JP2024531022A - エアロゾル生成装置用蒸気化器、及びそれを含むエアロゾル生成装置 - Google Patents
エアロゾル生成装置用蒸気化器、及びそれを含むエアロゾル生成装置 Download PDFInfo
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Abstract
エアロゾル生成物質を保存する保存部、及び該エアロゾル生成物質を加熱する加熱チャンバを含み、該加熱チャンバは、長手方向に延長され、該エアロゾル生成物質を吸収する芯(wick)、該芯に巻き取られ、該芯に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱するコイル(coil)、及び該芯を収容する収容部を含み、コイルの線径(diameter of wire)は、0.15mmないし0.2mmであり、コイルの巻き取り回数は、6回ないし9回であり、コイルにおけるオーム損失(ohmic loss)は、8W(Watt(ワット))未満である、エアロゾル生成装置用蒸気化器に係わる。
Description
本発明は、エアロゾル生成装置用蒸気化器、及びそれを含むエアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、電力効率を向上させるためのエアロゾル生成装置用蒸気化器、及びそれ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を求める需要が増大している。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く、エアロゾル生成物質を加熱させてエアロゾルを生成させる方法を求める需要が増大している。それにより、加熱式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に進められている。
加熱式エアロゾル生成装置は、例えば、エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成する蒸気化器を含むものでもある。該加熱式エアロゾル生成装置は、内蔵されたバッテリに基づいて作動する携帯用装置であり、少ない電力を利用し、効率的にエアロゾルを生成することができる方法に対する研究が活発に進められている。
多様な実施形態は、蒸気化器、及びそれを含むエアロゾル生成装置を提供する。本開示の実施形態を介して解決しようとする課題は、前述の課題に制限されるのではなく、言及されていない課題は、本明細書及び添付図面から、本実施形態が属する技術分野において通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
一実施形態によるエアロゾル生成装置用蒸気化器は、エアロゾル生成物質を保存する保存部、及び前記エアロゾル生成物質を加熱する加熱チャンバを含み、前記加熱チャンバは、長手方向に延長され、前記エアロゾル生成物質を吸収する芯(wick)、前記芯に巻き取られ、前記芯に吸収された前記エアロゾル生成物質を加熱するコイル(coil)、及び前記芯を収容する収容部を含み、前記コイルの線径(diameter of wire)は、0.15ないし0.2mmであり、前記コイルの巻き取り回数は、6回ないし9回であり、前記コイルにおけるオーム損失(ohmic loss)は、8W(Watt(ワット))未満でもある。
他の実施形態によるエアロゾル生成装置は、蒸気化器、前記蒸気化器に電力を供給するバッテリ、及び前記バッテリから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ものでもある。
本実施形態に係わるエアロゾル生成装置用蒸気化器及びエアロゾル生成装置によれば、熱損失を減らして電力効率を高め、霧化量を増加させることができる。
本実施形態による効果は、前述の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、本明細書及び添付図面から、本実施形態が属する技術分野において通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
本実施形態で使用される用語は、本実施形態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が選択されているが、それは、当分野に従事する技術者の意図、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、本実施形態で使用される用語は、単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と、本実施形態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むものでもある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。
本明細書で使用されているように、「少なくともいずれか一つ」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く、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一つ」という表現は、a、b、c、a及びb、a及びc、b及びc、またはa、b及びcを含むと解釈されなければならない。
一実施形態において、エアロゾル生成装置は、内部空間に収容されるシガレットを電気的に加熱し、エアロゾルを生成する装置でもある。
エアロゾル生成装置は、ヒータを含むものでもある。一実施形態において、該ヒータは、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、該ヒータは、導電性トラック(track)を含むものでもあり、該導電性トラックに電流が流れれば、ヒータが加熱されうる。
ヒータは、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むものでもあり、該加熱要素の形態により、シガレットの内部または外部を加熱することができる。
シガレットは、タバコロッド及びフィルタロッドを含むものでもある。該タバコロッドは、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、タバコシートが細かく刻まれた刻みタバコによっても作製される。また、該タバコロッドは、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、該熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、それに制限されるものではない。
フィルタロッドは、酢酸セルロースフィルタでもある。該フィルタロッドは、少なくとも1以上のセグメントによって構成されうる。例えば、該フィルタロッドは、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成分をフィルタリングする第2セグメントを含むものでもある。
他の実施形態において、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジを利用し、エアロゾルを生成する装置でもある。
エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ、及び該カートリッジを支持する本体を含むものでもある。該カートリッジは、本体と着脱自在に結合されうるが、それに制限されるものではない。該カートリッジは、本体と一体に形成されるか、あるいは組み立てられ、ユーザによって脱着されないように固定されもする。該カートリッジは、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体に装着されうる。ただし、それに制限されるものではなく、該カートリッジが本体に結合された状態で、該カートリッジ内部にエアロゾル生成物質が注入されもする。
カートリッジは、液体状態、固体状態、気体状態、ゲル(gel)状態のような多様な状態のうちいずれか1つの状態を有するエアロゾル生成物質を保有することができる。該エアロゾル生成物質は、液状組成物を含むものでもある。例えば、該液状組成物は、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り、非タバコ物質を含む液体でもある。
カートリッジは、本体から伝達される電気信号または無線信号などによって作動することにより、カートリッジ内部のエアロゾル生成物質の相(phase)を気相に変換し、エアロゾルを発生させる機能を遂行することができる。エアロゾルは、該エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子、及び空気が混合された状態の気体を意味しうる。
さらに他の実施形態において、エアロゾル生成装置は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成することができ、生成されたエアロゾルは、シガレットを通過し、ユーザに伝達されうる。すなわち、該液状組成物から生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置の気流通路に沿って移動することができ、該気流通路は、エアロゾルがシガレットを通過し、ユーザに伝達されるように構成されうる。
エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を吸収する芯をさらに含むものでもある。
さらに他の実施形態において、エアロゾル生成装置は、誘導加熱(induction heating)方式でもって、該エアロゾル生成装置に収容されるエアロゾル生成物品を加熱することにより、エアロゾルを生成する装置でもある。
エアロゾル生成装置は、サセプタ(susceptor)及びコイルを含むものでもある。一実施形態において、該コイルは、該サセプタに磁場を印加することができる。該エアロゾル生成装置からコイルに電力が供給されることにより、コイルの内部には、磁場が形成されうる。一実施形態において、該サセプタは、外部磁場によって発熱する磁性体でもある。該サセプタがコイルの内部に位置して磁場が印加されて発熱することにより、エアロゾル生成物品が加熱されうる。また、選択的に、該サセプタは、エアロゾル生成物品内に位置しうる。
さらに他の実施形態において、エアロゾル生成装置は、クレードル(cradle)をさらに含むものでもある。
エアロゾル生成装置は、別途のクレードルと共に、システムを構成することができる。例えば、該クレードルはエアロゾル生成装置のバッテリを充電することができる。または、該クレードルと該エアロゾル生成装置とが結合された状態でヒータが加熱されうる。
以下においては、添付図面を参照し、本開示の実施形態につき、当該技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本開示は、前述の多様な実施形態のエアロゾル生成装置で具現可能な形態でもって実施されるか、あるいはさまざまに異なる形態に具現されて実施されるが、ここで説明する実施形態に制限されるものではない。
図面上の一部構成要素は、その大きさや比率などが若干誇張されて図示されてもいる。また、ある図面上に図示された構成要素が、他の図面上には図示されないものでもある。
また、明細書全体において、構成要素の「長手方向」は、該構成要素が、該構成要素の一方向軸に沿って延長される方向でもあり、そのとき、該構成要素の一方向軸は、一方向軸を横切る他の方向軸より、該構成要素がさらに長く延長される方向を意味しうる。例えば、芯の長手方向は、図4に図示された芯が延長される方向、すなわち、芯の長さlw方向と並んだ方向を意味しうる。
明細書全体において「実施形態」は、本開示において、発明を容易に説明するための任意の区分であり、実施形態それぞれが、互いに排他的である必要はない。例えば、一実施形態に開示された構成は、他の実施形態に適用及び/または具現され、本開示の範囲を外れない限度で変更され、適用及び/または具現されうる。
また、本開示で使用された用語は、本実施形態について説明するためのものであり、本実施形態を制限するものではない。本開示において、単数形は、特別に言及されない限り、複数形も含む。
以下においては、図面を参照し、本実施形態について詳細に説明する。
図1Aは、一実施形態に係わる蒸気化器が結合されるエアロゾル生成装置の正面図である。
図1Aによれば、エアロゾル生成装置1000は、蒸気化器1と本体2とを含むものでもある。蒸気化器1は、本体2の一領域に結合されうる。蒸気化器1と本体2との結合は、図1Aに図示された例に限定されるものではない。例えば、蒸気化器1は、エアロゾル生成装置1000の側面において、本体2と結合され、またエアロゾル生成装置1000の長手方向に沿う上面や下面において、本体2と結合されもする。
他の実施形態において、エアロゾル生成装置1000は、エアロゾル生成物品が収容される空間を含むハウジング(図示せず)、及び該ハウジングに収容されたエアロゾル生成物品を加熱する別途のヒータ(図示せず)をさらに含むものでもある。それにより、エアロゾル生成装置1000は、蒸気化器1を利用し、エアロゾルを生成することができ、該ハウジングに収容されたエアロゾル生成物品を、ヒータを介して加熱し、エアロゾルを生成することもできる。
前述のエアロゾル生成物品が収容される空間、及びヒータは、本体2に含まれるものでもある。それにより、本体2の一領域には、蒸気化器1が結合され、本体2の他の領域には、エアロゾル生成物品が収容されうる。
さらに他の実施形態において、エアロゾル生成装置1000は、脱着可能なキャップ(図示せず)をさらに含むものでもある。前記キャップは、蒸気化器1及び本体2の少なくとも一部を保護することができる。該キャップは、蒸気化器1と本体2との結合部分を保護するものでもある。例えば、蒸気化器1を交換するために、本体2と蒸気化器1とを分離する場合、キャップをまず分離した後、蒸気化器1が分離されるのである。また、前記キャップは、エアロゾル生成物品が収容される空間を含むハウジングと連通されるホールを含むものでもある。
一実施形態において、エアロゾル生成装置1000は、蒸気化器1に電力を供給するバッテリ(図示せず)、及び該バッテリから蒸気化器1に供給される電力を制御する制御部(図示せず)を含むものでもある。該バッテリ及び該制御部は、蒸気化器1と電気的に連結されうる。該バッテリ及び該制御部を介して供給された電力を介し、蒸気化器1は、エアロゾル生成物質を加熱し、エアロゾルを生成することができる。
図1Bは、図1Aに係わるエアロゾル生成装置の斜視図である。
エアロゾル生成装置1000は、蒸気化器1及び本体2を含むものでもある。蒸気化器1は、エアロゾル生成物質を保存する保存部110、及び該エアロゾル生成物質を加熱する加熱チャンバ120を含むものでもある。保存部110及び加熱チャンバ120を含む蒸気化器1は、エアロゾル生成装置1000の本体2に結合されうる。
図2Aは、一実施形態に係わる加熱チャンバの分解斜視図である。
図2Aを参照すれば、一実施形態に係わる加熱チャンバ120は、芯(wick)121、コイル122及び収容部123を含むものでもある。
芯121は、長手方向に延長され、エアロゾル生成物質を吸収するものでもある。該エアロゾル生成物質は、保存部110から伝達され、芯121に吸収されうる。芯121は、長手方向に延長された細長型でもある。例えば、円筒状、三角柱状、四角柱状のような多様な柱状を有しうるが、それらに限定されるものではない。
保存部110から供給されるエアロゾル生成物質は、芯121の一部分に吸収され、毛細管現象により、芯121の他の部分に移動することができる。一実施形態において、保存部110から供給されたエアロゾル生成物質が、芯121の長手方向の一端部に吸収され、中心部に移動することができるが、そのような伝達方式に制限されるものではない。保存部110に保存されたエアロゾル生成物質は、液状またはゲル状でもある。
芯121は、シリカ(silica)によって形成されたものでもある。芯121は、シリカによって形成され、加熱時、炭化を最小化させることにより、ユーザに、焦げ味と有害物質とを伝達することを防止することができる。
コイル122は、芯121に巻き取られ、芯121に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱し、エアロゾルを生成することができる。例えば、コイル122は、芯121の長手方向の中心部に巻き取られ、芯121の長手方向の一端部に吸収され、中心部に移動されたエアロゾル生成物質をコイル122が加熱し、エアロゾルを生成することができる。
コイル122は、芯121の周囲に巻き取られた抵抗性ヒータでもある。コイル122は、芯121に巻き取られた形態であり、芯121とコイル122との組み立て方法や順序は、制限されるものではない。例えば、芯121の外周面にコイル122が巻き取られもし、巻き取られたコイル122に芯121が嵌め込まれもする。
収容部123は、前記芯121を収容することができる。具体的には、コイル122が巻き取られた芯121を収容することができる。収容部123は、芯121を収容するための収容溝123bを有しうる。
また、収容部123は、外気を収容部123の内部に流入させるための流入口123aを含むものでもあり、生成されたエアロゾルを、収容部123の外部に排出させるための排出口123cを含むものでもある。収容部123は、加熱チャンバ120の外観を形成することができ、排出口123cは、本体2と連結自在な形状でもある。流入口123a及び排出口123cの形状、位置、個数などは、多様な形態に変更されうるということは、言うまでもない。
収容部123は、蒸気化器1と本体2とを電気的に連結する端子(図示せず)を含むものでもある。それを介し、蒸気化器1が、バッテリ及び制御部と連結されうる。
図2Bは、一実施形態に係わる蒸気化器の分解斜視図である。
図2Bを参照すれば、蒸気化器1は、保存部110及び加熱チャンバ120を含むものでもあり、加熱チャンバ120は、前述の芯121、コイル122、収容部123に、密封部124及び連結部125をさらに含むものでもある。
芯121、コイル122、収容部123、密封部124及び連結部125は、図示されたz軸方向に結合されうる。例えば、芯121及びコイル122が、収容部123に収容された後、密封部124は、収容部123と結合されうる。また、収容部123は、連結部125の内側空間125aに挿入されうる。
保存部110と加熱チャンバ120とが結合され、蒸気化器1が組み立てられ、具体的には、保存部110と、加熱チャンバ120の連結部125とが結合され、蒸気化器1が組み立てられうる。しかしながら、蒸気化器1の組み立て順序や結合方式は、前述の例に限定されるものではない。
密封部124は、保存部110に保存されたエアロゾル生成物質が漏れ出すことを防止することができる。密封部124は、保存部110の一部分と密着されて結合されうる。すなわち、保存部110と、他の構成要素(例:収容部)との間において、エアロゾル生成物質が漏れ出す隙間が生じないように、密封部124が保存部110に堅固に結合されうることを意味しうる。
例えば、保存部110は、密封部124と堅固に結合されうる溝を有することもできる。また、密封部124は、保存部110と堅固に結合されうるように、ゴムやシリコンのような弾性材質を含むものでもあるが、それらに限定されるものではない。
密封部124は、保存部110に保存されたエアロゾル生成物質が収容部123に移動することができるように、少なくとも1つの開口124bを含むものでもある。それにより、密封部124は、密封部124に形成された開口124bを介し、保存部110に保存されたエアロゾル生成物質を、保存部110の外部に移動させ、同時に、保存部110に保存されたエアロゾル生成物質が、開口124b以外の他の隙間を介し、保存部110の外部に漏れ出すことを防止することができる。
密封部124は、収容部123の流入口123aと連通する流入通路124aを有しうる。密封部124の流入通路124aは、外気を流入させ、流入口123aを介し、収容部123の内部に伝達する通路でもある。
連結部125は、内側空間125aに、収容部123を収容することができる。連結部125は、内側空間125aに、収容部123及び密封部124を収容することもできる。例えば、連結部125の内側空間125aは、収容部123及び密封部124の外形と対応する内部形状を有しうる。連結部125は、収容部123及び密封部124を適切に整列させ、加熱チャンバ120の内部を保護することができる。
加熱チャンバ120が連結部125をさらに含む場合、連結部125が、加熱チャンバ120の外観を形成することができる。連結部125は、本体2と連結自在な形状を有し、収容部123の排出口123cと連通する連結通路125bを有しうる。
収容部123の排出口123cを介して外部に排出されるエアロゾルは、連結部125の連結通路125bに沿い、蒸気化器1の外部に移動することができる。また、連結部125の連結通路125bは、エアロゾル生成装置1000の本体2と連結され、エアロゾルを、本体2に形成された気流通路(図示せず)に沿って移動させる。気流通路に沿って移動されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置1000の外部に排出されうる。
図3は、一実施形態に係わる加熱チャンバの平面図である。
図3は、コイル122が巻き取られた芯121が収容部123に収容された加熱チャンバ120を概略的に図示したものである。コイル122が巻き取られた芯121は、収容部123の収容溝123bに収容されうる。
加熱チャンバ120に含まれる芯121、コイル122及び収容部123それぞれの構成は、以下、図4及び図5を介して説明する。図4は、一実施形態に係わるコイル及び芯の断面図を概略的に図示したものである。
図4を参照すれば、コイル122は、0.15mmないし0.2mmの線径dc(diameter of wire)を有し、コイル122は、芯121に6回ないし9回巻き取られうる。そのような場合、コイル122におけるオーム損失(ohmic loss)は、8W(Watt(ワット))未満でもある。それを介し、最小限の電力でもって、最大限の霧化量を導き出すことができるという側面において望ましく、前述の範囲において、コイル122の不良及びショート(short)の憂いを最小化させることができる。
また、コイル122の電気抵抗は、1.1ないし1.25オーム(ohm)でもある。抵抗が前記範囲より高い場合、電力効率が良好ではなく、エアロゾル生成物質の消尽量が少なくなり、十分な霧化量を提供することができないという問題がある。
コイル122の線径dcは、コイル122を形成するワイヤの直径であり、コイル122自体の厚みに該当しうる。コイル122の巻き取り回数は、芯121周囲に巻き取られる完全なターン(turns)の数を意味しうる。
芯121に巻き取られたコイル122は、直線方向のコイル122長lc(length of coil)、及び巻き線間隔aを有しうる。すなわち、コイル122長lcは、芯121の長手方向(例:y軸方向)に沿って巻き取られたコイル122の直線長を意味しうる。一実施形態として、コイル122は、3mmないし3.8mmのコイル122長(length of coil)を有するように、前記芯に巻き取られうる。
巻き線間隔aは、巻き取られたコイル122のターンとターンとの間隔であり、コイル122のピッチ(pitch of coil)を意味しうる。一実施形態として、前記芯に巻き取られた前記コイル122の巻き線間隔は、0.46mmないし0.55mmでもある。
例えば、図4において、コイル122は、芯121に7回巻き取られており、ここで、コイル122長lcは、巻き線間隔aの6倍から7倍の間の値を有しうる。
芯121は、一定範囲の長さlw、及び一定範囲の直径dwを有する。
例えば、芯121の長さlwは、8.3mmないし9.7mmでもある。
コイル122は、芯121に巻き取られ、具体的には、芯121の外周面にコイル122が巻き取られ、巻き取られたコイル122に芯121が嵌め込まれうる。具体的な実施形態として、コイル122は、芯121を圧縮するように、芯121に巻き取られるか、あるいは圧縮された芯121が巻き取られたコイル122に嵌め込まれうる。
芯121の直径dwは、芯121とコイル122とが結合される前の非圧縮直径dw1、及び芯121とコイル122とが結合された後の圧縮直径dw2を有しうる。
そのような場合、芯121の直径dwは、コイル122と結合される前にさらに大きく、コイル122と結合された後、さらに小さくもなる。すなわち、芯121とコイル122とが結合される前の芯121の非圧縮直径dw1は、芯121とコイル122とが結合された後の芯121の圧縮直径dw2よりも大きくなるのである。例えば、芯121の非圧縮直径dw1は、2.4mmないし2.6mmであり、芯121の圧縮直径dw2は、1.85mmないし2.15mmでもある。芯121の非圧縮直径dw1において、圧縮直径dw2に対する圧縮率は、約10%ないし29%でもある。該圧縮率が前記範囲より高い場合、コイルのショート憂いがある。
なお、他の実施形態として、芯121を巻き取るコイル122の巻き線間隔aは、いずれも同一でもあり、一部が互いに異なりもする。
図5は、一実施形態に係わる収容部の断面図を概略的に図示したものである。
図5を参照すれば、収容部123は、芯121(図3)を収容する収容溝123bを有し、コイル122(図3)が巻き取られた芯121(図3)は、収容部123の収容溝123b内部に載着されうる。収容溝123bは、長さlrが10mmないし13mmであり、幅Wr1が2.4mmないし3.0mmの収容溝を有しうる。
収容溝123bは、芯121(図3)を収容することができる形状を有しうる。例えば、芯121(図3)は、円筒状でもあり、収容溝123bは、それを収容することができる直方体の空間を有しうる。具体的な例として、芯121(図3)の長さlwは、8.3mmないし9.7mmであり、芯121(図3)の非圧縮直径dw1は、2.4mmないし2.6mmでもある。また、芯121(図3)を収容する収容溝123bの長さlrは、10mmないし13mmであり、幅Wr1は、2.4mmないし3.0mmでもある。
収容溝123bは、芯121(図3)を固定することができるように、芯121(図3)の長さlw及び非圧縮直径dw1と同じであるか、あるいはそれよりも若干大きい長さlr及び幅Wr1を有しうる。または、収容溝123bは、芯121(図3)の長さlw及び非圧縮直径dw1より大きい長さlr及び幅Wr1を有し、芯121(図3)を固定させることができる別途の固定部材(図示せず)を含むものでもある。ここで、芯121(図3)を固定させるということは、蒸気化器1や、それを含むエアロゾル生成装置1000の動きにも、芯121(図3)が収容部123の収容溝123bから抜け出さない程度に載着させることを意味しうる。
他の例として、図5に図示されているように、収容溝123bは、芯121(図3)にコイル122(図3)が巻き取られていない部分を収容する収容溝123bの幅Wr1が、芯121(図3)にコイル122(図3)が巻き取られた部分を収容する収容溝123bの幅Wr2よりさらに狭い形態でもあるが、それに制限されるものではない。
なお、収容部123の収容溝123b内には、芯121(図3)を固定させることができる別途の固定部材(図示せず)をさらに含むものでもある。
図6は、他の実施形態によるエアロゾル生成装置600のブロック図である。
エアロゾル生成装置600は、制御部610、センシング部620、出力部630、バッテリ640、ヒータ650、ユーザ入力部660、メモリ670及び通信部680を含むものでもある。ただし、エアロゾル生成装置600の内部構造は、図6に図示されているところに制限されるものではない。すなわち、エアロゾル生成装置600の設計により、図6に図示された構成のうち一部が省略されるか、あるいは新たな構成がさらに追加されうるということは、本実施形態と係わる技術分野で通常の知識を有する者であるならば、理解することができるであろう。
センシング部620は、エアロゾル生成装置600の状態、またはエアロゾル生成装置600周辺の状態を感知し、感知された情報を、制御部610に伝達することができる。制御部610は、前記感知された情報に基づき、ヒータ650の動作制御、喫煙の制限、エアロゾル生成物品(例:シガレット、カートリッジなど)の挿入いかん判断、お知らせ表示のような多様な機能が遂行されるように、エアロゾル生成装置600を制御することができる。
センシング部620は、温度センサ622、挿入感知センサ624及びパフセンサ626のうち少なくとも一つを含むものでもあるが、それらに制限されるものではない。
温度センサ622は、ヒータ650(または、エアロゾル生成物質)が加熱される温度を感知することができる。エアロゾル生成装置600は、ヒータ650の温度を感知する別途の温度センサを含むか、あるいはヒータ650自体が温度センサの役割を行うことができる。または、温度センサ622は、バッテリ640の温度をモニタリングするように、バッテリ640周囲に配されているものでもある。
挿入感知センサ624は、エアロゾル生成物品の挿入及び/または除去を感知することができる。例えば、挿入感知センサ624は、フィルムセンサ、圧力センサ、光センサ、抵抗性センサ、容量性センサ、誘導性センサ及び赤外線センサのうち少なくとも一つを含むものでもあり、該エアロゾル生成物品が挿入及び/または除去されることによる信号変化を感知することができる。
パフセンサ626は、気流通路または気流チャネルの多様な物理的変化に基づき、ユーザのパフを感知することができる。例えば、パフセンサ626は、温度変化、流量(flow)変化、電圧変化及び圧力変化のうちいずれか一つに基づき、ユーザのパフを感知することができる。
センシング部620は、前述のセンサ(温度センサ622、挿入感知センサ624、パフセンサ626)以外に、温度/湿度センサ、気圧センサ、地磁気センサ(magnetic sensor)、加速度センサ(acceleration sensor)、ジャイロスコープセンサ、位置センサ(例えば、GPS(global positioning system))、近接センサ及びRGB(red-green-blue)センサ(illuminance sensor)のうち少なくとも一つをさらに含むものでもある。それぞれのセンサの機能は、その名称から通常の技術者であるならば、直観的に推論することができるので、具体的な説明は、省略される。
出力部630は、エアロゾル生成装置600の状態に係わる情報を出力し、ユーザに提供することができる。出力部630は、ディスプレイ部632、ハプティック部634及び音響出力部636のうち少なくとも一つを含むものでもあるが、それらに制限されるものではない。ディスプレイ部632とタッチパッドとがレイヤ構造をなし、タッチスクリーンに構成される場合、ディスプレイ部632は、出力装置以外に、入力装置としても使用されうる。
ディスプレイ部632は、エアロゾル生成装置600に係わる情報をユーザに視覚的に提供することができる。例えば、エアロゾル生成装置600に係わる情報は、エアロゾル生成装置600のバッテリ640の充電/放電状態、ヒータ650の予熱状態、エアロゾル生成物品の挿入/除去状態、またはエアロゾル生成装置600の使用が制限される状態(例:異常物品感知)のような多様な情報を意味し、ディスプレイ部632は、前記情報を外部に出力することができる。ディスプレイ部632は、例えば、液晶ディスプレイパネル(LCD)、有機発光ディスプレイパネル(OLED)などでもある。また、ディスプレイ部632は、LED(light-emitting diode)発光素子形態でもある。
ハプティック部634は、電気的信号を、機械的な刺激、または電気的な刺激に変換し、エアロゾル生成装置600に係わる情報を、ユーザに触覚的に提供することができる。例えば、ハプティック部634は、モータ、圧電素子または電気刺激装置を含むものでもある。
音響出力部636は、エアロゾル生成装置600に係わる情報を、ユーザに聴覚的に提供することができる。例えば、音響出力部636は、電気信号を音響信号に変換し、外部に出力することができる。
バッテリ640は、エアロゾル生成装置600が動作するのに利用される電力を供給することができる。バッテリ640は、ヒータ650が加熱されうるように、電力を供給することができる。また、バッテリ640は、エアロゾル生成装置600内に具備された他の構成(例:センシング部620、出力部630、ユーザ入力部660、メモリ670及び通信部680)の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ640は、充電が可能なバッテリでもあり、一回使用バッテリでもある。例えば、バッテリ640は、リチウムポリマー(Lipoly)バッテリでもあるが、それに制限されるものではない。
ヒータ650は、バッテリ640から電力を供給され、エアロゾル生成物質を加熱することができる。図6に図示されていないが、エアロゾル生成装置600は、バッテリ640の電力を変換し、ヒータ650に供給する電力変換回路(例:DC(direct current)/DCコンバータ)をさらに含むものでもある。また、エアロゾル生成装置600が誘導加熱方式でエアロゾルを生成する場合、エアロゾル生成装置600は、バッテリ640の直流電源を交流電源に変換するDC/AC(alternating current)コンバータをさらに含むものでもある。
制御部610、センシング部620、出力部630、ユーザ入力部660、メモリ670及び通信部680は、バッテリ640から電力を供給され、機能を遂行することができる。図6に図示されていないが、バッテリ640の電力を変換し、それぞれの構成要素に供給する電力変換回路、例えばLDO(low drop out)回路または電圧レギュレータ回路をさらに含むものでもある。
一実施形態において、ヒータ650は、任意の適する電気抵抗性物質によっても形成される。例えば、適する電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、白金、ニッケル、コバルト、クロム、ハフニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、スズ、ガリウム、マンガン、鉄、銅、ステンレス鋼、ニクロムなどを含む金属または金属合金でもあるが、それらに制限されるものではない。また、ヒータ650は、金属熱線(wire)、導電性トラック(track)が配置された金属熱板(plate)、セラミック発熱体などによっても具現されうるが、それらに制限されるものではない。
他の実施形態において、ヒータ650は、誘導加熱方式のヒータでもある。例えば、ヒータ650は、コイルによって印加された磁場を介して発熱し、エアロゾル生成物質を加熱するサセプタを含むものでもある。
ユーザ入力部660は、ユーザから入力された情報を受信するか、あるいはユーザに情報を出力することができる。例えば、ユーザ入力部660は、キーパッド(key pad)、ドームスイッチ(dome switch)、タッチパッド(接触式静電容量方式、圧力式抵抗膜方式、赤外線感知方式、表面超音波伝導方式、積分式張力測定方式、ピエゾ効果方式など)、ジョグホイール、ジョグスイッチなどがあり得るが、それに制限されるものではない。また、図6に図示されていないが、エアロゾル生成装置600は、USB(universal serial bus)インターフェースのような連結インターフェース(connection interface)をさらに含み、USBインターフェースのような連結インターフェースを介し、他の外部装置と連結して情報を送受信するか、あるいはバッテリ640を充電することができる。
メモリ670は、エアロゾル生成装置600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り、制御部610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670は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、SD(secure digital)メモリまたはXD(extreme digital)メモリなど)、RAM(random access memory)、SRAM(static random access memory)、ROM(read-only memory)、EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)、PROM(programmable read-only memory)、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクのうち少なくとも1つのタイプの記録媒体を含むものでもある。メモリ670は、エアロゾル生成装置600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を保存することができる。
通信部680は、他の電子装置との通信のための少なくとも1つの構成要素を含むものでもある。例えば、通信部680は、近距離通信部(short-range wireless communication unit)682及び無線通信部684を含むものでもある。
近距離通信部682は、ブルートゥース(登録商標)通信部、BLE(Bluetooth(登録商標) low energy)通信部、近距離無線通信部(near field communication unit)、WLAN(wireless local area network)(Wi-Fi)通信部、ジグビー(Zigbee(登録商標))通信部、赤外線(IrDA:infrared data association)通信部、WFD(Wi-Fi Direct)通信部、UWB(ultra-wideband)通信部、Ant+通信部などを含むものでもあるが、それらに制限されるものではない。
無線通信部684は、セルラネットワーク通信部、インターネット通信部、コンピュータネットワーク(例:LAN(local area network)またはWAN(wide area network))通信部などを含むものでもあるが、それらに制限されるものではない。無線通信部684は、加入者情報(例:国際モバイル加入者識別子(IMSI)を利用し、通信ネットワーク内において、エアロゾル生成装置600を確認して認証することもできる。
制御部610は、エアロゾル生成装置600の全般的な動作を制御することができる。一実施形態において、制御部610は、少なくとも1つのプロセッサを含むものでもある。該プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、そのマイクロプロセッサで実行されうるプログラムが保存されたメモリとの組み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もすることは、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者であるならば、理解することができるであろう。
制御部610は、バッテリ640の電力をヒータ650に供給することを制御することにより、ヒータ650の温度を制御することができる。例えば、制御部610は、バッテリ640とヒータ650とのスイッチング素子のスイッチングを制御することにより、電力供給を制御することができる。他の例において、制御部610の制御命令により、加熱直接回路がヒータ650に対する電力供給を制御することもできる。
制御部610は、センシング部620によって感知された結果を分析し、その後に遂行される処理を制御することができる。例えば、制御部610は、センシング部620によって感知された結果に基づき、ヒータ650の動作が開始または終了されるように、ヒータ650に供給される電力を制御することができる。他の例を挙げれば、制御部610は、センシング部620によって感知された結果に基づき、ヒータ650が所定温度まで加熱されるか、あるいは適切な温度を維持することができるように、ヒータ650に供給される電力量、及び電力が供給される時間を制御することができる。
制御部610は、センシング部620によって感知された結果に基づき、出力部630を制御することができる。例えば、パフセンサ626を介してカウントされたパフ回数が、既設定回数に達すれば、制御部610は、ディスプレイ部632、ハプティック部634及び音響出力部636のうち少なくとも一つを介し、ユーザにエアロゾル生成装置600がすぐに終了されることを予告することができる。
一実施形態は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現されうる。コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータによってアクセスされうる任意の可用媒体でもあり、揮発性及び不揮発性の媒体、分離型及び非分離型の媒体をいずれも含む。また、コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信媒体をいずれも含むものでもある。該コンピュータ記録媒体は、コンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュール、またはその他データのような情報の保存のための任意の方法または技術によって具現された揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型の媒体をいずれも含む。該通信媒体は、典型的に、コンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュールのような変調されたデータ信号のその他データ、またはその他伝送メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
前述の実施形態に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において通常の知識を有する者であるならば、それらから、多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって定められなければならず、特許請求の範囲に記載された内容と同等な範囲にある全ての差異は、特許請求の範囲によって定められる保護範囲に含まれると解釈されなければならないのである。
Claims (10)
- エアロゾル生成物質を保存する保存部と、
前記エアロゾル生成物質を加熱する加熱チャンバと、を含み、
前記加熱チャンバは、長手方向に延長され、前記エアロゾル生成物質を吸収する芯(wick)、前記芯に巻き取られ、前記芯に吸収された前記エアロゾル生成物質を加熱するコイル(coil)、及び前記芯を収容する収容部を含み、
前記コイルの線径(diameter of wire)は、0.15mmないし0.2mmであり、前記コイルの巻き取り回数は、6回ないし9回であり、前記コイルにおけるオーム損失(ohmic loss)は、8W(Watt(ワット))未満である、エアロゾル生成装置用蒸気化器。 - 前記コイルの電気抵抗は、1.1ないし1.25オーム(ohm)である、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記芯の長さは、8.3mmないし9.7mmである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記芯の非圧縮直径は、2.4mmないし2.6mmであり、前記芯の圧縮直径は、1.85mmないし2.15mmである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記芯に巻き取られた前記コイルの巻き線間隔は、0.46mmないし0.55mmである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記コイルは、前記芯の長手方向に沿い、3mmないし3.8mmのコイル長(length of coil)を有するように前記芯に巻き取られる、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記芯は、シリカ(silica)によって形成された、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 前記収容部は、前記芯を収容する、長さが10mmないし13mmであり、幅が2.4mmないし3.0mmである収容溝を有する、請求項1に記載のエアロゾル生成装置用蒸気化器。
- 請求項1ないし8のうちいずれか1項に記載の蒸気化器と、
前記蒸気化器に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから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。 - エアロゾル生成物品が収容される空間を含むハウジングと、
前記ハウジングに収容された前記エアロゾル生成物品を加熱するヒータと、をさらに含む、請求項9に記載のエアロゾル生成装置。
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