KR20190057403A - 에어로졸 발생 시스템용 기화기 및 기화 방법 - Google Patents

에어로졸 발생 시스템용 기화기 및 기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 기화기(21)에 관한 것이다. 기화기는 관 요소(22), 메쉬(25), 및 히터(26)를 포함하고 있다. 관 요소는 액체 에어로졸 형성 기재의 양을 수용하기 위한 내부 부피(23)를 가지고 있다. 메쉬는 관 요소의 내부 부피에 제공되어 있다. 히터는 관 요소의 외부에 제공되어 있다. 히터는 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 증발시키는 데 충분한 온도까지 메쉬 및 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있다. 본 발명은 또한 에어로졸을 발생시키기 위한 방법을 제안하고 있다.

Description

에어로졸 발생 시스템용 기화기 및 기화 방법
본 발명은 에어로졸 발생 시스템용 기화기 및 액체 에어로졸 형성 기재를 증발시키기 위한 기화 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 휴대형 에어로졸 발생 시스템, 예를 들어 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
공지된 에어로졸 발생 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재를 저장하기 위한 액체 저장부와, 에어로졸 형성 기재를 증발시키기 위한 히터를 갖는 전기 작동식 기화기를 포함하고 있다. 사용자가 흡입(예컨대, "퍼핑")할 에어로졸은 증발된 에어로졸 형성 기재가 히터를 통과하는 기류 내에서 응축될 때 발생된다. 액체 에어로졸 형성 기재는 기화기의 히터 상에 직접 분배될 수 있다. 이 경우, 분배된 액체는 히터를 국부적으로 냉각시키는 경향이 있다. 원하지 않는 결과로서, 액체의 양이 기화되지 않고 히터의 저온 구역으로부터 떨어질(drip) 수 있다. 이 문제는 심지(wick)에 의해 액체 에어로졸 형성 기재를 기화기에 전달하여 해결될 수 있다. 심지는 다공성 심지 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 다공성 심지 재료는 액체를 보유하고 히터의 표면 상에 액체를 확산시킬 수 있다. 이러한 공지된 심지는 종종 히터에 의해 둘러싸이고 가열된다. 히터는 심지에 보유된 액체를 증발시킨다. 이러한 공지된 에어로졸 발생 시스템에서 종종 관찰되는 문제점은 이로부터의 액체의 누출이며, 이는 이들이 사용자의 바지의 주머니로 운반되는 경우에 불편할 수 있다.
따라서, 액체 에어로졸 형성 기재의 충분한 기화를 제공하고 액체의 양이 히터로부터 떨어지는 것을 피할 수 있는, 에어로졸 발생 시스템용 기화기 및 기화 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다.
위에서 언급되고 본 발명의 추가 목적들은 에어로졸 발생 시스템에 적합한 기화기에 의해 달성된다. 기화기는 관 요소, 메쉬, 및 히터를 포함하고 있다. 관 요소는 액체 에어로졸 형성 기재의 양을 수용하기 위한 내부 부피를 가지고 있다. 메쉬는 관 요소의 내부 부피에 제공되어 있다. 히터는 관 요소를 가열하도록 구성되어 있다. 히터는 관 요소의 외부에 제공되어 있다. 관 요소는 바람직하게 열 전도성이다. 히터는 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 증발시키는 데 충분한 온도까지 메쉬 및 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있다.
바람직하게는, 메쉬는 저항 히터에 의해 직접 가열되지 않는다. 대신에, 메쉬는 주변의 가열된 관 요소에 의해 가열된다. 액체 에어로졸 형성 기재는 가열된 관을 통해 그리고 열 전도를 사용하여 메쉬를 통해 간접적으로 가열된다. 메쉬는 가열된 표면 위로 액체 에어로졸 형성 기재를 확산시키는 것을 개선한다. 이는 증발을 개선할 수 있다. 메쉬가 관 요소로부터의 열 전도에 의해 가열됨에 따라, 메쉬의 표면은 균일하게 가열된다. 따라서, 기화가 더욱 개선된다. 액체가 관 요소의 내부 부피에서 가열되고 또한 메쉬에 의해 보유될 때, 액체는 기화기로부터 바람직하지 않게 누출되거나 떨어질 수 없다. 따라서, 공급된 액체의 대부분 또는 심지어 전부의 기화가 보장된다.
메쉬는 금속 메쉬일 수 있다. 메쉬는 풀(full) 실린더의 형상을 가질 수 있다. 메쉬의 외경은 관 요소의 내경보다 작을 수 있다. 메쉬는 관 요소의 중심에 배열될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 관 부위의 내부 표면과 메쉬의 외부 표면 사이에 확산될 수 있다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 기재는 이들 2개의 표면 사이에 얇은 중공 액체 실린더를 형성할 수 있다. 기화기는 이 얇은 중공 액체 실린더의 모든 지점에 직교하여 이 얇은 중공 액체 실린더를 가열할 수 있다. 기화기는 얇은 중공 액체 실린더의 외측 및 내측에 대해 직교하여 가열할 수 있다. 액체 층의 한 측면으로부터 다른 측면으로의 이동 거리는 얇은 액체 중공 액체 실린더의 모든 지점에서 본질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 기화기로부터 액체 에어로졸 형성 기재로의 열 전달이 개선될 수 있다. 대조적으로, 메쉬 없는 관 부위의 경우에, 풀 액체 실린더를 통해 풀 액체 실린더의 외부 표면으로부터 열 전달된다. 이 구성에서, 열에 대한 이동 거리는 열이 적용되는 풀 액체 실린더 상의 지점에 따라 다르다. 따라서, 기화는 특히 풀 액체 실린더의 중앙에서, 훨씬 덜 균일하고 훨씬 덜 효과적이다.
관 요소는 임의의 열 전도성 물질로 만들어진다. 관 요소는 알루미늄 또는 알루미나로 만들어질 수도 있다. 관 요소는 길이방향으로 10mm 내지 40mm 범위 내에서 연장될 수 있고, 0.5mm 내지 4.0mm 범위, 바람직하게는 1.5mm 내지 2.5mm 범위 내의 외경을 가질 수 있다. 관 요소의 내부 부피는 0.3mm 내지 2.3mm 범위, 바람직하게는 1.0mm 내지 1.6mm의 범위 내의 직경을 가질 수 있다.
메쉬는 적어도 하나의 금속 재료로 제조된 금속 메쉬일 수 있다. 금속 메쉬는 와이어 물질에 의해 형성될 수 있다. 와이어 물질은 0.01mm 내지 0.04mm, 바람직하게는 0.02mm 내지 0.03mm 범위의 직경을 가질 수 있다. 와이어 물질은 균일한 직경을 가질 수 있다. 메쉬는 0.01mm 내지 0.04mm 범위, 바람직하게는 0.02mm 내지 0.03mm 범위의 구멍 크기 개구들을 가질 수 있다. 와이어 물질은 예를 들어 스테인리스 스틸일 수도 있다. 금속 메쉬는 직조될 수 있다. 금속 메쉬는 직조 와이어 메쉬 패턴을 가질 수 있다. 메쉬 패턴은 액체 에어로졸 형성 기재의 표면 장력 및/또는 점도에 따라 치수화될 수 있어서 메쉬의 표면 위로 액체 에어로졸 형성 기재의 확산이 최대화된다. 금속 메쉬는 메쉬의 표면 상의 액체 에어로졸 형성 기재의 확산을 개선한다. 금속 메쉬는 열 전도성이다. 또한, 금속 메쉬는 높은 가열 온도에 저항성이다. 금속 메쉬는 관 요소의 내부 부피에 배치된 액체 에어로졸 형성 기재의 가열 및 기화를 개선한다. 또한, 금속 메쉬는 광범위한 가열 온도에 걸쳐 안정적이다. 따라서, 기화기의 평균 수명은 개선된다.
바람직하게는, 메쉬는 롤형 메쉬이다. 용어 롤형은 메쉬가 평평하지 않지만, 메쉬가 만곡된다는 것을 의미한다. 용어 롤형은 만곡형, 롤형 및 롤업의 의미를 포함하고 있다. 롤형 메쉬는, 예를 들어, U 형상의 롤형 메쉬를 위해 상향 방향으로 개방된 단면을 가질 수 있다. 이러한 메쉬는 바람직하게는 기화기에 배열되어 의도된 기화기가 개구부의 방향을 상향으로 사용하도록 한다. 메쉬는 관 요소의 길이방향 축 또는 방향 주위로 만곡되거나 감겨질 수 있다. 메쉬는 관 요소의 내부 부피에 공급된 액체 에어로졸 형성 기재의 의도된 흐름 방향 주위로 만곡되거나 감겨질 수 있다. 메쉬는 메쉬 면의 2개의 말단 표면이 서로 접촉하도록 감겨질 수 있다. 메쉬는 롤업 카펫처럼 롤업될 수도 있다. 메쉬는 메쉬가 적층되도록 롤업될 수 있다. 메쉬는 제1 메쉬층 및 제2 메쉬층을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 메쉬층은 제2 메쉬층 주위에 감싸져 있다. 메쉬는 아크 형상의 단면을 가질 수 있다. 메쉬는 원형, 타원형 또는 나선형 형상의 단면을 가질 수 있다. 단면은 관 요소의 길이방향을 따라 균일할 수 있다.
바람직하게는, 메쉬는 관 요소의 길이방향을 따라 연장되어 있다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 기재는 관 요소 및 메쉬에 의해 균일하게 가열될 수 있다. 이에 따라, 기화가 개선된다.
바람직하게는, 메쉬는 한 말단으로부터 관 요소의 다른 말단까지 연장되어 있다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 기재는 관 요소의 전체 길이를 따라 확산 및 가열될 수 있다. 이는 액체 에어로졸 형성 기재의 기화를 개선한다.
바람직하게는, 관 요소는 자유 개방 말단을 가지고 있다. 바람직하게, 관 요소는 관 요소의 자유 개방 말단과 대향하는 관 요소의 말단에서 액체 에어로졸 형성 기재를 수용하기에 적합하다. 자유 개방 말단은 액체 에어로졸 형성 기재로부터의 증기가 관 요소의 내부 부피로부터 빠져나갈 수 있도록 하기에 적합할 수 있다. 자유 개방 말단은 관 요소의 내부 부피에서 액체 에어로졸 형성 기재의 유동 저항을 감소시킨다. 따라서, 자유 개방 말단을 향한 내부 부피에서의 액체 에어로졸 형성 기재의 확산이 개선된다.
바람직하게, 관 요소는 폐쇄된 자유 말단을 가지고 있다. 바람직하게, 관 요소는 관 요소의 폐쇄된 자유 말단에 대향하는 관 요소의 말단에서 액체 에어로졸 형성 기재를 수용하기에 적합하다. 폐쇄된 자유 말단을 갖는 관 요소는 에어로졸이 관 요소의 내부 부피로부터 빠져나갈 수 있게 하기 위한 적어도 하나의 유출구를 더 포함하고 있다. 폐쇄 말단은 액체 에어로졸 형성 기재가 관 요소로부터 떨어질 수 있는 것을 피할 수 있게 한다. 관 요소는 다수의 마이크로 천공을 포함하고 있다. 마이크로 천공은 내부 부피로부터 관 요소의 외부 원주면으로 연장되어 있는 구멍을 통과한다. 마이크로 천공은 기화된 액체 에어로졸 형성 기재를 관 요소의 내부 부피로부터 빠져나갈 수 있도록 하기에 적합하다. 각각의 마이크로 천공은 50 내지 250㎛ 범위의 직경을 가질 수 있다. 마이크로 천공은 하나 이상의 원주상 링 상에 배열될 수 있다. 마이크로 천공들은 원주 방향으로 등간격으로, 예를 들어 0도 및 180도에서, 또는 서로 45도의 경사각으로 등간격으로 배열될 수 있다. 마이크로 천공은 관 요소의 길이방향을 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 개방 말단을 갖는 관 요소의 경우, 마이크로 천공들은 바람직하게 관 요소의 길이방향 치수의 중간 부분에 배열되어 있다. 마이크로 천공은 바람직하게는 관 요소의 폐쇄된 자유 말단에 인접하는 부분에 배열되어 있다.
바람직하게는, 관 요소는 전기적으로 격리되어 있다. 특히, 관 요소는 그의 외부 원주면으로부터 그의 내부 원주면으로 전기적으로 격리될 수 있다. 이는 금속 메쉬와 금속 히터인 히터 사이에서 가능한 단락을 회피한다. 관 요소는 바람직하게는 열 전도성이며 전기 비전도성이다.
바람직하게는, 히터는 전기 저항 히터를 포함하고 있다. 전기 저항 히터는 금속 히터일 수 있다. 전기 저항 히터는 코일 히터일 수 있다. 전기 저항 히터는 관 요소 주위에 감싸져 있을 수 있다. 전기 저항 히터는 관 요소에 부분적으로 포함될 수 있다. 전기 저항 히터는 바람직하게는 관 요소의 전체 길이방향을 따라 연장될 수 있다.
바람직하게는, 히터는 단열 요소에 의해 둘러싸이거나 캡슐화된 것이다. 단열 요소는 전체 히터를 덮을 수 있다. 이는 열 에너지를 보존하고, 주변으로 그리고 기화기 이외에 에어로졸 발생 시스템의 다른 구성요소들에 열을 소산시키는 것을 회피한다.
바람직하게는, 히터는 관 요소의 내부 부피로 연장되어 있지 않다. 이는 내부 부피 내에서 균일한 온도 분포를 달성할 수 있게 한다. 따라서, 기화가 개선된다. 또한, 금속 히터와 금속 메쉬 사이의 단락이 회피될 수 있다. 또한, 액체 에어로졸 형성 기재의 잔여물들이 내부 부피로 연장되어 있는 히터 부분에 접착되는 것을 방지한다.
바람직하게는, 기화기에는 심지 물질이 없다. 특히, 관 요소의 내부 부피에는 심지 물질이 없어서, 그 구조를 단순화한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 전술한 바와 같은 기화기 및 전달 유닛을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 전달 유닛은 기화기의 관 요소의 내부 부피에 소정의 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 공급하기에 적합하다. 전달 유닛은 바람직하게 마이크로펌프이다. 정해진 양의 액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 시스템의 액체 저장부로부터 기화기로 펌핑된다. 이와 같은 설계는 기화기 없는 카트리지의 생산을 허용할 수 있다. 개선된 액체 운송으로 인해, 배관 부위 및 기화기는 일단 액체 저장부가 비어있으면 배치될 필요가 없을 수 있다. 액체를 흡인하기 위해 수동 매질 대신에 펌프를 이용함으로써, 액체 에어로졸 형성 기재의 실제로 요구된 양만이 기화기로 운송될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는, 예를 들어 사용자에 의한 퍼프에 응답하여, 요구 시 펌핑될 수 있다.
마이크로펌프는 가변 또는 일정한 지속기간의 간격 동안, 예를 들어 대략 초당 0.5 내지 2μl의 낮은 유량에서 액체 에어로졸 형성 기재의 주문형 전달을 허용할 수 있다. 마이크로펌프는 액체 에어로졸 형성 기재의 적절한 양을 기화기로 전달하기 위해 조심스럽게 조율될 수 있다. 결과적으로, 전달된 액체 에어로졸 형성 기재의 양은 펌프 사이클의 양으로부터 결정될 수 있다.
마이크로펌프는 물에 비해 비교적 높은 점도를 특징으로 하는 액체 에어로졸 형성 기재를 펌핑하도록 구성될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재의 점도는 약 10 내지 500 mPa-s의 범위, 바람직하게 약 17 내지 86 mPa-s의 범위에 있을 수 있다.
유량을 조정할 때, 기화기에서 전달된 액체 에어로졸 형성 기재의 보다 많은 양을 증발하는 데 보다 많은 에너지가 요구될 수 있다. 그러므로, 기화기의 온도 설정은 액체 유량에 따라 조정될 수 있다.
가열 요소의 온도는 바람직하게 전기 회로에 의해 제어된다. 일단 퍼프가 검출되었고, 히터 및/또는 기화기의 관 요소가 동작 온도에 도달하였으면, 전기 회로는 마이크로펌프를 활성화하고, 퍼프의 지속기간 동안 액체 에어로졸 형성 기재를 기화기의 관 요소의 내부 부피에 전달하기 위한 결정된 유량으로 설정할 수 있다.
마이크로펌프와 히터 둘 모두는 퍼프 검출 시스템에 의해 트리거링될 수 있다. 대안적으로, 마이크로펌프 및 히터는 온-오프 버튼을 누름으로써 트리거링될 수 있고, 퍼프의 지속기간 동안 유지될 수 있다.
바람직하게, 마이크로펌프는 하나의 펌프 사이클을 수행할 시 액체 에어로졸 형성 기재의 결정된 양을 액체 저장부로부터 기화기의 관 요소의 내부 부피로 전달하도록 구성되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류', '하류', '근위', '원위', '전방', 및 '후방'은 사용자가 사용 동안에 에어로졸 발생 시스템 상에서 흡인하는 방향에 관하여 에어로졸 발생 시스템의 구성요소 또는 구성요소의 부분의 상대적인 위치를 설명하는 데 사용된다.
에어로졸 발생 시스템은 사용 시 에어로졸이 에어로졸 발생 시스템을 빠져나가고 사용자에게 전달되는 마우스 말단을 포함할 수 있다. 또한 마우스 말단은 근위 말단으로 지칭될 수 있다. 사용 시, 에어로졸 발생 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해, 사용자는 에어로졸 발생 시스템의 근위 또는 마우스 말단으로 흡인한다. 에어로졸 발생 시스템은 근위 또는 마우스 말단에 대향하는 원위 말단을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 시스템의 근위 또는 마우스 말단은 또한 하류 말단으로 지칭될 수 있고, 에어로졸 발생 시스템의 원위 말단은 또한 상류 말단으로 지칭될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템의 구성요소, 또는 구성요소의 부분은, 에어로졸 발생 시스템의 근위, 하류 또는 마우스 말단과 원위 또는 상류 말단 사이의 그들의 상대 위치에 기초하여 서로의 상류 또는 하류에 있는 것으로 설명될 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 시스템은, 액체 에어로졸 형성 기재가 마이크로펌프로부터 기화기로 전달되는 배관 부위를 더 포함하고 있으며, 여기서 기화기는 상기 배관 부위의 개방 말단의 하류에 배열되어 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 시스템은 메인 유닛 및 카트리지를 포함하고 있으며, 여기서 카트리지는 메인 유닛에 제거 가능하게 커플링될 수 있고, 여기서 메인 유닛은 전력 공급부를 포함할 수 있고, 여기서 액체 저장부는 카트리지에 제공될 수 있고, 여기서 마이크로 펌프는 메인 유닛에 제공될 수 있다. 바람직하게, 메인 유닛은 기화기를 더 포함하고 있다. 메인 유닛은 배관 부위를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템은 기화기 및 전력 공급원에 연결된 전기 회로를 더 포함할 수 있다. 전기 회로는 기화기의 전기 저항을 모니터링하고, 바람직하게 기화기의 전기 저항에 따라 기화기로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수도 있다.
전기 회로는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서일 수 있는 마이크로프로세서를 갖는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 전기 회로는 추가적인 전자 부품을 포함할 수 있다. 전기 회로는 기화기로의 전력 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전력은 시스템이 활성화된 후 기화기에 연속적으로 공급되거나 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때마다(puff-by-puff basis) 공급될 수 있다. 전력은 전류의 펄스 형태로 기화기에 공급될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 유리하게는, 전력 공급부, 통상적으로는 배터리, 예를 들어 하우징의 본체 내에 포함하고 있다. 전력 공급부는 커패시터와 같은 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전이 필요할 수 있고, 한 번 이상의 흡입 경험을 하기에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있으며; 예를 들면, 전력 공급부는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 배수인 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시킬 수 있는 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 공급부는 소정의 퍼핑 횟수 또는 히터 조립체의 개별 활성화를 가능하게 하는 충분한 용량을 가질 수 있다.
주변 공기가 에어로졸 발생 시스템에 진입하도록 하기 위해, 에어로졸 발생 시스템의 하우징의 벽면, 바람직하게는 기화기와 대향하는 벽면, 바람직하게는 하단 벽면에는 적어도 하나의 반-개방(semi-open) 유입구가 제공되어 있다. 반-개방 유입구는 바람직하게 공기가 에어로졸 발생 시스템에 진입하도록 하지만, 반-개방 유입구를 통해 공기 또는 액체가 에어로졸 발생 시스템을 떠나지 못하게 한다. 반-개방 유입구는, 일 방향으로는 공기에 대해서만 투과성이지만, 반대 방향으로는 기밀성 및 액밀성인, 예를 들어 반-투과성 막일 수 있다. 반-개방 유입구는, 또한, 예를 들어 일방향 밸브일 수 있다. 바람직하게는, 반-개방 유입구는 특정한 조건, 예를 들어 에어로졸 발생 시스템의 최소 함몰 또는 밸브나 막을 통과하는 공기의 부피가 충족되는 경우에만 공기가 유입구를 통과하도록 한다.
액체 에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재이다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출될 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 가열시에 액체 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 대안적으로 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템일 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 시스템은 휴대용이다. 에어로졸 발생 시스템은 통상의 엽궐련 또는 궐련에 필적하는 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 대략 30mm 내지 대략 150mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 대략 5mm 내지 대략 30mm의 외경을 가질 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 에어로졸 발생 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은 액체 에어로졸 형성 기재의 양을 기화기의 관 요소의 내부 부피로 전달하여, 상기 관 요소의 내부 부피에 제공된 메쉬를 상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부로 습윤시키는 단계; 상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를, 상기 관 요소 외부에 제공된 히터에 의해 휘발시키기에 충분한 온도로 상기 메쉬와 상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하는 단계를 포함하고 있다. 상기 히터는 바람직하게는 전기 저항 히터를 포함하고 있다.
한 측면과 관련하여 설명된 특징은 본 발명의 다른 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
이제 본 발명의 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 개략도이고;
도 2a는 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 폐쇄 말단을 갖는 관 요소의 단면도, 측면도 및 상면도이고;
도 2b는 본 발명의 한 구현예에 따른 또 다른 기화기의 폐쇄 말단을 갖는 관 요소의 단면도, 측면도 및 상면도이고;
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 개방 말단을 갖는 관 요소의 단면도, 측면도 및 상면도이고;
도 4a는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 사시도 및 상면도이고; 그리고
도 4b 는 본 발명의 한 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 개략도이다. 기화기(21)는 관 요소(22), 메쉬(25), 및 히터(26)를 포함하고 있다. 관 요소(22)는 관 요소(22) 및 기화기(21)의 길이방향(28)으로 연장되어 있는 내부 부피(23)를 가지고 있다. 메쉬(25)는 내부 부피(23) 내에 배열되어 있으며 관 요소(22)의 한 말단(30)에서 다른 말단(31)으로 길이방향(28)으로 연장되어 있는 롤형 금속 메쉬로서 구성되어 있다. 메쉬(25)의 외경은 내부 부피(23)의 직경보다 작아서, 액체가 메쉬 주위로 확산되어 내부 부피(23) 내에서 순환될 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재를 내부 부피(23)에 공급하기 위한 유체 유입구(24)가 한 말단(30)에 배열되어 있다. 다른 말단(31)은 화살표(29)로 표시된 방향을 따라 기화된 액체 에어로졸 형성 기재를 탈출시키기 위한 개방 말단으로서 구성되어 있다. 히터(26)는 관 요소(22)의 외주 둘레에 길이방향(28)을 따라 나선형으로 감싸져 있는 금속 코일로서 구성되어 있다. 절연 요소(27)가 길이방향(28)을 따라 히터(26) 주위에 감싸져 있다. 기화기의 작동 동안, 액체 에어로졸 형성 기재는 유체 유입구(24)를 통해 내부 부피(23)에 공급되고 전체 메쉬(25)를 따라 확산된다. 전류는 관 요소(22)와 그 내부 부피(23)의 모든 것을 가열하기 위해 히터(26)에 인가된다. 관 요소(22)의 열은 내부 부피(23) 및 메쉬(25)에 전도된다. 따라서, 내부 부피(23)에서 메쉬(25) 위로 확산되고 있는 액체 에어로졸 형성 기재가 가열된다. 내부 부피(23) 내의 액체 에어로졸 형성 기재는 기화되고 방향(29)을 따라 개방 말단(31)을 통해 빠져나간다.
도 2a는 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 폐쇄 말단을 갖는 관 요소(22)의 단면도, 측면도 및 상면도이다. 관 요소(22)는 1.90mm의 균일한 외경을 가지며, 내부 부피(23)는 1.30mm의 균일한 직경을 가지고 있다. 관 요소(22)는 길이방향으로 20mm의 길이를 가지고 있다. 액체 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 말단(30)에 대향하는 말단(34)은 폐쇄되어 있다. 마이크로 천공(33)의 6개의 링은 말단(34)으로부터 각각 1 내지 6mm 거리로 배치되어 있다. 각각의 링은 직경 0.20mm의 6개의 마이크로 천공 구멍(33)을 포함하고 있다.
도 2b는 본 발명의 한 구현예에 따른 기화기의 폐쇄 말단을 갖는 관 요소(22)의 단면도, 측면도 및 상면도이다. 도 2b의 관 요소(22)는 도 2a에 도시된 것과 유사하다. 유일한 차이점은, 마이크로 천공의 각 링이 단지 각각 0도 및 180도로 배열된 2개의 마이크로 천공 구멍만을 포함하고 있다는 점이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따라 기화기의 개방 말단을 갖는 관 요소의 단면도, 측면도 및 상면도이다. 도 3에 도시된 관 요소(22)의 치수는 도 2a 및 도 2b와 동일하다. 도 3의 관 요소(22)는 도 2a 및 도 2b의 폐쇄 말단(34) 대신에 개방 말단(35)을 갖도록 구성되어 있다. 1mm의 각각의 거리를 갖는 마이크로 천공의 6개의 링이 관 요소(22)의 중간 부분에 배열되어 있다. 도 2b와 유사하게, 마이크로 천공의 각각의 링은 각각 0 및 180도로 배열된 2개의 마이크로 천공 구멍을 포함하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다. 에어로졸 발생 시스템은 메인 유닛과, 액체 저장부(3)를 갖는 재충진 가능한 또는 교환 가능한 카트리지를 포함하고 있다. 메인 유닛은 본체(10) 및 마우스피스부(12)를 포함하고 있다. 본체(10)는 전력 공급부(1), 예를 들어 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리, 전기 회로(2), 카트리지를 유지하기 위한 공동, 유입구 및 유출구를 갖는 마이크로펌프(5), 및 기화기(7)를 담고 있다. 전기 연결기(8, 9)는 전기 회로(2), 전력 공급부(1), 및 기화기(7) 사이에 전기 연결을 제공하기 위해 본체(10)의 측면에 제공되어 있다. 배관 부위(4)는 액체 저장부의 유출구를 마이크로펌프의 유입구에 연결하도록 제공되어 있다. 배관 부위(6)는 마이크로펌프(5)의 유출구로부터 기화기(7)의 가열 요소의 유체 유입구로의 액체 에어로졸 형성 기재의 흐름을 유도한다. 마우스피스부(12)는 복수의 공기 유입구(11) 및 유출구(13)를 포함하고 있다. 사용 시, 사용자는 유출구(13)를 빨아들이거나 퍼핑하여 공기를 공기 유입구(11)로부터 마우스피스부(12)를 통해 유출구(13)로 흡인한 다음, 입이나 폐로 흡인한다. 내부 배플은 공기가 마우스피스부(12)를 통해 흐르도록 강제하기 위해 제공되어 있다. 기화기(7)는, 액체 에어로졸 형성 기재가 배관 부위(6)를 빠져나간 후에 액체 에어로졸 형성 기재를 직접 가열하도록 구성되어 있다.
카트리지는 본체(10) 내의 공동에 수용되도록 구성되어 있다. 카트리지는 바람직하게는 교체형이어서, 카트리지에 제공된 에어로졸 형성 기재가 고갈되면, 사용자가 새로운 카트리지로 교환할 수 있다. 새로운 카트리지를 삽입할 때, 본체에서의 슬라이더는 공동을 노출하도록 이동될 수 있다. 새로운 카트리지는 노출된 공동에 삽입될 수 있다. 액체 저장부의 유출구는 마이크로펌프(5)의 유입구에 연결하도록 구성되어 있다. 메인 유닛은 휴대용이며, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 비교할만한 크기를 가지고 있다.
전술한 예시적인 구현예는 예시적이지만 제한적인 것은 아니다. 위에서 논의된 예시적인 구현예를 고려하면, 상기 예시적인 구현예와 일치하는 다른 구현예는 이제 당업자에게 명백해질 것이다.

Claims (12)

  1. 에어로졸 발생 시스템용 기화기로, 상기 기화기는
    액체 에어로졸 형성 기재의 양을 수용하기 위한 내부 부피를 갖는 관 요소,
    상기 관 요소의 내부 부피에 제공된 메쉬, 및
    상기 관 요소의 외부에 제공된 히터를 포함하고, 여기서 상기 히터는 전기 저항 히터를 포함하고,
    여기서 상기 히터는 상기 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 증발시키는 데 충분한 온도까지 상기 메쉬 및 상기 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있는 것인, 기화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히터는 상기 관 요소를 경유하여 상기 관 요소의 내부 부피로의 열 전도에 의해 상기 메쉬 및 상기 수용된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 간접적으로 가열하도록 구성되어 있는 것인, 기화기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메쉬는 금속 메쉬인 것인, 기화기.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 메쉬는 롤형 메쉬인 것인, 기화기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬는 상기 관 요소의 길이방향을 따라 연장되어 있는 것인, 기화기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬는 상기 관 요소의 한 말단에서 다른 말단으로 연장되어 있는 것인, 기화기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관 요소는 자유 개방 말단을 갖는 것인, 기화기.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관 요소는 폐쇄된 자유 말단을 가지고 있으며, 여기서 상기 관 요소는 다수의 마이크로 천공을 포함하는 것인, 기화기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관 요소는 전기적으로 격리되어 있는 것인, 기화기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는 절연 요소에 의해 둘러싸여 있는 것인, 기화기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 기화기, 및 소정의 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 상기 기화기의 관 요소의 내부 부피에 공급하기 위한, 전달 유닛, 바람직하게는 마이크로펌프를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 에어로졸을 발생시키는 방법으로,
    액체 에어로졸 형성 기재의 양을 기화기의 관 요소의 내부 부피로 전달하여, 상기 관 요소의 내부 부피에 제공된 메쉬를 상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부로 습윤시키는 단계,
    상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를, 상기 관 요소 외부에 제공된 히터에 의해 휘발시키기에 충분한 온도로 상기 메쉬와 상기 전달된 양의 액체 에어로졸 형성 기재를 가열하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 히터는 전기 저항 히터를 포함하는 것인, 방법.
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