JP2014158470A - 液体ストレージ部分を有する電気加熱式喫煙システム - Google Patents

Abstract

【課題】シェルと交換可能なマウスピースとを含む電気加熱式喫煙システムを提供する。
【解決手段】シェルは、電源と電気回路を含む。マウスピースは、液体ストレージ部分と、第１の端部及び第２の端部を有する毛細管芯とを含む。芯の第１の端部は、液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びている。マウスピースはまた、毛細管芯の第２の端部を加熱するための加熱要素と、空気出口と、毛細管芯の第２の端部と空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを含む。シェルとマウスピースが係合した時に、加熱要素は、回路を通じて電源と電気接続し、回路は、ユーザが吸煙を開始した時に少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列される。更に、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口からエーロゾル形成チャンバを通って空気出口まで形成され、この流れルートは、加熱要素及び毛細管芯の第２の端部周囲に空気流を流す。
【選択図】図３

Description

本発明は、エーロゾル形成基体を受け取るための電気加熱式喫煙システムに関する。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形成基体を受け取るための電気加熱式喫煙システムに関する。

いくつかの従来技術の文書、例えば、Ｓ−Ａ−５，０６０，６７１、ＵＳ−Ａ−５，３８８，５９４、ＵＳ−Ａ−５，５０５，２１４、ＵＳ−Ａ−５，５９１，３６８、ＷＯ−Ａ−２００４／０４３１７５、ＥＰ−Ａ−０，３５８，００２、及びＷＯ−Ａ−２００７／１３１４４９は、いくつかの利点を有する電気作動式喫煙システムを開示している。１つの利点は、それらが副流煙を有意に低減する一方、喫煙者が選択的に喫煙を中断及び再開することを可能にすることである。

他の従来技術の文書、例えば、ＥＰ−Ａ−０，２９５，１２２、ＥＰ−Ａ−１，６１８，８０３、及びＥＰ−Ａ−１，７３６，０６５は、エーロゾル形成基体として液体を使用する電気喫煙システムを開示している。液体は、ハウジングに受け取り可能なカートリッジに収容することができる。バッテリのような電源が、吸煙中に液体基体を加熱して喫煙者に供給されるエーロゾルを形成する加熱器に接続されて設けられている。

ＵＳ−Ａ−５，０６０，６７１ ＵＳ−Ａ−５，３８８，５９４ ＵＳ−Ａ−５，５０５，２１４ ＵＳ−Ａ−５，５９１，３６８ ＷＯ−Ａ−２００４／０４３１７５ ＥＰ−Ａ−０，３５８，００２ ＷＯ−Ａ−２００７／１３１４４９ ＥＰ−Ａ−０，２９５，１２２ ＥＰ−Ａ−１，６１８，８０３ ＥＰ−Ａ−１，７３６，０６５ ＵＳ−Ａ−５，４９８，８５５ ＷＯ−Ａ−０３／０９５６８８ ＵＳ−Ａ−５，５１４，６３０ ＥＰ−Ａ−１，１２８，７４１ ＷＯ−Ａ−２００７／０６６３７４ ＷＯ−Ａ−２００７／０７８２７３ ＥＰ−Ａ−０，２７７，５１９ ＵＳ−Ａ−５，３９６，９１１ ＥＰ−Ａ−０，８９３，０７１

上述したものを含む従来技術の電気加熱式喫煙システムは、いくつかの利点を確かに有するが、依然として改善の余地がある。従って、改善された電気加熱式喫煙システムを提供することが本発明の目的である。

本発明の第１の態様により、シェルと交換可能なマウスピースとを含む電気加熱式喫煙システムを提供し、シェルは、電源及び電気回路を含み、マウスピースは、液体ストレージ部分と、液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部と第２の端部とを有する毛細管芯と、毛細管芯の第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、空気出口と、毛細管芯の第２の端部と空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを含み、シェル及びマウスピースが係合した時に、少なくとも１つの加熱要素は、回路を通じて電源と電気接続し、回路は、ユーザが吸煙を開始した時に少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口からエーロゾルチャンバを通って空気出口まで形成され、この流れルートは、加熱要素及び毛細管芯の第２の端部の周囲に空気流を流す。

少なくとも１つの空気入口は、シェル又はマウスピースに設けることができる。使用時に、液体は、毛細管芯の毛細管作用によって液体ストレージ部分から加熱要素に向けて移送される。加熱要素に作動されると、毛細管芯の第２の端部の液体は、加熱要素によって気化され、過飽和蒸気が形成される。過飽和蒸気は、混合されて、少なくとも１つの空気入口からエーロゾル形成チャンバまで空気流中で運ばれる。エーロゾル形成チャンバにおいて、蒸気は、凝縮してエーロゾルを形成し、これは、空気出口に向けて運ばれてユーザの口の中に入る。

本発明による電気加熱式喫煙システムは、いくつかの利点を提供する。第１に、交換可能なマウスピースが少なくとも１つの加熱要素、液体ストレージ部分、及び芯を収容するので、潜在的に液体と接触する全ての要素は、マウスピースが交換される時に替えられる。異なるマウスピース、例えば、異なる液体を使用するものの間でシェルにおける二次汚染がないことになる。更に、液体ストレージ部分内の液体は、液体が劣化する危険性が有意に低減されるように、酸素（酸素が一般的に毛細管芯を通じて液体ストレージ部分に進入できないために）及び一部の実施形態では光から保護される。従って、高レベルの衛生を維持することができる。第２に、マウスピース構造は、液体ストレージ部分から漏れる危険性が少ないことを意味し、これは、従来技術の電気加熱式喫煙システムの多くに対しては当て嵌まらない。それによって液体の無駄が防止されるが、マウスピースの分解による無許可ユーザの液体へのアクセスも困難にする。また、マウスピースが適切な間隔で交換される場合、加熱要素が液体で詰まる可能性が殆どない。第３に、ユーザが吸煙を開始した時に回路が電流パルスを供給するので、加熱要素及び毛細管芯の第２の端部の周囲に空気が流され、エーロゾル化が最適化される。最後に、液体と加熱要素の間に延びる毛細管芯を使用すると、マウスピースの構造を比較的簡単にすることができる。好ましくは、システムに１つだけの毛細管機構が存在する。

少なくとも１つの加熱要素は、単一の加熱要素を含むことができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、１つよりも多くの加熱要素、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれよりも多くの加熱要素を含むことができる。１つ又は複数の加熱要素は、毛細管芯の第２の端部において液体を最も有効に揮発させるように適切に配置することができる。
少なくとも１つの加熱要素は、好ましくは電気抵抗性材料を含む。適切な電気抵抗性材料は、以下に限定されるものではないが、ドープされたセラミックのような半導体、電気「伝導性」セラミック（例えば、ケイ化モリブデンなど）、カーボン、グラファイト、金属、金属合金、及びセラミック材料及び金属材料で作られた複合材料を含む。そのような複合材料は、ドープ又は非ドープセラミックで構成することができる。適切なドープセラミックの例は、ドープされたシリコンカーバイドを含む。適切な金属の例は、チタン、ジルコニウム、タンタル、及び白金族からの金属を含む。適切な金属合金の例は、ステンレス鋼、ニッケル−、コバルト−、クロム−、アルミニウム−、チタン−、ジルコニウム−、ハフニウム−、ニオブ−、モリブデン−、タンタル−、タングステン−、錫−、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、Ｔｉｍｅｔａ１、及び鉄−マンガン−アルミニウムベース合金ベースの超合金を含む。複合材料において、電気抵抗性材料は、任意的に、エネルギ移送の動力学及び必要とされる外部物理化学特性次第で絶縁材料に埋め込むか、又はそれを用いて封入又は被覆するか、又はその逆にすることができる。適切な複合加熱要素の例は、ＵＳ−Ａ−５，４９８，８５５、ＷＯ−Ａ−０３／０９５６８８、及びＵＳ−Ａ−５，５１４，６３０に開示されている。

少なくとも１つの加熱要素は、あらゆる適切な形態を取ることができる。例えば、少なくとも１つの加熱要素は、ＵＳ−Ａ−５，３８８，５９４、ＵＳ−Ａ−５，５９１，３６８、及びＵＳ−Ａ−５，５０５，２１４に説明されているような加熱ブレードの形態を取ることができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、ＥＰ−Ａ−１，１２８，７４１に説明されているような異なる導電性部分を有するケーシング又は基体か、又はＷＯ−Ａ−２００７／０６６３７４に説明されているような電気抵抗性金属チューブの形態を取ることができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、ディスク（端部）加熱器、又はディスク加熱器と加熱ニードル又はロッドとの組合せとすることができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、不活物質の２層間で絶縁された金属エッチ箔の形態を取ることができる。その場合、不活物質は、全体がポリイミド又はマイカ箔であるカプトンを含むことができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、毛細管芯の第２の端部周囲に巻かれる材料のシートの形態を取ることができる。シートは、あらゆる適切な材料、例えば、鉄−アルミニウムベースの合金、鉄−マンガン−アルミニウムベースの合金、又はＴｉｍｅｔａ１で作ることができる。シートの形状は、矩形とするか、又は毛細管芯の第２の端部周囲に巻かれた時にコイル状構造を形成するパターン化形状とすることができる。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ＥＰ−Ａ−１，７３６，０６５に説明されているような合金ワイヤ、又は加熱プレートを含む。
好ましい実施形態では、少なくとも１つの加熱要素は、毛細管芯の第２の端部を取り囲むワイヤのコイルを含む。その実施形態では、好ましくは、ワイヤは、金属ワイヤである。より好ましくは、ワイヤは、金属合金ワイヤである。加熱要素は、毛細管芯の第２の端部を完全に又は部分的に取り囲むことができる。

少なくとも１つの加熱要素は、伝導の手段によって毛細管芯の第２の端部で液体を加熱することができる。加熱要素は、芯の第２の端部に少なくとも部分的に接触することができる。代替的に、加熱要素からの熱は、熱伝導要素の手段によって液体に伝導させることができる。代替的に、少なくとも１つの加熱要素は、使用中に電気加熱式喫煙システムを通して吸引される入ってくる外気に熱を移送することができ、これは、次に、対流によって液体を加熱する。外気は、システムを通過する前に加熱することができる。代替的に、外気は、ＷＯ−Ａ−２００７／０７８２７３に説明されているように、最初に芯の第２の端部を通して吸引され、次に加熱することができる。

好ましくは、電気回路は、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含む。センサは、電気機械デバイスとすることができる。代替的に、センサは、機械デバイス、光学デバイス、光学機械デバイス、及び微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのセンサのいずれかとすることができる。その場合、好ましくは、電気回路は、ユーザが吸煙したことをセンサが感知した時に少なくとも１つの加熱要素に対して電流パルスを供給するように配列される。好ましくは、電流パルスの期間は、気化されることが望ましい液体の量に応じて予め設定される。電気回路は、この目的に対して好ましくはプログラマブルである。
代替的に、電気回路は、ユーザが吸煙を開始するための手動操作スイッチを含むことができる。電流パルスの期間は、好ましくは、気化されることが望ましい液体の量に応じて予め設定される。電気回路は、この目的に対して好ましくはプログラマブルである。

好ましくは、少なくとも１つの空気入口は、シェルに存在する。代替的に、少なくとも１つの空気入口は、マウスピースに存在する場合がある。一実施形態では、少なくとも１つの空気入口は、２つの空気入口を含む。代替的に、３つ、４つ、５つ、又はそれよりも多くの空気入口が存在する場合がある。好ましくは、１つよりも多くの空気入口が存在する場合、空気入口は、シェルの周りに又はマウスピースの周りで離間している。好ましい実施形態では、電気回路は、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含み、かつ少なくとも１つの入口は、センサ上流のシェルに存在する。空気入口は、空気の流れルートが、エーロゾル化を最適化するために加熱要素及び毛細管芯の第２の端部の周囲に空気流を流すように適切に位置する。

好ましくは、電源は、シェルに収容されたセルを含む。電源は、リチウムイオンバッテリ又はその変形の１つ、例えば、リチウムイオンポリマーバッテリとすることができる。代替的に、電源は、ニッケル金属水素化物バッテリ又はニッケルカドミウムバッテリ又は燃料セルとすることができる。その場合、好ましくは、電気加熱式喫煙システムは、電力セルのエネルギが使い尽くされるまで喫煙者が使用可能である。
代替的に、電源は、外部充電部分によって充電可能な回路を含むことができる。その場合、好ましくは、回路は、充電された時に所定回数の吸煙のための電力を供給し、その回数の後では、回路は、外部充電部分に再接続する必要がある。適切な回路の例は、１つ又はそれよりも多くのコンデンサ又は再充電可能なバッテリである。

好ましくは、シェルは、加熱要素が作動された時を示すための吸煙インジケータを更に含む。電気回路が、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含む実施形態では、インジケータは、ユーザが吸煙していることを示す空気流をセンサが感知した時に作動させることができる。電気回路が手動操作スイッチを含む実施形態では、インジケータは、そのスイッチによって作動させることができる。
好ましくは、シェル及びマウスピースは、係合時に解除可能に互いに固定されるように配置される。

液体ストレージ部分は、好ましくは補充不可能である。すなわち、液体ストレージ部分の液体が使い尽くされた時に、マウスピース全体が交換される。代替的に、液体ストレージ部分は、補充可能とすることができる。その場合は、マウスピースは、液体ストレージ部分のある一定回数の補充後に取り替えることができる。好ましくは、液体ストレージ部分は、所定回数の吸煙のための液体を保持するように配置される。

液体は、毛細管作用によって毛細管芯を通して液体を搬送させる粘性を含む物理特性を有する。液体は、電気加熱式喫煙システムで使用するのに適する沸点を有し、すなわち、沸点が高すぎる場合には、加熱要素は、液体を毛細管芯の第２の端部で気化させることができないことになるが、沸点が低すぎる場合には、液体は、たとえ加熱要素が作動されなくても気化する場合がある。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香味化合物を含むタバコ含有材料を含む。代替的に又はそれに加えて、液体は、非タバコ材料を含むことができる。液体は、水分、溶剤、エタノール、植物性抽出物、及び天然又は人工香味料を含むことができる。好ましくは、液体は、更に、エーロゾル形成剤を含む。適切なエーロゾル形成剤の例は、グリセリン及びプロピレングリコールである。潜在的に適切なエーロゾル形成剤の付加的な例は、ＥＰ−Ａ−０，２７７，５１９及びＵＳ−Ａ−５，３９６，９１１に説明されている。

液体ストレージ部分は、好ましくは容器である。例えば、容器は、ＥＰ−Ａ−０，８９３，０７１に説明されたような容器とすることができる。好ましくは、液体ストレージ部分は、電気加熱式喫煙システムに１つだけの毛細管機構（毛細管芯）が存在するように、いずれの多孔性材料も含まない。これは、マウスピースの構造を簡単にかつ全体システムを低保守に維持する。好ましくは、容器は、不透明であり、それによって光による液体の劣化を制限する。
電気加熱式喫煙システムは、少なくとも１つの加熱要素を含む噴霧器を更に含むことができる。この加熱要素に加えて、噴霧器は、１つ又はそれよりも多くの圧電素子のような電気機械要素を含むことができる。追加的に又は代替的に、噴霧器はまた、静電気、電磁気、又は空気圧効果を使用する要素を含むことができる。

毛細管芯は、繊維状又はスポンジ状構造を有することができる。例えば、毛細管芯は、喫煙システムの縦方向にほぼ整列した複数の繊維又はより線、又は喫煙システムの縦方向に沿ってロッド形状に形成されたスポンジ状材料を含むことができる。芯の構造は、複数の小さな内腔又はチューブを形成し、それを通して液体を毛細管作用により液体ストレージ部分から加熱要素まで搬送することができる。毛細管芯は、あらゆる適切な材料又は材料の組合せを含むことができる。適切な材料の例は、繊維又は焼結粉末の形態のセラミック又はグラファイトベースの材料である。毛細管芯は、密度、粘性、表面張力、及び蒸気圧のような異なる液体物理特性で使用されるように、あらゆる適切な毛管性及び多孔性を有することができる。

シェルは、あらゆる適切な材料又は材料の組合せを含むことができる。適切な材料の例は、金属、合金、プラスチック、又はこれらの材料の１つ又はそれよりも多くを含有する複合材料を含む。好ましくは、この材料は、軽量かつ非脆性である。
マウスピースは、あらゆる適切な材料又は材料の組合せを含むことができる。適切な材料の例は、食品又は薬剤用途に適する熱可塑性材料、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリエチレンを含む。
好ましくは、電気加熱式喫煙システムは、携帯型である。電気加熱式喫煙システムは、従来のシガー又はシガレットに匹敵するサイズを有することができる。

本発明の第２の態様により、電源と電気回路とを有するシェルと係合して電気加熱式喫煙システムを形成するためのマウスピースを提供し、マウスピースは、液体ストレージ部分と、液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部と第２の端部とを有する毛細管芯と、毛細管芯の第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、空気出口と、毛細管芯の第２の端部と空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを含み、シェル及びマウスピースが係合した時に、少なくとも１つの加熱要素は、回路を通じて電源と電気接続し、回路は、ユーザが吸煙を開始した時に少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口からエーロゾルチャンバを通って空気出口まで形成され、流れルートは、空気流を加熱要素及び毛細管芯の第２の端部の周囲に流す。
好ましい実施形態では、少なくとも１つの加熱要素は、毛細管芯の第２の端部を取り囲むワイヤのコイルを有する。その実施形態では、好ましくは、ワイヤは、金属合金ワイヤである。

本発明により、本発明の第２の態様のマウスピースと係合するように配置されたシェルも提供する。
本発明の第３の態様により、液体ストレージ部分と、液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部と第２の端部とを有する毛細管芯と、毛細管芯の第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、空気出口と、毛細管芯の第２の端部と空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを有するマウスピースと係合して電気加熱式喫煙システムを形成するためのシェルを提供し、シェルは、電源及び電気回路を含み、シェル及びマウスピースが係合した時に、少なくとも１つの加熱要素は、回路を通じて電源と電気接続し、回路は、ユーザが吸煙を開始した時に少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口からエーロゾルチャンバを通って空気出口まで形成され、この流れルートは、加熱要素及び毛細管芯の第２の端部の周囲に空気流を流す。

好ましくは、電気回路は、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含む。
好ましくは、シェルは、更に、少なくとも１つの空気入口を含む。
本発明により、本発明の第３の態様のシェルと係合するように配置されたマウスピースも提供する。
本発明の１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も適用可能である。
添付図面を参照して本発明を単に一例として更に以下に説明する。

本発明の実施形態による電気加熱式喫煙システムのシェルを示す図である。 本発明の実施形態による電気加熱式喫煙システムのマウスピースを示す図である。 図１のシェルと図２のマウスピースを含む構成された電気加熱式喫煙システムを示す図である。

図１は、本発明の一実施形態による電気加熱式喫煙システムのシェルを示している。シェル１０１は、バッテリ１０３の形態の電源と、回路１０５の形態の電気回路と、吸煙検出システム１０７と、吸煙インジケータ１０９と、電気接続１１１と、電気接点１１３と、空気入口１１５と、固定機構１１７とを含む。シェル１０１は、図２のマウスピース２０１と係合するように設計されている。
図２は、本発明の一実施形態による電気加熱式喫煙システムのマウスピースを示している。マウスピース２０１は、液体２０５を収容するカートリッジ２０３の形態の液体ストレージ部分と、毛細管芯２０７と、加熱コイル２０９の形態の加熱要素と、空気出口２１１と、エーロゾル形成チャンバ２１３とを含む。毛細管芯２０７の第１の端部２０７ａは、カートリッジ２０３内に延び、毛細管芯２０７の第２の端部２０７ｂは、加熱コイル２０９によって取り囲まれている。マウスピースはまた、毛細管芯２０７の第２の端部２０７ｂ及び絶縁リング２１７を保護するためのキャップ２１５を含む。マウスピース２０１は、図１のシェル１０１と係合するように設計される。

図３は、必要に応じてユーザにエーロゾルを供給するように配列された電気加熱式喫煙システム３０１を形成するために図２のマウスピース２０１と係合した図１のシェル１０１を示している。シェル１０１及びマウスピース２０１は、固定機構１１７によって互いに解除可能に固定される。加熱コイル２０９の端部は、シェル上の電気接点１１３と接触している。システム３０１の作動は、次の通りである。

液体２０５は、芯２０７の第１の端部２０７ａから芯の第２の端部２０７ｂまで毛細管作用によってカートリッジ２０３から移送される。ユーザが空気出口２１１においてデバイスを吸引すると、空気入口１１５を通って外気が吸引される。この実施形態では、吸煙検出システム１０７は、吸煙を感知し、加熱コイル２０９に作動して吸煙インジケータのスイッチをオンにする。バッテリ１０３は、芯２０７の第２の端部２０７ｂを加熱するために加熱コイル２０９にエネルギのパルスを供給する。芯２０７の第２の端部２０７ｂ内の液体は、加熱コイル２０９によって気化して過飽和蒸気を生成する。同時に、気化されている液体は、毛細管作用によって芯の第２の端部２０７ｂに向けて移動している更に別の液体によって置換される。（これは、「ポンプ作用」と呼ばれることがある。）生成された過飽和蒸気は、空気入口１１５からエーロゾル形成チャンバ２１３に向う空気流と混合され、かつその中で運ばれる。空気入口１１５とマウスピース２１１の相対位置のために、空気流は、エーロゾル形成チャンバ２１３におけるエーロゾルの形成を最適化するように芯の第２の端部２０７ｂ周囲に向けられる。エーロゾル形成チャンバ２１３において、蒸気は、凝縮して吸入可能なエーロゾルを形成し、それは、次に、出口２１１に向かってユーザの口の中に運ばれる。

この実施形態では、回路１０５及び吸煙検出システム１０７は、プログラマブルである。回路１０５及び吸煙検出システム１０７は、デバイスの作動を管理するのに使用することができる。この実施形態では、吸煙検出システム１０７がユーザの吸煙を感知した時に、バッテリは、加熱コイル２０９に所定時間の電流パルスを供給する。電流パルスのための所定時間は、１回の吸煙に必要な液体の量及び液体のその量が気化するのにかかる時間に依存することになる。これは、逆に、液体、加熱コイル、及び毛細管芯の特性に依存することになる。所定の時間は、０．５と３秒の間とすることができる。

この実施形態では、マウスピース内のカートリッジ２０３は、所定回数の吸煙に対して十分な液体を収容するように寸法設定される。その所定回数の吸煙後に、カートリッジは、補充することができるであろうが、好ましくは、マウスピース全体が交換される。所定回数の吸煙は、理想的には２００と２０００回の間であり、これは、カートリッジ、マウスピース、及びデバイス全体の望ましいサイズと使用される液体の特性とに依存する。カートリッジ２０３は、あらゆる適切な材料で作ることができる。例には、ガラスとＰＥＴのようなプラスチックポリマー、又は薬剤又は食品産業で使用される他のものが含まれる。材料は、漏れ、破損、又は誤用をできる限り防ぐように選択すべきである。

図１から３に示す実施形態では、シェルとマウスピースが係合した時に、カートリッジ２０３は、芯の第２の端部２０７ｂ及び加熱コイル２０９の上流に配置される。従って、外気は、空気入口１１５を通って吸引され、芯の第２の端部２０７ｂ及び加熱コイル２０９に到達する前にカートリッジ２０３の周囲を通過する。しかし、代替的な実施形態では、マウスピースは、シェルとマウスピースが係合した時に、カートリッジが芯の第２の端部及び加熱コイルの下流に配置されるように構成することができる。その実施形態では、外気は、空気入口を通って吸引され、次に、蒸気又はエーロゾルは、空気出口に行く途中でカートリッジの周囲を通過することになる。

毛細管芯は、様々な多孔性又は毛管性材料で作ることができ、かつ好ましくは公知の所定の毛管性を有する。例には、繊維又は焼結粉末の形態のセラミック又はグラファイトベースの材料が含まれる。密度、粘性、表面張力、及び蒸気圧のような異なる液体の物理特性に適合させるために異なる空隙率の芯を使用することができる。芯は、加熱コイルに必要な量の液体が送出されるような適切なものでなければならない。

マウスピースとシェルは、喫煙者によって使用することができるように適切に寸法設定された電気加熱式喫煙システムを生成するために互いに係合するように寸法及び形状設定される。電源、回路、液体ストレージ部分、芯、加熱要素、及びエーロゾル形成チャンバを含むマウスピースとシェルの構成要素は、システム設計に対して適切に寸法及び形状設定される。システムは、好ましくは、携帯可能であり、かつ従来型のシガー又はシガレットと類似のサイズを有することができる。

本発明のシステムは、エーロゾル内の粒子濃度（ｍｇ／ｌ又はｍｇ／吸煙容積）、エーロゾル内の平均粒子サイズ、及びエーロゾル内の粒子サイズの分布（範囲）の制御を可能にする。これらは、液体中のエーロゾル形成剤処方、加熱要素におけるエネルギ移送（単位表面積あたりの熱出力）、エーロゾル形成チャンバの設計、及び作動温度のうちの１つを変えることによって制御することができる。エネルギ移送は、加熱要素及び芯に使用される材料、芯の直径、加熱要素がコイルの場合にはコイルの長さ、直径、及びピッチ（螺旋間の距離）を含む加熱要素の設計、及び加熱要素に印加される電力を含むいくつかのファクタに依存することになる。

作動温度は、１つ又は複数のエーロゾル形成剤及び香味材料の望ましくない劣化が起こらないことを保証するためにできる限り制御すべきである。これは、例えば、加熱器が適切な金属又は合金で作られた場合には伝導率の変動を使用して加熱器の温度を制御することにより、又は加熱器に送出されるエネルギの量を制御することにより達成することができる。加熱要素における好ましい作動温度は、１００から３００℃の範囲である。図に示す配置は、この温度範囲内で作動させることができ、かつ１０から１００ｍｓの間の迅速な応答時間（ユーザがシステムを吸煙して空気出口からエーロゾルがユーザの口に入る間の時間、これは、「吸煙までの時間」と呼ばれることがある）を提供することもできる。

３０１ 電気加熱式喫煙システム

Claims (11)

1. 電気加熱式喫煙システムであって、
   シェルと、
   交換可能なマウスピースと、
   を含み、
   前記シェルは、電源及び電気回路を含み、
   前記マウスピースは、液体ストレージ部分と、該液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部、及び第２の端部を有する毛細管芯と、該毛細管芯の該第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、空気出口と、該毛細管芯の該第２の端部と該空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを含み、
   前記シェル及びマウスピースが係合した時に、
   前記少なくとも１つの加熱要素は、前記回路を通じて前記電源と電気接続し、
   前記回路は、ユーザが吸煙を開始した時に前記少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、かつ
   空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口から前記エーロゾルチャンバを通って前記空気出口まで形成され、該流れルートは、前記加熱要素及び前記毛細管芯の前記第２の端部の周囲に該空気の流れを流す、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記少なくとも１つの加熱要素は、前記毛細管芯の前記第２の端部を取り囲むワイヤのコイルを含むことを特徴とする請求項１に記載の電気加熱式喫煙システム。
3. 前記電気回路は、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気加熱式喫煙システム。
4. 前記少なくとも１つの空気入口は、前記シェルに存在することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気加熱式喫煙システム。
5. 電源と電気回路とを有するシェルと係合して電気加熱式喫煙システムを形成するマウスピースであって、
   液体ストレージ部分と、
   前記液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部、及び第２の端部を有する毛細管芯と、
   前記毛細管芯の前記第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、
   空気出口と、
   前記毛細管芯の前記第２の端部と前記空気出口の間のエーロゾル形成チャンバと、
   を含み、
   シェルとマウスピースが係合した時に、前記少なくとも１つの加熱要素は、前記回路を通じて前記電源と電気接続し、該回路は、ユーザが吸煙を開始した時に該少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口から前記エーロゾルチャンバを通って前記空気出口まで形成され、該流れルートは、該加熱要素と前記毛細管芯の前記第２の端部との周囲に該空気の流れを流す、
   ことを特徴とするマウスピース。
6. 前記少なくとも１つの加熱要素は、前記毛細管芯の前記第２の端部を取り囲むワイヤのコイルを含むことを特徴とする請求項５に記載のマウスピース。
7. 請求項５又は請求項６に記載のマウスピースと係合するように配置されたシェル。
8. 液体ストレージ部分と、該液体ストレージ部分の中にそこの液体と接触するために延びる第１の端部、及び第２の端部を有する毛細管芯と、該毛細管芯の該第２の端部を加熱するための少なくとも１つの加熱要素と、空気出口と、該毛細管芯の該第２の端部と該空気出口の間のエーロゾル形成チャンバとを有するマウスピースと係合して電気加熱式喫煙システムを形成するシェルであって、
   電源と、
   電気回路と、
   を含み、
   シェルとマウスピースが係合した時に、少なくとも１つの加熱要素が、前記回路を通じて前記電源と電気接続し、該回路は、ユーザが吸煙を開始した時に該少なくとも１つの加熱要素に電流パルスを供給するように配列され、空気の流れルートが、少なくとも１つの空気入口からエーロゾルチャンバを通って空気出口まで形成され、該流れルートは、該加熱要素と毛細管芯の第２の端部との周囲に該空気の流れを流す、
   ことを特徴とするシェル。
9. 前記電気回路は、ユーザが吸煙していることを示す空気流を検出するセンサを含むことを特徴とする請求項８に記載のシェル。
10. 前記少なくとも１つの空気入口を更に含むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のシェル。
11. 請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のシェルと係合するように配置されたマウスピース。

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