JP7450739B2 - エアロゾル生成装置及びエアロゾル生成システム - Google Patents

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、非接触方式で加熱部の温度を正確に測定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関す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。

特に、エアロゾル生成装置に収容されるシガレットの内部または外部に電気抵抗体によって形成されるヒータを配置し、ヒータに電力を供給してシガレットを加熱する方式とは異なる加熱方式が提案されている。特に、誘導加熱方式でシガレットを加熱する方式に係わる研究が活発に進められている。

誘導加熱方式は、サセプタの内部または外部に温度センサを直接付着することで、サセプタの温度を測定する。しかし、そのような接触方式の温度感知方法は、温度センサがサセプタと接触して配置されるので、サセプタの加熱によって温度センサの損傷可能性が存在する。また、接触方式の温度感知方法は、非接触方式に比べて、電力効率が落ちるという問題がある。

従来のキュリー（Ｃｕｒｉｅ）温度を用いた非接触感知方法は、温度センサの性能がサセプタの物性に依存するので、一貫した結果を導出することができない。また、サセプタの温度は、サセプタの周辺温度を通じてサセプタの温度を類推するので、温度検出が不正確であり、温度感知速度が遅い。

本発明の技術的課題は、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。

前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタ、前記サセプタを誘導加熱するコイル、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部を含む。

前記技術的課題を解決するための本発明の他の実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタ、前記サセプタを誘導加熱する第１コイルと、前記サセプタに磁性を誘導する第２コイルとを含むコイル部、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部を含む。

前記技術的課題を解決するための本発明のさらに他の実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるサセプタ、前記サセプタを誘導加熱し、前記サセプタに磁性を誘導するコイル、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御

前記技術的課題を解決するための本発明のさらに他の実施例によるエアロゾル生成システムは、サセプタを含むエアロゾル生成基質、及び前記サセプタを誘導加熱し、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知し、前記磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算するエアロゾル生成装置を含む。

本発明のエアロゾル生成装置は、非接触方式でサセプタの温度を測定するので、接触方式の温度感知方法に比べて、温度センサの損傷可能性が顕著に減少する。

また、エアロゾル生成装置は、非接触方式でサセプタの温度を測定するので、接触方式の温度感知方法に比べて、電力効率が顕著に上昇する。

また、エアロゾル生成装置は、サセプタのキュリー（Ｃｕｒｉｅ）温度と無関係に、サセプタの磁性変化に基づいてサセプタの温度を測定するので、さらに正確な温度測定が可能である。

また、エアロゾル生成装置は、サセプタ周辺温度ではないサセプタの磁性変化に基づいてサセプタの温度を測定するので、さらに正確な温度測定が可能である。

本発明の効果は、上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。

誘導加熱方式のエアロゾル生成装置を示す図面である。 誘導加熱方式のエアロゾル生成装置を示す図面である。 シガレットの例を示す図面である。 シガレットの例を示す図面である。 エアロゾル生成装置に挿入されるシガレットの例を示す図面である。 エアロゾル生成装置に挿入されるシガレットの例を示す図面である。 コイルの巻線方法を説明するための図面である。 コイルの巻線方法を説明するための図面である。 コイルの巻線方法を説明するための図面である。 本発明のエアロゾル生成装置の内部ブロック図である。 一実施例による温度による磁力変化を説明するための図面である。 サセプタの磁力による磁力感知部の出力値を示す図面である。 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。 一実施例によるコイルの制御周期を示す図面である。 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。 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。

前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタ、前記サセプタを誘導加熱するコイル、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部
が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部を含む。

また、前記サセプタは、永久磁石材料によって形成され、前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出する。

また、前記コイルは、前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間を取り囲み、前記収容空間の長手方向に沿って延びるように巻線される。

前記技術的課題を解決するための本発明の他の実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタ、前記サセプタを誘導加熱する第１コイルと、前記サセプタに磁性を誘導する第２コイルとを含むコイル部、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部を含む。

また、前記制御部は、既設定の制御周期で前記第１コイル及び前記第２コイルを制御し、前記制御周期は、前記サセプタを加熱する第１区間及び前記サセプタに磁性を誘導する第２区間を含む。

また、前記制御部は、前記第２区間で前記磁力感知部が感知した前記サセプタの磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する。

また、前記サセプタは、前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出し、前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記収容空間を取り囲む。

また、前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記収容空間の長手方向に沿って交互に巻線される。

また、前記第１コイルは、前記収容空間の第１領域に巻線され、前記第２コイルは、前記第１領域と異なる第２領域に巻線される。

前記技術的課題を解決するための本発明のさらに他の実施例によるエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタ、前記サセプタを誘導加熱して前記サセプタに磁性を誘導するコイル、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部及び前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部を含む。

また、前記制御部は、既設定の制御周期で前記コイルを制御し、前記制御周期は、前記サセプタを加熱する第１区間及び前記サセプタに磁性を誘導する第２区間を含む。

また、前記制御部は、前記第２区間で前記磁力感知部が感知した前記サセプタの磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する。

また、前記サセプタは、前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出し、前記コイルは、前記収容空間を取り囲む。

前記技術的課題を解決するための本発明のさらに他の実施例によるエアロゾル生成システムは、サセプタを含むエアロゾル生成基質、及び前記サセプタを誘導加熱し、前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知し、前記磁力変化に基づいて前記セプタの温度を計算するエアロゾル生成装置を含む。

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、それは、当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。また、明細書に記載の「…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。

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに使用されうるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。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のみ使用される。

ここで使用された「少なくとも１つ」のような表現は、全体構成リスト（ｌｉｓｔ）を修飾してリストの個別構成を修飾しない。例えば、「ａ、ｂ及びｃのうち、少なくとも１つ」のような表現は「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａとｂ」、「ａとｃ」、「ｂとｃ」または「ａ、ｂ及びｃ」をいずれも含むと理解されなければならない。

あるエレメントまたはあるレイヤが他のエレメントまたは他のレイヤの「上に」、「上部に」、「連結された」、または「結合された」と指称されるとき、それは、他のエレメントまたは他のレイヤに直接連結されるか、直接結合されるか、または別途の結合されたエレメントまたはレイヤが存在しうる。対照的に、あるエレメントが他のエレメントまたはレイヤの「直ぐ上に」、「直上に」、「直接連結された」、または「直接結合された」と言及されたきには、中間に別途のエレメントが存在していないと理解されねばならない。同じ参照番号は、全体として同じ要素を指称する。

用語「エアロゾル生成基質」は、人のパフによって喫煙可能に設計された任意の物品を指称することができる。エアロゾル生成基質は、燃焼なしに加熱されてエアロゾルを発生させるエアロゾル発生物品を含んでもよい。例えば、１つ以上のエアロゾル生成基質は、エアロゾル生成装置に積載され、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。エアロゾル生成基質の形状、大きさ、材質及び構造は、実施例によって異なってもいる。エアロゾル生成基質の例は、タバコ形状基材及びカートリッジを含んでもよいが、それに制限されない。以下、「タバコ」（すなわち、「一般」、「伝統」または「燃焼」のような修飾語なしに単独で使用される場合）という用語は、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基質を指称することができる。

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、本発明は、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、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１及び図２は、誘導加熱方式のエアロゾル生成装置を示す図面である。

図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、サセプタ１１０、収容空間１２０、コイル部１３０、バッテリ１４０及び制御部１５０を含んでもよい。実施例によって、サセプタ１１０は、シガレット２００（図３及び図４）に含まれる構成でもある。その場合、エアロゾル生成装置１００は、図２のように、サセプタ１１０を含まない。

図１及び図２に図示されたエアロゾル生成装置１００には、本実施例と、特に関連した構成要素が図示されている。したがって、図１及び図２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１００にさらに含まれるということを、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。

エアロゾル生成装置１００は、誘導加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｈｅａｔｉｎｇ）方式でエアロゾル生成装置１００に収容されるシガレット２００を加熱することでエアロゾルを生成することができる。誘導加熱方式は、外部磁場によって磁性体を加熱する方式を意味する。具体的に、磁性体は、周期的に方向が変わる交番磁場（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）によって加熱されうる。

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うる。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１００は、磁性体に交番磁場を印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２００に伝達することができる。

外部磁場によって発熱する磁性体は、サセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）１１０でもある。サセプタ１１０は、切片、薄片またはストリップなどの形状にも形成される。

サセプタ１１０は、金属または炭素を含んでもよい。サセプタ１１０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１１０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。

エアロゾル生成装置１００は、シガレット２００を収容するための収容空間１２０を含む。収容空間１２０は、エアロゾル生成装置１００の外部からシガレット２００が収容空間１２０に挿入されうる開口を含んでもよい。シガレット２００は、収容空間１２０の開口を通じて収容空間１２０の外側から収容空間１２０の内側に向かう方向にエアロゾル生成装置１００に収容されうる。

図１のように、収容空間１２０の内側端部には、サセプタ１１０が配置されうる。サセプタ１１０は、収容空間１２０の内側端部に配置されうる。サセプタ１１０は、収容空間１２０の底面に付着されうる。シガレット２００は、収容空間１２０の底面まで押され、サセプタ１１０がシガレット２００に挿入されうる。

または、図２のように、エアロゾル生成装置１００は、サセプタ１１０を含まない。その場合、サセプタ１１０は、シガレット２００に含まれうる。

エアロゾル生成装置１００は、サセプタ１１０に交番磁場を印加し、サセプタ１１０に磁性（ｍａｇｎｅｔｉｓｍ）を誘導するコイル部１３０を含んでもよい。コイル部１３０は、少なくとも１つのコイルを含んでもよい。

コイルは、ソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）によって具現される。コイルは、収容空間１２０の側面に沿って巻線され、ソレノイドの内部空間にシガレット２００が収容されうる。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、高い電流を流す材質として、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。

コイルは、収容空間１２０に沿って巻線され、サセプタ１１０に対応する位置に配置されうる。コイルの配置については、図７Ａないし図７Ｃを参照して後述する。

バッテリ１４０は、コイル部１３０に電力を供給することができる。バッテリ１４０は、リチウムリン酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ_４）バッテリでもあるが、前述の例に限定されるものではない。例えば、バッテリは、酸化リチウムコバルト（ＬｉＣｏＯ_２）バッテリ、リチウムチタン酸塩バッテリなども該当する。

制御部１５０は、コイル部１３０に供給される電力を制御する。コイル部１３０が複数のコイルを含む場合、制御部１５０は、コイルに供給される交流電流の振幅、周波数などを可変することができる。また、制御部１５０は、コイルに供給される直流電流の大きさなどを可変することができる。

制御部１５０は、交流電流の振幅、周波数などを制御することで、サセプタ１１０を誘導加熱する。また、制御部１５０は、直流電流の大きさなどを制御することで、サセプタ１１０に磁性を誘導する。制御部１５０は、誘導加熱によって可変されたサセプタ１１０の磁性変化を感知し、感知結果に基づいてサセプタ１１０の温度を計算することができる。制御部１５０の誘導加熱方法及び温度計算方法については、図８以下を参照して後述する。

図３及び図４は、シガレットの例を示す図面である。

図３及び図４を参照すれば、シガレット２００は、タバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０を含んでもよい。図３及び図４には、フィルタロッド２２０が単一領域で構成されていると図示されているが、それに限定されるものではなく、フィルタロッド２２０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２２０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に含まれる特定成分を濾過する第２セグメントを含んでもよい。また、フィルタロッド２２０には、他の機能を遂行する少なくとも１つのセグメントがさらに含まれうる。

シガレット２００は、少なくとも１枚のラッパ２４０によって包装されうる。ラッパ２４０には、外部空気が流入されるか、内部空気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２００は、１枚のラッパ２４０によって包装されうる。他の例として、シガレット２００は、２枚以上のラッパ２４０によって重畳して包装されうる。具体的に、第１ラッパによってタバコロッド２１０が包装され、第２ラッパによってフィルタロッド２２０が包装されうる。ラッパそれぞれによって包装されるタバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０が結合され、第３ラッパによってシガレット２００全体が再包装されうる。

タバコロッド２１０は、エアロゾル生成物質を含んでもよい。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、それに限定されない。タバコロッド２１０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。タバコロッド２１０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２１０に噴射されて添加されうる。

タバコロッド２１０は、多様な方式によって作製されうる。例えば、タバコロッド２１０は、シート（ｓｈｅｅｔ）状にも、ストランド（ｓｔｒａｎｄ）状にも作製される。または、タバコロッド２１０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。

実施例によって、シガレット２００は、サセプタ１１０をさらに含んでもよい。その場合、サセプタ１１０は、図４のように、タバコロッド２１０に配置されうる。サセプタ１１０は、タバコロッド２１０の末端からフィルタロッド２２０方向に延びうる。

タバコロッド２１０は、熱伝導物質によって取り囲まれうる。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、それに限定されるものではない。タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１０に伝達される熱を均一に分散させてタバコロッド２１０に加えられる熱伝導率を向上させ、それにより、タバコロッド２１０から生成されるエアロゾルの風味が向上しうる。

フィルタロッド２２０は、酢酸セルロースフィルタでもある。フィルタロッド２２０は、多様な形状に形成されうる。例えば、フィルタロッド２２０は、円筒状ロッドでもあり、内部に中空（ｈｏｌｌｏｗ）を含むチューブ状ロッドでもある。または、フィルタロッド２２０は、内部に空洞（ｃａｖｉｔｙ）を含むリセス（ｒｅｃｅｓｓ）状ロッドでもある。フィルタロッド２２０が複数のセグメントで構成される場合、複数のセグメントは、互いに異なる形状にも作製される。

フィルタロッド２２０は、フィルタロッド２２０で香味が発生するようにも作製される。例えば、フィルタロッド２２０に加香液が噴射され、加香液が塗布される別途の繊維がフィルタロッド２２０の内部に挿入されうる。

フィルタロッド２２０には、少なくとも１つのカプセル２３０が含まれる。カプセル２３０は、香味を発生させ、エアロゾルを発生させうる。例えば、カプセル２３０は、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造によって形成される。カプセル２３０は、球状または円筒状を有することができるが、それらに限定されるものではない。

フィルタロッド２２０にエアロゾルを冷却する冷却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製造されうる。例えば、冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ）だけで作製されうる。または、冷却セグメントは、複数の穿孔を含む酢酸セルロースフィルタによって作製されうる。但し、それに限定されるものではなく、冷却セグメントは、エアロゾルを冷却する構造及び物質で構成される。

図５及び図６は、エアロゾル生成装置に挿入されるシガレットの例を示す図面である。

さらに詳細には、図５は、サセプタ１１０がエアロゾル生成装置１００に配置される場合、エアロゾル生成装置１００に挿入されるシガレット２００の例を示す図面であり、図６は、サセプタ１１０がシガレット２００に配置される場合、エアロゾル生成装置１００に挿入されるシガレット２００の例を示す図面である。

図５を参照すれば、シガレット２００は、シガレット２００の長手方向に沿って収容空間１２０に加圧されうる。その結果、サセプタ１１０は、エアロゾル生成装置１００に収容されるシガレット２００に挿入されうる。シガレット２００がサセプタ１１０に挿入されることにより、タバコロッド２１０がサセプタ１１０に接触する。サセプタ１１０は、シガレット２００に挿入されるように、エアロゾル生成装置１００の長手方向に延びる構造を有する。

サセプタ１１０は、シガレット２００の中心部に挿入されるように収容空間１２０の中心部に位置する。図５において、サセプタ１１０は、単一個数であると例示されているが、それに制限されない。すなわち、本発明のエアロゾル生成装置１００は、シガレット２００に挿入されるようにエアロゾル生成装置１００の長手方向に延び、互いに平行に配置される複数個のサセプタ１１０を含んでもよい。

コイル部１３０は、少なくとも１つのコイルを含み、コイルは、収容空間１２０に沿って巻線されて収容空間１２０の長手方向に延びる。収容空間１２０の長手方向に延びるコイルの長さは、サセプタ１１０に対応する位置にコイルが位置するようにサセプタ１１０の長さに対応することができる。

図６を参照すれば、シガレット２００は、シガレット２００の長手方向に沿って収容空間１２０に挿入されうる。シガレット２００が収容空間１２０に挿入されることにより、サセプタ１１０は、コイル部１３０によって取り囲まれうる。

サセプタ１１０は均一な熱伝達のために、タバコロッド２１０の中心部に位置することができる。図６でサセプタ１１０は、単一個数であると例示されているが、それに制限されない。すなわち、本発明のエアロゾル生成装置１００は、シガレット２００に含まれた複数個のサセプタ１１０を含んでもよい。

コイル部１３０は、少なくとも１つのコイルを含み、コイルは、収容空間１２０の周りに沿って巻線されて長手方向に延びる。収容空間１２０の長手方向に延びるコイルの長さは、サセプタ１１０に対応する位置にコイルが位置するようにサセプタ１１０の長さに対応しうる。サセプタ１１０に対応する長さに長手方向に沿って延び、サセプタ１１０に対応する位置に配置されうる。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、他の実施例によるコイルの巻線方法を説明するための図面である。

さらに詳細には、図７Ａは、コイル部１３０が１つのコイルのみを含む場合、コイルの巻線方法を説明するための図面であり、図７Ｂ及び図７Ｃは、コイル部１３０が複数のコイルを含む場合、コイルの巻線方法を説明するための図面である。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃにおいて、収容空間１２０の内側面は、シガレット２００が挿入される領域と当接する領域を意味し、収容空間１２０の外側面は、内側面の反対方向を意味する。また、エアロゾル生成装置１００の長手方向は、シガレット２００が挿入される収容空間１２０の末端面に垂直方向を意味することができる。

図７Ａにおいて、コイル部１３０は、第１コイル１３１を含んでもよい。第１コイル１３１は、収容空間１２０の外側面を取り囲むことができる。第１コイル１３１は、収容空間１２０の外側面でエアロゾル生成装置１００の長手方向に沿って巻線されうる。第１コイル１３１は、サセプタ１１０の長さに対応するように収容空間１２０の外側面でエアロゾル生成装置１００の長手方向に沿って巻線されうる。一方、図７Ａでエアロゾル生成装置１００は、１つのコイルのみを含むので、図７Ａでのように、エアロゾル生成装置１００が１つのコイル１３１だけでサセプタ１１０を誘導加熱し、サセプタ１１０の温度を測定する場合、製造工程が単純化されうる。

図７Ｂにおいて、コイル部１３０は、第１コイル１３１及び第２コイル１３２を含んでもよい。第１コイル１３１及び第２コイル１３２は、収容空間１２０の外側面で長手方向に沿って交互に巻線されうる。

図７Ｂ及び図７Ｃにおいて、コイル部１３０は、収容空間１２０に沿って巻線された第１コイル１３１及び第２コイル１３２を含んでもよい。第１コイル１３１は、第１領域７１０に巻線され、第２コイル１３２は、第１領域と互いに異なる第２領域７２０に巻線されうる。

図７Ｂ及び図７Ｃでのように、エアロゾル生成装置１００が複数のコイル１３１、１３２を含む場合、エアロゾル生成装置１００は、第１コイル１３１を通じてサセプタ１１０を加熱し、第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０に磁性を誘導することができる。これにより、制御容易性が増大しうる。

一方、磁力感知部１８０は、第１コイル１３１の誘導加熱に対する磁力感知部１８０の影響を最小化するようにサセプタ１１０の下部に配置されうる。

図８は、本発明のエアロゾル生成装置の内部ブロック図である。

図８を参照すれば、エアロゾル生成装置１００は、バッテリ１４０、電力変換部１６０、コイル部１３０、磁力感知部１８０、メモリ１７０及び制御部１５０を含んでもよい。図８のコイル部１３０、バッテリ１４０及び制御部１５０は、図１及び図２のコイル部１３０、バッテリ１４０及び制御部１５０にそれぞれ対応しうる。また、図８に図示されていないが、サセプタ１１０は、エアロゾル生成装置１００に含まれる構成でもある。

バッテリ１４０は、エアロゾル生成装置１００の内部構成に電力を供給することができる。バッテリ１４０は、直流電力を提供し、電力変換部１６０は、バッテリ１４０が提供した直流電力を交流電力に変換してコイル部１３０に伝達する。または、電力変換部１６０は、バッテリ１４０の直流電流の大きさのみ変換してコイル部１３０に伝達してもよい。

コイル部１３０は、少なくとも１つのコイルを含む。一実施例において、コイル部１３０は、第１コイル１３１を含む。他の実施例において、コイル部１３０は、第１コイル１３１及び第２コイル１３２を含む。

制御部１５０は、コイル部１３０に供給される電力を制御する。一実施例において、制御部１５０は、第１コイル１３１に供給される交流電流を制御することで、サセプタ１１０を加熱する。他の実施例において、制御部１５０は、第１コイル１３１に供給される交流電流を制御することで、サセプタ１１０を加熱し、第１コイル１３１に供給される直流電流を制御することで、サセプタ１１０に磁性（ｍａｇｎｅｔｉｓｍ）を誘導することができる。さらに他の実施例において、制御部１５０は、第１コイル１３１に供給される交流電流を制御することで、サセプタ１１０を加熱し、第２コイル１３２に供給される直流電流を制御することで、サセプタ１１０に磁性を誘導することができる。

制御部１５０が第１コイル１３１を通じてサセプタ１１０を加熱する例は、図１１を参照して後述し、制御部１５０が第１コイル１３１を通じてサセプタ１１０を加熱し、サセプタ１１０に磁性を誘導する例は、図１２ないし図１３を参照して後述し、制御部１５０が第１コイル１３１を通じてサセプタ１１０を加熱し、第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０に磁性を誘導する例は、図１２及び図１４を参照して後述する。

磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の磁力変化を感知する。そのために、磁力感知部１８０は、少なくとも１つのホール（ｈａｌｌ）センサを含む。制御部１５０は、磁力感知部１８０が感知した磁力変化に基づいてサセプタ１１０の温度を計算する。

例えば、メモリ１７０は、サセプタ１１０の磁力またはサセプタ１１０の磁力変化と、サセプタ１１０の温度とのマッチングデータをルックアップテーブル（ｌｏｏｋｕｐ ｔａｂｌｅ）形態に保存し、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルに基づいてサセプタ１１０の温度を計算する。

一方、エアロゾル生成装置１００の内部構造は、図８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８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。

図９は、温度によるサセプタの磁力変化を説明するための図面であり、図１０は、磁力感知部の動作方法を説明するための図面である。

図９を参照すれば、図９には、温度によるサセプタの磁力変化グラフ９１０が図示されている。図９において、ｘ軸は、温度であり、ｙ軸は、磁力である。

図９を参照すれば、サセプタ１１０の温度が増加するほど磁力は減少することが分かる。例えば、メモリ１７０は、温度による磁力変化グラフ９１０を保存する。メモリ１７０は、温度による磁力変化グラフ９１０をルックアップテーブル形態に保存する。

磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の磁力変化を感知する。磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の磁力値に対応する出力値を出力することができる。

図１０を参照すれば、図１０には、サセプタ１１０の磁力と磁力感知部の出力値との関係を示すグラフ１０１０が図示されている。図１０において、ｘ軸は、磁力であり、ｙ軸は、電圧である。

一方、図１０は、磁力感知部１８０の出力値が電圧であることのみ例示しているが、本開示は、それに制限されない。例えば、磁力感知部１８０の出力値は、電流、周波数などに設定されうる。

図１０を参照すれば、サセプタ１１０の磁力値が大きくなるほど磁力感知部１８０の出力値も増加することが分かる。メモリ１７０は、グラフ１０１０が示すデータを保存することができる。例えば、メモリ１７０は、グラフ１０１０が示すデータをルックアップテーブル形態に保存する。

制御部１５０は、磁力感知部１８０の出力値を受信する。制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルに基づいて出力値に対応する磁力値を獲得する。また、制御部１５０は、ルックアップテーブルに基づいて磁力値に対応するサセプタ１１０の温度情報を獲得することができる。

図１１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。

さらに詳細には、図１１は、サセプタ１１０が永久磁石素材によって形成された場合、サセプタ１１０の磁力変化による温度感知方法を説明するためのフローチャートである。図１１において、サセプタ１１０は、永久磁石素材によって形成されるので、サセプタ１１０に磁性を誘導する必要がない。すなわち、図１１において、第１コイル１３１は、サセプタ１１０を加熱する用途のみに使用される。したがって、説明の便宜上、図１１において、第１コイル１３１は、単にコイル１３１と称して説明する。

図１１を参照すれば、Ｓ１１１０段階において、制御部１５０は、サセプタ１１０を誘導加熱する。サセプタ１１０は、エアロゾル生成基質またはエアロゾル生成装置１００に備えられうる。エアロゾル生成基質は、図３及び図４のシガレット２００でもある。例えば、サセプタ１１０は、永久磁石素材によって形成されうる。

制御部１５０は、コイル１３１に供給される交流電流を制御する。コイル１３１に交流電流が供給される場合、コイル１３１内部に形成される磁場の方向は、周期的に変更されうる。サセプタ１１０がコイル１３１によって形成される交番磁場に露出される場合、サセプタ１１０は、誘導加熱されうる。

制御部１５０は、既設定の温度プロファイルによって、コイル１３１に供給される交流電流の振幅、周波数などを調整することで、サセプタ１１０の温度を制御する。

Ｓ１１２０段階において、磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の温度変化による磁力変化を感知する。

一実施例において、磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の温度値に対応する磁力値を電圧形態に変換して出力する。

Ｓ１１３０段階において、制御部１５０は、磁力変化に基づいてサセプタ１１０の温度を計算する。

例えば、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから磁力感知部１８０が出力した出力値に対応するサセプタ１１０の温度を獲得する。他の例として、制御部１５０は、加熱開始後、第１時点で感知されたサセプタ１１０の第１磁力値と、第２時点での第２磁力値の磁力値差を獲得することができる。また、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから第１及び第２磁力値の間の磁力値差に対応するサセプタ１１０の温度を獲得することもできる。

図１１において、サセプタ１１０は、永久磁石素材によって形成されるので、サセプタ１１０自体が磁性を有する。したがって、図１１において、制御部１５０は、サセプタ１１０に磁性を誘導する必要がない。これにより、図１１のエアロゾル生成装置１００は、設計及び制御が単純化されうる。

一方、サセプタ１１０を永久磁石に限定する場合、永久磁石の電気的または機械的物性などによって設計に多少の制約が発生しうる。したがって、本発明のサセプタ１１０が永久磁石ではない実施例によれば、エアロゾル生成装置１００は、サセプタ１１０に磁性を誘導し、誘導された磁気に基づいてサセプタ１１０の温度を測定することができる。

以下、サセプタ１１０が永久磁石素材ではない場合、サセプタ１１０の温度測定方法について説明する。

図１２は、制御周期によるコイルの制御周期を示す図面である。

図１２において、制御部１５０は、既設定の制御周期でコイル部１３０を制御する。それぞれの制御周期には、サセプタ１１０を加熱する第１区間及びサセプタ１１０に磁性を誘導する第２区間が含まれる。制御部１５０は、第１区間でサセプタ１１０を加熱し、第２区間でサセプタ１１０の温度を計算する。

制御部１５０は、第１コイル１３１を用いてサセプタ１１０を加熱し、サセプタ１１０に磁性を誘導する。または、制御部１５０は、第１コイル１３１を用いてサセプタ１１０を加熱し、第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０に磁性を誘導する。制御部１５０が同じコイル１３１を用いてサセプタ１１０の温度を測定する方法は、図１３を参照して後述し、制御部１５０が第１コイル１３１及び第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０の温度を測定する方法は、図１４を参照して後述する。

図１３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。

さらに詳細には、図１３は、第１コイル１３１だけでサセプタ１１０の温度を測定する方法を説明するためのフローチャートである。図１３では、第１コイル１３１だけでサセプタ１１０の温度を測定するので、第２コイル１３２が不要である。したがって、図１３において、第１コイル１３１は、単にコイル１３１と称して説明する。

図１３を参照すれば、Ｓ１３１０段階において、制御部１５０は、第１区間でコイル１３１を通じてサセプタ１１０を加熱する。第１区間でコイル１３１を介したサセプタ１１０の加熱方法は、図１１の誘導加熱方法と同様である。すなわち、制御部１５０は、第１区間でコイル１３１に供給される交流電流を制御する。コイル１３１に交流電流が供給される場合、コイル１３１内部に形成される磁場の方向は、周期的に変更されうる。サセプタ１１０がコイル１３１によって形成される交番磁場に露出される場合、サセプタ１１０は、サセプタ１１０で誘導された渦電流によっても加熱される。実施例によれば、サセプタ１１０は、エアロゾル生成基質及び／またはエアロゾル生成装置１００に備えられうる。

制御部１５０は、既設定の温度プロファイルによって、コイル１３１に供給される交流電流の振幅、周波数などを可変することで、サセプタ１１０の温度を制御することができる。

Ｓ１３２０段階において、制御部１５０は、第２区間でコイル１３１を通じてサセプタ１１０に磁性を誘導することができる。

制御部１５０は、第２区間でコイル１３１に供給される直流電流を制御する。コイル１３１に直流電流が供給される場合、コイル１３１外部に磁場が形成されうる。サセプタ１１０が磁場に露出される場合、サセプタ１１０内部に磁気モーメント（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｍｅｎｔ）が反応するので、サセプタ１１０は、磁化（ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）されうる。

Ｓ１３３０段階において、磁力感知部１８０は、第２区間でサセプタ１１０の温度変化による磁力変化を感知することができる。

第２区間でサセプタ１１０の磁力感知方法は、図１１の磁力感知方法と同様である。すなわち、磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の温度値に対応する磁力値を電圧形態に変換して出力することができる。

一方、第１区間の大きさは、第２区間の大きさより大きく設定されうる。これは、サセプタ１１０の温度変化を最小化させながらも、サセプタ１１０の温度を正確に測定するためである。

Ｓ１３４０段階において、制御部１５０は、磁力変化に基づいてサセプタ１１０の温度を計算することができる。

第２区間で制御部１５０の温度計算方法は、図１１の温度計算方法と同様である。すなわち、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから磁力感知部１８０が出力した出力値に対応するサセプタ１１０の温度を獲得することができる。他の例として、制御部１５０は、第１時点で感知されたサセプタ１１０の第１磁力値と、第２時点での第２磁力値の磁力値差を獲得する。また、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから第１及び第２磁力値の間の磁力値差に対応するサセプタ１１０の温度を獲得することもできる。

図１４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。

さらに詳細には、図１４は、第１コイル１３１及び第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０の温度を測定する方法を説明するためのフローチャートである。

図１４を参照すれば、Ｓ１４１０段階において、制御部１５０は、第１区間で第１コイル１３１を通じてサセプタ１１０を誘導加熱する。第１区間で第１コイル１３１を介したサセプタ１１０の誘導加熱方法は、図１１の誘導加熱方法と同様である。すなわち、制御部１５０は、第１区間で第１コイル１３１に供給される交流電流を制御する。第１コイル１３１に交流電流が供給される場合、第１コイル１３１内部に形成される磁場の方向は、周期的に変更されうる。サセプタ１１０が第１コイル１３１によって形成される交番磁場に露出される場合、サセプタ１１０で誘導された渦電流によってサセプタ１１０が誘導加熱されうる。この際、サセプタ１１０は、エアロゾル生成基質またはエアロゾル生成装置１００に備えられうる。

制御部１５０は、既設定の温度プロファイルによって、第１コイル１３１に供給される交流電流の振幅、周波数などを可変することで、サセプタ１１０の温度を制御することができる。

Ｓ１４２０段階において、制御部１５０は、第２区間で第２コイル１３２を通じてサセプタ１１０に磁性を誘導することができる。

制御部１５０は、第２区間で第２コイル１３２に供給される直流電流を制御する。第２区間において、制御部１５０は、第１コイル１３１に電力を供給しない。第２コイル１３２に直流電流が供給される場合、第２コイル１３２外部に磁場が形成されうる。サセプタ１１０が磁場に露出される場合、サセプタ１１０内部に磁気モーメント（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｍｅｎｔ）が反応するので、サセプタ１１０は、磁化（ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）されうる。

Ｓ１４３０段階において、磁力感知部１８０は、第２区間でサセプタ１１０の温度変化による磁力変化を感知することができる。

第２区間でサセプタ１１０の磁力感知方法は、図１１の磁力感知方法と同様である。すなわち、磁力感知部１８０は、サセプタ１１０の温度値に対応する磁力値を電圧形態に変換して出力する。

一方、第１区間の大きさは、第２区間の大きさより大きく設定されうる。これは、サセプタ１１０の温度変化を最小化させながらも、サセプタ１１０の温度を正確に測定するためである。

Ｓ１４４０段階において、制御部１５０は、磁力変化に基づいてサセプタ１１０の温度を計算する。

第２区間で制御部１５０の温度計算方法は、図１１の温度計算方法と同様である。すなわち、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから磁力感知部１８０が出力した出力値に対応するサセプタ１１０の温度を獲得することができる。他の例として、制御部１５０は、第１時点で感知されたサセプタ１１０の第１磁力値と、第２時点での第２磁力値の磁力値差を獲得することができる。また、制御部１５０は、メモリ１７０に保存されたルックアップテーブルから磁力値差に対応するサセプタ１１０の温度を獲得することもできる。

制御部１５０のように、図面においてブロックで表現される構成要素、要素、モジュールまたはユニット（この段落で総称して「構成要素」）のうち、少なくとも１つは、前述した例示的な実施例によってそれぞれの機能を行う多様な数のハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェア構造として具現されうる。例えば、これらコンポーネントのうち、少なくとも１つは、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１つ以上のマイクロプロセッサの制御を通じてそれぞれの機能を行う直接回路構造または他の制御装置を使用することができる。また、これら構成要素のうち、少なくとも１つは、モジュール、プログラムまたはコードの一部によって具体的に具現され、それは、特定論理機能を遂行するための１以上の実行可能な命令を含み、１以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置によって実行される。また、これら構成要素のうち、少なくとも１つは、それぞれの機能を遂行する中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサなどのプロセッサを含むか、それにより具現されうる。これらコンポーネントのうち、２以上は、１以上の単一コンポーネントに結合され、単一コンポーネントは、結合された２以上のコンポーネントの全ての動作または機能を遂行することができる。また、これらコンポーネントのうち、少なくとも１つの機能のうち、一部は、他のコンポーネントによっても遂行される。また、バス（ｂｕｓ）は、前記ブロック図には図示されていないが、コンポーネントを介した通信は、バスを通じて遂行されうる。前記例示的な実施例の機能的な側面は、１以上のプロセッサで実行されるアルゴリズムによっても具現される。また、ブロックまたは処理段階として表現された構成要素は、電子構成、信号処理及び／または制御、データ処理のための任意の数の関連技術を採用することができる。

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、本発明に含まれると解釈されねばならない。

Claims (14)

1. エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタと、
   前記サセプタを誘導加熱するコイルと、
   前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部と、
   前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部と、を含む、エアロゾル生成装置。
2. 前記サセプタは、
   永久磁石材料によって形成され、
   前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出する、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記コイルは、前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間を取り囲み、
   前記収容空間の長手方向に沿って延びるように巻線される、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
4. エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタと、
   前記サセプタを誘導加熱する第１コイルと、前記サセプタに磁性を誘導する第２コイルとを含むコイル部と、
   前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部と、
   前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部と、を含む、エアロゾル生成装置。
5. 前記制御部は、
   既設定の制御周期で前記第１コイル及び前記第２コイルを制御し、
   前記制御周期は、前記サセプタを加熱する第１区間及び前記サセプタに磁性を誘導する第２区間を含む、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記制御部は、
   前記第２区間で前記磁力感知部が感知した前記サセプタの磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記サセプタは、
   前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出し、
   前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記収容空間を取り囲む、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記収容空間の長手方向に沿って交互に巻線される、請求項７に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記第１コイルは、前記収容空間の第１領域に巻線され、前記第２コイルは、前記第１領域と互いに異なる第２領域に巻線される、請求項７に記載のエアロゾル生成装置。
10. エアロゾル生成基質に挿入されるように配置されたサセプタと、
    前記サセプタを誘導加熱し、前記サセプタに磁性を誘導するコイルと、
    前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知する磁力感知部と、
    前記磁力感知部が感知した磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する制御部と、を含む、エアロゾル生成装置。
11. 前記制御部は、
    既設定の制御周期で前記コイルを制御し、
    前記制御周期は、前記サセプタを加熱する第１区間及び前記サセプタに磁性を誘導する第２区間を含む、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
12. 前記制御部は、
    前記第２区間で前記磁力感知部が感知した前記サセプタの磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算する、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置。
13. 前記サセプタは、
    前記エアロゾル生成基質が収容される収容空間に突出し、
    前記コイルは、前記収容空間を取り囲む、請求項１０に記載のエアロゾル生成装置。
14. エアロゾル生成システムにおいて、
    サセプタを含むエアロゾル生成基質と、
    前記サセプタを誘導加熱し、
    前記サセプタの温度変化による磁力変化を感知し、
    前記磁力変化に基づいて前記サセプタの温度を計算するエアロゾル生成装置と、を含む、エアロゾル生成システム。