KR20210013581A

KR20210013581A - 증기 생성 재료에 의해 생성되는 응력 변형을 측정하기 위한 센서들을 갖는 증기 생성 디바이스

Info

Publication number: KR20210013581A
Application number: KR1020207035929A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 로버트 존 로건
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2021-02-04
Also published as: WO2019224310A1; JP2022091845A; CN112203538A; US20210204610A1; JP2021523699A; EP3801081A1; JP7045480B2; EA202092562A1; JP7253650B2

Abstract

증기 생성 디바이스(1)가 제공된다. 증기 생성 디바이스(1)는 챔버(3)를 가지며, 챔버(3)에서 응력 변형 게이지들이 챔버에 수용되는 증기 생성 재료(2)에 의해 생성되는 응력 변형을 측정하도록 구성된다. 응력 변형 게이지들(4)은 챔버(3)의 측벽(12) 상에 배열된다. 제어기(9)는 측정된 응력 변형에 기반하여 작동을 결정하며; 작동들은 증기 생성 재료(2)에 적용될 가열 프로파일들을 선택하는 것, 인출 정체력을 조정하는 것, 그리고 디바이스가 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 방지하거나 가능하게 하는 것을 포함한다.

Description

증기 생성 재료에 의해 생성되는 응력 변형을 측정하기 위한 센서들을 갖는 증기 생성 디바이스

통상적인 궐련에서, 담배가 태워지고 연기가 흡입된다. 통상적 궐련에 대한 대안은 태우지 않고 가열하는 디바이스이다. 태우지 않고 가열하는 디바이스는 담배를 태우는 것보다는 오히려 기화 또는 연무질화를 위해 더 낮은 온도에서 담배를 가열시킨다. 통상적 궐련에 대한 다른 대안은 프로필렌 글리콜, 글리세린 및 니코틴의 혼합물에 기반할 수 있는 액체 제품의 기화이다.

기화 또는 연무질화를 위한 가열 디바이스가 관련 분야에 알려져 있다. 그러한 디바이스는 전형적으로 가열 챔버 및 가열기를 포함한다. 작동 시, 조작자는 가열 챔버로 기화될 제품을 삽입한다. 제품은 그 후 조작자가 흡입할 제품의 구성 성분을 기화시키도록 전자 가열기로 가열된다. 일부 예에서, 담배 제품은 통상적 궐련과 유사할 수 있으며, 다른 예에서, 제품은 액체 또는 캡슐의 액체 내용물일 수 있다.

알려진 디바이스에서 직면하는 문제들은 최적의 사용자 경험을 달성하기 위해 최적의 가열 프로파일을 제공하는 것과 수준 이하의 모조 증기 생성 재료의 사용을 방지하는 것을 포함한다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 증기 생성 재료를 수용하는 챔버, 챔버에 수용되는 증기 생성 재료를 기화시키는 기화기, 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 응력 변형을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 응력 변형 게이지, 및 측정된 응력 변형에 따른 작동을 결정하도록 구성되는 제어기를 포함하는 증기 생성 디바이스를 제공한다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료는 증기 생성 디바이스에 수용될 수 있고 측정된 응력 변형에 기반하여 작동은 결정될 수 있으므로, 추가적인 사용자 상호 작용이 필요 없이 자동적으로 다음 단계가 취해질 수 있다.

바람직하게는, 기화기는 챔버에 수용되는 증기 생성 재료와 계합하도록 구성되는 가열기이다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료는 증기를 생성하도록 가열될 수 있다.

가열기는 챔버의 하단으로부터 돌출되고, 사용 중일 때 증기 생성 재료로 삽입될 수 있다. 이러한 방식으로, 챔버의 측벽에서의 응력 변형 게이지, 및 챔버의 하단으로부터 돌출되어 증기 생성 재료에 삽입되는 가열기의 조합은 디바이스의 단순하고 용이한 구성을 제공한다.

가열기는 요소 타입 가열기, 적외선 가열기, 레이저 가열기, 유도 가열기, 또는 기화 가능 제품을 가열시키는 임의의 다른 적절한 수단일 수 있다. 대안적으로, 초음파 기화기가 가열기를 대신해서 사용될 수 있다.

바람직하게는, 생성된 응력 변형은 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 치수 또는 형상과 관련된다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료에 관한 특정 정보가 생성된 응력 변형에 기반하여 자동적으로 결정될 수 있으므로, 명확하게 삽입된 증기 생성 재료에 대한 증기 생성 디바이스의 성능을 최적화하기 위해 사용자는 별도로 이러한 정보를 입력할 필요가 없다.

바람직하게는, 적어도 하나의 응력 변형 게이지는 챔버의 적어도 하나의 측벽에 연결된다. 이러한 방식으로, 챔버에 수용되는 증기 생성 재료는 응력 변형 결정이 수행되도록 적어도 하나의 응력 변형 게이지와 상호 작용할 수 있다.

바람직하게는, 2개 이상의 응력 변형 게이지가 있다. 이러한 방식으로, 인가된 응력 변형이 다수의 응력 변형 게이지에 걸쳐 평균화될 수 있어, 보다 정확한 측정을 제공한다.

바람직하게는, 2개 이상의 응력 변형 게이지는 챔버의 측벽들 주변에 균등하게 분포된다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료는 가열기와의 효율적인 계합을 위해 챔버의 중심으로 인도된다.

응력 변형 게이지(들)는 플레이트 형상일 수 있다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료는 챔버로 삽입될 때, 응력 변형 게이지(들)와 효율적으로 상호 작용한다.

인가된 전체 응력 변형은 응력 변형 게이지들 각각에 걸쳐 생성되는 평균 응력 변형으로서 계산될 수 있다.

응력 변형 게이지들은 플라스틱과 같은 탄력성을 갖는 가요성 재료로 만들어질 수 있다.

응력 변형 게이지들은 챔버에서의 동일한 평면에 배열될 수 있다. 대안적으로, 응력 변형 게이지들은 챔버의 길이를 따른 증기 생성 재료의 삽입의 방향으로 서로 오프셋될 수 있다.

바람직하게는, 응력 변형 게이지(들)는 챔버에서의 원하는 위치 쪽으로 증기 생성 재료를 인도하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 응력 변형 게이지들은 증기 생성 재료가, 예를 들어 기화기와의 계합을 위해 챔버에 정확하게 위치되는 것을 보장하는 것에 기여할 수 있다.

바람직하게는, 응력 변형 게이지(들)는 삽입의 방향으로 배향된다. 이러한 방식으로, 삽입의 방향으로의 배향은 증기 생성 재료가 완전히 삽입될 수 있도록 챔버의 하단으로 인도할 수 있다.

바람직하게는, 기화기는 챔버의 개구부에 대향하는 챔버의 단부에 있고, 응력 변형 게이지(들)는 기화기보다 챔버의 개구부에 더 근접하게 위치된다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료는 기화기와 상호 작용하기 전에 측정을 위해 응력 변형 게이지들과 상호 작용할 수 있으며; 이는, 검출 시에 증기 생성 재료 상에 응력 변형 게이지로부터의 압력 이외의 어떤 압력도 없으므로, 보다 정확한 검출을 제공할 수 있다. 게다가, 응력 변형 게이지(들)는, 증기 생성 재료가 기화기의 위치에 관하여 효율적으로 삽입될 수 있도록; 그리고 증기 생성 재료가 기화기와 계합하기 전에 정확한 위치로 인도될 수 있도록, 지표로서 작용할 수 있다.

바람직하게는, 챔버, 응력 변형 게이지(들), 및 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 단면적에 의해 한정되는 공기 입구의 크기는 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 단면 형상에 따라 조정되어, 인출 정체력을 조정한다. 이러한 방식으로, 인출 정체력이 각각의 증기 생성 재료에 대해 최적으로 조정될 수 있음에 따라, 사용자 경험이 강화될 수 있다.

바람직하게는, 제어기는 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 측정된 응력 변형을 미리 정해진 임계 응력 변형과 비교하고, 측정된 응력 변형이 미리 정해진 임계 응력 변형 미만이거나 초과이면, 증기 생성 디바이스가 챔버에 수용되는 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 방지하는 작동을 선택하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료가 미리 정해진 임계 응력 변형 미만인 응력 변형을 생성하면, 증기 생성 디바이스가 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것이 방지될 수 있으며; 증기 생성 재료가 미리 정해진 임계치 이상인 응력 변형을 생성하면, 증기 생성 디바이스가 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 가능하게 하는 작동이 선택될 수 있다. 유리하게는, 이는 디바이스에서의 올바르지 않은 증기 생성 재료의 사용을 방지할 수 있어, 디바이스 및/또는 증기 생성 재료에 대한 가능한 손상 또는 이들의 고장을 방지한다. 더욱이, 증기 생성 재료가 기화기에 대해 올바르지 않은 크기이면, 증기 생성 재료와 기화기 사이의 열악한 연결, 또는 증기 생성 재료의 과열이 방지될 수 있다.

바람직하게는, 제어기는 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 측정된 응력 변형을 인가된 증기 생성 재료들에 의해 생성되는 응력 변형들에 상응하는 저장된 정보와 비교하고, 비교에 기반하여 챔버에 수용되는 증기 생성 재료가 인가된 증기 생성 재료인지 여부를 판단하고, 증기 생성 재료가 인가된 증기 생성 재료에 상응하지 않으면, 증기 생성 디바이스가 챔버에 수용되는 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 방지하는 작동을 선택하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 비교에 기반하여 증기 생성 재료가 인가된 증기 생성 재료가 아니면, 증기 생성 디바이스가 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것이 방지될 수 있으며; 비교에 기반하여 증기 생성 재료가 인가된 재료인 것으로 결정되면, 증기 생성 디바이스가 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 가능하게 하는 작동이 선택될 수 있다. 유리하게는, 이는 차선의 사용자 경험을 부여할 수 있는 제3 자 증기 생성 재료들이 사용되는 것을 방지할 수 있다.

바람직하게는, 제어기는 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 측정된 응력 변형을 연관된 저장된 가열 프로파일들을 갖는 증기 생성 재료들에 의해 생성되는 응력 변형들에 상응하는 저장된 정보와 비교하고, 측정된 응력 변형에 기반하여 챔버에 수용되는 증기 생성 재료와의 사용을 위해 저장된 가열 프로파일들로부터 작동을 선택하도록 구성되며, 이 때 작동은 가열 프로파일이다. 이러한 방식으로, 증기 생성 재료를 최적의 온도로 가열시킴으로써 사용자 경험이 강화될 수 있다.

바람직하게는, 제어기는 측정된 응력 변형에 기반하여 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 타입을 결정하고, 증기 생성 디바이스의 사용자에게 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 타입을 나타내도록 구성된다. 이러한 방식으로, 사용자는 챔버에서 증기 생성 재료를 제거할 필요 없이 올바른 증기 생성 재료가 삽입되었다는 것을 확인할 수 있다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 챔버에 수용되는 증기 생성 재료를 갖는 제1 양태의 디바이스를 포함하는 시스템을 제공한다.

증기 생성 재료는 궐련과 같은 담배 로드일 수 있다.

대안적으로, 증기 생성 재료는 쉘에 액체를 포함하는 캡슐일 수 있다. 캡슐은 액체가 가열기에 공급될 수 있도록 가열기와 캡슐 내부의 액체 저장소 사이에 있도록 배열되는 면직물층과 같은 액체 침투성 부분을 가질 수 있다.

증기 생성 재료(예를 들어, 담배 소모품)는 통기성 재료 내부에 기화 가능 물질을 포함하는 캡슐일 수 있다. 대안적으로, 증기 생성 재료는 통기성이지 않지만 공기 흐름을 가능하게 하도록 적절한 천공 또는 개구부들을 포함하는 재료 내부에 수용되는 기화 가능 물질일 수 있다. 대안적으로, 증기 생성 재료는 기화 가능 물질 그 자체일 수 있다. 대안적으로, 증기 생성 재료는 마우스피스 필터를 가질 수 있는 실질적으로 스틱의 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 증기 생성 재료는 종이로 랩핑된 기화 가능 물질과 같은 시트일 수 있다. 다른 면들에서, 증기 생성 재료는 로드의 형상의 종이와 같은 포장지에 랩핑되는 (담배와 같은) 기화 가능 물질을 갖는 로드를 포함할 수 있다. 증기 생성 로드는 단부에 아세테이트 필터와 같은 필터를 가질 수 있다. 기화 가능 재료를 포함하는 재료는 고온에 대한 저항성을 갖는 재료를 통해 공기가 흐르는 것을 가능하게 하도록 높은 통기성을 가질 수 있다. 적절한 통기성 재료들의 예들은 셀룰로오스 섬유들, 종이, 면직물 및 명주를 포함한다. 통기성 재료는 필터로서의 역할을 할 수도 있다. 대안적으로, 증기 생성 재료는 종이에 랩핑되는 기화 가능 물질일 수 있다. 전자기장이 열을 생성하는 데 사용되면, 기화 가능 물질을 포함하는 재료는 절연성의 비자기성 재료일 수 있다.

기화 가능 물질(예를 들어, 담배)은 증기를 형성할 수 있는 임의의 적절한 물질일 수 있다. 물질은 고체 또는 반고체 물질일 수 있다. 물질은 식물 유래 재료를 포함할 수 있고 특히, 물질은 담배를 포함할 수 있다. 전형적으로, 기화 가능 물질은 고체 또는 반고체 담배 물질이다. 예시적 타입들의 증기 생성 고체들 또는 반고체들은 분말, 과립, 펠릿, 슈레드, 스트랜드, 다공성 재료, 발포체 또는 시트를 포함한다. 물질은 담배 발포체일 수 있으며; 담배 발포체는 전형적으로 복수의 미세 담배 입자를 포함하고 전형적으로 다량의 물 및/또는 습윤제와 같은 수분 첨가제를 포함할 수도 있다. 담배 발포체는 다공성일 수 있고, 발포체를 통한 공기 또는 증기의 흐름을 가능하게 할 수 있다. 바람직하게는, 기화 가능 물질은 연무질 형성제를 포함할 수 있다. 연무질 형성제들의 예들은 폴리하이드릭 알코올류, 및 글리세린 또는 프로필렌 글리콜과 같은 이들의 혼합물들을 포함한다. 전형적으로, 기화 가능 물질은 건조 중량을 기반으로 대략 5% 내지 대략 50%의 연무질 형성제 함량을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 기화 가능 물질은 건조 중량을 기반으로 대략 10 내지 20%의 연무질 형성제 함량을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 기화 가능 물질은 건조 중량을 기반으로 대략 15%의 연무질 형성제 함량을 포함할 수 있다. 또한, 기화 가능 물질은 연무질 형성제 그 자체일 수 있다. 이러한 경우에, 기화 가능 물질은 액체일 수 있다. 또한 이러한 경우에, 증기 생성 재료는 액체 보유 물질(예를 들어, 섬유들의 다발, 세라믹과 같은 다공성 재료 등)을 가질 수 있으며, 액체 보유 물질은, 가열기와 같은 기화기에 의해 기화될 액체를 보유하고, 사용자가 흡입하는 동안 증기가 형성되고 액체 보유 물질로부터 공기 출구 쪽으로 배출되는/방출되는 것을 가능하게 한다. 전자기장이 열을 생성하는 데 사용되면, 고체 또는 반고체 기화 가능 물질은 가열이 효율적으로 일관하여 제공될 수 있도록 서셉터가 증기 생성 재료 내의 위치에 유지되고 계속 있게 되는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 맥락에서, 연무질 및 증기는 상호 교환 가능한 표현들로 고려될 수 있다. 즉, 연무질은 증기이고 증기는 연무질이다. 흡연을 위한 연무질은 0.5 내지 7 미크론의 입자 크기들을 갖는 연무질을 지칭할 수 있다. 입자 크기는 10 또는 7 미크론 미만일 수 있다.

일부 경우에, 증기 생성 디바이스는 유도 가열 시스템을 이용한다. 증기 생성 디바이스의 전원 및 회로망은 고주파수에서 작동하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 전원 및 회로망은 대략 80 ㎑ 내지 500 ㎑, 바람직하게는 대략 150 ㎑ 내지 250 ㎑, 보다 바람직하게는 대략 200 ㎑의 주파수로 작동하도록 구성될 수 있다. 어셈블리는 사용 중에, 대략 0.5 테슬라(T) 내지 최고 집중점에서의 대략 2.0 T의 자속 밀도를 갖는 변동하는 전자기장으로 작동하도록 구성될 수 있다. 유도 코일이 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있지만, 전형적으로, 유도 코일은 리츠 와이어 또는 리츠 케이블을 포함할 수 있다.

서셉터는 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 스틸, 및 이들의 합금들, 예를 들어 니켈 크롬 중 제한되지 않고 하나 이상을 포함할 수 있다. 서셉터의 부근에 전자기장의 인가로, 서셉터는 전자기로부터 열로의 에너지의 변환을 야기하는 와상 전류들 및 자기 이력 현상 손실들로 인해 열을 생성할 수 있다.

챔버는 측벽에 의해 한정되는 실질적으로 원형의 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 단면은 하나 이상의 측벽을 갖는 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 증기 생성 재료는 실질적으로 원형의 단면 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 단면은 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수도 있다. 증기 생성 디바이스 또는 증기 생성 재료의 단면 형상은 챔버의 단면 형상과 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 생성 시스템의 도면을 도시한다.
도 2a는 가열 챔버의 단면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 A선을 따른 단면도를 도시한다.
도 3a는 가열 챔버의 단면도를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 A선을 따른 단면도를 도시한다.
도 4a는 가열 챔버의 단면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 A선을 따른 단면도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 가열기들과 다양한 크기들의 증기 생성 재료들 사이의 상호 작용의 도면들을 도시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 생성 시스템의 도면을 도시한다. 시스템은 증기 생성 디바이스(1) 및 증기 생성 재료(2)를 포함한다. 일 실시예에서, 증기 생성 재료는 담배 로드(2)이다. 증기 생성 디바이스(1)는 챔버(3)가 위치되는 본체(5)를 포함한다. 챔버(3)는 개구부(10)를 통해 담배 로드(2)를 수용하도록 구성된다. 가열기 또는 기화기(6)가 담배 로드(2)의 기화 가능 구성 성분들을 기화시키도록 챔버(3)에 배열된다.

재충전 가능 배터리와 같은 내부 전원 공급기(7)가 가열기(6)에 전력을 제공하도록 본체(5)에 배열된다. 외부 전력 입력부(8)는 내부 전원 공급기(7)가 필요에 따라 충전되고 재충전될 수 있도록 내부 전원 공급기(7)와 관련되어 배열된다. 내부 전원 공급기(7)는 제어기(9)를 통하여 가열기(6)에 연결된다. 제어기(9)는 사용자 입력에 의해, 예를 들어 본체(5) 상의 작동 가능 버튼에 의해 지시될 때, 가열기(6)에 전력을 제공하도록 구성된다. 대안적으로, 제어기(9)는 챔버(3)에서의 담배 로드(2)의 검출 시에 가열기(6)에 전력을 자동적으로 제공하도록 구성될 수 있다. 가열기(6)는 요소 타입 가열기, 적외선 가열기, 레이저 가열기, 유도 가열기, 또는 기화 가능 제품을 가열시키는 임의의 다른 적절한 수단일 수 있다. 대안으로, 초음파 기화기가 가열기를 대신해서 사용될 수 있다.

사용 중에, 담배 로드(2)는 개구부(10)를 통해 삽입되고 챔버(3)에 수용된다. 가열기(6)는 담배 로드(2)로 삽입됨으로써 담배 로드(2)와 계합하는 스파이크가 박힌 형상을 갖는다. 담배 로드(2)는 가열기(6)에 의해 가열되고 사용자는 그 후 가열된 담배 로드(2)를 빨아당겨 증기를 생성할 수 있다. 사용자는 사용이 완료될 때, 개구부(10)를 통해 소비된 담배 로드(2)를 이후에 제거할 수 있다.

센서들(4)이 담배 로드(2)의 하나 이상의 물리적 속성을 측정하기 위해 챔버(3)에 배열된다. 센서들은 챔버(3)의 측벽들(12)에 부착되는 응력 변형 게이지들(4)이다. 응력 변형 게이지들(4)을 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 챔버(3)의 단면들을 도시한다. 도 2a는 담배 로드(2)의 삽입의 방향에 수직인 챔버(3)의 단면을 도시한다. 도 2b는 도 2a의 A선을 따른 챔버(3)의 단면을 도시한다. 챔버(3)는 측벽(12)에 의해 한정되는 실질적으로 원형의 단면을 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 단면은 하나 이상의 측벽을 갖는 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 다른 형상일 수도 있다. 4개의 응력 변형 게이지(4)는 챔버(3)의 측벽(12)으로부터 챔버(3)의 중심으로 내측으로 그리고 담배 로드(2)의 삽입의 방향으로 가열기(6) 쪽으로 연장된다. 이러한 구성은 담배 로드(2)가 가열기와 용이하게 계합되도록 챔버(3)의 중심으로 그리고 가열기(6) 쪽으로 담배 로드(2)를 인도한다. 4개의 응력 변형 게이지(4)가 도시되지만, 대안적인 실시예들에서, 임의의 다른 수의 응력 변형 게이지(4)가 사용될 수 있다. 응력 변형 게이지들(4)은 평면의 형상이다. 응력 변형 게이지들(4)은 챔버(3)에서 동일한 평면에 배열된다. 대안적인 실시예들에서, 응력 변형 게이지들은 챔버의 길이를 따른 담배 로드의 삽입 방향으로 서로 오프셋될 수 있다.

담배 로드(2)가 챔버(3)로 삽입될 때, 담배 로드(2)가 가열기(6)와 계합되기 전에 담배 로드(2)가 응력 변형 게이지들(4)과 상호 작용하도록, 응력 변형 게이지들(4)은 가열기(6)와 챔버(3)에 대한 개구부(10) 사이에 위치된다.

도 3a 및 도 3b는 제1 크기의 담배 로드(2)가 수용된 후의 챔버(3)의 도면들을 도시한다. 도 3a는 담배 로드(2)의 삽입의 방향에 수직인 챔버(3)의 단면을 도시한다. 도 3b는 도 3a의 A선을 따른 챔버(3)의 단면을 도시한다.

도 4a 및 도 4b는 제2 크기의 담배 로드(2)가 수용된 후의 챔버(3)의 도면들을 도시한다. 도 4a는 담배 로드(2)의 삽입의 방향에 수직인 챔버(3)의 단면을 도시한다. 도 4b는 도 4a의 A선을 따른 챔버(3)의 단면을 도시한다.

제2 크기의 담배 로드(2)는 도 3a, 도 3b 및 도 4a, 도 4b에 각각 도시된 바와 같이 제1 크기의 담배 로드(2)보다 직경이 더 크다. 담배 로드(2)는 실질적으로 원형의 단면 형상을 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 단면은 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수도 있다. 증기 생성 디바이스 또는 담배 로드의 단면 형상은 챔버의 단면 형상과 동일할 필요가 없다.

담배 로드(2)가 챔버(3)에 수용될 때, 담배 로드(2)는 기화를 위해 가열될 수 있도록 가열기(6)와 계합한다. 담배 로드(2)가 챔버(3)로 삽입될 때, 담배 로드(2)는 응력 변형 게이지들(4)과 상호 작용한다. 이러한 상호 작용은 응력 변형 게이지들(4)에 응력 변형을 인가한다. 응력 변형은 담배 로드(2)의 삽입의 방향에 수직인 방향으로 응력 변형 게이지들(4)이 어디까지 변위되는지에 비례한다. 응력 변형 게이지들은 담배 로드(2)와 인접하여 인가된 압력으로 인해 응력 변형 게이지(4)가 챔버(3)의 측벽(12) 쪽으로 구부러짐으로써 변위된다. 응력 변형 게이지들(4) 각각에 인가된 응력 변형은 담배 로드(2)의 치수들 또는 단면 형상과 관련된다. 인가된 전체 응력 변형은 응력 변형 게이지들 각각에 걸쳐 생성되는 평균 응력 변형으로서 계산될 수 있다. 응력 변형 게이지들(4)은 플라스틱과 같은 탄력성들을 갖는 가요성 재료로 만들어진다.

더 두껍거나 더 큰 직경을 갖는 담배 로드(2)를 챔버(3)로 삽입하는 것은 더 얇거나 더 작은 직경을 갖는 담배 로드(2)에 기인하는 것보다 응력 변형 게이지들(4)이 더 많이 구부러지게 될 것이다. 이는 도 3b 및 도 4b에서 시각적으로 나타내어지며, 응력 변형 게이지들(4)은 더 작은 제1 크기의 담배 로드(2)(도 3b)의 경우보다 더 큰 제2 크기의 담배 로드(2)(도 4b)의 경우에 더 많이 구부러지는 것으로 도시된다.

도 3a 및 도 3b를 고려해 볼 때, 챔버(3)의 일부는 응력 변형 게이지(4)에 의해 점유되지 않거나 담배 로드(2)는 공기 입구 영역(11)을 구성한다. 더 큰 제2 크기의 담배 로드(2)(도 4a)가 삽입될 때, 공기 입구 영역(11)은 더 작은 제1 크기의 담배 로드(2)(도 3a)가 삽입될 때보다 보다 더 작다. 공기 흡입구 영역의 면적의 감소는 사용자가 증기를 흡입하기 위해 디바이스를 빨아당길 때, 저항을 증가시킨다. 공기 흐름에 대한 이러한 저항의 차이는 사용자 경험에 영향을 줄 수 있고 담배 로드의 형상은 담배의 각각의 타입(또는 맛)에 부합하는 적절한 저항을 선택하도록 설계될 수 있다. 인출 정체력은 공기 입구 영역(11)의 상이한 크기로 인해 조정될 수 있다.

담배 로드(2)는 응력 변형 게이지들(4)에 응력 변형을 인가하며; 응력 변형 게이지들(4)은 이러한 응력 변형을 측정한다. 응력 변형 게이지들(4)은 제어기(9)에 전기적 결합되고 응력 변형 측정에 상응하는 전기 신호를 제어기(9)로 송신한다. 응력 변형의 측정으로부터, 제어기(9)는 증기 생성 디바이스에 의해 수행될 작동을 결정한다. 작동을 결정하는 제어기는 가열기(6)를 제어하는 동일한 제어기이다. 대안적인 구성으로, 별도의 제어기들이 사용될 수 있다. 작동은 디바이스(1)가 수용된 담배 로드(2)와 함께 작동하는 것을 가능하게 하거나 또는 방지하는 것, 사용자에게 정보를 표시하는 것, 또는 수용된 담배 로드(2)에 대한 가열 프로파일을 선택하는 것을 포함할 수 있다.

일부 타입의 담배 로드(2)는 더 두꺼울 수 있고 일부 타입은 더 얇을 수 있으므로 상이한 응력 변형을 인가할 것이다. 상이한 가열 프로파일들이 상이한 두께들의 담배 로드들에 적용될 필요가 있을 수 있다. 더 두꺼운 담배 로드들은 가열될 담배 제품의 더 큰 용적을 가질 수 있고, 또한 공기 입구들(11)의 크기를 감소시킬 것이다. 일 예에서, 담배 로드(2)에 의해 생성되는 측정된 응력 변형에 응하여 제어기(9)에 의해 결정되는 작동은 담배 로드(2)에 대한 특정 가열 프로파일을 선택하고 적용시키는 것이다. 제어기(9)는 다양한 응력 변형값 및 담배 로드(2)의 다양한 두께와 관련하는 상응하는 가열 프로파일들을 저장한다. 제어기(9)는 측정된 응력 변형을 저장된 응력 변형값들과 비교하고 비교에 기반하여 가장 적절한 가열 프로파일을 선택한다. 제1 응력 변형을 생성하는(즉, 제1 두께를 갖는) 담배 로드들에는 제1 가열 프로파일이 할당되고, 제2 응력 변형의(즉, 제2 두께를 갖는) 담배 로드들에는 제2 가열 프로파일이 할당된다. 본 발명은 2개의 가열 프로파일 및 2개의 생성된 응력 변형에만 제한되지 않으며; 임의의 수의 생성된 응력 변형에 상응하는 임의의 수의 가열 프로파일이 사용될 수 있다. 담배 로드에 의해 생성되는 응력 변형을 측정함으로써, 제어기(9)는 담배 로드의 상이한 두께들에 대한 가장 적절한 가열 프로파일을 선택할 수 있어, 최적화된 사용자 경험을 야기한다.

다른 예에서, 챔버(3)에 수용되는 담배 로드(2)에 의해 생성되는 측정된 응력 변형은 담배 로드(2)가 인가된 타입의 담배 로드(2)인지 아니면 인가되지 않은 타입의 담배 로드(2)인지를 판단하는 데 사용된다. 이러한 경우에, 측정된 응력 변형은 제어기(9)에 의해, 제어기(9)에 저장된 인가된 타입들의 담배 로드(2)에 상응하는 응력 변형값들과 비교된다. 담배 로드(2)에 의해 생성되는 측정된 응력 변형이 인가된 타입의 저장된 응력 변형값에 상응하는 것으로 결정되면, 제어기(9)는 담배 로드(2)가 가열기(6)에 의해 가열되는 것을 가능하게 하는 작동을 선택한다. 담배 로드(2)에 의해 생성되는 측정된 응력 변형이 인가된 타입의 저장된 응력 변형값에 상응하지 않으면, 담배 로드(2)는 인가되지 않은 타입인 것으로 결정되고 제어기는 담배 로드(2)가 가열기(6)에 의해 가열되는 것을 방지하는 작동을 선택한다. 인가된 담배 로드 및 인가되지 않은 담배 로드의 사용에 대한 이러한 제어는, 사용자 경험에 유해한 영향을 미칠 수 있는 인가되지 않거나 모조의 담배 로드들의 사용을 방지하는 데 이용된다.

다른 예에서, 챔버(3)에 수용되는 담배 로드(2)에 의해 생성되는 측정된 응력 변형은 담배 로드(2)의 타입이 사용자에게 표시될 수 있도록 이러한 타입을 결정하는 데 사용된다. 측정된 응력 변형은 제어기(9)에 의해, 제어기(9)에 저장된 알려진 타입들의 담배 로드(2)의 응력 변형값들과 비교된다. 제어기는 측정된 응력 변형에 가장 근접하게 상응하는 저장된 응력 변형값을 갖는 담배 로드(2)의 타입을 선택한다. 담배 로드(2)의 타입은 디스플레이 스크린을 통하여 사용자에게 표시된다. 대안적으로, 담배 로드(2)의 타입이 발광 다이오드 등에 의해 표시될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 증기 생성 재료(2)는 기화를 위한 구성 성분들을 포함하는 캡슐(2)이며, 이러한 실시예에서, 구성 성분들은 액체일 수 있다. 그러한 일 실시예에서, 증기 생성 디바이스는 실질적으로 담배 로드들을 참조하여 상술한 바와 같이 구성되고 작동 가능하다. 이러한 실시예에서, 캡슐(2)은 가열기(6)의 상응하여 치수화된 돌출부와 계합하도록 치수화되는 리세스를 갖는다. 이러한 실시예에서, 캡슐의 직경은 챔버(3)에서의 가열기(6)의 미리 정해진 직경보다 더 커야 하며, 그렇지 않으면, 가열기(6)의 돌출부는 캡슐(2)의 리세스보다 크기가 더 클 것이고, 캡슐(2)은 가열기(6)와 계합할 수 없을 것이다. 대안으로, 가열기는 캡슐로 삽입되는 스파이크가 박힌 형상을 갖는다. 한 번 더 이러한 실시예에서, 캡슐의 직경은 챔버(3)에서의 가열기(6)의 미리 정해진 직경보다 더 커야 하며, 그렇지 않으면, 가열기(6)의 스파이크는 캡슐(2)보다 크기가 더 클 것이고, 캡슐(2)은 가열기(6)와 계합할 수 없을 것이다. 도 5a 내지 도 5d는 고정된 크기의 가열기(6)와 증가하는 크기의 캡슐들(2A, 2B, 2C, 2D)(2A에서 시작해서 2D까지 직경이 증가함) 사이의 상호 작용을 도시한다. 이러한 경우에, 응력 변형 게이지들(4)은 수용된 캡슐에 의해 생성되는 인가된 응력 변형을 측정한다. 더 큰 직경을 갖는 캡슐은 더 작은 직경을 갖는 캡슐보다 더 큰 응력 변형을 생성할 것이다. 제어기(9)는 가열기(6)의 저장된 직경 이상의 캡슐 직경들에 상응하는 임계 응력 변형값을 저장한다. 제어기(9)는 캡슐이 가열기(6)의 알려진, 미리 정해진 직경 이상의 직경을 갖는지, 아니면 가열기의 알려진, 미리 정해진 직경 미만의 직경을 갖는지를 판단하기 위해, 측정된 응력 변형을 저장된 임계 응력 변형값과 비교한다. 캡슐에 의해 생성되는 측정된 응력 변형이 임계치 이상이므로 가열기(6)의 알려진, 미리 정해진 직경 이상인 캡슐 직경에 상응하면, 캡슐은 증기 생성 디바이스(1)에서의 사용에 적절한 것으로 결정되고, 제어기(8)는 가열기가 캡슐(2)을 가열시키는 것을 가능하게 하는 작동을 선택한다. 캡슐에 의해 생성되는 측정된 응력 변형이 임계치 미만이므로 가열기(6)의 알려진, 미리 정해진 직경 미만인 캡슐 직경에 상응하면, 캡슐은 증기 생성 디바이스(1)에서의 사용에 적절하지 않은 것으로 결정되고, 제어기는 가열기가 적절하지 않은 캡슐(2)을 가열시키는 것을 방지하는 작동을 선택한다. 따라서, 제어기(9)는 적절한 타입의 캡슐들이 가열기(6)에 의해 가열되는 것을 가능하게 하면서, 적절하지 않은 타입의 캡슐들이 가열기(6)에 의해 가열되는 것을 방지한다. 이는 캡슐과 가열기 사이의 적절한 계합이 가열 전에 달성되는 것을 보장하고, 캡슐을 과열시키거나 정확하게 계합될 수 없는 캡슐을 가열시키는 위험성을 감소시킨다. 다른 실시예에서, 증기 생성 디바이스의 이러한 구성은 캡슐들 대신에 담배 로드들과 함께 사용될 수 있다.

설명한 특징들 및 실시예들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 임의의 적절한 구성으로 결합될 수 있다.

Claims

증기 생성 디바이스로서:
증기 생성 재료를 수용하는 챔버;
상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료를 기화시키는 기화기;
상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 응력 변형을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 응력 변형 게이지; 및
상기 측정된 응력 변형에 따른 작동을 결정하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 기화기는 상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료와 계합하도록 구성되는 가열기인, 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 생성된 응력 변형은 상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 치수 또는 형상과 관련되는, 디바이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 응력 변형 게이지는 상기 챔버의 적어도 하나의 측벽에 연결되는, 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
2개 이상의 응력 변형 게이지가 있는, 디바이스.
제5항에 있어서,
상기 2개 이상의 응력 변형 게이지는 상기 챔버의 측벽들 주변에 균등하게 분포되는, 디바이스.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 응력 변형 게이지(들)는 상기 챔버에서의 원하는 위치 쪽으로 상기 증기 생성 재료를 인도하도록 구성되는, 디바이스.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 응력 변형 게이지(들)는 삽입의 방향으로 배향되는, 디바이스.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기화기는 상기 챔버의 개구부에 대향하는 상기 챔버의 단부에 있고, 상기 응력 변형 게이지(들)는 상기 기화기보다 상기 챔버의 상기 개구부에 더 근접하게 위치되는, 디바이스.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 챔버, 상기 응력 변형 게이지(들), 및 상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 단면적에 의해 한정되는 공기 입구의 크기는 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료의 단면 형상에 따라 조정되어, 인출 정체력을 조정하는, 디바이스.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는:
상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 상기 측정된 응력 변형을 미리 정해진 임계 응력 변형과 비교하고;
상기 측정된 응력 변형이 상기 미리 정해진 임계 응력 변형 미만이거나 초과이면, 상기 증기 생성 디바이스가 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 방지하는 작동을 선택하도록 구성되는, 디바이스.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는:
상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 상기 측정된 응력 변형을 인가된 증기 생성 재료들에 의해 생성되는 응력 변형들에 상응하는 저장된 정보와 비교하고;
상기 비교에 기반하여 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료가 인가된 증기 생성 재료인지 여부를 판단하고;
상기 증기 생성 재료가 인가된 증기 생성 재료에 상응하지 않으면, 상기 증기 생성 디바이스가 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료와 함께 작동하는 것을 방지하는 작동을 선택하도록 구성되는, 디바이스.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는:
상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료에 의해 생성되는 상기 측정된 응력 변형을 연관된 저장된 가열 프로파일들을 갖는 증기 생성 재료들에 의해 생성되는 응력 변형들에 상응하는 저장된 정보와 비교하고;
상기 측정된 응력 변형에 기반하여 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료와의 사용을 위해 상기 저장된 가열 프로파일들로부터 작동을 선택하도록 구성되며, 이 때 상기 작동은 가열 프로파일인, 디바이스.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는:
상기 측정된 응력 변형에 기반하여 상기 챔버에 수용되는 증기 생성 재료의 타입을 결정하고;
상기 증기 생성 디바이스의 사용자에게 상기 챔버에 수용되는 상기 증기 생성 재료의 타입을 나타내도록 구성되는, 디바이스.
챔버에 수용되는 증기 생성 재료를 갖는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 디바이스를 포함하는 시스템.