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公開番号2024170547
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-10
出願番号2024153076,2021513844
出願日2024-09-05,2019-09-12
発明の名称正の抵抗温度係数(PTCR)を有する加熱要素を含む気化器
出願人ジュール・ラブズ・インコーポレイテッド,JUUL Labs, Inc.
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人,個人
主分類A24F 40/46 20200101AFI20241203BHJP(たばこ;葉巻たばこ;紙巻たばこ;喫煙具)
要約【課題】1つ以上の気化性材料から吸入可能エアロゾルを生成するための非線形の正の抵抗温度係数を有する半導体材料を利用するPTCR加熱要素を含む、携帯型個人用気化器デバイスに関する。
【解決手段】装置は、電源を含むハウジングと、入口、出口を含み、気化性材料を包含しかつハウジングに結合されるように構成されたリザーバと、電源に電気的に結合され、気化性材料を加熱してエアロゾルを形成するように構成されたPTCR加熱要素と、を含む。PTCR加熱要素には、温度に基づいて変化する電気抵抗率が含まれている。電気抵抗率には、温度範囲にわたる電気抵抗率の増大を含む電気抵抗率遷移領域が含まれ、これにより、PTCR加熱要素が遷移領域内の第1の温度に加熱されると、電源からの電流の流れが、PTCR加熱要素のさらなる温度上昇を制限するレベルまで低減される。
【選択図】図3F
特許請求の範囲【請求項１】
所定の電圧で電流の流れを供給するように構成された電源と、
気化性材料を包含するように構成されたリザーバと、
前記電源に電気的に結合されて前記電流の流れを受け取り、前記気化性材料を加熱してエアロゾルを形成するように構成されたＰＴＣＲ（正の抵抗温度係数）加熱要素であって、前記ＰＴＣＲ加熱要素は、温度に基づいて変化する電気抵抗率を有するＰＴＣＲ材料を含み、前記電気抵抗率は、該電気抵抗率が所定の温度範囲にわたって増大する電気抵抗率遷移領域を含み、前記ＰＴＣＲ加熱要素が遷移領域内の第１の温度を超えて加熱されると、前記電源からの電流の流れが、前記ＰＴＣＲ加熱要素のさらなる温度上昇を制限するレベルまで低減される、ＰＴＣＲ加熱要素と、
を含む、装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記装置が、ハウジングをさらに含み、前記電源が、前記ハウジング内に包含されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記リザーバは、入口および出口を含み、かつ前記ハウジングに結合されるように構成されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ＰＴＣＲ加熱要素は、前記入口と前記出口との間に配置されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記装置が、前記リザーバを含むカートリッジをさらに含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記装置が、
前記リザーバおよび前記ＰＴＣＲ加熱要素を含むカートリッジであって、前記気化性材料が、前記リザーバ内の流体である、カートリッジと、
気化位置に前記流体を輸送するように構成された芯と、
前記ＰＴＣＲ加熱要素に電気的に結合され、前記電源から前記ＰＴＣＲ加熱要素に前記電流の流れを提供するように構成された電気コンタクトであって、前記ＰＴＣＲ加熱要素が、前記気化位置で前記流体を加熱するように構成されている、電気コンタクトと、
をさらに含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記気化性材料が、液体である、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記気化性材料が、タバコ製品である、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記タバコ製品が、固体または半固体である、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、ユーザ入力に応じて前記電源を前記ＰＴＣＲ加熱要素に電気的に接続するように構成された入力部をさらに含む、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月１２日に出願された“Vaporizer Including Positive Temperature Coefficient of Resistivity Heater”と題された米国仮特許出願第６２／７３０２５７号の優先権と、２０１９年９月６日に出願された“Vaporizer Including (PTCR) Positive Temperature Coefficient of Resistivity Heating Element”と題された米国仮特許出願第６２／８９７２２９号の優先権とを主張する、２０１９年９月１０日に出願された“Vaporizer Including Positive Temperature Coefficient of Resistivity (PTCR) Heating Element”と題された米国特許出願第１６／５６６８４２号の優先権を主張するものであり、これら全ての内容は、許可される範囲において、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
技術分野
本明細書に記載している主題は、気化器デバイスに関し、例えば、１つ以上の気化性材料から吸入可能エアロゾルを生成するための携帯型個人用気化器デバイスであって、非線形の正の抵抗温度係数を有する半導体材料を利用するＰＴＣＲ加熱要素を含む、携帯型個人用気化器デバイスに関する。
【０００３】
発明の背景
気化器、電子気化器デバイスまたはｅ－気化器デバイスとも称されうる気化器デバイスは、気化デバイスのユーザによるエアロゾルの吸入による１つ以上の有効成分を含有するエアロゾル（例えば、静止または移動する空気または他のガス担体の塊に懸濁された気相および／または凝縮相の材料）の送達に使用することができる。例えば、電子ニコチン送達システム（ＥＮＤＳ）には、電池駆動式であって、タバコまたは他の物質を燃焼させることなく喫煙体験をシミュレートするために使用されうる、ある種の気化器デバイスが含まれる。気化器は、医薬品の送達における医療処方用途と、タバコ、ニコチンおよびその他の植物性材料の消費との両方で人気が高まっている。気化器デバイスは、携帯型で自給式であり、かつ／または便利に使用することができる。
【０００４】
気化器デバイスの使用において、ユーザは、通称「蒸気」と称されるエアロゾルを吸入し、これは、気化性材料を気化させる（例えば、液体または固体を少なくとも部分的に気相へ遷移させる）ＰＴＣＲ加熱要素によって生成することができる。気化性材料は、特定の気化器デバイスの使用に適合しうる液体、溶液、固体、ペースト、ワックス、および／またはその他の任意の形態であってよい。気化器で使用される気化性材料は、ユーザによるエアロゾルの吸入のための入口および出口（例えばマウスピース）を含むカートリッジ（例えば、気化性材料を包含する気化器デバイスの分離可能部分）内に提供されうる。
【０００５】
気化器デバイスによって生成された吸入可能エアロゾルを受容するために、ユーザは、特定の例では、ＰＴＣＲ加熱要素をオンにする圧力センサによって、かつ／または単純なユーザ操作の押しボタンスイッチなどの他の何らかのアプローチによって検出されるふかしを得ることにより、気化器デバイスを作動させることができる。本明細書で使用されるふかしとは、気化した気化性材料と所定の量の空気との組み合わせによって吸入可能エアロゾルが生成されるように所定の量の空気を気化器デバイスに引き込ませる、ユーザによる吸入を指しうる。
【０００６】
気化器デバイスが気化性材料から吸入可能エアロゾルを生成するアプローチには、気化チャンバ（例えばヒータチャンバ）内で気化性材料を加熱して気化性材料を気相（または蒸気）に変換させることが含まれる。気化チャンバとは、気化器デバイス内の領域または容積を指しうるものであり、当該気化チャンバ内で、熱源（例えば、伝導性熱源、対流性熱源、および／または放射性熱源）が気化性材料の加熱を引き起こして、空気と気化した気化性材料との混合物が生成され、気化器デバイスのユーザが気化性材料を吸入するための蒸気が形成される。
【０００７】
気相気化性材料の特定の成分は、冷却および／または圧力の変化によって気化後に凝縮し、これにより、ふかしによって気化器デバイスに吸引される空気の少なくとも一部に懸濁された凝縮相（例えば、液体および／または固体）の粒子を含むエアロゾルが形成されうる。気化性材料が半揮発性化合物（例えば、吸入温度および圧力の下で比較的低い蒸気圧を有するニコチンなどの化合物）を含む場合、吸入可能エアロゾルには、気相と凝縮相との間の局所的な平衡状態にある半揮発性化合物が含まれうる。
【０００８】
典型的には、気化性材料は、リザーバから、ウィッキング要素（例えば、芯）を介して気化チャンバに吸引されうる。気化チャンバへの気化性材料の吸引は、芯が気化チャンバの方向に芯に沿って気化性材料を吸い出す際に、芯によって提供される毛細管作用に少なくとも部分的に起因しうる。しかし、気化性材料がリザーバから吸引されると、リザーバ内の圧力が低下し、これによって真空が発生し、毛細管作用に逆らって作用する。これにより、気化性材料を気化チャンバに吸引する芯の効力が低下しうるため、所望の量の気化性材料を気化させるための気化デバイスの効力が低下する。さらに、リザーバ内に生じた真空により、最終的に、気化性材料の全てを気化チャンバ内に吸引することができず、そのため、気化性材料を浪費することになる。このように、これらの問題点を改善または克服するために、気化器デバイスおよび／または気化器カートリッジを改良することが望まれている。
【０００９】
気化器デバイスは、気化器上の１つ以上のコントローラ、電子回路（例えば、センサ、加熱要素）などによって制御することができる。気化器デバイスはまた、外部コントローラ（例えば、スマートフォンなどのコンピューティングデバイス）と無線で通信することができる。
【００１０】
発明の概要
本主題の特定の態様では、気化器用の加熱デバイスに関連する課題は、当業者によって理解されるように、本明細書に記載された１つ以上の特徴またはこれと同等もしくは等価のアプローチを含むことによって対処することができる。本主題の態様は、気化器デバイス内の温度に基づいて変化する電気抵抗率を特徴とする、ＰＴＣＲヒータとも称されるＰＴＣＲ（正の抵抗温度係数）加熱要素を利用するための方法およびシステムに関連する。
（【００１１】以降は省略されています）

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