JP2022523608A - エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システム - Google Patents
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Abstract
エアロゾル生成装置は、シガレットを収容する開口；開口を介して挿入されたシガレットを収容する収容空間；収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイル；コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタ；コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体；及びコイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、コイルと放熱構造体との間に配置される遮蔽部；を含む。
Description
本発明は、エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システムに係り、さらに詳細には、装置外部への熱及び電磁波の伝達を防止することができる放熱構造体及び遮蔽部を含むエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システムに関する。
最近、伝統的な燃焼方式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、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係わ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。
従来のエアロゾル生成装置は、ヒータを通じてシガレットを加熱し、ユーザは、加熱されたシガレットを通じてエアロゾルを吸い込む。ユーザは、喫煙中にエアロゾル生成装置を手に把持し、エアロゾル生成装置のヒータから放出された熱がユーザに伝達されてしまう。また、誘導加熱方式を用いるエアロゾル生成装置の場合、外部に電磁波が伝達されてしまう。
実施例は、前述した従来のエアロゾル生成装置の問題点を解決することができるエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システムを提供する。
実施例を通じて解決しようとする課題が前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、本明細書及び添付された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。
１以上の実施例によれば、エアロゾル生成装置は、シガレットを収容する開口；前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間；前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイル；前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタ；前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体；及び前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部；を含む。
１以上の実施例によれば、エアロゾル生成システムは、エアロゾル生成物質を含むシガレット；及び前記シガレットを収容するエアロゾル生成装置；を含み、前記エアロゾル生成装置は、シガレットを収容する開口；前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間；前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイル；前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタ；前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体；及び前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部；を含む。
実施例に係わるエアロゾル生成装置は、遮蔽部と放熱構造体とを含むことで、エアロゾル生成装置を使用するユーザにサセプタから放出された熱が伝達されることを効果的に防止することができる。また、エアロゾル生成装置の外部に電磁波が伝達されることが効果的に防止されうる。
また、誘導磁場をサセプタに集中させることができるので、サセプタの加熱効率を極大化することができる。
実施例による効果が前述した効果に制限されるものではなく、言及されていない効果は、本明細書及び添付された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。
一実施例によれば、エアロゾル生成装置は、シガレットを収容する開口；前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間；前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイル；前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタ；前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体；及び前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部；を含む。
前記遮蔽部は、前記コイルに隣接して配置されうる。
エアロゾル生成装置は、前記サセプタを支持する支持部；及び前記支持部と連結されて前記収容空間を形成する第１支持壁；をさらに含み、前記コイルは、前記第１支持壁を取り囲む。
エアロゾル生成装置は、前記第１支持壁から離隔され、前記第１支持壁の外側に配置される第２支持壁をさらに含み、前記第１支持壁と前記第２支持壁との間にコイル収容空間が形成され、前記前記コイルは、前記コイル収容空間に配置される。
前記遮蔽部は、前記第２支持壁に隣接してもいる。
前記遮蔽部は、前記放熱構造体に隣接してもいる。
前記コイルと前記放熱構造体との距離は、１ｍｍ～２ｍｍでもある。
前記放熱構造体は、金属材料を含んでもよい。
前記放熱構造体の前記金属材料は、常磁性体でもある。
エアロゾル生成装置は、前記シガレットの挿入及び抽出によって発生するインダクタンスの変化を感知するシガレット認識センサ；及び前記インダクタンスの変化量に基づいて前記シガレットの挿入及び抽出如何を判断する制御部；をさらに含んでもよい。
前記シガレット認識センサは、前記コイルと前記遮蔽部との間に配置されうる。
エアロゾル生成装置は、前記コイルに電力を供給するバッテリをさらに含み、前記制御部は、前記シガレットの挿入及び抽出に基づいて前記コイルに供給される電力を制御する。
一実施例によれば、エアロゾル生成システムは、エアロゾル生成物質を含むシガレット；及び前記シガレットを収容するエアロゾル生成装置；を含み、前記エアロゾル生成装置は、シガレットを収容する開口；前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間；前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイル；前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタ；前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体；及び前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部；を含む。
エアロゾル生成システムは、前記遮蔽部と前記コイルとの間に配置されて前記シガレットの挿入及び抽出によって発生するインダクタンスの変化を感知するシガレット認識センサ；及び前記インダクタンスの変化量に基づいて前記シガレットの挿入及び抽出如何を判断する制御部；をさらに含んでもよい。
前記シガレットは、前記シガレット認識センサのインダクタンスを変化させる電磁気誘導体を含んでもよい。
実施例で使用される用語は、本開示のさまざまな実施例の機能を考慮しながら現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に係わる技術者の意図、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、通常使用されていない用語が選択された場合もあり、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。したがって、本開示のさまざまな実施例で使用される用語は、ここで提供される用語の意味と説明に基づいて定義されなければならない。
また、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と理解されねばならない。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」などの用語は、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、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。
ここで、使用される要素のリストの前に位置する「少なくとも１つの」のような表現は、要素の全体リストを修飾するものであり、リストの個別要素を修飾するものではない。例えば、「ａ、ｂ、及びｃの少なくとも１つ」は、「ａ」単独、「ｂ」単独、「ｃ」単独、「ａ及びｂ両方」、「ａ及びｃ両方」、「ｂ及びｃ両方」、または「ａ、ｂ及びｃいずれも」を含むものと理解されねばならない。
１つの要素や層が他の要素や層の「上方に」、「上に」、「連結された」、「結合された」と言及するとき、１つの要素や層が他の要素や層の直上に、上に、上部に、連結されるか、または、結合されうる。逆に、１つの要素が他の要素や層の「直ぐ上に」、「直上に」、「直接上部に」、「直接連結された」、または「直接結合された」と言及するときには、中間に介在された要素や層が存在しない。全体として同じ番号は、同じ要素を指示する。
以下、添付した図面に基づいて本開示の実施例について本開示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。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入され一例示す図面である。
図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１００００は、バッテリ１１０００、制御部１２０００、コイル１４０００、及びサセプタ１５０００を含む。また、エアロゾル生成装置１００００の内部空間には、シガレット２００００が挿入されうる。
図１に図示されたエアロゾル生成装置１００００には、本実施例と係わる一部構成要素のみ図示されている。したがって、図１に図示された構成要素以外に他の構成要素がエアロゾル生成装置１００００にさらに含まれうるということを、本実施例と係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解することができる。
図１には、バッテリ１１０００、制御部１２０００、及びサセプタ１５０００が一列に配置されているように図示されているが、これに限定されない。すなわち、エアロゾル生成装置１００００の設計によって、バッテリ１１０００、制御部１２０００、及びサセプタ１５０００の配置は、変更されうる。
シガレット２００００がエアロゾル生成装置１００００に挿入されれば、エアロゾル生成装置１００００は、誘導加熱(induction heating)方式で加熱することができる。シガレット２００００内のエアロゾル生成物質は、加熱されたサセプタ１５０００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うる。生成されたエアロゾルは、後述するシガレット２００００のフィルタロッド２２０００を通じてユーザに伝達される。
必要に応じて、シガレット２００００がエアロゾル生成装置１００００に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置１００００は、サセプタ１５０００を加熱することができる。
バッテリ１１０００は、エアロゾル生成装置１００００が動作するのに用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１０００は、サセプタ１５０００が加熱されるようにコイル１４０００に電力を供給し、制御部１２０００が動作するのに必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１０００は、エアロゾル生成装置１００００に設けられたディスプレイ、センサ、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１２０００は、エアロゾル生成装置１００００の動作を全般的に制御する。例えば、制御部１２０００は、バッテリ１１０００からコイル１４０００に供給される電力を制御することができる。また、制御部１２０００は、バッテリ１１０００及びコイル１４０００だけではなく、エアロゾル生成装置１００００に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２０００は、エアロゾル生成装置１００００の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１００００が動作可能な状態であるか否かを判断することができる。
制御部１２０００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具現され、汎用的なマイクロプロセッサと該マイクロプロセッサで実行可能な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可能であるということを、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、理解することができる。
図１に図示された実施例において、エアロゾル生成装置１００００のコイル１４０００は、シガレット２００００が収容される空間の側面に沿って周囲に巻線されて誘導磁場を発生させ、サセプタ１５０００は、コイル１４０００の位置に対応する位置に配置されてコイル１４０００で発生した誘導磁場によっても発熱する。
誘導加熱方式は、外部磁場によって発熱する磁性体に周期的に方向が変わる交番磁場(alternating magnetic field)を印加して磁性体から熱を生成する方式を意味する。外部磁場によって発熱する磁性体は、サセプタ(susceptor)でもある。サセプタは、切片、薄片またはストリップなどの形状によってシガレット２００００の内部に含まれる。また、前述したように、サセプタは、シガレット２００００の内部に含まれる代りに、エアロゾル生成装置１００００に配置されうる。
磁性体に交番磁場が印加される場合、磁性体には、渦流損(eddy current loss)及びヒステリシス損(hysteresis loss)によるエネルギー損が発生し、損失されるエネルギーが熱エネルギーとして磁性体から放出される。磁性体に印加される交番磁場の振幅または周波数が大きいほど磁性体から多くの熱エネルギーが放出されうる。エアロゾル生成装置１００００は、磁性体に交番磁場を認加することで磁性体から熱エネルギーを放出させ、磁性体から放出される熱エネルギーをシガレット２００００に伝達することができる。
実施例によれば、サセプタ１５０００は、金属または炭素を含んでもよい。サセプタ１５０００は、フェライト(ferrite)、強磁性合金(ferromagnetic alloy)、ステンレス鋼(stainless steel)及びアルミニウム（Ａｌ）のうち、少なくとも１つを含んでもよい。また、サセプタ１５０００は、黒鉛(graphite)、モリブデン(molybdenum)、シリコンカーバイド(silicon carbide)、ニオブ(niobium)、ニッケル合金(nickel alloy)、金属フィルム(metal film)、ジルコニア(zirconia)のようなセラミック、ニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ）のような遷移金属、ホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）のような準金属のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
サセプタ１５０００がシガレット２００００の内部ではないエアロゾル生成装置１００００に備えられることにより、多様な利点がある。例えば、サセプタ物質がシガレット内部で均一に分布していない場合、エアロゾルと香味が不均一に発生してしまうという問題点が解決されうる。また、サセプタ１５０００は、エアロゾル生成装置１００００に備えられるので、誘導加熱によって発熱するサセプタ１５０００の温度が直接測定されてエアロゾル生成装置１００００に提供され、それにより、サセプタ１５０００の温度に対する精巧な制御が行われる。
前述したように、コイル１４０００は、バッテリ１１０００から電力を供給されうる。エアロゾル生成装置１００００の制御部１２０００は、コイル１４０００に流れる電流を制御することで、磁場を発生させ、該磁場の影響によってサセプタ１５０００に誘導電流が発生する。このような誘導加熱現象は、ファラデーの誘導法則(Faraday’s Law of induction)及びオームの法則(Ohm’s Law)によって説明される公知された現象であって、伝導体内の磁気誘導が変化する場合、変化される電場が伝導体内に生成される現象を意味する。
前記のように、電場が伝導体内に生成されることで、渦電流がオームの法則によって伝導体内に流れ、渦電流は、電流密度及び伝導体抵抗に比例する熱を発生させる。
言い換えれば、コイル１４０００に電力が供給される場合、コイル１４０００の内部に磁場が形成されうる。コイル１４０００にバッテリ１１０００から交流電流が印加される場合、コイル１４０００の内部に形成される磁場は、周期的に方向が変わる。サセプタ１５０００がコイル１４０００の内部に形成されて周期的に方向が変わる交番磁場に露出される場合、サセプタ１５０００が発熱してエアロゾル生成装置１００００に収容されるシガレット２００００が加熱されうる。
コイル１４０００によって形成される交番磁場の振幅または周波数が変わる場合、シガレット２００００を加熱するサセプタ１５０００の温度も変わる。制御部１２０００は、コイル１４０００に供給される電力を制御してコイル１４０００によって形成される交番磁場の振幅または周波数を調整し、それにより、サセプタ１５０００の温度が制御されうる。
一例示として、コイル１４０００は、ソレノイド(solenoid)によっても具現される。ソレノイドを構成する導線の材質は、銅（Ｃｕ）でもある。但し、それに限定されるものではなく、低い比抵抗値を有し、高い電流が流れるようにする材質として、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）及びニッケル（Ｎｉ）のうち、いずれか１つ、または少なくとも１つを含む合金がソレノイドを構成する導線の材質にもなる。
一方、他の例として、エアロゾル生成装置１００００は、電気抵抗性ヒータによってシガレット２００００を加熱することができる。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置１００００に挿入されれば、サセプタ１５０００の代わりに、電気抵抗性ヒータがシガレット２００００内部に位置する。加熱されたヒータは、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させてエアロゾルを生成させうる。
例えば、電気抵抗性ヒータは、導電性トラック(track)を含み、導電性トラックに電流が流れることにより、ヒータが加熱されうる。しかし、ヒータは、前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１００００に既に設定されていてもよく、ユーザによって手動で設定されてもよい。
図１には、サセプタ１５０００がシガレット２００００の内部に挿入されるように配置されているように図示されているが、これに限定されない。例えば、サセプタ１５０００は、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を含み、加熱要素の形状によってシガレット２００００の内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置１００００には、サセプタ１５０００が複数個配置される。この際、複数個のサセプタ１５０００は、シガレット２００００の内部に挿入されるように配置されてもよく、シガレット２００００の外部に配置されてもよい。また、複数個のサセプタ１５０００のうち、一部は、シガレット２００００の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２００００の外部に配置されうる。また、サセプタ１５０００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。
一方、エアロゾル生成装置１００００は、バッテリ１１０００、制御部１２０００、コイル１４０００及びサセプタ１５０００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１００００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１００００は、少なくとも１つのセンサ（例えば、パフ感知センサ、温度感知センサ、シガレット挿入感知センサなど）を含んでもよい。
また、エアロゾル生成装置１００００は、シガレット２００００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ようにも作製される。
図１には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１００００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１００００のバッテリ１１０００の充電に用いられうる。また、クレードルとエアロゾル生成装置１００００が結合された状態でサセプタ１５０００が加熱される。
シガレット２００００は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２００００は、エアロゾル生成物質を含む第１部分２１０００とフィルタなどを含む第２部分２２０００に区分されうる。または、シガレット２００００の第２部分２２０００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の形態に作られたエアロゾル生成物質が第２部分２２０００に挿入されうる。
エアロゾル生成装置１００００の内部には、第１部分２１０００全体が挿入され、第２部分２２０００は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１００００の内部に第１部分２１０００の一部だけ挿入され、第１部分２１０００及び第２部分２２０００の一部が挿入されうる。ユーザは、第２部分２２０００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、外部空気が第１部分２１０００を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分２２０００を通過してユーザの口に伝達される。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１００００に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置１００００に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節されうる。これにより、霧化量、喫煙感などが、ユーザによって調節されうる。他の例として、外部空気は、シガレット２００００の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２００００の内部に流入される。
以下、図２を参照して、シガレット２００００の一例について説明する。
図２は、シガレットの一例を示す図面である。
図２を参照すれば、シガレット２００００は、タバコロッド２１０００及びフィルタロッド２２０００を含む。図１を参照して前述した第１部分２１０００は、タバコロッド２１０００を含み、第２部分２２０００は、フィルタロッド２２０００を含む。
図２には、フィルタロッド２２０００が単一セグメントとして図示されているが、これに限定されない。すなわち、フィルタロッド２２０００は、複数のセグメントで構成される。例えば、フィルタロッド２２０００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２２０００には、他の機能を遂行する少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。
シガレット２００００は、少なくとも１枚のラッパー２４０００によっても包装される。ラッパー２４０００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)が形成されうる。一例として、シガレット２００００は、１枚のラッパー２４０００によっても包装される。他の例として、シガレット２００００は、２枚以上のラッパー２４０００によって重畳して包装される。例えば、第１ラッパーによってタバコロッド２１０００が包装され、第２ラッパーによってフィルタロッド２２０００が包装されうる。そして、個別ラッパーによって包装されたタバコロッド２１０００及びフィルタロッド２２０００が結合され、第３ラッパーによってシガレット２００００全体が再包装されうる。もし、タバコロッド２１０００またはフィルタロッド２２０００それぞれが複数のセグメントで構成されているならば、それぞれのセグメントが個別ラッパーによっても包装される。そして、個別ラッパー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２００００全体が他のラッパーによっても再包装される。
タバコロッド２１０００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２１０００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２１０００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２１０００に噴射されることによって添加される。
タバコロッド２１０００は、多様にも作製される。例えば、タバコロッド２１０００は、シート(sheet)によっても作製され、ストランド（strand）によっても作製される。また、タバコロッド２１０００は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによっても作製される。また、タバコロッド２１０００は、熱伝導物質によっても覆い包まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミ箔のような金属箔でもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１０００を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１０００に伝達される熱を押し並べて分散させ、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、タバコ風味を向上させうる。また、タバコロッド２１０００を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能が行える。この際、図示はされていないが、タバコロッド２１０００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２２０００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２２０００の形状には制限がない。例えば、フィルタロッド２２０００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２２０００は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２０００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２２０００は、香味が発生するように作製される。一例として、フィルタロッド２２０００に加香液が噴射されてもよく、加香液が塗布された別途の繊維がフィルタロッド２２０００の内部に挿入されてもよい。
また、フィルタロッド２２０００には、少なくとも１つのカプセル２３０００が含まれる。ここで、カプセル２３０００は、香味を発生させる機能を行ってもよく、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２３０００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２３０００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２２０００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(polylactic acid)だけでも作製されるが、これに限定されない。または、冷却セグメントは、複数の穿孔が形成されたセルロースアセテート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、前述した例に限定されず、エアロゾルが冷却される機能を遂行可能であれば、制限なしに該当しうる。
図３は、一実施例に係わるエアロゾル生成装置の断面斜視図である。エアロゾル生成装置１００００について前記記述された内容は、後述するエアロゾル生成装置にも適用されうる。
図３を参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１１０、制御部１２０、ハウジング１３０、及び放熱構造体１６０を含んでいる。一方、図３には、図示されていないが、放熱構造体１６０の内部には、シガレット２０を加熱するためのコイル及びサセプタが配置され、これに係わる詳細な構成は、後述する。
ハウジング１３０は、エアロゾル生成装置１００の外観を形成する。またハウジング１３０は、シガレット２０が挿入される開口１３１を含んでもよい。ハウジング１３０の内部には、シガレット２０が収容される収容空間１３２が形成されている。
図３に図示された実施例おいて放熱構造体１６０は、円筒状であり、シガレット２０が収容空間１３２に収容されれば、放熱構造体１６０は、シガレット２０の周囲を覆い包むように配置されている。但し、放熱構造体１６０の形状は、前述したところによって制限されず、シガレット２０の収容に適した形状を有してもよい。例えば、放熱構造体１６０は、断面が多角形である管状または断面が楕円形である管状でもある。
放熱構造体１６０は、内部壁１６１及び外部壁１６２を有する二重壁構造でもある。但し、放熱構造体１６０の壁構造は、それに限定されず、必要によって他の多重壁の構造でもある。図３を参照すれば、放熱構造体１６０は、収容空間１３２を覆い包む内部壁１６１のハウジング１３０の間に配置される外部壁１６２を含んでもよい。これにより、放熱構造体１６０の内部壁１６１と外部壁１６２との間には、内部空間１６３が形成されうる。
また、放熱構造体１６０は、内部壁１６１と外部壁１６２とを連結する上部壁及び下部壁を含んでもよい。放熱構造体１６０の内部壁１６１、外部壁１６２、上部壁及び下部壁によって形成される内部空間１６３は、真空でもある。したがって、内部空間１６３を通じる熱伝達が効率よく遮蔽されるので、内部壁１６１に伝達された熱は、内部空間１６３を透過して外部壁１６２の外部への伝達が遮断されうる。
放熱構造体１６０の内部空間１６３を真空に保持するために、放熱構造体１６０の内部壁１６１、外部壁１６２、上部壁及び下部壁は、気密に結合されうる。例えば、内部壁１６１、外部壁１６２、上部壁及び下部壁は、独立して作製されて結合されうる。選択的に、内部壁１６１、外部壁１６２、上部壁及び下部壁が一体に成形されうる。
図４Ａは、図３に図示されたエアロゾル生成装置の一部の詳細断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに図示された実施例において誘導磁場を図示し、図４Ｃは、他の実施例に係わるエアロゾル生成装置の一部の詳細断面図である。
図４Ａを参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、放熱構造体１６０の内部に配置されたコイル１４０、サセプタ１５０、及び遮蔽部１７０を含んでもよい。
前述したように、コイル１４０は、誘導磁場を発生させ、収容空間１３２を取り囲むように配置されている。サセプタ１５０は、コイル１４０で発生した誘導磁場によって熱を生成し、収容空間１３２に収容されたシガレット２０を加熱する。
また、コイル１４０は、放熱構造体１６０の内部に配置され、放熱構造体１６０から所定距離ｄを有するように離隔されうる。例えば、コイル１４０と放熱構造体１６０との所定距離ｄは、１ｍｍ～２ｍｍでもある。
図４Ａに図示されたように、サセプタ１５０がシガレット２０の内部に挿入されるようにサセプタ１５０は、尖った端部を有する棒状でもあるが、それに制限されるものではない。例えば、図４Ｃを参照すれば、エアロゾル生成装置１００のサセプタ１５０’は、シガレット２０の内部に挿入されるのではないシガレット２０の外部に配置される。したがって、サセプタ１５０’は、シガレット２０の外部を加熱してエアロゾルを生成することができる。
また、エアロゾル生成装置１００は、サセプタ１５０を支持する支持部１５１及び支持部１５１と連結されて収容空間１３２を形成する第１支持壁１５２を含んでもよい。支持部１５１と第１支持壁１５２は、独立的に製造されて気密に互いに結合されうる。選択的には、支持部１５１と第１支持壁１５２は、一体に成形されうる。コイル１４０の内部にサセプタ１５０が配置されるように、コイル１４０は、第１支持壁１５２を取り囲む。
遮蔽部１７０は、コイル１４０で発生した誘導磁場を遮蔽することができる。図４Ｂに図示されたように、コイル１４０で発生した誘導磁場は、遮蔽部１７０によって遮蔽されるので、コイル１４０の内部でのみ形成される。したがって、コイル１４０で発生した誘導磁場は、サセプタ１５０に集中されうる。図４Ｂは、コイル１４０の一側で発生する誘導磁場のみを図示しており、コイル１４０の他側でも同一に誘導磁場が発生する。
例えば、遮蔽部１７０は、ナノクリスタル、フェライトシートのように誘導磁場を遮蔽可能な材料によっても形成される。但し、遮蔽部１７０の素材は、前述したところによって制限されない。
遮蔽部１７０は、コイル１４０と放熱構造体１６０との間に形成された離隔された空間に配置され、コイル１４０を取り囲むように配置されうる。したがって、遮蔽部１７０は、コイル１４０で発生した誘導磁場がエアロゾル生成装置１００の外部に誘導磁場が放出されることを防止することができる。この際、遮蔽部１７０は、コイル１４０に隣接して配置されうる。
コイル１４０と放熱構造体１６０との空間に遮蔽部１７０がコイル１４０に隣接して配置されるので、放熱構造体１６０と遮蔽部１７０との間には、エアギャップが形成されうる。これにより、放熱構造体１６０と遮蔽部１７０との間に形成されたエアギャップによって遮蔽部１７０から漏れる誘導磁場が放熱構造体１６０に到逹することが防止されうる。同時に、サセプタ１５０から生成された熱は、エアギャップを通じて分散するために放熱構造体１６０に到逹する熱は減少しうる。
前述した放熱構造体１６０は、金属材料によって形成されうる。例えば、放熱構造体１６０は、ステンレス(steel use stainless)、アルミニウム、カリウム、ナトリウム、白金、ＳＵＳなどを含む常磁性体金属によっても形成される。放熱構造体１６０が常磁性体で作製された場合にも、コイル１４０から発生した誘導磁場によって放熱構造体１６０が発熱されうる。これにより、遮蔽部１７０は、コイル１４０と放熱構造体１６０との間に配置されうる。
また、金属材料の放熱構造体１６０は、前述した遮蔽部１７０及びエアギャップを通過した誘導磁場を吸収することができるので、電磁波の遮蔽効果を極大化することができる。
一方、放熱構造体１６０は、非金属材料によって形成される。そのような場合、コイル１４０の誘導磁場によって電磁気誘導が発生しないので、誘導磁場によって熱が発生しない。したがって、その場合には、非金属素材からなる放熱構造体１６０は、サセプタ１５０から生成された熱のみを伝達されうるので、前述したように、適したエアギャップが形成されれば、放熱構造体１６０への熱伝逹を減少させうる。但し、その場合には、放熱構造体１６０の誘導磁場の遮蔽効果は、金属の場合よりも減少する。これにより、遮蔽部１７０は、コイル１４０の外部に配置されうる。
実施例によれば、遮蔽部１７０と放熱構造体１６０が共に配置されることで、エアロゾル生成装置１００の電磁波が外部に伝達されることを防止すると共に、エアロゾル生成装置１００の内部で生成される熱の外部への伝達を防止することができる。
図５Ａは、他の実施例に係わるエアロゾル生成装置の一部の詳細断面図であり、図５Ｂは、他の実施例に係わるエアロゾル生成装置の一部の詳細断面図である。
図５Ａを参照すれば、エアロゾル生成装置２００は、サセプタ２５０を支持する支持部２５１、支持部２５１と連結されて収容空間２３２を形成する第１支持壁２５２、第１支持壁２５２から離隔され、第１支持壁２５２の外部に配置された第２支持壁２５３及び第１支持壁２５２と第２支持壁２５３とを連結する連結壁２５４を含んでもよい。
第１支持壁２５２と第２支持壁２５３との間は離隔されているので、コイル２４０を収容可能なコイル収容空間が形成される。コイル２４０は、コイル収容空間の内部に固定されうる。
支持部２５１、第１支持壁２５２、第２支持壁２５３及び連結壁２５４は、独立的に製造されて気密に互いに結合されうる。選択的には、支持部２５１、第１支持壁２５２、第２支持壁２５３、及び連結壁２５４は、一体に成形されうる。
遮蔽部２７０は、第２支持壁２５３に隣接して配置されうる。したがって、遮蔽部２７０は、コイル２４０に隣接して配置されうる。
前述したように、放熱構造体２６０と遮蔽部２７０との間には、エアギャップが形成されうる。これにより、放熱構造体２６０と遮蔽部２７０との間に形成されたエアギャップによって遮蔽部２７０から漏れる誘導磁場が放熱構造体２６０に到逹することが防止されうる。同時に、サセプタ２５０から生成された熱は、エアギャップを通過する過程で分散されるので、放熱構造体２６０に到逹する熱は減少しうる。
図５Ｂを参照すれば、図５Ａと異なって遮蔽部２７０’は、放熱構造体２６０の内壁２６１に隣接して配置されうる。したがって、コイル２４０と遮蔽部２７０’との間には、エアギャップが形成されうる。これにより、コイル２４０から発生した誘導磁場とサセプタ２５０から発生した熱は、エアギャップを通じて分散するので、遮蔽部２７０’に到逹する誘導磁場と放熱構造体２６０に到逹する熱は、いずれも減少しうる。
図６は、さらに他の実施例に係わるエアロゾル生成装置の一部の詳細断面図である。
図６を参照すれば、エアロゾル生成装置３００は、シガレット２０の挿入及び抽出如何を感知するシガレット認識センサ３８０を含んでもよい。
シガレット認識センサ３８０は、シガレット２０が収容空間３３２に挿入されるか否かを感知することができる。シガレット認識センサ３８０は、シガレット２０の挿入及び抽出によって発生するインダクタンスの変化量を感知することができる。例えば、シガレット認識センサ３８０は、感知コイル（図示せず）を含み、シガレット２０の挿入及び抽出によって可変される周波数値に基づいてインダクタンス出力値を出力することができる。
そのために、シガレット２０は、例えば、電磁気誘導体（図示せず、electromagnetic inducer）を含んでもよい。電磁気誘導体は、シガレット認識センサ３８０のインダクタンスを変化させうる。電磁気誘導体は、渦電流(Eddy current)が誘導される伝導体及び磁束を変化させうる磁性体などを含んでもよい。例えば、電磁気誘導体は、金属物質、マグネチックインク、マグネチックテープなどを含んでもよい。また、電磁気誘導体は、アルミニウムのような金属物質でもある。但し、それに制限されるものではなく、電磁気誘導体は、シガレット認識センサ３８０のインダクタンスを変化させる物質を制限なしに含んでもよい。
図６に図示されたように、シガレット認識センサ３８０は、コイル３４０と遮蔽部３７０との間に配置される。シガレット認識センサ３８０は、シガレット２０の電磁気誘導体によってシガレット２０を認識するので、シガレット認識センサ３８０が遮蔽部３７０の外部に配置される場合には、シガレット２０の挿入及び抽出如何を感知できないという問題点が発生する。したがって、シガレット認識センサ３８０は、遮蔽部３７０の内部、特にコイル３４０と遮蔽部３７０との間に配置されるので、シガレット２０の挿入及び抽出如何を感知することができる。
制御部は、シガレット認識センサ３８０のインダクタンスの変化量に基づいてシガレット２０の挿入及び抽出如何を判断することができる。
例えば、制御部は、シガレット２０の挿入を感知する場合、追加的な外部の入力なしにも、自動的に加熱動作を行うことができる。具体的に、制御部は、シガレット認識センサ３８０を用いて、シガレット２０が挿入されたことを感知すれば、バッテリがコイル３４０に電力を供給するように制御することができる。コイル３４０によって誘導磁場が発生することで、サセプタ３５０が加熱されうる。したがって、サセプタ３５０によってシガレット２０が加熱され、これにより、エアロゾルが発生しうる。
また、制御部は、シガレット２０の抽出を感知する場合、追加的な外部入力なしにも、自動的に加熱動作を停止させうる。具体的に、制御部は、シガレット認識センサ３８０を利用してシガレット２０が抽出されたことを感知すれば、バッテリからコイル３４０に供給される電力を遮断するように制御することができる。
図１ないし図３において、制御器のようにブロックで表示される構成要素、要素、モジュール、またはユニット（現在段落で「構成要素」と称する）の少なくとも１つは、例示的な実施例によって前述したそれぞれの機能を行う多様な個数のハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェア構造体によっても具現される。例えば、それら構成要素の少なくとも１つは、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置の制御を通じてそれぞれの機能を行うことができるメモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテーブルのような直接的な回路構造体を用いることができる。また、それら構成要素の少なくとも１つは、特定論理機能を行うための１つ以上の実行可能な命令を含む１つのモジュール、１つのプログラム、またはコードの一部によって特に具現され、１つ以上のマイクロプロセッサまたはその他制御装置によっても実行される。さらに、少なくとも１つのそれら構成要素は、それぞれの機能を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、１つのマイクロプロセッサのようなプロセッサを含むか、それらによっても具現される。そのような構成要素の２以上は、２つ以上の併合された構成要素の機能または全ての動作を遂行する１つの要素としても併合される。また、それら構成要素の少なくとも１つの機能の少なくとも一部は、それら構成要素の他の１つによっても実行される。さらに、前記ブロックダイヤグラムには、バスが図示されていないが、構成要素間の通信がバスを通じて実行されうる。前述した例示的な実施例の機能的な側面は、１つ以上のプロセッサを作動させるアルゴリズムによっても具現される。また、ブロックや処理段階で表示された構成要素は、電子的構成、信号処理及び／または制御、データ処理のような関連技術をいずれも採用可能である。
本実施例と係わる技術分野で通常の知識を有する者は、前記記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態にも具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、請求範囲に開示されており、それと同等な範囲内にある全ての相違点は、本発明に含まれていると解釈されねばならない。
本発明は、装置外部への熱及び電磁波の伝達を防止することができる放熱構造体及び遮蔽部を含むエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システムに好適に適用されうる。
Claims (15)
- シガレットを収容する開口と、
前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間と、
前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイルと、
前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタと、
前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体と、
前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部と、を含む、エアロゾル生成装置。 - 前記遮蔽部は、前記コイルに隣接して配置される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記サセプタを支持する支持部と、
前記支持部と連結されて前記収容空間を形成する第１支持壁と、をさらに含み、
前記コイルは、前記第１支持壁を取り囲む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第１支持壁から離隔され、前記第１支持壁の外側に配置される第２支持壁をさらに含み、前記第１支持壁と前記第２支持壁との間にコイル収容空間が形成され、前記前記コイルは、前記コイル収容空間に配置される、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記遮蔽部は、前記第２支持壁に隣接する、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記遮蔽部は、前記放熱構造体に隣接する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記コイルと前記放熱構造体との距離は、１ｍｍ～２ｍｍである、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記放熱構造体は、金属材料を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記放熱構造体の前記金属材料は、常磁性体である、請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記シガレットの挿入及び抽出によって発生するインダクタンスの変化を感知するシガレット認識センサと、
前記インダクタンスの変化量に基づいて前記シガレットの挿入及び抽出如何を判断する制御部と、をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記シガレット認識センサは、前記コイルと前記遮蔽部との間に配置される、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記コイルに電力を供給するバッテリをさらに含み、
前記制御部は、前記シガレットの挿入及び抽出に基づいて前記コイルに供給される電力を制御する、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。 - エアロゾル生成システムであって、
エアロゾル生成物質を含むシガレットと、
前記シガレットを収容するエアロゾル生成装置と、を含み、
前記エアロゾル生成装置は、
シガレットを収容する開口と、
前記開口を介して挿入された前記シガレットを収容する収容空間と、
前記収容空間を取り囲むように配置され、誘導磁場を発生させるコイルと、
前記コイルで発生した誘導磁場によって熱を生成するサセプタと、
前記コイルを取り囲み、真空の内部空間を含む二重壁構造を含む放熱構造体と、
前記コイルで発生した誘導磁場を遮蔽し、前記コイルと前記放熱構造体との間に配置される遮蔽部と、を含む、エアロゾル生成システム。 - 前記エアロゾル生成装置は、前記遮蔽部と前記コイルとの間に配置されて前記シガレットの挿入及び抽出によって発生するインダクタンスの変化を感知するシガレット認識センサと、
前記インダクタンスの変化量に基づいて前記シガレットの挿入及び抽出如何を判断する制御部と、をさらに含む、請求項１３に記載のエアロゾル生成システム。 - 前記シガレットは、前記シガレット認識センサのインダクタンスを変化させる電磁気誘導体を含む、請求項１３に記載のエアロゾル生成システム。
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