KR102360002B1 - 흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품(1, 2, 3)이 개시되어 있다. 물품(1, 2, 3)은 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치될 수 있는 복수의 열 전도성 부분들(12)을 갖는 캐리어(10)를 포함한다. 캐리어(10)의 부분들(12) 사이에서, 캐리어(10)는 사용 시 캐리어(10)의 부분들(12) 중 하나 이상의 부분으로부터 캐리어(10)의 부분들(12) 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽(14)을 형성하도록 형상화된다.

Description

흡연 가능한 재료를 가열하기 위한 장치
본 발명은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품들, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치, 및 그러한 물품들 및 그러한 장치를 포함하는 시스템들에 관한 것이다.
시가렛들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 중에 담배를 태워서(burn) 담배 연기를 생성한다. 연소시키지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 이러한 제품들의 예들에는 재료를 가열하되 태우지 않음으로써 화합물들을 방출하는 소위 "비연소식 가열(heat not burn)" 제품들 또는 담배 가열 디바이스들 또는 제품들이 있다. 이러한 재료는 예를 들어, 니코틴을 보유할 수 있거나 또는 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
(특허문헌) 국제공개공보 WO 2016/120344 (2016.08.04.)
본 발명의 제1 양태는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품을 제공하고, 이러한 물품은,
각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료가 위치될 수 있는 복수의 열 전도성 부분들을 갖는 캐리어(carrier)를 포함하고,
담체의 부분들 사이에서, 캐리어는 사용 시 캐리어의 부분들 중 하나 이상의 부분으로부터 캐리어의 부분들 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽을 형성하도록 형상화된다.
예시적인 실시예에서, 캐리어의 부분들 사이에서 그리고 캐리어의 부분들과 비교하여, 캐리어는 열 장벽을 형성하도록 형상화된다.
예시적인 실시예에서, 물품은 캐리어의 복수의 열 전도성 부분들 상에 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 흡연 가능한 재료는 겔 또는 박막의 형태이다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 캐리어의 부분들의 각각의 쌍들 사이에 열 장벽들을 형성하도록 형상화된다.
예시적인 실시예에서, 열 장벽 또는 각각의 열 장벽은 캐리어의 부분들의 각각의 하나를 둘러싸고 있다.
예시적인 실시예에서, 열 장벽 또는 각각의 열 장벽은 캐리어를 관통하는 하나 이상의 홀들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 열 장벽 또는 각각의 열 장벽은 캐리어 내에 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 물품은 열 장벽 또는 각각의 열 장벽의 채널(들) 또는 블라인드 홀(들)에 단열 재료의 매스(mass)를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 단열 재료는 중합체를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 단열 재료는 0.5 W/(m.K) 이하의 열전도율을 갖는다.
예시적인 실시예에서, 캐리어의 부분들은 2 차원 어레이(array)로 배열된다.
예시적인 실시예에서, 캐리어의 부분들의 각각은 가변 자기장에 의한 침투(penetration)에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조된다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 전기 전도성 재료, 자성 재료, 및 자기 전기 전도성 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 그래파이트(graphite), 보통 탄소강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 강철, 구리 및 청동으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함한다.
본 발명의 제2 양태는, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품을 제공하고, 이러한 물품은,
표면을 갖는 캐리어; 및
담체의 표면 상에, 겔 또는 박막의 형태의, 흡연 가능한 재료를 포함하거나 또는 이들로 이루어진다.
예시적인 실시예에서, 흡연 가능한 재료는 캐리어의 표면과 동일 공간 상에(coextensive) 또는 실질적으로 동일 공간 상에 있다.
예시적인 실시예에서, 흡연 가능한 재료는 캐리어의 표면 상에 복수의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 시트(sheet)이다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 적어도 10 W/(m.K) 또는 적어도 90 W/(m.K) 또는 적어도 200 W/(m.K)의 열전도율을 갖거나, 또는 이러한 열전도율을 갖는 재료를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 니켈 및/또는 알루미늄을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 라미네이트(laminate)를 포함하고, 라미네이트는 니켈 층 및 알루미늄 층을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 알루미늄 층은 니켈 층과 흡연 가능한 재료 사이에 위치된다. 다른 예시적인 실시예에서, 니켈 층은 알루미늄 층과 흡연 가능한 재료 사이에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 캐리어는 라미네이트를 포함하고, 라미네이트는 니켈 층 및 종이 층을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 종이 층은 니켈 층과 흡연 가능한 재료 사이에 위치된다. 다른 예시적인 실시예에서, 니켈 층은 종이 층과 흡연 가능한 재료 사이에 위치된다.
본 발명의 제3 양태는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치를 제공하며, 이러한 장치는,
본 발명의 제1 양태의 물품 또는 본 발명의 제2 양태의 물품; 및
담체의 열 전도성 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함한다.
본 발명의 제4 양태는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치를 제공하고, 이러한 장치는,
흡연 가능한 재료를 포함하는 물품을 수용하기 위한 가열 구역;
복수의 열 전도성 부분들을 포함하는 기판 ― 기판의 부분들 사이에서, 기판은 사용 시 기판의 부분들 중 하나 이상의 부분으로부터 기판의 부분들 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽을 생성하도록 형상화됨 ― ; 및
기판의 열 전도성 부분들을 가열하여 이에 따라 가열 구역의 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 기판의 부분들 사이에서 그리고 기판의 부분들과 비교하여, 기판은 열 장벽을 형성하도록 형상화된다.
예시적인 실시예에서, 기판은 기판의 부분들의 각각의 쌍들 사이에 열 장벽들을 형성하도록 형상화된다.
예시적인 실시예에서, 열 장벽 또는 각각의 열 장벽은 기판의 부분들의 각각의 하나를 둘러싸고 있다.
예시적인 실시예에서, 기판은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료, 및 가열 재료 상의 니켈 코팅을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 전기 전도성 재료, 자성 재료, 및 자기 전기 전도성 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 그래파이트, 보통 탄소강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 강, 구리, 및 청동으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 디바이스는 열 전도성 부분들의 각각의 하나들을 가열하기 위한 복수의 가열기들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 열 전도성 부분들의 각각은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조되고; 그리고 복수의 가열기들은 사용 시 각각의 열 전도성 부분들을 침투하기 위한 가변 자기장들을 생성하기 위한 각각의 자기장 발생기들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 자기장 발생기들은 인쇄 회로 기판 내에 또는 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 각각의 코일들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 다른 가열기와 독립적으로, 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 가열기의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함한다.
본 발명의 제5 양태는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 시스템을 제공하고, 이러한 시스템은,
본 발명의 제1 양태의 물품 또는 본 발명의 제2 양태의 물품; 및
물품을 수용하기 위한 가열 구역, 및 물품이 가열 구역 내에 위치될 때 물품의 캐리어의 열 전도성 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함하는 장치를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 가열 디바이스는 열 전도성 부분들의 각각의 하나들을 가열하기 위한 복수의 가열기들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 열 전도성 부분들의 각각은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조되고; 그리고 복수의 가열기들은 사용 시 각각의 열 전도성 부분들을 침투하기 위한 가변 자기장들을 생성하기 위한 각각의 자기장 발생기들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 자기장 발생기들은 인쇄 회로 기판 내에 또는 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 각각의 코일들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 장치는 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 다른 가열기와 독립적으로, 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 가열기의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 물품은 본 발명의 제1 양태의 물품이고, 장치는 본 발명의 제4 양태의 장치이며, 물품이 가열 구역 내에 있을 때, 물품의 캐리어의 열 전도성 부분들은 장치의 기판의 열 전도성 부분들과 정렬된다.
이제, 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품의 예에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 물품의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 물품의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 6은 도 5의 물품의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 7은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 9는 도 8의 물품의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10은 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 11은 도 10의 물품의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 12는 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 또 다른 물품의 예에 대한 개략적인 단면도를 도시한다.
도 13은 도 1 및 도 2의 물품, 및 이러한 물품의 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치를 포함하는 시스템의 예에 대한 개략적인 단면도를 도시한다.
도 14는 흡연 가능한 재료를 포함하는 물품, 및 이러한 물품의 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치를 포함하는 또 다른 시스템의 예에 대한 개략적인 단면도를 도시한다.
도 15는 도 1 및 도 2의 물품을 일체형 부분으로서 포함하는, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치의 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "흡연 가능한 재료"는 전형적으로 증기 또는 에어로졸의 형태로, 가열 시 휘발 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. "흡연 가능한 재료"는 비-담배 보유 재료 또는 담배 보유 재료일 수 있다. "흡연 가능한 재료"는 예를 들어, 담배 자체, 담배 파생품들(tobacco derivatives), 팽화 담배(expanded tobacco), 재생 담배(reconstituted tobacco), 담배 추출물(tobacco extract), 균질화 담배(homogenised tobacco) 또는 담배 대용품들(tobacco substitutes) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 흡연 가능한 재료는 분쇄 담배, 컷 래그(cut rag) 담배, 압출 담배, 재생 담배, 재생 흡연 가능한 재료, 액체, 겔, 겔화된 시트, 분말 또는 응집체 등의 형태일 수 있다. "흡연 가능한 재료"는 또한 제품에 따라 니코틴을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있는 기타 비-담배 제품들을 포함할 수 있다. "흡연 가능한 재료"는 글리세롤 또는 프로필렌 글리콜과 같은 하나 이상의 습윤제들을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "가열 재료" 또는 "가열기 재료"라는 용어는 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 재료를 지칭한다.
유도 가열은 전기 전도성 물체가 가변 자기장에 의한 물체의 침투에 의해 가열되는 공정이다. 이러한 공정은 패러데이 유도 법칙 및 옴의 법칙에 의해 설명된다. 유도 가열기는 전자석과, 교류 전류와 같은 가변 전류를 전자석을 통해 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석에 의해 생성된 결과적인 가변 자기장이 물체를 침투하도록 전자석 및 가열될 물체가 적절하게 상대적으로 위치 결정될 때, 하나 이상의 와전류들이 물체 내부에서 생성된다. 물체는 전류들의 흐름에 대해 저항을 갖는다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에서 발생될 때, 물체의 전기 저항에 대한 이들의 흐름은 물체가 가열되게 한다. 이 공정을 주울(Joule), 오옴(ohmic) 또는 저항 가열(resistive heating)이라고 한다. 유도 가열이 가능한 물체는 서셉터(susceptor)로 알려져 있다.
서셉터가 폐쇄 회로의 형태로 있을 때, 사용 시에 서셉터와 전자석 사이의 자기 결합이 향상되어, 이는 줄 가열이 더 커지거나 또는 개선되게 하는 것으로 밝혀졌다.
자기 이력 가열(magnetic hysteresis heating)은 자성 재료로 제조된 물체가 가변 자기장으로 물체를 침투함으로써 가열되는 공정이다. 자성 재료는 많은 원자 규모 자석들 또는 자기 쌍극자들을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬된다. 따라서, 예를 들어, 전자석에 의해 생성되는 교류 자기장과 같은 가변 자기장이 자성 재료를 침투할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 인가된 가변 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향은 자성 재료에서 열이 발생되게 한다.
물체가 전기 전도성이고 그리고 자성인 경우, 가변 자기장으로 물체를 침투하면 물체에서 줄 가열 및 자기 이력 가열을 모두 발생시킬 수 있다. 또한, 자성 재료를 사용하면 자기장이 강화될 수 있어, 이는 줄 가열을 강화시킬 수 있다.
위에서 설명된 공정들 각각에서, 열 전도에 의한 외부의 열원보다는 물체 자체의 내부에서 열이 발생하므로, 물체에서의 급격한 온도 상승 및 보다 균일한 열 분포가 특히 적절한 물체 재료 및 기하학적 구조, 및 물체에 대한 적절한 가변 자기장 크기 및 배향의 선택을 통해 달성될 수 있다. 또한, 유도 가열 및 자기 이력 가열은 가변 자기장의 공급원과 물체 사이에 물리적 연결이 제공되는 것을 필요로 하지 않으므로, 가열 프로파일에 대한 설계 자유 및 제어가 더 클 수 있고, 비용이 더 낮을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 평면 및 단면도가 도시되어 있다. 물품(1)은 도 13에 도시되고 이후에 설명되는 장치(100)와 같이, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
물품(1)은 표면 및 캐리어(10)의 표면 상에 복수의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)를 갖는 캐리어(10)를 포함한다. 이 실시예에서, 표면은 캐리어(10)의 주 표면이다. 이 실시예의 캐리어(10)는 약 25 ㎛의 두께를 갖는 연강의 시트이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 시트는 상이한 재료로 제조될 수 있고 그리고/또는 10 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께와 같은 상이한 두께를 가질 수 있다. 강은 10 W/(m.K) 초과의 열전도율을 갖는다. 일부 실시예들에서, 연강은 니켈로 코팅되거나 또는 전기 도금될 수 있다. 이러한 경우들에서, 니켈은 예를 들어, 2 ㎛ 내지 3 ㎛와 같이, 5 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다. 캐리어(10)에 비교적 작은 두께만을 제공하는 것이 사용 시 캐리어(10)를 가열하는데 필요한 시간을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
담체(10)는 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되는 복수의 열 전도성 부분들(12)을 갖는다. 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)는 각각의 열 전도성 부분들(12)과 열 접촉한다. 실제로, 이 실시예에서, 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)는 각각의 열 전도성 부분들(12)과 표면 접촉한다.
별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20) 중 임의의 특정의 하나의 재료가 특정 양의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되는 캐리어(10)의 열 전도성 부분(12)을 가열함으로써 사용 시 가열될 수 있다. 이러한 가열은 많은 방법들 중 하나로 달성될 수 있다. 예를 들어, 적절한 열 전도성 부분(12)은 예를 들어, 열 복사 또는 열 전도에 의해, 열 전도성 부분(12)에 열 에너지를 가함으로써 가열될 수 있다. 대안적으로, 캐리어(10)의 열 전도성 부분(12)이 이 실시예의 경우에서와 같이 가변(예를 들어, 교번) 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조될 때, 열 전도성 부분(12)은 가변(예를 들어, 교번) 자기장으로 열 전도성 부분(12)을 침투함으로써 유도 가열될 수 있다. 이러한 가열 원리는 사용 시에 캐리어(10)의 각각의 열 전도성 부분들(12)을 침투하기 위한 가변 자기장을 생성하기 위한 복수의 자기장 발생기들을 갖는 도 13의 장치(100)를 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
물품(1)은 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20) 중 하나가 사용 시에 가열될 수 있고 한편 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20) 중 다른 하나의 가열을 억제하도록 구성된다. 보다 구체적으로는, 캐리어(10)의 부분들(12) 사이에서, 캐리어(10)는 사용 시 캐리어(10)의 부분들(12) 중 하나로부터 캐리어(10)의 부분들(12) 중 다른 하나로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽들(14)을 형성하도록 형상화된다. 즉, 캐리어(10)의 기하학적 구조는 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)을 서로 적어도 부분적으로 열적으로 절연시켜, 사용 시 부분들(12) 중 하나로부터 부분들(12) 중 다른 하나로의 열 전도를 방지 또는 감소시키는 것을 돕도록 이루어진다. 이러한 실시예에서, 캐리어(10)는 캐리어(10)의 부분들(12) 사이에서 그리고 캐리어(10)의 부분들(12)과 비교하여 열 장벽들(14)을 형성하도록 형상화된다.
이 실시예에서, 캐리어(10)는 12 개의 열 전도성 부분들(12)을 포함하고, 캐리어(10)는 캐리어(10)의 부분들(12)의 각각의 쌍들 사이에 열 장벽들(14)을 형성하도록 형상화된다. 보다 구체적으로, 캐리어(10)는 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)의 각각의 하나들을 둘러싸는 복수의 열 장벽들(14)을 형성하도록 형상화된다. 따라서, 부분들(12) 중 임의의 특정 하나 또는 복수의 부분은 캐리어(10)의 다른 부분들(12) 중 임의의 부분을 가열하지 않고 또는 상당히 가열하지 않고 사용 시 가열될 수 있다. 따라서, 캐리어(10)의 부분들(12) 상의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)의 각각 또는 서브 세트는, 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)의 임의의 다른 성분을 유사하게 그러한 휘발을 야기할 수 있는 정도까지 가열하지 않으면서, 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키고 선택적으로 가열될 수 있다.
이 실시예에서, 캐리어(10)의 12 개의 열 전도성 부분들(12)은 6 개의 2 개의 열들로 배열된다. 따라서, 열 전도성 부분들(12)은 2 차원 어레이로 배열된다. 다른 실시예들에서, 캐리어(10)는 더 많거나 또는 더 적은 열 전도성 부분들(12)을 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에서, 부분들(12)은 예를 들어, 1 차원 어레이로 배열될 수 있다. 즉, 캐리어(10)의 모든 열 전도성 부분들(12)의 모두는 직선 또는 선형 열일 수 있는 단일 열로 상대적으로 정렬될 수 있다.
이 실시예에서, 열 장벽들(14)의 각각은 캐리어(10)를 통과하는 복수의 이격된 관통 홀들 또는 천공들(16)을 포함한다. 관통 홀들 또는 천공들(16)의 효과는, 열 장벽(14)에서 캐리어(10)의 단면적을 감소시키는 것이며, 이는 열 장벽(14)을 가로지르는 열 전도를 손상시킨다. 관통 홀들 또는 천공들(16) 내의 공기의 존재는 또한 단열 특성들에 기여할 수 있다. 각각의 열 장벽(14)의 천공들(16)은 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12) 중 하나를 둘러싸는 원형 경로 상에 배열된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 경로는 다각형 또는 타원형과 같은 원형 이외의 것일 수 있다. 이 실시예에서, 천공들(16)의 각각은 그 자체로 원형이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽(14)의 천공들(16) 중 하나 이상은 다각형, 타원형 또는 세장형 또는 슬롯 형상과 같은 원형 이외의 것일 수 있다.
이 실시예에서, 각각의 열 장벽(14)은 캐리어(10)를 통과하는 8 개의 관통 홀들 또는 천공들(16)을 포함한다. 즉, 경로 상에 총 8 개의 홀들이 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽들(14) 중 하나 또는 각각은 20 내지 30 개의 홀들과 같은 캐리어(10)를 관통하는 더 많은 관통 홀들 또는 천공들(16)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 장벽들(14) 중 하나 또는 각각은 캐리어(10)를 통과하는 더 적은 홀들(16)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 열 장벽(14)은 캐리어(10)를 통과하는 단지 하나 또는 2 개의 홀들(16)만을 포함하거나 또는 이들로 이루어질 수 있다. 그러한 실시예에서, 관통 홀(들)(16)은 열 장벽(14)을 가로지르는 열의 전도에 충분히 저항하도록 캐리어의 평면에서 세장형이거나 또는 슬롯 형상일 수 있다.
천공들(16)은 캐리어(10)를 레이저 에칭하거나, 캐리어(10)를 펀칭하거나, 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
이 실시예에 대한 일부 변형예들에서, 캐리어(10)의 열 장벽(14) 또는 열 장벽(14) 각각은 캐리어(10)에 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들은 상기 논의된 관통 홀(들) 또는 천공들(16)에 추가하여 또는 그 대신에 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 물품(2)은 도 13에 도시되고 후술되는 장치(100)와 같이, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 물품(2)은 열 장벽들(14)의 형태를 제외하고는, 도 1 및 도 2의 물품(1)과 동일하다. 이 실시예에서, 각각의 열 장벽들(14)은 캐리어(10) 내에 채널(18)을 포함한다. 즉, 채널(18)은 캐리어(10)의 표면 또는 측면에 함몰부로서 형성되고, 그 표면 또는 측면에는 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 표면 접촉한다. 채널(18)의 효과는, 열 장벽(14)에서 캐리어(10)의 단면적을 감소시켜서 이에 따라 열 장벽(14)을 가로지르는 열 전도를 손상시키도록, 장벽(14)에서 캐리어(10)를 얇게 하는 것이다. 각각의 열 장벽(14)의 채널(18)은 원형이고, 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12) 중 하나를 둘러싸고 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 캐리어(10)의 열 장벽(14) 또는 열 장벽 각각의 채널(18)은 다각형 또는 타원형과 같은 원형 이외의 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널들(18) 또는 블라인드 홀들은 캐리어(10)의 각각의 열 전도성 부분들(12)을 둘러싸지 않을 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서, 채널들(18) 또는 블라인드 홀들은 아치형과 같은 선형 또는 비선형일 수 있다.
이 실시예에서, 각각의 열 장벽(14)은 캐리어(10) 내에 하나의 채널(18)을 포함한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽(14)은 2 개 내지 30 개의 채널들 또는 블라인드 홀들과 같이 캐리어(10)에 하나 초과의 채널 또는 블라인드 홀을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널들 또는 블라인드 홀들은 열 장벽(14)을 가로지르는 열의 전도에 저항하는 것을 돕기 위해 세장형이거나 또는 슬롯 형상일 수 있다.
이 실시예에서, 열 장벽들(14)의 채널들(18)은 예를 들어, 캐리어(10)를 프레싱, 에칭 또는 엠보싱함으로써 형성될 수 있다. 도 4로부터, 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되는 곳과 대향되는 캐리어(10)의 측면이 실질적으로 편평하다는 것에 주목할 것이다. 다른 실시예들에서, 이는 적용되지 않을 수 있고, 이는 열 장벽들(14)의 채널(들) 또는 블라인드 홀(들)의 형태로 인한 것일 수 있다.
예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 물품(3)은 도 13에 도시되고 후술되는 장치(100)와 같이, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 물품(3)은 열 장벽들(14)의 형태를 제외하고는, 도 3 및 도 4의 물품(2)과 동일하다. 이 실시예에서, 열 장벽들(14)의 각각은 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되어 있는 것과 대향하는 캐리어(10)의 측면으로부터 채널(18)의 플로어가 돌출하는 정도까지 캐리어(10)에 엠보싱된 채널(18)을 포함한다. 각각의 채널들(18)의 효과는, 채널(18)의 플로어를 통해 열 전도성 부분들(12) 중 하나로부터 열 전도성 부분들(12) 중 다른 하나까지 연장되는 루트를 따라 캐리어(10)를 길게 하는 것이다. 이는 열 장벽(14)에서 캐리어의 표면적을 증가시켜, 열 장벽(14)에서 캐리어(10)로부터 열을 소산시켜 이에 따라 열 장벽(14)을 가로지르는 열 전도를 손상시키는 것을 돕는다.
각각의 열 장벽(14)의 채널(18)은 원형이고, 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12) 중 하나를 둘러싸고 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 캐리어(10)의 열 장벽(14) 또는 열 장벽(14) 각각의 채널 또는 블라인드 홀은 다각형 또는 타원형과 같은 원형 이외의 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널들 또는 블라인드 홀들은 캐리어(10)의 각각의 열 전도성 부분들(12)을 둘러싸지 않을 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서, 채널들(18) 또는 블라인드 홀들은 아치형과 같은 선형 또는 비선형일 수 있다.
이 실시예에서, 각각의 열 장벽(14)은 캐리어(10) 내에 하나의 채널(18)을 포함한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽(14)은 2 개 내지 30 개의 채널들 또는 블라인드 홀들과 같이, 캐리어(10)에 하나 초과의 채널(18) 또는 블라인드 홀을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널들 또는 블라인드 홀들은 열 장벽(14)을 가로지르는 열의 전도에 저항하는 것을 돕기 위해 캐리어(10)의 표면적을 적절히 증가시키도록 세장형이거나 또는 슬롯 형상일 수 있다.
이 실시예에서, 단열 재료(19)의 매스는 각각의 열 장벽들(14)의 채널(18) 내에 위치되다. 각각의 열 장벽(14)에서, 단열 재료(19)는 열 장벽(14)의 일 측면 상의 열 전도성 부분(12)으로부터 열 장벽(14)의 다른 측면으로의 열 에너지의 전달을 더 감소시키는 것을 돕는다. 바람직하게는, 단열 재료(19)는 공기보다 더 낮은 열전도율을 갖는다. 단열 재료(19)는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)과 같은 중합체 또는 플라스틱 재료, 또는 목재 또는 종이와 같은 셀룰로오스 재료, 또는 재생 담배일 수 있다. 바람직하게는, 단열 재료는 0.5 W/(m.K) 이하의 열전도율을 갖는다.
도 3 및 도 4를 참조하여 상기 논의된 실시예들에 대한 변형예들로서, 단열 재료의 매스가 물품(2)의 열 장벽들(14)의 채널들 또는 블라인드 홀들 또는 그의 개시된 변형예들에 위치될 수 있다. 이러한 단열 재료의 매스는 이전의 단락에서 논의된 재료들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 물품(4)은 도 14에 도시되고 후술되는 시스템(2000)의 장치(200)와 같이, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
물품(4)은 표면 및 캐리어(10)의 표면 상에 흡연 가능한 재료(20)를 갖는 캐리어(10)를 포함한다. 이 실시예에서, 표면은 캐리어(10)의 주 표면이다. 흡연 가능한 재료(20)는 겔 또는 박막의 형태이다.
이 실시예에서, 캐리어(10)는 알루미늄 시트이다. 알루미늄 및 따라서 캐리어(10)는 약 237 W/(m.K)와 같이, 적어도 200 W/(m.K)의 열전도율을 갖는다. 따라서, 사용 시에 캐리어(10)는 흡연 가능한 재료(20)가 위치되어 있는 곳과 대향되는 캐리어(10)의 측면으로부터 열 에너지를 흡연 가능한 재료(20)로 전달한다.
이 실시예에서, 흡연 가능한 재료(20)는 캐리어(10)의 표면과 동일 공간 상에 또는 실질적으로 동일 공간 상에 있다. 즉, 흡연 가능한 재료(20)는 캐리어(10)의 표면의 전부 또는 실질적으로 전부를 덮는다. 다른 실시예들에서, 이것은 적용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 흡연 가능한 재료(20)는 캐리어(10)의 표면의 대부분을 덮는다. 다른 실시예들에서, 흡연 가능한 재료(20)는 캐리어(10)의 표면 상에 복수의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료를 포함한다.
예를 들어, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 물품(5)은 도 14에 도시되고 후술되는 시스템(2000)의 장치(200)와 같은, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 물품(5)은 흡연 가능한 재료(20)의 형태를 제외하고는, 도 7의 물품(4)과 동일하다. 이 실시예에서, 흡연 가능한 재료(20)는 상기 캐리어(10)의 표면 상에 복수의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)를 포함한다. 캐리어(10)는 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되어 있는 복수의 열 전도성 부분들(12)을 포함한다.
도 7의 물품(4) 또는 도 8 및 도 9의 물품(5) 중 어느 하나를 사용하는 동안, 열 에너지는 흡연 가능한 재료(20)가 위치되어 있는 곳과 대향되는 캐리어(10)의 측면 상에서 캐리어(10)(또는 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12) 중 하나)에 인가될 수 있다. 이것이 발생할 때, 열 에너지는 캐리어(10)(또는 열 전도성 부분들(12))에 의해 흡연 가능한 재료(20)로 전도된다. 결과적으로, 흡연 가능한 재료(20)(또는 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20))의 적어도 하나의 성분은 사용자에 의해 흡입되도록 휘발될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 물품(6)은 도 13에 도시되고 후술되는 장치(100)와 같이, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 물품(6)은 캐리어(10)의 형태를 제외하고는, 도 1 및 도 2의 물품(1)과 동일하다. 이 실시예에서, 캐리어(10)는 라미네이트를 포함한다. 라미네이트는 니켈 층(10b) 및 알루미늄 층(10a)을 포함한다. 알루미늄 층(10a)은 니켈 층(10b)과 흡연 가능한 재료(20) 사이에 위치된다. 이 실시예에서, 흡연 가능한 재료(20)는 알루미늄 층(10a)과 접촉한다. 다른 실시예들에서, 알루미늄 층과 니켈 층의 포지션들은 반대로 되어, 니켈 층은 알루미늄 층과 흡연 가능한 재료(20) 사이에 위치될 수 있다. 일부 이러한 실시예들에서, 흡연 가능한 재료(20)는 니켈 층과 접촉할 수 있다.
도 1 및 도 2의 물품(1)에 관해서, 캐리어(10)는 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20)가 위치되어 있는 복수의 열 전도성 부분들(12)을 갖는다. 물품(6)은 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20) 중 하나가 사용 시에 가열될 수 있는 한편, 별개의 양들의 흡연 가능한 재료(20) 중 다른 하나의 가열을 억제하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 캐리어(10)의 부분들(12) 사이에서 그리고 캐리어(10)의 부분들(12)과 비교하여, 캐리어(10)는 사용 시 캐리어(10)의 부분들(12) 중 하나로부터 캐리어(10)의 부분들(12) 중 다른 하나로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽들(14)을 형성하도록 형상화된다.
이 실시예에서, 열 장벽들(14) 각각은 니켈 층(10b)을 통과하는 복수의 이격된 관통 홀들 또는 천공들(16)을 포함한다. 도 1 및 도 2의 물품(1)에 관해서, 관통 홀들 또는 천공들(16)의 효과는, 열 장벽(14)에서의 캐리어(10)의 단면적을 감소시키는 것이고, 이는 열 장벽(14)을 가로지르는 열 전도를 손상시킨다. 니켈 층(10b)을 통과하는 천공들(16)은 도 1 및 도 2의 물품(1)의 캐리어(10)를 통과하는 천공들과 개수 및 배열이 동일하다. 그러나, 다른 실시예들에서, 천공들이 놓여 있는 경로에 대한 수정, 및/또는 천공들(16)의 형상 및/또는 개수는 물품(1)과 관련하여 상기 논의된 바와 같이 변경될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물품의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 물품(7)은 도 14에 도시되고 후술되는 시스템(2000)의 장치(200)와 같은, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 것이다.
이 실시예에서, 물품(7)은 캐리어(10)의 형태를 제외하고는, 도 7의 물품(4)과 동일하다. 이 실시예에서, 캐리어(10)는 라미네이트를 포함한다. 라미네이트는 니켈 층(10b) 및 종이 층(10a)을 포함한다. 종이 층(10a)은 니켈 층(10b)과 흡연 가능한 재료(20) 사이에 위치된다. 이 실시예에서, 흡연 가능한 재료(20)는 종이 층(10a)과 접촉한다. 종이 층(10a)은 니켈 층(10b)에 대한 흡연 가능한 재료(20)의 고정을 돕는다. 니켈 층(10b)의 부분들은 유도 가열될 수 있고, 종이 층(10a)은 사용 시 니켈 층(10b)으로부터 흡연 가능한 재료(20)로 충분한 열 에너지가 통과되도록 허용할 수 있는 두께를 가지므로, 이에 따라 사용자에 의해 흡입되기 위해 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분이 휘발되게 한다.
도 1 내지 도 6 그리고 도 10 및 도 11에 도시된 물품들(1, 2, 3, 6) 각각에서, 캐리어(10)는 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료를 포함한다. 이들 물품들(1, 2, 3, 6)이 함께 사용될 수 있고 사용 시에 캐리어(10)의 각각의 열 전도성 부분들(12)을 침투하기 위한 가변 자기장들을 생성하기 위한 자기장 발생기들을 포함하는 장치(100)가 이제 설명될 것이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 시스템(1000)은 도 1 및 도 2의 장치(100) 및 물품(1)을 포함한다. 장치(100)는 물품(1)의 흡연 가능한 재료(20)를 가열하여 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 것이다. 간결성을 위해, 물품(1)은 다시 상세하게 설명되지 않을 것이다. 도 1 및 도 2의 물품(1)에 대한 본원에 설명된 가능한 변형들 중 임의의 것을 도 13의 시스템(1000)의 물품(1)에 대해 수행하여 시스템의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다. 유사하게, 도 1 및 도 2의 물품(1)은 도 3 내지 도 6, 도 10 및 도 11에 도시된 물품들(2, 3, 6) 중 하나로 시스템(1000)에서 대체되어 시스템의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다.
장치(100)는 물품(1)의 적어도 하나의 부분을 수용하기 위한 가열 구역(110), 및 물품(1)이 가열 구역(110) 내에 위치될 때 물품(1)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)을 가열하기 위한 가열 디바이스(120)를 포함한다.
이 실시예에서, 가열 구역(110)은 물품(1)을 수용하기 위한 오목부(recess)를 포함한다. 물품(1)은 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어, 장치(100)의 벽 내의 슬롯을 통해 사용자에 의해, 또는 아래에서 논의된 마우스피스와 같은 장치의 부분을 먼저 이동시켜 가열 구역(110)에 접근시킴으로써 가열 구역(110) 내로 삽입될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 선반, 표면 또는 돌출부와 같은 오목부 이외의 것일 수 있으며, 물품(1)과 협동하거나 또는 물품(1)을 수용하기 위해 물품(1)과 기계적으로 정합하는 것을 요구할 수 있다. 이 실시예에서, 가열 구역(110)은 전체 물품(1)을 수용하도록 크기 및 형상이 정해진다. 다른 실시예들에서, 가열 구역(110)은 사용 시 물품의 부분만을 수용하도록 치수가 정해질 수 있다.
장치(100)는 사용 시 흡연 가능한 재료(20)가 가열 구역(110)에서 가열될 때 가열 구역(110)으로부터 장치(100)의 외부로 흡연 가능한 재료(20)의 휘발된 성분들이 통과되는 것을 허용하기 위한 출구(140)를 갖는다. 이 실시예에서, 출구(140)는 사용자의 입 안으로 삽입되기 위한 마우스피스의 형태이다. 장치(100)는 또한 가열 구역(110)을 장치(100)의 외부와 유체적으로 연결시키는 공기 입구(150)를 갖는다. 사용 시, 사용자는 출구(140)를 통해 휘발된 성분(들)을 흡인함으로써 흡연 가능한 재료(20)의 휘발된 성분(들)을 흡입할 수 있다. 휘발된 성분(들)이 가열 구역(110)으로부터 제거될 때, 공기는 공기 입구(150)를 통해 가열 구역(110) 내로 흡인될 수 있다.
가열 디바이스(120)는 사용 시 물품(1)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12a, 12b) 중 각각의 하나들을 가열하기 위한 복수의 가열기들(121, 122)을 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12a, 12b)은 각각의 가변 자기장들에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조된다. 이 실시예에서, 가열기들(121, 122)은 사용 시 각각의 열 전도성 부분들(12a, 12b)을 침투하기 위한 가변(예를 들어, 교번) 자기장들을 생성하기 위한 각각의 자기장 발생기들(121, 122)을 포함한다. 보다 구체적으로, 자기장 발생기들(121, 122)은 각각의 코일들(121, 122)을 포함한다.
코일들(121, 122)은 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 코일들(121, 122)은 구리와 같은 전기 전도성 재료의 편평한 코일을 포함한다. 즉, 코일들은 2 차원 나선형들이다. 코일들은 이 실시예에서 실질적으로 원형이지만, 그러나 다른 실시예들에서는 일반적으로 정사각형과 같은 다른 형상을 취할 수 있다. 다른 실시예들에서, 코일들은 전기 전도성 재료의 나선형 코일들과 같이 여전히 다른 형태를 취할 수 있다.
이 실시예의 장치(100)는 인쇄 회로 기판(130)을 포함하고, 이 인쇄 회로 기판 상에 또는 이 인쇄 회로 기판 내에 코일들(121, 122)이 위치된다. 코일들은 인쇄 회로 기판(130) 상에 인쇄될 수 있다. 이러한 배열은 비교적 저가일 수 있으며, 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 단일의 솔리드 스테이트 디바이스를 형성하기 위해 많은 코일들이 단일의 인쇄 회로 기판 및/또는 구동 전자 장치 내에 집적될 수 있게 하며, 그리고 패시브 인쇄 회로 기판들의 제조를 위해 이미 설정된 제조 라인들을 사용하는 것과 같이 대량 생산에 대해 개방될 수 있다. 또한, 이러한 배열은 특성들(예를 들어, 복합 및 실제 임피던스)에서 매우 양호한 재현 가능성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
이 실시예의 장치(100)는 또한 가열기들(121, 122)의 작동을 제어하기 위한 제어기(124)를 포함한다. 장치는 제어기(124)에 연결된 전원(126)을 더 포함한다. 사용 시, 제어기(124)는 교류 전류와 같은 가변 전류가 코일들(121, 122)을 통해 전원(126)으로부터 통과되게 하여, 이에 따라 코일들이 각각의 가변 자기장들을 생성하게 할 수 있다.
이 실시예에서, 제어기(124)는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 IC와 같은 집적 회로(IC)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제어기(124)는 다른 형태를 취할 수 있다. 이 실시예에서, 제어기(124)는 장치(100)의 사용자 인터페이스(도시되지 않음)의 사용자 작동에 의해 작동된다. 사용자 인터페이스(118)는 푸시 버튼, 토글 스위치, 다이얼, 터치스크린 등을 포함할 수 있다.
본 실시예의 전원(126)은 재충전 가능한 배터리이다. 다른 실시예들에서, 전원(126)은 재충전 불가능한 배터리, 캐패시터, 배터리-캐패시터 하이브리드 또는 전력망 공급 장치(mains electricity supply))에 대한 연결부와 같은 재충전 가능한 배터리 이외의 것일 수 있다.
따라서, 물품(1)이 사용 시 가열 구역(110) 내에 위치될 때, 사용자에 의한 사용자 인터페이스의 작동에 의해, 제어기(124)는 교류 전류가 코일들(121, 122)의 각각을 통과하게 하여, 코일들(121, 122)이 각각의 교류 자기장들을 생성하게 한다. 물품(1)의 캐리어(10)의 코일들(121, 122) 및 열 전도성 부분들(12a, 12b)은 적절하게 상대적으로 위치 결정되어, 코일들(121, 122)에 의해 생성된 가변 자기장들이 물품(1)의 캐리어(10)의 각각의 열 전도성 부분들(12a, 12b)을 침투하게 된다. 이 실시예에서와 같이, 캐리어(10)의 부분들(12a, 12b)의 가열 재료가 전기 전도성 재료일 때, 이는 가열 재료에서 하나 이상의 와전류들을 발생시킨다. 가열 재료의 전기 저항에 대한 가열 재료에서의 와전류들의 흐름은 줄 가열에 의해 가열 재료가 가열되게 한다. 또한, 가열 재료가 자성 재료로 제조되는 경우, 본 실시예에서와 같이, 가열 재료 내의 자기 쌍극자들의 배향은 인가된 자기장의 변화에 따라 변하며, 이는 가열 재료에서 열이 발생되게 한다.
본 실시예의 제어기(124)는 가열기들(121, 122) 중 적어도 하나의 다른 가열기와 독립적으로 가열기들(121, 122) 중 적어도 하나의 가열기의 작동을 제어하기 위한 것이다. 따라서, 예를 들어, 제어기(124)는 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)의 제1 부분(12a)을 유도 가열하도록 가열기들(121, 122) 중 제1 가열기를 제어할 수 있다. 이는 캐리어(10)의 그 제1 부분(12a) 상의 흡연 가능한 재료(20a)의 적어도 하나의 성분의 휘발 및 그 안에서의 에어로졸의 형성을 개시한다. 시간이 지남에 따라, 제어기(124)는 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)의 제2 부분(12b)을 유도 가열하도록 가열기들(122) 중 제2 가열기를 제어할 수 있다. 이는 캐리어(10)의 그 제2 부분(12b) 상의 흡연 가능한 재료(20b)의 적어도 하나의 성분의 휘발 및 그 안에서의 에어로졸의 형성을 개시한다. 따라서, 물품(1), 및 이에 따라 물품(1)의 흡연 가능한 재료(20)의 점차적인 가열이 시간이 지남에 따라 제공된다.
이 실시예에서, 제1 가열기(121) 및 캐리어(10)의 제1 열 전도성 부분(12a)은 제2 가열기(122) 및 캐리어(10)의 제2 열 전도성 부분(12b)보다 출구(140)에 더 가깝다. 이는 사용자에 의한 흡입을 위해 출구(140)에 상대적으로 가까운 위치에서 물품(1)으로부터 에어로졸이 비교적 신속하게 형성되어 방출될 수 있게 하도록 돕고, 에어로졸의 시간 의존성 방출을 제공하여, 캐리어(10)의 제1 부분(12a) 상의 흡연 가능한 재료(20)가 에어로졸의 생성을 중단한 후에도 에어로졸은 계속해서 형성되고 방출된다. 이러한 에어로졸 생성의 중단은 캐리어(10)의 제1 부분(12a) 상의 흡연 가능한 재료(20)가 흡연 가능한 재료(20)의 휘발 가능한 성분들이 고갈되는 결과로서 발생할 수 있다.
장치(100)는 가열 구역(110) 또는 물품(1)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 온도 센서는 제어기(124)에 통신 가능하게 연결될 수 있어, 제어기(124)는 온도를 모니터링할 수 있다. 온도 센서로부터 수신된 하나 이상의 신호들에 기초하여, 제어기(124)는 필요에 따라 코일들(121, 122)을 통과한 가변 또는 교류 전류들의 특성을 조정하여, 흡연 가능한 재료(20)의 온도가 미리 결정된 온도 범위 내에 유지되는 것을 보장할 수 있다. 특성은 예를 들어, 진폭 또는 주파수 또는 듀티 사이클일 수 있다. 미리 결정된 온도 범위 내에서, 사용 시 흡연 가능한 재료(20)는 흡연 가능한 재료(20)를 연소시키지 않고 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시킬 수 있을 만큼 충분히 가열된다. 따라서, 제어기(124), 및 장치(100)는 전체적으로, 흡연 가능한 재료(20)를 연소시키지 않고, 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 흡연 가능한 재료(20)를 가열하도록 배열된다. 일부 실시예들에서, 온도 범위는 약 50 ℃ 내지 약 350 ℃, 예를 들어, 약 50 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 120 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 80 ℃, 또는 약 60 ℃ 내지 약 70 ℃이다. 일부 실시예들에서, 온도 범위는 약 170 ℃ 내지 약 220 ℃이다. 다른 실시예들에서, 온도 범위는 이 범위 이외의 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 범위의 상한은 300 ℃보다 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서는 생략될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 가열 재료를 가열하는 것이 바람직한 최대 온도에 기초하여 선택된 퀴리점 온도를 가질 수 있으므로, 가열 재료를 유도 가열함으로써 그 온도를 초과하는 추가의 가열이 방해되거나 또는 방지된다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 시스템의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 시스템(2000)은 도 8 및 도 9의 장치(200) 및 물품(5)을 포함한다. 장치(200)는 물품(5)의 흡연 가능한 재료(20)를 가열하여 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 것이다. 간결성을 위해, 물품(5)에 대해서는 다시 상세하게 설명되지 않을 것이다. 도 8 및 도 9의 물품(5)에 대한 본원에 설명된 가능한 변형들 중 임의의 변형이 도 14의 시스템(2000)의 물품(5)에 대해 수행되어 시스템의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다. 유사하게, 도 8 및 도 9의 물품(5)은 도 7 및 도 12에 도시된 물품들(4, 7) 중 하나로 시스템(2000)에서 대체되어 시스템의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다.
장치(100)는 가변(예를 들어, 교번) 자기장으로 열 전도성 부분들(12)을 침투함으로써 물품(1)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12a, 12b)을 유도 가열하도록 배열되는 반면, 도 14의 장치(200)는 열 전도에 의해 물품(5)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)을 가열하는 점을 제외하고는, 도 14의 장치(200)는 도 13의 시스템(1000)의 장치(100)와 동일하다. 즉, 도 14의 시스템(2000)에서, 장치(200)는 물품(5)의 열 전도성 부분들(12a, 12b)에 열 에너지를 가하여 흡연 가능한 재료(20)를 가열한다.
장치(200)는 물품(5)의 적어도 일 부분을 수용하기 위한 가열 구역(110)과, 복수의 열 전도성 부분들(32a, 32b)을 포함하는 기판(30)을 포함한다. 기판(30)의 부분들(32a, 32b) 사이에서, 기판(30)은 사용 시 기판(30)의 부분들(32a, 32b) 중 하나로부터 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b) 중 다른 하나로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽(34)을 생성하도록 형상화된다. 이 실시예에서, 기판(30)은 기판(30)의 부분들(32a, 32b) 사이에서 그리고 기판(30)의 부분들(32a, 32b)과 비교하여 열 장벽(34)을 형성하도록 형상화된다. 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b) 각각은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조된다. 이 실시예에서, 기판(30)(및 이에 따라 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b))은 부식 방지를 돕기 위해 니켈 코팅된 강을 포함한다. 다른 실시예들에서, 기판(30)(및 이에 따라 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b))은 알루미늄을 포함한다. 알루미늄은 또한 부식 방지를 돕기 위해 니켈 코팅될 수 있다.
이 실시예에서, 기판(30)은 12 개의 열 전도성 부분들(32a, 32b)을 포함하고, 기판(30)은 기판(30)의 부분들(32a, 32b)의 각각의 쌍들 사이에 열 장벽들(34)을 형성하도록 형상화된다. 보다 구체적으로, 기판(30)은 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b) 중 각각의 하나들을 둘러싸는 복수의 열 장벽들(34)을 형성하도록 형상화된다. 따라서, 부분들(32a, 32b) 중 임의의 특정의 하나 또는 복수의 부분은 기판(30)의 다른 부분들(32a, 32b) 중 임의의 부분을 가열하지 않고 또는 실질적으로 가열하지 않고 사용 시 가열될 수 있다.
이 실시예에서, 기판(30)의 12 개의 열 전도성 부분들(32a, 32b)은 6 개의 2 개의 열들로 배열된다. 따라서, 열 전도성 부분들(32a, 32b)은 2 차원 어레이로 배열된다. 다른 실시예들에서, 기판(30)은 더 많은 또는 더 적은 열 전도성 부분들(32a, 32b)을 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에서, 부분들(32a, 32b)은 예를 들어, 1 차원 어레이로 배열될 수 있다. 즉, 기판(30)의 모든 열 전도성 부분들(32a, 32b)은 직선 또는 선형 열일 수 있는 단일의 열로 상대적으로 정렬될 수 있다.
이 실시예에서, 기판(30) 내의 열 장벽들(34) 각각은 기판(30)을 통과하는 복수의 이격된 관통 홀들 또는 천공들을 포함한다. 관통 홀들 또는 천공들의 효과는, 열 장벽(34)에서의 기판(30)의 단면적을 감소시키는 것이고, 이는 열 장벽(34)을 가로지르는 열 전도를 손상시킨다. 관통 홀들 또는 천공들 내의 공기의 존재는 또한 단열 특성들에 기여할 수 있다. 각각의 열 장벽(34)의 천공들은 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b) 중 하나를 둘러싸는 원형 경로 상에 배열된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 경로는 다각형 또는 타원형과 같은 원형 이외의 것일 수 있다. 이 실시예에서, 천공들의 각각은 그 자체로 원형이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽(34)의 천공들 중 하나 이상은 다각형, 타원형 또는 세장형 또는 슬롯 형상과 같은 원형 이외의 것일 수 있다.
이 실시예에서, 각각의 열 장벽(34)은 기판(30)을 통과하는 8 개의 관통 홀들 또는 천공들을 포함한다. 즉, 경로 상에 총 8 개의 홀들이 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 열 장벽들(34) 중 하나 또는 각각은 기판(30)을 관통하는 더 많은 관통 홀들 또는 천공들, 예를 들어, 20 내지 30 개의 홀들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 장벽들(34) 중 하나 또는 각각은 기판(30)을 통과하는 더 적은 홀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 열 장벽(34)은 기판(30)을 통과하는 단지 하나 또는 2 개의 홀들을 포함할 수 있거나 또는 이들로 이루어질 수 있다. 이러한 실시예에서, 관통 홀(들)은 열 장벽(34)을 가로지르는 열의 전도에 충분히 저항하도록 기판(30)의 평면에서 세장형이거나 또는 슬롯 형상일 수 있다.
천공들은 기판(30)을 레이저 에칭하거나, 기판(30)을 펀칭하거나, 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
이 실시예에 대한 일부 변형예들에서, 기판(30)의 열 장벽(34) 또는 열 장벽(34) 각각은 기판(30)에 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들은 상기 논의된 관통 홀(들) 또는 천공들에 추가적으로 또는 이들 대신에 제공될 수 있다.
장치(200)는 또한 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b) 중 하나 또는 서브 세트를 가열하여 이에 따라 가열 구역(110)의 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스(120)를 포함한다. 도 14의 장치(200)의 가열 디바이스(120)는 도 13의 장치(100)의 가열 디바이스(120)와 동일하다. 그러나, 가열 구역(110)에 위치된 물품(5)의 열 전도성 부분들을 유도 가열하도록 배열되기보다는, 도 14의 장치(200)의 가열 디바이스(120)는 장치(200)의 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b)을 유도 가열하기 위해 사용된다. 즉, 복수의 가열기들(121, 122)은 사용 시 기판(30)의 각각의 열 전도성 부분들(32a, 32b)을 침투하기 위한 가변 자기장들을 발생시키기 위한 각각의 자기장 발생기들을 포함한다. 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b)에서 발생되는 열은 열 전도에 의해 가열 구역(110)에서 물품(5)으로 전달된다.
따라서, 장치(200)가 함께 사용될 수 있는 물품(5)의 캐리어(10)는 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기에 충분한 온도로 흡연 가능한 재료(20)를 가열하기 위해 용이하게 유도 가열될 수 있는 재료로 제조될 필요가 없다. 이는 캐리어(10)가 보다 저렴하거나 또는 보다 용이하게 이용 가능한 재료로 제조될 수 있게 한다.
장치(100)의 제어기(124)와 유사하게, 장치(200)의 제어기(124)는 복수의 가열기들(121, 122) 중 적어도 하나의 다른 가열기와 독립적으로 복수의 가열기들(121, 122) 중 적어도 하나의 가열기의 작동을 제어하기 위한 것이다. 따라서, 장치(200)는 도 13의 장치(100)와 유사한 방식으로 시간의 경과에 따라, 물품(5), 및 이에 따라 물품(5)의 흡연 가능한 재료(20)의 점진적인 가열을 제공하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 제어기(124)는 기판(30)의 열 전도성 부분들(32) 중 제1 부분(32a)을 유도 가열하도록 가열기들(121, 122) 중 제1 가열기를 제어할 수 있다. 이는 차례로 기판(30)의 제1 열 전도성 부분(32a)에 인접한 물품(5)의 캐리어(10)의 제1 열 전도성 부분(12a)이 열 전도에 의해 가열되게 한다. 이는 캐리어(10)의 제1 부분(12a) 상에서 흡연 가능한 재료(20a)의 적어도 하나의 성분의 휘발 및 그 안에서의 에어로졸의 형성을 개시한다. 시간이 지남에 따라, 제어기(124)는 가열기들(122) 중 제2 가열기를 제어하여 기판(30)의 열 전도성 부분들(32) 중 제2 부분(32b)을 유도 가열할 수 있다. 이는 차례로 기판(30)의 제2 열 전도성 부분(32b)에 인접한 물품(5)의 캐리어(10)의 제2 열 전도성 부분(12b)이 열 전도에 의해 가열되게 한다. 이는 캐리어(10)의 제2 부분(12b) 상에서 흡연 가능한 재료(20b)의 적어도 하나의 성분의 휘발 및 그 안에서의 에어로졸의 형성을 개시한다.
도 8 및 도 9의 물품(5)은 도 1 내지 도 6 그리고 도 10 및 도 11에 도시된 물품들(1, 2, 3, 6) 중 하나로 시스템(2000)에서 대체되어 시스템의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다. 그러한 시스템들에서, 물품 및 장치(200)는 물품(1, 2, 3, 6)이 가열 구역(110)에 있을 때 물품(1, 2, 3, 6)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12)이 장치(200)의 기판(30)의 열 전도성 부분들(32a, 32b)과 정렬되도록 상대적으로 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 장치(100, 200)는 장치(100, 200)가 함께 사용될 수 있는 물품(1, 2, 3, 4, 5, 6)과 별도로 판매, 공급 또는 다른 방식으로 제공된다. 그러나, 일부 실시예들에서, 장치(100, 200) 및 물품들(1, 2, 3, 4, 5, 6) 중 하나 이상은 세정 기구들과 같은 가능하게는 추가적인 구성 요소들을 갖는 키트 또는 조립체와 같은 시스템으로서 함께 제공될 수 있다.
상술한 각각의 실시예들에서, 물품(1, 2, 3, 4, 5, 6)은 소모 가능한 물품이다. 물품(1, 2, 3, 4, 5, 6) 내의 흡연 가능한 재료(20)의 휘발 가능한 성분(들)의 전부 또는 실질적으로 전부가 소비되면, 사용자는 물품(1, 2, 3, 4, 5, 6)을 장치(100, 200)로부터 제거하고, 물품(1, 2, 3, 4, 5, 6)을 처분할 수 있다. 사용자는 이어서 물품들(1, 2, 3, 4, 5, 6) 중 다른 물품을 갖는 장치(100, 200)를 재사용할 수 있다. 그러나, 다른 각각의 실시예들에서, 물품은 비-소모성일 수 있고, 일단 흡연 가능한 재료의 휘발 가능한 성분(들)이 소비된다면, 장치 및 물품은 함께 처분될 수 있다.
예를 들어, 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 또 따른 다른 장치의 예에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 장치(300) 자체는 도 1 및 도 2의 물품(1)을 포함하고, 장치(300)는 물품(1)의 흡연 가능한 재료(20)를 가열하여 흡연 가능한 재료(20)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 것이다. 간결성을 위해, 물품(1)은 다시 상세하게 설명되지 않을 것이다. 도 1 및 도 2의 물품(1)에 대한 본원에 설명된 가능한 변형들 중 임의의 변형이 도 15의 장치(300)의 물품(1)에서 수행되어 장치의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다. 유사하게, 도 1 및 도 2의 물품(1)은 도 3 내지 도 6, 도 10 및 도 11에 도시된 물품들(2, 3, 6) 중 하나로 장치(300)에서 대체되어 장치의 개별적인 각각의 실시예들을 형성할 수 있다.
장치(100)가 물품(1)이 사용자에 의해 가열 구역(110) 내로 삽입될 수 있도록 배열되는 반면, 도 15의 장치(300)에서 물품(1)은 사용자에 의해 가열 구역(110) 내로 삽입될 수 없다는 점을 제외하고는, 도 15의 장치(300)는 도 13의 시스템(1000)의 장치(100)와 동일하다. 즉, 도 15의 장치(300)에서, 물품(1)은 장치(300)의 일체형 부분이다. 따라서, 사용 시, 장치(300)의 가열 디바이스(120)는 물품(1)의 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12a, 12b)을 유도 가열하여, 이에 따라 캐리어(10)의 열 전도성 부분들(12a, 12b) 상의 흡연 가능한 재료(20a, 20b)의 적어도 하나의 성분을 휘발시키고 그 안에 에어로졸을 형성하는데 사용된다. 장치(300)의 제어기(124)는 위에서 설명한 것과 상응하는 방식으로 시간의 경과에 따라, 물품(1) 및 이에 따라 물품(1)의 흡연 가능한 재료(20)의 점진적인 가열을 수행할 수 있다. 장치(300)는, 예를 들어, 흡연 가능한 재료(20a, 20b)가 흡연 가능한 재료의 휘발 가능한 성분들이 소모될 때까지, 시간이 지남에 따라 에어로졸이 계속해서 형성되어 방출되도록 사용될 수 있다.
상기 논의된 실시예들의 각각에서, 가열 재료는 강이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 가열 재료는 전기 전도성 재료, 자성 재료, 및 자기 전기 전도성 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 도전성 탄소, 그래파이트, 보통 탄소강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 구리 및 청동으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 다른 가열 재료(들)가 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 가열 재료로서 자기 전기 전도성 재료를 사용하는 경우, 사용 시 자기 전기 전도성 재료와 장치의 전자석 사이의 자기 결합을 향상시킬 수 있는 것이 발견되었다. 자기 이력 가열을 잠재적으로 가능하게 하는 것 이외에, 이는 가열 재료의 줄 가열을 더 크게 하거나 또는 개선시킬 수 있어, 이에 따라 흡연 가능한 재료의 가열을 더 크게 하거나 또는 개선시킬 수 있다.
가열 재료는 스킨 깊이(skin depth)를 가질 수 있는데, 이러한 스킨 깊이는 유도 전류의 대부분 및/또는 자기 쌍극자들의 유도 재배향이 발생하는 외부 구역이다. 가열 재료가 비교적 작은 두께를 갖도록 제공함으로써, 가열 재료의 다른 치수들과 비교하여 상대적으로 큰 깊이 또는 두께를 갖는 가열 재료와 비교할 때, 가열 재료의 더 큰 부분이 주어진 가변 자기장에 의해 가열될 수 있다. 따라서, 재료의 보다 효율적인 사용이 달성되고, 결국 비용이 감소된다.
상술된 실시예들 중 많은 실시예에서, 캐리어(10) 또는 기판(30)의 열 전도성 부분(들)(12, 32)은 가변(예를 들어, 교번) 자기장으로 열 전도성 부분(들)(12, 32)을 침투함으로써 유도 가열된다. 다른 실시예들에서, 장치(100, 200, 300)의 가열 디바이스(120)는 유도 가열기가 없을 수 있다. 이러한 일부 실시예들에서, 가열기들(121, 122) 내의 전기 에너지는 캐리어(10) 또는 기판(30)의 열 전도성 부분(들)(12, 32)을 가열하기 위해 열 에너지로 곧바로 변환될 수 있다. 즉, 가열기들(121, 122)은 유도 대신에 열 전도만을 포함하는 공정에 의해 캐리어(10) 또는 기판(30)의 열 전도성 부분(들)(12, 32)이 가열되도록 가열될 수 있다.
전술한 바와 같이, 캐리어(10) 또는 기판(30)의 부분(들)(12, 32)은 열 전도성이다. 이들 부분들이 충분히 열 전도성인 것을 보장하기 위해, 캐리어(10) 또는 기판(30)은 바람직하게는 적어도 10 W/(m.K)의 열전도율을 갖는 재료를 갖거나 또는 이를 포함한다. 보다 바람직하게는, 열전도율은 적어도 90 W/(m.K)이다. 보다 더 바람직하게는, 열전도율은 적어도 200 W/(m.K)이다. 캐리어(10) 및/또는 기판(30)에 대한 예시적인 재료들 및 관련 열전도율들은 은(429 W/(m.K)), 구리(401 W/(m.K)), 금(310 W/(m.K)), 황동(109 W/(m.K)), 니켈(91 W/(m.K)), 백금(70 W/(m.K)), 주철(55 W/(m.K)), 탄소강(최대 0.5 % 탄소)(54 W/(m.K)), 및 탄소강(최대 1.5 % 탄소)(36 W/(m.K))이다. 열 전도성 부분(12, 32)의 열전도성이 더 좋을수록, 열은 부분(12, 32) 내에서 보다 용이하게 확산될 수 있으며, 이는 사용 시 부분(12, 32)의 가열의 균일성을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 그러나, 열 전도성 부분(12, 32)이 상대적으로 열 전도성이 낮은 경우, 부분(12, 32)의 가열의 상대적인 균일성은 유도 가열을 유발하기 위해 본원에 설명된 플랫 코일(들)의 사용을 통해 여전히 달성될 수 있다. 즉, 열원이 편평한 균일한 판의 형태라면, 플랫 코일에 대한 경향이 있는 바와 같이, 부분(12, 32)의 열전도율은 덜 중요해지는 경향이 있다.
상술한 실시예들의 각각에서, 흡연 가능한 재료는 담배를 포함한다. 그러나, 이들 각각의 실시예들에 대한 각각의 변형예들에서, 흡연 가능한 재료는 담배로 이루어질 수 있고, 실질적으로 전체적으로 담배로 이루어질 수 있고, 담배 및 담배 이외의 흡연 가능한 재료를 포함할 수 있고, 담배 이외의 흡연 가능한 재료를 포함할 수 있거나, 또는 담배를 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 흡연 가능한 재료는 증기 또는 에어로졸 형성제 또는 습윤제, 예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리아세틴 또는 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.
상술한 실시예들의 각각에서, 흡연 가능한 재료는 겔 또는 박막의 형태이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 흡연 가능한 재료는 상이한 형태일 수 있다. 예를 들어, 흡연 가능한 재료는 액체 또는 고체와 같은 비-액체의 형태를 취할 수 있다.
다양한 문제들을 해결하고 당해 기술을 진전시키기 위하여, 본 개시의 전체는, 청구된 발명이 실시될 수 있고 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 우수한 물품들, 흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 우수한 장치, 및 이러한 물품 및 이러한 장치를 포함하는 우수한 시스템들을 제공하는, 다양한 실시예들을 예시 및 예로서 보여준다. 본 개시의 이점들 및 특징들은 실시예들의 대표적인 샘플에 불과하고, 여기에만 국한되거나 그리고/또는 배타적인 것은 아니다. 이점들 및 특징들은 청구되거나 그렇지 않으면 개시된 특징들을 이해하는 것을 돕기 위해 그리고 교시하기 위해 단지 제시된다. 본 개시의 이점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양태들은 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시에 대한 제한들로서, 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로서 고려되지 않아야 하고, 본 개시의 범위 및/또는 사상으로부터 이탈하지 않으면서 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 변형들이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 개시된 요소들, 구성요소들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 다양한 조합들을 적절하게 포함하거나, 이들로 구성될 수 있거나, 이들을 필수 구성으로 포함(consist in essence of)할 수 있다. 본 개시는 현재 청구되지는 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (31)

  1. 흡연 가능한 재료를 가열하여 상기 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품으로서,
    상기 물품은,
    각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료가 위치될 수 있는 복수의 열 전도성 부분들을 갖는 캐리어(carrier)를 포함하고,
    상기 캐리어의 상기 부분들 사이에서, 그리고 상기 캐리어의 상기 부분들과 비교하여, 상기 캐리어는 사용 시 상기 캐리어의 상기 부분들 중 하나 이상의 부분으로부터 상기 캐리어의 상기 부분들 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽을 형성하도록 형상화되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어의 상기 복수의 열 전도성 부분들 상에 상기 각각의 별개의 양들의 흡연 가능한 재료를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 흡연 가능한 재료는 겔 또는 박막의 형태인,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 캐리어의 상기 부분들의 각각의 쌍들 사이에 열 장벽들을 형성하도록 형상화되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 열 장벽 또는 상기 각각의 열 장벽은 상기 캐리어의 상기 부분들의 각각의 하나를 둘러싸는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열 장벽 또는 상기 각각의 열 장벽은 상기 캐리어를 관통하는 하나 이상의 홀들(holes)을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 열 장벽 또는 상기 각각의 열 장벽은 상기 캐리어 내에 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 열 장벽 또는 상기 각각의 열 장벽의 상기 하나 이상의 채널들 또는 블라인드 홀들에 단열 재료의 매스(mass)를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어의 상기 부분들은 2 차원 어레이(array)로서 배열되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어의 상기 부분들의 각각은 가변 자기장에 의한 침투(penetration)에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 전기 전도성 재료, 자성 재료, 및 자기 전기 전도성 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 금속 또는 금속 합금을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 가열 재료는 알루미늄, 금, 철, 니켈, 코발트, 전도성 탄소, 그래파이트(graphite), 보통 탄소강, 스테인리스 강, 페라이트계 스테인리스 강, 강, 구리 및 청동으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 시트(sheet)인,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 적어도 10 W/(m.K) 또는 적어도 90 W/(m.K) 또는 적어도 200 W/(m.K)의 열전도율을 갖거나, 또는 상기 열전도율을 갖는 재료를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 니켈 및/또는 알루미늄을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 캐리어는 라미네이트(laminate)를 포함하고,
    상기 라미네이트는, 니켈 층, 알루미늄 층, 및 종이 층을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 라미네이트를 포함하고, 상기 라미네이트는 니켈 층 및 종이 층을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 알루미늄 층 또는 상기 종이 층은 상기 니켈 층과 상기 흡연 가능한 재료 사이에 위치되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치와 함께 사용하기 위한 물품.
  20. 흡연 가능한 재료를 가열하여 상기 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    제1 항의 물품; 및
    상기 캐리어의 상기 열 전도성 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  21. 흡연 가능한 재료를 가열하여 상기 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    흡연 가능한 재료를 포함하는 물품을 수용하기 위한 가열 구역;
    복수의 열 전도성 부분들을 포함하는 기판 ― 상기 기판의 상기 부분들 사이에서, 그리고 상기 기판의 상기 부분들과 비교하여, 상기 기판은 사용 시 상기 기판의 상기 부분들 중 하나 이상의 부분으로부터 상기 기판의 상기 부분들 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽을 생성하도록 형상화됨 ― ; 및
    상기 기판의 상기 열 전도성 부분들을 가열하여 이에 따라 상기 가열 구역의 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 기판은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료, 및 상기 가열 재료 상의 니켈 코팅을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  23. 흡연 가능한 재료를 가열하여 상기 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 시스템으로서,
    상기 시스템은,
    제1 항의 물품; 및
    상기 물품을 수용하기 위한 가열 구역, 및 상기 물품이 상기 가열 구역 내에 위치될 때 상기 물품의 상기 캐리어의 상기 열 전도성 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 포함하는 장치를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 시스템.
  24. 제20 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 디바이스는 상기 열 전도성 부분들의 각각의 하나들을 가열하기 위한 복수의 가열기들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 열 전도성 부분들의 각각은 가변 자기장에 의한 침투에 의해 가열될 수 있는 가열 재료로 제조되고; 그리고
    상기 복수의 가열기들은 사용 시 상기 각각의 열 전도성 부분들을 침투하기 위한 가변 자기장들을 생성하기 위한 각각의 자기장 발생기들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 장치는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 자기장 발생기들은 상기 인쇄 회로 기판 내에 또는 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 각각의 코일들을 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  27. 제24 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 다른 가열기와 독립적으로, 상기 복수의 가열기들 중 적어도 하나의 가열기의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함하는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 장치.
  28. 제23 항에 있어서,
    상기 장치는,
    복수의 열 전도성 부분들을 포함하는 기판 ― 상기 기판의 상기 부분들 사이에서, 그리고 상기 기판의 상기 부분들과 비교하여, 상기 기판은 사용 시 상기 기판의 상기 부분들 중 하나 이상의 부분으로부터 상기 기판의 상기 부분들 중 다른 부분으로의 열 전도를 억제하기 위한 열 장벽을 생성하도록 형상화됨 ― ; 및
    상기 기판의 상기 열 전도성 부분들을 가열하여 이에 따라 상기 가열 구역의 부분들을 가열하기 위한 가열 디바이스를 더 포함하고,
    상기 물품이 상기 가열 구역 내에 있을 때, 상기 물품의 상기 캐리어의 상기 열 전도성 부분들은 상기 장치의 상기 기판의 상기 열 전도성 부분들과 정렬되는,
    흡연 가능한 재료를 가열하여 흡연 가능한 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위한 시스템.
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  30. 삭제
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