KR20200019856A - 전기 가열 조립체, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치의 전기 가열 조립체에 관한 것이다. 가열 조립체는 AC 구동 전류를 제공하도록 구성된 제어 회로를 포함한다. 가열 조립체는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 저항 가열 요소를 더 포함한다. 가열 요소는 제어 회로에 작동 가능하게 커플링되고 가열 요소를 통해 제어 회로 전류에 의해 제공되는 AC 구동 요소를 통과할 때 줄 가열로 인해 가열되도록 구성된다. 본 발명은 또한, 에어로졸 형성 기재와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치에 관한 것이며, 에어로졸 발생 장치는 본 발명에 따른 가열 조립체를 포함한다. 본 발명은 또한, 저항 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시킴으로써 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법을 제공한다.

Description

전기 가열 조립체, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치의 전기 가열 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 그러한 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치뿐만 아니라 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법에 관한 것이다.

에어로졸 형성 기재를 저항 가열하여 에어로졸을 발생시키는 것은 일반적으로 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이를 위해, 가열 시 흡입 가능한 에어로졸을 형성할 수 있는 에어로졸 형성 기재는 저항 가열 요소와 열적으로 근접하거나 심지어 물리적으로 직접 접촉하게 된다. 가열 요소는 전기 전도성 재료를 포함하며, 이는 이를 통해 DC(직류) 구동 전류를 통과시킬 때 줄(Joule) 효과로 인해 가열된다. 가열 요소는, 예를 들어 트랙을 통해 DC 구동 전류를 통과시킬 때 가열되는, 그 위에 형성된 전기 전도성 금속 트랙을 갖는 세라믹 블레이드일 수 있다. 그러나, 세라믹 재료의 취성 성질로 인해, 그와 같은 가열 블레이드는 특히 에어로졸 형성 기재와 접촉되고 접촉되지 않을 때, 파괴 위험이 증가된다. 대안적으로, 가열 블레이드는 금속으로 만들어질 수 있다. 그러나, 금속은 매우 낮은 DC 저항을 가져서 낮은 가열 효율, 부정적인 전력 손실 및 재현 불가능한 가열 결과를 초래한다.

따라서, 종래 기술의 해결책의 장점을 갖지만 그 한계는 갖지 않는 전기 가열 조립체, 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다. 특히, 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 견고하고 효율적인 가능성을 제공하는 가열 조립체, 에어로졸 발생 장치 및 가열 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치의 전기 가열 조립체가 제공된다. 가열 조립체는 AC(교류) 구동 전류를 제공하도록 구성된 제어 회로를 포함한다. 가열 조립체는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 저항 가열 요소를 더 포함한다.

제어 회로는, 바람직하게는 500 kHz 내지 30 MHz, 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 전류를 제공하도록 구성될 수 있다.

AC 구동 전류는 양극성 AC 구동 전류 및/또는 DC 성분이 없거나 DC 오프셋이 없거나 DC 성분이 0인 AC 구동이다.

가열 요소는 제어 회로에 작동 가능하게 커플링되고 가열 요소를 통해 - 제어 회로에 의해 제공되는 - AC 구동 전류를 통과할 때 줄 가열(Joule heating)로 인해 가열되도록 구성된다. 특히, 가열 요소는 와이어에 의해 제어 회로에 작동 가능하게 커플링된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "와이어"는 특히 가열 요소가 와이어에 의해 배타적으로 제어 회로에 작동 가능하게 커플링되거나, 가열 요소와 제어 회로 사이의 작동 가능한 커플링이 배타적으로 와이어 결합되는 것을 의미한다.

그와 같이, 본 발명에 따른 전기 저항 가열 요소는 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시키기 위한 전기 전도성 재료를 포함한다.

본 발명에 따르면, 전기 전도성 가열 요소의 유효 저항, 따라서 가열 효율은 가열 요소를 통해, DC 구동 전류 대신에 AC 구동 전류를 통과시킴으로써 상당히 증가될 수 있다는 것을 인식하였다. DC 전류와 달리, AC 전류는 전도체의 외부 표면과 표피 깊이라고 불리는 레벨 사이의 전기 전도체의 '표피'에서 주로 흐른다. AC 전류 밀도는 전도체의 표면 근처에서 가장 크고, 전도체에서 깊이가 깊어짐에 따라 감소한다. AC 구동 전류의 주파수가 증가함에 따라, 표피 깊이가 감소하며 이는 전도체의 유효 단면을 감소시키고 이에 따라 전도체의 유효 저항을 증가시킨다. 이러한 현상은 기본적으로 AC 구동 전류로 인한 변화 자기장에 의해 유도되는 반대 와전류로 인한 표피 효과로서 공지되어 있다.

그와 같이, 본 발명에 따른 전기 저항 가열 요소는 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시키기 위한 전기 전도성 재료를 포함한다.

AC 구동 전류를 사용하여 가열 요소를 작동시키는 것은 또한, 열 발생을 위해 충분히 높은 저항을 여전히 제공하면서 가열 요소가 전기 전도성, 특히 고체 재료로 실질적으로 만들어지거나 실질적으로 구성되게 한다. 특히, 가열 요소는 적어도 대부분 또는 심지어 전체적으로 금속으로 실질적으로 구성되거나 실질적으로 만들어질 수 있다. 전술한 세라믹 가열 요소와 비교하여, 금속으로 실질적으로 구성되거나 만들어지는 가열 요소는 가열 요소의 기계적 안정성 및 견고성을 상당히 증가시키고, 따라서 가열 요소의 임의의 변형 또는 파괴 위험을 감소시킨다.

또한, AC 구동 전류를 사용하여 저항 가열 요소를 작동시키는 것은 또한, 예를 들어 용접 또는 납땜 지점에서 전기 가열 조립체의 전도성 시스템 내부의 재료 전이에서 발생하는 원하지 않는 용량성 거동의 영향을 감소시킨다.

표피 깊이는 가열 요소의 재료 특성뿐만 아니라 AC 구동 전류의 주파수에 의존한다. 표피 깊이는 전도성 가열 요소의 저항률을 감소시키거나, 전도성 가열 요소의 자기 투자율을 증가시키거나, AC 구동 전류의 주파수를 증가시키는 것 중 적어도 하나에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 가열 요소의 유효 저항 따라서 가열 효율은 가열 요소의 재료 특성의 적절한 선택에 의해, 특히 저 저항률 또는 고 자기 투자율 중 적어도 하나를 갖는 전기 전도성 재료를 포함하는 가열 요소를 가짐으로써 상당히 증가될 수 있다.

따라서, 가열 요소의 적어도 일부분 또는 전체 가열 요소는, 바람직하게는 전기 전도성 강자성 재료 또는 전기 전도성 페리자성 재료 중 적어도 하나를 포함하거나 이들로 만들어진다. 강자성 또는 페리자성 재료는 표피 깊이가 감소되고 따라서 AC 저항이 증가되기 때문에 바람직하다.

대안적으로 또는 추가적으로, 가열 요소의 적어도 일부분은 또한, 전기 전도성 상자성 재료를 포함하거나 이들로 실질적으로 만들어질 수 있다. 물론, 가열 조립체는 또한, 전체 가열 요소가 전기 전도성 상자성 재료 중 적어도 하나를 포함되거나 이들로 실질적으로 만들어지는 경우에 작동한다.

전기 전도성 강자성 또는 페리자성 재료를 포함하는 가열 요소를 갖는 것은, 유리하게는 온도 제어 및 바람직하게는 저항 가열 공정의 자기 제한을 또한 용이하게 한다. 이는 전기 전도성 재료의 자기 특성이 온도 증가에 따라 변한다는 사실에 기인한다. 특히, 퀴리 온도에 도달할 때, 자기 특성은 각각 강자성 또는 페리자성으로부터 상자성으로 변한다. 즉, 전기 전도성 재료의 자기 투자율은 온도가 증가함에 따라 연속적으로 감소한다. 자기 투자율의 감소는 차례로, 표피 깊이를 증가시키고 따라서 전기 전도성 재료의 유효 AC 저항을 감소시킨다. 퀴리 온도에 도달할 때, 상대 자기 투자율이 약 1로 떨어져, 유효 AC 전기 저항이 최소에 도달하게 한다. 따라서, 가열 요소를 통과하는 AC 구동 전류의 대응 변화를 감시하는 것은 가열 요소의 전도성 자성 재료가 그의 퀴리 온도에 도달했을 때를 나타내는 온도 표시기로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 가열 요소의 전도성 자성 재료는, 예컨대 에어로졸 형성 기재의 미리 정해진 가열 온도에 대응하는 퀴리 온도를 갖도록 선택된다.

더욱이, 진행 중인 가열 공정 동안 AC 저항의 감소로 인해, 유효 가열 속도는 온도 증가에 따라 연속적으로 감소한다. 퀴리 온도에 도달할 때, 유효 가열 속도는 가열 요소를 통해 여전히 연속해서 구동 전류를 통과시키지만, 가열 요소의 온도가 더 이상 증가하지 않을 정도로 감소될 수 있다. 가열 요소의 온도는 에어로졸 형성 기재로의 열 방출에 따라서 가열 요소의 전도성 자성 재료의 퀴리 온도에 도달 시 아주 약간 감소할 수 있다. 유리하게는, 이러한 효과는 가열 공정의 자기 제한을 제공하여, 에어로졸 형성 기재의 원하지 않는 과열을 방지한다. 따라서, 가열 요소의 전도성 자성 재료는, 예컨대 에어로졸 형성 기재의 미리 정해진 최대 가열 온도에 대응하는 퀴리 온도를 갖도록 선택될 수 있다.

유리하게는, 가열 요소의 전도성 강자성 또는 페리자성 재료의 퀴리 온도는 150℃(섭씨) 내지 500℃(섭씨), 특히 250℃(섭씨) 내지 400℃(섭씨), 바람직하게는 270℃(섭씨) 내지 380℃(섭씨) 범위 내에 있다.

바람직하게는, 가열 요소는 적어도 10 μH/m(미터당 마이크로헨리), 특히 적어도 100 μH/m, 바람직하게는 적어도 1 mH/m(미터당 밀리헨리), 가장 바람직하게는 적어도 10 mH/m 또는 심지어 적어도 25 mH/m의 절대 자기 투자율을 갖는 전도성 강자성 또는 페리자성 재료를 포함한다. 마찬가지로, 전도성 강자성 또는 페리자성 재료는 적어도 10, 특히 적어도 100, 바람직하게는 적어도 1000, 가장 바람직하게는 적어도 5000 또는 심지어 적어도 10000의 상대 자기 투자율을 가질 수 있다.

가열 요소의 유효 저항, 따라서 가열 효율은 고주파 AC 구동 전류를 통과시킬 때 상당히 증가될 수 있다. 유리하게는, AC 구동 전류는 500 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 가진다. 따라서, 제어 회로는, 바람직하게는 500 kHz 내지 30 MHz, 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 전류를 제공하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 가열 요소의 AC 저항은 500 kHz 내지 30 MHz, 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 갖는 가열 요소를 통과시키는 AC 구동 전류와 관련하여 10 mΩ(밀리옴) 내지 1500 mΩ(밀리옴), 특히 20 mΩ 내지 1500 mΩ, 바람직하게는 100 mΩ 내지 1500 mΩ 범위에 있다. 이러한 범위의 AC 저항은, 유리하게는 충분히 높은 가열 효율을 제공한다.

본 발명에 따른 가열 조립체가 사용될 전기 작동식 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는, DC 전원에 의해, 예를 들어 배터리에 의해 작동될 수 있다. 따라서, 제어 회로는 바람직하게는, AC 구동 전류를 제공하기 위한 적어도 하나의 DC/AC 인버터를 포함한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, DC/AC 인버터는 스위칭 전력 증폭기, 예를 들어 E 등급 증폭기 또는 D 등급 증폭기를 포함한다. D 등급 및 E 등급 증폭기는 스위칭 변환 동안 스위칭 트랜지스터에 있어서 최소 전력 소산으로 공지되어 있다. E 등급 전력 증폭기는 간단한 회로 구조를 갖는 동시에 고주파수에서의 작동과 관련하여 특히 유리하다. 바람직하게는, E 등급 전력 증폭기는 단일 트랜지스터 스위치만을 갖는 단일단 1차 E 등급 전력 증폭기이다.

스위칭 전력 증폭기, 특히 E 등급 증폭기의 경우에는 트랜지스터 스위치, 트랜지스터 스위치 구동 회로, 및 LC 부하 네트워크를 포함할 수 있고, 여기서 LC 부하 네트워크는 커패시터와 인덕터의 직렬 연결을 포함한다. 또한, LC 부하 네트워크는 커패시터와 인덕터의 직렬 연결과 병렬로 그리고 트랜지스터 스위치와 병렬로 션트(shunt) 커패시터를 포함할 수 있다. 작은 수의 이들 구성요소는 스위칭 전력 증폭기의 용적을 매우 작게 유지하게 하며, 따라서 가열 조립체의 전체 용적을 또한 매우 작게 유지하게 한다.

스위칭 전력 증폭기의 트랜지스터 스위치는 임의의 유형의 트랜지스터일 수 있고 양극성-접합 트랜지스터(BJT)로서 구현될 수 있다. 그러나, 더 바람직하게는, 트랜지스터 스위치는 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 금속-반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFET) 같은 전계 효과 트랜지스터(FET)로서 구현된다.

전술한 구성에서, 제어 회로는 가열 요소에 병렬로, 특히 가열 요소를 통해 저항 전도체 경로에 병렬로 연결된 적어도 하나의 바이패스 커패시터를 추가로 포함할 수 있다. 이를 위해, 가열 요소는 저항을 구성할 뿐만 아니라 (작은) 인덕턴스를 구성할 수도 있음을 주목해야 한다. 따라서, 등가 회로도에서 가열 요소는 저항과 인덕터의 직렬 연결로 표현될 수 있다. 바이패스 커패시터의 용량의 적절한 선택에 의해, 가열 요소 및 바이패스 커패시터의 인덕터/인덕턴스는 AC 구동 전류의 주요 부분이 통과하는 LC 공진기를 형성하는 반면에, AC 구동 전류의 작은 부분만이 인덕터 및 LC 네트워크의 커패시터를 통해 트랜지스터 스위치를 통과한다. 이로 인해, 바이패스 커패시터는, 유리하게는 가열 요소로부터 제어 회로 쪽으로의 열 전달의 감소를 야기한다. 유리하게는, 바이패스 커패시터의 용량은 LC 네트워크의 커패시터의 용량보다 더 크고, 특히 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 5배, 가장 바람직하게는 적어도 10배 더 크다.

또한, 바이패스 커패시터 및 바람직하게는 LC 네트워크의 인덕터가 또한, 제어 회로의 나머지보다 가열 요소에 더 가깝게, 특히 가능한 한 가열 요소에 가깝게 배열될 수 있다.

예를 들어, LC 네트워크의 인덕터 및 바이패스 커패시터는, 차례로 PCB(인쇄 회로 기판)에 배열될 수 있는 나머지 구성요소로부터 원격으로 배열된 별도의 전자 구성요소로서 구현될 수 있다. 바이패스 커패시터는 가열 요소에 직접 연결될 수 있다.

제어 회로 및 가열 요소에 전력을 공급하기 위해, 가열 조립체는 전원, 바람직하게는 제어 회로와, 따라서 제어 회로를 통해 가열 요소와 작동 가능하게 연결되는 DC 전원을 더 포함할 수 있다. DC 전원은 일반적으로, 임의의 적합한 DC 전원, 예를 들어 하나 이상의 일회용 배터리, 하나 이상의 재충전 가능한 배터리, 또는 요구되는 DC 공급 전압과 요구되는 DC 공급 전류를 제공할 수 있는 임의의 다른 적합한 DC 전원을 포함할 수 있다. DC 전원의 DC 공급 전압은 약 2.5 V(볼트) 내지 약 4.5 V의 범위일 수 있고 DC 공급 전류는 (약 2.5 W(와트) 내지 약 45 W(와트) 범위의 DC 전원에 대응하는)약 1 내지 약 10 암페어 범위일 수 있다.

대체로 "약"이라는 용어가 본원 전체에 걸쳐 특정한 값에 관하여 사용될 때마다, "약"이라는 용어 다음에 오는 값이 기술적 고려 사항들 때문에 정확하게 그 특정한 값일 필요는 없다는 의미로 이해해야 한다. 그러나, 특정한 값에 관한 "약"이라는 용어는, "약"이라는 용어 다음에 오는 특정한 값을 항상 포함하는 것이며 또한 명시적으로 개시하는 것으로 이해해야 한다.

가열될 에어로졸 형성 기재의 조건에 따라, 가열 요소는 상이한 기하학적 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 블레이드 구성 또는 로드 구성 또는 핀 구성일 수 있다. 즉, 가열 요소는 전기 전도성 재료를 포함하거나 이들로 실질적으로 만들어지는 하나 이상의 블레이드, 로드 또는 핀일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 이들 구성은 고체 또는 페이스트형 에어로졸 형성 기재와 함께 사용하는 데 특히 적합하다. 특히, 이들 구성은 가열 요소가 가열될 에어로졸 형성 기재와 접촉하게 될 때 에어로졸 형성 기재로 침투하는 것을 쉽게 허용한다. 근위 단부에서, 블레이드 형상 또는 로드 형상의 가열 요소는 에어로졸 형성 기재 내로 쉽게 침투하게 하는 테이퍼진 팁 부분을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 가열 요소는 전기 전도성 재료, 특히 전기 전도성 고체 재료를 포함하거나 실질적으로 이들로 만들어지는 적어도 하나의 블레이드를 포함한다. 블레이드는 블레이드가 가열될 에어로졸 형성 기재 내로 침투하는 것을 용이하게 하는 테이퍼진 팁 부분을 포함할 수 있다. 블레이드는 5 mm(밀리미터) 내지 20 mm(밀리미터), 특히 10 mm 내지 15 mm 범위의 길이; 2 mm 내지 8 mm, 특히 4 mm 내지 6 mm의 폭, 및 0.2 mm 내지 0.8 mm, 특히 0.25 mm 내지 0.75 mm 범위의 두께를 가질 수 있다.

대안적으로, 가열 요소는 심지 구성 또는 메쉬 구성일 수 있다. 즉, 가열 요소는 전기 전도성 재료를 포함하거나 이들로 실질적으로 만들어지는 하나 이상의 메쉬 또는 심지일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 후자의 구성은 액체 에어로졸 형성 기재와 함께 사용하는 데 특히 적합하다.

가열 요소의 외부 표면은 표면 처리되거나 코팅될 수 있다. 즉, 가열 요소는 표면 처리 또는 코팅을 포함할 수 있다. 표면 처리 또는 코팅은 다음 중 적어도 하나, 즉 에어로졸 형성 기재가 가열 요소의 표면에 고착되는 것을 피하고, 가열 요소로부터 에어로졸 형성 기재로 재료 확산, 예를 들어 금속 확산을 피하고, 가열 요소의 기계적 강성을 개선하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 표면 처리 또는 코팅은 전기 비-전도성이다.

일반적으로, 가열 요소는 AC 구동 전류를 통과시키기 위한 적어도 하나의 저항 전도체 경로를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘전도체 경로’는 AC 구동 전류가 가열 요소를 통과하도록 미리 정해진 전류 경로를 지칭한다. 이러한 경로는 기본적으로 가열 요소의 전기 전도성 재료의 기하학적 구성에 의해 주어진다.

가열 요소는 단일 저항 전도체 경로를 포함할 수 있다. 대안적으로, 가열 요소는 AC 구동 전류를 통과시키도록 서로 병렬인 복수의 저항 전도체 경로를 포함할 수 있다.

후자의 구성에서, 복수의 저항 전도체 경로는 가열 요소의 공통 섹션 내부에 병합될 수 있다. 유리하게는, 이는 가열 요소의 소형 디자인을 제공한다. 이러한 구성에서, 제어 회로의 스위칭 전력 증폭기는 복수의 병렬 저항 전도체 경로 각각에 대해 설명된 바와 같이 적어도 하나의 LC 네트워크를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제어 회로의 스위칭 전력 증폭기는 가열 요소로부터 제어 회로로의 열 전달을 감소시키기 위해 복수의 병렬 저항 전도체 경로의 각각 하나의 경로에 대해 - 전술한 바와 같이 - 적어도 하나의 바이패스 커패시터를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로들 중 적어도 하나는 AC 구동 전류를 각각의 가열 경로에 공급하기 위한 2개의 공급 지점을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 2개의 공급 지점은 가열 요소의 일 측면에 배열된다. 이러한 배열은 가열 요소의 소형 디자인을 허용하고 또한 가열 요소를 제어 회로에 작동 가능하게 커플링하는 것을 용이하게 한다.

전도체 경로를 따른 열 소산, 따라서 가열 요소의 가열 효율은 전도체 경로의 길이가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 저항 전도체 경로의 기하학적 구성은 바람직하게는, 예컨대 가능한 한 긴 경로 길이를 갖게 하는 것이다.

따라서, 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로 중 적어도 하나는 곡선 구성 또는 지그재그 구성 또는 나선 구성일 수 있다. 마찬가지로, 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로 중 적어도 하나는 U자 형상 또는 C자 형상 또는 V자 형상 구성일 수 있다.

적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항성 전도체 경로 중 적어도 하나는 가열 요소의 적어도 하나의 단면-방향 슬리팅(slitting)에 의해 형성될 수 있다. 그 결과, 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로 중 적어도 하나는 적어도 1개의 슬릿에 의해 형성될 수 있고, 여기서 가열 요소는 슬릿의 깊이 또는 두께 연장부를 따르는 슬릿에 의해 완전히 분열되고 슬릿의 길이 연장부를 따르는 슬릿에 의해 부분적으로만 분열된다.

예를 들어, 고체 전도성 재료로 만들어진 블레이드 형상 또는 로드 형상의 가열 요소는 가열 요소의 하나의 에지에서 시작하지만 가열 요소의 길이 부분을 따라 부분적으로만 연장되어, 예컨대 U자 형상의 전도체 경로를 제공하는 1개의 슬릿을 포함할 수 있다.

마찬가지로, 가열 요소는 가열 요소의 동일한 에지에서 시작하지만 가열 요소의 길이 부분을 따라 부분적으로만 연장되어 예컨대, 하나의 중심 분기부를 공통으로 갖는 2개의 평행한 U자 형상의 전도체 경로를 제공하는 2개의 평행한 슬릿을 포함할 수 있다.

복수의 저항 전도체 경로의 경우, 제어 회로는 그에 병렬로 연결된 각각의 저항 전도체 경로를 위한 각각의 바이패스 커패시터를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 가열 요소의 적어도 일부분은 바람직하게는, 적어도 하나의 전기 전도성 재료를 포함하거나 이들로 실질적으로 만들어진다. 적어도 하나의 전기 전도성 재료는 강자성 또는 페리자성 또는 상자성 재료일 수 있다.

예를 들어, 가열 요소의 적어도 일부분은 텅스텐, 니켈-코발트 철 합금(예를 들어, Kovar 또는 Fernico 1과 같은), 뮤 메탈(mu-metal), 퍼멀로이(예를 들어, 퍼멀로이 C와 같은), 또는 스테인리스 스틸(예를 들어, AISI 420과 같은) 중 적어도 하나를 포함할 수 있거나 이들로 실질적으로 만들어질 수 있다.

가열 요소로부터 제어 회로 쪽으로의 열 전달을 감소시키기 위해, 가열 조립체는 제어 회로를 가열 요소에 작동 가능하게 커플링시키는 전기 전도성 커넥터를 더 포함할 수 있다. 커넥터의 AC 저항은 가열 요소의 AC 저항보다 더 낮다. 낮은 AC 저항으로 인해, 줄 가열에 의해 야기되는 열 발생은 가열 요소에 비해 전도성 커넥터에서 상당히 감소된다.

유리하게는, 전기 전도성 커넥터는 500 kHz 내지 30 MHz, 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 갖는 가열 요소를 통과시키는 AC 구동 전류와 관련하여 최대 25 mΩ, 특히 최대 15 mΩ, 바람직하게는 최대 10 mΩ, 가장 바람직하게는 최대 10 mΩ의 AC 저항을 가진다.

전도성 커넥터의 AC 저항은 표피 깊이를 증가시킴으로써 감소되거나 최소화될 수 있다. 표피 깊이는 차례로, 전도성 커넥터의 저항률을 감소시키거나 자기 투자율을 감소시키는 것 중 적어도 하나에 따라서 증가한다. 따라서, 전도성 커넥터의 재료 특성은, 바람직하게는, 예컨대 낮은 저항률 또는 낮은 자기 투자율 중 적어도 하나를 갖도록 선택된다. 특히, 커넥터의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율은, 바람직하게는 가열 요소의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율보다 더 낮다. 유리하게는, 커넥터의 전기 전도성 재료는 상자성이다. 예를 들어, 가열 요소는 퍼멀로이 C로 만들어질 수 있는 반면에, 커넥터는 텅스텐으로 만들어질 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 가열 조립체는 임의의 과잉 열을 흡수하고 따라서 제어 회로에 대한 임의의 부정적인 열 영향을 감소시키기 위해 제어 회로 또는 커넥터 중 적어도 하나에 열적으로 커플링되는 열 흡수제를 더 포함할 수 있다. 열 흡수제는, 예를 들어 히트 싱크 또는 열 저장소 또는 열 교환기를 포함할 수 있다.

후자의 경우에, 열 교환기는 특히 적어도 하나의 열전 발전기를 포함할 수 있다. 열전 발전기는 제벡 원리(Seebeck principle)에 기초하여 열을 전력으로 변환하기 위한 에너지 변환 장치이다. 바람직하게는, 적어도 하나의 열전 발전기는 가열 조립체의 전원에 또는 제어 회로에 직접 작동 가능하게 연결된다. 예로서, 열전 발전기는 재충전 목적으로 변환된 전력을 공급하기 위해 배터리에 작동 가능하게 연결될 수 있다.

열 흡수제가 열 저장소인 경우, 열 흡수제는 상 변화 재료(PCM)을 포함한다. 상 변화 재료는 재료가 그의 상을 고체로부터 액체로, 고체로부터 가스로, 또는 액체로부터 가스로 변화시키고 그 반대로도 변화시킬 때 많은 양의 에너지를 저장하고 방출할 수 있는 높은 열 융합을 갖는 물질이다. PCM은 무기질, 예를 들어 염 수화물일 수 있다. 대안적으로, PCM은 유기질, 예를 들어 파라핀 또는 탄수화물일 수 있다.

히트 싱크로서, 열 흡수제는 제어 회로 또는 커넥터 중 적어도 하나와 열 접촉하는 냉각 핀 또는 냉각 립(rip)을 포함할 수 있다. 가열 조립체가 에어로졸 발생 장치에 설치될 때, 냉각 핀 또는 냉각 립은 예컨대, 열이 기류 통로 내로 소산되게 하도록 에어로졸 발생 장치의 기류 통로 내부에 배열될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 가열 요소는 복수의 층, 특히 적어도 2개의 층을 포함하는 다층 가열 요소일 수 있다. 유리하게는, 가열 요소의 다층 구성은 상이한 기능과 효과를 조합하게 하고, 여기서 각각의 층은, 바람직하게는 적어도 하나의 특정 기능 또는 효과를 제공한다. 이를 위해, 상이한 층은 상이한 재료를 포함할 수 있고/있거나 상이한 기하학적 구성, 특히 상이한 층 두께를 가질 수 있다.

다층 가열 요소의 적어도 하나의 층은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 전도성 재료를 포함한다. 적어도 하나의 가열 층의 전기 전도성 재료는, 바람직하게는 강자성 또는 페리자성이다. 유리하게는, 이는 전술한 바와 같이 가열 공정의 가열 효율을 증가시킨다. 또한 전술한 바와 같이, 강자성 또는 페리자성 재료를 갖는 것은, 유리하게는 온도 제어를 허용하고, 바람직하게는 저항 가열 공정의 자기 제한을 또한 허용한다.

그러나, 페리자성 또는 강자성 재료, 특히 높은 자기 투자율을 갖는 재료는 다소 연성일 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 다층 가열 요소는 적어도 하나의 지지 층 및 적어도 하나의 가열 층을 포함한다. 적어도 가열 층은 에어로졸 형성 기재, 특히 전기 전도성 강자성 또는 페리자성 재료를 가열하기 위한 전기 전도성 재료를 포함한다. 대조적으로, 지지 층은, 유리하게는 가열 층의 전기 전도성 재료에 비해 덜 연성인 재료를 포함한다. 특히, 지지 층의 굽힘 및/또는 회전 강성은 가열 층의 굽힘 및/또는 회전 강성보다 더 크다. 그러한 구성은, 유리하게는 지지 층으로 인한 높은 기계적 강성과, 적어도 하나의 가열 층으로 인한 높은 AC 저항, 따라서 높은 가열 효율 둘 모두를 조합한다.

바람직한 구현예에 따르면, 다층 가열 요소는 적어도 하나의 지지 층 및 지지 층을 사이에 끼우는 적어도 2개의 가열 층을 포함하고, 바람직하게는 가열 층 둘 모두 중 적어도 하나는 전기 전도성 재료를 포함한다. 훨씬 더 바람직하게는, 가열 층 둘 모두는 동일한 전기 전도성 재료를 포함하거나 이들로 만들어지며, 동일한 두께를 가진다. 후자의 구성의 대칭 구성은 다양한 층의 열 팽창 거동에서의 가능한 차이로 인한 인장 또는 압축 응력 상태에 대해 보상되는 것으로 특히 유익하다.

가열 층은 또한 상이한 조성을 가질 수 있으며, 즉 가열 층은 상이한 퀴리 온도를 갖는 상이한 재료를 포함할 수 있다. 유리하게는, 이는, 예를 들어 보정 또는 온도 제어 목적으로 가열 온도에 대한 추가 정보를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 가열 층 또는 지지 층을 사이에 끼우는 2개의 가열 층은 다층 가열 요소의 에지 층이다. 이는 가열 요소로부터 에어로졸 형성 기재로의 직접적인 열 전달을 용이하게 한다.

충분한 기계적 강성을 보장하기 위해, 다층 가열 조립체의 적어도 하나의 층, 바람직하게는 적어도 지지 층이 고체 재료로 만들어진다. 더 바람직하게는, 모든 층은 각각의 고체 재료로 만들어진다.

또한, 적어도 하나의 지지 층의 층 두께는 적어도 하나 또는 2개의 가열 층의 층 두께보다 더 클 수 있다. 이는 또한, 충분한 기계적 강성을 제공하는 것을 용이하게 한다.

적어도 하나의 지지 층은 전기 비-전도성 재료로 만들어질 수 있다. 따라서, 지지 층은 예컨대, 2개의 가열 층을 서로 병렬로 작동시키도록 2개의 사이에 끼인 가열 층을 서로 분리한다. 대안적으로, 2개의 사이에 끼인 가열 층은 직렬로 작동될 수 있으면서, 여전히 그 사이에 배열된 전기 비-전도성 지지 층에 의해 분리된다. 이를 위해, 가열 층은 일 단부에, 특히 가열 요소의 근위 단부에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 구성에서, 전기 비-전도성 지지 층은 가열 요소를 강성화하는 데 사용될 뿐만 아니라, 2개의 가열 층의 직렬 연결로 구성된 가열 요소를 통한 단일 전도체 경로를 형성하는 데 사용된다.

적어도 하나의 지지 층은 또한, 전기 전도성 재료를 포함할 수 있다. 이 경우, 지지 층의 AC 저항은 적어도 하나의 가열 층의 AC 저항과 상이하거나, 바람직하게는 그보다 더 작다. 특히, 적어도 하나의 가열 층이 에지 층인 경우에, AC 구동 전류는 가열 층 내부에서 적어도 부분적으로 또는 심지어 대부분 흐를 것으로 기대되지만, 지지 층의 AC 저항은 가열 층의 AC 저항보다 더 낮을 수 있다. 결과적으로, 열 소산은 주로 가열 층 내부에서 발생한다. 또한, 홀로 취한 최저 AC 저항을 갖는 층과 비교하여 상이한 AC 저항을 갖는 층을 갖는 다층 가열 요소의 전체 AC 저항은 상당히 증가될 수 있다.

따라서, 적어도 하나의 가열 층의 전기 전도성 재료의 저항률은 적어도 하나의 지지 층의 전기 전도성 재료의 저항보다 더 클 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나 또는 2개의 가열 층의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율은 적어도 하나의 지지 층의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율보다 더 크다. 바람직하게는, 적어도 하나 또는 2개의 가열 층의 전기 전도성 재료는 강자성 또는 페리자성인 반면에, 적어도 하나의 지지 층의 전기 전도성 재료는 상자성이다.

각각의 층은 각각의 인접한 층에 도금, 증착, 코팅, 피복 또는 용접될 수 있다. 특히, 임의의 층이 분무, 침지 코팅, 롤 코팅, 전기도금, 피복 또는 저항 용접에 의해 각각의 인접한 층에 도포될 수 있다.

다층 가열 요소는 로드 구성 또는 핀 구성 또는 블레이드 구성일 수 있다. 후자의 경우, 각각의 층 자체는 블레이드 구성일 수 있다. 로드 또는 핀 구성의 경우, 다층 가열 요소는 가열 층으로서 외부 재킷에 의해 둘러싸이거나 캡슐화되거나 코팅되는 지지 층으로서 내부 코어를 포함할 수 있다. 로드 형상의 가열 요소는 그의 원위 단부로부터 그의 근위 단부 쪽으로 가열 요소의 길이 부분만을 따라서 연장되는 중심 길이방향 슬릿을 포함하여, 예컨대 그를 통한 U자 형상의 전도체 경로를 제공할 수 있다.

대안적으로, 로드 형상의 다층 가열 요소는 제1 가열 층으로서의 내부 코어 및 제2 가열 층으로서의 외부 재킷을 포함할 수 있다. 내부 코어와 외부 재킷 사이에서, 가열 요소는 예컨대, 제1 및 제2 가열 층을 분리하기 위해 전기 비-전도성 재료로 만들어진 중간 슬리브를 지지 층으로서 더 포함할 수 있다. 그러나, 내부 코어 및 외부 재킷은 일 단부에서, 바람직하게는 로드 형상의 가열 요소의 근위 단부에 전기적으로 연결되어서, 예컨대 제1 및 제2 가열 층 사이에 전도체 경로를 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이, 가열 요소는 특히, 에어로졸 형성 기재의 온도를 제어하기 위한, 바람직하게는 실제 온도를 조정하기 위한 온도 센서로서 작용하도록 구성될 수 있다. 이러한 가능성은 저항 가열 요소를 구성하는 데 사용되는 저항성 재료의 온도 의존 저항 특성에 의존한다. 가열 조립체는 저항 가열 요소의 저항을 측정하기 위한 판독 장치를 더 포함할 수 있다. 판독 장치는 제어 회로의 일부일 수 있다. 측정된 온도는 가열 요소의 실제 온도에 직접 대응한다. 측정된 온도는 또한, 가열될 에어로졸 형성 기재에 대한 가열 요소의 위치 설정 및 가열 요소로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 공급에 대한 주어진 특징에 따라, 에어로졸 형성 기재의 실제 온도를 나타낼 수 있다.

가열 조립체, 특히 제어 회로는 가열 요소의 온도를 제어하기 위한 온도 제어기를 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 온도 제어기는, 바람직하게는 가열 요소를 통과시키는 AC 구동 전류를 제어하도록 구성된다. 특히, 온도 제어기는 가열 요소의 저항, 따라서 온도를 측정하기 위해 전술한 판독 장치에 작동 가능하게 커플링될 수 있다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 기재와 함께 사용하기 위한 에어로졸을 발생 장치가 또한 제공되며, 여기서 에어로졸 발생 장치는 본 발명에 따르고 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 가열 조립체를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 발생 장치’는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재와 상호작용하여 기재를 가열함으로써 에어로졸을 발생시킬 수 있는 전기 작동식 장치를 설명하는 데 사용된다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자의 입을 통해 사용자가 직접 흡입할 수 있는 에어로졸을 발생시키기 위한 퍼핑 장치이다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 휴대용 에어로졸 발생 장치이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성 기재’는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 두 조건 모두에서, 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액체 구성요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 에어로졸 형성 기재는 가열 시 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재는 담배 함유 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 담배 함유 재료는 느슨하게 채워진 또는 패킹된 담배, 또는 주름지거나 권축된 담배의 시트를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜이다. 에어로졸 형성 기재는 또한, 니코틴 또는 향미제, 특히 담배 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 또한 페이스트 상 재료, 에어로졸 형성 기재를 포함하는 다공성 재료의 향낭, 또는 예를 들어, 글리세린과 같은 일반적인 에어로졸 형성제를 포함할 수 있는, 겔화제 또는 점착제와 혼합된, 이후 플러그로 압축 또는 성형되는 느슨한 담배(loose tobacco)일 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품, 바람직하게는 소모품의 일부일 수 있어서 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 장치와 상호 작용할 수 있다. 예를 들어, 물품은 고체, 바람직하게는 담배 함유 에어로졸 형성 기재를 포함하는 종래의 궐련의 형상을 닮은 로드 형상의 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 대안적으로, 물품은 액체, 바람직하게는 담배 함유 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지일 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 수용 챔버 또는 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수용 챔버는 에어로졸 발생 장치의 근위 단부에 배열된다. 수용 챔버는 에어로졸 형성 기재를 수용 챔버 내에 삽입하기 위한 수용 개구부를 포함할 수 있다. 예로서, 에어로졸 발생 장치는 고체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품, 또는 전술한 바와 같은 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하는 카트리지를 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 발생 장치는 내부에 액체 에어로졸 형성 기재를 직접 수용하기 위한 저장소를 포함할 수 있다.

가열 조립체의 가열 요소는 에어로졸 발생 장치의 수용 챔버 내부에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 제어 회로 및 ? 존재한다면 ? 가열 조립체의 전원은 에어로졸 발생 장치의 장치 하우징 내부에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 가열 조립체는 에어로졸 발생 장치의 글로벌 전원(global power supply)으로부터 전력을 공급받는다.

에어로졸 발생 장치는 수용 챔버를 통해 연장되는 기류 통로를 더 포함할 수 있다. 장치는 기류 통로와 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 입구를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 추가 특징 및 장점은 가열 조립체에 관해서 설명되었으며 반복되지 않을 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 방법이 또한 제공된다. 상기 방법은 다음의 단계:

- 가열될 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계;

- 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 저항 가열 요소를 제공하는 단계로서, 상기 가열 요소는 그를 통해 AC 구동 전류를 통과시킬 때 줄 가열로 인해 가열되도록 구성되는 단계;

- 에어로졸 형성 기재에 근접하거나 접촉하게 에어로졸 형성 기재를 배열하는 단계;

- AC 구동 전류를 제공하는 단계; 및

- 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 본 발명에 따르고 본 명세서에 설명되는 바와 같은 가열 조립체 또는 에어로졸 발생 장치를 사용하여 수행된다. 반대로, 본 발명에 따르고 본 명세서에 설명되는 바와 같은 가열 조립체 또는 에어로졸 발생 장치는 본 발명에 따르고 본 명세서에 설명되는 바와 같은 방법을 사용하여 작동될 수 있다.

가열 조립체에 관하여 전술한 바와 같이, AC 구동 전류를 제공하는 단계는, 유리하게는 500 kHz 내지 30 MHz, 특히 1 MHz 내지 10 MHz, 바람직하게는 5 MHz 내지 7 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 전류를 제공하는 단계를 포함한다.

AC 구동 전류는 양극성 AC 구동 전류 및/또는 DC 구성요소 없이 또는 DC 오프셋 없이 또는 0과 동일한 DC 구성요소를 갖는 AC 구동일 수 있다. 특히, AC 구동 전류를 제공하고 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시키는 단계는 “비-유도성”인 와이어-결합을 발생한다.

가열 조립체에 관하여 추가로 전술한 바와 같이, AC 구동 전류는 스위칭 전력 증폭기를 사용하여 제공될 수 있다.

또한, 스위칭 전력 증폭기를 사용하여 AC 구동 전류를 제공하는 단계는 20%(퍼센트) 내지 99%(퍼센트), 특히 30% 내지 95%, 바람직하게는 50% 내지 90%, 가장 바람직하게는 60% 내지 90% 범위의 듀티 사이클로 스위칭 전력 증폭기를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 범위의 듀티 사이클로 스위칭 전력 증폭기를 작동시키는 것은, 유리하게는 제어 회로의 열 손상 위험 없이 제어 회로의 온도가 합리적으로 낮게 유지되면서, 여전히 가열 요소가 에어로졸 발생에 충분히 높은 온도에 도달하게 한다.

본 발명에 따른 방법의 추가 특징 및 장점은 가열 조립체 및 에어로졸 발생 장치에 관해서 설명되었으며 반복되지 않을 것이다.

본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 본 발명에 따른 전기 가열 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 장치의 예시적인 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 가열 조립체의 회로도의 제1 및 제2 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 가열 블레이드의 제1, 제2, 제3 및 제4 구현예를 개략적으로 예시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 다층 가열 블레이드의 예시적인 구현예를 개략적으로 예시하며;
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 다층 가열 로드의 예시적인 구현예를 개략적으로 예시한다.

도 1은 에어로졸 형성 기재(210)를 저항 가열하기 위한 본 발명에 따른 전기 가열 조립체(100)를 포함하는 에어로졸 발생 장치(1)의 예시적인 구현예를 개략적으로 예시한다.

에어로졸 발생 장치(1)는 가열될 에어로졸 형성 기재(210)를 수용하기 위한 수용 챔버(20)을 장치(1)의 근위 단부(2)에 포함하는 장치 하우징(10)을 포함한다. 본 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(210)는 고체 담배 함유 에어로졸 형성 기재이다. 기판(210)은 로드 형상의 에어로졸 발생 물품(200)의 일부이다. 물품(200)은 종래의 궐련의 형상과 유사하고 장치(1)의 수용 챔버(20)에 수용되도록 구성된다. 에어로졸 형성 기재(210) 이외에, 물품(200)은 지지 요소(220), 에어로졸 냉각 요소(230) 및 필터 요소(240)를 포함한다. 이들 모든 요소는 에어로졸 형성 기재(210)에 순차적으로 배열되고, 여기서 기재는 물품(200)의 원위 단부에 배열되고 필터 요소는 물품(200)의 근위 단부에 배열된다. 기판(210), 지지 요소(220), 에어로졸 냉각 요소(230) 및 필터 요소(240)는 물품(200)의 외부 원주 면을 형성하는 종이 포장지에 의해 둘러싸인다.

본 발명에 따른 가열 조립체의 주요 개념은 차례로 에어로졸 형성 기재(210)와 열적으로 근접하거나 심지어 가깝게 접촉하는 저항 가열 요소(110)를 통해 AC 구동 전류를 통과시키는 것에 기초한다. AC 구동 전류를 사용하는 것은, 유리하게는 예컨대 에어로졸 형성 기재(210)를 가열하는 데 적합한 범위의 온도에 도달하기 위해 (표피 효과로 인한) 충분한 줄 가열을 여전히 제공하는 육중한, 따라서 기계적으로 견고한 가열 요소를 사용하는 것을 허용한다.

도 1에 도시된 바와 같은 가열 조립체(100)의 구현예에서, 가열 요소(110)는 500 kHz 내지 30 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 동안 10 mΩ 내지 1500 mΩ의 범위의 AC 저항(R)을 갖는 고체 전기 전도성 재료로 만들어진 블레이드이다. 바람직하게는, 가열 블레이드(210)는 고체 금속, 예를 들어 AISI 420과 같은 스테인리스 스틸, 또는 퍼멀로이(permalloy) C와 같은 퍼멀로이로 만들어진다. 유리하게는, 이러한 범위의 저항은 에어로졸 형성 기재(210)를 가열하는 데 충분히 높다. 동시에, 가열 요소(110)는 변형 또는 파괴 위험 없이 에어로졸 형성 기재(210)와 접촉하고 접촉하지 않는 데 충분한 기계적 안정성을 제공한다. 특히, 가열 요소(110)의 블레이드 형상 구성은 에어로졸 발생 장치(1)의 수용 챔버(20) 내에 에어로졸 발생 물품(200)을 삽입할 때 에어로졸 형성 기재(210) 내로 쉽게 침투할 수 있게 한다.

도 1에서 추가로 알 수 있는 바와 같이, 가열 블레이드(110)는 수용 챔버(20) 내로 중심으로 연장되는, 에어로졸 발생 장치(1)의 장치 하우징(10) 내부에 고정적으로 배열된다. 가열 블레이드(110)의 근위 단부(111)에 있는 테이퍼진 기단 팁 부분은 장치(1)의 근위 단부(2)에 있는 수용 개구 쪽으로 향한다.

가열 요소(110) 이외에, 가열 조립체(100)는 가열 요소(110)에 작동 가능하게 커플링되고 500 kHz 내지 30 MHz 범위의 AC 구동 전류를 제공하도록 구성되는 제어 회로(120)를 포함한다. 따라서, 가열 요소(110)를 통해 AC 구동 전류를 통과시킬 때, 후자는 줄 가열로 인해 가열된다.

제어 회로(120), 따라서 가열 공정은 DC 전원(140)에 의해 전력이 공급된다. 본 구현예에서, DC 전원(140)은 장치(1)의 원위 단부(3)에서 장치 하우징(10) 내부에 배열된 재충전 가능한 배터리이다. 배터리는 가열 조립체(100)의 일부 또는 장치(1)의 다른 구성요소에 또한 사용될 수 있는 에어로졸 발생 장치(1)의 글로벌 전원의 일부일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 에어로졸 발생 장치(1)에서 사용되는 바와 같은 가열 조립체(100)의 회로도의 제1 구현예를 개략적으로 예시한다. 이러한 제1 구현예에 따르면, 제어 회로(120)는 기본적으로, DC 전원(140)에 의해 제공된 DC 전류/전압 IDC/+VDC를, 가열 요소(110)를 작동시키기 위해 500 kHz 내지 30 MHz 범위의 AC 구동 전류로 반전시키기 위한 DC/AC 인버터(121)를 포함한다.

본 실시예에서, DC/AC 인버터(121)는 E 등급 증폭기를 포함한다. E 등급 증폭기는 트랜지스터 스위치(T1), 예를 들어 금속 산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), 트랜지스터 스위치 구동 회로(PG), 및 LC 부하 네트워크를 포함한다. LC 부하 네트워크는 커패시터(C1)와 인덕터(L1)의 직렬 연결을 포함한다. 또한, LC 부하 네트워크는 트랜지스터 스위치(T1)에 병렬인 그리고 커패시터(C1)와 인덕터(L1)의 직렬 연결에 병렬인 션트 커패시터(C2)를 포함한다. 또한, 제어 회로는 DC 공급 전압 + VDC를 E 등급 증폭기에 공급하기 위한 초크(L2)를 포함한다. 추가로 전술한 바와 같이, 가열 요소는 저항을 구성할 뿐만 아니라 (작은)인덕턴스를 구성할 수 있다. 따라서, 도 2에 따른 회로도에서, 가열 요소(110)는 저항(R110) 및 인덕터(L110)의 직렬 연결로 표시된다. 가열 요소(110)의 저항 부하(R110)는 또한, 인덕터(L1)의 저항 부하를 나타낼 수 있다. 작은 수의 이들 구성요소는 DC/AC 인버터(121)의 용적을 극히 작게 유지하여, 가열 조립체(100)의 전체 용적을 또한 매우 작게 유지할 수 있다.

E 등급 증폭기의 일반적인 작동 원리는 일반적으로 주지되어 있다. E 등급 증폭기의 추가 세부사항 및 그의 일반적인 작동 원리는 예를 들어, 격월간 잡지 QEX[edition January/February 2001, pages 9-20, of the American Radio Relay League (ARRL), Newington, 5 CT, U.S.A]에 Nathan O. Sokal에 의해 공개된 논문 “E 등급 RF 전력 증폭기”가 참조되었다. 전술한 논문은 또한 DC/AC 인버터(121)의 다양한 구성 요소를 치수 화하기 위해 고려되는 관련 방정식을 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같은 제1 구현예에서, 인덕터(L1)는 50 nH(나노헨리) 내지 200 nH(나노헨리) 범위의 인덕턴스를 가질 수 있고, 인덕터(L2)는 0.5 μH(마이크로헨리) 내지 5 μH(마이크로헨리) 범위의 인덕턴스를 가질 수 있고, 커패시터(C1 및 C2)는 1 nF(나노패럿) 내지 10 nF(나노패럿) 범위의 커패시턴스를 가질 수 있다.

도 3은 가열 조립체(100)의 회로도의 제2 구현예를 개략적으로 예시한다. 이러한 제2 구현예에 따른 회로도는 도 2에 도시된 제1 구현예와 매우 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 부호로 표시된다. 도 2의 회로도 이외에, 제2 구현예의 회로도는 가열 요소(110)에 병렬로, 즉 저항(R110)과 인덕터(L110)의 직렬 연결에 병렬로 연결된 바이패스 커패시터(C3)를 포함한다. 유리하게는, 바이패스 커패시터(C3)의 용량은 LC 네트워크의 커패시터(C1)의 용량보다 더 크며, 특히 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 5배, 가장 바람직하게는 적어도 10배 더 크다. 따라서, 가열 요소(110)의 바이패스 커패시터(C3)와 인덕터(L110)는 AC 구동 전류의 주요한 부분이 통과되는 LC 공진기를 형성하는 반면에, AC 구동 전류의 작은 부분만이 LC 네트워크의 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 통해 트랜지스터 스위치를 통과한다. 이로 인해, 바이패스 커패시터(C3)는, 유리하게는 가열 요소(110)로부터 제어 회로(120) 쪽으로, 특히 트랜지스터 스위치(T1) 쪽으로의 열 전달의 감소를 야기한다. 바이패스 커패시터(C3)는 가열 요소(110)에 가깝지만, 아마도 제어 회로(120)의 나머지 부분으로부터 멀리 떨어지게 배열된다. 제어 회로(120)의 나머지 부분은, 바람직하게는 PCB(인쇄 회로 기판)에 배열된다.

가열 요소(110)로부터 제어 회로(120) 쪽으로의 열 전달은 제어 회로(120)를 가열 요소(110)에 작동 가능하게 커플링시키는 전기 전도성 커넥터를 제공함으로써 추가로 감소될 수 있으며, 여기서 커넥터(130)의 AC 저항은 가열 요소(110)의 AC 저항보다 더 낮다. 이는 예를 들어, 커넥터(130) 및 가열 요소(110)용으로 적합한 전기 전도성 재료를 선택함으로써 달성될 수 있다. 특히, 각각의 재료는 커넥터(130)의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율이 가열 요소(110)의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율보다 더 낮도록 선택될 수 있다. 이로 인해, 표피 깊이는 더 크고, 따라서 AC 저항은 가열 요소(110)에서보다 커넥터(130)에서 더 낮다. 바람직하게는, 커넥터(130)의 전기 전도성 재료는 상자성인 반면에, 가열 요소(110)의 전기 전도성 재료는 강자성이다. 도 1에 도시된 바와 같은 구현예에서, 가열 요소(120)는 예를 들어, 텅스텐으로 만들어진 2개의 커넥터 요소(131, 132)에 의해 작동 가능하게 커플링되는 반면에, 가열 요소(110)는 퍼멀로이 C로 만들어진다.

추가적으로 또는 대안적으로, 가열 조립체는 제어 회로(120)에 대한 임의의 부정적인 열 영향을 감소시키기 위해 제어 회로(120) 또는 커넥터(130) 중 적어도 하나에 열적으로 커플링되는 열 흡수제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 LC 회로의 인덕터(L1)는 열 흡수 재료에, 예를 들어 고온 시멘트에 내장될 수 있다.

도 4는 도 1에 따른 가열 조립체(110)에 사용되는 바와 같은 저항 가열 블레이드(110)의 확대도를 도시한다. 이러한 구현예에서, 가열 블레이드는 가열 블레이드의 원위 단부(112)로부터 근위 단부(111) 쪽으로 연장되는 중심 길이방향 슬릿(113)을 포함한다. 그러나, 가열 블레이드(110)는 블레이드의 길이 연장부를 따라 슬릿(113)에 의해 부분적으로만 분열된다. 대조적으로, 블레이드는 블레이드(110)의 깊이 또는 두께 연장부를 따라 슬릿(113)에 의해 완전히 분열된다. 그 결과, 가열 블레이드는 AC 구동 전류(점선 이중 화살표로 표시됨)가 블레이드를 통과하는 U자 형상의 전도체 경로를 제공한다. 원위 단부(112)에서, 전도체 경로는 AC 구동 전류를 공급하기 위한 2개의 공급 지점(114)을 포함한다.

그의 근위 단부(111)에서, 가열 블레이드(110)는 블레이드가 물품(200)의 에어로졸 형성 기재(210) 내로 쉽게 침투하게 하는 테이퍼진 팁 부분을 포함한다.

가열 블레이드(110)는 5 mm(밀리미터) 내지 20 mm(밀리미터), 특히 10 mm 내지 15 mm 범위의 길이, 2 mm 내지 8 mm, 특히 4 mm 내지 6 mm 범위의 폭, 및 0.2 mm 내지 0.8 mm, 특히 0.25 mm 내지 0.75 mm 범위의 두께를 가질 수 있다.

도 5는 가열 블레이드(110)의 제2 구현예를 도시한다. 도 4와 대조적으로, 이러한 제2 구현예에 따른 가열 블레이드(110)는 가열 블레이드(110)의 길이 부분을 따라 서로 평행하게 연장되는 2개의 길이방향 슬릿(113.1, 113.2)을 포함한다. 그 결과, 가열 블레이드(110)는 AC 구동 전류가 블레이드를 통과하는 2개의 평행한 U자 형상의 전도체 경로를 제공하고, 여기서 점선 이중 화살표로 표시된 2개의 경로는 하나의 공용 분기부를 가진다. 따라서, 전도체 경로는 AC 구동 전류를 공급하기 위한 총 3개의 공급 지점(114)을 포함한다. 2개의 경로를 평행하게 갖는 것은, 유리하게는 소산된 열의 증가를 야기하고, 따라서 가열 효율의 증가를 야기한다.

도 6 및 도 7은 열 소산을 증가시키고 따라서 가열 효율을 증가시키는 것을 또한 목적으로 하는 가열 블레이드(110)의 제3 및 제4 구현예를 도시한다. 두 구현예 모두에서, 가열 블레이드(110)는 복수의 단면 방향 슬릿(113)을 포함하여, 곡선형 또는 지그재그형 구성을 갖는 단일 전도체 경로를 초래한다. 이로 인해, 전도체 경로의 총 길이, 따라서 소산된 열의 총량은 도 4에 도시된 구성에 비해서 상당히 증가된다.

도 6에 도시된 제3 구현예에 따르면, 가열 블레이드(110)는 가열 블레이드(110)의 길이 부분을 따라 서로 평행한 2개의 길이방향 슬릿(113.1, 113.2)을 포함한다. 2개의 길이방향 슬릿(113.1, 133.2)은 블레이드(110)의 근위 단부(111)로부터 원위 단부(112) 쪽으로 연장되지만, 후자에 도달하지 않는다. 또한, 가열 블레이드(110)는 2개의 평행한 슬릿(113.1, 113.2)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 U자 형상의 슬릿(113.3)을 포함한다. U자 형상의 슬릿(113.3)의 기저 부분은 가열 블레이드(110)의 말단 부분에 배열되는 반면에, U자 형상의 슬릿(113.3)의 분기부는 블레이드(110)의 근위 단부(111) 쪽으로 연장되지만, 후자에 도달하지 않는다. 또한, 가열 블레이드(110)는 가열 블레이드(110)의 길이 부분을 따라 가열 블레이드(110)의 원위 단부(112)로부터 근위 단부(111) 쪽으로 연장되지만, 후자에 도달하지 않은 중심 길이방향 슬릿(113.4)을 포함한다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 중심 길이방향 슬릿(113.4)은 2개의 길이방향 슬릿(113.1)에 평행하게 그리고 적어도 부분적으로 그들 사이에서 연장되고 U자 형상의 슬릿(113.3)의 기저 부분을 가로지른다. 그 결과, 슬릿(113.1, 113.2, 113.3, 113.4)은 곡선형 또는 지그재그형의 전도체 경로를 제공한다.

도 7에 도시된 제4 실시예에 따르면, 가열 블레이드(110)는 가열 블레이드(110)의 길이 부분을 따라 가열 블레이드(110)의 원위 단부(112)로부터 근위 단부(111) 쪽으로 연장되지만 후자에 도달하지 않은 중심 길이방향 슬릿(113.1)을 포함한다. 중심 길이방향 슬릿(113.1)과 함께, 가열 블레이드(110)는 블레이드(110)의 길이방향 에지 쪽으로 연장되지만 그에 도달하지 않음으로써 가로방향 구성으로 중심 슬릿(113.1)을 가로지르는 복수의 가로방향 슬릿(113.2)을 더 포함한다. 또한, 가열 블레이드(110)는 블레이드(110)의 양 길이방향 에지를 따라 배열된 복수의 측면 슬릿(113.3)을 포함한다. 측면 슬릿(113.2)은 가로방향 슬릿(113.2)에 대하여 오프셋 구성이다. 각각의 측면 슬릿(113.2)은 블레이드(110)의 각각의 길이방향 에지로부터 중심 길이방향 슬릿(113.1) 쪽으로 연장되지만, 후자에 도달하지 않는다. 그 결과, 슬릿(113.1, 113.2, 113.3, 113.4)은 곡선형 또는 지그재그형의 전도체 경로를 제공한다.

도 8 및 도 9는 다층 가열 요소(110)의 제1 구현예를 개략적으로 예시한다. 다층 가열 요소는 도 4에 도시된 바와 같은 가열 블레이드(110)와 본질적으로 동일한 외부 형상을 갖는 블레이드 구성이다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 부호로 표시된다. 도 4에 따른 가열 블레이드가 실질적으로 단일의 전기 전도성 고체 재료 또는 부품으로 만들어지지만, 도 8 및 도 9에 따른 다층 가열 블레이드(110)는 에지 층으로서 2개의 가열 층(110.1, 110.2) 및 2개의 가열 층(110.1, 110.2) 사이에 끼워진 하나의 지지 층(110.3)을 포함한다. 가열 층(110.1, 110.2)은 전기 전도성 강자성 고체 재료, 예를 들어 퍼멀로이로 만들어진다. 강자성 재료가 다소 연성일 수 있기 때문에, 지지 층(110.3)은 가열 블레이드(110)의 전체 기계적 강성을 증가시키도록 의도된다. 이를 위해, 지지 층(110.3)은 가열 층(110.1, 110.2)의 재료보다 상당히 덜 연성인 전기 전도성 고체 재료, 예를 들어 텅스텐 또는 스테인리스 스틸을 포함한다.

가열 블레이드(110)를 통해 AC 구동 전류가 통과할 때, 지지 층(110.3)의 AC 저항이 가열 층(110.1, 110.2)의 AC 저항보다 더 낮을 수 있지만, AC 구동 전류는 가열 층(110.1, 110.2) 내부에서 적어도 부분적으로 또는 심지어 대부분이 흐를 것으로 예상된다. 결과적으로, 열 소산은 주로 가열 층(110.1, 110.2) 내부에서 발생한다. 단독으로 취해진 지지 층과 비교하여, 다층 가열 요소의 전체 AC 저항은 상당히 증가된다.

도 8에 따른 가열 블레이드(110)의 테이퍼진 기단 팁 부분을 통한 단면도인, 특히 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 적어도 2개의 가열 층(110.1, 110.2)은 동일한 층 두께를 가지며 동일한 재료로 만들어진다. 이로 인해, 가열 블레이드(110)의 전체 구성은 대칭이며 따라서 다양한 층의 열팽창 거동에서의 가능한 차이로 인해 인장 또는 압축 응력 상태에 대해 보상된다.

본 구현예에서, 다양한 층(110.1, 110.2, 110.3)은 피복에 의해 서로 연결된다.

도 10 및 도 11은 다층 가열 요소(110)의 제2 구현예를 개략적으로 예시한다. 블레이드 구성 대신에, 이러한 구현예에 따른 가열 요소(110)는 로드 구성이다. 이러한 구성에서, 다층 가열 요소(110)는 가열 층(110)으로서의 외부 재킷에 의해 둘러싸인 지지 층(110.5)으로서의 내부 코어를 포함한다. 4. 가열 층(110.4)은 전도성 강자성 고체 재료, 예를 들면 퍼멀로이 만들어진다. 대조적으로, 지지 층(110.5)은 가열 층(110.4)의 재료보다 상당히 덜한 연성인 전기 전도성 고체 재료, 예를 들어 텅스텐 또는 스테인리스 스틸로 만들어진다. 도 8 및 도 9와 관련하여 전술한 바와 같이, 지지 층(110.5)은 로드 형상의 가열 블레이드(110)의 전체 기계적 강성을 증가시키도록 의도된다. 마찬가지로, 가열 블레이드(110)를 통해 AC 구동 전류가 통과할 때, AC 구동 전류는 열 소산이 주로 발생하는 외부 가열 층(110.4) 내부에서 적어도 부분적으로 또는 심지어 대부분이 흐를 것으로 예상된다.

도 10에 따른 로드형의 가열 요소(110)를 통한 단면도인 특히 도 11으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가열 요소(110)는 그의 원위단부(112)로부터 그의 근위 단부(112) 쪽으로 가열 요소의 길이 부분을 따라 연장되는 중심 길이방향 슬릿(113)을 포함하여, 예컨대 그를 통과하는 U자 형상의 전도체 경로를 제공한다.

그의 근위 단부(111)에서, 로드 형상의 가열 요소(110)는 가열 로드가 에어로졸 형성 기재 내로 쉽게 침투하게 하는 테이퍼진 팁 부분을 포함한다.

Claims (13)

1. 에어로졸 형성 기재와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하기 위한 전기 가열 조립체를 포함하며, 상기 가열 조립체는:
   - 500 kHz 내지 30 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 전류를 제공하도록 구성된 제어 회로;
   - 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 저항 가열 요소를 포함하며, 상기 가열 요소는 와이어에 의해 제어 회로에 작동 가능하게 커플링되고 가열 요소를 통해 제어 회로 전류에 의해 제공되는 AC 구동 전류를 통과시킬 때 줄 가열(Joule heating)로 인해 가열되도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로에 작동 가능하게 연결된 전원을 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 요소는 블레이드 구성 또는 로드 구성 또는 핀 구성 또는 메쉬 구성 또는 심지 구성인, 에어로졸 발생 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 AC 구동 전류를 통과시키기 위해 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 서로 평행한 복수의 저항 전도체 경로를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로 중 적어도 하나는 가열 요소의 적어도 하나의 단면-방향 슬리팅(slitting)에 의해 형성되는, 에어로졸 발생 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 저항 전도체 경로 또는 복수의 저항 전도체 경로 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬릿에 의해 형성되며, 상기 가열 요소는 슬릿의 깊이 연장부를 따라 슬릿에 의해 완전히 분열되고 슬릿의 길이 연장부를 따라 슬릿에 의해 부분적으로만 분열되는, 에어로졸 발생 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로를 가열 요소에 작동 가능하게 커플링하는 전기 전도성 커넥터를 더 포함하며, 상기 커넥터의 AC 저항은 가열 요소의 AC 저항보다 더 낮은, 에어로졸 발생 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 커넥터의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율은 가열 요소의 전기 전도성 재료의 상대 자기 투자율보다 더 낮은, 에어로졸 발생 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로 또는 커넥터 중 적어도 하나에 열적으로 커플링된 열 흡수제를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는 가열 요소에 병렬로 연결된 적어도 하나의 바이패스 커패시터를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
11. 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법으로서,
    - 가열될 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계;
    - 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 저항 가열 요소를 제공하는 단계로서, 상기 가열 요소는 AC 구동 전류를 통과시킬 때 줄 가열로 인해 가열되도록 구성되는, 단계;
    - 에어로졸 형성 기재에 근접하거나 에어로졸 형성 기재와 접촉하게 에어로졸 형성 기재를 배열하는 단계;
    - 500 kHz 내지 30 MHz 범위의 주파수를 갖는 AC 구동 전류를 제공하는 단계; 및
    - 가열 요소를 통해 AC 구동 전류를 통과시키는 단계를 포함하는, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 AC 구동 전류를 제공하는 단계는 스위칭 전력 증폭기를 사용하여 AC 구동 전류를 제공하는 단계를 포함하는, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 스위칭 전력 증폭기를 사용하여 AC 구동 전류를 제공하는 단계는 20% 내지 99% 범위의 듀티 사이클로 스위칭 전력 증폭기를 작동시키는 단계를 포함하는, 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 형성 기재를 저항 가열하는 방법.

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