を通してチャンバーからベッセルの中へと引き出されうる。エアロゾルは、導管からベッセル内の水中に引き出されてもよく、また、ユーザーによる吸入のために、上部空間出口を通してベッセルからホースに沿ってマウスピースにエアロゾルが引き出される上部空間内へと引き出されてもよい。ユーザーは、チャンバー内にエアロゾルが見えなくなるまで、装置を使い続けてもよい。カートリッジまたは基体が使用可能なエアロゾル発生基体を消耗した時に、装置は自動的に停止しうる。一部の実施例では、消費者は、例えば、消耗品が枯渇した、またはほとんど枯渇したという合図を装置から受けた後、装置を未使用のエアロゾル発生基体または未使用のカートリッジで再充填してもよい。未使用基体またはカートリッジで再充填されると、装置を継続して使用することができる。一部の実施例では、シーシャ装置は、例えば起動要素のスイッチをオフにすることによって、消費者によっていつでもオフにできうる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
本開示に記載の一つ以上の態様を描写する図面をこれから参照する。しかし、当然のことながら図面に描写されていないその他の態様も、本開示の範囲および趣旨に収まる。図内で使用されている類似の番号は、類似の構成要素、工程、およびこれに類するものを指す。しかし当然のことながら、所与の図内で一つの構成要素を指すために一つの番号を使用することは、別の図内で同一の番号が付けられた構成要素を制限することを意図するものではない。加えて、異なる図内で構成要素を指すための異なる番号の使用は、異なる番号の付いた構成要素を他の番号の付いた構成要素と同一または類似のものとすることはできないと示すことを意図するものではない。図面は例示の目的で提示されていて、制限の目的で提示されていない。図面に提示された概略図は、必ずしも縮尺通りではない。
【００７６】
【図１】図１は、本発明の方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図２】図２は、本発明のシーシャシステムの一実施形態を図示した概略ブロック図である。
【図３】図３は、本発明のシーシャシステムの一実施形態を図示した概略断面図である。
【図４】図４は、本発明のシーシャ装置の一部分を図示した概略断面図である。
【図５】図５は、本発明のシーシャ装置の一実施形態で使用するためのエアロゾル発生基体を収容するカートリッジの概略斜視図である。
【図６】図６は、本発明の方法の別の実施形態を図示した流れ図である。
【図７】図７は、本発明のシーシャシステムの別の実施形態を図示した概略ブロック図である。
【図８】図８Ａおよび８Ｂは、使用中のシーシャ装置の画像である。図８Ａのシーシャ装置はネブライザーを含まず、図８Ｂの装置は、エアロゾル発生基体の加熱から発生する蒸気と混合させるために気流経路内にエアロゾル発生粒子を導入するネブライザーを含む。
【図９】図９は、ネブライザーが、蒸気と混合させるために気流経路内にエアロゾルを導入したシーシャ装置によって（丸）、およびネブライザーを有さないシーシャ装置によって（三角）発生した総エアロゾル質量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
次に図１を参照すると、エアロゾル発生基体を加熱するが燃焼しないエアロゾル発生要素を備える、シーシャ装置内の可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方を増加させるための方法が示される。方法は、エアロゾル発生基体を加熱することによってシーシャ装置内で蒸気を発生すること（２）を含む。方法はさらに、基体を加熱することによって発生した蒸気と混合させるために、エアロゾル凝縮粒子をシーシャ装置の気流経路内の蒸気に導入すること（４）を含む。蒸気は、冷却されるにつれて、凝縮してエアロゾルを形成する。この実施形態では、エアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル発生基体の下流で気流経路内に導入される。エアロゾル凝縮粒子の導入は、核生成を向上し、可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方を増加させうる。したがって、基体を燃焼することなくエアロゾル発生基体を電気的に加熱するシーシャ装置は、基体を燃焼させる装置と類似したまたはそれより大きい可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量を生成しうる。
【００７８】
次に図２を参照すると、シーシャ装置１００およびエアロゾル発生基体３００を備えるシステム１０が示される。シーシャ装置１００は、入口１０２と、出口１０４と、入口１０２から出口１０４に延びる気流経路１０３（矢印で示す）とを備える。装置１００は、エアロゾル発生基体３００を加熱するための電気発熱体を含むエアロゾル発生要素１３０を含む。基体３００は、装置１００の気流経路１０３内にある。基体３００が加熱されると、エアロゾルが発生し、これは、気流経路１０３を通って流れる気流中に混入されうる。エアロゾルは、ユーザーが装置１００を吸煙した時に、出口１０４を通してユーザーに送達されうる。
【００７９】
エアロゾル発生要素１３０は、電源３５および制御電子回路３０に動作可能に結合され、これらは一緒に、基体３００がエアロゾルを生成するのに十分に加熱されるが燃焼されないように、エアロゾル発生要素１３０の発熱体が基体３００を加熱する温度に制御する。したがって、燃焼副産物は吸入のためにユーザーに送達されない。
【００８０】
装置は、エアロゾル凝縮粒子を気流経路に送達するように位置付けられたネブライザー４００を含む。ネブライザー４００は、基体３００の下流にある。加熱された基体３００によって発生した蒸気を搬送する空気が出口１０４に向かって気流経路内を移動すると、蒸気はエアロゾル凝縮粒子と混合してエアロゾルの核生成を促進し、可視的なエアロゾルを増加させ、総エアロゾル質量を増加させる。
【００８１】
装置１００は、気流経路１０３と連通する吸煙センサー１０９を随意に含む。ユーザーが出口１０４を介して装置１００を吸煙した時、吸煙センサー１０９によって内圧の降下が検出されうる。吸煙センサー１０９およびネブライザー４００は、制御電子回路３０に動作可能に結合される。センサー１０９による吸煙検出は、制御電子回路３０にネブライザー４００を起動させうる。
【００８２】
ここで図３を参照すると、シーシャ装置１００の実施例の概略断面図が示される。装置１００は、液体１９を収容するように構成される内部容積を画定し、また液体１９に対する充填レベルの上にある上部空間出口１５を画定するベッセル１７を含む。液体１９は水を備えることが好ましく、この水には一つ以上の着色剤、一つ以上風味剤、または一つ以上着色剤および一つ以上風味剤が随意に注入されてもよい。例えば、水には、植物の浸出液または薬草の浸出液のうちの一方または両方が注入されてもよい。
【００８３】
装置１００はまた、エアロゾル発生要素１３０も含む。エアロゾル発生要素１３０は、エアロゾル発生基体を収容するカートリッジ１５０を受ける（またはカートリッジ内にないエアロゾル発生基体を受ける）ように構成された容器１４０を含む。エアロゾル発生要素１３０はまた、容器１４０の少なくとも一つの表面を形成する発熱体１６０も含む。図示した実施形態では、発熱体１６０は、容器１４０の上面および側面を画定する。エアロゾル発生要素１３０はまた、外気を装置１００の中へと引き出す外気吸込み口チャネル１７０も含む。外気吸込み口チャネル１７０の一部分は、空気が容器１４０に入る前に空気を加熱するために発熱体１６０によって形成される。次いで、予熱された空気はカートリッジ１５０（またはカートリッジ内にはない基体）に入り、これもまた発熱体１６０によって加熱されて、加熱されたエアロゾル発生基体によって発生した蒸気を搬送する。空気および蒸気はエアロゾル発生要素１３０の出口を出て、空気加速吸込み口（図示せず）を通ってチャンバー２００に入る。蒸気は、冷却されるにつれて、凝縮してエアロゾルを形成する。
【００８４】
導管１９０は、チャンバー２００からの空気およびエアロゾルをベッセル１７内の液体１９のレベルの下に搬送する。空気およびエアロゾルは、泡になって液体１９を通してベッセル１７の上部空間１８に入り、ベッセル１７の上部空間出口１５を介して上部空間１８を出てもよい。エアロゾルをユーザーの口へと搬送するために、ホース２０を上部空間出口１５に取り付けてもよい。マウスピース２５がホース２０に取り付けられてもよく、またはホース２０の一部を形成してもよい。
【００８５】
使用時における装置の気流経路１０３は、図３に太い矢印で図示されている。
【００８６】
マウスピース２５は起動要素２７を含んでもよい。起動要素２７は、スイッチ、ボタンもしくはこれに類するものであってもよく、または吸煙センサーもしくはこれに類するものであってもよい。当然のことながら、その他の実施形態では、起動要素２７は装置１００上の任意のその他の好適な場所に定置されてもよい。起動要素２７は制御電子回路３０と無線通信して、例えば、電源３５に発熱体１６０を給電させることによって、装置１００を使用状態にするか、または制御電子回路３０に発熱体１６０を起動させてもよい。
【００８７】
制御電子回路３０および電源３５は、図３に図示するエアロゾル発生要素１３０の底部部分以外のエアロゾル発生要素１３０の任意の好適な位置に配置されてもよい。
【００８８】
図４は、シーシャ装置１００の一実施例の概略断面図を示す。装置１００の一部の構成要素は、実施形態を理解するのには必要ではないため、図示されない。装置は、エアロゾル発生基体３００を電気的に加熱するように構成されたエアロゾル発生要素１３０を含む。エアロゾル発生要素１３０は、外気を、エアロゾル発生基体３００を通してエアロゾル発生要素１３０の外側から、ベッセルへ送達するために導管１９０内に流すための入口１３３を含む。装置１００は、液体組成物を収容する貯蔵部４０７に動作可能に結合されたネブライザー４００を含む。ネブライザー４００は、液体組成物を霧状化して、基体３００の下流かつ導管１９０の上流で気流経路に導入される複数のエアロゾル凝縮粒子４０５を形成する。
【００８９】
この実施形態において、ネブライザー４００は、エアロゾル凝縮粒子を、発熱体１６０とチャンバー２００との間で気流経路内に導入するように位置付けられる。しかしながら、当然のことながら、別の実施形態では、ネブライザー４００は、エアロゾル凝縮粒子を気流経路内の異なる場所に導入するように位置付けられうる。例えば、ネブライザー４００は、チャンバー２００に、または導管１９０になど、発熱体１６０の上流またはエアロゾル発生要素１３０の下流でエアロゾル凝縮粒子を気流経路に導入するように位置付けられうる。
【００９０】
ここで図５を参照すると、本明細書に記載のシーシャ装置とともに使用されてもよいカートリッジ１５０の実施例の概略斜視図が示される。カートリッジ１５０は、ハウジング１５１と、カートリッジ１５０およびハウジング内に収容されたエアロゾル発生基体を通る空気の流れを可能にするためにハウジングの上面に形成された複数の開口部１５３とを含む。カートリッジ１５０の底部はまた、カートリッジ１５０を通る気流を可能にするために一つ以上の開口部も含むことができる。
【００９１】
次に図６を参照すると、エアロゾル発生基体を加熱するが燃焼しないエアロゾル発生要素を備える、シーシャ装置内の可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方を増加させるための別の方法が示される。方法は、図１の工程と類似の工程を含んでおり、図６の工程を指すのに使用される同様の数字は、図１の方法の同様の工程を指すのに使用される同様の数字に対応する。方法は、エアロゾル凝縮粒子をシーシャ装置の気流経路に導入すること（４’）を含む。方法はさらに、エアロゾル発生基体を加熱することによってシーシャ装置内で気流経路内に蒸気を発生すること（２’）を含む。蒸気は気流経路内でエアロゾル凝縮粒子と混合し、これにより、蒸気が冷却されてエアロゾルを形成すると、核生成が促進される。この実施形態では、エアロゾル凝縮粒子は、エアロゾル発生基体の上流で気流経路内に導入される。エアロゾル凝縮粒子の導入は、核生成を向上し、可視的なエアロゾルおよび総エアロゾル質量の一方または両方を増加させうる。
【００９２】
次に図７を参照すると、シーシャ装置１００’およびエアロゾル発生基体３００’を備えるシステム１０’が図示される。システム１０’は、図２のシステム１０に類似の特徴を備えており、図７のシステムの特徴を指すのに使用される同様の数字は、図２のシステムの特徴を指すのに使用される同様の数字に対応する。シーシャ装置１００’は、入口１０２’と、出口１０４’と、入口１０２’から出口１０４’に延びる気流経路１０３’（矢印で示す）とを備える。装置１００’は、エアロゾル発生基体３００’を加熱するための電気発熱体を含むエアロゾル発生要素１３０’を含む。基体３００’は、装置１００’の気流経路１０３’内にある。基体３００’が加熱されると、エアロゾルが発生し、これは、気流経路１０３’を通って流れる気流中に混入されうる。エアロゾルは、ユーザーが装置１００’を吸煙した時に、出口１０４’を通してユーザーに送達されうる。
【００９３】
エアロゾル発生要素１３０’は、電源３５’および制御電子回路３０’に動作可能に結合され、これらは一緒に、基体３００’がエアロゾルを生成するのに十分に加熱されるが燃焼されないように、エアロゾル発生要素１３０’の発熱体が基体３００’を加熱する温度に制御する。
【００９４】
装置は、エアロゾル凝縮粒子を気流経路に送達するように位置付けられたネブライザー４００’を含む。ネブライザー４００’は、基体３００’の上流にある。エアロゾル凝縮粒子を運搬する空気が基体３００’にわたって、または基体３００’を通して出口１０４’に向かって移動すると、エアロゾル凝縮粒子は、基体３００’によって蒸気が発生する場所で気流経路内にある。このように、蒸気は、発生するとすぐにエアロゾル凝縮粒子と混合してエアロゾルの核生成を促進し、可視的なエアロゾルを増加させ、総エアロゾル質量を増加させる。
【００９５】
装置１００’は、気流経路１０３’と連通する吸煙センサー１０９’を随意に含む。ユーザーが出口１０４’を介して装置１００’を吸煙する時、吸煙センサー１０９’によって内圧の降下が検出されうる。吸煙センサー１０９’およびネブライザー４００’は、制御電子回路３０’に動作可能に結合される。センサー１０９’による吸煙検出は、制御電子回路３０’にネブライザー４００’を起動させうる。
【００９６】
本発明の一態様に関連して上述した特徴は、本発明の別の態様にも適用されうる。
【００９７】
以下の非限定的な例では、エアロゾルの可視的な量を増加させ、ユーザーへと送達可能な総エアロゾル質量を増加させるエアロゾル凝縮粒子の能力が説明されている。
【００９８】
ネブライザーを有するシーシャ装置が組み立てられ、またネブライザーを有しないシーシャ装置が組み立てられた。二つのシーシャ装置は、ネブライザーのあるなしを除き、本質的に同一であった。
【００９９】
カートリッジ容器および巻回ワイヤー発熱体を収容するエアロゾル発生要素は、ベッセル内の液体レベルより下に延びる導管に結合された。１０ｇの市販のＡｌ−Ｆａｋｈｅｒたばこモラセスで充填されたカートリッジを、両方の装置内の巻回ワイヤー発熱体と接触して定置した。巻回ワイヤーは２３０℃の一定温度に設定された。
【０１００】
３５グラムのＮａＣｌを蒸留水１リットル中に溶解した。得られた溶液を、３０バールの圧力を有するネブライザーを用いてシーシャ装置のエアロゾル相に噴霧した。霧状化されたＮａＣｌおよび水を、カートリッジの上方２ｃｍにシーシャ装置のエアロゾル経路に噴霧した。
【０１０１】
エアロゾルを、液体レベルよりも高いベッセルの上部空間出口を介して収集した。収集されたエアロゾルは、喫煙の体験の前後に重量が記録された合計１０個のＣａｍｂｒｉｄｇｅパッドを使用して収集された。体験の総持続時間は１０５回の吸煙に対応する。望ましい吸煙の体験を達成するために、四つのプログラム可能なデュアルシリンジポンプ（ＰＤＳＰ）を同時に使用して、以下の吸煙レジームを作成した。
吸煙体積：５３０ｍＬ
吸煙持続時間：２６００ｍｓ
吸煙間の期間：１７秒
【０１０２】
ネブライザーを有さないシーシャ装置および本発明の一実施形態によるネブライザーを備えるシーシャ装置のベッセルの上部空間内に存在する可視的なエアロゾルの量の比較を、図８Ａおよび８Ｂに示す。図８Ａは、ネブライザーを有さないシーシャ装置を示す。図８Ｂは、ネブライザーを有するシーシャ装置を示す。
【０１０３】
図８Ａ〜図８Ｂに示すように、ネブライザーを備えたシーシャ装置のベッセルの上部空間における可視的なエアロゾルの量は、ネブライザーを有さないシーシャ装置と比較して劇的に増加した。さらに、収集されたエアロゾルの総量は、１２０２ｍｇ（ネブライザーを有さない）から１７７３ｍｇ（ネブライザーを有する）に増加した。
【０１０４】
実験のセットアップは、１０個のＣａｍｂｒｉｄｇｅパッドのうちの２個のみが所与の時点で発生したエアロゾルを収集するように配置された。２０回の吸煙ごとに、逆止め弁を使用してエアロゾルが確実にＣａｍｂｒｉｄｇｅパッドの正しい対へと分配されるようにした。それゆえ、エアロゾルの生成を時間の関数として監視することが可能である。
【０１０５】
図９は、吸煙当たりの平均総エアロゾル質量（ＴＡＭ）を、シーシャ装置の二つの異なる構成での吸煙２０回、４０回、６０回、８０回、および１０５回について示す。ネブライザーを有しない電気シーシャによって得られた吸煙当たりの平均ＴＡＭは、三角形を使用して図示される。ネブライザーを追加した同一の装置を使用して得られたＴＡＭは、円を使用して表示される。
【０１０６】
本明細書で使用されるすべての科学的および技術的な用語は、別途指定のない限り、当業界で一般的に使用される意味を有する。本明細書で提供されている定義は、本明細書で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするために提供されている。
【０１０７】
本明細書および添付した請求の範囲で使用される単数形（「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」）は、複数形の対象を有する実施形態を含蓄するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。
【０１０８】
本明細書および添付した請求の範囲で使用される「または」という用語は概して、「および／または」を含む意味で使用されるが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。
【０１０９】
本明細書で使用される「有する、持つ（ｈａｖｅ）」、「有している、持っている（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含まれる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、またはこれに類するものは制約のない意味で使用され、概して「含むが、これに限定されない」を意味する。当然のことながら、「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」、「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」、およびこれに類するものは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」およびこれに類するものに包摂される。
【０１１０】
「好ましい」および「好ましくは」という語は、ある特定の状況下で、ある特定の利益をもたらしうる本発明の実施形態に言及する。しかしながら、同一のまたはその他の状況下で、その他の実施形態もまた好ましいものである場合がある。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗示するものではなく、また特許請求の範囲を含む本開示の範囲からその他の実施形態を除外することを意図するものではない。
【０１１１】
「上」、「下」、「左」、「右」、「上方」、「下方」およびその他の方向または向きなど、本明細書で言及される任意の方向は、本明細書において明確さおよび簡潔さのため記述されていて、実際の装置またはシステムを限定する意図はない。本明細書に記載の装置およびシステムは、多数の方向および向きで使用されうる。
【０１１２】
上述の例示的な実施形態は限定するものではない。上述の実施形態と一貫性のあるその他の実施形態は、当業者には明らかであろう。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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