KR102525524B1 - 유도 가열 시스템 및 가열기 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기가 제공된다. 유도 가열기는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위한 가열기 요소를 포함한다. 가열기 요소는 세라믹 부재, 및 세라믹 부재와 일체로 형성된 서셉터 재료를 포함한다. 서셉터 재료는 사용 중에 전자기 유도에 의해 가열되도록 배열된다.

Description

유도 가열 시스템 및 가열기
본 발명은 유도 가열 시스템(induction heating system) 및 에어로졸 발생 장치(aerosol generation device)를 위한 가열기에 관한 것이다.
시가레트들, 시가들 등과 같은 흡연 물품들(smoking articles)은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 연소시키지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은, 재료(material)를 가열하되 태우지 않음으로써 화합물들을 방출하는, 소위 "비연소식 가열(heat-not-burn)" 제품들 또는 담배 가열 장치들 또는 제품들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 발명의 양상에 따라, 에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기가 제공된다. 유도 가열기는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위한 가열기 요소를 포함한다. 가열기 요소는 세라믹 부재, 및 세라믹 부재와 일체로 형성된 서셉터 재료(susceptor material)를 포함한다. 서셉터 재료는 사용 중에 전자기 유도(electromagnetic induction)에 의해 가열되도록 배열된다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기가 제공된다. 유도 가열기는, 가변 자기장에 의해 침투될 때 가열하도록 구성된, 매립된 서셉터 재료를 포함하는 가열기 요소를 포함한다. 가열 요소는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료(aerosolisable material)를 위킹(wick)하도록 추가로 배열된다. 유도 가열기는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료를 포함한다. 가열기 요소는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료로 포화된다.
가열기 요소는 서셉터 재료에 비해 더 큰 농도의 세라믹 부재를 가질 수 있다.
가열기 요소는 세라믹 부재에 비해 더 큰 농도의 서셉터 재료를 가질 수 있다.
가열기 요소의 제1 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비는 가열기 요소의 제2 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비와 상이할 수 있다.
가열기 요소는 세장형일 수 있고, 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비는 가열기 요소의 길이를 따라 변한다.
서셉터 재료는 비드들(beads), 플레이크들(flakes), 입자들(particles), 샤드들(shards), 로드들(rods) 및 튜브들 중 적어도 하나의 형태일 수 있다. 서셉터 재료는 금속일 수 있다. 서셉터 재료는 철 금속(ferrous metal)일 수 있다.
서셉터 재료는 적어도 2개의 유형들의 서셉터 재료를 포함할 수 있고, 그 유형들의 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비들은 가열기 요소에 걸쳐 변한다.
세라믹 부재는 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 중공 튜브(hollow tube)의 형태일 수 있다. 세라믹 부재는, 에어로졸 발생 재료를 위킹하기 위한 위킹 기능을 상기 세라믹 부재에 제공하도록 배열될 수 있다. 세라믹 부재는 소결된 세라믹 재료로 형성될 수 있다.
가열기는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료로 포화될 수 있다.
에어로졸 가열 장치를 위한 유도 가열 시스템이 제공될 수 있다. 유도 가열 시스템은 본원에 개시된 바와 같은 유도 가열기, 및 유도 가열기를 가열하기 위한 전자기장 발생기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라, 에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은: 세라믹 재료를 제공하는 단계; 미리 결정된 농도로 세라믹 재료에 서셉터 재료를 투여(dose)하는 단계; 및 투여된 세라믹 재료를 유도 가열기의 원하는 형상으로 형성하는 단계를 포함한다.
세라믹 재료는 슬러리 형태로 제공될 수 있고, 투여된 세라믹 재료는 유도 가열기의 원하는 형상으로 몰딩될 수 있다.
세라믹 재료는 분말 형태로 제공될 수 있고, 투여된 세라믹 재료는 유도 가열기의 원하는 형상으로 형성된 후 소결되어, 유도 가열기의 형상을 고정할 수 있다.
투여된 세라믹 재료는 중공 튜브로 형성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어진, 단지 예로서만 주어진 본 발명의 바람직한 실시예들의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 일 예에 따른 가열기 요소의 개략적인 사시단면도를 도시한다.
도 2는 일 예에 따른 가열기 요소의 개략적인 사시단면도를 도시한다.
도 3은 일 예에 따른 가열기 요소의 개략적인 사시단면도를 도시한다.
도 4는 일 예에 따른 가열기 요소의 개략적인 사시단면도를 도시한다.
도 5는 일 예에 따른 가열기 요소의 개략적인 사시단면도를 도시한다.
도 6은 일 예에 따른 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체를 가열하는 공정이다. 전기 전도성 물체는 서셉터로 알려져 있을 수 있다. 유도 가열기는 전자석, 및 전자석을 통해 교류 전류와 같은 가변 전류(varying electric current)를 통과시키기 위한 장치를 포함할 수 있다. 전자석의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 전자석에 대해 적절하게 포지셔닝된 서셉터를 관통하여, 서셉터 내부에 와전류들(eddy currents)을 생성한다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 따라서 이 저항에 대한 와전류들의 흐름은 서셉터가 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되게 한다. 서셉터가 철, 니켈 또는 코발트와 같은 강자성 재료(ferromagnetic material)를 포함하는 경우들에서, 열은 또한 서셉터의 자기 히스테리시스 손실들(hysteresis losses)에 의해, 즉, 가변 자기장과 자기 재료 내의 자기 쌍극자들(magnetic dipoles)의 정렬의 결과로서 자기 쌍극자들의 가변 배향에 의해 생성될 수 있다.
유도 가열에서, 예컨대, 전도에 의한 가열과 비교하여, 서셉터 내부에서 열이 발생하여, 빠른 가열을 허용한다. 또한, 유도 가열기와 서셉터 사이에 어떠한 물리적인 접촉도 필요하지 않아서, 구성 및 적용에서 개선된 자유도를 허용한다.
도 1을 참조하면, 세라믹 부재(110), 및 세라믹 부재(110) 내에 배열된 서셉터 재료(120)를 갖는 가열기 요소(100)의 예의 개략적인 사시단면도가 도시된다. 가열기 요소(100)는, 일단 가열기 요소(100)가, 동작하는 전자기 유도 시스템 내에 배치되면, 서셉터 재료(120)가 열 에너지를 생성하도록 배열된다. 다시 말해서, 가열기 요소(100)는 유도 가열기로서 사용하기 위한 것이다. 세라믹 부재(110)는 서셉터 재료(120)에 의해 생성된 열을 보유할 것이며, 이로써 가열기 요소(100)는 열 에너지를 제공하기 위해 효율적으로 작동한다. 세라믹 부재(110)는 세라믹 부재(110) 내에 매립된 서셉터 재료(120)을 갖는 임의의 형상일 수 있다.
도 2를 참조하면, 가열기 요소(100)의 다른 예의 개략적인 사시단면도가 도시된다. 도 2의 가열기 요소(100)는 2개의 영역들, 즉, 영역(A) 및 영역(B)을 갖는다. 서셉터 재료(120)는 2개의 영역들 사이에 불균일하게 분포되어, 영역(A)이 영역(B)과 비교하여 더 많은 양의 서셉터 재료(120)를 갖는다. 다시 말해서, 영역(A)은 영역(B)과 비교하여 더 소량의 세라믹을 갖는다. 서셉터 재료(120)의 이러한 불균일한 분포의 영향은, 도 2의 가열기 요소(100)가 전자기장에 노출될 때, 영역(A)이 영역(B)에서보다 세라믹 재료(110)에 대한 서셉터 재료(120)의 더 큰 농도를 갖기 때문에, 영역(A)이 영역(B)보다 더 빠르게 가열될 것이라는 것이다. 부가적으로, 영역(A)에 세라믹 재료가 더 적기 때문에, 영역(A)의 전체 절연 레벨은 영역(B)과 비교하여 상대적으로 더 낮을 수 있으며, 따라서 열은 가열기 요소(100)의 영역(A)으로부터 더 쉽게 빠져나갈 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 가열 프로파일을 갖는 가열기 요소(100)는 가열기 요소(100) 내의 서셉터 재료(120)의 배열에 의해 생성될 수 있다. 이는, 가열기 요소(100)와 접촉하는/가열기 요소(100) 부근의 임의의 에어로졸화 가능 재료의 상이한 영역들을 상이하게 가열하는 데 유용할 수 있다. 이는, 가열될 에어로졸화 가능 재료의 유형(들), 가열기 요소(100)가 에어로졸 제공 장치에 사용될 때 가열기 요소(100) 통한/관통한 공기 흐름 특징들, 및/또는 가열된 영역으로부터 마우스피스까지의 거리에 의해 영향을 받을 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 영역(A)은 가열기(100)의 하나의 단부쪽에 배열되고, 영역(B)은 가열기(100)의 다른 단부쪽에 배열된다. 다시 말해서, 세라믹 부재(110) 내에 배열된 서셉터 재료(120)의 양은 가열기 요소(100)의 길이를 따라 길이 방향으로(lengthwise) 변한다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 다른 배열들이 생각될 수 있다. 다시 말해서, 서셉터 재료의 농도는 가열기에 대해 임의의 방향을 따라 변할 수 있다. 예컨대, 부가적으로 또는 대안적으로, 세라믹 부재(110) 내에 배열된 서셉터 재료(120)의 양은 가열기(100)의 폭에 걸쳐 변경될 수 있다. 서셉터 재료(120)의 양이 2-차원들, 예컨대, 폭 및 길이에서 변할 때, 2-차원 가열 프로파일은 사용 중에 가열기 요소(100)에 의해 형성될 수 있다. 일 예에서, 가열기 요소(100)는 영역들의 어레이를 가질 수 있으며, 영역들의 어레이의 각각의 영역은 세라믹 부재(110)와 함께 원하는 양의 서셉터 재료(120)가 배열된다. 따라서, 각각의 영역은, 그 영역에 배열된 서셉터 재료(120)의 양에 기반하여, 그 자신의 특정 가열 레이트를 갖는 '가열 스폿(heating spot)'으로 생각될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 가열기 요소(100)의 다른 예의 개략적인 사시단면도가 도시된다. 도 3의 가열기 요소(100)는 3개의 영역들, 즉, 영역(A), 영역(B) 및 영역(C)을 갖는다. 서셉터 재료(120)는, 영역(A)이 영역(B)과 비교하여 더 많은 양의 서셉터 재료(120)를 갖고, 영역(C)이 영역(A)과 비교하여 더 많은 양의 서셉터 재료(120)를 갖도록, 3개의 영역들 사이에 불균일하게 분포된다. 도 2의 가열기 요소(100)의 예에서와 같이, 서셉터 재료(120)의 불균일한 분포는 도 3의 가열기(100)에 대한 특정 가열 프로파일을 야기한다. 영역(C)이 가장 빨리 가열되고, 다음에 영역(A) 그리고 그후 영역(B)이 가열될 것이다. 도시된 예에서, 영역(C)은 가열기 요소(100)의 하나의 단부를 향하고, 영역(A)은 가열기 요소(100)의 다른 단부를 향하는 반면에, 영역(B)은 영역들(A와 C) 사이에 위치된다. 다시, 도 2에서와 같이, 세라믹 부재(110) 내에 배열된 서셉터 재료(120)의 양은 도 3에 예시된 가열기 요소(100)의 길이를 따라 길이 방향으로 변한다. 도 2 및 3에 도시된 가열기 요소들(100)에 의해 제공되는 특정 가열 프로파일들은, 자신의 그 길이를 따라 변할 수 있는 특화된 에어로졸화 가능 재료와 함께 최상으로 사용될 수 있다. 선택적으로, 특화된 에어로졸화 가능 재료는 또한, 원하는 경우 자신의 폭에 걸쳐 변할 수 있다. 이러한 방식으로, 가열기는, 흡연 세션 동안 특정 시간들에 영역들(A 및 B)(및 도 3에 대해 C)과 실질적으로 정렬된 에어로졸화 가능 재료의 특정 섹션들 또는 부분들로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 예에서, 에어로졸화 가능 재료는 고속 가열 영역(A)과 실질적으로 정렬된 담배 부분, 및 저속 가열 영역(B)과 실질적으로 정렬된 멘톨 부분을 가질 수 있어서, 흡연 세션은 담배 에어로졸로 시작하고, 멘톨 에어로졸로 마감한다.
각각의 영역(예컨대 A, B 또는 C)에서 세라믹 부재(110) 내에 배열된 일정량의 서셉터 재료(120)는, 사용 중에 가열될 때, 각각의 영역의 피크 온도가 실질적으로 동일한 온도에서 안정화되지만, 영역들 각각이 자신의 피크 온도에 도달하는 데 걸리는 시간이 특정 가열기 요소(100)의 원하는 가열 프로파일에 따라 변하도록, 배열될 수 있다. 다시 말해서, 각각의 영역의 가열 레이트는 사용 중에 변할 것이다.
대안적으로, 각각의 영역(예컨대, A, B 또는 C)에서 세라믹 부재(110) 내에 배열된 일정량의 서셉터 재료(120)는, 사용 중에 가열될 때, 각각의 영역의 피크 온도들이 그 피크 온도에 도달하는 데 걸리는 시간 및 값 둘 모두에 의해 변하도록, 배열될 수 있다. 각각의 영역에서 세라믹 부재(110) 내에 배열된 일정량의 서셉터 재료(120)는 특정 가열기 요소(100)의 원하는 가열 프로파일에 따라 배열될 것이다. 다시 말해서, 각각의 영역의 가열 레이트 및 궁극적인 피크 온도 둘 모두는 사용 중에 변할 것이다. (농도 이외에 또는 대안으로) 서셉터 재료의 유형이 영역들 각각에서 변할 수 있으며, 여기서 서셉터 재료의 유형이 상이한 가열 특징들(예컨대, 가열 레이트, 동작 온도, 등)을 갖고, 따라서 각각의 영역의 온도들의 변동이 또한 각각의 영역에서 서셉터 재료의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다는 것이 또한 인지되어야 한다.
일 예에서, 가열기 요소(100)는, 세라믹 슬러리(ceramic slurry)와 적절한 양의 서셉터 재료(120)를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 세라믹 슬러리는 몰드(mould)에 배치될 수 있다. 그후, 세라믹 슬러리는 경화(set) 및 건조 상태로 남겨질 수 있다. 그후, 세라믹 슬러리는, 세라믹을 딱딱하고 단단하게 만들고 그래서 가열기 요소(100)의 세라믹 부재(110)를 형성하기 위해 소성될 수 있다. 일 예에서, 적절한 양의 서셉터 재료(120)는, 결국 가열기 요소(100)의 개개의 영역을 형성할 세라믹 슬러리의 일부를 통해 혼합될 수 있다. 다시 말해서, 세라믹 슬러리에는 서셉터 재료(120)가 투여된다. 서셉터 재료(120)는, 원하는 가열 프로파일에 의해 결정된 바와 같이, 세라믹 슬러리의 일부를 통해 균일하게 또는 불균일하게 혼합될 수 있다. 그후, 세라믹 슬러리의 일부는 개개의 포지션에서 몰드에 추가될 수 있다. 그후, 서셉터 재료(120)의 상이한 양들(또는 아래에 논의되는 바와 같은 유형들)을 갖는 다른 영역들에 대응하는 세라믹 슬러리의 상이한 부분들은, 가열기 요소(100)로부터 요구되는 가열 프로파일에 의존하여 몰드에 추가될 수 있다.
다른 예에서, 가열기 요소(100)의 영역에 대한 적절한 양의 서셉터 재료(120)가, 이미 몰드에 있는 세라믹 슬러리에 추가될 수 있다. 적절한 양의 서셉터 재료(120)는 몰드의 적절한 위치에 추가되고, 슬러리가 경화되고 소성되기 전에, 인 시투(in situ)로 완전히(through) 혼합될 수 있다. 서셉터 재료(120)는, 원하는 가열 프로파일에 의해 결정된 바와 같이, 세라믹 슬러리의 일부를 통해 균일하게 또는 불균일하게 혼합될 수 있다. 그후, 다른 양들의 서셉터 재료(120)는, 가열기 요소(100)로부터 요구되는 가열 프로파일에 의존하여 상이한 가열 영역들에 대응하는 세라믹 슬러리를 보유하는 몰드의 다른 위치들에 추가될 수 있다.
다른 예에서, 세라믹 부재(110)는 세라믹 부재(110)를 형성하기 위해 세라믹 분말을 소결함으로써 제조될 수 있다. 세라믹 분말은, 분말이 소결되기 전에, 세라믹 부재(110)의 궁극적인 형상으로 압축 또는 몰딩될 수 있다. 일 예에서, 적절한 양의 서셉터 재료(120)는 세라믹 분말의 일부에 추가되어 혼합될 수 있다. 그후, 가열기 요소(100)의 개개의 영역에 대응하는 분말의 그 부분은, 상이한 양들의 서셉터 재료(120)를 갖는 가열기 요소의 다른 영역들에 대응하는 세라믹 분말의 다른 부분들에 대해 배열될 수 있다. 그후, 완성된 배열체가 형성되고 소결될 수 있다. 아래에 논의되는 바와 같이, 소결 공정은, 세라믹 부재(110)가 다공성인 가열기 요소(100)가 형성되도록 허용한다. 다공성 세라믹 부재(110)는, 에어로졸화 가능 액체가 가열기 요소(100) 상의 가열 포지션으로 위킹되도록 허용하는 위킹 특성들을 가질 수 있다.
당업자에게 명백할 바와 같이, 세라믹 부재(110)에 배열된 서셉터 재료(120)의 양은 또한, 세라믹 부재(110) 내의 서셉터 재료(120)의 농도로서 설명될 수 있다. 가열기 요소(100)를 생성하기 위해, 서셉터 재료(120)의 양은 세라믹 부재(110)와의 농도비로 측정될 수 있다. 서셉터 재료(120) 대 세라믹 부재(110)의 양의 농도비는 가열기 요소(100)의 영역마다 변할 수 있다. 예컨대, 영역들(예컨대, A, B 또는 C) 중 하나는 영역들 중 다른 하나의 영역으로부터 서셉터 재료(120) 대 세라믹 부재(110)의 상이한 농도비를 가질 수 있다. 당업자라면 인지할 바와 같이, 최종 가열기 요소(100) 내의 농도비는, 제조 공정으로 인해 미가공(raw) 서셉터 재료 대 미가공 세라믹의 농도비들과 상이할 수 있다. 예컨대, 제조 공정 동안의 물 손실이 고려될 필요가 있을 수 있다.
도 4를 참조하면, 가열기 요소(100)의 다른 예의 개략적인 사시단면도가 도시된다. 가열기 요소(100)는 다양한 형태들의 세라믹 부재(110) 및 서셉터 재료(120)를 갖는다. 서셉터 재료(120)는 로드들(120a), 비드들(120b), 튜브들(120c), 샤드들(120d), 플레이크들(120e) 또는 입자들(120f) 중 임의의 것의 형태일 수 있다. 서셉터 재료(120)는 하나의 유형의 서셉터 재료로 형성될 수 있거나, 2개 이상의 유형들의 서셉터 재료들로 형성될 수 있다. 상이한 서셉터 유형들은 상이한 피크 온도들이 도달될 수 있게 한다. 세라믹 부재(110)의 특정 영역에서 서셉터 재료(120)의 유형 및 그 유형의 서셉터 재료(120)의 양 둘 모두의 변동은 매우 정확한 가열 프로파일이 생성될 수 있게 한다. 도 4에 도시된 가열기 요소(100)는 도 1-3에 대해 위에 설명된 방식과 동일한 방식으로 형성될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 가열기 요소(100)의 개략적인 사시단면도가 도시된다. 가열기 요소(100)는 이전 예들에서와 같이 세라믹 부재(110) 및 서셉터 재료(120)를 갖지만, 이 가열기 요소(100)는 중공 튜브의 형태로 형성되었고, 따라서 이 가열기 요소(100)의 하나의 단부로부터 다른 단부로의 관통 구멍(140)에 대한 개구(130)를 갖는다. 도 5의 가열기 요소(100)가 전자기장 내로 배치될 때, 서셉터 재료(120)는, 세라믹 부재(110)가 보유하고 주변 환경으로 방출할 열을 생성할 것이다. 관통 구멍(140)은 주변 가열기 요소(100)에 의해 가열될 것이고, 관통 구멍(140)의 열은 효율적으로 보유될 것이다. 따라서, 가열기 요소(100)는 오븐으로서 작동하여, 에어로졸화 가능 재료가 배치될 수 있는 관통 구멍(140) 내에 고온을 생성할 것이다. 도 2, 3 및 4의 예들에서와 같이, 도 5의 가열기 요소(100)는 가열기 요소(100)에서 서셉터 재료(120)의 양들 및 유형들 둘 모두의 변동들을 가질 수 있다. 예컨대, 가열기 요소(100)는, 가열기 요소(100)의 다른 영역에서보다 가열기 요소(100)의 하나의 영역에 위치된 더 많은 양의 서셉터 재료(120)를 가질 수 있다. 일 예에서, 서셉터 재료(120)는 가열기 요소(100)의 하나의 단부에 더 집중될 수 있어서, 에어로졸 발생이 더 빨리 실시되도록 오븐이 그 단부에서 가장 뜨겁게 한다. 다시 말해서, 세라믹 부재(110) 내에 배열된 서셉터 재료(120)의 양은 중공 튜브 가열기 요소(100)의 길이를 따라 길이 방향으로 변한다.
도 5에 도시된 가열기 요소(100)는 도 1-4에 대해 위에 설명된 방식과 동일한 방식으로 형성될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 전력 유닛(210), 가열 유닛(220) 및 마우스피스(230)를 구비한 에어로졸 발생 장치(200)가 도시된다. 마우스피스(230)는 장치(200)의 근위 단부쪽에 위치되는 반면, 도시된 예에서, 전력 유닛(210)은 장치(200)의 원위 단부쪽에 위치된다. 가열 유닛(220)은, 도시된 예에서, 전력 유닛(210)과 마우스피스(230) 사이에 위치된다.
가열 유닛(220)은 가열기(300)를 수납한다. 가열기(300)는, 서셉터 재료(320)가 내부에 매립된 세라믹 부재(310)를 갖는다. 가열기(300)는 또한, 전류를 전달하는 코일(330) 또는 일련의 코일들(330)을 갖는다. 코일들(330)은, 세라믹 부재(310) 내의 서셉터 재료(320)의 가열을 발생시키기 위해 전자기장을 제공한다. 코일들(330)은, 장치(200)의 전력 유닛(210)에 제공된 전원에 연결된다.
세라믹 부재(310)는, 도 1 내지 5에 언급된 가열기 요소들(100)과 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 세라믹 부재(310)는, 주조 또는 몰딩된 세라믹 슬러리로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 세라믹 슬러리는 튜브 형상으로 압출될 수 있다. 슬러리에는 서셉터 미립자들이 첨가될 수 있다. 그후, 슬러리는 중공 형상으로 마감될 수 있다.
또한 도 1-5와 대해 위에서 논의된 바와 같이, 세라믹 부재(310)는 대신에 소결, 압력의 인가, 또는 다공성 세라믹을 형성하기 위한 임의의 다른 기법에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, 세라믹 부재(310)는 등압 압축성형(isostatic pressing)을 통해, 가소 성형(예컨대, 지거링(jiggering), 압출 또는 사출 성형(injection moulding))을 통해 또는 주조에 의해 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 생성된 세라믹 부재(310)는 다공성일 것이고, 따라서 예컨대, 모세관력을 통해 장치(200) 내의 에어로졸 발생 재료의 저장소로부터 에어로졸 발생 재료를 빨아들이기 위한 심지(wick)로서 역할을 할 수 있다. 따라서, 세라믹 부재(310)는 장치(200)를 위한 심지 및 가열기 둘 모두로서 역할을 할 것이다. 일 예에서, 세라믹 부재(310)의 하나의 단부는, 흡연 세션 동안 에어로졸화를 위해 에어로졸 발생 재료를 가열기(300)로 빨아들이기 위해 에어로졸 발생 재료의 저장소 내로 돌출될 수 있다.
세라믹 부재(310)는 또한 소모품으로서 사용될 수 있다. 예에서, 서셉터 재료(320)가 매립된 세라믹 부재(310)는, 예컨대, 전자-액체 또는 농축된 담배 추출물과 같은 에어로졸 발생 재료, 및 예컨대, 글리세롤과 같은 에어로졸 발생 작용제로 포화되어, 에어로졸 발생 장치(200)에서 사용을 위한 일회용 소모품을 형성할 수 있다. 대안적인 재료들은 농축된 담배 추출물 및 결합제(binding agent), 이를테면, 예컨대, 알긴산 나트륨(sodium alginate)을 포함한다. 재료는 또한, 부가적으로 또는 대안적으로, 향미 또는 향미제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "향미(flavour)” 및 "향미제(flavourant)"라는 용어들은, 현지 규정들이 허용하는 경우, 성인 소비자들을 위한 제품에서 원하는 맛 또는 향을 생성하는 데 사용할 수 있는 재료들을 지칭한다. 사용되는 서셉터 재료(320) 유형들 및 양들은 특별히, 사전-포화된 에어로졸 발생 재료와 함께 유리하게 작동하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 세라믹 부재들(310) 중 하나는 흡연 세션에서 첫 번째로 에어로졸화되어야 하는, 하나의 단부의 하나의 유형의 에어로졸 발생 재료, 및 흡연 세션에서 두 번째로 에어로졸화되어야 하는 제2 단부의 제2 유형의 에어로졸을 갖는 경우, 서셉터 재료(320)는 제1 단부쪽에 치우칠 수 있거나, 제1 단부에서의 하나의 유형의 서셉터 재료는 제2 단부에서의 그 유형보다 더 높은 온도에 도달하도록 선택될 수 있다.
일련의 가열기들(300)에는 서셉터 재료(320)의 유사하거나 상이한 로딩들이 제공될 수 있고, 각각의 가열기(300)는 사용 시에 유사하거나 상이한 가열 프로파일을 제공하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 가열기(300)는 에어로졸 발생 장치(200)로부터 제거될 수 있고, 흡연 세션 동안 선호하는 가열 프로파일을 제공하는 가열기(300)로 교체될 수 있다. 이것은, 특정 가열 프로파일에 의해 우선적으로 가열되는 에어로졸화 가능 재료의 특정 선택으로 인한 것일 수 있다.
세라믹 부재(110, 310)는 임의의 적합한 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 세라믹 부재(110, 310)는, 단단한 케이크 또는 정제(tablet)로 형성될 수 있는 임의의 적합한 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 세라믹 부재(110, 310)는, 다공성 케이크 또는 다공성 정제로 형성될 수 있는 임의의 적합한 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 세라믹 재료는 알루미나, 지르코니아, 이트리아, 탄산 칼슘 및 황산 칼슘 중 적어도 하나로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
서셉터 재료(120, 320)는 임의의 적합한 서셉터 재료, 예컨대, 철, 스테인리스 강, 연강과 같은 철 합금들, 몰리브덴, 탄화 규소, 알루미늄, 금 그리고 구리 중 적어도 하나, 또는 이들의 임의의 조합으로 형성될 수 있다.
상기 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로 이해되어야 한다. 본 발명의 추가적 실시예들이 인식된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 함께 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들 또는 임의의 다른 실시예들의 임의의 조합과 함께 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 전술되지 않은 균등물들 및 수정들이 또한 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기로서,
    에어로졸 발생 재료(aerosol generating material)를 가열하기 위한 가열기 요소를 포함하고,
    상기 가열기 요소는 세라믹 부재 및 상기 세라믹 부재와 일체로 형성된 서셉터 재료(susceptor material)를 포함하며,
    상기 서셉터 재료는 사용 중에 전자기 유도(electromagnetic induction)에 의해 가열되도록 배열되고,
    상기 가열기 요소의 제1 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비는 상기 가열기 요소의 제2 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비와 상이한,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가열기 요소는 상기 서셉터 재료에 비해 더 큰 농도의 세라믹 부재를 갖는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가열기 요소는 세라믹 부재에 비해 더 큰 농도의 서셉터 재료를 갖는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가열기 요소는 세장형(elongate)이고, 상기 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비는 상기 가열기 요소의 길이를 따라 변하는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 재료는 비드들(beads), 플레이크들(flakes), 입자들(particles), 샤드들(shards), 로드들(rods) 및 튜브들 중 적어도 하나의 형태인,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 재료는 금속인,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 재료는 철 금속(ferrous metal)인,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  8. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 재료는 적어도 2개의 유형들의 서셉터 재료를 포함하고, 상기 유형들의 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비들은 상기 가열기 요소에 걸쳐 변하는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  9. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 중공 튜브의 형태인,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  10. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 에어로졸 발생 재료를 위킹(wicking)하기 위한 위킹 기능을 상기 세라믹 부재에 제공하도록 배열되는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 소결된 세라믹 재료로 형성되는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  12. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열기는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료(aerosolisable material)로 포화되는,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  13. 에어로졸 가열 장치를 위한 유도 가열 시스템으로서,
    제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항의 유도 가열기, 및 상기 유도 가열기를 가열하기 위한 전자기장 발생기를 포함하는,
    에어로졸 가열 장치를 위한 유도 가열 시스템.
  14. 에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기로서,
    세라믹 부재 및 상기 세라믹 부재와 일체로 형성되고 가변 자기장에 의해 침투될 때 가열하도록 구성된 서셉터 재료를 포함하는 가열기 요소 ― 상기 가열기 요소는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료를 위킹하도록 추가로 배열됨 ― ; 및
    액체 형태의 에어로졸화 가능 재료를 포함하고,
    상기 가열기 요소는 액체 형태의 에어로졸화 가능 재료로 포화되고,
    상기 가열기 요소의 제1 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비는 상기 가열기 요소의 제2 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 부재의 농도비와 상이한,
    에어로졸 발생 장치를 위한 유도 가열기.
  15. 에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 위한 가열기 요소를 제조하는 방법으로서,
    세라믹 재료를 제공하는 단계;
    상기 가열기 요소의 제1 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 재료의 농도비는 상기 가열기 요소의 제2 영역에서 서셉터 재료 대 세라믹 재료의 농도비와 상이하도록 미리 결정된 농도로 세라믹 재료에 서셉터 재료를 투여하는 단계; 및
    투여된 상기 세라믹 재료를 상기 가열기 요소의 원하는 형상으로 형성하는 단계를 포함하는,
    에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 제조하는 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 슬러리 형태(slurry form)로 제공되고, 투여된 상기 세라믹 재료는 상기 유도 가열기의 원하는 형상으로 몰딩되는,
    에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 위한 가열기 요소를 제조하는 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 분말 형태로 제공되고, 투여된 상기 세라믹 재료는 상기 유도 가열기의 원하는 형상으로 형성된 후 소결되어, 상기 유도 가열기의 형상을 고정하는,
    에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 위한 가열기 요소를 제조하는 방법.
  18. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    투여된 상기 세라믹 재료는 중공 튜브로 형성되는,
    에어로졸 발생 장치의 유도 가열 시스템을 위한 유도 가열기를 위한 가열기 요소를 제조하는 방법.
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