KR20190131519A - 유도 가열식 에어로졸 발생 장치 또는 시스템과 함께 사용하기 위한 서셉터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도 가열식 에어로졸 발생 장치 또는 시스템(100)과 함께 사용하기 위한 유도 가열 가능한 서셉터(210)에 관한 것이다. 서셉터(210)는 에어로졸 형성 액체(202)를 유지하고 교류 전자기장의 영향 하에서 에어로졸 형성 액체(202)를 가열하기 위한 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함한다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 장치(100)와 함께 사용하기 위한 카트리지(200)에 관한 것이다. 카트리지(200)는 에어로졸 형성 액체(202) 및 에어로졸 형성 액체(202)의 적어도 일부분을 유지하는 본 발명에 따른 서셉터(210)를 포함한다. 본 발명은 또한 에어로졸 형성 액체(202)를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치(100)에 관한 것이며, 상기 장치는 본 발명에 따른 서셉터(210)를 포함한다.
Description
본 발명은 에어로졸 형성 액체를 유지하고 유도 가열하기 위한 서셉터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지뿐만 아니라 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치 및 시스템에 관한 것이다.
에어로졸 형성 기재를 유도 가열하는 것에 기초한 에어로졸 발생 시스템은 일반적으로 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이들 시스템은 서셉터에서 열 발생 와류 또는 이력 손실 중 적어도 하나를 유도하는 교류 전자기장을 발생시키기 위한 유도원을 포함할 수 있다. 이렇게 가열된 서셉터는 가열 시 에어로졸을 형성하는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재에 열적으로 근접해 있다. 에어로졸 발생 시스템의 유형에 따라, 서셉터 및 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품, 특히 카트리지에 함께 제공될 수 있다. 카트리지는 차례로 유도원을 포함하는 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 에어로졸 형성 기재의 적절한 가열을 확인하기 위해 여러 서셉터 구성이 기술분야에 설명되어 있다. 그러나, 많은 경우에 서셉터는 에어로졸 형성 기재의 작은 부분에만 접촉한다. 이는 기재의 온도가 너무 낮아서 에어로졸을 형성할 수 없을 정도로 기재 부피에 전반에 불균일한 가열을 초래할 수 있다. 결과적으로, 기재의 작은 부분만이 사용자 경험을 위해 효과적으로 활용된다. 그러나, 에어로졸 형성을 위해 요구되는 온도로 기재의 모든 부분을 가열하기 위해 가열 전력을 증가시키는 것은 서셉터와 직접 접촉하고 있는 이들 부분의 국부적인 과열을 야기할 수 있다.
따라서, 종래 기술의 해결책의 장점을 갖지만 그 한계는 갖지 않은 서셉터뿐만 아니라 카트리지 및 서셉터를 포함한 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다. 특히, 국부적인 과열의 위험 없이 에어로졸 형성 기재의 균일한 가열을 허용하는 서셉터, 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따르면, 에어로졸 발생 장치 또는 시스템과 함께 사용하기 위한 유도 가열 가능한 서셉터가 제공된다. 서셉터는 에어로졸 형성 액체를 유지하고 교류 전자기장의 영향 하에서 액체를 가열하기 위한 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함한다. 특히, 서셉터는 이러한 개방 다공성 세라믹 재료로 만들어지거나 이로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹 재료는 한편으로 개방 다공성 또는 개방 기공형 구조 및 다른 한편으로 교번 전자기장의 영향 하에서 가열될 수 있는 능력을 특징으로 한다. 이로 인해, 서셉터는 유리하게, 가열될 에어로졸 형성 액체의 저장 매체뿐만 아니라 그 안에 유지된 액체를 유도 가열하기 위한 가열 요소이다. 이러한 이유로, 본 발명에 따른 서셉터는 이중 기능 서셉터로 간주될 수 있다. 유리하게, 세라믹 재료의 개방 다공성 구조는 전체 서셉터 재료가 에어로졸 형성 액체로 균일하게 침지되게 한다. 따라서, 서셉터는 모두 에어로졸 형성 액체와 직접 접촉한다. 동시에, 서셉터의 전체 부피는 교류 전자기장의 영향 하에서 균일하게 가열될 수 있다. 이러한 이유로, 본 발명에 따른 서셉터는 유리하게, 과열될 필요 없이 내부에 저장된 전체 에어로졸 형성 액체를 균일하게 가열할 수 있게 한다. 또한, 본 발명에 따른 서셉터는 유리하게, 가열될 수 있는 에어로졸 형성 액체의 양이 양호하게 제어 가능한 매개변수인 서셉터의 다공성과 전체 부피와 관련되기 때문에 매우 일정한 사용자 경험을 보장한다.
서셉터의 개방 다공성은 액체 에어로졸 형성 재료를 위한 높은 보유 능력을 제공한다. 따라서, 액체 에어로졸 형성 재료는 서셉터 내에 안전하게 유지되거나 보유된다. 유리하게, 이는 예를 들어 액체 탱크에 비해 유출 위험을 감소시킨다. 특히, 이는 서셉터뿐만 아니라 임의의 에어로졸 발생 물품, 그러한 서셉터를 포함한 장치 또는 시스템이 누설 밀봉되게 한다. 또한, 서셉터 재료의 개방 다공성은 가열 시 기화된 에어로졸 형성 재료가 카트리지로부터 자유롭게 빠져나가게 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘서셉터’는 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 재료를 포함하는 요소를 지칭한다. 따라서, 교류 전자기장 내에 위치될 때, 서셉터는 가열된다. 일반적으로, 이는 서셉터 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 이력 손실 및/또는 와류의 결과일 수 있다. 이력 손실은 교류 전자기장의 영향 하에 스위칭되는 재료 내의 자기 도메인으로 인해 강자성 또는 페리자성 서셉터 재료에서 발생한다. 와류는 서셉터 재료가 전기 전도성인 경우에 유도될 수 있다. 전기 전도성 강자성 또는 페리자성 서셉터 재료의 경우, 와류 및 이력 손실 둘 모두로 인해 열이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 개방 다공성 세라믹 재료의 전기 및 자기 특성에 따라 이력 손실 또는 와류 중 적어도 하나로 인해 가열될 수 있다. 따라서, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 전기 전도성일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 강자성 또는 페리자성일 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 란타늄 도핑된 스트론튬 티탄산염, 또는 이트리움 도핑된 스트론튬 티타네이트와 같은 전기 전도성 세라믹 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 서셉터는 세라믹 페라이트와 같은 개방 다공성 페리자성 또는 강자성 세라믹 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성 액체”는 에어로졸 형성 액체를 가열할 때 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 액체에 관한 것이다. 에어로졸 형성 액체는 고체 및 액체 에어로졸 형성 재료 또는 성분 둘 모두를 함유할 수 있다. 에어로졸 형성 액체는 가열 시에 액체로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 액체는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 에어로졸 형성 기재는 또한 니코틴이나 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 특히, 에어로졸 형성 액체는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물 및 천연 또는 인공 향미제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 액체는 또한, 페이스트형 재료, 에어로졸 형성 기재를 포함한 다공성 재료의 향낭, 또는, 예를 들어 글리세린과 같은 일반적인 에어로졸 형성제를 포함할 수 있는 겔화제 또는 점착제와 혼합되고 나서 플러그로 압축 또는 성형되는 느슨한 담배(loose tobacco)일 수 있다.
서셉터의 특정 재료 및 기하학적 구조는 원하는 열 발생 및 액체 흡수 및 보유 효과를 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 서셉터는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 형상은 에어로졸 발생 물품, 장치 또는 시스템과 함께 사용될 때 특정 작용 및 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 실린더, 디스크, 튜브, 직육면체 또는 와셔 형상의 구성 중 하나일 수 있다.
서셉터는 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함하거나 이로 만들어진 단일 몸체일 수 있다. 단일 몸체는 소형 중실 몸체일 수 있다. 이러한 구성은 유리하게, 가열될 에어로졸 형성 액체용 소형 단일 저장 매체를 제공할 수 있게 한다. 특히, 단일 서셉터 몸체는 단일 펠릿 또는 가압된 물품일 수 있다.
대안적으로, 서셉터는 복수의 서셉터 요소를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 서셉터 요소는 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료로 만들어지거나 이로 구성된다. 마찬가지로, 각각의 서셉터 요소는 단일 몸체, 특히 소형 중실 몸체일 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 개별 서셉터 요소, 예컨대 개별 서셉터 펠릿의 중실 벌크 재료일 수 있다. 서셉터는 서셉터 과립형일 수 있다.
서셉터에 의해 유지되고 가열되는 에어로졸 형성 액체의 양은 개방 다공성 세라믹 재료의 다공성과 관련된다. 바람직하게, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 20% 내지 60%의 다공성을 가진다. 이러한 범위의 다공성은 편리한 사용자 경험을 제공하기 위해 서셉터에 의해 유지되고 가열되는 에어로졸 형성 액체의 양에 관하여 유리하다. 다공성은 서셉터가 사전 결정된 양의 에어로졸 형성 액체를 보유하도록 선택될 수 있다. 사전 결정된 양의 액체는 바람직하게, 에어로졸 발생 장치 또는 시스템과 함께 서셉터를 사용할 때 이용 가능하도록 사전 정의된 퍼핑 횟수에 대응한다. 다공성은 또한, 서셉터를 통한 특정 기류 관리에 관하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 다공성은 특정 흡인 저항(RTD)을 제공하는 것과 같이 선택될 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 형성 액체의 가열은 이력 손실만을 기초로 한다. 따라서, 서셉터의 가열, 즉, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료의 가열은 주로 또는 심지어 독점적으로 이력 손실로부터 초래될 수 있다. 따라서, 개방 다공성 세라믹 재료는 바람직하게 단지 페리자성 또는 강자성이다. 따라서, 개방 다공성의 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 바람직하게 전기적으로 비-전도성이거나 - 적어도 - 단지 매우 약한 전도성이다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 이는 서셉터 재료의 퀴리 온도에 대응하는 온도로 서셉터의 가열 정도를 제한하기 위해 바람직할 수 있다. 전기적으로 비-전도성 재료에서, 와류로 및 와류로 인한 이러한 가열은 발생하지 않는다.
페리자성 재료 및 강자성 재료는 이들이 퀴리 온도 미만의 자발 자화를 유지하고, 이러한 온도를 초과하는 자기 순서를 나타내지 않는 점이 특징이다. 따라서, 그의 퀴리 온도 초과에서 페리자성 또는 강자성 재료는 상자성이므로 이력 손실로 인한 가열은 더 이상 발생하지 않는다. 따라서, 서셉터의 개방 다공성 세라믹 재료가 전기적으로 비-전도성이지만 페리자성 또는 강자성만이 있는 경우에, 유도 가열성은 퀴리 온도를 초과하여 완전히 사라진다. 이러한 효과는 서셉터의 가열 온도를 제어하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 따라서, 서셉터의 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 급속한 과열의 가능성을 피하거나 적어도 감소시키기 위해 서셉터가 가열되어야 하는 최대 온도에 대응하는 것과 같이 선택된 퀴리 온도를 가질 수 있다. 퀴리 온도는 이러한 최대 온도로부터 약 1% 내지 3%만큼 벗어날 수 있다. 서셉터의 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 400℃ 미만, 바람직하게 380℃ 미만, 또는 360℃ 미만의 퀴리 온도를 갖도록 선택될 수 있다. 바람직하게, 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 150℃ 내지 300℃의 퀴리 온도를 가진다. 이는 특히 하나의 단일 페리자성 세라믹 재료만을 포함하는 이들 서셉터에 대해 유지된다.
전술한 바와 같이, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 바람직하게 세라믹 페라이트이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 페라이트는 헤마타이트(Fe2O3) 또는 자철광(Fe3O4)뿐만 아니라 다른 금속의 산화물과 같은 산화철에서 유도된 페리자성 세라믹 화합물이다. 일반적으로, 페라이트는 전기적으로 비-전도성이다.
특히, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는:
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망간-마그네슘 페라이트;
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니켈-아연 페라이트; 또는
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코발트-아연 바륨 페라이트 중 적어도 하나를 포함하거나 이들로 구성되는, 에어로졸 발생 장치 또는 시스템과 함께 사용하기 위한 유도 가열 가능한 서셉터.
니켈-아연 페라이트는 - 전술한 바와 같이 - 유형 MgxMnyFezO4(여기서, x = 0.4 내지 1.1, y = 0.3 내지 0.9, 및 z = 1 내지 2)의 조성물을 포함하거나 이로 구성될 수 있으며, 여기서 금속 양이온 Mg, Mn 및 Fe의 원자 분율 x, y 및 z는 금속 양이온의 총 전하가 산소 음이온의 총 전하와 평형을 이루도록 한다. 특히, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는:
- 약 270℃의 퀴리 온도를 갖는 Mg0 .77 Mn0 .58 Fe1 .65 O4;
- 약 262℃의 퀴리 온도를 갖는 Mg0 .55 Mn0 .88 Fe1 .55 O4;
- 약 190℃ 의 퀴리 온도를 갖는 Mg1 .03 Mn0 .35 Fe1 .37 O4 중 하나를 포함하거나 하나일 수 있다.
니켈-아연 페라이트는 - 전술한 바와 같이 - 유형 Nix Zn1 -x Fe2 O4(여기서, x = 0.3 내지 0.7)의 조성물을 포함하거나 이로 구성될 수 있으며, 금속 양이온 Ni, Zn 및 Fe의 원자 분율은 금속 양이온의 총 전하가 산소 음이온의 총 전하와 평형을 이루도록 한다. 특히, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는, 예를 들어 약 258℃의 퀴리 온도를 갖는 Ni0.5 Zn0.5 Fe2 O4를 포함하거나 이것일 수 있다.
코발트-아연 바륨 페라이트는 - 전술한 바와 같이 - 약 279℃의 퀴리 온도를 갖는 Co1.75 Zn0.25 Ba2 Fe12 O22을 포함하거나 이로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함하는 서셉터를 제조하는 방법은 다음 단계들을 포함할 수 있다:
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세라믹 재료의 분말 원료 성분을 혼합하는 단계;
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셀룰로스를 용매로 용해시키는 단계;
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용해된 셀룰로스를 혼합된 원료 성분과 혼합해서 슬러리 혼합물을 얻는 단계;
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슬러리 혼합물을 건조시키는 단계;
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건조된 혼합물을 가압해서 원하는 형상의 펠릿을 형성하는 단계;
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펠릿을 하소하여 개방 다공성 펠릿을 형성하는 단계;
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개방 다공성 펠릿을 어닐링하는 단계.
세라믹 재료의 분말 원료 성분을 혼합하고 혼합된 원료 성분과 용해된 셀룰로스를 혼합하는 단계는 조합될 수 있고, 즉, 세라믹 재료의 원료 성분과 용해된 셀룰로스는 단일 단계에서 함께 혼합될 수 있다.
용매를 사용하는 대신에, 셀룰로스 및 분말 원료 재료를 처리하는 것은 대안적으로 건조 상태에서 행해질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함하는 서셉터를 제조하기 위한 대안적인 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다:
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세라믹 재료와 셀룰로스의 분말 원료 성분을 혼합하여 건조 혼합물을 얻는 단계;
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건조 혼합물을 가압해서 원하는 형상의 펠릿을 형성하는 단계;
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펠릿을 하소하여 개방 다공성 펠릿을 형성하는 단계;
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개방 다공성 펠릿을 어닐링하는 단계.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, ‘하소’는 550℃ 내지 1300℃의 온도에서 공기 또는 산소 분위기의 열처리 공정이다. 하소는 하소로에서 수행될 수 있다. 하소로는 가열된 로 내에서 회전하는 스틸 실린더일 수 있고 제어된 대기 내에서 간접 고온 처리를 수행한다. 본 발명에 따른 세라믹 재료와 관련하여, 하소는 셀룰로스를 연소시키고 - 존재한다면 - 용매를 제거하는 것이 목적이다. 이러한 공정 동안, 세라믹 재료의 원하는 개방 다공성 구조가 형성된다. 바람직하게, 펠릿은 약 1200℃의 온도에서 하소된다.
셀룰로스는 2개의 기능을 가진다. 첫째, 셀룰로스는 펠릿에서 혼합된 원료 성분의 입자들 사이에서 결합제로서 작용한다. 둘째, 셀룰로스 입자는 유리하게 변위체로서 작용하여 개방 다공성 구조를 형성한다.
건조된 혼합물에 인가되어 원하는 형상의 펠릿을 형성하는 압력은 5 내지 10 t/cm2(제곱 센티미터 당 톤)범위일 수 있다. 예를 들어, 10톤의 하중이 직경 13 mm를 갖는 원형 샘플에 적용될 수 있다.
개방 다공성 펠릿은 바람직하게 500℃ 내지 700℃ 범위, 특히 약 600℃의 온도에서 어닐링된다.
분말 원료 성분을 혼합하는 단계 이전에, 상기 방법은 세라믹 재료의 원료 성분을 체질해서 원하는 범위 내의 특정 입자 크기를 갖는 원료 성분의 분말 입자를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 특정 입자 크기는 50 ?m 내지 80 ?m이다.
상기 방법은 원료 성분을 혼합하기 전에 그리고 - 제공된다면 - 원료 성분을 체질하기 전에 원료 성분을 밀링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
밀링 단계 후에, 상기 방법은 원료 성분을 혼합하기 전에 ? 제공된다면 - 원료 성분을 체질하기 전에 밀링된 원료 성분을 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 서셉터는 유도원을 포함하는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용할 준비가 되는 것과 같이 에어로졸 형성 액체에 사전 침지되는 소모성 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있거나 소모성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 따라서, 서셉터는 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료에 유지된 에어로졸 형성 액체를 더 포함할 수 있다. 즉, 서셉터는 에어로졸 형성 액체를 유지하거나 에어로졸 형성 액체에 (사전) 침지되는 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 특히, 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 사전 결정된 양의 에어로졸 형성 액체에 유지되거나 (사전) 침지될 수 있다. 사전 결정된 양의 액체는 바람직하게, 에어로졸 발생 장치와 함께 서셉터를 사용할 때 이용 가능한 사전 정의된 퍼핑 횟수에 대응한다.
대안적으로, 서셉터는 에어로졸 발생 장치의 일체형 부분일 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치를 제공한다. 에어로졸 발생 장치는 교류 전자기장을 발생시키기 위한 유도 코일을 포함하는 유도원을 포함한다. 또한, 장치는 에어로졸 형성 액체를 유지 및 가열하기 위한 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함하는 본 발명에 따른 그리고 본 명세서에서 설명된 바와 같은 서셉터를 포함한다. 서셉터는 유도 코일에 대해 위치되어 장치의 작동 시 교류 전자기장에 의해 유도 가열될 수 있다.
교류 전자기장을 발생시키기 위해, 유도원은 교류(AC) 발전기를 포함할 수 있다. AC 발전기는 에어로졸 발생 장치의 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있다. AC 발전기는 유도 코일에 작동 가능하게 결합된다. AC 발전기는 교류 전자기장을 발생시키기 위해 유도 코일을 통과하는 고주파 발진 전류를 발생시키도록 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 고주파 발진 전류는 500 kHz 내지 30 MHz, 바람직하게 1 MHz 내지 10 MHz 및 더욱 바람직하게 5 MHz 내지 7 MHz의 주파수를 갖는 발진 전류를 의미한다.
장치는 바람직하게 AC 발전기를 포함하는 전기 회로를 더 포함할 수 있다. 전기 회로는 유리하게, 등급-D 또는 등급-E 전력 증폭기를 포함할 수 있는 DC/AC 인버터를 포함할 수 있다. 전기 회로는 에어로졸 발생 장치의 전원에 연결될 수 있다. 제어 회로는 마이크로프로세서 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전기 회로를 포함할 수 있으며, 마이크로프로세서는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC)일 수 있다. 전기 회로는 추가 전자 부품을 포함할 수 있다. 전기 회로는 유도 코일에 대한 전류 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 유도 코일에 공급되어 시스템을 연속적으로 후속하여 활성화할 수 있거나 예컨대, 퍼프마다 간헐적으로 공급될 수 있다.
이미 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치는 유리하게 전원, 바람직하게 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리를 포함한다. 대안으로서, 전원은 커패시터와 같은 전하 저장 장치의 다른 형태일 수 있다. 전원은 재충전을 필요로 할 수 있고 하나 이상의 사용자 경험을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 전원은 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 여러 배의 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전원은 사전 결정된 수의 퍼프 또는 유도 코일의 개별 활성화를 허용하는 데 충분한 용량을 가질 수 있다.
장치는 단일의 유도 코일 또는 복수의 유도 코일을 포함할 수 있다. 유도 코일의 수는 서셉터 요소의 수에 따라 달라질 수 있다. 유도 코일 또는 코일들은 서셉터의 형상과 일치하는 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 유도 코일 또는 코일들은 에어로졸 발생 장치의 하우징의 형상에 합치하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 유도 코일 또는 코일들은 나선형 코일 또는 평탄한 나선형 코일일 수 있다. 유도 코일은 페라이트 코어 주위에 권취될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 “평탄한 나선형 코일”은 일반적으로 평면형 코일인 코일을 의미하며, 이때 코일의 권취 축은 코일이 놓이는 표면에 법선이다. 평탄한 나선형 유도는 코일의 평면 내부에 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 평탄한 나선형 코일은 원형 형상을 가질 수 있거나 일반적으로 장방형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본 명세서 사용되는 바와 같이 용어 “평탄한 나선형 코일”은 평면형인 코일뿐만 아니라 만곡된 표면에 합치하는 형상인 평탄한 나선형 코일을 포함한다. 평탄한 나선형 코일을 사용하면 견고하고 제조 비용이 저렴한 단순한 디자인을 갖는 소형 장치 디자인을 가능하게 한다. 코일은 장치의 하우징 내부에 보유될 수 있고 발생된 에어로졸에 노출될 필요가 없어 코일 상의 피착 및 있을 수 있는 부식이 방지될 수 있다. 유도 코일은 부식 방지 코팅 또는 인클로저에 의해 덮일 수 있다. 유도 코일은 5 mm 내지 10 mm의 직경을 가질 수 있다. 유도 코일은 전원에 가장 근접한 공동의 표면에 또는 그에 인접하게 위치될 수 있다. 이는 장치 내부의 전기 연결부의 수량 및 복잡성을 감소시킨다.
사용 시, 예컨대 교류 전자기장이 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 투과하는 것을 보장하기 위해 유도 코일에 근접한 서셉터를 갖는 것이 유리하다. 유리하게, 서셉터는 유도 코일의 부근에 위치된다. 또한, 유도 코일과 서셉터 사이의 거리는 균일한 가열을 보장하도록 서셉터의 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 것이 바람직하다. 바람직하게, 서셉터와 유도 코일 사이의 최소 거리는 2 mm 미만, 특히 1 mm 미만, 또는 심지어 0.5 mm 미만이다.
에어로졸 발생 장치는 장치 하우징을 포함할 수 있다. 장치 하우징은 서셉터, 유도원, 유도 코일, AC 발전기, 전기 회로, 및 전원을 포함할 수 있다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 장치 하우징은 에어로졸 형성 액체를 저장하기 위한 탱크 또는 액체 보유 요소, 또는 둘 모두를 더 포함할 수 있다.
장치 하우징은 서셉터가 적어도 부분적으로 배열될 수 있는 공동을 더 포함할 수 있다. 공동은 내부 표면을 가질 수 있다. 유도 코일은 전원에 가장 근접한 공동의 표면에 또는 그에 인접하게 위치될 수 있다. 유도 코일은 공동의 내부 표면에 합치하도록 형상화될 수 있다. 대안적으로, 유도 코일은 공동 내부에 있을 수 있다. 특히, 공동은 에어로졸 발생 챔버일 수 있다.
장치 하우징은 본체 및 마우스피스 부분을 포함할 수 있다. 공동은 본체 내에 있을 수 있으며 마우스피스 부분은 배출구를 가질 수 있으며, 그 배출구를 통해 장치에 의해 발생된 에어로졸이 흡인될 수 있다. 유도 코일은 본체 내에, 마우스피스 부분 내에, 또는 본체와 마우스피스 부분 둘 모두에서 배열될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘마우스피스’는 에어로졸 발생 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 직접 흡입하기 위해서 사용자의 입 안에 놓이는 장치의 일부분을 의미한다. 에어로졸은 마우스피스를 통해 사용자의 입으로 전달된다
장치는 적어도 하나의 공기 유입구로부터 적어도 하나의 공기 배출구로 연장되는 공기 경로를 포함할 수 있다. 공기 배출구는 바람직하게 마우스피스의 배출구이다. 공기 경로는 서셉터를 통과하고, 특히 개방 다공성 세라믹 재료의 외부 표면을 통과한다. 공기 경로는 공동을 지나갈 수 있다. 공기 경로는 또한 유도 코일을 통과할 수 있다. 장치를 통하는 기류가 코일을 통과하게 함으로써, 소형 시스템이 달성될 수 있다. 유도 코일은 서셉터에 인접하게 위치될 수 있다. 공기 경로는 유도 코일과 서셉터 요소 사이에 제공된 기류 통로를 포함할 수 있다. 기화된 에어로졸 형성 재료는 기류 통로 내에 흐르는 공기에 비말 동반될 수 있으며, 이는 이어서 공기 배출구를 통해 빠져나가는 에어로졸을 형성하도록 냉각된다.
서셉터의 개방 다공성 세라믹 재료는, 예를 들어 장치의 단일 사용을 위해 사전 결정된 양의 에어로졸 형성 액체에 (사전) 침지될 수 있다. 그러나, 장치 및 그에 통합된 서셉터의 다수의 사용이 바람직할 수 있다. 따라서, 상기 장치는 에어로졸 형성 액체에 서셉터를 반복적으로 또는 연속적으로 침지시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 액체를 유지하거나 저장하기 위한 탱크를 더 포함할 수 있다. 탱크는 교체 가능하거나 재충진될 수 있다. 탱크는 장치의 하우징 내부에, 특히 장치의 본체 내부에 배열될 수 있다. 에어로졸 형성 액체에 서셉터를 재침지시키기 위해, 탱크는, 예를 들어 유체 채널 또는 유체 파이프를 통해 서셉터와 유체 연통한다.
탱크로부터 서셉터로 에어로졸 형성 액체의 전달은 바람직하게 중력으로 인해 발생한다. 대안적으로, 액체 전달은 모세관 효과로 인해, 예컨대 탱크와 및 서셉터 사이의 모세관 심지 요소를 통해 발생할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 또한, 에어로졸 형성 액체를 탱크로부터 서셉터로 전달하기 위한 마이크로-펌프와 같은 펌핑 장치를 포함할 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 발생 장치는 탱크로부터의 에어로졸 형성 액체에 서셉터를 침지시키는 것이 장치의 특정 위치, 예를 들어 장치의 업-다운 또는 오버헤드 위치에서만 발생하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 장치의 위치는 특히, 중력에 관한 공간 내 장치의 방위를 주로 지칭한다. 즉, 에어로졸 발생 장치는 탱크로부터의 에어로졸 형성 액체에 서셉터를 침지시키는 것이 특정 위치로 장치를 지향시키는 것을 요구하도록 구성될 수 있다. 특정 위치는 ‘침지 위치’로서 표시될 수 있다. 유리하게, 이는 서셉터의 용량을 넘어서 서셉터의 원하지 않는 침지 또는 심지어 과도침지의 위험을 감소시킨다.
에어로졸 발생 장치는 탱크로부터 서셉터로 에어로졸 형성 액체의 전달이 바람직하게 중력에 의해서만 발생하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 서셉터와 탱크 사이의 상대적인 배열은 장치의 특정 침지 위치에서 서셉터가 탱크 레벨 아래의 레벨에 배열되도록 할 수 있다. 대조적으로, 장치의 작동 위치에서, 즉 에어로졸 발생 동안, 서셉터는 바람직하게 탱크 레벨 위의 레벨에 배열된다. 따라서, 작동 위치에서 탱크로부터 서셉터로 에어로졸 형성 액체의 전달이 없다. 적어도, 과량의 에어로졸 형성 액체는 서셉터 또는 유체 채널/유체 파이프로부터 탱크 내로 작동 위치에서 다시 흐를 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 서셉터와 탱크 사이의 유체 연통이 중단되거나 해제 가능하다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 탱크가 장치의 특정 침지 위치에서만 서셉터와 유체 연통하도록 구성될 수 있다. 적어도 장치의 작동 위치에서, 그러나 침지 위치 이외의 임의의 위치에서, 유체 연통은 불가능하고, 해제되고, 중단되거나 차단될 수 있다. 차단 가능한 또는 해제 가능한 유체 연통을 실현하기 위해, 에어로졸 발생 장치는 탱크와 서셉터 사이의 유체 연통을 제어하기 위한 밸브를 포함할 수 있다. 밸브는 장치의 업-다운 또는 오버헤드 위치와 같은, 장치의 특정 위치에서만 개방되는 중력 작동식 밸브일 수 있다. 밸브는 제어 가능한 전자기 밸브일 수 있다. 전자기 밸브는, 예를 들어 스위치에 의해 수동으로 제어 가능할 수 있다. 대안적으로, 전자기 밸브는 밸브의 차단 및 개방을 제어하기 위해 에어로졸 발생 장치의 전기 회로에 결합될 수 있다. 전기 회로는 에어로졸 발생 장치의 위치를 결정하기 위한 마이크로칩-패키지형 MEMS 자이로스코프와 같은 위치 센서를 더 포함할 수 있다. 따라서, 전기 회로는 에어로졸 발생 장치가 특정 위치에 있음을 위치 센서가 검출하는 경우에만 전자기 밸브를 개방하도록 구성될 수 있다. 위치 센서가 임의의 다른 위치를 검출하는 경우, 밸브는 전기 회로에 의해 폐쇄된다.
에어로졸 발생 장치는 서셉터가 에어로졸 형성 액체에 침지되는 동안 서셉터의 가열이 불가능하도록 추가로 구성될 수 있다. 유리하게, 이는 탱크 내의 의도하지 않은 가스 형성을 방지한다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 장치의 에어로졸 출력을 향하는 에어로졸 통로가 에어로졸 형성 액체로 서셉터를 침지시키는 동안 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 유리하게, 이는 장치의 사용자에 의한 에어로졸 형성 액체의 의도하지 않은 흡수를 방지한다.
세라믹 재료의 개방 다공성 구조로 인해, 서셉터는 이미 높은 액체 보유 능력을 제공한다. 그럼에도 불구하고, 에어로졸 발생 장치는 추가적인 에어로졸 형성 액체를 유지하기 위한 액체 보유 요소를 더 포함할 수 있다. 액체 보유 요소는 액체 에어로졸 형성 기재를 저장하기 위한 고 보유 또는 고 방출 재료(HRM)를 포함할 수 있다. 유리하게, 액체 보유 요소는 서셉터를 침지시키기 위한 에어로졸 형성 액체용 저장 매체일 수 있다. 이를 위해, 액체 보유 요소는 바람직하게 서셉터와 직접 접촉한다. 따라서, 액체 보유 요소에 저장된 에어로졸 형성 액체는, 예를 들어 모세관 작용에 의해 서셉터에 쉽게 전달될 수 있다. 액체 보유 요소에 보유된 에어로졸 형성 액체는 바람직하게 보유 요소를 떠나기 전에 에어로졸화에 이용될 수 없다. 액체 보유 요소는 전기적으로 비-전도성일 수 있다. 액체 보유 요소는 또한 상자성 또는 반자성일 수 있다. 바람직하게, 액체 보유 요소는 유도 가열될 수 없다. 액체 보유 요소는 유도 코일의 교류 전자기장에 영향을 받지 않거나 단지 최소한으로 영향을 받는 것과 같이 에어로졸 발생 장치와 함께 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 액체 보유 요소 및 에어로졸 형성 액체 둘 모두를 포함할 수 있다. 바람직하게, 탱크는 액체 보유 요소와 유체 연통하며, 이는 차례로 서셉터와 유체 연통할 수 있다. 따라서, 액체 보유 요소는 탱크로부터 (재)충진되는 반면에, 서셉터는 액체 보유 요소로부터 침지된다.
전술한 바와 같이, 서셉터는 유도원을 포함하는 에어로졸 발생 장치와 함께 사용할 준비가 되는 것과 같이 에어로졸 형성 액체로 사전 침지되는 소모성 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있거나 소모성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 바람직하게, 에어로졸 형성 물품은 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지의 일부일 수 있거나 카트리지일 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 유도 가열식 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지를 제공한다. 카트리지는 본 발명에 따른 그리고 본 명세서에서 설명된 바와 같은 에어로졸 형성 액체 및 유도 가열 가능한 서셉터를 포함한다. 서셉터는 카트리지 내에 함유된 에어로졸 형성 액체의 적어도 일부분을 유지하는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료로 만들어지거나 이로 구성될 수 있다. 에어로졸 형성 액체의 적어도 일부분을 유지하는 것 이외에, 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 교번 전자기장의 영향 하에 그 안에 유지된 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하게 한다.
카트리지는 소모품, 특히 일회용 에어로졸 발생 물품이다. 이는 차례로 카트리지가 공동 내에 수용될 때 카트리지의 서셉터를 유도 가열하기 위한 유도원을 포함하는 에어로졸 발생 장치의 공동에 수용되도록 구성된다. 작동 시, 유도원은 공동 내에 수용된 카트리지의 서셉터를 투과시키는 교번 자기장을 발생시킨다. 유도 가열 가능한 세라믹 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 교류 자기장은 서셉터의 와류 또는 이력 손실 중 적어도 하나를 야기한다. 결과적으로, 서셉터는 가열되어 내부에 유지된 에어로졸 형성 액체가 기화되게 한다. 세라믹 재료의 개방 다공성 구조로 인해, 기화된 에어로졸 형성 액체는 서셉터를 통과하고 나서 에어로졸을 형성하도록 냉각될 수 있다.
바람직하게, 에어로졸 형성 액체를 유지하는 서셉터는 본질적으로 카트리지, 즉 소모성 에어로졸 발생 물품을 구성할 수 있다. 이 경우, 서셉터는 카트리지의 전체 에어로졸 형성 액체를 보유할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 카트리지는 에어로졸 형성 액체에 침지된 서셉터만으로 구성될 수 있다. 유리하게, 그러한 카트리지는 간단하고, 저렴하고 견고하다.
또한, 카트리지는 적어도 부분적으로 침지된 서셉터를 둘러싸는 카트리지 하우징을 포함할 수 있다. 바람직하게, 카트리지 하우징은 서셉터를 완전히 둘러싸고, 즉, 서셉터는 카트리지 하우징 내부에 있을 수 있다.
카트리지 하우징이 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용될 때, 하우징은 바람직하게 전기적으로 비-전도성이다.
서셉터는 카트리지 하우징의 내부 공간의 적어도 일부분을 충진할 수 있다.
카트리지 하우징은 적어도 부분적으로 또는 완전히 제거 가능하여 서셉터를 적어도 부분적으로 또는 완전히 자유롭게 할 수 있다. 작동 시, 이는 기화된 에어로졸 형성 액체가 카트리지로부터 자유롭게 빠져나게 하고, 그 반대로 공기가 서셉터로 진입하게 한다. 특히, 카트리지가 에어로졸 형성 액체에 침지된 서셉터로 본질적으로 구성되는 소모성 에어로졸 발생 물품을 구성하는 경우, 카트리지 하우징은 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합하기 전에, 즉 부분적으로 또는 완전히 자유로운 서셉터가 에어로졸 발생 장치와 결합하기 전에, 적어도 부분적으로 또는 완전히 제거될 수 있는 서셉터의 인클로저 또는 커버일 수 있다.
카트리지 하우징은 적어도 하나의 유체 투과성 부분을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, '유체 투과성 부분’은 가스, 바람직하게 액체가 또한 이를 통해 투과하게 하는 카트리지 하우징의 일부분이다. 특히, 카트리지 하우징의 적어도 하나의 유체 투과성 부분은 기상 또는 기상과 액상 둘 모두에서 에어로졸 형성 액체가 이를 통해 투과하게 한다. 카트리지 하우징은 복수의 유체 투과성 부분을 가질 수 있다. 바람직하게, 서셉터를 덮거나 서셉터와 접촉하고 있는 카트리지 하우징의 이들 부분의 적어도 일부는 유체 투과성일 수 있다. 심지어 전체 카트리지 하우징은 유체 투과성일 수 있다. 후자의 구성은 에어로졸 형성 액체에 침지된 서셉터에 의해 완전히 충진되는 카트리지에 대해 또는 에어로졸 형성 액체에 침지된 서셉터로 본질적으로 구성되는 카트리지에 대해 유리하다.
서셉터 재료의 고 보유 능력으로 인해, 서셉터 자체는 또한 카트리지 하우징의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 서셉터는 심지어 완전한 카트리지 하우징을 형성할 수 있다. 예로서, 카트리지는 원주 벽 및 2개의 단부 벽을 포함하는 중공 실린더일 수 있다. 원주 벽 및 단부 벽은 카트리지의 하우징을 형성한다. 적어도 하나의 단부 벽 또는 원주 벽의 적어도 일부분, 또는 둘 모두는 서셉터에 의해 형성될 수 있다.
서셉터는 단지 카트리지 하우징의 부피를 부분적으로 충진할 수 있다. 유리하게, 카트리지의 공극 내부 부피는 에어로졸 형성 액체로 충진된 탱크 또는 저장조로서 사용될 수 있다. 카트리지의 내부를 향하는 서셉터의 표면의 일부분은 에어로졸 형성 액체와 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 서셉터에 유지된 가열식 에어로졸 형성 액체가 기화되고 카트리지로부터 세라믹 서셉터 재료의 개방 다공성 구조를 통해 방출된다. 동시에, 서셉터는 카트리지 탱크 또는 저장조에 저장된 에어로졸 형성 액체에 의해 연속적으로 재충진되거나 재침지된다. 서셉터가 카트리지 부피를 완전히 충진하는 카트리지에 비해, 에어로졸 형성 액체로 충진된 공극 부피를 갖는 카트리지는 더 큰 작동 시간을 가진다. 이는 서셉터 부피의 액체 저장 능력이 동일한 크기의 자유 부피에 비해 낮다는 사실에 기인한다.
카트리지의 외부 표면에 존재하는 서셉터 몸체의 외부 윤곽에 대응하는 전체 표면은 약 25 mm2일 수 있다.
본 발명에 따른 카트리지의 추가 장점 및 특징은 서셉터 조립체에 관해서 전술되었으며 반복되지 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 시스템이 또한 제공된다. 시스템은 본 발명에 따른 그리고 본 명세서에서 설명된 바와 같이 에어로졸 발생 장치 및 카트리지를 포함한다. 따라서, 카트리지는 에어로졸 형성 액체의 적어도 일부분을 유지하는 본 발명에 따른 그리고 본 명세서에서 설명된 바와 같은 에어로졸 형성 액체 및 유도 가열 가능한 서셉터를 포함한다. 카트리지는 카트리지에 함유된 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되도록, 즉 에어로졸 발생 장치와 결합되도록 구성된다. 이를 위해, 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 적어도 일부분을 수용하기 위한 공동을 포함하는 장치 하우징을 포함한다. 에어로졸 발생 장치는 교류 전자기장을 발생시키기 위한 유도 코일을 포함하는 장치 하우징 내부에 유도원을 더 포함한다. 에어로졸 발생 장치 및 카트리지는 공동 내에 카트리지를 수용할 때 서셉터가 교류 전자기장에 의해 유도 가열될 수 있도록 유도 코일에 대해 위치되도록 구성된다.
유도 코일은 공동의 내부 표면에 또는 내부 표면에 인접하게 위치될 수 있다. 유도 코일은 공동의 내부 표면에 합치하도록 형상화될 수 있다. 대안적으로, 유도 코일은 공동 내부에 있을 수 있다. 몇몇 구현예에서, 유도 코일은 카트리지가 장치와 결합될 때 카트리지의 내부 통로 내부에 있을 수 있다.
장치 하우징은 본체 및 마우스피스 부분을 포함할 수 있다. 공동은 본체 내에 있을 수 있고 마우스피스 부분은 시스템에 의해 발생된 에어로졸이 흡인될 수 있는 배출구를 가질 수 있다. 유도 코일은 마우스피스 부분 내에 또는 본체 내에 있을 수 있다. 대안적으로, 마우스피스 부분은 카트리지의 일부로서 제공될 수 있다.
장치는 적어도 하나의 공기 유입구로부터 적어도 하나의 공기 배출구로 연장되는 공기 경로를 포함할 수 있다. 공기 배출구는 바람직하게 마우스피스의 배출구이다. 공기 경로는 서셉터를 통과하고, 특히 개방 다공성 세라믹 재료의 외부 표면을 통과한다. 공기 경로는 공동을 지나갈 수 있다. 공기 경로는 또한 유도 코일을 통과할 수 있다. 장치를 통하는 기류가 코일을 통과하게 함으로써, 소형 시스템이 달성될 수 있다. 사용 시, 유도 코일은 카트리지가 장치에 결합될 때, 즉 공동 내에 수용될 때 서셉터에 인접하게 위치될 수 있다. 공기 경로는 카트리지가 공동 내에 수용될 때 유도 코일과 서셉터 요소 사이에 제공된 기류 통로를 포함할 수 있다. 기화된 에어로졸 형성 재료는 기류 통로 내에 흐르는 공기에 비말 동반될 수 있으며, 이는 이어서 에어로졸을 형성하도록 냉각되고 공기 배출구를 통해 빠져나갈 수 있다.
전술한 에어로졸 발생 장치와 비교하여, 본 명세서에서 설명된 에어로졸 발생 장치는 액체 탱크 같은 에어로졸 형성 액체를 위한 내부 서셉터도 내부 저장조도 포함하지 않는다. 그러나, 이와는 별도로 본 명세서에서 설명된 에어로졸 발생 장치는 전술한 에어로졸 발생 장치와 유사하거나 동일할 수 있다.
특히, 본 명세서에 설명된 에어로졸 발생 장치의 유도원 및 유도 코일은 전술한 에어로졸 발생 장치의 유도원 및 유도 코일과 유사하거나 동일할 수 있다. 마찬가지로, 본 명세서에 설명된 에어로졸 발생 장치는 또한 전술한 바와 같이 AC 발전기, 전기 회로, 및 전원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 에어로졸 발생 장치의 추가 특징 및 장점, 특히 유도원, 유도 코일, AC 발전기, 전기 회로 및 전원의 추가 특징 및 장점은 전술한 에어로졸 발생 장치와 관련하여 설명되었으며 반복되지 않을 것이다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 더 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 4는 본 발명에 따른 카트리지의 제1 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 5는 도 4에 따른 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지의 제2 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 7는 도 6에 따른 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 8내지 도 17은 본 발명에 따른 카트리지의 추가 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 18은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 예시하며;
도 19 는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 예시한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 4는 본 발명에 따른 카트리지의 제1 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 5는 도 4에 따른 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지의 제2 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 7는 도 6에 따른 카트리지의 사시도를 도시한다.
도 8내지 도 17은 본 발명에 따른 카트리지의 추가 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 18은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 예시하며;
도 19 는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치를 개략적으로 예시한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)의 개략도이다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치(100) 및 에어로졸 발생 장치(100)와 결합하는 카트리지(200)를 포함한다. 장치(100)는 전원(102)으로서 리튬 이온 배터리를 포함하는 본체 하우징(101) 및 제어 전기 회로(104)를 갖는 주 몸체를 포함한다. 본체 하우징(101)은 내부에 카트리지(200)가 수용되는 공동(112)을 정의한다. 장치(100)는 또한, 배출구(124)를 포함하는 마우스피스 부분(120)을 포함한다. 마우스피스 부분(120)의 하우징 및 본체 하우징(101)은 함께 장치(100)의 하우징을 형성한다. 마우스피스 부분은 임의의 종류의 연결, 예컨대 힌지식 연결, 스냅 끼워 맞춤 또는 나사 끼워 맞춤에 의해 본체에 연결될 수 있다. 공기 유입구(122)는 본체 하우징(101) 내에 정의된다.
평탄한 나선형 유도 코일(110)은 공동(112) 내부에 배열된다. 코일(110)은 제어 전기 회로(104)에 작동 가능하게 연결된다. 코일(110)은 도 2에 또한 예시된다. 코일(110)은 구리 시트로부터 나사형 코일을 찍어내거나 절단하여 형성된다. 코일(110)은 공기 유입구(122)의 레벨에서, 카트리지(200)의 단부 표면에 대향하는 공동(112)의 내부 표면에 가깝게 위치된다. 따라서, 유입구(122)를 통해 배출구(124) 쪽으로 흡인된 공기는 코일(112)과 원통형 카트리지(200)의 단부 표면 사이에 형성된 통로를 통과한다. 유리하게, 평탄한 나선형 코일은 장치와 카트리지 사이에 간단한 경계면을 가능하게 하며, 이는 차례로 간단하고 저가인 카트리지 디자인을 가능하게 한다.
이러한 구현예에서, 카트리지(200)는 원형 원통형 형상이다. 원통형 카트리지(200)는 에어로졸 형성 액체(202)를 포함하는 카트리지 하우징(204)을 포함한다. 에어로졸 형성 액체는 모세관 재료에 의해 유지될 수 있다. 카트리지 하우징(204)은 유체 불투과성이지만, 서셉터(210)에 의해 덮인 개방 단부를 가진다. 카트리지(200)의 추가 세부사항이 도 4 및 도 5에 예시된다. 이러한 구현예에서, 서셉터(210)는 개방 다공성 페리자성 세라믹 재료, 예를 들어 Ni0.5 Zn0.5 Fe2 O4로 만들어진 소형 중실 서셉터 몸체이다. 서셉터 몸체(210)는 원통 형상이고 카트리지 하우징(204)의 개방 단부 내에 삽입된다. 따라서, 서셉터(210)는 카트리지 하우징(204)의 적어도 일부분을 형성한다. 원통형 서셉터 몸체(210)는 3 mm 내지 6 mm, 바람직하게 4 mm 내지 5 mm의 축 방향 길이를 가진다. 서셉터 몸체(21)의 원통형 외부 윤곽에 대응하는 전체 표면은 약 25 mm2에 이를 수 있다.
원통형 서셉터 몸체(210)의 내부 단부 표면은 카트리지(200)에 포함된 에어로졸 형성 액체(202)와 직접 접촉되는 것과 같이 카트리지 하우징(204)의 내부와 마주한다. 세라믹 재료의 개방 다공성 구조로 인해, 서셉터는 에어로졸 형성 액체(202)에 침지된다. 따라서, 서셉터(210)는 카트리지(200)에 포함된 에어로졸 형성 액체(202)의 적어도 일부분을 유지한다. 원통형 서셉터 몸체(210)의 외부 단부 표면은 카트리지(200)의 외부 표면을 형성한다. 따라서, 서셉터에 유지된 가열된 에어로졸 형성 액체가 기화되고 개방 다공성 서셉터 몸체(210)의 외부 단부 표면을 통해 카트리지(200)로부터 자유롭게 빠져나갈 수 있다.
개방 다공성 구조는 예컨대, 액체 에어로졸 형성 재료에 대한 높은 보유 능력을 제공하는 것이다. 이로 인해, 에어로졸 형성 액체는 서셉터(210) 내에 안전하게 유지되거나 보유된다. 유리하게, 이는 카트리지 하우징의 일부분이 개방 다공성 재료로 만들어지더라도, 카트리지(200)가 내부에 포함된 에어로졸 형성 액체(202)에 대한 누설을 방지하게 한다. 반대로, 서셉터 재료의 개방 다공성은 예컨대, 가열 시 기화된 에어로졸 형성 재료가 카트리지로부터 자유롭게 방출되게 하는 것이다.
카트리지(200)가 에어로졸 발생 장치(100)와 결합되고 공동(112) 내에 수용될 때, 서셉터 요소(210)는 평탄한 나선형 코일(110)에 인접하게 위치된다. 카트리지(200)는 장치에 거꾸로 삽입될 수 없도록 보장하기 위해 조종 특징부를 포함할 수 있다.
사용 시, 사용자는 마우스피스 부분(120)을 퍼프하여 공기를 공기 유입구(122)를 통해 공동(112) 및 마우스피스 부분(120) 내로 그리고 배출구(124)로부터 사용자의 입 안으로 흡인할 수 있다. 장치는 사용자가 마우스피스를 퍼프할 때를 검출하기 위한 마이크로폰 형태인 퍼프 센서(106)를 포함할 수 있다. 퍼프 센서(106)는 제어 전기 회로(104)의 일부일 수 있다. 퍼프 센서(106)는 공기 유입구(122)에 가까운 공동 내부에 배열될 수 있다. 퍼프가 검출될 때, 전기 회로(104)는 고주파 발진 전류를 코일(110)에 제공한다. 이는 서셉터(210)를 통과하는 진동 자기장을 발생시킨다. 결과적으로, 서셉터(210)는 이력 손실로 인해 가열되고 서셉터 재료의 개방 기공 내에 유지된 에어로졸 형성 액체를 기화시키는 데 충분한 온도에 도달한다. 기화된 에어로졸 형성 재료는 공기 유입구(122)로부터 공기 배출구(124) 쪽으로 흐르는 공기에 비말 동반된다. 이러한 방식을 따라서, 증기는 배출구(124)를 통해 빠져나가기 전에 마우스피스 부분(120) 내부에 에어로졸을 형성하도록 냉각된다. 제어 전자 회로(104)는 퍼프의 검출 후 사전 결정된 지속기간, 이러한 예에서 5초 동안 발진 전류를 코일(110)에 공급하고 나서, 새로운 퍼프가 검출될 때까지 전류를 스위치 오프한다.
도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)의 개략도이다. 시스템(1)은 에어로졸 발생 장치(100) 및 카트리지(200)를 포함한다. 유도 코일을 제외하고, 이러한 제2 구현예는 도 1에 도시된 제1 구현예와 동일하다. 따라서, 양 구현예에서 에어로졸 발생 장치 및 카트리지의 동일한 특징은 동일한 참조 부호로 표시된다. 평탄한 나선형 유도 코일 대신에, 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(100)는 카트리지가 공동(112) 내에 수용될 때 서셉터(210)가 나선형 유도(170) 내부에 배열되도록 공동(112) 내에 위치된 나선형 유도 코일(170)을 포함한다. 고주파 진동 전류를 코일(170)에 인가하면 나선형 코일(170)의 내부에 본질적으로 균일한 발진 자기장이 발생한다. 따라서, 카트리지(200)가 에어로졸 발생 장치(100)와 결합될 때, 서셉터(120)는 서셉터의 균일한 가열에 대해 유리한 진동 자기장에 의해 균일하게 영향을 받는다. 대안적으로, 나선형 유도(170)는 또한 공동(112)의 내부 표면에 또는 심지어 본체 하우징(101)의 벽에 배치될 수 있으며, 이는 에어로졸 발생 장치(100)의 간단하고 소형의 디자인을 허용한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 구현예에 따른 카트리지(200)는 시장에서 이용 가능한 카토마이저(cartomizer)와 비교하여 저가로 제조될 수 있는 간단하고 견고한 디자인을 가진다. 그러나, 도 6 내지 도 16에 도시된 바와 같이 다른 구성이 가능하다.
도 6 및 도 7은 중공 원통 형상을 갖는 대안적인 카트리지 디자인을 개략적으로 도시한다. 서셉터(210)는 카트리지 하우징(204)의 원주 벽의 원주 부분을 형성하는 개방 다공성 페리자성 세라믹 재료로 만들어진 소형 서셉터 몸체이다. 따라서, 서셉터(220)는 관형 형상이다. 중공형 카트리지(200)의 내부는 에어로졸 형성 액체를 함유하며, 그 일부분은 서셉터(210)에 유지된다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 카트리지는 도 3에 도시된 바와 같은 나선형의 유도 코일을 포함하는 에어로졸 발생 장치와 결합하도록 설계될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 바람직하게, 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합될 때 서셉터가 나선형 코일의 내부에 동축으로 위치되도록 디자인된다. 따라서, 서셉터의 가열은 유리하게 매우 균일하다. 또한, 도 6 및 도 7에 도시된 카트리지 디자인의 능동 가열 부피는 도 4 및 도 5에 도시된 카트리지 디자인에 비해 더 크므로, 더욱 집중적인 사용자 경험을 유도한다.
도 8은 카트리지가 서셉터(210)에 의해 완전히 충진되는 다른 카트리지 디자인의 단면도를 개략적으로 도시한다. 이러한 구현예에서, 서셉터(210)는 액체 에어로졸 형성 기재에 대해 높은 보유력을 제공하는 개방 다공성 페리자성 세라믹 재료로 만들어진 소형 서셉터 몸체이다. 따라서, 본 구현예의 카트리지(200)는, 예를 들어 액체 탱크에 비해 유출 위험을 유리하게 감소시킨다. 카트리지의 균열 같은 고장의 경우, 서셉터의 높은 보유 재료는 장치 및 생물학적 조직의 활성 전기 성분과 에어로졸 형성 액체의 의도하지 않은 접촉을 피한다.
카트리지(200)는 서셉터(210)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 카트리지 하우징(204)을 포함한다. 사용 시, 기화된 에어로졸 형성 기재는 카트리지 하우징에 의해 덮이지 않은 서셉터의 이들 부분을 통해 카트리지로부터 빠져나갈 수 있다.
카트리지 하우징(204)은 또한 서셉터(210)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 이러한 경우, 카트리지 하우징(204)의 적어도 일부분은 기화된 에어로졸 형성 기재가 카트리지로부터 빠져나가게 하도록 유체 투과성일 수 있다. 바람직하게, 완전한 카트리지 하우징(204)은 도 9에 도시된 바와같이 유체 투과성이다. 유리하게, 이는 최대 사용자 경험을 허용한다.
대안적으로, 서셉터(210)는 도 10에 도시된 바와 같이 서셉터(210)를 완전히 둘러싸는 불투과성 카트리지 하우징(204)에 포함될 수 있다. 유리하게, 이는 침지된 서셉터가 건조되는 것을 방지한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 카트리지 하우징(204)의 적어도 일부분은 에어로졸 발생 장치와 카트리지의 결합 전에, 즉 부분적으로 또는 완전히 자유로운 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 결합하기 전에 제거 가능하거나 개방 가능할 수 있다. 도 11의 구현예에서, 카트리지 하우징(204)은 단부 면에서 제거 가능할 수 있다. 카트리지 하우징(204)의 단부 면 부분을 제거할 때, 부분 개방 카트리지는 에어로졸 발생 장치와 결합될 수 있다. 작동 동안, 기화된 에어로졸 형성 기재는 개방 단부 면을 통해 카트리지로부터 빠져나갈 수 있다.
마찬가지로, 도 4 및 도 5 또는 도 6 및 도 7에 따른 카트리지 디자인은 서셉터(210)의 외부 표면을 또한 덮는 카트리지 하우징(204)을 포함할 수 있다. 서셉터를 덮는 카트리지 하우징(204)의 일부분(들)은 에어로졸 발생 장치와 카트리지를 결합하기 전에 제거되거나 개방되어야 한다. 카트리지 하우징의 제거 가능하거나 개방 가능한 부분(들)은 서셉터의 보호 커버인 것으로 간주될 수 있다. 외부 표면 서셉터는 카트리지 하우징의 나머지 부분의 외부 표면과 동일 평면에 있거나, 카트리지 하우징의 외부 표면이 매끄럽도록 오목한 것일 수 있다.
도 12 및 도 13은 다른 카트리지 디자인을 개략적으로 예시하며, 이 때 완전한 카트리지 하우징(204)은 카트리지의 나머지 부분을 에어로졸 발생 장치와 결합하기 전에 제거되는 보호용 커버 또는 패킹 슬리브다. 그러한 커버 또는 슬리브는 본질적으로 소형 서셉터 몸체(도 12 참조)로 구성되거나 에어로졸 형성 액체를 캡슐화하는 폐쇄 표면 또는 중공 서셉터 몸체를 포함하는(도 13 참조) 카트리지에 대해 유리할 수 있다. 양 구현예에서, 서셉터 몸체는 본질적으로, 물품을 둘러싸는 패킹 슬리브(204)의 제거 시 에어로졸 발생 장치와 결합되는 소모성 에어로졸 발생 물품을 구성한다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 둘러싸는 패킹 슬리브(204)는 단부 면에서 개방될 수 있어서, 서셉터 몸체가 인출되게 한다. 도 13에 도시된 서셉터 디자인과 관련하여, 폐쇄 서셉터 표면은 에어로졸 발생 장치와 결합될 이들 카트리지 부품의 나머지 하우징으로 간주될 수 있다.
단일 서셉터 몸체 대신에, 서셉터는 또한 복수의 서셉터 요소(211)를 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 서셉터 요소는 서셉터 과립을 형성하는 에어로졸 형성 액체에 침지된 개별 서셉터 펠릿(211)일 수 있다. 서셉터 요소(211)는 카트리지 하우징(204)에 포함될 수 있으며, 그 중 적어도 일부분은 유체 투과성이다. 예로서, 카트리지 하우징의 일부분 또는 완전한 카트리지 하우징은, 예를 들어 스테인리스 스틸 메쉬로 만들어진 메쉬형 구성일 수 있다. 도 14에서, 완전한 카트리지 하우징(204)은 유체 투과성이다. 유리하게, 그러한 카트리지 하우징(204)은 개별 서셉터 요소를 함께 유지하지만, 기화된 에어로졸 형성 기재가 카트리지로부터 빠져나가게 한다.
대안적으로, 서셉터 요소(211)는 도 15에 도시된 바와 같이 불투과성 카트리지 하우징(204) 내에 포함될 수 있다. 유리하게, 이는 침지된 펠릿이 건조되는 것을 방지한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 카트리지 하우징의 적어도 일부분은 이후에 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 충진될 수 있는 개별 서셉터 요소의 인출을 허용하는 것과 같이 제거 가능하거나 개방 가능할 수 있다(도 17 참조). 개별 서셉터 요소가 카트리지 하우징 없이 벌크 재료로서, 즉 느슨한 물품으로서 에어로졸 발생 장치 내에 수용되어야 하는 경우, 에어로졸 발생 장치는 공동 내에 서셉터 요소를 수용하고 확실하게 보유하기 위한 리셉터클을 포함할 수 있다. 리셉터클의 적어도 일부분은 기화된 에어로졸 형성 기재가 리셉터클을 빠져나가게 하도록 유체 투과성일 수 있다. 리셉터클은 충진 포트를 포함할 수 있다. 충진 포트는, 예를 들어 뚜껑에 의해 또는 에어로졸 발생 장치의 마우스피스에 의해 폐쇄될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 양태에 따른 에어로졸 발생 장치(100)의 제1 구현예를 개략적으로 예시한다. 서셉터와 가열될 에어로졸 형성 액체를 함유하는 별도의 카트리지와 맞물릴 수 있는 대신에, 에어로졸 발생 장치(100) 자체는 본 발명에 따른 그리고 본 명세서에서 설명된 바와 같은 서셉터(180), 즉 개방 다공성 페리자성 세라믹 재료로 만들어진 내부 서셉터(180)를 포함한다. 도 1 및 도 3에 도시된 에어로졸 발생 장치와 유사하게, 도 13에 따른 장치(100)는 배터리(102) 및 제어 전기 회로(104)를 포함하는 본체 하우징(101)을 갖는 본체를 포함한다. 본체 하우징(101)은 내부 서셉터(180)가 배열되는 공동(112)을 정의한다. 장치(100)는 또한, 배출구(124)를 포함하는 마우스피스 부분(120)을 포함한다. 마우스피스 부분(120)의 하우징 및 하우징(101)의 본체는 함께 장치(100)의 하우징을 형성한다. 마우스피스 부분은 본체에 제거 가능하게 연결된다. 공기 유입구(122)는 본체 내에 정의된다. 공동(112) 내부에는 나선형의 유도 코일(170)이 있다. 코일(170)은 제어 전기 회로(104)에 작동 가능하게 연결되고 원통형 서셉터 몸체(180)를 둘러싼다. 전기 회로(104)가 고주파 진동 전류를 코일(170)에 제공할 때, 서셉터(180)를 통과하는 진동 자기장이 발생된다. 결과적으로, 서셉터(180)는 이력 손실로 인해 가열되어 서셉터(180)의 개방 다공성 구조에 유지된 에어로졸 형성 액체의 기화를 야기한다. 기화된 에어로졸 형성 재료는 사용자가 공기를 공기 유입구(122)를 통해 공동(112) 및 마우스피스 부분(120) 내로 그리고 배출구(124) 밖으로 흡인할 때에 축적되는 기류 내에 비말 동반된다.
본 실시예에서, 나선형 코일(170)의 축 방향 길이 연장부는 본질적으로 원통형 서셉터(180)의 축 방향 길이 연장부에 대응한다. 물론, 코일(170)은 또한 서셉터(180)의 축 방향 부분만을 둘러싸는 것과 같이 구성될 수 있다. 유리하게, 코일과 서셉터(180) 사이의 중첩의 정도는 사용자 경험을 최적화하기 위해 가열되고 기화될 에어로졸 형성 액체의 양을 사전 설정하는 데 사용될 수 있다.
에어로졸 형성 액체로 서셉터(180)를 반복적으로 (재)충진하기 위해, 에어로졸 발생 장치(100)는 에어로졸 형성 액체용 탱크(185)를 더 포함한다. 탱크는 교체 가능하거나 재충진될 수 있다. 탱크(185)는 장치(100)의 본체 하우징(101) 내부에 배열된다. 탱크(185)는 유체 채널(186)을 통해 서셉터(180)와 유체 연통한다. 제어 가능한 밸브(187)는 유체 채널(186)과 함께 배열된다. 밸브(187)는 밸브의 차단 및 개방을 제어하기 위해 전기 회로(104)에 작동 가능하게 결합된다. 에어로졸 발생 장치(100)는 예컨대, 장치의 업-다운 및 오버헤드 위치에서만 밸브(186)를 개방하도록 구성된다. 따라서, 탱크(185)로부터의 에어로졸 형성 액체에 서셉터(180)를 침지시키는 것은 장치(100)를 이러한 특정 '침지' 위치로 지향시키는 것을 필요로 한다. 유리하게, 이는 그의 능력을 넘어서 서셉터(180)의 원하지 않는 침지 또는 심지어 과도침지의 위험을 감소시킨다. 탱크(185)로부터 서셉터(180)로 에어로졸 형성 액체의 전달은 바람직하게 중력으로 인해 발생한다. 장치의 각각의 위치를 검출하기 위해, 장치(100)는 전기 회로(104)의 일부로서 위치 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 전기 회로(104)는 예컨대, 의도하지 않은 가스 형성을 방지하기 위해 ‘침지’ 위치에서는 가열 공정을 불가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 전기 회로(104)는 예컨대, 사용자에 의한 에어로졸 형성 액체의 의도하지 않은 흡입을 방지하기 위해 서셉터(180)를 (재)충진하는 동안 배출구(124) 쪽으로 공기 경로를 차단하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 장치(100)는 셔터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 장치(100)는 예컨대, 하나 이상의 사전 결정된 ‘사용’ 위치에서만 서셉터(180)의 가열을 가능하도록 또한 구성될 수 있다.
도 19는 내부 서셉터(180)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(100)의 제2 구현예를 개략적으로 예시한다. 이러한 구현예는 도 18에 도시된 구현예와 본질적으로 동일하다. 따라서, 양 구현예에서, 에어로졸 발생 장치의 동일한 특징은 동일한 참조 부호로 표시된다. 또한, 도 19에 따른 장치(100)는 높은 보유 또는 높은 방출 재료(HRM)로 만들어진 액체 보유 요소(190)를 포함한다. 액체 보유 요소(190)는 서셉터(180)를 연속적으로 침지시키기 위해 에어로졸 형성 액체용 저장 매체의 역할을 한다. 이를 위해, 액체 보유 요소(190)는 서셉터(180)와 직접 접촉한다. 액체 보유 요소(190)에 저장된 에어로졸 형성 액체는 모세관 작용에 의해 서셉터(180)에 전달된다. 액체 보유 요소(190)는 전기적으로 비-전도성 및 상자성이며, 따라서 유도 가열이 불가능하다. 이러한 이유로, 유도 코일(170)은 서셉터(180)만을 둘러싼다. 액체 보유 요소는 유체 채널(186)을 통해 탱크(185)와 유체 연통되어 탱크(185)로부터의 에어로졸 형성 액체로 (재)충진된다. 도 19에 도시된 구현예의 추가 장점은 도 18에 도시된 구현예와 관련하여 설명되었고 반복되지 않을 것이다.
Claims (13)
- 에어로졸 발생 장치 또는 시스템과 함께 사용하기 위한 유도 가열 가능한 서셉터로서, 상기 서셉터는 에어로졸 형성 액체를 유지하고 교류 전자기장의 영향 하에서 에어로졸 형성 액체를 가열하기 위한 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료로 구성되며, 상기 서셉터는 소형 중실 몸체이거나 복수의 서셉터 요소를 포함하며, 각각의 서셉터 요소는 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료를 포함하는 소형 중실 몸체인, 유도 가열 가능한 서셉터.
- 제1항에 있어서, 상기 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는:
- 망간-마그네슘 페라이트;
- 니켈-아연 페라이트; 또는
- 코발트-아연 바륨 페라이트 중 적어도 하나를 포함하거나 이들 중 적어도 하나로 구성되는, 유도 가열 가능한 서셉터. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 20% 내지 60%의 다공성을 가지는, 유도 가열 가능한 서셉터.
- 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 150℃ 내지 400℃의 퀴리 온도를 가지는, 유도 가열 가능한 서셉터.
- 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료는 전기적으로 비-전도성 재료인, 유도 가열 가능한 서셉터.
- 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 상기 개방 다공성 유도 가열 가능한 세라믹 재료에 유지된 에어로졸 형성 액체를 더 포함하는, 유도 가열 가능한 서셉터.
- 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 상기 장치는:
- 교류 전자기장을 발생시키기 위한 유도 코일을 포함하는 유도원; 및
- 에어로졸 형성 액체를 유지하고 가열하기 위한 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 서셉터;
를 포함하고,
상기 서셉터는 교류 전자기장에 의해 유도 가열되는 것과 같이 유도 코일에 대해 위치되는, 에어로졸 발생 장치. - 제7항에 있어서, 에어로졸 형성 액체를 유지하기 위한 교체 가능한 또는 재충진 가능한 탱크를 더 포함하며, 상기 탱크는 서셉터를 에어로졸 형성 액체에 침지시키기 위해 서셉터와 해제 가능하게 유체 연통하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제7항 또는 제8항 중 한 항에 있어서, 에어로졸 형성 액체를 유지하기 위한 액체 보유 요소를 더 포함하며, 상기 액체 보유 요소는 서셉터와 직접 접촉하는, 에어로졸 발생 장치.
- 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지로서, 상기 카트리지는 에어로졸 형성 액체 및 에어로졸 형성 액체를 가열하기 위한 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유도 가열 가능한 서셉터를 포함하며, 상기 서셉터는 에어로졸 형성 액체의 적어도 일부분을 유지하는, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지.
- 제10항에 있어서, 상기 카트리지는 서셉터를 둘러싸는 카트리지 하우징을 포함하며, 상기 카트리지 하우징은 적어도 부분적으로 제거 가능하거나 적어도 하나의 유체 투과성 부분을 포함하는, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지.
- 제10항에 있어서, 상기 카트리지는 카트리지 하우징을 포함하며, 상기 서셉터는 카트리지 하우징의 적어도 일부분을 형성하는, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 카트리지.
- 에어로졸 형성 액체를 유도 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 시스템은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는:
카트리지의 적어도 일부분을 수용하기 위한 공동을 포함하는 장치 하우징; 및
교류 전자기장을 발생시키기 위한 유도 코일을 포함하는 상기 장치 하우징 내부의 유도원을 포함하며;
상기 카트리지의 서셉터는 교류 전자기장에 의해 유도 가열되는 것과 같이 유도 코일에 대해 공동 내에 위치 가능한, 에어로졸 발생 시스템.
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