JP2021532729A - エアロゾル生成装置 - Google Patents

Abstract

一実施例によるエアロゾル生成装置は、シガレットが挿入可能な収容部及び収容部の底面に形成されたホールを貫通して収容部内部に突出し、収容部に挿入されたシガレットを加熱する加熱要素を含み、底面上で、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率は、１．８以上でもある。

Description

本発明は、エアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、ヒータの加熱要素が挿入されるホールが形成され、シガレットが収容される収容部を含むエアロゾル生成装置に関する。

最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成される方法に関する需要が増加している。これにより、加熱式シガレットまたは加熱式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に進行されている。

そのようなエアロゾル生成装置のシガレットが収容される収容部には、ヒータの加熱要素が挿入されるホールが形成され、ユーザのパフによって外部空気は、ホールを通じて収容部に流入され、その後、シガレット内部を通過して、ユーザにエアロゾルを伝達することができる。この際、ユーザに向上した喫煙感を提供するために、適切なエアロゾル移行量及び吸引抵抗によってエアロゾル生成装置が設計される必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、適切なエアロゾル移行量及び吸引抵抗が提供されるようにシガレットが挿入される収容部、加熱要素及び収容部に形成され、加熱要素が挿入されるホールの関係を考慮して設計されたエアロゾル生成装置を提供することである。

実施例を通じて解決しようとする課題は、上述した課題に制限されるものではなく、言及されていない課題は、本明細書及び添付図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

エアロゾル生成装置は、シガレットが挿入可能な収容部と、収容部の底面に形成されたホールを貫通して収容部内部に突出し、収容部に挿入されたシガレットを加熱する加熱要素と、を含み、底面上で、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率は、１．８以上でもある。

本発明の効果は、シガレットが挿入される収容部、加熱要素、及び収容部に形成され、加熱要素が挿入されるホールの関係を考慮してエアロゾルが設計されることで、適切なエアロゾル移行量及び吸引抵抗を通じて、ユーザに向上した喫煙感が提供される。

実施例による効果が上述した効果に制限されず、言及されていない効果は、本明細書及び添付図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

実施例によるエアロゾル生成装置の正面図である。 図１のエアロゾル生成装置の分解図である。 エアロゾル生成物質を含むシガレットに係わる図面である。 図１のエアロゾル生成装置のＡ−Ａ'断面図である。 図１のエアロゾル生成装置のＢ−Ｂ'断面図である。 図１のエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された状態のＢ−Ｂ'断面図である。 Ａ−Ａ'断面において収容部に挿入されたシガレット内の温度分布を示すグラフである。 エアロゾル移行量に係わるグラフである。 吸引抵抗に係わるグラフである。 収容部及び加熱要素の他の実施例に係わる図面である。

一実施例によるエアロゾル生成装置は、シガレットが挿入可能な収容部と、収容部の底面に形成されたホールを貫通して収容部内部に突出し、収容部に挿入されたシガレットを加熱する加熱要素と、を含み、底面上で、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率は、１．８以上でもある。

また、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率は、３．６以下でもある。

また、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率が１．８以上であるとき、加熱要素及びホールの断面積差によって形成された間隙を通じて収容部内部を通過する空気に対する吸引抵抗が安定化される。

また、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率が１．８以上であるとき、シガレットを介したエアロゾル移行が促進される。

また、加熱要素の断面積対比ホールの断面積の比率が３．６以下であるとき、加熱要素及びホールの断面積差によって形成された間隙を介したシガレットから離脱されたエアロゾル生成物質の漏れが防止される。

また、収容部は、一軸に沿って延びて、収容部の底面は、軸に垂直な平面にある。

また、収容部は、一軸に沿って延びて、ヒータは、軸の第１方向に沿ってホールを貫通して、シガレットは、軸の第２方向に沿って収容部に挿入される。

また、ホールは、加熱要素が貫通するように加熱要素の形状に沿って形成されうる。

また、加熱要素は、細長型であり、加熱要素の断面積は、円形でもある。

また、ホールは、円形でもある。

また、エアロゾル生成装置は、ユーザのパフ時、外部空気が流入される流入口をさらに含んでもよい。

また、エアロゾル生成装置は、加熱要素に電力を供給するバッテリ及び加熱要素の加熱動作を制御する制御部をさらに含んでもよい。

他の一実施例によれば、シガレットが挿入可能な収容部及び収容部の底面に形成されたホールを貫通して収容部内部に突出し、収容部に挿入されたシガレットを加熱する加熱要素と、を含み、底面上で、シガレットの断面積対比ホールの断面積の比率は、０．２以上でもある。

また、底面上で、シガレットの断面積対比ホールの断面積の比率は、０．３以下でもある。

また、加熱要素は、シガレット内部に挿入されて加熱されることで、シガレット内で加熱要素からの距離によって変化する温度分布を形成し、シガレットの断面積対比ホールの断面積の比率によってホールを通じてシガレット内に空気が流入される領域が決定されうる。

実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に携わる技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態としても具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

明細書全体においてエアロゾル生成装置は、ユーザの口を介して、ユーザの肺に直接吸入可能なエアロゾルを発生させるために、エアロゾル生成物質を用いてエアロゾルを生成する装置でもある。例えば、エアロゾル生成装置は、ホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）でもある。

明細書全体において「パフ」とは、ユーザの吸入を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を通じて、ユーザの口腔内、鼻腔内または肺に吸い込む状況を意味することができる。

以下、添付した図面に基づいて本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態としても具現され、ここで説明する実施例に限定されない。

図１は、実施例によるエアロゾル生成装置の正面図であり、図２は、図１のエアロゾル生成装置の分解図である。

図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１０００は、バッテリ１１００、制御部１２００、ヒータ１３００及び収容部１４００を含む。また、エアロゾル生成装置１０００の内部空間には、シガレット２０００が挿入される。

図１に図示されたエアロゾル生成装置１０００には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１０００にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

図１には、バッテリ１１００、制御部１２００、ヒータ１３００及び収容部１４００が一列に配置されていると図示されているが、それに限定されない。すなわち、エアロゾル生成装置１０００の設計によって、バッテリ１１００、制御部１２００、ヒータ１３００及び収容部１４００の配置は変更されうる。

シガレット２０００がエアロゾル生成装置１０００に挿入されれば、エアロゾル生成装置１０００は、ヒータ１３００を加熱する。シガレット２０００内のエアロゾル生成物質は、加熱されたヒータ１３００によって温度が上昇し、これにより、エアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、シガレット２０００のフィルタ２２００を介して、ユーザに伝達される。

必要に応じて、シガレット２０００がエアロゾル生成装置１０００に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置１０００は、ヒータ１３００を加熱することができる。

バッテリ１１００は、エアロゾル生成装置１０００の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１００は、ヒータ１３００が加熱されるように電力を供給し、制御部１２００の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１００は、エアロゾル生成装置１０００に設けられたディスプレイ、センサー、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。

制御部１２００は、エアロゾル生成装置１０００の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２００は、バッテリ１１００及びヒータ１３００だけでなく、エアロゾル生成装置１０００に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２００は、エアロゾル生成装置１０００の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１０００が動作可能な状態であるか否かを判断してもよい。

制御部１２００は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとしても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアとしても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。

ヒータ１３００は、バッテリ１１００から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレット２０００がエアロゾル生成装置１０００に挿入されれば、ヒータ１３００は、シガレット２０００の内部に位置してもよい。したがって、加熱されたヒータ１３００は、シガレット２０００内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させることができる。

ヒータ１３００は、加熱要素１３２０を含んでもよい。加熱要素１３２０は、その表面を通じて熱を発散することができる。加熱要素１３２０は、シガレット２０００内部に挿入されてタバコロッド２１００を始めとするエアロゾル生成物質と接触または近接し、熱によってエアロゾル生成物質を気化させることができる。加熱要素１３２０は、例えば、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素、または棒状加熱要素でもある。

ヒータ１３００は、支持部１３４０を含んでもよい。支持部１３４０は、加熱要素１３２０が収容部１４００のホール１４００ｈを貫通してシガレット２０００内部に挿入されるように固定することができる。支持部１３４０が収容部１４００にかかることで、加熱要素１３２０が収容部１４００に挿入される長さが決定されうる。

一実施例によれば、支持部１３４０は、バッテリ１１００から供給された電力を加熱要素１３２０に伝達するための電気配線または接続端子が配置される空間を提供することができる。

ヒータ１３００は、電気抵抗性ヒータ１３００でもある。例えば、ヒータ１３００には、電気伝導性トラック（ｔｒａｃｋ）を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３００が加熱される。しかし、ヒータ１３００は、上述した例に限定されず、希望温度まで加熱されるものであれば、制限なしに該当しうる。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１０００に既に設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されてもよい。

一方、他の例において、ヒータ１３００は、誘導加熱式ヒータ１３００でもある。具体的に、ヒータ１３００には、シガレット２０００を誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含み、シガレット２０００は、誘導加熱式ヒータ１３００によって加熱されるサセプタを含んでもよい。

また、エアロゾル生成装置１０００には、ヒータ１３００が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ１３００は、シガレット２０００の内部に挿入されるように配置され、シガレット２０００の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３００の一部は、シガレット２０００の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２０００の外部に配置される。また、ヒータ１３００の形状は、図１に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。

収容部１４００は、一軸に沿って延びる形態であり、内部に空き空間を含む構造体である。収容部１４００の空き空間には、シガレット２０００が挿入されて収容される。シガレット２０００は、軸に沿って上側から下側に挿入される。

空き空間の形状及び大きさは、シガレット２０００の形状及び大きさによっても作製される。例えば、空き空間は、円筒状のシガレット２０００を収容するように円筒状でもあり、シガレット２０００が空き空間の内部で固定されるようにシガレット２０００の大きさと一致ないし類似した大きさを有する。

空き空間の上側は、開口である挿入孔１００４ｐは、カバー１００２の外孔１００２ｐと連結され、シガレット２０００が挿入される通路を提供することができる。収容部１４００の底壁または、底面１４００ｂ、１４００ｂは、シガレット２０００が挿入される限界位置を設定することができる。

収容部１４００は、ヒータ１３００と結合することができる。収容部１４００は、ヒータ１３００と結合されてケース１００４の上部に設けられる。ケース１００４の上部及び収容部１４００は、カバー１００２の結合時に隠蔽されうる。

収容部１４００の底面１４００ｂには、ホール１４００ｈが形成される。ヒータ１３００の加熱要素１３２０は、ホール１４００ｈを貫通して収容部１４００内部に突出する。ホール１４００ｈの形状及び大きさは、加熱要素１３２０の形状及び大きさに対応する。例えば、加熱要素１３２０が円形断面を有する場合、ホール１４００ｈも円形の断面形状を有し、ホール１４００ｈの断面積Ｓ１は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２よりも大きく形成され、ホール１４００ｈの内面が加熱要素１３２０の外側面から離隔されうる。ホール１４００ｈ及び加熱要素１３２０の断面積差によって発生した間隙を通じて気流が移動することができる。これについては、図４ないし図６を参照してさらに詳細に後述する。

一実施例によれば、収容部１４００の底壁または、底面１４００ｂ、１４００ｂは、軸に垂直な平面である。シガレット２０００は、収容部１４００が延びる軸に沿って上側から下側に挿入され、加熱要素１３２０は、軸に沿って下側から上側にホール１４００ｈを貫通することができる。これにより、加熱要素１３２０は、軸に沿ってシガレット２０００内部に進入し、加熱要素１３２０の外表面がシガレット２０００内部のエアロゾル生成物質に接触する長さが最大化されうる。

収容部１４００の側壁は、内部の熱が外部に放出されないように、断熱機能を行うことができる。一実施例によれば、エアロゾル生成装置１０００は、収容部１４００を取り囲むことで保護するホルダーをさらに含んでもよい。

ユーザがシガレット２０００を収容部１４００に挿入すれば、シガレット２０００が収容通路１００４ｈに沿って移動していて、シガレット２０００の端部が収容部１４００の底面１４００ｂ、１４００ｂに到逹すれば、シガレット２０００を手にしているユーザの手に底壁１００４ｂとシガレット２０００の端部とが接触する感じが伝達される。したがって、ユーザは、シガレット２０００を手にして収容部１４００の挿入孔１００４ｐにシガレット２０００を押し込む簡単な動作を実施することで、シガレット２０００をエアロゾル生成装置１０００に簡便に装着することができる。

エアロゾル生成装置１０００は、シガレット２０００が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が流出される構造によっても作製される。

エアロゾル生成装置１０００は、ケース１００４とカバー１００２とを含んでもよい。カバー１００２がケース１００４の一側端部に結合されることで、カバー１００２は、ケース１００４と共に、エアロゾル生成装置１０００の外観を形成する。カバー１００２は、必須構成ではなく、必要に応じて、カバー１００２を設置しない。

ケース１００４には、ヒータ１３００、制御部１２００及びバッテリ１１００が設けられる。ケース１００４は、エアロゾル生成装置１０００の外観を形成し、内部に形成された空間に多様な構成要素を収容して保護する機能を行う。

カバー１００２とケース１００４は、熱をよく伝達しないプラスチック素材や、表面に熱遮断物質がコーティングされた金属素材によっても作製される。カバー１００２とケース１００４は、例えば、射出成形方式や、３Ｄプリンティング方式や、射出成形によって作製された小型部属を組付ける方式によっても作製される。

カバー１００２の上面には、シガレット２０００が挿入される外孔１００２ｐが形成される。カバー１００２の上面には、移動可能なドア１００３が設けられる。

ドア１００３が移動することで、シガレット２０００がカバー１００２を通過してケース１００４に挿入可能にする外孔１００２ｐと挿入孔１００４ｐとを外部に露出させる機能を行う。

ドア１００３によって外孔１００２ｐが外部に露出されれば、ユーザがシガレット２０００の端部を外孔１００２ｐと挿入孔１００４ｐに挿入させ、シガレット２０００を収容部１４００に装着することができる。

ドア１００３は、レールに沿って摺動してもよく、またはヒンジ組立体を通じてカバー１００２に回転自在に設けられる。ドア１００３は、カバー１００２の上面の延長方向に沿って外孔１００２ｐの側面にも回転し、そうではなければ、ドア１００３がカバー１００２の上面から遠くなる方向に回転することもできる。

ケース１００４には、ボタン１００９が設けられる。ボタンは、ケース１００４の一側に形成される。ボタン１００９が操作されることにより、エアロゾル生成装置１０００の動作が制御される。ボタンは、プッシュボタン、スライドボタン及びタッチセンサーなど多様な方式を採用してもよい。

一方、エアロゾル生成装置１０００は、上述した構成要素以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１０００は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０００は、少なくとも１つのセンサー（パフ感知センサー、温度感知センサー、シガレット２０００挿入感知センサーなど）を含んでもよい。

図１及び図２には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１０００は、別途のクレードルと共に、システムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１０００のバッテリ１１００の充電に用いられる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１０００とが結合された状態でヒータ１３００が加熱されてもよい。

図３は、エアロゾル生成物質を含むシガレットに係わる図面である。

図３を参照すれば、シガレット２０００は、タバコロッド２１００及びフィルタロッド２２００を含む。図３には、フィルタロッド２２００が単一セグメントとして図示されているが、それに限定されない。すなわち、フィルタロッド２２００は、複数のセグメントで構成されてもよい。例えば、フィルタロッド２２００は、エアロゾルを冷却する第１セグメント及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングする第２セグメントを含んでもよい。また、必要に応じて、フィルタロッド２２００には、他の機能を行う少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。

シガレット２０００は、一般の燃焼型シガレット２０００と類似している。例えば、シガレット２０００は、エアロゾル生成物質を含むタバコロッド２１００とフィルタなどを含むフィルタロッド２２００に区分されうる。または、シガレット２０００のフィルタロッド２２００にもエアロゾル生成物質が含まれる。例えば、顆粒またはカプセル状に作製されたエアロゾル生成物質がフィルタロッド２２００にも挿入される。

エアロゾル生成装置１０００の内部には、タバコロッド２１００全体が挿入され、フィルタロッド２２００が外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１０００の内部にタバコロッド２１００の一部だけ挿入され、タバコロッド２１００及びフィルタロッド２２００の一部が挿入されてもよい。ユーザは、フィルタロッド２２００を口にした状態でエアロゾルを吸い込むことができる。この際、エアロゾルは、外部空気がタバコロッド２１００を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、フィルタロッド２２００を通過して、ユーザの口に伝達される。

シガレット２０００は、少なくとも１枚のラッパ２４００によっても包装される。ラッパ２４００には、外部空気が流入されるか内部気体が流出される少なくとも１つの孔（ｈｏｌｅ）が形成される。一例として、シガレット２０００は、１枚のラッパ２４００によっても包装される。他の例として、シガレット２０００は、２以上のラッパ２４００によって重畳的に包装されてもよい。例えば、第１ラッパによってタバコロッド２１００が包装され、第２ラッパによってフィルタロッド２２００が包装される。そして、個別ラッパによって包装されたタバコロッド２１００及びフィルタロッド２２００が結合され、第３ラッパによってシガレット２０００全体が再包装される。もし、タバコロッド２１００または、フィルタロッド２２００それぞれが複数のセグメントで構成されていれば、それぞれのセグメントが個別ラッパによっても包装される。そして、個別ラッパによって包装されたセグメントが結合されたシガレット２０００全体が異なるラッパによっても再包装される。

タバコロッド２１００は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち、少なくとも１つを含んでもよいが、それらに限定されない。また、タバコロッド２１００は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸（ｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ）のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド２１００には、メントールまたは保湿剤などの加香液が、タバコロッド２１００に噴射されることで添加することができる。

タバコロッド２１００は、多様に作製されうる。例えば、タバコロッド２１００は、シート（ｓｈｅｅｔ）によって作製され、ストランド（ｓｔｒａｎｄ）によって作製されてもよい。また、タバコロッド２１００は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによって作製されてもよい。また、タバコロッド２１００は、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１００を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１００に伝達される熱を均一に分散させてタバコロッドに加えられる熱伝導率を向上させ、これにより、タバコ味を向上させうる。また、タバコロッド２１００を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータ１３００によって加熱されるサセプタとしての機能が可能である。この際、図面に図示されていないが、タバコロッド２１００は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にも追加のサセプタをさらに含んでもよい。

フィルタロッド２２００は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド２２００の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２００は、円柱状ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ状ロッドでもある。また、フィルタロッド２２００は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２００が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち、少なくとも１つが異なる形状にも作製される。

フィルタロッド２２００は、香味が発生するように作製されてもよい。一例として、フィルタロッド２２００に加香液が噴射され、加香液が塗布された別途の繊維がフィルタロッド２２００の内部にも挿入される。

また、フィルタロッド２２００には、少なくとも１つのカプセル２３００が含まれる。ここで、カプセル２３００は、香味を発生させる機能を行い、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル２３００は、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造でもある。カプセル２３００は、球状または円筒状を有するが、それに制限されない。

もし、フィルタロッド２２００にエアロゾルを冷却するセグメントが含まれる場合、冷却セグメントは、高分子物質または生分解性高分子物質によっても製造される。例えば、冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸のみによっても作製されるが、それに限定されない。または、冷却セグメントは、複数の孔があいた酢酸セルロースフィルタによっても作製される。しかし、冷却セグメントは、上述した例に限定されず、エアロゾルが冷却する機能を行うことができれば、制限なしに該当しうる。

図４は、図１のエアロゾル生成装置のＡ−Ａ'断面図である。

図４を参照すれば、ユーザのパフ時、外部空気は、流入口１００１ｐを通じてエアロゾル生成装置１０００内部に流入される。流入口１００１ｐは、エアロゾル生成装置１０００の一側に形成されたホールでもあり、または、流入口１００１ｐは、カバー１００２及びケース１００４が結合されるとき、カバー１００２とケース１００４との間に形成される間隙でもある。流入口１００１ｐは、一側に単数で形成され、または、エアロゾル生成装置１０００の周り方向に沿って複数個形成されてもよい。

一実施例によれば、エアロゾル生成装置１０００に形成された流入口１００１ｐの開閉及び／または流入口１００１ｐの大きさは、ユーザによっても調節される。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによっても調節される。

流入口１００１ｐを通じて流入された空気は、エアロゾル生成装置１０００内部の気流経路に沿って、ヒータ１３００に到逹することができる。気流経路は、多様な形態に提供されうる。例えば、気流経路は、エアロゾル生成装置１０００の外郭から中心方向に向かって空気の移動をガイドすることができる。または、気流経路は、流入口１００１ｐから上側方向に空気の移動をガイドし、または、下側方向に空気の移動をガイドしてもよい。

ヒータ１３００に到逹した空気は、加熱要素１３２０及びホール１４００ｈの断面積差によって形成された間隙を通じて収容部１４００内部に移動することができる。この際、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２によって収容部１４００内部に移動する空気の量、速度、圧力及び吸引抵抗などが決定されうる。また、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２によってシガレット２０００から離脱されたタバコ物質のようなエアロゾル生成物質が収容部１４００の外部に漏れる程度が決定されうる。また、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２によってシガレット２０００内の温度分布を考慮するとき、気流が形成される領域、及びそれによるエアロゾル移行量が決定されうる。これについて、図７及び図８を通じてさらに詳細に説明する。

以後、空気は、シガレット２０００内部に移動し、加熱要素１３２０の加熱によって気化されたエアロゾルを上側に伝達することができる。この際、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が調節されることにより、シガレット２０００内の温度分布を考慮するとき、気流が形成される領域、及びそれによるエアロゾル移行量が決定されうる。これについては、図７及び図８を通じてさらに詳細に説明する。

以後、空気は、エアロゾル生成物質から気化されたエアロゾルと共に、上側に伝達されうる。

図５は、図１のエアロゾル生成装置のＢ−Ｂ'断面図である。

図５を参照すれば、ヒータ１３００の加熱要素１３２０が収容部１４００の底面１４００ｂに形成されたホール１４００ｈを貫通して挿入される。図５では、加熱要素１３２０が円形の断面積Ｓ２を有すると図示されているが、加熱要素１３２０の形状は、それに限定されず、多様な形状を有する。これについては、図１０を通じてさらに詳細に説明する。

Ｂ−Ｂ'断面は、底面１４００ｂに平行な平面である。これは、Ｂ−Ｂ'断面が、底面１４００ｂを含む平面でもあるということを包括する意味である。底面１４００ｂは、収容部１４００が延びる軸に実質的に垂直な平面である。

ユーザのパフ時、空気は、加熱要素１３２０及びホール１４００ｈの断面積差によって形成された間隙を通じて収容部１４００内部に移動し、シガレット２０００内部に移動してエアロゾルをユーザに伝達することができる。

Ｂ−Ｂ'断面上で、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が大きいほど加熱要素１３２０及びホール１４００ｈの間隙が大きくなり、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が小さいほど加熱要素１３２０及びホール１４００ｈの間隙が狭くなる。

したがって、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が大きいほど、シガレット２０００内に流入される気流が増加し、これによってエアロゾル移行量が増加することができる。すなわち、十分なエアロゾル移行量を確保するために、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２の最小値が決定されうる。

一方、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が所定値以上であれば、シガレット２０００内に流入される空気が、図７を参照して後述するように、シガレット２０００の温度分布内の低温の領域を通過し、エアロゾル移行量がそれ以上増加しない。すなわち、エアロゾル移行量の増加が停滞されることを考慮して、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２の最大値が決定されうる。

また、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２によって、加熱要素１３２０とホール１４００ｈとの間隙を通じて収容部１４００内部を通過する空気に対する吸引抵抗が安定化される。

また、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２によって加熱要素１３２０とホール１４００ｈとの間隙を介したシガレット２０００から離脱されたエアロゾル生成物質の漏れが防止される。すなわち、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が所定値以上であれば、加熱要素１３２０とホール１４００ｈとの間隙を通じてエアロゾル生成物質が漏れ、それを防止するための加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が最大値が決定されうる。

図６は、図１のエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された状態のＢ−Ｂ'断面図である。

Ｂ−Ｂ'断面上で、シガレット２０００の断面積Ｓ３は、底面１４００ｂに形成されたホール１４００ｈの断面積Ｓ１よりも大きく、底面１４００ｂによってシガレット２０００が挿入される限界点が設定される。

ユーザのパフ時、外部空気は、ホール１４００ｈを通過してシガレット２０００に流入される。この際、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によって空気が流入されるシガレット２０００の断面積Ｓ３内の領域が決定されうる。図７において後述するように、シガレット２０００の断面積Ｓ３内の空気が流入される領域は、エアロゾル移行量に影響を与えることができる。

また、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によって吸引抵抗が変化し、吸引抵抗が安定化される加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が決定されうる。例えば、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が大きいほど吸引抵抗は減少する。

図７は、Ａ−Ａ'断面で収容部に挿入されたシガレット内の温度分布を示すグラフである。図７を参照すれば、シガレット２０００内部には、加熱要素１３２０の加熱によって温度が上昇しながら、加熱要素１３２０と近いシガレット２０００の中心部から加熱要素１３２０と遠いシガレット２０００の外郭部分まで変化する温度分布が形成される。

例えば、温度分布曲線は、加熱要素１３２０と近いシガレット２０００中心部では、所定の高温に保持されるが、加熱要素１３２０と遠くなるほど温度が下降する。この際、温度下降勾配は変化する。例えば、温度下降勾配は、中心部では緩く、中心部から第１所定の距離以上離れた所では、温度が急降する。以後、中心部から第２所定の距離以上離れた所から温度は、相対的に低温に平坦に保持される。

図７に図示された温度分布曲線は、一例に過ぎず、エアロゾル生成物質の種類、加熱要素１３２０の熱伝導度、及び加熱要素１３２０の形状など多様な要因によって変化することができる。

エアロゾル生成物質は、所定の温度以上に加熱されるとき、エアロゾルとして気化され、かつ加熱温度によって気化されたエアロゾルの流動性は変化する。したがって、シガレット２０００内の温度分布を考慮して、パフ時、所定の温度以上に加熱された領域に対して気流が提供されることは、エアロゾル移行量に影響を与えることができる。

加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２及びシガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によって、シガレット２０００の断面上に気流が流入される領域が決定され、これにより、エアロゾル移行量が変化する。

例えば、気流が流入されるシガレット２０００の断面上領域がシガレット２０００内の温度が所定の温度以上に保持される領域であるとき、エアロゾル移行量は、最大になり、一方、気流が流入される領域がシガレット２０００内の温度が低温に保持される領域であるとき、エアロゾル移行量は減少する。

例えば、直径２０００ｄを有するシガレット２０００内部に挿入され、直径１３００ｄを有する加熱要素１３２０によってシガレット２０００内部に加熱要素１３２０の中心からの距離によって変化する温度分布が形成され、加熱要素１３２０の中心部周辺で高温に保持される領域に対応する領域について直径１４００ｄを有するホール１４００ｈが形成されることで、エアロゾル移行量が最大となる。

図８は、加熱要素の断面積Ｓ２に対するホールの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２及びシガレットの断面積Ｓ３に対するホールの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によるエアロゾル移行量に係わるグラフである。

図８を参照すれば、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が増加することにより、エアロゾル移行量が増加する。次いで、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が第１値ａ１以上になれば、エアロゾル移行量は、第１エアロゾル移行量値ｖ１よりも大きく、第２エアロゾル移行量値ｖ２よりも小さい範囲で安定化される。

次いで、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が第２値ａ２以上になれば、エアロゾル移行量は、その増加勢が緩和され、一定値に停滞される。または、エアロゾル移行量は減少する。これは、図７を通じて上述したように空気がシガレット２０００内に流入されるシガレット２０００断面上の領域及びシガレット２０００内の温度分布に起因したものでもある。

図８に図示されたグラフは、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２、及びシガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によるエアロゾル移行量を示す一実施例であり、グラフは、エアロゾル生成物質の種類、加熱要素１３２０の熱伝導度、及び加熱要素１３２０の形状など多様な要因によっても変化する。

また、図８に図示されたエアロゾル移行量の変化は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２だけではなく．シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によっても変化し、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２を基準に上述した事項は、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によるエアロゾル移行量の変化にも適用される。

表１は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２、及びシガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によるエアロゾル移行量に係わる表である。

加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が１．８以上であり、３．６以下であるとき、ニコチン（Ｎｉｃｏｔｉｎｅ）の移行量が１．０５ｍｇ／ｓｔｉｃｋ以上と測定され、グリセロール（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ）の移行量が３．５０ｍｇ／ｓｔｉｃｋ以上と測定されることを確認することができる。また、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が０．２以上で、０．３以下であるとき、ニコチンの移行量が１．０５ｍｇ／ｓｔｉｃｋ以上と測定され、グリセロールの移行量が３．５０ｍｇ／ｓｔｉｃｋ以上と測定されることを確認することができる。

図９は、加熱要素の断面積Ｓ２に対するホールの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２及びシガレットの断面積Ｓ３に対するホールの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３による吸引抵抗に係わるグラフである。

図９を参照すれば、吸引抵抗は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が増加することにより、減少する。加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が第１値以上第２値以下において、吸引抵抗は、第１吸引抵抗値Ｐ１以下第２吸引抵抗値Ｐ２以上の範囲で安定化される。次いで、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が第２値ｂ２以上になれば、吸引抵抗は、第２吸引抵抗値よりも小さい値に急減する。

図９に図示されたグラフは、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２、及びシガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３による吸引抵抗を示す一実施例であり、グラフは、エアロゾル生成物質の種類、加熱要素１３２０の熱伝導度、及び加熱要素１３２０の形状など多様な要因によっても変化する。

また、図９に図示された吸引抵抗の変化は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２だけではなく、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３によっても変化し、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２を基準に上述した事項は、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３による吸引抵抗の変化にも適用される。

表２は、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２、及びシガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３による吸引抵抗に係わるグラフである。

表２は、シガレット２０００が収容部１４００に未挿入状態で流入口１００１ｐ及び収容部１４００を含む気流パスを通過する気流の吸引抵抗Ａ、シガレット２０００を独立して通過する気流の吸引抵抗Ｂ、シガレット２０００が収容部１４００に挿入状態で流入口１００１ｐ、収容部１４００及びシガレット２０００を通過する気流の吸引抵抗Ｃ、及びシガレット２０００を独立して通過する気流の吸引抵抗Ｂとシガレット２０００が収容部１４００に挿入された状態で流入口１００１ｐ、収容部１４００及びシガレット２０００を通過する気流の吸引抵抗Ｃの差値（Ｄ＝Ｃ−Ｂ）を開示する。表２によれば、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が増加することにより、シガレット２０００が収容部１４００に挿入された状態で吸引抵抗は、全体として減少する傾向を示すことを確認することができる。

表２によれば、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が１．８以上であり、３．６以下であるとき、シガレット２０００が挿入された状態の吸引抵抗Ｃ及びシガレット２０００の吸引抵抗Ｂの差値Ｄが２４ｍｍＨ_２０以上２９ｍｍＨ_２０以下に安定化されることを確認することができる。

また、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が０．２以上であり、０．３以下であるとき、シガレット２０００が挿入された状態の吸引抵抗Ｃ及びシガレット２０００の吸引抵抗Ｂの差値Ｄが２４ｍｍＨ_２０以上２９ｍｍＨ_２０以下に安定化されることを確認することができる。

表２は、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が小さいときには、シガレット２０００の挿入によって増加する吸引抵抗の差値Ｄが大きく、一方、シガレット２０００の断面積Ｓ３に対するホール１４００ｈの断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ３が０．２以上０．３以下の範囲内にあるときには、シガレット２０００の挿入によって増加する吸引抵抗の差値Ｄが相対的に小さく、安定化された値であることを示す。

図１０は、収容部１４００及び加熱要素１３２０の他の実施例に係わる図面である。

図１０を参照すれば、ホール１４００ｈは、加熱要素１３２０が貫通するように加熱要素１３２０の形状に沿って形成されうる。

例えば、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２は、円形であるとき、ホール１４００ｈは、円形でもあり、図１０における（ａ）のように加熱要素１３２０の断面積Ｓ２が楕円形であるとき、ホール１４００ｈは、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対応するように楕円形である。または、図１０における（ｂ）のように加熱要素１３２０の断面積Ｓ２は、多角形でもあり、この際、ホール１４００ｈは、加熱要素１３２０の断面積Ｓ２に対応する多角形である。

図１０に図示された形状は、加熱要素１３２０及びホール１４００ｈの実施例に過ぎず、その他にも、スリット状及び図１０に図示されていない他の多角形など多様な形状にも作製されうるということは言うまでもない。

以上、本発明による実施例を基準に本発明の構成と特徴を説明したが、本発明は、それに限定されず、本発明の思想と範囲内で多様に変更または変形可能であるということは、本発明が属する技術分野の当業者に明白なものであり、よって、そのような変更または変形は、特許請求の範囲に属することを明らかにしておく。

Claims (15)

1. シガレットが挿入可能な収容部と、
   前記収容部の底面に形成されたホールを貫通して前記収容部内部に突出し、前記収容部に挿入された前記シガレットを加熱する加熱要素と、を含み、
   前記底面上で、前記加熱要素の断面積対比前記ホールの断面積の比率は、１．８以上である、エアロゾル生成装置。
2. 前記加熱要素の断面積対比前記ホールの断面積の比率は、３．６以下である、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記加熱要素の断面積対比前記ホールの断面積の比率が１．８以上であるとき、前記加熱要素及び前記ホールの断面積差によって形成された間隙を介して前記収容部内部を通過する空気に対する吸引抵抗が安定化される、請求項１または２に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記加熱要素の断面積対比前記ホールの断面積の比率が１．８以上であるとき、前記シガレットを介したエアロゾル移行が促進される、請求項１から３のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記加熱要素の断面積対比前記ホールの断面積の比率が３．６以下であるとき、前記加熱要素及び前記ホールの断面積差によって形成された間隙を介した前記シガレットから離脱されたエアロゾル生成物質の漏れが防止される、請求項１から４のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記収容部は、一軸に沿って延び、
   前記収容部の底面は、前記一軸に垂直な平面にある、請求項１から５のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記収容部は、一軸に沿って延び、
   前記加熱要素は、前記一軸の第１方向に沿って前記ホールを貫通し、
   前記シガレットは、前記一軸の第２方向に沿って前記収容部に挿入される、請求項１から６のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記ホールは、前記加熱要素が貫通するように前記加熱要素の形状に沿って形成された、請求項１から７のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記加熱要素は、細長型であり、前記加熱要素の断面積は、円形である、請求項１から８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記ホールは、円形である、請求項１から９のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
11. ユーザのパフ時、外部空気が流入される流入口をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
12. 前記加熱要素に電力を供給するバッテリと、
    前記加熱要素の加熱動作を制御する制御部と、をさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置。
13. シガレットが挿入可能な収容部と、
    前記収容部の底面に形成されたホールを貫通して前記収容部内部に突出し、前記収容部に挿入された前記シガレットを加熱する加熱要素と、を含み、
    前記底面上で、前記シガレットの断面積対比前記ホールの断面積の比率は、０．２以上である、エアロゾル生成装置。
14. 前記底面上で、前記シガレットの断面積対比前記ホールの断面積の比率は、０．３以下である、請求項１３に記載のエアロゾル生成装置。
15. 前記加熱要素は、前記シガレット内部に挿入されて加熱されることで、前記シガレット内で前記加熱要素からの距離によって変化する温度分布を形成し、
    前記シガレットの断面積対比前記ホールの断面積の比率によって、前記ホールを介して前記シガレット内に空気が流入される領域が決定される、請求項１３または１４に記載のエアロゾル生成装置。
    

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