KR20010089445A - 흡입 에어로졸 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

흡입 에어로졸 공급 시스템은 입 부분측의 후면 영역(16)과 전면 영역(14)을 가진 로드형 하우징(12)을 포함한다. 가열 장치(30,38,44,50)에 의해 가열될 수 있고 상기 하우징(12)의 전면 측부(23)에 배치된 공급 구멍(24)을 통해 접근가능한 기질 홀더(26)는 하우징(12)의 전면 영역(14)으로 배열된다. 상기 기질 홀더(26)로부터 하우징(12)의 후방 단부로 유동 채널(34)이 연장된다. 상기 가열 장치(30,38,44,50)는 열 또는 촉매 연소에 의해 가열하도록 설정된다. 상기 공급 구멍(24)을 통해 기질 홀더(26)로 삽입되는 기질 부분(1)은 공기 입구와 에어로졸 출구를 가진 슬리브 내측에 에어로졸 형성 재료를 포함한다.

Description

흡입 에어로졸 공급 시스템{SYSTEM FOR SUPPLYING AN INHALABLE AEROSOL}

종래의 담배의 흡연 시에, 대부분의 담배는 빨아들이는 중이 아니라, 빨아들이는 사이의 휴지 기간에 연소된다. 이는 소위 담배 끝에서 나는 연기(side-stream smoke)를 발생시키게 되어, 종종 비흡연자에게 짜증스러운 느낌을 주게 된다.

이 문제를 극복하도록, 여러 가지 새로운 흡연 제품이 제안되었다. 이러한 개발품의 공통적인 원리는 흡연 에어로졸을 배출하도록 사용되는 것이, 담배의 연소 열이 아니라, 다른 에너지 원이라는 것이다. 이로써 담배 끝에서 연기가 나는 현상은 크게 방지되었다. 특수 담배 잎 또는 향료 물질로 처리된 캐리어 재료 등의 대체 재료들이 종종 에어로졸 형성을 위해 제안된 흡연 제품에서 담배 대신으로 사용되고 있다.

예컨대, 미국 특허 제 5,060,666호, 제 5,067,499호 및 제 5,099,861호에 개시된 담배형 흡연 제품에서는 불타는 탄소 성분의 열 에너지가 담배 또는 담배 추출물에 첨가되는 글리세린 등의 에어로졸 형성제 및 향료를 포함하는 에어로졸 형성 재료로 전달된다. 가열 요소의 연소 가스는 흡연 에어로졸과 함께 흡입되어, 흡연자에 의한 일산화탄소의 흡수가 증가하게 된다. 또한, 전체 흡연 제품은 흡연 후 처분되어야 하며, 복잡한 성분 및 처분과 관련된 문제와 함께 잔존물 발생률을 증가시키게 된다.

또한, 기질 부분이 흡연 에어로졸을 배출하도록 전기 에너지에 의해 가열되는 장치가 알려져 있다. 손으로 쥐고 있어야 하며 그의 크기 및 중량으로 인해 입으로 옮겨 질 수 없는 상기한 장치가 미국 특허 제 4,141,369호에 개시되어 있다. 특수한 담배 향 기질이 축전지 전류에 의해 전기적으로 가열되고 이 과정에서 흡입가능한 에어로졸이 발생되는 다른 담배형 흡연 제품이 미국 특허 제 5,095,921호, 5,179,666호 및 5,269,327호에 개시된다. 전기적으로 가열되는 흡연 시스템용 담배가 미국 특허 제 5,499,636호에 도시된다. 그러나, 이들 모든 장치는 비교적 무겁고 다루기 힘들다.

니코틴 및 모조 담배 물질이, 예컨대 연소가능한 셀루로오스 발포를 통해 간접적으로 가열되어 흡입되는 흡연 제품이 미국 특허 제 4,474,181호에 개시되어 있다.

WO 97/48294호는 흡연가능한 에어로졸의 제공을 위한 다른 시스템을 개시하고 있다. 버너 및 버너에 동력을 제공하는 가열 수단을 포함하는 연료 저장소가 손에 쥐어 지는 하우징에 배치된다. 고온 연소 가스는 통풍 채널이 배치된 열교환기를 통해 유동한다. 상기 통풍 채널은 일단부가 외측 공기에 연결되고 타측 단부는 파이프형 유동 채널로 개방되며, 상기 파이프형 유동 채널은 하우징의 상부 영역에서 출발하며, 그의 자유단이 마우스피스로서 설계되어 있다. 유동 채널의 중간 부분은 에어로졸을 배출하도록 흡연자에 의해 흡입되어 열교환기를 통해 가열된 공기에 의해 간접적으로 가열되는 기질 부분이 차지하고 있다. 또한, 이 시스템도 비교적 무겁고 다루기가 힘이 들며 새로운 기질 부분을 삽입하기 위해서는 개방되어야만 한다.

본 발명은 에어로졸 공급 시스템 및 이 시스템의 부품들에 관한 것이다. 상기 시스템은 흡연자에게 흡연 에어로졸을 제공하기 위한 끽연제품으로 특히 적합하다.

도 1은 기질 부분이 흡입 장치로 삽입되어 있는, 흡입가능한 에어로졸 공급을 위한 흡연 제품으로 설계된 본 발명에 따른 시스템의 길이방향 단면도, 및

도 2는 기질 부분을 나타낸 길이방향 단면도이다.

본 발명의 목적은 사용자에 의해 입으로 옮겨질 수 있고, 재사용가능한 흡입 장치를 포함하며 특히 종래의 담배와 유사한 맛을 제공하는 흡연 제품으로서 기능할 수 있지만, 사용 중의 휴지 기간들 사이에 담배 끝에서 연기가 발생되지 않는 가볍고 다루기 쉬운 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은 흡입 장치에 대한 청구항 26의 특징과 기질 부분에 대한 청구항 28의 특징들을 포함하는 청구항 1의 시스템에 의해 성취된다. 본 발명의 바람직한 양태는 종속항들에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 흡입가능한 에어로졸 공급 시스템은 입 부분측의 후면 영역과 전면 영역을 가진 로드형 하우징을 갖는 흡입 장치를 포함한다. 기질 홀더는 하우징의 전면 영역에 배치되고, 하우징의 전면 측부에 배치된 공급 구멍을 통해 접근가능한 가열 장치에 의해 가열될 수 있다. 기질 홀더로부터 하우징의 후방 단부로 유동 채널이 연장한다. 상기 가열 장치는 열 또는 촉매 연소에 의해 가열하도록 설계되며, 연료 저장소는 하우징의 후면 영역에 배치된다. 상기 시스템은 상기 공급 구멍을 통해 기질 홀더로 삽입되며 공기 입구 및 에어로졸 출구를 가진 슬리브내측에 에어로졸 형성 재료를 포함하는 기질 부분을 더 포함한다.

에어로졸을 가열하도록 필요한 에너지는 가스 및/또는 액체 연료에서 공급되며, 고에너지 밀도의 경제적이고 용이하게 얻을 수 있는 에너지 캐리어를 이용할 수 있다. 따라서, 상기 흡입 장치는 완전한 연료 저장소를 표함하는 경우에도 사용자의 입으로 어려움 없이 옮겨질 수 있는 가볍고 다루기 쉬운 설계로 될 수 있다. 상기 로드형 하우징은 손으로 쉽게 파지할 수 있고 사용자에게 필터 담배 또는 시가를 흡연하고 있는 느낌을 제공한다. 기질 부분은 하우징의 전면 측부에 배치된 공급 구멍을 통해 로드형 하우징의 전면 영역의 가열 가능한 기질 홀더로 삽입된다. 이로써 시가 또는 필터 담배를 사용하는 느낌을 더욱 강하게 줄 수 있다. 상기 기질 부분은 하우징의 후방 단부로 유동 채널을 통해 안내되는 흡입가능한 에어로졸을 배출하도록 가열 가능한 기질 홀더를 통해 가열된다.

하우징의 후면 영역에서, 상기 흡입 장치는 유동 채널에 연결되고 사용자에게 고온의 불쾌감을 주지 않도록 열전도성이 불량한 마우스피스를 가진다. 마우스피스 대신에, 하우징의 후면 영역의 유동 채널로 향하는 필터 마우스피스로서 구성된 필터를 삽입하여 사용할 수 있다. 변형예로서, 필터가 다른 위치에서 유동 채널로 삽입되고, 이러한 설계가 고정된 마우스피스와 연계되어 사용될 수 있다.

바람직한 설계의 경우에, 상기 흡입 장치의 기질 홀더는 중공 실린더 또는 채널형의 적어도 하나의 가열 표면을 가진다. 예컨대, 상기 기질 홀더는 서로 평행하게 배열된 두 개의 가열 표면을 가질 수 있고, 그들 사이의 상호 거리는 조정 가능함이 바람직하다. 상기 거리의 세팅은, 예컨대 바이메탈 스트립의 도움으로 온도에 따라 자동으로 정해질 수 있다. 바람직한 설계의 경우에, 상기 흡입 장치의 기질 홀더는 가열 표면 내에, 열전도성이 양호하고 보어들이 제공되며 기질 홀더로 삽입되는 기질 부분이 접촉되는 케이싱을 가진다. 이로써, 가열 표면의 영역 내에 배치된 기질 부분의 영역과 가열 표면 사이에 양호한 열접촉(이와 다르게는 가열 표면 또는 열전도성 케이싱을 통해 간접적으로)이 보장된다. 그러나, 가열 표면 또는 케이싱은 직접 기질 부분과 접촉할 필요가 없으며, 가열 표면과 기질 부분 사이의 간격이 있을 수 있고 복사에 의해 열전달을 행할 수도 있다.

상기 흡입 장치의 기질 홀더는 가열 표면 뒤에, 삽입된 기질 부분의 후방 영역이 밀려들어갈 수 있는 후방 공동을 가진다. 이 설계에 의해, 사용자가 기질 부분을 가열함과 동시에 배출된 에어로졸을 흡입할 수 있게 된다. 이 과정에서, 사용자는 매번 흡입 후에 기질 부분을 약간 더 뒤로 점차적으로 밀어서, 전체 기질 부분이 소모(흡연)될 때까지 기질 부분의 소모된 부분을 후방 공동에 의해 수용한다.

기질 부분이 흡입 장치의 하우징으로 너무 멀리 밀려짐을 방지하도록, 기질 부분에 대한 정지부가 상기 후방 공동의 후방 단부에 제공된다.

바람직한 실시예에서, 흡입 장치의 가열 표면은 가스 및/또는 액체 연료의 촉매 연소에 의해 가열된다. 촉매 연소는 가열 장치에서의 화염을 제어할 때의 어려움을 해소할 수 있어서, 소형으로의 설계에 도움이 된다.

외부에서 리필 가능한 연료 저장소는 흡입 장치의 하우징의 후면 영역에 배치된다. 이와 다르게, 연료를 내장한 교체가능한 리필 캐트리지를 하우징에 끼워넣을 수 있다. 특허청구의 범위에 상세하게 기재되는 바와 같이, 실온에서 기체 또는액체로 될 수 있는 통상의 연소성 물질들이 연료로서 이용될 수 있다.

상기 흡입 장치는, 연료를 점화시키도록 압전 동작하는 점화 장치, 및 연료 저장소에서 연료를 배출시키는 밸브 수단에 연결되는 절환 장치를 가진다. 바람직한 실시예의 경우에, 상기 절환 장치는 순수하게 기계적으로 설계되고 하우징의 후면 영역에서 축방향으로 이동가능하고 열전도성이 불량하며, 두 개의 위치들에서 고정 가능한 링을 가진다. 따라서, 상기 압전 동작 점화 과정이 링의 이동에 의해 트리거될 수 있고, 동시에 상기 밸브 수단은 촉매 연소를 위한 연료를 배출하도록 개방되며, 그 후 상기 링은 로크되고, 밸브 수단이 개방된 채 유지되어 가열 과정이 계속된다. 충분한 시간 경과된 때, 예컨대 빨아들임이 끝난 후에, 사용자는 링을 뒤로 돌려서 그의 초기 위치로 밀어냄으로써 링을 해제시킬 수 있고, 이 경우 스프링의 지지 작용에 의해 밸브 수단이 다시 폐쇄되고 가열 과정이 종료된다.

상기 흡입 장치의 하우징의 전면 영역은 가열 장치로 연소 공기를 공급하기 위한 공기 입구를 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 가열 장치에서 발생되는 연소 가스(이산화탄소 및 물 등)는 흡입 에어로졸에 첨가되며, 알맞은 공기, 연소 가스 및 에어로졸의 제어는 사용자의 빨아들임에 의해 이루어지게 된다. 특히, 촉매 연소의 경우에, 연소 가스는 일산화탄소 등의 소량의 해로운 물질을 포함하지만, 이는 거의 해가 되지 않는다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 연소 가스는 흡입 가능한 에어로졸에서 떨어져 있도록 된다.

바람직한 설계의 경우에, 흡입 장치의 하우징은 가열 장치 등의 부품의 전면에 창을 가지며, 가열 장치가 작동중 일 때 불빛을 발생한다. 이로써 사용자는 흡입 장치의 작동 상태를 용이하게 알 수 있게 된다.

상기 흡입 장치의 하우징은 하나 또는 여러 개의 부분들로 구성될 수 있다. 후자의 경우에는 두 개의 부분들로 됨이 바람직하며, 예컨대 가열 가능한 기질 홀더가 배치된 하우징의 전면 영역과 연료 저장소가 배치된 하우징의 후면 영역 사이의 중간 영역에 분리 가능한 연결부를 가진다. 상기 하우징은, 예컨대 세정의 목적으로 상기 분리 가능한 연결부에서 개방될 수 있다. 흡입 장치의 하우징의 재료는, 예컨대 듀로플라스틱(duroplastic), 다성분 플라스틱, 단단한 재목, 고급 목재, 나무 뿌리(root timber) 또는 금속 등의 내열성 재료가 고려될 수 있다.

상기 기질 부분은 원통형이며, 상기 슬리브는 원통형 케이싱이고 상기 원통형의 정면 양측에 공기 입구 및 에어로졸 출구가 제공된다. 상기 슬리브는 담배 끝에서 연기가 발생하지 않도록 공기 불투과성이고 낮은 통기성을 가진다. 상기 슬리브의 전면 영역에서, 기질 부분은 슬리브의 전방 단부상으로 돌출하는 절연 케이싱을 가지며, 사용자는 기질 부분을 흡입 장치의 하우징으로 뒤로 밀어냄으로써 고온 표면과 접촉하지 않게 된다. 기질 부분의 에어로졸 형성 재료는 활성 캐리어 재료 또는 담배 재료 및 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 재료는 에어로졸 형성제로서 작용하는 고비율의 폴리올을 가진다. 또한, 기질 부분은 5 내지 10wt.-%의 비율로 폴리올을 포함하는 얇고, 필터 없는 통상의 판매되는 담배 형태이다. 기질 부분의 상세한 설계 내용은 특허청구의 범위에 기재된다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1에서, 흡연 수단으로서 작용하는 흡입 장치 내로 기질 부분(1)이 삽입되는 방법을 나타내고 있다. 도 2는 상기 기질 부분(1)을 더 상세하게 나타내고 있다. 이러한 형태의 상기 기질 부분(1)의 경우에, 에어로졸 형성 재료(2)는 원통형 슬리브(3)내에 배치된다. 상기 슬리브(3)는 원통형의 정면측에 위치하고 공기 입구(4)와 에어로졸 출구(5)가 상기 원통형의 양측에 형성된다.

에어로졸 형성 재료(2)는, 예컨대 절단된 담배 잎, 절단된 담배 주엽맥(rib), 재구성된 담배 또는 향료 물질로 처리된 캐리어 재료를 포함할 수 있다. 잎 및 주엽맥 절단물들은 팽창된 형태로도 사용될 수 있다. 종이 또는 셀룰로오스 섬

유 등의 유기 재료, 및 실리카겔 등의 무기 재료들이 향료 물질에 대한 캐리어 재료로서 사용될 수 있다. 상기 성분들의 임의의 혼합물도 사용될 수 있다. 에어로졸 형성 재료의 여러 성분들 및 조성물들이 특허청구의 범위에 기재되어 있으며, 여러 변형물들도 예상할 수 있다.

에어로졸 형성을 증가시키도록, 에어로졸 형성 재료(2)는, 예컨대 10 내지 60 wt.-% 범위의 산화 알루미늄, 실리카겔, 목탄, 셀룰로오스 섬유, 리그닌 과립, 제올라이트, 알루미나 또는 해포석 또는 그들의 화합물 등의 활성 캐리어 재료를사용하는 경우, 예컨대 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜 등의 폴리올 또는 수 종의 폴리올을 고 비율로 함유함이 바람직하다. 담배 재료를 사용할 때, 폴리올의 바람직한 비율은 10 내지 40wt.-%이다. 에어로졸 형성을 증가시키기 위한 다른 가능성은 평형 수분 함유량 보다 훨씬 많은 수분을 함유한 에어로졸 형성 재료를 사용함으로써, 예컨대 상기 평형 수분 함유량이 약 10 내지 12%인 담배는 20%의 수분 함유량으로 사용될 수 있다. 이 경우에, 사용 전에 수분이 손실되지 않도록 적절한 포장을 사용할 수 있다.

슬리브(3)는 종이, 플라스틱막 또는 금속박으로 구성될 수 있다. 지정된 성분으로 된 다층 슬리브도 사용될 수 있다. 그러나, 종이 또는 금속 피복 종이로 된 단층 슬리브가 바람직하다. 고 비율의 무기물 첨가제를 가진 낮은 통기성 또는 사실상 공기 불투과성 담배 종이가 특히 바람직하다. 이 재료는 기질 부분을 가열하여 흡연할 때 담배 끝에서 나는 연기(side-stream smoke)가 발생되지 않도록 한다.

바람직한 설계의 경우에, 기질 부분(1)은 그의 앞쪽 영역, 예컨대 공기 입구(4) 영역에서 슬리브(3)의 전방 단부 상으로 돌출한 추가의 절연 슬리브(도 1 및 도 2에 도시 안됨)에 의해 둘러싸인다. 이 절연 슬리브는 기질 부분(1)을 흡연시에 흡입 수단 내로 깊숙이 밀어넣을 때 사용자가 뜨거운 표면과 접촉하지 않도록 해 준다(후술됨).

또한, 5 내지 10 wt.-%의 비율로 폴리올을 함유하는 시판중인 얇고 필터가 없는 통상의 담배를 기질 부분으로서 사용할 수 있다.

이하, 기질 부분(1)의 두 개의 다른 실시예들에 대해 설명한다.

실시예 1

30% 버리(Burley) 담배, 40%의 팽창된 버지니아 담배, 20%의 비팽창 버지니아 담배 및 10%의 오리엔트 담배를 포함하는 어메리칸 브렌드 담배 혼합물은 80wt.-% 글리세린을 함유한 수성 케이싱을 12wt.-%로 조절하여 분사된 것이다. 그 후, 이 담배는 0.8mm 폭으로 절단되어 수분 함유량 12%로 건조된다. 상기 절단된 담배 180kg이 20kg의 팽창된 주엽맥 절단물과 혼합된다. 직경 5mm 및 포장 밀도 200mg/ml의 연속 스트랜드(strand)가 담배 스트랜드 기기 상에 상기 혼합물에 대해 준비된다. 알루미늄으로 외측이 피복된 공기 불투과성 종이가 슬리브로서 사용된다. 상기 연속적인 스트랜드는 길이 40mm의 개별 부분들로 절단된다.

실시예 2

12wt.-%의 프로필렌 글리콜을 함유하며 알려진 방법으로 형성된 종이 잎 담배가 폭 0.8mm로 절단되어, 실시예 1에서와 같이 담배 스트랜드 기기로 공급되어 5 CU의 공기 투과성을 가진 담배 종이로 둘러싸이게 된다. 연속적인 스트랜드를 (6mm 직경) 절단하여, 각각 길이 50mm의 기질 부분을 얻으며; 포장 밀도는 240mg/ml이다.

원칙적으로, 에어로졸 출구(5) 뒤쪽에 상표가 있는 통상의 필터가 달린 기질 부분의 사용도 가능할 것이다. 그러나, 상기한 기질 부분을 흡입 수단으로 삽입할 때, 가열되는 것은 필터가 아니라 필터의 앞쪽에 있는 에어로졸 형성 재료(2)이다.

도 1은 흡입 수단(10)의 길이방향 부분의 개략적인 단면도이다. 상기 흡입 수단(10)은 전면 부분(14)과 입 부분측의 후면 영역(16)을 가진 로드형 또는 담배형 하우징(12)을 포함한다. 상기 후면 영역의 후방 단부 피스는 도 1에 도시된 바와 같이 마우스피스(18)로서 설계된다.

상기 하우징(12)은 듀로플라스틱(duroplastic), 다성분 플라스틱, 단단한 재목, 고급 목재, 나무 뿌리(root timber) 또는 금속 등의 내열성 재료 또는 상기한 여러 재료들이 조합되어 구성된다. 사용자가 고온면과 접촉함을 방지하도록, 단열 임계점이 제공되거나 또는 단열성 재료로 임계점이 형성된다.

이 실시예에서, 하우징(12)은 전면 영역(14) 및 연결부(20)를 통해 결합될 수 있는 후면 영역(16)의 두 개의 부분들로 설계된다. 하우징(12)의 전면 영역(14)과 후면 영역(16)은, 도 1에는 상세하게 도시되지 않았지만, 연결부(20)에서 서로 접속될 수 있고, 돌출부가 홈에 결합되어, 전면 영역(14)에 대한 후면 영역(16)의 위치를 한정하며 뒤틀림을 방지한다. 후면 영역(16)의 외측 나사와 결합되는 얇은 벽의 보유 너트가 이를 보장한다. 절연 링(22)은 동작중에 가열되는 하우징(12)의 전면 영역(14)으로부터 마우스피스(18)가 달린 후면 영역(16)으로의 열 전달을 방지한다. 연결부(20)에서 하우징(12)이 개방될 때, 절연 장치(10)를 소제할 수 있다.

기질 부분(1)이 통과하여 하우징(12)의 내측으로 밀려들어가는 공급 구멍(24)이 하우징(12)의 전면 측부(23)상에 형성된다. 기질 부분(1)의 외경에 대응하도록 된 안내 슬리브(28)를 가진 기질 홀더(26)는 기질 부분(1)을 보유하도록 작용한다. 이 실시예에서 중공 실린더로 구성된 가열 표면(30)이 안내 슬리브(28) 뒤에 배치된다. 가열 표면(30) 뒤에서, 기질 홀더(26)는 후방 공동(32)을 가지며그 공동내로 삽입된 기질 부분(1)의 후방 영역이 밀려들어간다.

축방향으로 배열된 유동 채널(34)은 하우징(12)의 후면 영역(16)의 전체 길이에 걸쳐 연장하여 후방 공동(32)으로부터 마우스피스(18)의 후방 단부에 도달한다.

가열 표면(30)은 기질 홀더(26)를 가열하도록, 이 실시예에서 무화염 백열 촉매로서 작동하는, 가열 장치의 구성 부분이다. 가열 장치의 작동을 위한 연소 공기는 전면 영역(14)의 공기 입구(36)를 통해 하우징(12)으로 도입될 수 있다. 가열 표면(30)이 고온으로 될 때, 그 근방에 배치된 기질 부분(1)의 영역을 가열시킨다. 따라서, 가열 표면(30)이 이 실시예에서 중공 실린더로 설계된 경우에, 그의 내부에 배치된 기질 부분(1)의 영역을 가열시키게 된다. 이 실시예에서, 가열 표면(30)의 내경은 기질 부분(1)의 외경보다 크다. 열은 가열 표면(30)에서 기질 부분(1)으로 대류에 의해 양호하게 전달된다. 또한, 가열 표면(30)은 열 전도에 의해 열 전달이 이루어지도록 배열될 수 있다. 이 경우에는, 가열 표면(30)이 기질 부분(1)과 직접 접촉하지 않고 알루미늄 등의 양호한 열전도성 재료로 형성되며 기질 부분(1)의 치수와 대응하도록 된 구멍들이 제공된 케이싱이 가열 표면(30)내에 제공되어, 기질 부분(1)에 직접 접촉하도록 구성되면 바람직하다(도 1에는 도시 안됨). 가열 표면(30)의 설계에 대해서는 여러 가지 변형이 가능하다. 따라서, 여러개의 가열 표면, 예컨대 서로 평행하게 배열된 두 개의 가열 표면이 제공되거나, 또는 가열 표면으로서 다른 형상, 예컨대 홈이 형성된 프로파일을 갖는 형상이 선택될 수 있다. 필수적 사항은 가열 표면(30)이 기질 부분(1)의 외부를 통해 그의 영역내에 배치된 기질 부분(1)의 영역을 가열하는 것, 즉 가열된 가스(특히, 공기)가 기질 부분을 통해 빨아들여지는 간접 가열에 반대되는 직접 가열을 해야 하는 것이다.

가열 장치를 작동시키도록 필요한 연료, 예컨대 부탄 가스, 펜탄 또는 이소프로판올 등이 하우징(12)의 후면 영역(16)에 배치된 연료 저장소(38)에 배치된다. 연료 저장소(38)는 뚜껑이 제공된 외향 리필 파이프(40)를 통해 재충전될 수 있다. 이 실시예에서, 연료 저장소(38)는 링형으로 설계되었으며, 유동 채널(34)이 그의 축방향 영역을 통해 인도되고 있다. 재충전 가능한 연료 저장소 대신에, 리필 캐트리지를 사용하도록 설계된 연료 저장소가 하우징(12)의 후면 영역(16)으로 그의 전체가 삽입되도록 제공될 수 있다. 이와 다르게, 하우징(12)의 후면 영역(16) 전체를 연료 저장소(38)가 비었을 때 대체되는 일회용 유닛으로 구성할 수 있다.

연료 저장소(38)에서 가열 표면(30)으로 연료를 공급하기 위해, 가열 표면(30)으로 연결된 연료 라인(44)으로 개방되는 밸브(42)가 개방되어 있어야 한다. 이 실시예에서 전면 영역(14)이 하우징(12)의 후면 영역(16)으로부터 분리될 수 있으므로, 연료 라인(44)도 밀봉 커플링(46)으로서 설계된 분리점을 가져야 한다.

링(48)을 포함하며, 하우징(12)의 전면 영역(14)상에서 축방향으로 이동가능하고 불량한 열전도체인 기계적 절환 장치가 연료를 점화시키고 밸브(42)를 동작시키도록 이용된다. 상기 링(48)에는 그의 외측에 파지면이 제공된다. 링(48)이 뒤로, 즉 도 1의 화살표 방향으로 밀릴 때, 밸브(42)가 개방되어 연료가 연료 저장소(38)에서 가열 표면(30)으로 유동함과 동시에, 압전 점화기(50)가 작동되어,연료의 촉매 연소를 개시한다. 상기 링(48)은 그를 돌려서 후퇴(push back) 위치에 로크될 수 있다. 링(48)의 이 위치에서 상기 밸브(42)는 개방 상태를 유지함으로써 촉매 연소가 계속되어 점화기(50)가 이 기간 중에 작동하지 않더라도 가열 표면(30)이 열을 방출할 수 있도록 한다. 가열 과정이 종료된 때, 상기 링(48)을 반대 방향으로 돌려서 앞으로 밀어냄으로써 링이 해제된다. 밸브(42)는 폐쇄된다. 바람직하게도, 도 1에 도시 안된 스프링이 링(48)을 앞쪽으로 누르게 되어 있다. 밸브(42)와 점화기(50)의 작동을 위한 기계적 부품들은 명료화를 위해 도 1에 도시되지 않았다.

사용자가 흡입 장치를 사용하기를 원할 때, 먼저 신선한 기질 부분(1), 즉 직경 5mm 및 길이 40mm의 특수한 얇은 담배를 공급 구멍(24)을 통해 기질 부분(1)의 후방 영역이 가열 표면(30)의 영역 내에 있게 될 때까지 밀어 넣는다. 사용자가 처음의 한 모금을 흡입하기를 원할 때, 사용자는 링(48)을 마우스피스(18)로 당기고 링을 돌려서 로크시킨다. 이미 설명한 바와 같이, 그에 따라 연료는 가열 표면(30)으로 유동하여 점화된다. 열이 촉매 연소에 따라 방출되더라도, 기질 부분(1)의 영역은 가열 표면(30)의 영역에서 가열되어, 에어로졸 형성 재료(2)가 향기로운 에어로졸을 발산한다. 사용자가 마우스피스(18)로 빨아들일 때, 공기가 공기 입구(4)를 통해 기질 부분(1)으로 통과하여 향기로운 에어로졸을 기질 부분(1)의 에어로졸 출구(5)를 통해 유동 채널(34)을 거쳐 사용자에게 운반해 준다. 희석제로 작용하는 다른 공기는 공기 입구(36)를 통해 합류한다. 이 실시예에서, 흡입된 에어로졸은 연료의 촉매 연소로부터의 수증기 및 이산화탄소를 포함한다. 하우징(12)이 사용자에게 가열 표면(30)을 보여줄 수 있도록 창(도 1에는 도시 안됨)을 가진다면, 사용자는 가열 표면(30)이 점화에 따라 빨갛게 타오르고, 그 후 사용자가 마우스피스(18)로 빨아들일 때 그의 색깔이 연한 적색으로 변하는 것을 보게 될 것이다.

사용자가 다음 한 모금을 빨아들이기 전에, 기질 부분(1)을 마우스피스(18)를 향해 약간 민다. 기질 부분(1)의 흡연된 영역은 후방 공동(32)으로 들어가는 한편, 신선한 영역은 가열 표면(30)의 영역에 도달하게 된다. 따라서, 이번의 흡입시에, 신선한 향기의 에어로졸이 사용자에게 유입된다. 연료를 절약하고 담배 끝에서 나는 연기를 방지하도록, 사용자는 매번 흡입 후에 링(48)을 반대로 돌려서 앞쪽으로 밀어냄에 의해 링을 해제시킬 수 있음으로써 밸브(42)를 폐쇄시킨다. 기질 부분(1)이 절연 링(22)에 닿게될 때 최종 흡입이 이루어진다. 그 후, 사용자는 공급 구멍(24)을 통해 기질 부분(1)을 하우징(12) 밖으로 끌어내어 폐기할 수 있다.

상기한 흡입 장치(10)에 의하면, 사용자는 마우스피스(18)로 빨아들임에 의해, 공기 흡입구(36)를 통해 필요한 양의 대기를 가열 표면(30)으로(촉매 연소) 그리고 공기 입구(4)를 통해 기질 부분(1)으로 또한 기질 부분(1)을 통해 도입할 수 있게 된다. 촉매 연소 중에 생성되는 연소 가스는 유동 채널(34)로 흡인되어 전술한 바와 같이 흡입되는 에어로졸과 합류하게 된다. 촉매 연소는 거의 완전 연소를 하게 되므로, 흡입된 에어로졸의 연소로 인해 발생되는 일산화탄소 및 다른 바람직하지 않은 물질의 양이 감소하게 됨으로써, 이러한 형태의 가스 및 에어로졸 전달은 수용될 수 있는 것이다.

그러나, 연소 가스를 흡입되는 에어로졸과 분리할 수도 있다. 이를 위해, 그의 양단부가 개방되고 양호한 열전도성을 가진 금속으로 제조되며, 안내 슬리브(28)를 후방 공동(32)으로 연결하는 슬리브가, 예컨대 가열 표면(30) 내측에 제공될 수 있으며, 이로써 연소 가스가 유동 채널(34)에 접근하지 않게 된다. 바람직하게도, 상기 슬리브는 삽입된 기질 부분(1)과 열전도성있게 접촉하게 된다. 이 경우에, 하우징(12)의 벽들은 적어도 하나의 연소 가스 배출구를 가져야 한다. 가열 표면(30)을 통해 공기 입구(36)로부터 상기 출구로의 소망하는 유동이 온도 구배(온난한 공기 흐름)에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 에어로졸 공급 시스템 및 이 시스템의 부품들에 관한 것으로서, 흡연자에게 흡연 에어로졸을 제공하기 위한 끽연제품의 분야에 이용될 수 있다.

Claims (29)

1. 입 부분측의 후면 영역(16)과 전면 영역(14)을 가진 로드형 하우징(12), 가열 장치(30,38,44,50)에 의해 가열될 수 있고 상기 하우징(12)의 전면 측부(23)에 배치된 공급 구멍(24)을 통해 접근가능하며, 하우징(12)의 전면 영역(14)으로 배치되는 기질 홀더(26), 및 상기 기질 홀더(26)로부터 하우징(12)의 후방 단부로 연장되는 유동 채널(34)을 포함하고, 상기 가열 장치(30,38,44,50)는 열 또는 촉매 연소에 의해 가열하도록 설정된 흡입 장치(10), 및

   상기 공급 구멍(24)을 통해 기질 홀더(26)로 삽입되며 공기 입구(4)와 에어로졸 출구(5)를 가진 슬리브(3) 내측에 에어로졸 형성 재료(2)를 포함하는 기질 부분(1)을 갖는 흡입 에어로졸 공급용 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 유동 채널(34)로 필터가 삽입됨을 특징으로 하는 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 필터 마우스피스로 구성된 필터가 흡입 장치(10)의 하우징(12)의 후면 영역(16)의 유동 채널(34)로 삽입될 수 있음을 특징으로 하는 시스템.
4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)가 하우징(12)의 후면영역(16)에, 유동 채널(34)에 접속되며 불량한 열전도성을 가진 마우스피스(18)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 기질 홀더(26)가 중공 실린더의 형태 또는 홈이 있는 형태로 된 하나 이상의 가열 표면(30)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
6. 제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 기질 홀더(26)가 서로 평행하게 배열되며, 그들 사이의 상호 거리를 조정할 수 있는 두 개의 가열 표면을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
7. 제 5 항 또는 6 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 기질 홀더(26)는 가열 표면(30)내에, 양호한 열전도성을 가지며 보어들이 제공되고, 상기 기질 홀더(26)로 삽입되는 기질 부분(1)에 접촉되는 케이싱을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
8. 제 5 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 기질 홀더(26)는 가열 표면(30) 뒤에, 삽입된 기질 부분(1)의 후방 영역이 밀려질 수 있는 후방 공동(32)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
9. 제 5 항 내지 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 가열 표면(30)은 가스 및/또는 액체 연료의 촉매 연소에 의해 가열됨을 특징으로 하는 시스템.
10. 제 1 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부에서 리필가능한 연료 저장소(38)가 흡입 장치(10)의 하우징(12)의 후면 영역(16)에 제공됨을 특징으로 하는 시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 연료는 : 1-4개의 탄소 원자를 가진 n-알칸, 5-20개의 탄소 원자를 가진 n-알칸, 4-20개의 탄소 원자를 가진 분지된 또는 링형 알칸, 알콜, 케톤, 에스테르, 알데히드의 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
12. 제 10 항 또는 11 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)가 연료를 점화시키는 압전 동작식 점화 장치(50) 및 연료 저장소(38)의 연료를 배출시키는 밸브 수단(42)에 작동적으로 연결된 절환 장치(48)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 절환 장치(48)는 흡입 장치(10)의 하우징(12)의 전면 영역(14)상에서 축방향으로 이동가능하고, 불량한 열전도성을 가지며, 두개의 위치들에 고정될 수 있는 링(48)을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
14. 제 1 항 내지 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡입 장치(10)의 하우징(12)의 전면 영역(14)은 공기 입구(36)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
15. 제 1 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡입 장치(10)의 하우징(12)은 가열 장치(30,38,44,50)의 작동에 따라 불빛을 발하도록, 가열 표면(30)의 정면에 창을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
16. 제 1 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 하우징(12)은 일체형임을 특징으로 하는 시스템.
17. 제 1 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 하우징(12)은 여러 부분들, 바람직하게는 두 개의 부분들로 되어 있고 분리가능한 연결부(20)를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
18. 제 1 항 내지 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 장치(10)의 하우징(12)은 : 듀로플라스틱, 다성분 플라스틱, 단단한 재목, 고급 목재, 나무 뿌리 또는 금속의 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
19. 제 1 항 내지 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)은 10mm 내지 100mm, 바람직하게는 15mm 내지 60mm의 길이, 및 4mm 내지 12mm, 바람직하게는 5mm 내지 8mm의 직경을 가진 원통형이고, 상기 슬리브(3)는 원통형 케이싱으로 배열되고 상기 원통형의 정면들이 공기 입구(4)와 에어로졸 출구(5)로서 설정됨을 특징으로 하는 시스템.
20. 제 1 항 내지 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)의 슬리브(3)는 고비율의 미네랄 첨가제를 가진 실질적인 공기 불투과성 또는 낮은 통기성의 담배 종이를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
21. 제 1 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)의 슬리브(3)는 금속 박, 바람직하게는 알루미늄박을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
22. 제 1 항 내지 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)이 그의 전면 영역에, 슬리브(3)의 전방 단부상으로 돌출하는 절연 케이싱을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
23. 제 1 항 내지 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)의 에어로졸 형성 재료(2)는, 산화 알루미늄, 실리카겔, 목탄, 셀룰로오스 섬유, 리그닌 과립, 제올라이트, 알루미나 또는 해포석 또는 그들의 화합물, 및 결합제, 겔화제, 첨가제, 향료 및/또는 니코틴이 첨가된 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜 등의 폴리올또는 수 종의 폴리올로 된 캐리어 재료를 포함하고, 상기 폴리올의 비율은 10 내지 60 wt.-% 범위임을 특징으로 하는 시스템.
24. 제 1 항 내지 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)의 에어로졸 형성 재료(2)는 절단된 담배, 절단된 잎 담배 및/또는 절단된 담배 주엽맥, 및 결합제, 겔화제, 첨가제, 향료 및/또는 니코틴이 첨가되고, 담배 가루로 두꺼워진, 글리세린 및/또는 프로필렌 글리콜 등의 폴리올 또는 수 종의 폴리올로 된 담배 재료를 포함하고, 상기 폴리올의 비율은 10 내지 40 wt.-% 범위임을 특징으로 하는 시스템.
25. 제 1 항 내지 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기질 부분(1)은 5 내지 10 wt.-%의 비율로 폴리올을 포함하는 얇고 필터가 없는 통상적으로 판매되는 담배임을 특징으로 하는 시스템.
26. 입 부분측의 후면 영역(16)과 전면 영역(14)을 가진 로드형 하우징(12), 가열 장치(30,38,44,50)에 의해 가열될 수 있고 상기 하우징(12)의 전면 측부(23)에 배치된 공급 구멍(24)을 통해 접근가능하며, 하우징(12)의 전면 영역(14)으로 배열되는 기질 홀더(26), 및 상기 기질 홀더(26)로부터 하우징(12)의 후방 단부로 연장되는 유동 채널(34)을 포함하고, 상기 가열 장치(30,38,44,50)는 열 또는 촉매 연소에 의해 가열하도록 설정된 흡입 장치.
27. 제 26 항에 있어서, 청구항 2 내지 18 항 중 어느 한 항의 흡입 장치(10)임을 특징으로 하는 흡입 장치.
28. 공급 구멍(24)을 통해 청구항 26 항 또는 27 항에 따른 흡입 장치(10)의 기질 홀더(26)로 삽입되며 공기 입구(4)와 에어로졸 출구(5)를 가진 슬리브(3) 내측에 에어로졸 형성 재료(2)를 포함하는 기질 부분.
29. 제 28 항에 있어서, 청구항 19 내지 25 항 중 어느 한 항의 기질 부분(1)을 특징으로 하는 기질 부분.