KR102397448B1 - 에어로졸 생성 장치용 히터 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 생성 장치용 히터는 기판, 기판의 일면 상에 형성된 면상 발열체를 포함하고, 면상 발열체는 온도 센서의 하면이 안착할 수 있는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)을 포함하는 전기 전도성 트랙 패턴으로 형성된다.

Description

에어로졸 생성 장치용 히터 {HEATER FOR AEROSOL GENERATING DEVICE}
에어로졸 생성 장치용 히터로서, 구체적으로 히터의 온도를 센싱하는 온도 센서를 구비한 에어로졸 생성 장치용 히터에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
다양한 실시예들은 에어로졸 생성 장치용 히터를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치용 히터는, 절연 재료로 형성된 플렉서블 기판(flexible substrate); 에어로졸 생성을 위해 배터리로부터 공급된 전력에 의해 가열되고, 상기 플렉서블 기판의 일면 상에 형성된 면상 발열체(plane heating element)를 포함하고, 상기 면상 발열체는, 두 전극들 사이에서 직렬로 연결되고, 나란하게 배치된 선형 서브-트랙들 및 상기 선형 서브-트랙들 사이들을 연결하는 브릿지 트랙들이 지그재그 형상의 경로를 따라 형성된, 전기 전도성 트랙 패턴을 포함하고, 상기 전기 전도성 트랙 패턴은, 상기 선형 서브-트랙들 중 인접하게 배치된 제 1 선형 서브-트랙 및 제 2 선형 서브-트랙 사이에서 직렬로 연결되고, 온도 센서의 하면(undersurface)이 안착할 수 있는 면적을 갖는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)을 포함한다.
다른 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는, 히터; 상기 히터 상에 배치되어 상기 히터의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 온도 센서; 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및 상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 상기 온도를 모니터링하는 제어부를 포함하고, 상기 히터는 절연 재료로 형성된 플렉서블 기판(flexible substrate); 에어로졸 생성을 위해 상기 배터리로부터 공급된 전력에 의해 가열되고, 상기 플렉서블 기판의 일면 상에 형성된 면상 발열체를 포함하고, 상기 면상 발열체는, 두 전극들 사이에서 직렬로 연결되고, 나란하게 배치된 선형 서브-트랙들 및 상기 선형 서브-트랙들 사이들을 연결하는 브릿지 트랙들이 지그재그 형상의 경로를 따라 형성된, 전기 전도성 트랙 패턴을 포함하고, 상기 전기 전도성 트랙 패턴은, 상기 선형 서브-트랙들 중 인접하게 배치된 제 1 선형 서브-트랙 및 제 2 선형 서브-트랙 사이에서 직렬로 연결되고, 상기 온도 센서의 하면(undersurface)이 안착할 수 있는 면적을 갖는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)을 포함한다.
상기된 바에 따르면, 히터의 전기 전도성 트랙 패턴 상의 일부 트랙 영역에 온도 센서가 안착하여 히터 온도를 직접적으로 센싱할 수 있으므로, 히터 온도(즉, 전기 전도성 트랙 패턴의 온도)를 보다 정확하고 빠르게 센싱할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 4는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치용 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5와 다른 방식의 온도 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 면상 발열체의 전기 전도성 트랙 패턴의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 전기 전도성 트랙 패턴의 센서 안착 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 동일한 전기 전도성 재료로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따라 서로 다른 전기 전도성 재료들로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따라 서로 다른 전기 전도성 재료들로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 5의 히팅 시트를 이용하여 제작된 히터들을 도시한 도면들이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)를 작동시켜, 궐련(20000) 및/또는 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(10000)는 히터(13000)를 가열할 수 있다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13000)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 4는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 제 1 부분(21000)은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분(32000)은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 4에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21000)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 4에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치용 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 히터(13000)는 원기둥과 원뿔이 조합된 형상으로 제작되어 궐련(20000) 내에 삽입되는 내부 히터 형태로 구현되거나, 또는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 히터(13000)는 원통형(또는 튜브형)으로 제작되어 궐련(20000) 외부를 가열하는 외부 히터 형태로 구현될 수 있다.
도 5를 참고하면, 히터(13000)는 내부 히터 또는 외부 히터를 제작하기 위한 평면 구조의 히팅 시트(500)에 기초하여 제작될 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 재료를 이용하여 구현된 히팅 시트(500)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)는 전기 전도성 트랙(track)과 같은 전기 저항성 면상 발열체(plane heating element)(520)가 구비된 히팅 시트(500)의 평면 구조로부터 제작될 수 있다. 히터(13000)의 히팅 시트(500)는 배터리(도 1 내지 도 3의 11000)로부터 전력이 공급되어 전기 저항성 면상 발열체(520)에 전류가 흐름에 따라 가열될 수 있다.
예를 들어, 히터(13000)의 안정적인 사용을 위하여, 히팅 시트(500)의 면상 발열체(520)에는 3.2 V, 2.4 A, 8 W의 규격에 따른 전력이 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(13000)의 히팅 시트(500)에 전력이 공급되는 경우, 히터(13000)의 표면 온도는 400℃ 이상으로 상승할 수 있다. 히터(13000)에 전력이 공급되기 시작한 때부터 15초가 초과되기 이전에 히터(13000)의 표면 온도는 약 350℃까지 상승할 수 있다. 다만, 상승될 온도 범위는 다양하게 변경될 수 있다.
히터(13000)의 히팅 시트(500)의 평면 구조를 참고하면, 히팅 시트(500)는 절연 재료(전기 절연 재료 또는 열적 절연 재료)로 형성된 플렉서블 기판(flexible substrate)(510)과, 에어로졸 생성을 위해 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의해 가열되고 플렉서블 기판(510)의 일면 상에 형성된 면상 발열체(520)를 포함한다.
플렉서블 기판(510)은 세라믹 합성 물질로 구성된 그린 시트(green sheet)에 해당할 수 있다. 또는 플렉서블 기판(510)은 종이, 유리, 세라믹, 아노다이징된(anodized) 금속, 코팅된 금속, 또는 폴리이미드(Polyimide)로 제작될 수 있다. 즉, 플렉서블 기판(510)은 다양한 적절한 물질들로 제작된, 플렉서블 성질을 갖는 절연 기판일 수 있다.
면상 발열체(520)는 두 전극들(531, 532) 사이에서 직렬로 연결되고, 지그재그 형상의 경로를 따라 형성된 전기 전도성 트랙 패턴(521)을 포함한다. 플렉서블 기판(510)과 마찬가지로, 면상 발열체(520)도 또한 플렉서블 성질을 가질 수 있다.
전기 전도성 트랙 패턴(521)은 전기 저항성 재료로 제작되어, 저항의 소비 전력에 따라 가열 온도가 결정될 수 있고, 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 저항의 소비 전력들에 기초하여 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 저항 값이 설정될 수 있다.
예를 들어, 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 저항 값은 상온 섭씨 25도에서, 0.5Ω 내지 2.0Ω, 바람직하게는 0.7Ω내지 0.85Ω 사이의 값을 가질 수 있으나 저항 값의 범위는 이에 제한되지 않고 다양할 수 있다. 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 저항 값은 전기 저항성 재료의 구성 물질, 길이, 너비, 두께 또는 패턴 등에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.
전기 전도성 트랙 패턴(521)는 저항 온도 계수 특성에 따라, 온도가 상승할수록 내부 저항의 크기가 증가할 수 있다. 예를 들어, 소정의 온도 구간에서 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 온도와 저항의 크기는 비례할 수 있다.
전기 전도성 트랙 패턴(521)는 텅스텐, 금, 백금, 은 구리, 니켈 팔라듐, 또는 이들의 조합으로 제작될 수 있다. 또한, 전기 전도성 트랙 패턴(521)는 적절한 도핑재에 의해 도핑될 수 있고, 합금을 포함할 수 있다.
두 전극들(531, 532)은 배터리(11000)와 연결되고, 전기 전도성 트랙 패턴(521)은 두 전극들(531, 532)을 통해 배터리(11000)로부터 전력(전류)을 공급받는다. 두 전극들(531, 532)은 면상 발열체(520)의 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 발열 영역와는 달리, 거의 발열하지 않는 비발열 영역에 해당하고, 두 전극들(531, 532) 중 어느 하나(예를 들어, 전극(532))는 전류가 입력되는 양극 전극에 해당하고, 나머지 하나(예를 들어, 전극(531))는 전류가 출력되는 음극 전극에 해당한다.
본 실시예에 따르면, 전기 전도성 트랙 패턴(521)은 온도 센서(540)의 하면(undersurface)이 안착(또는 실장)할 수 있는 면적을 갖는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)(505)을 포함한다.
온도 센서(540)는 전기 전도성 트랙 패턴(521)에 의해 가열된 히터(13000)의 온도를 센싱한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 센서(540)의 안착 부위는 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 일부 트랙 영역(센서 안착 영역(505))의 위이므로, 온도 센서(540)는 전기 전도성 트랙 패턴(521)과 직접적으로 접촉하여 히터 온도(즉, 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 온도)를 보다 정확하고 빠르게 센싱할 수 있다. 따라서, 이를 통해 제어부(도 1 내지 도 3의 12000)는 보다 정확하고 정밀하게 히터 온도를 모니터링할 수 있으므로, 모니터링된 온도에 의존하여 보다 정확하고 정밀하게 히터(13000)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
도 6은 도 5와 다른 방식의 온도 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 도 5와 달리, 히팅 시트(600)에서 온도 센서(640)가 전기 전도성 트랙 패턴 상에 안착되지 않고 기판(610) 상에 안착되는 경우, 온도 센서(640)는 전기 전도성 트랙 패턴의 온도를 간접적으로 센싱할 수 밖에 없다. 따라서, 도 6과 같이 배치된 온도 센서(640)는 히터 온도를 직접적으로 센싱할 수 없으므로, 실제 히터 온도를 정확하게 센싱하기 어려우며, 또한 온도 센서(640)의 반응 속도가 느려 제어부(도 1 내지 도 3의 12000)의 온도 모니터링 및 전력 제어에 있어서 비효율적이다.
다시 도 5를 참고하면, 도 6의 온도 센서 배치와 달리, 온도 센서(540)가 전기 전도성 트랙 패턴(521)에 직접적으로 접촉할 수 있도록, 전기 전도성 트랙 패턴(521) 상에 센서 안착 영역(505)이 구비되어 있으므로, 히터 온도를 보다 빠른 속도로 정확하게 측정할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 면상 발열체의 전기 전도성 트랙 패턴의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 히팅 시트(500)의 전기 전도성 트랙 패턴(521)에서 일부 영역(700)을 확대한 도면이 도시되어 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 전기 전도성 트랙 패턴(521)은 플렉서블 기판(510) 상에서, 지그재그 형상의 경로를 따라 형성되어 있다. 구체적으로, 일부 영역(700)을 참고하면, 전기 전도성 트랙 패턴(521)은 나란하게(side by side) 배치된 선형 서브-트랙들(linear sub-tracks)(711, 713, 721, 723) 및 선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 사이들을 연결하는 브릿지 트랙들(bridge tracks)(712, 714, 722)이 지그재그 형상의 경로를 따라 형성되어 있다.
예를 들어, 선형 서브-트랙(711)과 선형 서브-트랙(713) 사이에는 브릿지 트랙(712)가 직렬로 연결되어 있고, 선형 서브-트랙(713)과 선형 서브-트랙(721) 사이에는 브릿지 트랙(714)가 직렬로 연결되어 있고, 선형 서브-트랙(721)과 선형 서브-트랙(723) 사이에는 브릿지 트랙(722)가 직렬로 연결되어 있다. 여기서, 선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 및 브릿지 트랙들(712, 714, 722)의 용어들은, 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 일부들을 편의상 구분하여 지칭하기 위한 용어들일 뿐, 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 및 브릿지 트랙들(712, 714, 722)은 동일한 전기 전도성 재료로 일체화되어 제작된 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 일부분들이다. 한편, 도 7에서는 브릿지 트랙들(712, 714, 722)이 곡선 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 브릿지 트랙들(712, 714, 722)은 다양한 다른 형상들로 형성될 수 있다.
선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723)이 모두 동일한 저항 값을 갖기 위하여, 선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 각각의 폭(width, 도 7의 Y축 방향)(Wn, Wn+1, Wn+2, Wn+3)은 모두 동일한 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 각각의 길이(length)(도 7의 X축 방향)는 전기 전도성 트랙 패턴(521)에서의 선형 서브-트랙들(711, 713, 721, 723) 각각의 위치에 따라 동일하거나 또는 다를 수 있다.
나아가서, 도 5 및 도 7에서 설명된 히팅 시트(500)에 형성된 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 지그재그 형상은 설명의 편의를 위하여 예로 든 것일 뿐, 본 실시예에 따른 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 형상은 반드시 이에 제한되지 않고 다른 형상들로도 형성될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 전기 전도성 트랙 패턴의 센서 안착 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 센서 안착 영역(도 5의 505)을 포함하는 전기 전도성 트랙 패턴(도 5의 521)의 일부 영역(도 5의 550)을 확대한 도면이 도시되어 있다.
전기 전도성 트랙 패턴(521)은, 선형 서브-트랙들 중 인접하게 배치된 제 1 선형 서브-트랙(810) 및 제 2 선형 서브-트랙(820) 사이에서 직렬로 연결되고, 온도 센서(도 5의 540)의 하면(840)이 안착할 수 있는 면적(A3-1)을 갖는 면형 트랙(planar track)(830)으로 형성된 센서 안착 영역(505)을 포함한다.
제 1 선형 서브-트랙(810) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)은 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 지그재그 형상의 경로 상에서 평행하게 배치된 것들일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 도 8에서 경로는 화살표 방향으로 도시되어 있고, 이는 두 전극들(도 5의 531, 532) 사이를 통한 전기 전도성 트랙 패턴(521)에서의 전류의 흐름 방향일 수 있다. 다만, 설명의 편의상 도 8에서 경로는 시계 방향인 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 경로는 반시계 방향이고 전류의 흐름 방향도 반대 방향일 수 있다.
면형 트랙(830)은 경로 상에서 제 1 선형 서브-트랙(810)의 종점(815) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)의 시점(825) 사이에서 직렬로 연결된 것일 수 있다.
면형 트랙(830)은 제 1 선형 서브-트랙(810) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)과 동일한 종류의 전기 전도성 재료로 제작된 것일 수 있고, 면형 트랙(830)은 플렉서블 기판(도 5의 510) 상에 전기 전도성 트랙 패턴(521)을 제작할 시에 에칭 공정 또는 인쇄 공정에 의해 형성될 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 면형 트랙(830)은 제 1 선형 서브-트랙(810) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)과 서로 다른 TCR (Thermal Coefficient Resistance)을 갖는 다른 종류의 전기 전도성 재료로 제작된 것일 수 있다. 이와 같은 경우, 면형 트랙(830)은 플렉서블 기판(510) 상에 전기 전도성 트랙 패턴(521)을 제작할 시에 에칭 공정 또는 인쇄 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 8을 참고하면, 면형 트랙(830)의 면적(A3-2)은 온도 센서(540)의 하면(840)이 안착할 수 있는 면적(A3-1)보다 크고, 면형 트랙(830)의 폭(W3) 및 길이(L3)의 곱으로 계산될 수 있다. 이와 같이, 면형 트랙(830)의 폭(W3)은 제 1 선형 서브-트랙(810)의 폭(W1) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)의 폭(W2)보다 큰 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
온도 센서(540)가 면형 트랙(830)에 안착된 경우 온도 센서(540)는 히터 온도(전기 전도성 트랙 패턴(521)의 온도)를 직접적으로 센싱할 수 있다. 따라서, 배터리(도 1 내지 3의 11000)로부터 공급된 전력에 의한 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 가열 시, 면형 트랙(830)의 온도는 곧 제 1 선형 서브-트랙(810)의 온도, 제 2 선형 서브-트랙(820)의 온도, 나아가서 히터 온도(전기 전도성 트랙 패턴(521)의 온도)와 동일한 것이 바람직하다.
선형 서브-트랙들과 면형 트랙이 동일한 전기 전도성 재료로 제작된 것으로 가정하면, 전력이 공급되어 전류가 흐를 때 일반적으로 선형 트랙에서의 저항 값은, 면형 트랙의 저항 값보다 클 수 있다. 전력 공급 시 면형 트랙에서의 저항 값이 선형 트랙에서의 저항 값과 동일하여야만 면형 트랙의 온도와 선형 트랙의 온도가 동일한 값으로 측정될 수 있다. 따라서, 이를 위하여, 면형 트랙의 두께를 조절하는 방식, 다른 종류의 전기 전도성 재료로 면형 트랙을 제조하는 방식 등의 다양한 방식들이 채용될 수 있다.
예를 들어, 면형 트랙(830)은 플렉서블 기판(도 5의 510)에 수직한 방향(Z축)을 기준으로 제 1 선형 서브-트랙(810) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)보다 얇은 두께를 갖는 납작한 플레이트(flat plate)로 형성될 수 있다.
구체적으로, 면적(A3-2)을 갖는 면형 트랙(830)의 두께는 제 1 선형 서브-트랙(810)의 저항 값(Z1) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)의 저항 값(Z2)과 동일한 저항 값(Z3)을 갖기 위한 두께 값에 대응할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전기 전도성 트랙 패턴(521)에 있어서, 바람직하게는, 제 1 선형 서브-트랙(810)에서의 저항 값(Z1), 제 2 선형 서브-트랙(820)에서의 저항 값(Z2) 및 면형 트랙(830)에서의 저항 값(Z3)은 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의한 가열 시 모두 동일할 수 있다. 예를 들어, 저항 값들(Z1, Z2, Z3)는 0.5Ω 내지 2.0Ω 사이에서 바람직하게 선택된 저항 값일 수 있으나, 이는 예시일 뿐 저항 값 범위는 이에 제한되지 않는다.
결국, 면형 트랙(830)이 선형 서브-트랙들(810, 820)과 동일한 전기 전도성 재료로 제작되거나 또는 서로 다른 전기 전도성 재료로 제작된다 할지라도, 안착된 온도 센서(540)가 정확한 히터 온도(즉, 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 온도)를 센싱하기 위해서는, 제 1 선형 서브-트랙(810)에서의 저항 값(Z1), 제 2 선형 서브-트랙(820)에서의 저항 값(Z2) 및 면형 트랙(830)에서의 저항 값(Z3)은 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 가열 시 모두 동일한 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제 1 선형 서브-트랙(810), 제 2 선형 서브-트랙(820) 및 면형 트랙(830)에서의 전기 전도성 트랙 패턴(521)의 가열 시의 저항 변화 특성(예를 들어, TCR, 저항 온도 계수 등)은 모두 동일한 것이 바람직하다.
다만 이에 제한되지 않고, 다른 실시예에 따르면, 전기 전도성 트랙 패턴(521)에 있어서, 제 1 선형 서브-트랙(810)에서의 저항 값(Z1) 및 제 2 선형 서브-트랙(820)에서의 저항 값(Z2) 각각과 면형 트랙(830)에서의 저항 값(Z3) 간의 차이는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의한 가열 시 소정 임계 범위 내일 수도 있다. 이와 같은 경우 저항 값들의 차이로 인한 온도 센싱의 오차는, 제어부(도 1 내지 도 3의 12000)의 보상에 의해 보정될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 동일한 전기 전도성 재료로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 단면은, 도 8에서의 제 1 선형 서브-트랙(911)과 면형 트랙(931)을 Z축 방향으로 바라본 단면에 해당한다. 도 9를 참고하면, 제 1 선형 서브-트랙(911)과 면형 트랙(931)은 동일한 전기 전도성 재료로 제작된 것으로 가정한다.
앞서 설명된 바와 같이, 가열 시 제 1 선형 서브-트랙(810)에서의 저항 값(Z1)과 면형 트랙(830)에서의 저항 값(Z3)을 동일하게 하기 위하여, 면형 트랙(830)의 두께(T3)는 제 1 선형 서브-트랙(810)의 두께(T1)보다 적게 또는 얇게 형성될 수 있다. 즉, 제 1 선형 서브-트랙(911)과 면형 트랙(931)이 동일한 전기 전도성 재료로 제작된 경우, 면형 트랙(931)의 두께(T3)는 면형 트랙(931)의 면적에 기초하여, 제 1 선형 서브-트랙(911)의 저항 값(Z1)과 면형 트랙(931)의 저항 값(Z3)이 동일해지기 위한 두께 값에 대응할 수 있다.
한편, 면형 트랙(931)의 상면은 온도 센서(도 5의 540)의 센서 안착 영역(940)에 해당한다.
도 10은 다른 실시예에 따라 서로 다른 전기 전도성 재료들로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 10을 참고하면, 제 1 선형 서브-트랙(1011)과 면형 트랙(1031)이 서로 다른 전기 전도성 재료들로 제작된 경우, 면형 트랙(1031)의 두께(T4)는 면형 트랙(1031)의 면적 및 면형 트랙(1031)의 저항 변화 특성(예를 들어, TCR, 저항 온도 계수 등)에 기초하여, 제 1 선형 서브-트랙(1011)의 저항 값(Z1)과 면형 트랙(1031)의 저항 값(Z4)이 동일해지기 위한 두께 값에 대응할 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따라 서로 다른 전기 전도성 재료들로 제작된 제 1 선형 서브-트랙과 면형 트랙의 단면을 도시한 도면이다.
도 11을 참고하면, 면형 트랙(1131)의 전기 전도성 재료의 종류 및 면형 트랙(1131)의 면적에 따라, 제 1 선형 서브-트랙(1111)의 저항 값(Z1)과 면형 트랙(1131)의 저항 값(Z5)을 동일하게 하기 위해, 제 1 선형 서브-트랙(1111)의 두께(T1)와 면형 트랙(1131)의 두께(T5)는 동일하게 형성되는 경우도 있을 수도 있다.
즉, 본 실시예에 따른 면형 트랙의 두께는, 면형 트랙의 전기 전도성 재료의 종류에 따른 면형 트랙의 저항 변화 특성과 면형 트랙의 면적을 고려하여, 전기 전도성 트랙 패턴(도 5의 521) 내에서 선형 서브-트랙의 저항 값(저항 변화 특성)과 면형 트랙의 저항 값(저항 변화 특성)이 동일해지기 위한 두께 값으로 다양하게 결정될 수 있다.
도 12 및 도 13은 도 5의 히팅 시트를 이용하여 제작된 히터들을 도시한 도면들이다.
도 12는 도 2 또는 도 3에서 설명된 궐련(20000) 외부를 가열하는 외부 히터 형태(1200)로 구현된 히터(13000)에 대한 도면이다. 구체적으로, 외부 히터 형태(1200)에 해당하는 도 2 또는 도 3의 히터(13000)는 도 5의 히팅 시트(500)가 속이 빈 원통형 또는 튜브형으로 말아짐으로써 내부 공간에 궐련(20000)을 수용하여 궐련(20000)의 외부를 가열할 수 있도록 제작될 수 있다. 여기서, 온도 센서(540)는 히터 온도를 센싱하기 위하여 배치될 수 있다. 외부 히터 형태(1200)로 구현된 히터(13000)는, 적어도 하나의 히팅 시트(500)를 이용하여 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 히팅 시트(500) 각각의 센서 안착 영역에는 온도 센서(540)가 배치될 수 있다. 즉, 외부 히터 형태(1200)로 구현된 히터(13000)는, 적어도 하나의 온도 센서(540)가 배치될 수 있다. 온도 센서(540)는 센서 안착 영역 상에 접착되어 배치되고, 히터 온도 및 에어로졸 생성 장치(도 2 또는 도 3의 10000)에 삽입된 궐련의 온도 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
한편, 도 5에서 설명된 플렉서블 기판(도 5의 510)의 상면, 즉 전기 전도성 트랙 패턴(도 5의 521)과 이에 안착된 온도 센서(540)이 형성된 층은 내부 공간을 향하도록 말아질 수 있다.
도 13은 도 1에서 설명된 원기둥과 원뿔이 조합된 형상으로 제작되어 궐련(20000) 내에 삽입되는 내부 히터 형태(1300)로 구현된 히터(13000)에 대한 도면이다. 구체적으로, 내부 히터 형태(1300)에 해당하는 도 1의 히터(13000)는 도 5의 히팅 시트(500)가 원기둥과 원뿔이 조합된 형상의 구조체(1310)의 외부를 둘러싸는 형태로써 구조체(1310)와 일체화되어 제작될 수 있다. 여기서, 도 5에서 설명된 플렉서블 기판(도 5의 510)의 상면, 즉 전기 전도성 트랙 패턴(도 5의 521)과 이에 안착된 온도 센서(540)이 형성된 층은 가장 바깥쪽을 향하도록 구조체(1310) 외부를 둘러쌀 수 있다. 온도 센서(540)는 센서 안착 영역 상에 접착되어 배치되고, 히터 온도 및 에어로졸 생성 장치(도 1의 10000)에 삽입된 궐련의 온도 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
500: 히팅 시트
505: 센서 안착 영역
510: 플렉서블 기판
520: 면상 발열체
521: 전기 전도성 트랙 패턴
531, 532: 두 전극들
540: 온도 센서
550: 일부 영역

Claims (16)

  1. 에어로졸 생성 장치용 히터에 있어서,
    절연 재료로 형성된 플렉서블 기판(flexible substrate);
    에어로졸 생성을 위해 배터리로부터 공급된 전력에 의해 가열되고, 상기 플렉서블 기판의 일면 상에 형성된 면상 발열체(plane heating element)를 포함하고,
    상기 면상 발열체는, 두 전극들 사이에서 직렬로 연결되고, 나란하게 배치된 선형 서브-트랙들 및 상기 선형 서브-트랙들 사이들을 연결하는 브릿지 트랙들이 지그재그 형상의 경로를 따라 형성된, 전기 전도성 트랙 패턴을 포함하고,
    상기 전기 전도성 트랙 패턴은, 상기 선형 서브-트랙들 중 인접하게 배치된 제 1 선형 서브-트랙의 종점 및 제 2 선형 서브-트랙의 시점 사이에서 직렬로 연결되고, 온도 센서의 하면(undersurface)이 안착할 수 있는 면적을 갖는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)을 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 센서 안착 영역에 안착되어 상기 히터의 온도를 모니터링하는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급된 전력에 의한 가열 시, 상기 제 1 선형 서브-트랙에서의 제 1 저항 값, 상기 제 2 선형 서브-트랙에서의 제 2 저항 값 및 상기 면형 트랙에서의 제 3 저항 값은 동일한, 에어로졸 생성 장치용 히터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 면형 트랙은
    상기 플렉서블 기판에 수직한 방향을 기준으로 상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙보다 얇은 두께를 갖는 납작한 플레이트로 형성되고,
    상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙보다 큰 폭을 갖도록 형성되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 면형 트랙의 두께는
    상기 면형 트랙의 면적 및 상기 면형 트랙의 저항 변화 특성에 기초하여, 상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙과 동일한 저항 값을 갖기 위한 두께 값으로 결정되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 면형 트랙은
    상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙과 동일한 종류의 전기 전도성 재료로 제작되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 면형 트랙은
    상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙과 서로 다른 TCR (Thermal Coefficient Resistance)을 갖는 전기 전도성 재료로 제작되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 선형 서브-트랙 및 상기 제 2 선형 서브-트랙은 상기 경로 상에서 평행하게 배치된 것인,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 면형 트랙은
    에칭 공정 또는 인쇄 공정에 의해 제작되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는
    상기 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련의 외부를 가열하기 위한 외부 히터 형태로 구현되는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급된 전력에 의한 가열 시, 상기 제 1 선형 서브-트랙에서의 제 1 저항 값 및 상기 제 2 선형 서브-트랙에서의 제 2 저항 값 각각과 상기 면형 트랙에서의 제 3 저항 값 간의 차이는 소정 임계 범위 내인,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 선형 서브-트랙에서의 제 1 저항 값, 상기 제 2 선형 서브-트랙에서의 제 2 저항 값 및 상기 면형 트랙에서의 제 3 저항 값 각각은, 0.5Ω 내지 2.0Ω 사이의 저항 값을 갖는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는
    상기 센서 안착 영역 상에 접착되어 배치되고,
    상기 히터의 온도 및 상기 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련의 온도 중 적어도 하나를 센싱하는,
    에어로졸 생성 장치용 히터.
  13. 히터;
    상기 히터 상에 배치되어 상기 히터의 온도를 센싱하는 적어도 하나의 온도 센서;
    상기 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및
    상기 배터리로부터 상기 히터에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 온도 센서에 의해 센싱된 상기 온도를 모니터링하는 제어부를 포함하고,
    상기 히터는
    절연 재료로 형성된 플렉서블 기판(flexible substrate);
    에어로졸 생성을 위해 상기 배터리로부터 공급된 전력에 의해 가열되고, 상기 플렉서블 기판의 일면 상에 형성된 면상 발열체를 포함하고,
    상기 면상 발열체는, 두 전극들 사이에서 직렬로 연결되고, 나란하게 배치된 선형 서브-트랙들 및 상기 선형 서브-트랙들 사이들을 연결하는 브릿지 트랙들이 지그재그 형상의 경로를 따라 형성된, 전기 전도성 트랙 패턴을 포함하고,
    상기 전기 전도성 트랙 패턴은, 상기 선형 서브-트랙들 중 인접하게 배치된 제 1 선형 서브-트랙의 종점 및 제 2 선형 서브-트랙의 시점 사이에서 직렬로 연결되고, 상기 온도 센서의 하면(undersurface)이 안착할 수 있는 면적을 갖는 면형 트랙(planar track)으로 형성된 센서 안착 영역(sensor seating region)을 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 센서 안착 영역에 안착되어 상기 히터의 온도를 모니터링하는,
    에어로졸 생성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공급된 전력에 의한 가열 시, 상기 제 1 선형 서브-트랙에서의 제 1 저항 값, 상기 제 2 선형 서브-트랙에서의 제 2 저항 값 및 상기 면형 트랙에서의 제 3 저항 값은 동일한,
    에어로졸 생성 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모니터링된 온도에 의존하여, 상기 히터에 공급되는 상기 전력을 제어하는,
    에어로졸 생성 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 히터는
    상기 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련의 외부를 가열하기 위한 외부 히터 형태로 구현되는,
    에어로졸 생성 장치.
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