JP2022541994A - サセプタ組立体を含むエアロゾル生成装置 - Google Patents
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Abstract
一実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を取り囲むように配置され、磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第１層及び第１非磁性金属物質（ｎｏｎ－ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第２層を含むサセプタ組立体；サセプタ組立体に可変磁場を形成する誘導コイル；誘導コイルに電力を供給するバッテリ；及びバッテリから誘導コイルに供給される電力を制御するプロセッサ；を含む。
Description
本発明は、サセプタ組立体を含むエアロゾル生成装置に関する。
最近、一般的なエアロゾル生成物品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、エアロゾル生成物品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品内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルを生成する方法に係わる需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
一般的にエアロゾル生成装置は、電気抵抗式加熱装置を用いて、エアロゾル生成物質が含まれたエアロゾル生成物品を加熱する。しかし、最近には、サセプタと誘導コイルとを用いて誘導加熱によってエアロゾル生成物質を加熱する製品が登場している。
エアロゾル生成装置において、サセプタと断熱材とを別途に置く場合、断熱材の融点によって加熱温度が制限されるので、サセプタを十分に高温に加熱することが困難である。
これにより、本発明が解決しようとする課題は、誘導加熱によって、エアロゾル生成物品を適正温度に加熱し、発生した熱が外部に放出されることを適切に遮断し、エアロゾル生成物品を効率的に加熱することができるエアロゾル生成装置を提供することである。
上述した技術的課題を達成するための技術的手段として、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を取り囲むように配置され、磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第１層及び第１非磁性金属物質（ｎｏｎ－ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第２層を含むサセプタ組立体；前記サセプタ組立体に可変磁場を形成する誘導コイル；前記誘導コイルに電力を供給するバッテリ；及び前記バッテリから前記誘導コイルに供給される電力を制御するプロセッサ；を含む。
本発明によるエアロゾル生成装置は、磁性物質を含む第１層及び非磁性金属物質を含む第２層を含むサセプタ組立体を含んでもよい。サセプタ組立体の磁性物質を含む第１層は、比較的高温加熱され、非磁性金属物質を含む第２層は、熱の外部への放出を防止することができる。これにより、磁性物質を含む第１層は、エアロゾル生成物品を加熱することができる。非磁性金属物質を含む第２層は、エアロゾル生成物品を加熱する熱のサセプタ組立体の外部への放出を防止することができるので、エアロゾル生成物品は、効率的に加熱されうる。
また、１つのサセプタ組立体において、エアロゾル生成物品を加熱する間、エアロゾル生成物品を加熱する熱のサセプタ組立体の外部への放出を防止する。したがって、エアロゾル生成装置の全体体積が減少し、エアロゾル生成装置が小型化されうる。
実施例によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を取り囲むように配置され、磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第１層及び第１非磁性金属物質（ｎｏｎ－ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第２層を含むサセプタ組立体；前記サセプタ組立体に可変磁場を形成する誘導コイル；前記誘導コイルに電力を供給するバッテリ；及び前記バッテリから前記誘導コイルに供給される電力を制御するプロセッサ；を含む。
また、サセプタ組立体は、０．１ｍｍ～０．２５ｍｍ内の全体厚を有することができる。
また、第１層は、サセプタ組立体の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有し、第２層は、サセプタ組立体の全体厚の３０％～６０％範囲内の厚さを有することができる。
また、磁性物質は、ＳＴＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ）４００系でもある。
また、第１非磁性金属物質は、ＳＴＳ ３００系、チタン（Ｔｉ）、ビスマス（Ｂｉ）及びそれらの合金のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
また、磁性物質は、クロム（Ｃｒ）及び炭素（Ｃ）を含んでもよい。
また、誘導コイルによってサセプタ組立体が加熱される場合、第１層は、１５０℃以上に加熱されうる。
また、誘導コイルによってサセプタ組立体が加熱される場合、第２層は、６０℃以下に加熱されうる。
また、第２層は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有することができる。
また、サセプタ組立体は、第２非磁性金属物質を含む第３層をさらに含んでもよい。
また、第１層は、前記エアロゾル生成物品を収容する前記収容空間を形成し、第２層は、前記第１層を取り囲むように配置され、第３層は、前記第２層を取り囲むように配置されうる。
また、第１層は、サセプタ組立体の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有し、第２層は、サセプタ組立体の全体厚の２０％～３０％範囲内の厚さを有し、第３層は、サセプタ組立体の全体厚の１０％～３０％範囲内の厚さを有することができる。
また、第１層は、ＳＴＳ ４００系を含み、第２層は、チタンを含み、第３層は、ＳＴＳ ３００系を含んでもよい。
また、第２層は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～１０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有し、第３層は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有することができる。
また、サセプタ組立体を取り囲む断熱材をさらに含んでもよい。
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、これは、当該分野に従事する技術者の意図または判例、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。したがって、本発明で使用される用語は、単なる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に基づいて定義されねばならない。
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。
本明細書で使用されたように、「少なくともいずれか１つの」のような表現が配列された構成要素の前にあるとき、配列されたそれぞれの構成ではない全体構成要素を修飾する。例えば、「ａ、ｂ、及びｃのうち、少なくともいずれか１つ」という表現は、ａ、ｂ、ｃ、またはａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、またはａとｂとｃとを含むものと解釈せねばならない。
構成要素または層が他の構成要素または層の「上に」、「連結された」、または「結合された」と言及されるとき、他の構成要素または層のすぐ上に、直接連結された、または直接結合されたと解釈されるか、他の中間構成要素または中間層が存在すると解釈されねばならない。逆に、構成要素が異なる構成要素または層の「直上に」、「直接連結された」、または「直接結合された」と言及されるとき、中間構成要素または中間層は存在しない。全体として同じ番号は、同じ構成要素を示す。
また、本明細書で使用される「第１」または「第２」などの序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために使用可能であるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されうる。
また、明細書全体において「サセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）」は、可変磁場の貫通によって加熱されうる物体を意味する。
また、明細書全体において「サセプタ組立体（ａｓｓｅｍｂｌｙ）」は、サセプタを含む組立体を意味する。例えば、サセプタ組立体は、サセプタの役割を行う第１層及びサセプタから発生した熱のサセプタ外部への放出を防止する役割を行う第２層を含んでもよい。但し、本発明は、前述したところに必ずしも制限されるものではない。
「エアロゾル生成物品」は、人がタバコを吸い込むように設計された物品を指称することができる。エアロゾル生成物品は、燃焼なしに加熱されてエアロゾルを生成するエアロゾル生成物質を含んでもよい。例えば、１つ以上のエアロゾル生成物品がエアロゾル生成装置に搭載され、エアロゾル生成装置によって加熱されるとき、エアロゾルを生成することができる。エアロゾル生成物品の形状、大きさ、材質及び構造は、実施例によっても異なる。エアロゾル生成物品の例は、タバコ形状の基材及びカートリッジを含んでもよいが、それらに制限されない。以下、「タバコ」（すなわち、「一般的な」、「伝統的な」または「燃焼型」のような修飾語なしに単独で使用する場合）は、伝統的な燃焼型シガレットと類似した形状及び大きさを有するエアロゾル生成物品を意味する。
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、本開示は、様々な互いに異なる形態に具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
以下、図面を参照し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１００にエアロゾル生成物品１５が挿入された例を示す図面である。
図１を参照すれば、エアロゾル生成システムは、エアロゾル生成装置１００及びエアロゾル生成物品１５を含んでもよい。エアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成物品１５が挿入される収容空間を含み、収容空間に挿入されたエアロゾル生成物品１５を加熱してエアロゾルを生成することができる。エアロゾル生成物品１５は、エアロゾル生成物質を含んでもよい。一方、図１には、説明の便宜上、エアロゾル生成装置１００がエアロゾル生成物品１５と共に使用されるように図示されているが、これは一例示に過ぎない。エアロゾル生成装置１００は、エアロゾル生成物品１５ではないにしても、シガレットなどの任意の適切なエアロゾル生成物品と共に使用されうるが、実施例がそれに制限されるものではない。また、互いに異なる種類のエアロゾル生成物品（例えば、シガレット及びカートリッジ）を同時に使用することもできる。
エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１１０、プロセッサ１２０、サセプタ組立体１３０、誘導コイルＣを含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置１００の内部構造は、図１に図示されたところに限定されない。エアロゾル生成装置１００の設計によって、図１に図示されたハードウェア構成のうち、一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されうることを、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。
バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１００の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１０は、誘導コイルＣが可変磁場を発生させるように電力を供給することができる。また、バッテリ１１０は、エアロゾル生成装置１００内に備えられた他のハードウェア構成、例えば、各種センサ（図示せず）、ユーザインターフェース（図示せず）、メモリ（図示せず）及びプロセッサ１２０の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ１１０は、充電可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリである。例えば、バッテリ１１０は、リチウムポリマー（ＬｉＰｏｌｙ）バッテリでもあるが、それに制限されない。
プロセッサ１２０は、エアロゾル生成装置１００の全般的な動作を制御するハードウェアである。例えば、プロセッサ１２０は、バッテリ１１０、サセプタ組立体１３０及び誘導コイルＣだけではなく、エアロゾル生成装置１０に含まれた他の構成の動作を制御する。また、プロセッサ１２０は、エアロゾル生成装置１００の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１００が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。
プロセッサ１２０は、多数の論理ゲートのアレイとして具現されうる。例えば、プロセッサ１２０は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、プロセッサ１２０が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。
サセプタ組立体１３０は、可変磁場が印加されることにより、加熱される物質を含んでもよい。例えば、サセプタ組立体１３０は、金属または炭素を含んでもよい。サセプタ組立体１３０は、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）、強磁性合金（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ａｌｌｏｙ）、ステンレス鋼（ｓｔａｉｎｌｅｓ ｓｓｔｅｅｌ）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、サセプタ組立体１３０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）のような半金属のうち、少なくとも１つを含んでもよい。但し、それらに制限されるものではない。
一例において、サセプタ組立体１３０は、管状または円筒状でもあり、エアロゾル生成物品１５が挿入される収容空間を取り囲むように配置されうる。エアロゾル生成物品１５がエアロゾル生成装置１００の収容空間に挿入されれば、サセプタ組立体１３０は、エアロゾル生成物品１５を取り囲むように配置されうる。したがって、外部のサセプタ組立体１３０から伝達される熱によって、エアロゾル生成物品１５内のエアロゾル生成物質の温度が増加しうる。また、エアロゾル生成装置１００には、サセプタ組立体１３０が複数個配置されうる。サセプタ組立体１３０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。サセプタ組立体１３０は、図２を参照して詳細に後述する。
誘導コイルＣは、バッテリ１１０から電力が供給されることにより、可変磁場を発生させうる。誘導コイルＣによって発生した可変磁場は、サセプタ組立体１３０に印加され、これにより、サセプタ組立体１３０が加熱されうる。プロセッサ１２０の制御によって誘導コイルＣに供給される電力が調整され、サセプタ組立体１３０が加熱される温度が適切に保持されうる。
一方、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１１０、プロセッサ１２０、サセプタ組立体１３０、及び誘導コイルＣ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１０は、シガレット挿入感知センサ（図示せず）及びシガレット挿入感知センサ以外に他のセンサ（例えば、温度感知センサ、パフ感知センサなど）、ユーザインターフェース及びメモリをさらに含んでもよい。
例えば、シガレット挿入感知センサは、エアロゾル生成装置１００の収容空間にエアロゾル生成物品１５が挿入されたか否かを感知することができる。エアロゾル生成物品１５は、アルミニウムのような金属物質を含み、シガレット挿入感知センサは、エアロゾル生成物品１５が収容空間に挿入されることにより、発生する磁場変化を感知するインダクティブセンサでもある。但し、必ずしもそれに制限されるものではない。シガレット挿入感知センサは、光センサ、温度センサ、抵抗センサなどでもある。
誘導コイルＣによって可変磁場が発生することにより、サセプタ組立体１３０が加熱されうる。したがって、サセプタ組立体１３０内部に配置されるエアロゾル生成物品１５が加熱され、エアロゾルが発生しうる。
ユーザインターフェースは、ユーザにエアロゾル生成装置１００の状態に係わる情報を提供することができる。ユーザインターフェースは、視覚情報を出力するディスプレイまたは、ランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、及びユーザから入力された情報を受信するか、ユーザに情報を出力する入／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）を含んでもよい。また、ユーザインターフェースは、データ通信を行うか、充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信（例えば、ＷＩ－ＦＩ， ＷＩ－ＦＩ Ｄｉｒｅｃｔ， Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）， ＮＦＣ（Ｎｅａｒ－Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など）を遂行するための通信インターフェーシングモジュールなどの多様なインターフェーシング手段を含んでもよい。
但し、エアロゾル生成装置１００には、前記例示された多様なユーザインターフェース例示のうち、一部のみ取捨選択されて具現されうる。また、エアロゾル生成装置１００には、前記例示された多様なユーザインターフェース例示のうち、少なくとも一部が組合わせられて具現されうる。例えば、エアロゾル生成装置１００は、前面に視覚情報を出力しながら、ユーザ入力も受信可能なタッチスクリーンディスプレイを含んでもよい。タッチスクリーンディスプレイは、指紋センサを含み、指紋センサによってユーザ認証が遂行されうる。
メモリは、エアロゾル生成装置１００内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリは、プロセッサ１２０で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリは、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のようなＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）， ＲＯＭ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）， ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）などの多様な種類によっても具現される。メモリには、エアロゾル生成装置１００の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも１つの温度プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存されうる。
エアロゾル生成物品１５は、例えば、一般の燃焼式シガレットの構造を有する。その場合、シガレットは、刻みタバコ部、フィルタ部などを含んでもよい。実施例によるエアロゾル生成装置１００には、一般の燃焼式シガレットが挿入されうる。
一般の燃焼式シガレットとは異なる例示として、図２に示したシガレット２００は、第１部分２１０、第２部分２２０、第３部分２３０、及び第４部分２４０に区分されうる。ここで、第１部分２１０及び第２部分２２０のうち、少なくとも１つは、エアロゾル生成部であって、エアロゾル生成物質及びタバコ物質のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
エアロゾル生成物質は、例えば、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、エアロゾル生成部は、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、エアロゾル生成部は、メントールまたは保湿剤などの加香液が、エアロゾル生成部に噴射されることで添加されうる。エアロゾル生成部は、タバコ物質を含まず、例えば、グリセリンのような保湿剤に湿されたシワ状シートを含んでもよい。
タバコ物質は、例えば、タバコシート（ｓｈｅｅｔ）によって作製され、タバコストランド（ｓｔｒａｎｄ）によって作製されうる。また、タバコ物質は、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、例えば、タバコ物質は、シワ状タバコシート、巻縮されたシワ状タバコシート、またはロール状タバコシートを含んでもよい。
一例において、第１部分２１０は、例えば、グリセリンのようなエアロゾル生成物質に濡れたシワ状シートを含んでもよい。また、第２部分２２０は、エアロゾル生成物質及びニコチンを含むタバコ物質を含んでもよい。但し、それらに制限されるものではなく、第２部分２２０は、エアロゾル生成物質を含まず、ニコチンを含むタバコ物質のみを含み、第２部分２２０が加熱されることにより、ニコチンが気化された形態にエアロゾルが発生しうる。
他の例において、第１部分２１０及び第２部分２２０のうち、いずれか１つのみが、エアロゾル生成物質及びタバコ物質のうち、少なくとも１つを含み、残りの１つは、前端プラグまたはスペーサ（支持要素）の役割を行うように配置されうる。
第１部分２１０がエアロゾル生成物質を含み、第２部分２２０がタバコ物質を含む実施例において、エアロゾル生成装置に、シガレット２００が完全に挿入された場合、第１部分２１０及び第２部分２２０それぞれの少なくとも一部は、エアロゾル生成装置の内部に位置し、第３部分２３０の少なくとも一部は、エアロゾル生成装置の外部に露出されうる。ユーザは、第４部分２４０を口にした状態でエアロゾルを吸入することができる。この際、エアロゾルは、第１部分２１０から生成され、生成されたエアロゾルは、シガレット２００に流入された空気に沿って第２部分２２０及び第３部分２３０を通過してユーザの口に伝達されうる。第２部分２２０は、タバコ物質を含むので、第２部分２２０から生成されたニコチンがエアロゾルに含まれうる。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置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２００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２００の内部に流入されうる。
また、第１部分２１０及び第２部分２２０のうち、少なくとも１つは、熱伝導物質によって取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウム箔のような金属箔でもあるが、それに限定されない。一例において、第１部分２１０及び第２部分２２０のうち、少なくとも１つを取り囲む熱伝導物質は、第１部分２１０及び第２部分２２０のうち、少なくとも１つに伝達される熱を均一に分散させ、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、タバコ味を向上させうる。
第３部分２３０は、高分子物質または生分解性高分子物質によって製造され、冷却機能を有することができる。例えば、第３部分２３０は、純粋なポリ乳酸のみによって作製されうるが、それに限定されない。または、第３部分２３０は、複数の孔が形成された酢酸セルロースフィルタによって作製されうる。しかし、第３部分２３０は、上述した例に限定されず、エアロゾルの冷却機能が行えるならば、制限なしに該当しうる。例えば、第３部分２３０は、中空を含むチューブフィルタまたは紙管でもある。
第４部分２４０は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、第４部分２４０の形状には、制限がない。例えば、第４部分２４０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、第４部分２４０は、リセス状ロッドでもある。もし、第４部分２４０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。
第４部分２４０は、香味が発生するように作製されうる。一例として、第４部分２４０に加香液が噴射され、加香液が塗布された別途の纎維が第４部分２４０の内部に挿入されうる。
シガレット２００は、ラッパ２５０によっても包装される。ラッパ２５０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。図３において、ラッパ２５０は、単一ラッパと図示されているが、ラッパ２５０は、複数枚のラッパの組合わせでもある。
図３は、一実施例によるサセプタ組立体の構成を説明するための図面である。
図３を参照すれば、サセプタ組立体３００は、第１層３１０及び第２層３２０を含んでもよい。図３のサセプタ組立体３００及び誘導コイルＣは、それぞれ図１のサセプタ組立体１３０及び誘導コイルＣに対応するので、重複説明は省略する。
サセプタ組立体３００は、エアロゾル生成物品が挿入される収容空間Ｖを含んでもよい。サセプタ組立体３００は、複合金属（Ｃｌａｄ ｍｅｔａｌ）、合板（（Ｐｌｙ Ｍｅｔａｌｓ）などの形態でもあるが、それに制限されない。サセプタ組立体３００は、磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第１層３１０及び第１非磁性金属物質（ｎｏｎ－ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む第２層３２０を含んでもよい。
サセプタ組立体３００は、全体として円筒状でもある。但し、本発明は、前述したところに制限されず、本発明は、収容空間Ｖを取り囲むように配置される多様な形態のサセプタ組立体をいずれも含んでもよい。
図３に図示されたように、第２層３２０は、第１層３１０の外部に配置されうる。エアロゾル発生物品（図示せず）がサセプタ組立体３００の内部に配置される場合、第１層３１０は、エアロゾル発生物品と直接接触し、第２層３２０は、第１層３１０を取り囲みうる。
一実施例において、磁性物質は、ＳＴＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ）４００系を含んでもよい。ＳＴＳ ４００系は、ＳＴＳ ４０５、ＳＴＳ ４１０Ｌ、ＳＴＳ ４３０、ＳＴＳ ４３４、ＳＴＳ ４４４などを含む。例えば、第１層３１０は、ＳＴＳ ４３４を含んでもよい。
また、磁性物質は、クロム（Ｃｒ）及び炭素（Ｃ）を含んでもよい。例えば、第１層３１０は、第１層３１０の全体構成要素対比で約０．１２％以下の炭素及び約１６％～１８％のクロムを含んでもよいが、それに制限されない。
一実施例において、第１非磁性金属物質は、ＳＴＳ ３００系、チタン（Ｔｉ）、ビスマス（Ｂｉ）及びそれらの合金のうち、少なくとも１つを含んでもよいが、それに制限されない。ＳＴＳ ３００系は、クロム（Ｃｒ）、炭素（Ｃ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち、少なくとも１つを含んでもよい。ＳＴＳ ３００系は、ＳＴＳ ３０４、ＳＴＳ ３１６、ＳＴＳ ３１６Ｌなどを含む。例えば、第２層３２０は、ＳＴＳ ３１６Ｌを含んでもよい。
一実施例において、サセプタ組立体３００は、約０．１ｍｍ～０．２５ｍｍの厚さを有する。例えば、サセプタ組立体３００の第１層３１０及び第２層３２０を含む全体厚は、約０．１５ｍｍでもあるが、それに制限されない。
また、第１層３１０は、サセプタ組立体３００の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有し、第２層３２０は、前記サセプタ組立体３００の全体厚の３０％～６０％範囲内の厚さを有する。例えば、サセプタ組立体３００の全体厚が０．２ｍｍである場合、第１層３１０の厚さは、０．１４ｍｍであり、第２層３２０の厚さは、０．０６ｍｍでもあるが、それに制限されない。第１層３１０及び第２層３２０が上述した範囲内の厚さを有することで、サセプタ組立体３００の加熱効率が増大し、断熱効果が増加する。
誘導コイルＣに電力が供給される場合、誘導コイルＣの内部に磁場が生成されうる。誘導コイルＣにバッテリから交流電流が印加される場合、誘導コイルＣの内部に形成される磁場は、周期的に方向が異なってもいる。サセプタ組立体３００が磁場に露出される場合、磁性物質を含む第１層３１０は、熱を生成することができる。生成された熱によって収容空間Ｖに挿入されるエアロゾル生成物品が加熱されうる。サセプタ組立体３００が磁場に露出される場合、第１非磁性金属物質を含む第２層３２０は、磁性がないので、熱がほとんど生成されない。
一実施例において、誘導コイルＣによってサセプタ組立体３００が加熱される場合、第１層３１０は、約１５０℃以上に加熱されうる。例えば、第１層３１０が約２５０℃に加熱される場合、第１層３１０によって、エアロゾル生成物品は、約２４５℃に加熱されうる。
また、誘導コイルＣによってサセプタ組立体３００が加熱される場合、第２層３２０は、約６０℃以下に加熱されうる。例えば、第２層３２０は、約３０℃に加熱されうる。
一実施例において、第２層３２０は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有することができる。第２層３２０は、熱伝導率が低いので、第１層３１０が加熱される場合、第１層３１０の熱がサセプタ組立体３００の外部に放出されることを防止することができる。
一方、図３の第２層３２０は、１層に図示されているが、複数個の層を含んでもよい。第２層３２０の複数個の層のそれぞれは、第１非磁性金属物質を含み、第２層３２０のそれぞれの層に含まれた第１非磁性金属物質は、互いに同一または異なってもいる。例えば、第２層３２０は、ＳＴＳ ３０４層、ＳＴＳ ３１６層、及びチタン層を含んでもよいが、それらに制限されない。
図３に図示された誘導コイルＣ及びサセプタ組立体３００は、密着されているように図示されているが、実施例によって離隔されうる。
一実施例において、第１層３１０は、収容空間Ｖに向かい、第２層３２０は、第１層３１０の外面と対向するようにも位置する。サセプタ組立体３００の第１層３１０は、磁性物質を含み、誘導コイルＣから生成された磁場によって熱が生成されうる。第１層３１０は、エアロゾル生成物品が挿入される収容空間Ｖに向かうので、第１層３１０で生成された熱は、エアロゾル生成物品を加熱させうる。第２層３２０は、非磁性金属物質を含み、熱伝導率が低いので、誘導コイルＣから生成された磁場によって熱がほとんど生成されない。第２層３２０は、第１層３１０を取り囲むので、サセプタ組立体３００から生成された熱がサセプタ組立体３００の外部に放出されることを防止することができる。
図４は、他の実施例によるサセプタ組立体４００の構成を説明するための図面である。
図４を参照すれば、サセプタ組立体４００は、第３層４３０をさらに含んでもよい。図４のサセプタ組立体４００、第１層４１０、及び第２層４２０は、それぞれ図３のサセプタ組立体３００、第１層３１０、及び第２層３２０に対応するので、重複説明は省略する。
第３層４３０は、第２非磁性金属物質を含んでもよい。第２非磁性金属物質は、ＳＴＳ ３００系、チタン（Ｔｉ）、ビスマス（Ｂｉ）及びそれらの合金のうち、少なくとも１つを含んでもよいが、それに制限されない。ＳＴＳ ３００系は、クロム（Ｃｒ）、炭素（Ｃ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びケイ素（Ｓｉ）のうち、少なくとも１つを含んでもよい。ＳＴＳ ３００系の例としては、ＳＴＳ ３０４、ＳＴＳ ３１６、ＳＴＳ ３１６Ｌなどを含んでもよい。例えば、第３層４３０は、ＳＴＳ ３１６Ｌを含んでもよい。
第３層４３０及び第２層４２０は、互いに異なる物質を含んでもよく、同じ物質を含んでもよい。また、第３層４３０及び第２層４２０に含まれた物質の含量が互いに異なってもいる。例えば、第２層４２０及び第３層４３０は、チタン合金を含んでもよい。また、第２層４２０は、ＳＴＳ ３００系を含み、第３層４３０は、ビスマスを含んでもよい。他の例において、第２層４２０に含まれたクロムの百分率は、約１７％であり、第３層４３０に含まれたクロムの百分率は、約１９％である。
サセプタ組立体４００は、約０．１ｍｍ～０．２５ｍｍの全体厚を有することができる。例えば、第１層４１０、第２層４２０、及び第３層４３０を含むサセプタ組立体４００の全体厚は、約０．２５ｍｍでもあるが、それに制限されない。
一実施例において、第１層４１０は、サセプタ組立体４００の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有することができる。第２層４２０は、サセプタ組立体４００の全体厚の２０％～３０％範囲内の厚さを有することができる。第３層４３０は、サセプタ組立体４００の全体厚の１０％～３０％範囲内の厚さを有することができる。例えば、サセプタ組立体４００の全体厚が０．２５ｍｍである場合、第１層４１０の厚さは、０．１５ｍｍ、第２層４２０の厚さは、０．０５ｍｍ、第３層４３０の厚さは、０．０５ｍｍでもあるが、それに制限されない。第１層４１０、第２層４２０、及び第３層４３０が上述した範囲内の厚さを有することで、サセプタ組立体４００の加熱効率が増大し、断熱効果が増加することができる。
一実施例において、第１層４１０は、ＳＴＳ ４００系を含み、第２層４２０は、チタンを含み、第３層４３０は、ＳＴＳ ３００系を含んでもよい。例えば、サセプタ組立体４００の第１層４１０は、ＳＴＳ ４３４を含み、第２層４２０は、Ｔｉ－６ＡＬ－４Ｖを含み、第３層４３０は、ＳＴＳ ３１６Ｌを含んでもよい。
一実施例において、サセプタ組立体４００の第１層４１０は、エアロゾル生成物品が挿入される収容空間Ｖに向かい、第２層４２０は、第１層４１０を取り囲むように配置され、第３層４３０は、第２層４２０を取り囲むように配置されうる。第１層４１０は、磁性物質を含み、第２層４２０は、第１非磁性金属物質を含み、第３層４３０は、第２非磁性金属物質を含んでもよい。
第２層４２０は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～１０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有し、第３層４３０は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有することができる。第２層４２０及び第３層４３０は、熱伝導率が低いので、第１層４１０から生成された熱がサセプタ組立体４００の外部に放出されることが低減されうる。
一方、図４には、サセプタ組立体４００の第１層４１０、第２層４２０、及び第３層４３０それぞれの長さが配列順に徐々に短くなるように図示されているが、これは、サセプタ組立体４００の構造を容易に理解させるためであり、第１層４１０、第２層４２０、及び第３層４３０のそれぞれは、任意の適切な長さを有してもよい。
図５は、図４によるサセプタ組立体５００にエアロゾル生成物品１５が挿入された例を示す断面図である。
図５を参照すれば、サセプタ組立体５００は、第１層５１０、第２層５２０、及び第３層５３０を含んでもよい。第１層５１０は、エアロゾル生成物品１５に向かうように配置されうる。図５のエアロゾル生成物品１５は、図１のエアロゾル生成物品１５に対応し、図５のサセプタ組立体５００、第１層５１０、第２層５２０、及び第３層５３０は、それぞれ図４のサセプタ組立体４００、第１層４１０、第２層４２０、及び第３層４３０に対応するので、重複説明は省略する。
図６は、一実施例によるエアロゾル生成装置の構成を示すための図面である。
図６を参照すれば、エアロゾル生成装置６００は、断熱材６２０をさらに含んでもよい。図６のエアロゾル生成物品１５及びサセプタ組立体６１０は、それぞれ図５のエアロゾル生成物品１５及びサセプタ組立体５００に対応するので、重複説明は省略する。
断熱材６２０は、サセプタ組立体６１０から発生した熱の外部への熱損失を防止するために、断熱素材で構成されうる。断熱材６２０は、エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）、真空絶縁、シリコン発泡材、ゴム材料、充填材、ナイロン、フリース、不織材料、織物材料、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエステルフィラメント、段ボール材料、ポリプロピレン、ポリエステルとポリプロピレンとの混合物、及び酢酸セルロースのうち、少なくとも１つを含んでもよい。
サセプタ組立体６１０と断熱材６２０との間に空気層が含まれうる。空気層は、サセプタ組立体６１０と断熱材６２０との間に位置する間隙（ｇａｐ）を意味し、必要によって省略されうる。
一実施例において、断熱材６２０は、エアロゲルでもある。エアロゲルは、ゲル構造において収縮を誘発させずに、液体を気体に置き換えて得られ、エアロゲルは、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、錫（Ｓｎ）などの多様な物質からなってもよい。
一実施例において、断熱材６２０は、約０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し、望ましくは、０．００４Ｗ／ｍ・Ｋ～０．２５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有することができる。
断熱材６２０は、誘導コイルを取り囲むように配置され、誘導コイルとサセプタ組立体６１０との間に配置されてもよいが、それに制限されない。
一実施例において、エアロゾル生成装置６００は、支持部材６３０をさらに含んでもよい。支持部材６３０は、サセプタ組立体６１０、及び断熱材６２０のうち、少なくとも１つを固定させうるブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）を意味する。サセプタ組立体６１０、及び断熱材６２０は、動かないように支持部材６３０の溝（ｇｒｏｏｖｅ）に装着されて固定されうる。
支持部材６３０は、耐熱素材で構成され、耐熱素材は、約２５０℃以上の熱に耐える素材を含んでもよい。すなわち、耐熱素材の融点（Ｔｍ）が約２５０℃でもある。
一方、耐熱素材は、耐熱性合成樹脂でもある。その場合、耐熱素材の融点及びガラス遷移温度（Ｔｇ）のうち、１つ以上が約２５０℃でもある。
例えば、耐熱素材は、一例として、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリイミド、スルホン系樹脂、フッ素系樹脂、アラミドのうち、少なくとも１つを含む。スルホン系樹脂は、ポリエチルスルホン、ポリフェニレンサルファイドのような樹脂を含み、フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））を含んでもよい。但し、必ずしもそれに制限されるものではなく、一例として、耐熱素材は、約３００℃以上の熱に耐えられる任意の適切な素材でもある。
図７は、図６のエアロゾル生成装置の分解図である。
図７を参照すれば、エアロゾル生成装置は、サセプタ組立体７１０、断熱材７２０、及び支持部材７３０を含んでもよい。図７のエアロゾル生成物品１５、サセプタ組立体７１０、断熱材７２０、及び支持部材７３０は、それぞれ図６のエアロゾル生成物品１５、サセプタ組立体６１０、断熱材６２０、及び支持部材６３０に対応するので、重複説明は省略する。
一実施例において、サセプタ組立体７１０は、エアロゾル生成物品１５を取り囲むように配置され、断熱材７２０は、サセプタ組立体７１０を取り囲むように配置されうる。すなわち、エアロゾル生成物品１５、サセプタ組立体７１０、及び断熱材７２０の順に配置されうる。
これにより、サセプタ組立体７１０から発生した熱がサセプタ組立体７１０の第２層及び第３層のうち、少なくとも１つによってサセプタ組立体７１０の外部に放出されず、断熱材７２０によってサセプタ組立体７１０から発生した熱が外部に損失されず、断熱効果が増大しうる。
上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者でれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、請求範囲によってのみ決定され、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。
Claims (15)
- エアロゾル生成装置において、
エアロゾル生成物品を取り囲むように配置され、磁性物質を含む第１層、及び第１非磁性金属物質を含む第２層を含むサセプタ組立体と、
前記サセプタ組立体に可変磁場を形成する誘導コイルと、
前記誘導コイルに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから前記誘導コイルに供給される電力を制御するプロセッサと、を含む、エアロゾル生成装置。 - 前記サセプタ組立体は、０．１ｍｍ～０．２５ｍｍの全体厚を有する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記第１層は、前記サセプタ組立体の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有し、
前記第２層は、前記サセプタ組立体の全体厚の３０％～６０％範囲内の厚さを有する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記磁性物質は、ＳＴＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ）４００系である、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記第１非磁性金属物質は、ＳＴＳ ３００系、チタン（Ｔｉ）、ビスマス（Ｂｉ）及びそれらの合金のうち、少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記磁性物質は、クロム（Ｃｒ）及び炭素（Ｃ）を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記誘導コイルによって前記サセプタ組立体が加熱される場合、前記第１層は、１５０℃以上に加熱される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記誘導コイルによって前記サセプタ組立体が加熱される場合、前記第２層は、６０℃以下に加熱される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記第２層は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記サセプタ組立体は、
第２非磁性金属物質を含む第３層をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第１層は、前記エアロゾル生成物品を収容する収容空間を形成し、
前記第２層は、前記第１層を取り囲むように配置され、
前記第３層は、前記第２層を取り囲むように配置される、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第１層は、前記サセプタ組立体の全体厚の４０％～７０％範囲内の厚さを有し、
前記第２層は、前記サセプタ組立体の全体厚の２０％～３０％範囲内の厚さを有し、
前記第３層は、前記サセプタ組立体の全体厚の１０％～３０％範囲内の厚さを有する、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第１層は、ＳＴＳ ４００系を含み、
前記第２層は、チタンを含み、
前記第３層は、ＳＴＳ ３００系を含む、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第２層は、５Ｗ／ｍ・Ｋ～１０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有し、
前記第３層は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ～２０Ｗ／ｍ・Ｋ範囲内の熱伝導率を有する、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記サセプタ組立体を取り囲む断熱材をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
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