JP2024508394A - エアロゾル生成装置 - Google Patents
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Abstract
エアロゾル生成装置は、空洞に挿入される第１エアロゾル生成基質を加熱するヒータ、第２エアロゾル生成基質を加熱する蒸気化器、無煙エアロゾルを生成する第１モード、及び有煙エアロゾルを生成する第２モードに基づき、ヒータ及び蒸気化器に供給される電力を制御する制御部を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、エアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、無煙エアロゾル及び有煙エアロゾルを生成することができる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または液体保存部（例えば、カートリッジ）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関する需要が増加している。
しかし、従来のエアロゾル生成装置は、無煙エアロゾル(smokeless aerosol)を生成するモードから有煙エアロゾル(smoke aerosol)を生成するモードへの転換が不可能であるという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、無煙モード及び有煙モードの転換が可能なエアロゾル生成装置を提供することである。
本開示の技術的課題は、上述したところに限定されず、以下の例からさらに他の技術的課題が類推されうる。
一側面によるエアロゾル生成装置は、空洞に挿入される第１エアロゾル生成基質を加熱するヒータ、第２エアロゾル生成基質を加熱する蒸気化器、並びに無煙エアロゾルを生成する第１モード、及び有煙エアロゾルを生成する第２モードに基づいて前記ヒータ及び前記蒸気化器に供給される電力を制御する制御部を含む。
本開示のエアロゾル生成装置は、必要に応じて、無煙エアロゾルを生成する無煙モード及び有煙エアロゾルを生成する有煙モードへの転換が可能であるという利点がある。
発明の効果は、以上で例示された内容によって制限されず、さらに多様な効果が本明細書内に含まれている。
一側面によるエアロゾル生成装置は、空洞に挿入される第１エアロゾル生成基質を加熱するヒータ、第２エアロゾル生成基質を加熱する蒸気化器、並びに無煙エアロゾルを生成する第１モード、及び有煙エアロゾルを生成する第２モードに基づいて前記ヒータ及び前記蒸気化器に供給される電力を制御する制御部を含む。
また、前記ヒータは、前記空洞の底面を形成する支持体、及び前記支持体の中心部に配置され、前記第１エアロゾル生成基質が挿入される加熱要素を含む。
また、前記エアロゾル生成装置は、前記第２エアロゾル生成基質から生成されたエアロゾルが流動する気流パスをさらに含み、前記支持体は、前記気流パスと前記空洞が連通されるように前記中心部から既設定の離隔距離よりも遠く離隔して配置される複数の通孔を含む。
また、前記複数の通孔は、前記支持体の中心部から前記支持体の外側に行くほど大きくなる。
また、前記複数の通孔は、前記支持体の中心部から第１離隔距離ないし第２離隔距離の範囲内に配置され、第１直径を有する第１通孔セットと、前記中心部から前記第２離隔距離ないし第３離隔距離の範囲内に配置され、前記第１直径より大きい第２直径を有する第２通孔セットを含む。
また、前記制御部は、前記第１モードで前記ヒータに電力を供給し、前記蒸気化器に供給される電力を遮断する。
また、前記制御部は、前記第２モードで前記空洞に前記第１エアロゾル生成基質が挿入された場合、前記第２モードに含まれた第１サブモードによって前記ヒータ及び前記蒸気化器に電力を供給する。
また、前記制御部は、前記第２モードで前記空洞に前記第１エアロゾル生成基質と異なる吸入用基質が挿入された場合、前記第２モードに含まれた第２サブモードによって前記ヒータに供給される電力を遮断して前記蒸気化器に電力を供給する。
また、前記第１エアロゾル生成基質は、タバコロッド及びフィルタロッドを含み、前記吸入用基質は、タバコロッドなしにフィルタロッドを含む。
また、前記エアロゾル生成装置は、ユーザ入力を入力される入力部をさらに含み、前記制御部は、前記ユーザ入力に基づいて前記第１モードまたは前記第２モードによって電力を制御する。
実施例で使用される用語は、本開示における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、当業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りうる。
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で詳細にその意味を記載する。したがって、本開示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開示の全般にわたる内容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」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具現されうる。
以下、添付した図面に基づいて本開示について本実施例に係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、様々な異なる形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
以下、図面を参照して本開示の実施例を詳しく説明する。
図１は、一実施例によるエアロゾル生成装置を示す図面である。
図１に図示されたエアロゾル生成装置１には、本実施例に係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１にさらに含まれるということを、本実施例に係る技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解するであろう。
図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３０及び蒸気化器１４を含む。また、エアロゾル生成装置１の内部空間には、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３が挿入されうる。
第１エアロゾル生成基質２は、シガレットでもある。また、吸入用基質３は、シガレット形状に形成され、タバコ媒質部を含まないものでもある。第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３は、図２ないし図３を参照して後述する。
第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３及び／または蒸気化器１４を作動させ、エアロゾルを発生させうる。ヒータ１３及び／または蒸気化器１４によって発生したエアロゾルは、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３を通過してユーザに伝達される。
必要に応じて、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３がエアロゾル生成装置１に挿入されない場合にも、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３を加熱することができる。
バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１は、ヒータ１３及び／または蒸気化器１４が加熱されるように電力を供給し、制御部１２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１１は、エアロゾル生成装置１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１２は、エアロゾル生成装置１の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２は、バッテリ１１、ヒータ１３及び蒸気化器１４だけではなく、エアロゾル生成装置１に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１２は、エアロゾル生成装置１の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１が動作可能な状態であるか否かを判断する。
制御部１２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、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、他の形態のハードウェアによっ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、理解するであろう。
ヒータ１３は、バッテリ１１から供給された電力によって加熱されうる。例えば、第１エアロゾル生成基質２がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、ヒータ１３は、第１エアロゾル生成基質２の内部に位置することができる。したがって、加熱されたヒータ１３は、第１エアロゾル生成基質２の温度を上昇させうる。
一方、吸入用基質３がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、ヒータ１３は、吸入用基質３の内部に位置するが、加熱されないのである。これは、吸入用基質３は、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルをフィルタリングして吸引抵抗を与えるための用途として使用されるからである。すなわち、吸入用基質３は、タバコ媒質部を含まないので、加熱される必要がない。
ヒータ１３は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３には、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１３が加熱されうる。しかし、ヒータ１３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１に予め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、他の例として、ヒータ１３は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ１３には、第１エアロゾル生成基質２を誘導加熱方式で加熱するための導電性コイルを含み、第１エアロゾル生成基質２は、誘導加熱ヒータ方式で加熱されるサセプタを含みうる。
例えば、ヒータ１３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第１エアロゾル生成基質２の内部または外部を加熱することができる。
一実施例において、エアロゾル生成装置１には、ヒータ１３が複数個配置されうる。この際、複数個のヒータ１３は、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３の内部に挿入されるように配置され、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３の外部に配置されうる。また、複数個のヒータ１３のうち一部は、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３の内部に挿入されるように配置され、残りは、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３の外部に配置されうる。また、ヒータ１３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うる。
蒸気化器１４は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３を通過してユーザに伝達されうる。すなわち、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルが第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３を通過してユーザに伝達されるように構成されうる。
例えば、蒸気化器１４は、液体保存部、液体伝達手段及び蒸気化要素を含むが、それに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段及び蒸気化要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル生成装置１に含まれうる。例えば、蒸気化器１４は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それに限定されない。
液体保存部は、第２エアロゾル生成基質を保存することができる。第２エアロゾル生成基質は、液状組成物を含みうる。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもある。代案として、液状組成物は、非タバコ物質を含む液体でもある。液体保存部は、蒸気化器１４から分離可能に作製され、蒸気化器１４と一体として作製されうる。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、または、ビタミン混合物を含みうる。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含みうる。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含みうる。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達する。例えば、液体伝達手段は、綿繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それらに限定されるものではない。
蒸気化要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を蒸気化するための要素である。
蒸気化要素は、液状組成物を加熱することで、エアロゾルを生成することができる。または、蒸気化要素は、液状組成物を振動させてエアロゾルを生成することができる。
蒸気化要素が加熱方式でエアロゾルを生成する場合、蒸気化要素は、抵抗加熱及び／または誘導加熱方式で液状組成物を加熱することができる。例えば、蒸気化要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータコイルなどを含むが、それらに限定されない。また、蒸気化要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によって配置されうる。蒸気化要素は、電流供給によって加熱され、蒸気化要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成されうる。
蒸気化要素が振動方式でエアロゾルを生成する場合、蒸気化要素は、超音波振動を発生させる振動子、液体伝達手段、及び液体伝達手段に吸収されたエアロゾル生成基質に超音波振動を伝達してエアロゾルを発生させる振動収容部を含みうる。振動子は、短周期の振動を発生させうる。振動子から生成された振動は、超音波振動でもあり、超音波振動の周波数は、例えば、１００ｋＨｚ～３．５ＭＨｚでもある。振動子から生成された短周期の振動によってエアロゾル生成基質は、気化及び／または粒子化されてエアロゾルに霧化されうる。振動子は、圧電素子、例えば、圧電セラミックを含みうる。振動子は、印加された電気によって振動（物理的な力）が発生し、そのような物理的な小さな振動がエアロゾル生成基質を細かく粒子化してエアロゾルに霧化させうる。液体伝達手段は、カートリッジ内の液体保存部のエアロゾル生成基質を振動収容部に伝達し、振動収容部は、振動子から発生した振動を伝達されて液体伝達手段によって伝達されたエアロゾル生成基質をエアロゾルに変換する機能を遂行することができる。一方、蒸気化要素は、別途の液体伝達手段なしに、振動収容部がメッシュ状(mesh shape)や板状(plate shape)にも具現されることで、エアロゾル生成基質の吸収及び伝達と共に、振動の収容によってエアロゾルを生成することもできる。
一方、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３及び蒸気化器１４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１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みうる。また、エアロゾル生成装置１は、少なくとも１つのセンサー（例えば、パフ感知センサー、温度感知センサー、シガレット挿入感知センサーなど）を含みうる。また、エアロゾル生成装置１は、第１エアロゾル生成基質２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も作製されうる。
図１には図示されていないが、エアロゾル生成装置１は、別途のクレードルと共に、システムを構成することもできる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１のバッテリ１１の充電に利用されうる。または、クレードルとエアロゾル生成装置１が結合された状態でヒータ１３及び蒸気化器１４が動作することができる。
第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、第１エアロゾル生成基質２は、エアロゾルを生成する化合物を含む第１部分とフィルタなどを含む第２部分とに区分されうる。第１エアロゾル生成基質２の第２部分にもエアロゾルを生成する化合物が含まれうる。例えば、顆粒状またはカプセル状に作られたエアロゾルを生成する化合物が第２部分に挿入されうる。同様に、吸入用基質３が第１部分と第２部分とに区分されうる。吸入用基質３は、エアロゾルを生成する化合物を含まないものでもある。すなわち、吸入用基質３の第１部分と第２部分は、フィルタなどを含みうる。実施例によって、吸入用基質３の第２部分には、顆粒状またはカプセル状に構成され、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルに香味を付与する着香化合物が含まれうる。
エアロゾル生成装置１の内部には、第１部分の全体が挿入され、第２部分は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１の内部に第１部分の一部のみ挿入され、第１部分の全体及び第２部分の一部が挿入されうる。ユーザは、第２部分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、第１エアロゾル生成基質２または蒸気化器１４で生成されたエアロゾルは、第１部分及び第２部分を通過してユーザの口に伝達される。
外部空気は、エアロゾル生成装置１に形成された少なくとも１つの空気通路を介して流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置１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、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を介して流入されうる。
以下、図２及び図３を参照して、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の例を説明する。
図２は、一実施例による第１エアロゾル生成基質を示す図面であり、図３は、一実施例による吸入用基質を示す図面である。
図２を参照すれば、第１エアロゾル生成基質２は、タバコロッド２１及びフィルタロッド２２を含む。図１を参照して、上述した第１部分は、タバコロッド２１を含み、第２部分は、フィルタロッド２２を含む。図２には、フィルタロッド２２が単一セグメントと図示されているが、それに限定されない。すなわち、フィルタロッド２２は、複数のセグメントで構成されうる。例えば、フィルタロッド２２は、エアロゾルを冷却する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セグメントを含みうる。また、必要に応じて、フィルタロッド２２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。
第１エアロゾル生成基質２は、少なくとも１枚のラッパ２４によって包装されうる。ラッパ２４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、第１エアロゾル生成基質２は、１枚のラッパ２４によって包装されうる。他の例として、第１エアロゾル生成基質２は、２以上のラッパ２４によって重畳して包装されうる。例えば、第１ラッパ２４１によってタバコロッド２１が包装され、ラッパ２４２、２４３、２４４によってフィルタロッド２２が包装されうる。そして、単一ラッパ２４５によって第１エアロゾル生成基質２全体が再包装されうる。もし、フィルタロッド２２が複数のセグメントからなっていれば、それぞれのセグメントがラッパ２４２、２４３、２４４によって包装されうる。
タバコロッド２１は、エアロゾル生成物質を含む。タバコロッド２１が加熱される場合、非可視的な(invisible)煙が発生しうる。例えば、エアロゾル生成物質は、プロピレングリコール(Propylene Glycol: PG)を含みうる。また、エアロゾル生成物質は、植物性グリセリン(Vegetable Glycerin: VG)を含まないものでもある。
タバコロッド２１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２１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２１に噴射されることで添加されうる。
タバコロッド２１は、多様にも作製される。例えば、タバコロッド２１は、シート(sheet)状にも、ストランド(strand)状にも作製される。また、タバコロッド２１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うる。また、タバコロッド２１は、熱伝導物質によっても取り囲まれうる。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。一例として、タバコロッド２１を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１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、喫味感を向上させうる。また、タバコロッド２１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、図示されていないが、タバコロッド２１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２２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２２の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２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２２は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２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。
また、フィルタロッド２２には、少なくとも１つのカプセル２３が含まれうる。ここで、カプセル２３は、香味を発生させる機能を遂行することもでき、エアロゾルを発生させる機能を遂行することもできる。例えば、カプセル２３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２３は、球状または円筒状を有するが、それに制限されない。
図３を参照すれば、吸入用基質３は、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルを冷却させ、吸引抵抗を付与することができる。
吸入用基質３は、図２の第１エアロゾル生成基質２と異なってタバコロッド２１を含まない。吸入用基質３は、冷却ロッド３１及びフィルタロッド３２を含む。図１を参照して、上述した第１部分３１は、冷却ロッド３１を含み、第２部分３２は、フィルタロッド３２を含む。
吸入用基質３は、少なくとも１枚のラッパ３４によって包装されうる。
ラッパ３４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、吸入用基質３は、１枚のラッパ３４によって包装されうる。他の例として、吸入用基質３は、２以上のラッパ３４によって重畳して包装されうる。例えば、第１ラッパ３４１によって冷却ロッド２１が包装され、ラッパ３４２、３４３、３４４によってフィルタロッド３２が包装されうる。そして、さらに１枚のラッパ３４３によって吸入用基質３が再包装されうる。
冷却ロッド３１は、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルを冷却させうる。また、冷却ロッド３１には、吸引抵抗を付与するための構造物がさらに含まれうる。フィルタロッド３２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３２の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド３２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３２は、リセス状ロッドでもある。
また、フィルタロッド３２には、少なくとも１つのカプセル３３が含まれうる。ここで、カプセル３３は、香味を発生させる機能を遂行することができる。例えば、カプセル３３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３３は、球状または円筒状を有するが、それに制限されない。
図４は、一実施例によるエアロゾル生成装置の内部ブロック図である。
図４を参照すれば、一実施例によるエアロゾル生成装置１は、制御部１２０、バッテリ１１０、ヒータ１３０、蒸気化器１４０、基質感知部１８０、出力部１７０、入力部１６０及びメモリ１５０を含みうる。図４のバッテリ１１０、制御部１２０、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０は、図１のバッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３及び蒸気化器１４それぞれに対応しうる。
制御部１２０は、エアロゾル生成装置１に含まれているバッテリ１１０、第１ヒータ１３０、蒸気化器１４０、メモリ１５０、入力部１６０、出力部１７０及び基質感知部１８０を総括的に制御することができる。
バッテリ１１０は、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０に電力を供給し、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力の大きさは、制御部１２０によって調節されうる。
ヒータ１３０は、第１エアロゾル生成基質２を加熱して第１エアロゾルを生成することができる。ヒータ１３０に電流が印加されれば、固有抵抗によって発熱し、加熱されたヒータ１３０に第１エアロゾル生成基質２が接触（結合）されれば、エアロゾルが生成されうる。
第１エアロゾル生成基質２は、無煙のエアロゾルを生成する固体基材でもある。無煙エアロゾルは、非可視的蒸気(invisible vapor)のような他の用語として指称されうる。例えば、第１エアロゾル生成基質２は、プロピレングリコール(Propylene Glycol: PG)を含みうる。また、第１エアロゾル生成基質２は、植物性グリセリン(Vegetable Glycerin: VG)を含まないものでもある。
蒸気化器１４０は、第２エアロゾル生成基質を保存する液状保存部１４１及び第２エアロゾル生成基質を蒸気化させる蒸気化要素１４２を含みうる。蒸気化要素１４２は、バッテリ１１０から電力を供給されうる。また、蒸気化要素１４２は、加熱方式及び／または超音波振動方式を介して第２エアロゾル生成基質から第２エアロゾルを生成することができる。
第２エアロゾル生成基質は、有煙(smoke)エアロゾルを生成する液体基材でもある。有煙エアロゾルは、可視的蒸気(visible vapor)のような他の用語としても指称されうる。
制御部１２０は、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力を制御することができる。制御部１２０は、バッテリ１１０を制御してヒータ１３０及び蒸気化器１４０に電力を調節することができる。蒸気化器１４０に供給された電力は、蒸気化要素１４２に伝達されて有煙エアロゾルを生成することができる。
制御部１２０はパルス幅変調(Pulse Width Modulation: PWM)方式を介してヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力を制御することができる。このために、制御部１２０は、パルス幅変調モジュールを含みうる。
制御部１２０は、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力を制御して第１エアロゾル生成基質２及び第２エアロゾル生成基質を加熱することができる。
制御部１２０は、無煙エアロゾルを生成する第１モード及び有煙エアロゾルを生成する第２モードに基づいてヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力を制御することができる。
制御部１２０は、無煙エアロゾルを生成する第１モードでヒータ１３０に電力を供給し、蒸気化器１４０に供給される電力を遮断することができる。第１エアロゾル生成基質２は、ヒータ１３０によって加熱されて第１エアロゾルを生成することができる。第１エアロゾル生成基質２は、無煙のエアロゾルを生成する化合物を含むので、第１エアロゾルは、無煙のエアロゾルでもある。
制御部１２０は、有煙エアロゾルを生成する第２モードで第１エアロゾル生成基質２が挿入された場合、第１サブモードによってヒータ１３０及び蒸気化器１４０に電力を供給することができる。蒸気化器１４０は、第２エアロゾル生成基質から第２エアロゾルを生成することができる。第２エアロ生成基質は、有煙エアロゾルを生成する化合物を含むので、第２エアロゾルは、有煙エアロゾルでもある。第２エアロゾルは、第１エアロゾル生成基質２を通過して第１エアロゾルと共に、ユーザに伝達されうる。第１サブモードでは、第１エアロゾルだけではなく、有煙エアロゾルである第２エアロゾルもユーザに伝達されで、有煙モードとも称される。
制御部１２０は、有煙エアロゾルを生成する第２モードで吸入用基質３が挿入された場合、第２サブモードによってヒータ１３０に供給される電力を遮断し、蒸気化器１４０に電力を供給することができる。有煙エアロゾルである第２エアロゾルは、吸入用基質３を通過してユーザに伝達されうる。
一実施例において、空洞に挿入される基質の情報は、基質感知部１８０によって獲得されうる。例えば、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３それぞれは、互いに異なっている磁性物質を含み、基質感知部１８０は、基質の挿入によるインダクタンスの変化によって空洞に挿入された基質の種類を判断することができる。但し、基質の種類を判断する方法は、それに制限されない。
他の実施例において、入力部１６０は、モードを選択するユーザ入力を受信し、制御部１２０は、ユーザ入力に基づいて第１モードまたは第２モードによってヒータ１３０及び蒸気化器１４０に供給される電力を制御しうる。例えば、ユーザの選択によって第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３が空洞に挿入され、入力部１６０が受信したユーザ命令によってエアロゾル生成装置１が第１モードまたは第２モードで動作することができる。
制御部１２０は、空洞に吸入用基質が挿入されれば、第１モード及び第２サブモードのユーザ入力信号を受信しても、ヒータ１３０を加熱しないのである。これは、吸入用基質の第１部分は、タバコロッドの代わりに、冷却ロッドを含むので、第１部分の加熱による吸入用基質の炭化を防止するためである。
出力部１７０は、エアロゾル生成装置１に係る視覚情報及び／または触覚情報を出力することができる。例えば、制御部１２０は、基質感知部１８０から空洞に挿入される基質の情報を獲得し、基質の情報を出力部１７０を介して出力することができる。他の例として、制御部１２０は、入力部１６０が受信したモード選択情報を獲得し、出力部１７０を制御し、モード選択情報を出力することができる。
メモリ１５０は、エアロゾル生成装置１の動作のための情報を保存することができる。
例えば、メモリ１５０は、空洞に挿入される基質を識別するためのルックアップテーブルを保存することができる。他の例として、メモリ１５０は、それぞれのモードでヒータ１３０及び蒸気化器１４０の温度プロファイル情報を保存することができる。
図５は、一実施例によるエアロゾル生成装置の断面図である。
図５を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３０及び蒸気化器１４０を含みうる。
ヒータ１３０は、空洞５１０の底面を形成する支持体１３５と第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３が挿入される加熱要素１３１を含みうる。加熱要素１３１は、支持体１３５の中心部Ｏに配置され、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３を貫くことができる。第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３は、固体基材でもある。加熱要素１３１は、第１エアロゾル生成基質２を加熱して無煙の第１エアロゾルを生成することができる。加熱要素１３１は、吸入用基質３がエアロゾル生成装置１に挿入された場合、吸入用基質を加熱しないものでもある。支持体１３５は、少なくとも１つの通孔１３６を含み、通孔１３６によって後述する気流パス１４５と空洞５１０が互いに流体連通することができる。
蒸気化器１４０は、交換可能に設けられ、液状保存部１４１及び蒸気化要素１４２を含みうる。液状保存部１４１は、有煙エアロゾルを生成する第２エアロゾル生成基質１４４を保存することができる。第２エアロゾル生成基質１４４は、液状組成物でもある。蒸気化要素１４２は、第２エアロゾル生成基質１４４から有煙の第２エアロゾルを生成することができる。そのために蒸気化要素１４２は、液体伝達手段及び加熱手段を備えることができる。但し、本発明は、第２エアロゾルを生成する方法であって、加熱方式を限定しない。例えば、本開示の蒸気化要素１４２は、超音波方式で第２エアロゾルを生成することもできる。
蒸気化器１４０は、第２エアロゾルが吐出される連通ホール１４３を含み、連通ホール１４３は、気流パス１４５と流体連通することができる。気流パス１４５は、支持体１３５の下部に配置され、支持体１３５に形成された通孔１３６によって空洞５１０と流体連通することができる。これにより、第２モードで生成された第２エアロゾルは、気流パス１４５及び通孔１３６を介して第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質２に伝達されうる。
さらに詳細には、第２モードに含まれた第１サブモードで第１エアロゾル生成基質２が空洞５１０に挿入された場合、蒸気化器１４０で生成された第２エアロゾルは、気流パス１４５及び通孔１３６を通過して第１エアロゾル生成基質２に伝達されうる。また、第１サブモードでは、第１エアロゾル生成基質２も加熱されるので、第１エアロゾル生成基質２から生成された第１エアロゾルは、第２エアロゾルと共に、ユーザに伝達されうる。
第２モードに含まれた第２サブモードで吸入用基質３が空洞５１０に挿入された場合、蒸気化器１４０で生成された第２エアロゾルは、気流パス１４５及び通孔１３６を通過して吸入用基質３に伝達されうる。また、第２サブモードでは、吸入用基質３が加熱されないので、第２エアロゾルのみユーザに伝達されうる。
第１モードでは、蒸気化要素１４２が加熱されないので、第１エアロゾル生成基質２で生成された第１エアロゾルのみがユーザに伝達される。
図６は、一実施例によるヒータを示す図面である。
図６を参照すれば、ヒータ１３０は、第１エアロゾル生成基質２または吸入用基質３に挿入される加熱要素１３１及び加熱要素１３１を支持する支持体１３５を含みうる。加熱要素１３１は、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の全長において少なくとも一部に対応するように、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の長手方向に沿って延びうる。加熱要素１３１は、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の直径よりも小径の円筒状や棒状を有することができる。加熱要素１３１の長さは、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の全長よりも短く設定されうる。この際、長さは、加熱要素１３１の中心軸が延びる長手方向の寸法(dimension)を意味する。
加熱要素１３１の形状は、図面に表現された実施例によって制限されず、加熱要素１３１の形状は、多様に変形されうる。例えば、加熱要素１３１の直径は、図６に図示されたものよりさらに広く変形されるか、またはさらに狭く変形され、針のような形状にも作製される。
加熱要素１３１の一端１３２は、テーパ状を有するので、加熱要素１３１の一端１３２が第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３に容易に挿入されうる。
支持体１３５は、加熱要素１３１に結合して加熱要素１３１の位置を保持することができる。支持体１３５は、加熱要素１３１の外側に向かって延び、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３が空洞５１０に挿入されたとき、第１エアロゾル生成基質２及び吸入用基質３の端部を支持することができる。
加熱要素１３１は、支持体１３５を貫くことで結合するか、支持体１３５と結合部材によって結合されうる。但し、本開示の結合方法は、それに制限されない。例えば、加熱要素１３１と支持体１３５は、バヨネット・マウント(bayonet mount)締結構造によって結合されるか、螺合方式によって結合されるか、インサート射出方式によって結合されうる。
支持体１３５は、気流パス１４５と空洞を互いに連通させるための複数の通孔１３６を含みうる。また、第２エアロゾルが加熱要素１３１に粘着されることを防止するために、複数の通孔１３６は、支持体１３５の中心部Ｏから既設定の離隔距離ｄよりも遠く離隔して配置されうる。複数の通孔１３６の直径は、０．５ｍｍ～２ｍｍ範囲で選択されうる。一方、図６では、通孔１３６の形状が円形であると図示されているが、通孔１３６の形状は、それに制限されない。例えば、通孔１３６の形状は、楕円形、多角形などからなりうる。また、通孔１３６の配列も図６に図示された配列に制限されない。例えば、通孔１３６は、不規則に配列されうる。
図７は、一実施例によるヒータの上側面図である。
図７を参照すれば、支持体１３５は、中心部Ｏから既設定の離隔距離ｄよりも遠く離隔して配置される複数の通孔１３６を含みうる。隔離距離ｄは、基準距離ｄとも指称される。
複数の通孔１３６は、支持体１３５の中心部Ｏから支持体１３５の外側に行くほど大きくなりうる。例えば、支持体１３５の中央部Ｏから第１距離に配置された第１通孔の直径は、支持体１３５の中央部Ｏからさらに遠く離れたところに配置された第２通孔の直径より小さくもある。この際、第１距離は、第１隔離距離ｄより大きくもある。
加熱要素１３１は、支持体１３５の中心部Ｏに配置されるので、中心部Ｏに近接するように配置される通孔１３６の直径を小さく設定することで、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルが加熱要素１３１に粘着されることを効果的に防止することができる。
図８は、他の実施例によるヒータの上側面図である。
図８を参照すれば、支持体１３５は、中心部Ｏから既設定の離隔距離ｄよりも遠く離れた距離に配置される複数の通孔１３６を含みうる。また、第１通孔セット１３６ａは、支持体１３５の中心部Ｏから第１隔離距離ｄ１ないし第１隔離距離ｄ１よりも大きい第２隔離距離ｄ２の範囲内に配置されうる。また、第２通孔セット１３６ｂは、第２隔離距離ｄ２ないし第２隔離距離ｄ２より大きい第３隔離距離ｄ３の範囲内に配置されうる。第１隔離距離ｄ１は、既設定の基準距離ｄよりも大きくもある。
第１通孔セット１３６ａに含まれた通孔１３６の直径は、第１直径を有することができる。第２通孔セット１３６ｂに含まれた通孔１３６ｂの直径は、第２直径を有することができる。第１直径は、第２直径より小さくもある。図７で説明したように、支持体１３５の中心部Ｏに近接するように配置される第１通孔セット１３６ａの直径を小さく設定することで、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルが加熱要素１３１に粘着されることを効果的に防止することができる。また、図７とは異なって図８は、一定領域内の通孔サイズを同一に設定するので、製造便宜性が増大するという利点がある。
図９は、一実施例によるヒータの断面図である。
図９を参照すれば、支持体１３５は、中心部Ｏから既設定の離隔距離ｄよりも遠く離れた距離に配置される複数の通孔１３６を含みうる。
加熱要素１３１の軸方向(dix)と通孔１３６の延長方向(dia)は、互いに交差しうる。通孔１３６の延長方向(dia)は、加熱要素１３１の軸方向(dix)に対して傾斜してもいる。加熱要素１３１の軸方向(dix)と通孔１３６の延長方向(dia)との角度は、５°～４０°範囲内で設定されうる。
通孔１３６の延長方向(dia)を加熱要素１３１の軸方向(dix)に対して傾斜して設定することで、蒸気化器１４で生成されたエアロゾルが加熱要素１３１に粘着されることをさらに効果的に防止することができる。
図１０は、一実施例によるエアロゾル生成装置の動作方法を説明するためのフローチャートである。
図１０を参照すれば、Ｓ１０１０段階において、入力部１６０は、ユーザ入力を受信することができる。ユーザ入力は、無煙エアロゾルを生成する第１モードまたは有煙エアロゾルを生成する第２モードの動作命令でもある。入力部１６０は、ユーザ入力を電気信号に変換して制御部１２０に伝送しうる。
Ｓ１０２０段階において、制御部１２０は、ユーザ入力が第１モードであるか否かを判断する。
第１モードは、無煙のエアロゾルを生成するモードでもある。無煙エアロゾルは、非可視的蒸気のような他の用語として指称されうる。
Ｓ１０３０段階において、制御部１２０は、ユーザ入力が第１モードと判断した場合、ヒータ１３０に電力を供給し、蒸気化器１４０に供給される電力を遮断することができる。
その結果、ヒータ１３０は、第１モードで第１エアロゾル生成基質２を加熱して第１エアロゾルを生成することができる。実施例によって、制御部１２０は、空洞５１０に吸入用基質３が挿入された状態であると判断した場合、第１モードのユーザ入力を受信した場合であっても、ヒータ１３０に電力を供給しないのである。これは、吸入用基質の第１部分は、タバコロッドの代わりに、冷却ロッドを含むので、第１部分の加熱による吸入用基質の炭化を防止するためである。
Ｓ１０４０段階において、制御部１２０は、ユーザ入力が第１モードではないと判断した場合、ユーザ入力が第２モードであるか否かを判断する。
第２モードは、有煙のエアロゾルを生成するモードでもある。有煙エアロゾルは、可視的蒸気のような他の用語としても指称される。
Ｓ１０５０段階において、制御部１２０は、ユーザ入力が第２モードであると判断した場合、ユーザ入力が第１サブモードであるか否かを判断する。
実施例によって、制御部１２０は、第１サブモードのユーザ入力なしにも、基質感知部１８０が感知した基質の種類によって第１サブモードで動作しうる。例えば、制御部１２０は、基質感知部１８０が第１エアロゾル生成基質２を感知した場合、第１サブモードで動作しうる。
Ｓ１０６０段階において、制御部１２０は、第１サブモードでヒータ１３０及び蒸気化器１４０に電力を供給することができる。
ヒータ１３０は、第１サブモードで第１エアロゾル生成基質２を加熱して第１エアロゾルを生成することができる。蒸気化器１４０は、第２エアロゾル生成基質１４４を加熱して第２エアロゾルを生成することができる。第１サブモードは、第２エアロゾル生成基質１４４によって可視的蒸気（例えば、有煙エアロゾル）が生成されるので、有煙モードに含まれうる。
Ｓ１０７０段階において、制御部１２０は、ユーザ入力が第１サブモードではないと判断した場合、ユーザ入力が第２サブモードであるか否かを判断する。
実施例によって、制御部１２０は、第２サブモードのユーザ入力なしにも、基質感知部１８０が感知した基質の種類によって第２サブモードで動作しうる。例えば、制御部１２０は、基質感知部１８０が吸入用基質３を感知した場合、第２サブモードで動作することができる。
Ｓ１０８０段階において、制御部１２０は、第２サブモードでヒータ１３０に供給される電力を遮断し、蒸気化器１４０に電力を供給することができる。
蒸気化器１４０は、第２サブモードで第２エアロゾル生成基質１４４を加熱して第２エアロゾルを生成することができる。吸入用基質３は、第２エアロゾルを冷却させ、吸引抵抗を付与することができる。
本実施例に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として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、本発明に含まれるものと解釈されねばならない。
Claims (10)
- エアロゾル生成装置において、
空洞に挿入される第１エアロゾル生成基質を加熱するヒータと、
第２エアロゾル生成基質を加熱する蒸気化器と、
無煙エアロゾルを生成する第１モード及び有煙エアロゾルを生成する第２モードに基づいて前記ヒータ及び前記蒸気化器に供給される電力を制御する制御部と、を含む、エアロゾル生成装置。 - 前記ヒータは、
前記空洞の底面を形成する支持体と、
前記支持体の中心部に配置され、前記第１エアロゾル生成基質が挿入される加熱要素と、を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第２エアロゾル生成基質から生成されたエアロゾルが流動する気流パスをさらに含み、
前記支持体は、前記気流パスと前記空洞が連通されるように、前記中心部から既設定の離隔距離よりも遠く離隔して配置される複数の通孔を含む、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記複数の通孔は、
前記支持体の中心部から前記支持体の外側に行くほど大きくなる、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記複数の通孔は、
前記支持体の中心部から第１離隔距離ないし第２離隔距離の範囲内に配置され、第１直径を有する第１通孔セットと、前記中心部から前記第２離隔距離ないし第３離隔距離の範囲内に配置され、前記第１直径よりも大きい第２直径を有する第２通孔セットを含む、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記第１モードで前記ヒータに電力を供給し、前記蒸気化器に供給される電力を遮断する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記第２モードで前記空洞に前記第１エアロゾル生成基質が挿入された場合、
前記第２モードに含まれた第１サブモードによって前記ヒータ及び前記蒸気化器に電力を供給する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記第２モードで前記空洞に前記第１エアロゾル生成基質と異なる吸入用基質が挿入された場合、前記第２モードに含まれた第２サブモードによって前記ヒータに供給される電力を遮断し、前記蒸気化器に電力を供給する、請求項７に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記第１エアロゾル生成基質は、タバコロッド及びフィルタロッドを含み、
前記吸入用基質は、タバコロッドなしにフィルタロッドを含む、請求項８に記載のエアロゾル生成装置。 - ユーザ入力を入力される入力部をさらに含み、
前記制御部は、前記ユーザ入力に基づいて前記第１モードまたは前記第２モードによって電力を制御する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
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