KR20180069837A - 전자 증기 흡입기의 작동 방법 - Google Patents

전자 증기 흡입기의 작동 방법 Download PDF

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마크 길
다니엘 반코
루보스 블베닉
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제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
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Abstract

인덕션 가열 장치(34)를 포함하는 전자 증기 흡입기(10)의 작동을 위한 방법이 제공되고, 상기 인덕션 가열 장치(34)는 인덕션 가열가능한 요소(28)를 가열하고 이로써 비액체 풍미 방출 매체(30)를 가열하기 위한 교류 전자기장을 생성하기 위한 인덕션 코일(36)을 포함한다. 상기 방법은 상기 인덕션 가열가능한 요소(28)의 펄스형 가열 및 냉각을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일(36)에 간헐적으로 에너지를 가하는 것을 포함한다.

Description

전자 증기 흡입기의 작동 방법
본 개시는 일반적으로 전자 증기 흡입기에 관한 것으로 보다 구체적으로는 비액체 풍미 방출 매체(non-liquid flavour-release medium)가 사용자가 흡입하기 위한 증기(vapour)를 생성하도록 가열되는 전자 증기 흡입기를 작동하는 방법에 대한 것이다.
단부 점화 담배(lit-end cigarettes), 시가, 및 파이프와 같은 종래의 흡연 제품의 대안으로 사용될 수 있는 전자 증기 흡입기(전자 담배, e-시가렛(e-cigarette) 및 개인 기화기(personal vaporiser)로도 알려져 있음)의 사용은 점차 대중화되고 널리 보급되고 있다. 가장 일반적으로 사용되는 전자 증기 흡입기는 일반적으로 배터리로 구동되고 니코틴이 함유된 액체를 가열하고 분무(atomise)하여 사용자가 흡입할 수 있는 니코틴 함유 증기를 생성하기 위하여 저항 열 요소(resistance heating element)를 사용한다. 상기 증기는 마우스피스를 통해 흡입되어 폐에 니코틴을 전달하며, 사용자가 내뿜는 증기는 일반적으로 종래의 흡연 제품으로부터의 연기의 모습을 모방한다. 증기의 흡입으로 종래의 흡연과 유사한 신체적 감각을 일으키지만, 연소가 발생하지 않기 때문에 이산화탄소 및 타르와 같은 유해 화학물질은 생성되거나 흡입되지 않는다.
상술한 종래의 e-시가렛에서는, 상기 액체가 상기 저항 가열 요소로 이동된다(wicking). 이것은 상기 액체의 신속한 분무와, 그리고 따라서 사용자가 활성화한 후 상기 e-시가렛의 신속한 개시를 가능하게 하나, 그러나 상기 풍미는 최적 이하의 상태일 수 있다. 종래의 터바코 재료(tobacco material) 또는 다른 비액체 풍미 방출 매체가 액체 대신에 개선된 풍미 특성을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나 사용자가 e-시가렛을 최초로 활성화한 이후의 시동 시간(start-up period)(즉, "최초로 빨 때의 시간(time to first puff)")이 더 길어지는데 그 이유는 만족스런 양의 증기가 생성되는 온도로 상기 터바코 재료 또는 다른 비액체 풍미 방출 매체를 가열하는데 더 많은 시간이 필요하기 때문이다. 이것은 늦은 응답을 가지는 상기 저항 가열 요소의 더 높은 열용량때문이다.
WO 2014/102091는 3개의 가열 단계(heating phase)를 가지는 저항 가열된 에어로졸 생성 장치를 제공함으로써 이 문제의 해결책을 제안한다. 구체적으로, 상기 가열 요소의 온도가 주위 온도(ambient temperature)로부터 제1 온도로 상승되는 제1단계, 상기 가열 요소의 온도가 상기 제1 온도 아래로 떨어지는 제2단계, 상기 가열 요소의 온도가 다시 증가되는 제3단계가 있다. 상기 제1단계는 상기 가열 요소의 온도가 상기 장치에서 사용되는 에어로졸 형성 기질(substrate)의 연소 온도에 가능한 근접하게 상승되는 고온 단계이다. 상기 제2단계는 상기 가열 요소의 온도가 사용자에게 에어로졸을 연속적으로 전달하는 것이 가능하도록 감소되는 저온단계이다. 또한 제3단계는 상기 에어로졸 형성 기질이 감소됨에 따라서 사용자에게 에어로졸의 연속적 전달이 가능하도록 하는 것을 목적으로 하는 고온단계이다.
WO 2014/102091는 상기 제1 단계의 바람직한 온도 범위가 340℃와 400℃ 사이라고 제시하고, 그리고 45초를 위한 360℃, 60초를 위한 340℃ 및 30초를 위한 380℃의 구체적 예들을 제공한다. WO 2014/102091는 상기 제1 단계 내지 제 3단계 중 어떤 상의 최대 작동 온도도 바람직하게는 380℃를 넘지 않는다고 설명하고 있으며, 이 온도는 종래의 단부 점화 담배에 존재하는 바람직하지 않은 화합물에 대한 연소 온도인 것으로 언급되고 있다. 따라서, 상기 제1 단계 중의 상기 가열 요소의 온도가 매우 높고 상대적으로 길어진 기간 동안 최대 허용 가능한 온도에 근접한 것은 명백하다. 이것은 상기 에어로졸 형성 기질의 탄화(charring)을 유발할 수 있고 이것이 불쾌한 맛 또는 무미한 에어로졸을 생성하기 때문에 매우 바람직하지 않을 것이다. 또한 이것은 연소의 결과로서 종래의 단부 점화 담배에서 생성되는 바람직하지 않은 화합물을 생성하기 시작할 수 있다. 게다가, WO 2014/102091에 설명된 매우 높은 온도에서 조차도, 상기 시동 시간은, 특히 액체를 가열하고 분무하는 e-시가렛 또는 단부 점화 담배의 즉각적인 이용가능성과 비교하였을 때, 여전히 용납할 수 없을 정도로 길다.
따라서, 이러한 문제점을 극복할 수 있는 전자 증기 흡입기가 필요하다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 인덕션 가열 장치를 포함하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법이 제공되고, 상기 인덕션 가열 장치는 인덕션 가열가능한 요소를 가열하고 이로써 비액체 풍미 방출 매체를 가열하기 위한 교류 전자기장(alternating electromagnetic field)을 생성하기 위한 인덕션 코일을 포함하고, 상기 방법은 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각(pulsed heating and cooling)을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하는 것을 포함한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 인덕선 가열 장치(상기 인덕션 가열 장치는 인덕션 가열가능한 요소를 가열하고 이로써 비액체 풍미 방출 매체를 가열하기 위한 교류 전자기장을 생성하기 위한 인덕션 코일을 포함함), 및 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각(pulsed heating and cooling)을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하기 위한 상기 인덕션 가열 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는, 전자 증기 흡입기가 제공된다.
상기 비액체 풍미 방출 매체는 사용자의 흡입을 위한 증기를 방출하기 위하여 가열될 수 있는 임의의 재료나 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 비액체 풍미 방출 매체는 건식 재료(dry material)이고 용이하게 취급될 수 있다. 상기 비액체 풍미 방출 매체는 터바코 또는 터바코 재료 또는 건조 허브 재료(dry herbal material)일 수 있다. 상기 비액체 풍미 방출 매체는 미세 자재(fine piece) 또는 알갱이(pellet) 또는 섬유 형태(fibrous form)를 포함하는 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 상기 비액체 풍미 방출 매체는 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 또는 이들의 조합물과 같은 증기 형성 매체가 스며들 수 있다.
상기 인덕션 가열가능한 요소는 낮은 열용량을 가지고 따라서 상기 인덕션 가열 장치의 인덕션 코일에 의하여 생성된 교류 전자기장이 있을 때 신속하게 가열될 수 있다. 상기 인덕션 가열가능한 요소는 예를 들어서, 주위 온도(ambient temperature)로부터 약 250℃까지 0.2초 내에 가열될 수 있다. 상기 낮은 열용량은 또한 상기 인덕션 가열가능한 요소로 하여금 상기 열 에너지가 주변의 비액체 풍미 방출 매체로 전달됨에 따라서 상기 교류 전자기장이 없을 때 신속하게 냉각되게 할 수 있다. 단속 교류 전자기장(intermittent alternating electromagnetic field) 그리고 따라서 상기 인덕션 가열가능한 요소의 단속적 또는 펄스형 가열 및 냉각을 제공하기 위하여 간헐적으로 상기 인덕션 코일에 에너지를 가함으로써, 대량의 에너지가 상기 비액체 풍미 방출 매체를 연소시키거나 초과 가열하지 않고서 상기 인덕션 가열가능한 요소로 전달될 수 있다. 예를 들어서 전도, 복사 및 대류에 의하여, 상기 인덕션 가열가능한 요소로부터 상기 비액체 풍미 방출 매체로의 열 전달의 결과로서, 상기 비액체 풍미 방출 매체, 또는 최소한 하나 이상의 그 국부화된 영역들(localised regions)이 사용자가 흡입하는데 적절한 특징들(풍미와 아로마를 포함)을 가진 증기를 생성하는 작동 온도 범위 내의 온도로 빠르게 가열될 수 있다. 상기 인덕션 가열가능한 요소의 낮은 열용량과 결합된 상기 인덕션 가열가능한 요소의 상기 단속적, 또는 펄스형 가열 및 냉각은 상기 비액체 풍미 방출 매체가 초과 가열, 연소 또는 탄화가 발생하는 작동 온도 위의 온도에 이르지 않도록 보장하고, 상기 비액체 풍미 방출 매체가 상기 작동 온도 범위의 온도로 빠르게 가열되는 것을 보장한다.
상기 방법은 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하기 위하여 상기 인덕션 코일에 공급되는 전력(power)의 펄스 진동수(frequency)를 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하기 위하여 상기 인덕션 코일에 공급되는 전력(power)의 펄스 진폭(amplitude)을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하기 위하여 상기 인덕션 코일에 공급되는 전력(power)의 작동 사이클(duty cycle)을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 펄스 진동수 및/또는 펄스 진폭 및/또는 작동 사이클을 제어하는 것은 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각에 대한 제어를 제공하고, 따라서 상기 비액체 풍미 방출 매체의 작동 온도가 제어될 수 있게 한다.
상기 인덕션 가열가능한 요소의 상기 펄스형 가열 및 냉각은 상기 비액체 풍미 방출 매체를 150℃ 와 200℃ 사이의 하한과 200℃ 와 250℃ 사이의 상한을 가지는 작동 온도 범위의 작동 온도로 가열할 수 있다. 통상적으로, 상기 작동 온도 범위는 180℃ 와 240℃ 사이이다. 상기 비액체 풍미 방출 매체가 380℃ 의 영역의 연소 온도를 통상적으로 가질 수 있는 터바코 재료(tobacco material)인 경우에, 상기 작동 온도 범위의 상한은 상기 연소 온도보다 실질적으로 낮다는 것은 명백할 것이다. 결과적으로, 상기 터바코 재료의 탄화와 연소가 회피되고 이로 인하여 상기 터바코 재료를 가열함으로써 생성되는 증기는 최적의 특성을 가진다.
상기 방법은, 상기 비액체 풍미 방출 매체를 상기 작동 온도 범위의 온도로 가열하기 위하여 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 간헐적으로 상기 인덕션 코일이 에너지가 가해지는 제1 작동 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 작동 단계는 통상적으로 10초를 초과하지 않는 기간을 가질 수 있다. 보다 통상적으로는, 상기 기간은 5초를 초과하지 않는다. 따라서, 상기 시동 시간(즉,“최초로 빨 때의 시간”)은 WO 2014/102091에 개시된 에어로졸 생성 장치의 그것보다 상당히 작다.
상기 방법은, 상기 비액체 풍미 방출 매체의 평균 온도를 상기 작동 온도 범위 내에서 유지하기 위하여 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 간헐적으로 상기 인덕션 코일이 에너지가 가해지는 제2 작동 단계를 포함할 수 있다. 상기 교류 전자기장의 강도는 통상적으로 상기 제1 작동 단계 중보다는 상기 제2 작동 단계 중에 더 낮다. 이것은 상기 전자 증기 흡입기의 구성 부품들이 상기 제1 작동 단계 중에 이미 가열되어 있고 상기 비액체 풍미 방출 매체의 습기와 증기 형성 매체의 양이 감소하였기 때문에 가능하다. 따라서, 상기 작동 온도 범위 내에서 상기 비액체 풍미 방출 매체의 평균 온도를 유지하는 데 더 낮은 에너지가 필요하다.
상기 제2 작동 단계 중에, 상기 인덕션 코일은 사용자 요구에 기초하여 간헐적으로 에너지가 가해질 수 있다. 이와 같은 실행은 상기 인덕션 가열가능한 요소가 상기 전자기장이 있을 때 신속하게 가열되도록 하고 상기 전자기장이 없을 때 신속하게 냉각될 수 있게 하는 상기 인덕션 가열가능한 요소의 낮은 열용량과 빠른 가열 및 냉각 특성으로 인하여 재차 가능하다. 상기 사용자 요구는 전자 증기 흡입기의 사용자의 흡입이 일어나거나 또는 이것이 임박했음을 나타내는 임의의 적절한 수단에 의하여 탐지될 수 있다. 예를 들어서, 전자 증기 흡입기는 사용자에 의해서 입술을 향해 이것이 움직이는 것을 탐지하는 가속도계(accelerometer), 상기 입술과 접촉을 탐지하는 용량 센서(capacitive sensor), 또는 사용자에 의한 실제 흡입을 탐지하는 흐름계(flowmeter) 또는 흐름 스위치(flow-switch)를 포함할 수 있다.
상기 인덕션 코일은 소정의 가열 프로파일에 따라서 간헐적으로 에너지가 가해질 수 있다. 상기 소정의 가열 프로파일은 사용자에 의하여, 예를 들어서, 실시간으로 무선(예를 들어서, Bluetooth®) 통신 인터페이스를 통하여 선택가능할 수 있다. 상기 소정의 가열 프로파일은 자동으로, 예를 들어서, 상기 비액체 풍미 방출 매체에 관련된 탐지된 특성에 기초해서 선택될 수 있다.
상기 전자 증기 흡입기는 복수의 인덕션 가열가능한 요소들을 포함할 수 있다. 인덕션 가열가능한 요소들의 개수는 상기 비액체 풍미 방출 매체의 최적의 가열을 제공하기 위하여 선택될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법에 따라서 작동될 수 있는 전자 증기 흡입기의 일예의 도해적 횡단면도.
도 2의 a는 인덕션 가열가능한 요소의 간헐적 가열 및 냉각을 설명하는 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 프로파일을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2의 b는 도 2a의 펄스형 가열 프로파일을 생성하는 인덕션 코일의 간헐적 작동을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2의 c는 도 2a의 펄스형 가열 프로파일에 의하여 제공되는 비액체 풍미 방출 매체의 평균 작동 온도를 개략적으로 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시를 통해 설명할 것이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 전자 증기 흡입기(10)는 근단부(14) 및 말단부(16)를 가지는 일반적으로 기다란(elongate, 세장형) 하우징(12)을 포함한다. 상기 전자 증기 흡입기(10)는 상기 근단부(14)에 위치한 마우스피스(18)를 포함하고, 이를 통해 사용자는 비액체 풍미 방출 매체(flavour-release medium)(30)의 가열에 의해 생성되는 증기를 흡입할 수 있다. 상기 전자 증기 흡입기(10)는 예를 들면 마이크로프로세서의 형태의 제어 장치(20), 및 예를 들면 유도적으로 재충전이 가능한 하나 이상의 배터리 형태의 전력원(22)을 포함한다.
상기 하우징(12)은 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)를 포함하는 챔버(24)를 포함한다. 상기 챔버(24)는 상기 마우스피스(18)에 인접한 상기 하우징(12)의 근단부(14)에 위치되지만, 이는 반드시 필수적인 것이 아니며 상기 근단부(14)와 말단부(16) 사이에 임의의 적절한 지점에 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 챔버(24)는 상기 하우징(12)에 형성되며, 상기 하우징(12)의 근단부(14)로부터 커버(25)를 제거함으로써 접근할 수 있고, 상기 커버와 상기 마우스피스(18)가 일체형으로 형성된다. 대안적인 실시예에서, 상기 챔버(24) 자체는 제거 가능한 구성요소로서 형성될 수 있고, 하우징(12)으로부터 구성요소를 제거함으로써 접근할 수 있다.
도시된 실시예에서, 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)는 상기 챔버(24) 내로 제거가능하게 삽입될 수 있는 카트리지(26)로서 구현된다. 상기 카트리지(26)는 세장형 인덕션 가열가능한 요소(28), 및 상기 인덕션 가열가능한 요소(28)의 표면에 부착될 수 있거나 아니면 고정될 수 있는 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)를 포함한다. 도 1에 도시된 전자 증기 흡입기(10)의 실시예는 본 발명에 따른 작동 방법의 설명을 용이하게 하기 위하여 단지 예시로서 제공된다는 것이 이해되어야한다. 다른 장치들, 예를 들어서, 상기 또는 각각의 인덕션 가열가능한 요소가 상이한 형상을 가지고 있고 상기 카트리지(26)가 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)와 하나 이상의 인덕션 가열 가능한 요소들(28) 등을 포함하는 공기 투과가능한 캡슐에 의하여 대체되는, 복수의 인덕션 가열가능한 요소들을 사용하는 장치들이 본 발명의 범위에 완전히 포함된다.
상기 비액체 풍미 방출 매체(30)는 통상적으로 터바코 재료를 포함하나, 다른 비액체 풍미 방출 제품들도 사용될 수 있다. 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)는 통상적으로 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 또는 이 둘의 조합물과 같은 증기 형성 매체가 스며들고, 작동 온도 범위 내의 온도로 가열될 때 전자 증기 흡입기(10)의 마우스피스(18)를 통하여 사용자가 흡입하기 위한 증기를 생성한다.
전자 증기 흡입기(10)는 전력원(22)에 의하여 에너지가 가해질 수 있는 인덕션 코일(36)을 포함하는 인덕션 가열 장치(34)를 포함한다. 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 상기 인덕션 코일(36)에 에너지가 가해질 때, 이에 열을 가하는 것을 유발하는 인덕션 가열가능한 요소(28)에 와류 전류를 생성하는 교류 전자기장이 형성된다. 그리고 상기 열은 상기 인덕션 가열가능한 요소(28)로부터 비액체 풍미 방출 매체(30)로, 예를 들어서, 전도, 복사 및 대류에 의해서 전달되고, 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)는 이에 의하여 가열된다. 상기 인덕션 가열 장치(34)의 작동은 제어 장치(20)에 의하여 제어되고 이하에서 보다 상세히 설명된다.
도 2의 a 내지 c를 참조하면, 사용자에 의하여 전자 증기 흡입기(10)가 활성화되면, 상기 제어 장치(20)는 상기 인덕션 가열 장치(34), 및 보다 구체적으로는 상기 인덕션 코일(36)이 상기 전력원(22)에 의하여 간헐적으로 에너지가 가해지도록 한다. 이러한 단속적, 또는 펄스형 작동은 도 2의 b에서 명료하게 표현된 “on” 과 “off” 펄스로 표현된다. 이러한 단속적, 또는 펄스형 작동은 상기 인덕션 코일(36)이 단속적, 즉 펄스형 교류 전자기장을 생성하게 하고, 이것은 다시 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28)의 펄스형 가열 및 냉각을 제공한다. 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28)의 펄스형 가열 및 냉각은, 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28)의 시간에 따라 변화는 온도를 표현한 도 2의 a에 명료하게 도시되어 있다. 펄스형 가열 및 냉각의 특징들은 예를 들어 도 2의 b에 도시된 바와 같이, 인덕션 코일(36)에 공급되는 전력의 펄스 진동수(즉, 주어진 시간 기간의 펄스의 수 및/또는 길이)의 제어에 영향을 받을 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 상기 펄스형 가열 및 냉각의 특징들은 상기 인덕션 코일(36)에 공급되는 전력의 작동 사이클을 변화시킴으로써 그리고/또는 상기 인덕션 코일(36)로 공급되는 전력의 펄스 진폭을 제어함으로써 영향을 받을 수 있다.
도 2의 a에 도시된 바와 같이 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28)의 상기 펄스형 가열 및 냉각은 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)를 신속하게 가열하고, 특히, 주위 온도(TA)로부터 통상적으로 180℃ 와 220℃ 사이인 작동 온도(T1)(도 2의 c 참조)까지 그 영역을 국부화(localization)한다. 이러한 작동 온도(T1)는 통상의 터바코 재료의 연소 온도(약 380℃)보다 상당히 낮고 상기 터바코 재료의 초과 가열, 탄화 또는 연소가 없도록 보장한다.
제어 장치(20)는 상기 전자 증기 흡입기(10)의 사용 기간에 걸쳐서 상기 흡입기가 사용자에 의해서 비활성화되는 시간까지 (상기 인덕션 코일(36)에 간헐적으로 에너지를 가함으로써) 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28) 펄스형 가열 및 냉각을 유지하도록 구성될 수 있다. 이러한 비활성화는, 예를 들어서, 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)의 성분들이 감소되고 생성 증기가 더 이상 풍미와 아로마 같은 허용가능한 특성들을 가지지 않을 때 일어날 수 있다.
도 2의 c를 참조하면, 상기 작동 온도 T1을 달성하기 위한 상기 인덕션 가열 가능한 요소(28)의 펄스형 가열 및 냉각은 상기 전자 증기 흡입기(10)의 활성화 다음의 제1 작동 단계(40) 중에 일어난다. 이러한 제1 작동 단계(40)는 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)의 초기 가열이 일어나서 상기 전자 증기 흡입기(10)가 사용 상태에 있게 하고, 따라서 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)의 적어도 국부화된 영역(localised region)들의 온도가 주위 온도(TA)로부터 사용자가 흡입하기에 적절한 증기가 생성되는 온도로 증가하는 시동 단계를 나타내는 것으로 생각될 수 있다. 상기 제1 작동 단계(40)의 종료 후에, 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)의 평균 온도는 제2 작동 단계(42)의 시작 시에 이것이 더 높은 온도(T2)에 이를 때까지 계속 증가한다. 상기 제1 작동 단계(40)의 통상적 기간은 10초 보다 작고, 보다 통상적으로는 5초 또는 그 이하의 영역에 있다. 이러한 가열은 WO 2014/102091(30 내지 60초 사이)에 설명된 장치의 작동의 제1 단계 중에 제공되는 가열보다 훨씬 빨라서 시동 시간이 더 빠르고, 따라서 “최초로 빨 때의 시간(time to first puff)”이 가능한 짧아진다는 것이 이해될 것이다.
상기 제2 작동 단계(42) 중에, 상기 제어 장치(20)는 상기 인덕션 코일(36)로 상기 전력원(22)에 의하여 공급되는 에너지를 감소해서 상기 전자기장의 강도를 줄일 수 있고 이로써 상기 인덕션 가열가능한 요소(28)의 온도를 줄일 수 있다. 이것은 전자 증기 흡입기(20)의 구성 부품들이 상기 제1 작동 단계(40) 중에 가열되기 때문에 그리고 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)의 증기 형성 매체와 습기의 양이 감소하였기 때문에 가능하다. 따라서, 비액체 풍미 방출 매체(30)는 인덕션 코일(36)로의 에너지 입력이 더 작을 때 조차도 평균 작동 온도(T2)에서 유지될 수 있다. 도 2의 c에서 설명된 제2 작동 단계(42)에서, 비액체 풍미 방출 매체(30)의 작동 온도(T2)는 상대적으로 일정하게 유지되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 비액체 풍미 방출 매체(30)의 작동 온도는 허용가능한 풍미와 아로마가 사용자에게 계속 전달되는 것을 보장하기 위하여 제2 작동 단계(42) 중에 증가 또는 감소할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 제2 작동 단계(42) 중에 상기 제어 장치(20)는 사용자 요구에 기초하여, 인덕션 코일(36)에 대한 전력원(22)의 펄스 비율을 변화시킴으로써, 상기 비액체 풍미 전달 매체(30)로 전달되는 에너지의 양을 제어한다. 보다 구체적으로, 전자 증기 흡입기(10)는 사용자에 의한 흡입이 임박하거나 또는 실제 일어나고 있을 때를 탐지하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어서, 전자 증기 흡입기(10)는 사용자에 의한 이들의 입술을 향한 움직임을 탐지하기 위한 가속도계(accelerometer), 상기 마우스피스가 사용자의 입술들에 접촉하게 되는 때를 탐지하기 위하여 상기 마우스피스(18)에 결합되는 용량 센서(capacitive sensor)(소위 입술 탐지기, lip detector), 또는 사용자가 상기 마우스피스(18)를 통해 실제 흡입할 때를 탐지하기 위한 흐름계(flowmeter)/흐름 스위치(flow-switch)를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 탐지 수단들은 단지 예시로써 제시되는 것이라는 점과 다른 탐지 수단도 본 발명의 범위 내에 완전히 포함된다는 점이 이해될 것이다.
이 실시예에서, 제어 장치(20)가 사용자의 흡입이 임박했거나 실제 발생하고 있다는 것을 표시하는 탐지 수단으로부터의 신호를 수신할 때, 상기 제어 장치(20)는 인덕션 코일(36)로 전력원(22)에 의하여 공급되는 에너지를 증가시킨다. 이것은 인덕션 가열가능한 요소(28)의 온도를 향상시키고 차례로 비액체 풍미 방출 매체(30)의 온도를 증가시킨다. 다시 한번, 제어 장치(20)는 상기 탐지 수단으로부터의 신호를 수신 시 상기 인덕션 코일(36)이 전력원(22)에 의하여 간헐적으로 에너지가 가해지도록 한다. 이로 인하여 상기 인덕션 코일(36)로 하여금 단속 교류 전자기장을 생성하도록 하고 그리고 다음으로 상기 단속교류 전자기장은 인덕션 가열가능한 요소(28)의 펄스형 가열 및 냉각을 제공한다.
희망한다면, 인덕션 코일(36)은 소정의 가열 프로파일에 따라서 (상기 제1 작동 단계(40) 및/또는 상기 제2 작동 단계(42) 중에) 간헐적으로 에너지가 가해질 수 있다. 상기 소정의 가열 프로파일은 사용자에 의해서 선택되어서, 예를 들면, 비액체 풍미 방출 매체(30)의 특성 및/또는 사용자의 취향에 따라서 더 높거나 더 낮은 작동 온도를 제공할 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 상기 소정의 가열 프로파일은 상기 비액체 풍미 방출 매체(30)에 관련된 탐지된 특성에 기초하여 자동으로 선택될 수도 있을 것이다.
예시적 실시예가 상술되었으나, 첨부된 청구항의 범위를 벗어남 없이 여러 변형들이 그러한 실시예들에 가해질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 청구항들의 폭과 범위는 상술한 예시적 실시예들로 제한되지 않아야한다. 청구항과 도면을 포함한 본 명세서에서 개시된 각 특징은 명확하게 달리 기재되지 않는 한, 동일, 대응 또는 유사한 목적을 제공하는 선택적 특징들로 대체될 수 있다.
문맥상 명시적으로 달리 요구하지 않는 한, 명세서와 청구범위 전체에 걸쳐, 단어 "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등은 배타적인 또는 남김없는 의미와 반대되는 포괄적인 의미; 즉, "포함하지만, 이에 한정되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 달리 언급되지 않았거나 문맥에 의해 명시적으로 부정된 것이 아닌 한, 전술한 특징들의 임의의 조합이 이들의 모든 가능한 변형에서 본 발명에 포함된다.

Claims (18)

  1. 인덕션 가열 장치를 포함하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법으로서,
    상기 인덕션 가열 장치는 인덕션 가열가능한 요소를 가열하고 이로써 비액체 풍미 방출 매체를 가열하기 위한 교류 전자기장(alternating electromagnetic field)을 생성하기 위한 인덕션 코일을 포함하고,
    상기 방법은 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각(pulsed heating and cooling)을 제공하는 단속 교류 전자기장(intermittent alternating electromagnetic field)을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 상기 인덕션 코일에 공급된 전력의 펄스 진동수를 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방법은 상기 인덕션 코일에 공급된 전력의 펄스 진폭을 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 인덕션 코일에 공급된 전력의 작동 사이클(duty cycle)을 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각은 상기 비액체 풍미 방출 매체를 150℃ 와 200℃ 사이의 하한과 200℃ 와 250℃ 사이의 상한을 가지는 작동 온도 범위의 작동 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 작동 온도 범위는 180℃ 와 240℃ 사이인 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 비액체 풍미 방출 매체를 상기 작동 온도 범위의 온도로 가열하도록 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일이 간헐적으로 에너지가 가해지는 제1 작동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 작동 단계는 소정의 기간을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 작동 단계의 상기 기간은 10초를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기간은 5초를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 비액체 풍미 방출 매체의 평균 온도를 상기 작동 온도 범위 내에서 유지하도록 상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일이 간헐적으로 에너지가 가해지는 제2 작동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 교류 전자기장의 강도는 상기 제1 작동 단계 중보다는 상기 제2 작동 단계 중에 더 낮은 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제2 작동 단계 중에, 상기 인덕션 코일은 사용자 요구에 기초하여 간헐적으로 에너지가 가해지는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕션 코일은 소정의 가열 프로파일에 따라서 간헐적으로 에너지가 가해지는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 소정의 가열 프로파일은 사용자에 의하여 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 소정의 가열 프로파일은 상기 비액체 풍미 방출 매체에 관련된 탐지된 특징에 기초하여 자동으로 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기의 작동을 위한 방법.
  17. 인덕선 가열 장치(상기 인덕션 가열 장치는 인덕션 가열가능한 요소를 가열하고 이로써 비액체 풍미 방출 매체를 가열하기 위한 교류 전자기장을 생성하기 위한 인덕션 코일을 포함함), 및
    상기 인덕션 가열가능한 요소의 펄스형 가열 및 냉각(pulsed heating and cooling)을 제공하는 단속 교류 전자기장을 생성하기 위하여 상기 인덕션 코일에 간헐적으로 에너지를 가하기 위한 상기 인덕션 가열 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는, 전자 증기 흡입기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 장치는 제2항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 상기 인덕션 가열 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 증기 흡입기.
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