JP7327830B2 - 蒸気化器およびこれを含むエアロゾル発生装置 - Google Patents

Description

本開示は、蒸気化器およびこれを含むエアロゾル発生装置に関する。より詳しくは、エアロゾル発生量を増大させ、ウィクの破損危険性を減らすことができるウィクと加熱要素の結合構造およびこれが適用された蒸気化器とエアロゾル発生装置に関する。

近年、一般的な巻きタバコの短所を克服する代替喫煙物品に関する需要が増加している。例えば、巻きタバコでなく、液状組成物を気化することによってエアロゾルを発生させるエアロゾル発生装置（ｅ．ｇ．液状型電子タバコ）に関する需要が増加しており、これにより、液状気化式エアロゾル発生装置に対する研究が活発に行われている。

液状気化式エアロゾル発生装置において、ウィク（ｗｉｃｋ）と加熱要素は、液状組成物を気化させてエアロゾルを発生させるための装置の核心構成要素である。この際、ウィクと加熱要素の結合構造によってエアロゾルの発生量とウィクの破損危険性が変わることができる。したがって、ウィクと加熱要素の最適結合構造を探すことは、当該技術分野の重要な研究課題の１つである。

本開示のいくつかの実施例を通じて解決しようとする技術的課題は、エアロゾル発生量を増大させ、ウィクの破損危険性を減らすことができるウィクと加熱要素の最適結合構造を提供することにある。

本開示のいくつかの実施例を通じて解決しようとする他の技術的課題は、ウィクと加熱要素の最適結合構造が適用された蒸気化器とエアロゾル発生装置を提供することにある。

本開示のいくつかの実施例を通じて解決しようとするさらに他の技術的課題は、液状移送速度および移送量の均一性を保障できる蒸気化器およびこれを含むエアロゾル発生装置を提供することにある。

本開示の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から本開示の技術分野における通常の技術者に明確に理解され得る。

前記技術的課題を解決するための、本開示のいくつかの実施例による蒸気化器は、多孔性ボディー（ｐｏｒｏｕｓ ｂｏｄｙ）を通じて液状のエアロゾル発生基材を吸収する多孔性ウィクと、前記多孔性ボディーに埋め込まれた平面形態の加熱パターンを含み、前記加熱パターンを通じて前記吸収されたエアロゾル発生基材を加熱してエアロゾルを発生させる加熱要素と、を含むことができる。

いくつかの実施例において、前記加熱パターンは、前記多孔性ボディーの中間地点を基準として特定方向に偏向した位置に埋め込まれ得る。

いくつかの実施例において、前記加熱パターンの埋込深さは、前記多孔性ボディーの表面から０μｍ～４００μｍでありうる。

いくつかの実施例において、前記加熱要素は、前記加熱パターンおよびバッテリーに電気的に連結される１つ以上の端子をさらに含み、前記１つ以上の端子は、前記多孔性ボディーの一側面に密着するように配置され得る。

いくつかの実施例において、前記多孔性ボディーは、複数のビーズ（ｂｅａｄ）により形成され得る。この際、前記ビーズは、セラミックビーズであり、前記ビーズの直径は、７０μｍ～１００μｍでありうる。

いくつかの実施例において、前記多孔性ウィクの上部方向に配置され、前記発生したエアロゾルを伝達する気流管をさらに含み、前記加熱パターンは、前記多孔性ボディーの下部に埋め込まれ得る。

上述した本開示の多様な実施例によれば、加熱要素が多孔性ウィクボディーの表面から０μｍ～４００μｍの間に埋め込まれ得る。それによって、エアロゾルの発生量が増大し、多孔性ウィクの破損危険性が減少することができる。

また、多孔性ウィクのボディーは、複数のビーズ（ｂｅａｄ）の集合体で具現され得る。ビーズ集合体で具現された多孔性ボディーは、均一な孔隙の大きさと分布を有することができるので、製造された多孔性ウィクは、液状移送速度と移送量の均一性を保障することができる。

また、加熱パターンに電気的に連結された端子が多孔性ウィクボディーの両側面に密着するように配置され得る。これにより、加熱要素が占める空間が減少して蒸気化器またはエアロゾル発生装置がさらにコンパクトな形態で製造され得る。それだけでなく、端子が気流を妨害してエアロゾル発生量が減少する問題が解決され得る。

本開示の技術的思想による効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は、下記の記載から通常の技術者に明確に理解され得る。

本開示のいくつかの実施例による蒸気化器の例示的な構成図である。 本開示のいくつかの実施例による蒸気化器の例示的な分解図である。 本開示のいくつかの実施例による加熱要素の細部構成と配置形態を説明するための図である。 本開示のいくつかの実施例による加熱要素の細部構成と配置形態を説明するための図である。 本開示のいくつかの実施例による多孔性ウィクの製造過程を例示する図である。 ビーズサイズと多孔性ウィクの液状移送速度に関する実験結果を示す図である。 ビーズサイズと多孔性ウィクの強度に関する実験結果を示す図である。 本開示のいくつかの実施例による多孔性ウィクと加熱要素の結合構造を説明するための図である。 多孔性ウィクと加熱要素の結合構造による実験結果を示す図である。 多孔性ウィクと加熱要素の結合構造による実験結果を示す図である。 多孔性ウィクと加熱要素の結合構造による実験結果を示す図である。 本開示のいくつかの実施例による蒸気化器が適用され得るエアロゾル発生装置を示す例示的なブロック図である。 本開示のいくつかの実施例による蒸気化器が適用され得るエアロゾル発生装置を示す例示的なブロック図である。 本開示のいくつかの実施例による蒸気化器が適用され得るエアロゾル発生装置を示す例示的なブロック図である。

以下、添付の図面を参照して本開示の好ましい実施例を詳細に説明する。本開示の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述している実施例を参照すると明確になるだろう。しかしながら、本開示の技術的思想は、以下の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得、単に以下の本実施例は、本開示の技術的思想を完全にし、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に本開示の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本開示の技術的思想は、請求項の範疇によって定義されるのみである。

各図面の構成要素に参照符号を付加するに際して、同じ構成要素に対しては、たとえ異なる図面上に表示されても、できるだけ同じ符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本開示を説明するに際して、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本開示の要旨を不明にすることができると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

別途の定義がない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解され得る意味として使用され得る。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明白に特に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解釈されない。本明細書で使用された用語は、実施例を説明するためのものであって、本開示を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は、文章において特に言及しない限り、複数型も含む。

また、本開示の構成要素を説明するに際して、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により当該構成要素の本質や手順または順序等が限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は、当該他の構成要素に直接的に連結されるか、または接続され得るが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」され得ると理解されなければならない。

本開示で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、１つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。

本開示の多様な実施例に関する説明に先立って、本明細書で使用されるいくつかの用語について明確にすることとする。

本明細書で、「エアロゾル発生基材」は、エアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を発生させることができる物質を意味し得る。エアロゾルは、揮発性化合物を含むことができる。エアロゾル発生基材は、固体または液状でありうる。

例えば、固体のエアロゾル発生基材は、板状葉タバコ、刻みタバコ、再構成タバコ等タバコ原料を基礎とする固体物質を含むことができ、液状のエアロゾル発生基材は、ニコチン、タバコ抽出物および／または多様な香味剤を基礎とする液状組成物を含むことができる。しかしながら、本開示の範囲が前記列挙された例示に限定されるものではない。

より具体的な例として、液状のエアロゾル発生基材は、プロピレングリコール（ＰＧ）およびグリセリン（ＧＬＹ）のうち少なくとも１つを含むことができ、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およびオレイルアルコールのうち少なくとも１つをさらに含むこともできる。他の例として、エアロゾル発生基材は、ニコチン、水分および加香物質のうち少なくとも１つをさらに含むことができる。さらに他の例として、エアロゾル発生基材は、ケイヒ、カプサイシン等の多様な添加物質をさらに含むこともできる。エアロゾル発生基材は、流動性が大きい液体物質だけでなく、ゲルまたは固形分形態の物質を含むこともできる。このように、エアロゾル発生基材の組成成分は、実施例によって多様に選択され得、その組成比率も、実施例によって変わることができる。以下の明細書で、「液状」は、液状のエアロゾル発生基材を指すものと理解され得る。

本明細書で、「エアロゾル発生装置」は、ユーザの口を通じてユーザの肺に直接的に吸入可能なエアロゾルを発生させるためにエアロゾル発生基材を用いてエアロゾルを発生させる装置を意味し得る。エアロゾル発生装置は、例えば蒸気化器を利用する液状型エアロゾル発生装置と、蒸気化器と巻きタバコを共に利用するハイブリッド型エアロゾル発生装置を含むことができる。ただし、その他にも多様な類型のエアロゾル発生装置がさらに含まれ得るので、本開示の範囲が前記列挙された例示に限定されるものではない。エアロゾル発生装置のいくつかの例示については、図１２～図１４を参照することとする。

本明細書で、「パフ（ｐｕｆｆ）」は、ユーザの吸入（ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ）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、鼻腔内または肺に引き寄せる状況を意味し得る。

以下では、添付の図面を参照して本開示の多様な実施例について詳細に説明することとする。

図１は、本開示のいくつかの実施例による蒸気化器１を示す例示的な構成図であり、図２は、蒸気化器１を示す例示的な分解図である。図１で、点線の矢印は、空気またはエアロゾルの伝達経路を示す。

図１または図２に示されたように、蒸気化器１は、上部ケース１１、気流管１２、液状貯蔵槽１３、ウィクハウジング１４、多孔性ウィク１５、加熱要素１６および下部ケース１７を含むことができる。ただし、図１には、本開示の実施例に係る構成要素のみが図示されている。したがって、本開示の属する技術分野における通常の技術者なら、図１に示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がさらに含まれ得ることが分かる。

また、図１に示された構成要素１１～１７の全部が蒸気化器１の必須の構成要素ではなくてもよい。すなわち、本開示の他のいくつかの実施例では、図１に示された構成要素のうち少なくとも一部が省略されたり他の構成要素に代替されることもできる。以下、蒸気化器１の各構成要素について説明することとする。

上部ケース１１は、蒸気化器１の上部を覆う蓋体またはハウジングの役割をすることができる。いくつかの実施例において、上部ケース１１は、マウスピースの役割を兼ねることもできる。

次に、気流管１２は、空気および／またはエアロゾルに対する気流パスの役割をすることができる。例えば、加熱要素１６により生成されたエアロゾルは、気流管１２を通じて上部ケースの方向に排出されてユーザに吸入され得る。ただし、図１は、ユーザの吸引が蒸気化器１の上段方向に行われることを仮定しているだけであり、エアロゾル発生装置および／または気流管１２の設計方式によって気流管１２の形態と伝達経路は変形され得る。

次に、液状貯蔵槽１３は、内部に所定の空間を具備し、当該空間に液状のエアロゾル発生基材を貯蔵することができる。また、液状貯蔵槽１３は、貯蔵されたエアロゾル発生基材を多孔性ウィク１５を通じて加熱要素１６に供給することができる。

次に、ウィクハウジング１４は、液状貯蔵槽１３と多孔性ウィク１５との間に配置され、多孔性ウィク１５の少なくとも一部を包んでいるハウジングを意味し得る。

次に、多孔性ウィク１５は、多孔性ボディーを通じて液状貯蔵槽１３に貯蔵されたエアロゾル発生基材を吸収し、吸収された基材を加熱要素１６に伝達することができる。図１および図２は、多孔性ウィク１５がＨ類似形状の多孔性ボディーを有するものを例として図示しているが、多孔性ウィク１５は、多様な形態で設計され、具現され得る。

いくつかの実施例において、図２に示されたように、多孔性ウィク１５のボディーは、複数のビーズにより形成され得る。ビーズ集合体で具現された多孔性ボディーは、均一な孔隙の大きさおよび分布を有することができるので、液状移送速度および移送量の均一性が保障され得る。本実施例に関しては、後で図５～図７を参照してさらに詳細に説明することとする。

次に、加熱要素１６は、多孔性ウィク１５に吸収された液状を加熱してエアロゾルを発生させることができる。

いくつかの実施例において、加熱要素１６は、平たい形態の加熱パターンおよびバッテリー（不図示）から電気を供給されるための端子を含むことができる（図２または図３参照）。加熱パターンは、多孔性ウィク１５ボディーの下部に付着されたり埋め込まれて、ボトムヒーティング（ｂｏｔｔｏｍ ｈｅａｔｉｎｇ）方式で吸収された液状を加熱することができる。このような場合、加熱要素１６が多孔性ウィク１５に吸収された液状を均一に加熱することができるので、エアロゾル発生量（すなわち霧化量）が大きく増加することができる。加熱により発生したエアロゾルは、上部方向に配置された気流管１２を通じてユーザに吸入され得る。

いくつかの実施例では、図３に示されたように、加熱要素１６は、平たい形態の加熱パターン１６１、バッテリー（不図示）から電気を供給されるための端子１６３と、加熱パターン１６１と端子１６３を連結する連結部材１６２を含むことができる。連結部材１６２は、加熱要素１６を多孔性ウィク１５のボディーに固定させる役割を兼ねることができる。このような場合、多孔性ウィク１５に付着された（または埋め込まれた）加熱要素１６が、ウィクの破損、接着力弱化等の理由で剥がれ落ちる問題が解決され得る。

また、いくつかの実施例において、端子１６３は、多孔性ウィク１５ボディーの両側面に密着するように配置され得る。例えば、図４に示されたように、両側面の方向に突出している端子１６３は、ウィク１５のボディーの側面に密着するように折りたたまれられる。このような場合、加熱要素が占める空間が減少して蒸気化器１がさらにコンパクトな形態で製作され得る。それだけでなく、端子１６３が気流を妨害してエアロゾル発生量が減少する問題が緩和され得る。例えば、端子が下部方向（すなわち、下部ケース１７方向）に突出している形態である場合、突出した端子が下部ケースの空気ホールを通した空気流入を妨害することができるが、このような問題が未然に防止され得る。

また、いくつかの実施例において、加熱パターン１６１は、多孔性ウィク１５のボディーに埋め込まれ得る。例えば、多孔性ボディーの表面から一定の距離または深さに該当する地点に加熱パターン１６１が埋め込まれ得る。加熱パターン１６１を埋め込むためにインモールド（ｉｎｍｏｌｄ）成形技法が活用され得るが、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。本実施例に関しては、後で図８～図１１を参照してより詳細に説明することとする。

さらに図１および図２を参照して蒸気化器１の構成要素について説明することとする。

下部ケース１７は、下部の位置するハウジングであって、蒸気化器１の下部と多孔性ウィク１５、加熱要素１６等を支持する役割をすることができる。

いくつかの実施例では、空気が加熱要素１６側に円滑に流入できるように下部ケース１７に空気ホールまたは気流管が含まれ得る（図１参照）。

また、いくつかの実施例において、下部ケース１７には、加熱要素１６の端子とバッテリー（不図示）を電気的に連結するための連結端子が含まれ得る（図１参照）。

以上、図１および図４を参照して本開示のいくつかの実施例による蒸気化器１について説明した。以下では、図５～図７を参照して本開示のいくつかの実施例によるビーズ集合体基盤の多孔性ウィク１５について説明することとする。

図５は、多孔性ウィク１５の製造過程を例示している。

図５に示されたように、複数のビーズ２０をパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）して多孔性ウィク１５が製造され得る。例えば、複数のビーズ２０をスフィアパッキング（ｓｐｈｅｒｅ ｐａｃｋｉｎｇ）し、焼成することによって、多孔性ウィク１５のボディーが形成され得る。ビーズのパッキング構造は、例えば体心立方構造（Ｂｏｄｙ－Ｃｅｎｔｅｒｅｄ Ｃｕｂｉｃ；ＢＣＣ）、面心立方構造（Ｆａｃｅ－Ｃｅｎｔｅｒｅｄ Ｃｕｂｉｃ；ＦＣＣ）等になり得る。しかしながら、その他にも多様なパッキング構造が活用され得るので、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。面心立方構造と体心立方構造は、既に当該技術分野に広く知られたスフィアパッキング構造であるから、これに関する説明は省略することとする。

多孔性ウィク１５がビーズ集合体で製造される場合、多孔度（孔隙率）、孔隙（ｐｏｒｅ）サイズ、孔隙分布等がビーズサイズ、パッキング方式および／またはパッキング構造に基づいて容易に制御され得る。例えば、多孔度が基準値以上であり、均一な孔隙分布を有する多孔性ウィク１５が容易に製造され得、製造された多孔性ウィクは、液状移送速度と移送量の均一性を保障することができる。

多孔性ウィク１５の基盤となるビーズの素材は多様である。例えば、ビーズの素材は、セラミックであってもよく、セラミックビーズは、ガラス（ｇｌａｓｓ）セラミックビーズまたはアルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）セラミックビーズを含むことができる。しかしながら、その他にも他の素材のビーズが活用され得るので、本開示の範囲が前記列挙された例示に限定されるものではない。

一方、ビーズのサイズ（ｅ．ｇ．直径）は、液状移送速度とウィク強度と関連しているので、ビーズのサイズを適切に決定することが重要である。例えば、図６および図７の実験結果に示されたように、ビーズの直径が増加すると、ウィクの液状移送速度が増加する反面、ウィクの強度は減少することができる。これは、ビーズの直径が増加すると、孔隙の大きさも大きくなり、単位体積当たりのビーズ数が減少して、焼結（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）時に接触界面の数が減少するためである。したがって、適正なウィク強度と液状移送速度を共に達成するためには、ビーズのサイズを適切に決定することが重要である。

いくつかの実施例において、ビーズの直径は、１０μｍ～３００μｍでありうる。好ましくは、ビーズの直径は、３０μｍ～２７０μｍ、５０μｍ～２５０μｍでありうる。より好ましくは、ビーズの直径は、６０μｍ～１００μｍ、６５μｍ～９０μｍ、７０μｍ～９５μｍ、７５μｍ～９０μｍ、８０μｍ～９５μｍ、７５μｍ～８５μｍまたは７５μｍ～８０μｍでありうる。このような数値範囲で、適切な強度を有する多孔性ウィクが製造され得、液状移送速度も、ファイバー束（ｆｉｂｅｒ ｂｕｎｄｌｅ）基盤ウィクより改善され得る。

また、いくつかの実施例において、多孔性ウィク１５を形成する複数のビーズに対する直径分布は、平均直径と対比して３０％以内の誤差範囲を有することができる。好ましくは、複数のビーズの直径分布は、２５％、２３％または２１％以内の誤差範囲を有することができる。より好ましくは、複数のビーズの直径分布は、２０％、１８％、１６％、１４％、１２％または１０％以内の誤差範囲を有することができる。さらに好ましくは、複数のビーズの直径分布は、８％、６％または５％以内の誤差範囲を有することができる。同じ直径を有するビーズを連続的に製造することは容易ではないので、このような誤差範囲内で多孔性ウィク１５の製造に必要とされる費用と難易度が大きく軽減され得る。それだけでなく、このような誤差範囲を有する複数のビーズをパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）して多孔性ウィクを製造する場合、ビーズ間に接触面積が増加してウィクの強度が向上する効果も達成され得る。

その他にも、ビーズのサイズおよび／またはパッキング構造は、ターゲット（ｔａｒｇｅｔ）エアロゾル発生基材の粘度にさらに基づいて決定され得る。粘度が高いエアロゾル発生基材に対して適正な液状移送速度を保障するためには、ウィクの多孔度を増加させる必要があるためである。ここで、ターゲットエアロゾル発生基材は、液状貯蔵槽に保管される基材を意味し得る。いくつかの実施例では、ターゲットエアロゾル発生基材の粘度に基づいてビーズサイズの誤差範囲が調節されることもできる。例えば、ターゲットエアロゾル発生基材の粘度が基準値以上である場合、ビーズサイズの誤差範囲が減少することができる。ビーズサイズの誤差範囲が小さくなると、孔隙の大きさが大きくなって液状移送速度が増加することができるためである。反対の場合には、ビーズサイズの誤差範囲が増加することができる。

ビーズ集合体で多孔性ウィク１５を具現する場合、次のような多様な利点を得ることができる。

一番目の利点は、均一な孔隙の大きさおよび分布を有する多孔性ウィクが容易に製造され得、ウィクの品質偏差も最小化され得るという点である。また、製造された多孔性ウィクは、液状移送速度と移送量の均一性を保障することができるので、焦げ味が発現したり、ウィクが破損する現象も最小化することができる。

二番目の利点は、多孔性ウィクの物理的特性（ｅ．ｇ．多孔度、孔隙の大きさ、孔隙の分布、強度）が容易に制御され得るという点である。多孔性ウィクの物理的特性は、液状移送能力（ｅ．ｇ．移送速度、移送量）と密接に関連しているので、これは、つまりウィクの液状移送能力が制御され得ることを意味する。例えば、ビーズのサイズ、パッキング方式および／またはパッキング構造等の制御可能因子を調節することによって、多孔性ウィクの液状移送能力が制御され得る。

一方、エアロゾル発生装置の霧化量（すなわち、エアロゾル発生量）は、加熱要素の性能（ｅ．ｇ．発熱量）とウィクの液状移送能力に依存するが、加熱要素の性能に優れていても、ウィクの液状移送能力が劣ると、瞬間的な液状枯渇に起因して液状が焦げてしまうことがある。また、ウィクの液状移送能力が加熱要素の性能を上回る場合、気化しない液状がウィク表面に残って涙液現象を引き起こすことができる。したがって、ウィクの液状移送能力と加熱要素の性能がバランスよく制御されることが重要であるが、加熱要素の性能は容易に制御され得るが、ウィクの液状移送能力を制御することは容易ではない問題である。このような点から、ビーズ集合体で具現された多孔性ウィクは、液状移送能力を容易に制御することができるので、霧化量を最も効果的に増大させることができる。

以上、図５～図７を参照して本開示のいくつかの実施例によるビーズ集合体基盤の多孔性ウィク１５について説明した。以下では、図８～図１１を参照して多孔性ウィク１５と加熱要素１６の結合構造について説明することとする。

図８は、本開示のいくつかの実施例による多孔性ウィク１５と加熱要素１６の結合構造を例示している。図８は、加熱要素１６が加熱パターン１６１、連結部材１６２および端子１６３で構成されたことを例示しているが、これは、理解の便宜を提供するためのものに過ぎず、加熱要素１６は、他の形態で具現されてもよい。

図８に示されたように、加熱要素１６は、正確には、加熱パターン１６１と連結部材１６２は、多孔性ウィク１５のボディーの表面から一定深さｄに埋め込まれ得る。図８は、加熱要素１６が多孔性ウィク１５のボディーの下部に埋め込まれたことを例として図示しているが、これは、蒸気化器１の構造、加熱方式等によって変わることができる。

いくつかの実施例において、加熱要素１６は、多孔性ウィク１５のボディーの中間地点を基準として特定方向に偏向した位置に埋め込まれ得る。例えば、図１または図２に示されたように、液状貯蔵槽１３または気流管１２が多孔性ウィク１５の上部方向に配置されたとき、加熱要素１６は、その反対方向（ｅ．ｇ．図１の場合、下部方向）に偏向した位置に埋め込まれ得る。そのような場合、多孔性ウィク１５を通じて液状が十分に吸収された状態で加熱を通じてエアロゾルが発生することができるので、エアロゾル発生量が大きく増大することができる。

一方、埋込深さｄによってエアロゾル発生量とウィクの破損危険性が変わるので、埋込深さｄを適切に決定することが重要である。たとえば、下記の実験結果から分かるように、加熱要素１６が多孔性ウィク１５の表面に近く埋め込まれるほどエアロゾル発生量が増加することができるが、ウィク１５の破損危険性も共に増加することができる。

いくつかの実施例において、埋込深さｄは、０μｍ～４００μｍになり得る。好ましくは、埋込深さｄは、５０μｍ～４００μｍ、０μｍ～３５０μｍ、５０μｍ～３５０μｍまたは０μｍ～３００μｍになり得る。または好ましくは、埋込深さｄは、１００μｍ～３００μｍ、１００μｍ～２５０μｍ、１５０μｍ～３５０μｍ、１５０μｍ～３００μｍ、１５０μｍ～２５０μｍになり得る。このような数値範囲は、下記で記述される実験結果に起因したものであるが、このような数値範囲で加熱パターン１６１と多孔性ウィク１５が結合されるとき、エアロゾルが十分に発生し、ウィクの破損危険性が減少することが確認された。

以下、実験例を通じて埋込深さｄの数値範囲とこれによる効果について詳細に説明することとする。ただし、下記の実施例は、多様な例示のうちの一部に過ぎないので、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。

多孔性ウィク１５および加熱要素１６に関する実施例の構成は、下記の表１と同じであり、エアロゾル発生量とウィクの破損程度に対する実験結果は、表２と図９～図１１に記載されている。図９、図１０および図１１は、それぞれ埋込深さｄが０、２００、４００μｍである場合であって、２０００回のパフが行われた後のウィクの状態を図示している。

表２および図９～図１１に示されたように、加熱要素１６が多孔性ウィク１５のボディーの表面に近く位置するほどエアロゾルの発生量が増加するが、ウィク１５の破損危険性も共に増加することが分かる。特に、実施例１によって加熱要素１６が多孔性ウィク１５の表面に付着した場合（すなわち、表面に完全露出した場合）、加熱要素１６がウィク１５から剥がれ落ちて液状が焦げてしまう現象も発生した。これは、加熱要素１６の熱収縮／膨張によってウィク１５との結合力が低下するためであるが、結合力が低下する時点に加熱パターンが過熱されて液状炭化現象も発生することが確認された。

また、加熱要素１６が多孔性ウィク１５のボディーに深く埋め込まれるほどエアロゾルの発生量が顕著に低下することが分かる。これは、加熱要素１６が深く埋め込まれるほどウィク１５の周辺部を加熱するのに必要な熱量が増加するためである。しかも、エアロゾル発生量が減少すると、液状移送も円滑に行われないので、液状が焦げてしまう現象が現れることが確認された（実施例５参照）。

以上、図８～図１１を参照して多孔性ウィク１５と加熱要素１６の結合構造について説明した。以下では、図１２～図１４を参照して実施例による蒸気化器１が適用され得るエアロゾル発生装置１００－１～１００－３について説明することとする。

図１２～図１４は、エアロゾル発生装置１００－１～１００－３を示す例示的なブロック図である。具体的に、図１２は、液状型エアロゾル発生装置１００－１を例示しており、図１３および図１４は、液状と巻きタバコを共に利用するハイブリッド型エアロゾル発生装置１００－２、１００－３を例示している。

図１２に示されたように、エアロゾル発生装置１００－１は、マウスピース１１０、蒸気化器１、バッテリー１３０および制御部１２０を含むことができる。ただし、これは、本開示の目的を達成するための好適な実施例に過ぎず、必要に応じて一部の構成要素が追加されたり省略され得ることはもちろんである。また、図１２に示されたエアロゾル発生装置１００－１のそれぞれの構成要素は、機能的に区分される機能要素を示すものであって、複数の構成要素が実際物理的環境では、互いに統合される形態で具現されたり、単一構成要素が複数の細部機能要素に分離される形態で具現されることもできる。以下、エアロゾル発生装置１００－１の各構成要素について説明することとする。

マウスピース１１０は、エアロゾル発生装置１００－１の一端に位置し、蒸気化器１から発生したエアロゾルを吸入するためにユーザの口部と接触することができる。いくつかの実施例において、マウスピース１１０は、蒸気化器１の一構成要素であってもよい。

次に、蒸気化器１は、液状のエアロゾル発生基材を気化させてエアロゾルを発生させることができる。重複した説明を排除するために、蒸気化器１に関する説明は省略することとする。

次に、バッテリー１３０は、エアロゾル発生装置１００－１が動作するのに用いられる電力を供給することができる。例えば、バッテリー１３０は、蒸気化器１の加熱要素１６がエアロゾル発生基材を加熱できるように電力を供給することができ、制御部１２０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、バッテリー１３０は、エアロゾル発生装置１００－１に設置されたディスプレイ（不図示）、センサー（不図示）、モーター（不図示）等の電気的構成要素が動作するのに必要な電力を供給することができる。

次に、制御部１２０は、エアロゾル発生装置１００－１の動作を全般的に制御することができる。例えば、制御部１２０は、蒸気化器１およびバッテリー１３０の動作を制御することができ、エアロゾル発生装置１００－１に含まれた他の構成要素の動作も制御することができる。制御部１２０は、バッテリー１３０が供給する電力、蒸気化器１に含まれた加熱要素１６の加熱温度等を制御することができる。また、制御部１２０は、エアロゾル発生装置１００－１の構成それぞれの状態を確認して、エアロゾル発生装置１００－１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。

制御部１２０は、少なくとも１つのプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により具現され得る。前記プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイで具現されることもでき、汎用的なマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサで実行され得るプログラムが保存されたメモリーの組み合わせで具現されることもできる。また、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者なら、制御部１２０が他の形態のハードウェアで具現されることもできることを自明に理解することができる。

一方、いくつかの実施例において、エアロゾル発生装置１００－１は、ユーザ入力を受信するための入力部（不図示）をさらに含むことができる。入力部は、スイッチまたはボタンで具現され得るが、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。本実施例において、制御部１２０は、入力部を通じて受信されたユーザ入力に応答してエアロゾル発生装置１００－１を制御することができる。例えば、制御部１２０は、ユーザがスイッチまたはボタンを作動させることによってエアロゾルが発生するようにエアロゾル発生装置１００－１を制御することができる。

以下では、図１３および図１４を参照してハイブリッド型エアロゾル発生装置１００－２、１００－３について簡略に説明することとする。

図１３は、蒸気化器１と巻きタバコ１５０が並列に配置されたエアロゾル発生装置１００－２を例示しており、図１４は、蒸気化器１と巻きタバコ１５０が直列に配置されたエアロゾル発生装置１００－３を例示している。しかしながら、本開示の実施例による蒸気化器１が適用されるエアロゾル発生装置の内部構造は、図１３および図１４に例示されたものに限定されるものではなく、設計方式によって構成要素の配置は変更され得る。

図１３または図１４において、ヒーター１４０は、巻きタバコ１５０の周辺に配置されて、巻きタバコ１５０を加熱することができる。ヒーター１４０は、例えば電気抵抗性ヒーターてあってもよいが、これに限定されるものではない。ヒーター１４０またはヒーター１４０の加熱温度は、制御部１２０により制御され得る。蒸気化器１で発生したエアロゾルは、巻きタバコ１５０を通過してユーザの口部に吸入され得る。

以上、図１２～図１４を参照して本開示のいくつかの実施例による蒸気化器１が適用され得る多様な類型のエアロゾル発生装置１００－１～１００－３について説明した。

以上で、本開示の実施例を構成するすべての構成要素が１つで結合されたり、結合されて動作するものと説明されたといって、本開示の技術的思想が必ずこのような実施例に限定されるわけではない。すなわち、本開示の目的範囲内で、すべての構成要素が１つ以上で選択的に結合して動作することもできる。

以上、添付された図面を参照して本開示の実施例を説明したが、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者は、その技術的思想や必須の特徴を変更することなく、本開示が他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面において例示的なものであり、限定的なものでないことを理解しなければならない。本開示の保護範囲は、下記の請求範囲により解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本開示により定義される技術的思想の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (10)

1. 多孔性ボディー（ｐｏｒｏｕｓ ｂｏｄｙ）を通じて液状のエアロゾル発生基材を吸収する多孔性ウィクと、
   加熱パターンを通じて前記吸収されたエアロゾル発生基材を加熱してエアロゾルを発生させ、前記多孔性ボディーを貫通し、前記多孔性ボディーの側面から突出する加熱要素
   と、を含み、
   前記加熱要素は、
   前記多孔性ボディーに完全に埋め込まれた平面形態の前記加熱パターンと、
   前記加熱パターンおよびバッテリーに電気的に連結される１つ以上の端子と
   を含み、
   前記多孔性ウィクは前記加熱パターンを覆い、前記１つ以上の端子を覆わない、
   蒸気化器。
2. 前記加熱パターンは、
   前記多孔性ボディーの中間地点を基準として特定方向に偏向した位置に埋め込まれる、請求項１に記載の蒸気化器。
3. 前記エアロゾル発生基材を貯蔵する液状貯蔵槽をさらに含み、
   前記特定方向は、前記多孔性ウィクを基準として前記液状貯蔵槽が配置された位置の反対方向である、請求項２に記載の蒸気化器。
4. 前記加熱パターンの埋込深さは、前記多孔性ボディーの表面から０μｍ～４００μｍである、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸気化器。
5. 前記１つ以上の端子は、前記多孔性ボディーの前記側面に密着するように配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸気化器。
6. 前記多孔性ボディーは、複数のビーズ（ｂｅａｄ）により形成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸気化器。
7. 前記複数のビーズは、セラミックビーズである、請求項６に記載の蒸気化器。
8. 前記複数のビーズの直径は、７０μｍ～１００μｍである、請求項６または７に記載の蒸気化器。
9. 前記複数のビーズの直径分布は、平均直径と対比して２０％以内の誤差範囲を有する、請求項６から８のいずれか一項に記載の蒸気化器。
10. 前記多孔性ウィクの上部方向に配置され、前記発生したエアロゾルを伝達する気流管をさらに含み、
    前記加熱パターンは、前記多孔性ボディーの下部に埋め込まれる、請求項１から９のいずれか一項に記載の蒸気化器。

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