KR20210018424A - 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 가열 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸 형성 기재(71, 72, 73)를 가열하기 위한 가열 조립체(20)에 관한 것이다. 가열 조립체(20)는 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 컵 형상의 가열실을 포함하고, 가열실은 슬리브부 및 가열실의 개방된 근위 말단과 대향하는, 가열실의 원위 말단에 배열되어 있는 바닥부에 의해 적어도 형성되어 있다. 가열 조립체는 적어도 제1 온도로 슬리브부를 가열하기 위해 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 적어도 하나의 제1 가열 요소(43)를 포함하고 있는 제1 전기 히터(41)를 더 포함하고 있다. 가열 조립체는 적어도 제2 온도로 바닥부를 가열하기 위해 바닥부의 외부 말단면에 배열되어 있는 적어도 하나의 제2 가열 요소(44)를 포함하고 있는 제2 전기 히터(42)를 더 포함하고 있다. 본 발명은 또한 이러한 가열 조립체를 포함하고 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치(10) 및 에어로졸 발생 시스템(1)에 관한 것이다.

Description

에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 가열 조립체

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 가열 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 가열 조립체를 포함하고 있는 전기 가열식 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.

에어로졸 형성 기재 전기 가열에 기초한 에어로졸 발생 시스템은 일반적으로 선행 기술로부터 공지되어 있다. 전형적으로, 이들 시스템은 두 개의 구성요소를 포함하고 있다: 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품, 및 가열실 안에 물품을 수용할 때 기재를 가열하기 위한 가열실을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치. 이를 위해, 장치는 전기 히터, 가열실을 가열하여 물품 내의 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있는 예를 들어 저항성 히터 또는 유도성 히터를 포함하고 있다. 많은 경우들에서, 물품의 형상은 종래의 궐련 형상, 즉 실질적으로 로드 형상 또는 원통형과 유사하며, 여기서 에어로졸 형성 기재는 통상적으로 물품의 원위 부분 내에 위치되어 있다. 가열실은 가열실 안에 물품을 적절히 수용하도록 대응하는 형상을 갖는다. 가열실로부터 물품으로의 열 에너지의 전달을 최대화하기 위해, 전기 히터는 일반적으로 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 적어도 원위 부분을 따라 가열실의 원주 주위에서 물품을 모두 가열하도록 가열실의 주변부 주위에 원주방향으로 배열되어 있다. 상기 물품의 원주는 래핑 재료에 의해 일반적으로 둘러싸여 있고, 상기 물품의 근위 말단은 일반적으로 마우스피스로서 기능하는 필터 플러그를 포함하고 있다. 대조적으로, 물품의 원위 말단, 즉 물품의 삽입 시에 먼저 가열실로 들어가는 물품의 팁 말단은, 특히, 사용자의 퍼프 동안 물품을 통해 흡인되는 공기에 대해서, 물품 내부의 에어로졸 형성 기재에 대한 직접 접근만을 제공한다. 따라서, 원위 말단은, 특히 사용자의 미각의 경험에 관하여 물품의 매우 특이적인 부분이다.

따라서, 특히, 더욱 다양한 사용자의 미각 경험에 관하여, 물품의 이러한 특정 영역의 모든 가능성을 이용할 수 있게 하는 가열 조립체, 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 발생 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가열 조립체가 제공되어 있다. 가열 조립체는 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 컵 형상의 가열실을 포함하고 있다. 기재는 가열실 내에 직접 수용될 수 있거나, 바람직하게는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품의 형태일 수 있다. 가열실은 슬리브부 및 가열실의 개방된 근위 말단에 대향하는 가열실의 원위 말단에 배열되어 있는 바닥부를 포함하고 있다. 따라서, 가열실은 적어도 슬리브부 및 바닥부에 의해 실질적으로 형성된다. 가열 조립체는 적어도 제1 온도로 슬리브부를 가열하기 위해 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 적어도 하나의 제1 가열 요소를 포함하고 있는 제1 전기 히터를 더 포함하고 있다. 가열 조립체는 적어도 제2 온도로 바닥부를 가열하기 위해 바닥부의 외부 말단면에 배열되어 있는 적어도 하나의 제2 가열 요소를 포함하고 있는 제2 전기 히터를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따르면, 컵 형상의 가열실의 바닥에 제2 전기 히터를 사용하는 것은 바람직하게는 물품의 다른 부분이 제1 전기 히터에 의해 실질적으로 가열되는 온도와 다른 온도에서 물품의 원위 말단을 선택적으로 가열할 수 있는 것으로 인식되었다. 따라서, 제2 온도는 바람직하게는 제1 온도와 상이하고, 특히 제1 온도보다 더 높다. 그러나, 제2 온도가 제1 온도보다 더 낮은 것이 또한 가능하다. 물품의 상이한 부분을 상이한 온도로 가열하는 능력을 갖는 것은, 물품 내부에 상이한 에어로졸 발생 기재 및/또는 상이한 재료들, 예를 들어, 하나는 물품의 원위 말단부에 있고 다른 하나는 물품의 관형 주변부에 있는, 기재 또는 재료들의 특정 향미료 및/또는 에어로졸을 방출하기 위한 특정 온도를 각각 갖게 한다. 따라서, 상이한 부분에 대한 제1 및 제2 히터들의 가열 온도 및 작동 시간을 적절하게 선택함으로써, 상이한 에어로졸 형성 기재가 특히 원하는 시간에서, 특히 원하는 강도로, 및/또는 특히 원하는 지속 기간 동안 활성화될 수 있다. 유리하게는, 이는 사용자에게 훨씬 더 풍부한 미각 경험을 제공할 수 있다. 물론, 제2 온도가 제1 온도와 동일한 것도 또한 가능하다.

바람직하게, 제1 및 제2 전기 히터는 서로 독립적으로 작동되도록 구성되어 있다. 즉, 제1 및 제2 히터들은 바람직하게 분리되어 있고 독립적인 히터들이다. 유리하게는, 이는 가열 조립체의 다양한 작동 모드들 및 이에 따라 다양한 사용자 경험을 증가시킨다. 특히, 제1 및 제2 히터들의 독립적인 작동은 상이한 향미 전용인 상이한 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 물품의 상이한 부분들을 순차적으로 가열할 수 있게 한다. 제1 및 제2 전기 히터들의 각각은 다른 히터 및 제어기로부터 독립적으로 각각의 히터의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 각각의 제어기에 연관되거나 이에 의해 작동될 수 있다. 각각의 제어기는 가열 조립체의 일부, 특히 제1 및 제2 히터들의 일부, 또는 가열 조립체가 일부인 에어로졸 발생 장치의 일부일 수 있다. 물론, 가열 조립체 또는 에어로졸 발생 장치는, 제1 및 제2 히터의 작동을 독립적으로 제어하도록 구성되어 있는 단일, 특히 전체형 제어기를 포함하고 있다는 것이 또한 가능하다. 후자의 경우에, 전체형 제어기는, 제1 및 제2 히터들 중 하나를 제어하도록 전용되고 구성되어 있는 제어기 서브 유닛을 포함할 수 있다. 전체형 제어기는 또한 다른 동작들, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부의 재충전(re-charging)을 제어하는 데 사용될 수도 있다.

대안적으로, 제1 및 제2 히터들은 일반적으로 작동되도록 구성될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 히터들은 제1 및 제2 히터들의 작동을 동시에 제어하도록 구성되어 있는 공통 제어기와 관련될 수 있다. 제1 및 제2 전기 히터는, 예를 들어, 병렬 또는 직렬 연결부로 공통 제어기에 의해 작동될 수 있다. 공통 제어기는 가열 조립체의 일부 또는 가열 조립체가 일부인 에어로졸 발생 장치의 일부일 수 있다. 전술한 바와 같이, 공통 제어기는 에어로졸 발생 장치의 일부일 수도 있고 또는 전체형 제어기일 수도 있다.

공통 작동의 경우, 슬리브부의 제1 온도 및 바닥부의 제2 온도로의 가열, 특히 슬리브부 및 바닥부를 상이한 온도로 가열하는 것은 제1 히터 및 제2 히터를 다르게 구성하거나 구축함으로써 달성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 슬리브부는 제1 재료를 포함할 수 있고, 바닥부는 슬리브부 및 바닥부를 상이한 온도로 가열할 수 있도록 제1 재료와 다른 제2 재료를 포함할 수 있다. 이는 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

제1 전기 히터는 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 단지 하나의 제1 가열 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 단일 제1 가열 요소는 슬리브부의 전체 축방향 길이 연장부를 따라 실질적으로 슬리브부 주위에 배열되어 있다. 대안적으로, 제1 전기 히터는 복수의 제1 가열 요소들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 제1 가열 요소들 중 각각은, 각 하위 부분, 특히, 슬리브부의 축방향 하위 부분 주위에 특히 원주 방향으로 배열되어 있다. 보다 더 바람직하게는, 각각의 하위 부분은 슬리브부의 다른 하위 부분과는 독립적으로 연관된 제1 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 마찬가지로, 제2 전기 히터는 바닥부의 외부 말단면에 배열되어 있는 단지 하나의 제2 가열 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이 단일 제2 가열 요소는 바닥부의 전체 말단면에 걸쳐 배열되어 있다. 대안적으로, 제2 전기 히터는 복수의 제2 가열 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 제2 가열 요소들 중 각각은 슬리브부의 각각의 하위 부분에 관련되어 있다. 보다 더 바람직하게는, 각각의 하위 부분은 바닥부의 다른 하위 부분들과는 독립적으로 슬리브부의 하위 부분에 연관된 제2 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 유리하게, 복수의 제1 및/또는 제2 가열 요소들을 갖는 것은 보다 복잡한 가열 시퀀스를 허용하고 및/또는 상이한 향미료와 연관된 복수의 상이한 기재 하위 부분들을 갖는 물품을 사용할 수 있게 한다. 유리하게는, 이는 다양한 사용자 경험을 더욱 증가시킬 수 있다.

일반적으로, 제1 및 제2 전기 히터 각각은 저항성 히터 또는 유도성 히터일 수 있다. 이와 같은, 제1 히터는 저항성 히터일 수 있고 제2 히터는 유도성 히터일 수 있거나, 또는 제1 히터는 유도성 히터일 수 있고 제2 히터는 저항성 히터일 수 있거나, 또는 제1 히터는 유도성 히터일 수 있고 제2 히터는 유도성 히터일 수 있거나, 또는 제1 히터는 저항성 히터일 수 있고 제2 히터는 저항성 히터일 수 있다.

저항 가열과 관련하여, 제1 히터 및 제2 히터는 각각 제1 및 제2 저항 가열 요소를 포함할 수 있다. 즉, 제1 가열 요소 및 제2 가열 요소는 각각 저항 가열 요소일 수 있다. 저항 가열 요소는 저항 가열 와이어, 저항 가열 트랙, 저항 가열 그리드 또는 저항 가열 메쉬 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항 가열 요소는, 예를 들어, 백금으로 만들어지고, 또는 가열실의 슬리브부 또는 바닥부의 외부 표면에 각각 코팅되어 있거나 부착되어 있는 금속 트랙일 수 있다. 가열 용량을 최대화하기 위해, 금속 트랙은 곡류형 또는 나선형 형상일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 또한 줄 가열(Joule heating)으로도 알려진 용어 “저항 가열(resistive heating)”은 전기 전도성 재료를 통한 전류의 통로가 열을 발생시키는 공정을 지칭한다. 따라서, 저항성 히터의 경우에, 제1 또는 제2 저항 가열 요소는 각각 소정의 저항률을 갖는 전기 전도성 재료를 포함하거나 이로 구성되어 있다. 바람직하게는, 저항률은 실온(20℃)에서 측정되는, 적어도 1.0×10E-08 Ωm, 특히 적어도 2.5×10E-08 Ωm이다.

전기 전도성 재료는 백금, 알루미늄, 구리 또는 스테인리스 스틸 중 하나일 수 있다.

유도 가열에 관하여, 제1 히터 및 제2 히터는 각각 제1 및 제2 유도 가열 요소를 포함할 수 있다. 특히, 제1 가열 요소는 제1 유도 코일을 포함할 수 있고 슬리브부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 가열 요소는 제2 유도 코일을 포함할 수 있고, 바닥부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하거나 이로 구성될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "유도 가열 가능한 재료"는 교류 전자기장에 위치될 때 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 재료를 지칭한다. 일반적으로, 이는 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 유도 가열 가능한 재료 내에 교류 전자기장에 의해 유도된 이력 손실 및/또는 와류의 결과일 수 있다. 이력 손실은 교류 전자기장의 영향 하에 스위칭되는 재료 내의 자기 도메인으로 인해 강자성 또는 페리자성 재료에서 발생한다. 와류는 재료가 전기 전도성인 경우에 유도될 수 있다. 전기 전도성 강자성 또는 페리자성 재료의 경우, 와류 및 이력 손실 둘 모두로 인해 열이 발생될 수 있다. 따라서, 제1 가열 요소와 제2 가열 요소의 유도 가열 가능한 재료는 이력 손실 또는 와류 중 적어도 하나로 인해 가열될 수 있다. 따라서, 제1 가열 요소와 제2 가열 요소의 유도 가열 가능한 재료는, 전기 전도성 및 자성, 즉 강자성 또는 페리자성 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 가열 요소는 전기 전도성 상자성 또는 강자성 재료, 특히 금속, 예를 들어 강자성 스테인리스 스틸 또는 알루미늄을 포함할 수 있거나 이로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 제1 및/또는 제2 가열 요소는 란타늄 도핑된 스트론튬 티탄산염, 또는 이트리움 도핑된 스트론튬 티타네이트와 같은 전기 전도성 세라믹 재료를 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제1 및/또는 제2 가열 요소는 세라믹 페라이트와 같은 개방 다공성 페리자성 또는 강자성 세라믹 재료를 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 유도 코일은 각각 슬리브부 및 바닥부의 형상과 실질적으로 일치하는 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 제1 및 제2 유도 코일들의 각각은 헬리컬(helical) 코일 또는 평평한 나선형 코일, 특히 평평한 팬케이크 코일 또는 "만곡된" 평면형 코일일 수 있다. 평평한 나선형 코일을 사용하면 견고하고 제조 비용이 저렴한 콤팩트한 디자인을 가능하게 한다. 헬리컬 유도 코일을 사용하면 유리하게는 균질한 교류 전자기장을 발생시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 “평평한 나선형 코일”은 일반적으로 평면형 코일인 코일을 의미하며, 이때 코일의 권취 축은 코일이 놓이는 표면에 법선이다. 평평한 나선형 유도는 코일의 평면 내부에 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 평평한 나선형 코일은 원형 형상을 가질 수 있거나 일반적으로 장방형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 “평평한 나선형 코일”은 평면형인 코일들 뿐만 아니라 만곡된 표면에 부합하도록 성형되어 있는 평평한 나선형 코일들 모두를 포함하고 있다. 예를 들어, 유도 코일은 바람직하게는 원통형 코일 지지부, 예를 들어 페라이트 코어의 원주에 배열되어 있는 "만곡된" 평면형 코일일 수 있다. 또한, 평평한 나선형 코일은 예를 들어 4-권선 평평한 나선형 코일의 2개 층들 또는 4-권선(four-turn) 평평한 나선형 코일의 단일 층을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 제1 유도 코일은 -존재하는 경우- 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 헬리컬 코일 또는 상기 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있고, 상기 슬리브부의 상기 만곡된 표면에 순응하도록 성형되어 있는 "만곡형" 평면형 코일일 수 있다. 제2 유도 코일은 -존재하는 경우- 바람직하게는 상기 바닥부를 가열하기 위해 상기 바닥부의 외부 말단면에 배열되어 있는, 헬리컬 코일 또는 평평한 팬케이크 코일이다.

제1 및/또는 제2 유도 코일은 가열 조립체의 하우징, 또는 가열 조립체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치의 본체 또는 하우징 중 하나 내에 유지될 수 있다. 제1 및/또는 제2 유도 코일은 바람직하게는 원통형 코일 지지부, 예를 들어 페라이트 코어 주위에 권취될 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 가열실과 하우징의 외부 표면 사이에 열 절연체를 포함하고 있다. 유리하게는, 이는 하우징의 과열 및/또는 원하지 않는 화상 위험을 회피한다. 가열 조립체가 유도 가열을 포함하고 있는 경우, 열 절연체는 바람직하게는 열 절연체의 임의의 원하지 않는 유도 가열을 방지하도록 전기 비전도성 및 상자성 또는 자성 재료로 만들어진다.

바람직하게는, 제1 및 제2 유도 코일들은 가열 동안 발생된 에어로졸에 노출될 필요가 없다. 따라서, 유도 코일 상 침착물 및 가능한 부식이 방지될 수 있다. 특히, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일은 각각 보호용 커버 또는 층을 포함할 수 있다.

전자기장에 의해 제공되는 에너지의 열로의 변환을 향상시키기 위해서, 제1 유도 코일과 슬리브부 사이, 또는 제2 유도 코일과 바닥부 사이의 최소 거리는 바람직하게는 0.05mm 내지 0.3mm, 특히 0.1mm 내지 0.2mm의 범위이다.

바람직하게는, 제1 및 제2 히터들은 유도 가열이 매우 효율적이기 때문에 둘 다 유도성 히터들이다. 따라서, 제1 가열 요소는 제1 유도 코일을 포함할 수 있고 슬리브부는 유도 가열 가능한 재료를 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있으며, 제2 가열 요소는 제2 유도 코일을 포함할 수 있고 바닥부는 유도 가열 가능한 재료로 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있다. 상이한 온도로 바닥부 및 슬리브부를 가열하기 위해서, 제1 유도 코일의 인덕턴스가 제2 유도 코일의 인덕턴스와 상이할 수 있다. 특히, 제1 유도 코일은 제2 유도 코일과는 다른 기하학적 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 유도 코일은 슬리브부 주위에 배열되어 있는 헬리컬 코일일 수 있는 반면, 제2 유도 코일은 바닥부의 변경 말단면에 배열되어 있는 평평한 팬케이크 코일일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일은 제1 및 제2 유도 코일에 의해 발생된 각각의 교류 전자기장이 상이하게 되어 와류 및/또는 이력 손실이 가열실의 슬리브부와 바닥부에서 상이하게 되는 권취 수에 대하여 상이할 수도 있다.

제1 및 제2 유도 코일들의 상이한 인덕턴스에 대안적으로 또는 추가적으로, 바닥부 및 슬리브부의 유도 가열 가능한 재료는 상이할 수 있고, 또한 와류 및/또는 이력 손실로 인한 열 발생은 상이한 가열실의 슬리브부와 바닥부에서 일어날 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 유도 코일이 유사하고 동일한 조건 하에서 작동하는 경우, 즉 슬리브부 및 바닥부 내에 유사한 전자기장을 발생시키는 경우에도 상이한 온도가 달성될 수 있다.

유도 가열 뿐만 아니라 저항 가열 둘 모두에 관하여 보다 더 일반적으로, 가열 기구에 따른 재료의 차이로 인해 슬리브부와 바닥부 내에서 상이한 가열 온도를 달성하도록 슬리브부는 제1 재료를 포함할 수 있고, 바닥부는 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함할 수 있다. 이에 관하여, 슬리브부의 제1 재료의 전기 저항률, 자기 투과성 또는 비열 중 적어도 하나는 각각 바닥부의 제2 재료의 전기 저항률, 자기 투과성 또는 비열과 상이하다.

컵 형상의 가열실은 열 절연 재료, 예를 들면 슬리브부와 바닥부 사이에 배열되어 있는 열 절연 링을 더 포함할 수도 있다. 유리하게, 이는 슬리브부의 온도가 가열실의 바닥부의 온도를 방해하는 것을 방지한다. 이 구성에서, 열 절연 재료 또는 링의 축방향 위치에서 제1 가열 요소와 제2 가열 요소 사이의 축방향 갭 또는 거리가 있을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “축방향”은 컵 형상의 가열실의 길이 축을 지칭한다.

또한, 가열 조립체는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재 내에 삽입되도록 구성되어 있는 가열 블레이드를 포함할 수 있다. 가열 블레이드는 바닥부의 내부 표면에 부착될 수 있고 가열실의 중심 축을 따라 실질적으로 가열실의 내부 공극으로 연장될 수 있다. 가열 블레이드는 에어로졸 발생 물품의 기재 내로의 삽입을 용이하게 하기 위해 자유 말단에서 테이퍼질 수 있다. 블레이드는, 결국 제2 히터에 의해 가열될 수 있는 바닥부로부터 열 전도를 통해 가열되도록 바닥부와 열 접촉할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가열 블레이드는 저항성 히터와 같은 별도의 히터를 포함할 수 있다. 저항성 히터는, 예를 들어, 백금으로 만들어지거나, 가열 블레이드의 표면에 코팅 또는 부착되어 있는 금속 트랙을 포함할 수 있다. 가열 블레이드의 별도의 히터는 분리 제어기에 의해 또는 제1 및 제2 히터를 제어하기 위해 이미 사용되는 공통 제어기에 의해, 또는 가열 조립체가 일부인 에어로졸 발생 장치의 전체형 제어기에 의해 작동될 수 있다. 바람직하게는, 가열 블레이드의 별도의 히터는 제1 및/또는 제2 히터와 독립적으로 작동되도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 가열 블레이드는 금속 코어 부재를 포함할 수 있다. 별도의 히터에 의해 가열되는 경우, 가열 블레이드는 금속 코어 부재를 사이에 끼운 2개의 세라믹 커버 부재들을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 커버 부재의 외부 표면은 저항성 히터, 예를 들어 금속 트랙으로 코팅될 수 있다.

가열실의 바닥부가 슬리브부보다 더 높은 온도로 가열되어야 하는 경우, 슬리브부 주위에 배열되어 있는 제1 가열 요소는 슬리브부를 향하여 또는 슬리브부까지 심지어 슬리브부를 넘어, 특히 바닥부를 둘러싸도록 축방향으로 연장될 수 있다. 그 결과, 제1 히터에 의해 제공된 열 에너지의 적어도 일부분은 바닥부에서 제2 히터에 의해 제공되는 열 에너지에 추가된다. 이러한 구성에서, 컵 형상의 가열실은 바람직하게는 슬리브부와 바닥부 사이에 임의의 열 절연 링 또는 열 절연 재료를 포함하지 않는다.

일반적으로, 가열실은 원통형 또는 절두체(frustum) 형상일 수 있다. 가열실은 상이한 단면 형상, 특히 직사각형, 정사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 발 또는 별 형상의 다면체를 가질 수 있다. 이와 같이, 가열실의 유효 가열 표면은 단면 형상의 원주 방향 길이가 증가하면서 증가한다.

또한, 바닥부 또는 슬리브부 중 적어도 하나는 유체 투과성일 수 있고, 특히 적어도 하나의 개구부 또는 채널을 포함하고 및/또는 천공되어 있다. 유리하게, 이는 가열실의 외부로부터 바닥부 및/또는 슬리브부를 통해 가열실 내의 에어로졸 형성 기재를 향하여 공기를 통과시킬 수 있다. 따라서, 가열실은 가열 조립체를 통해 또는 가열 조립체가 일부인 에어로졸 발생 장치를 통해 연장되어 있는 공기 경로와 유체 연통하거나, 공기 경로의 일부일 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 컵 형상의 가열실의 바닥부의 실질적으로 놓이는 경우, 천공된 바닥부는 물품의 원위 말단에서 에어로졸 형성 기재를 가열실의 외부로부터의 공기와 연결시킬 수 있다.

에어로졸 발생 물품이 물품의 원주에서 측면 공기 유입구를 갖는 경우, 예를 들면 물품의 래핑 재료를 통과하는 경우, 가열실은, 또한, 가열실 내에 수용될 때 물품 내의 공기 유입구 옆에 위치되도록 배열되어 있는 슬리브부를 통한 천공부들, 개구부들 또는 채널들을 포함할 수도 있다. 따라서, 공기는 또한 물품의 원주를 통해 물품 내로 측방향으로 통과할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 가열식의 적어도 슬리브부 및 바람직하게는 또한 바닥부 및 -존재하는 경우- 바람직하게는 또한 열 절연 재료/링은 상기 가열실 내로 삽입될 때 가열실의 근위 말단과 물품의 원위 말단을 향하는 바닥부의 내부 표면 사이에 복수의 기류 통로들을 제공하기 위해, 가열실의 근위 말단으로부터 바닥부로 그리고 바람직하게는 바닥부를 따라 추가로 연장되어 있는 복수의 슬롯들 또는 홈들을 각각의 내부 표면에서 포함할 수 있다. 따라서, 사용자가 물품의 근위 말단을 퍼프할 때, 주위 공기는, 물품의 원위 말단에서 복수의 슬롯들 또는 홈들을 따라 물품 내로 더 통과하도록 가열실의 근위 말단에서 흡인된다. 따라서, 복수의 슬롯들 또는 홈들을 통과할 때, 주변 공기는 에어로졸 형성부에 유익하게 영향을 미치는 슬리브부 및 바닥부에 의해 예열될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 및 제2 히터는 단일 제어기 또는 공통 제어기 또는 전체형 제어기에 의해 작동될 수 있다. 이러한 제어기는 가열 조립체의 일부일 수 있거나, 가열 조립체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치의 일부일 수 있다. 특히, 제어기는 저항성 및/또는 유도성 히터들을 구동하기 위한 구동 전류(DC 또는 AC)를 제공하도록 구성될 수 있다. 유도 가열의 경우, 각각의 제어기는 유도 공급원, 특히 교류 전류(AC)를 제공하도록 구성되어 있는, AC 발생기를 포함할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 히터에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 전력 공급부가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 전력 공급부는 각각의 제어기를 통해 제1 및 제2 히터에 작동적으로 결합되어 있다. 전력 공급부는 전기 가열 조립체의 일부일 수 있다. 대안적으로, 전기 가열 장치는 본 발명의 가열 조립체가 제공되는 에어로졸 발생 장치의 일부일 수 있다. 전력 공급부가 에어로졸 발생 장치 또는 가열 조립체의 일부인지 여부에 관계없이, 전력 공급부는, 예를 들어, 가열 조립체의 제어기 또는 에어로졸 발생 장치의 전체 제어기를 실행하기 위해, 다른 목적을 위해 사용될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따르고 본원에 설명된 바와 같은 가열 조립체를 포함하고 있는 전기 가열 에어로졸 발생 장치가 또한 제공된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 장치”는, 기재를 가열함으로써 에어로졸을 발생시키기 위해, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재, 특히 에어로졸 발생 물품 내에 제공되어 있는 에어로졸 형성 기재와 상호작용할 수 있는, 전기 작동식 장치를 설명하는 데에 사용된다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자의 입을 통해 사용자가 직접 흡입할 수 있는 에어로졸을 발생시키기 위한 퍼핑 장치이다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 핸드헬드 에어로졸 발생 장치이다.

전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치는 가열 조립체의 제1 및 제2 히터의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 제1 및 제2 히터의 작동을 제어하기 위한 공통 제어기 또는 분리 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 제어기들은 에어로졸 발생 장치의 전체형 제어기에 제공될 수 있다. 이들 제어기들 중 임의의 제어기는 마이크로프로세서, 예를 들어 프로그래밍가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 집적 칩(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어기들은 적어도 하나의 DC/AC 인버터 및/또는 전력 증폭기, 예를 들어 클래스-D 또는 클래스-E 전력 증폭기와 같은 추가 전자 부품들을 포함할 수 있다. 특히, 이러한 제어기들은 제1 및/또는 제2 히터, 예를 들어, 제1 및/또는 제2 유도 코일, 또는 제1 및/또는 제2 저항 가열 요소에 대한 전류의 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 시스템의 활성화 후에 연속적으로 제1 및/또는 제2 히터에 공급될 수 있거나, 또는 예를 들면 퍼프마다를 기준으로, 간헐적으로 공급될 수도 있다.

유도 가열과 관련하여, 에어로졸 발생 장치는 제1 및 제2 유도 코일들에 전력을 공급하기 위한 공통 유도 공급원 또는 별도의 유도 공급원을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유도 공급원(들)은 에어로졸 발생 장치의 전체형 제어기의 일부이다. 유도 공급원(들)은 교류(AC) 발생기를 포함할 수 있다. AC 발생기는 에어로졸 발생 장치의 전력 공급부에 의해 전력을 공급받을 수 있다. AC 발생기는 제1 및/또는 제2 히터의 유도 코일에 작동 가능하게 결합되어 있다. AC 발생기는 교류 전자기장을 발생시키기 위해 유도 코일을 통과하는 고주파 발진 전류를 발생시키도록 구성되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 고주파 발진 전류는 500kHz 내지 30MHz, 바람직하게 1MHz 내지 10MHz 및 더욱 바람직하게 5MHz 내지 7MHz, 가장 바람직하게 약 6.8MHz의 주파수를 갖는 발진 전류를 의미한다.

또한 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치는 유리하게 전력 공급부, 바람직하게 리튬 인산철 배터리와 같은 배터리를 포함하고 있다. 대안으로서, 전력 공급부는 커패시터와 같은 전하 저장 장치의 다른 형태일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 요구할 수 있고 하나 이상의 사용자 경험을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 전력 공급부는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 여러 배의 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전력 공급부는 사전 결정된 수의 퍼프 또는 유도 코일의 개별 활성화를 허용하는 데 충분한 용량을 가질 수 있다.

가열 조립체의 가열실은 에어로졸 발생 장치의 하우징에 내장될 수 있다. 제어기(들)와 전력 공급부를 포함하고 있는 본체에 더하여, 에어로졸 발생 장치는 마우스피스를 더 포함할 수 있다. 마우스피스는 장치의 본체에 장착될 수 있다. 특히, 마우스피스는 마우스피스를 본체에 장착할 때 가열실을 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 본체에 마우스피스를 부착하기 위해, 본체의 근위 말단은, 마우스피스의 원위 말단에서 대응 부분과 맞물리는, 자석 또는 기계적 장착, 예를 들어 베이오닛 마운트 또는 스냅 끼워맞춤 장착부를 포함할 수 있다. 장치가 마우스피스를 포함하지 않는 경우, 에어로졸 발생 물품은 마우스피스, 예를 들어 필터 플러그를 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 공기 유출구, 예를 들어 (존재하는 경우) 마우스피스 내에 공기 유출구를 포함할 수 있다.

바람직하게, 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 공기 유입구로부터 가열실을 통해, 가능하면 추가로, 존재하는 경우, 마우스피스 내의 공기 유출구로, 연장되어 있는 공기 경로를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품의 추가 특징들 및 장점들은 본 발명에 따르고 본원에서 설명되어 있는 바와 같이, 가열 조립체들에 관련하여 설명되었다. 따라서, 이러한 특징들 및 장점들은 반복되지 않을 것이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라서, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 상기 시스템은 본 발명에 따르고 본원에 기술된 바와 같이 가열 조립체 또는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 시스템은 가열 조립체의 가열실 내에 수용가능한 에어로졸 발생 물품을 더 포함하고 있다. 물품은 가열될 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 물품”은, 가열될 때, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함한 물품을 지칭한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 가열식 에어로졸 발생 물품이다. 즉, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되는 것이 아니라 가열되도록 의도되는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품은 소모품, 특히 단일 사용 후에 폐기될 소모품일 수 있다. 예를 들어, 물품은 가열될 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지일 수 있다. 대안적으로는, 물품은 로드 형상 물품, 종래의 궐련을 닮은, 특히 담배 물품일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 형성 기재”는 에어로졸 형성 기재를 가열할 때 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부이다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 바람직하게는, 액체 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 두 가지 경우에서, 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 성분들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 물질을 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 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 또한 페이스트 상 물질, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 다공성 물질의 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.

일반적으로, 물품은 바람직하게는 종래의 궐련의 형상과 닮은, 실질적으로 로드 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 물품은 상이한 부분들, 특히 코어 부분, 코어 부분 및 원위 팁 부분을 둘러싸는 관형 주변부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 물품은 마우스피스로서 기능하는 근위 말단에 필터 플러그를 포함할 수 있다. 물품은 적어도 코어 부분, 관형 주변부 및 원위 팁 부분, 바람직하게는 또한 필터 플러그를 둘러싸고 있는 래퍼를 더 포함할 수 있다. 주로, 래퍼는 상이한 부분들을 함께 유지하고 물품의 원하는 단면 형상을 유지하도록 기능한다. 예를 들어, 래퍼는 종이 래퍼, 특히 궐련 종이로 제조된 종이 래퍼일 수 있다. 대안적으로, 래퍼는, 예를 들어 금속 또는 플라스틱으로 제조된 포일일 수 있다. 래퍼는 예컨대 기화된 에어로졸 형성 기재가 물품으로부터 방출될 수 있도록 유체 투과성일 수 있고, 공기가 물품의 원주를 통해 물품 내로 흡인될 수 있게 한다. 래퍼는 다공성일 수 있다. 또한, 래퍼는 가열 시 래퍼로부터 활성화되고 방출될 적어도 하나의 휘발성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 래퍼는 향미 휘발성 물질로 함침될 수 있다.

바람직하게는, 원위 팁 부분은 가열실의 바닥부에 의해 실질적으로 가열되는 반면, 관형 주변부는 가열실의 슬리브부에 의해 실질적으로 가열된다.

더욱 다양한 사용자 경험을 제공하기 위해, 관형 주변부는 바람직하게 제1 감각(sensorial) 매질을 포함하고 있는 제1 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있고, 원위 팁 부분은 바람직하게 제2 감각 매질을 포함하고 있는 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재들의 각각 및 감각 매질은 제1 및 제2 히터의 특정 제1 및 제2 온도들에서 각각 열적으로 방출되도록 선택될 수 있다.

코어 부분은 에어로졸-밀착 분리 슬리브에 의해 관형 주변부로부터 분리될 수 있다. 따라서, 물품은, 예를 들어 원위 팁 부분에 발생된 에어로졸이 관형 주변부 내에 발생된 에어로졸과 혼합되지 않도록 상이한 구획부를 제공할 수 있다. 따라서, 물품은 2개의 주요 공기 경로들을 포함할 수 있다: 원위 팁 부분에 발생된 공기 전용인 코어 부분을 통한 공기 경로, 및 코어 부분 외부의, 즉 관형 주변부에 발생된 에어로졸 전용인 관형 주변부를 통한 공기 경로.

코어 부분은 중공형일 수 있다. 대안적으로, 코어 부분은 다른 (제3) 감각 매질을 포함하고 있는, 다른 (제3) 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.

형성 물품의 상이한 부분들 내의 에어로졸 형성 기재의 밀도는 상이한 흡인 저항을 갖는 상이한 부분들을 제공하기 위해 상이할 수 있다. 예를 들어, 물품은 (바람직하게는 제1 감각 매질을 포함하고 있는) 관형 주변부 내에 제1 에어로졸 형성 기재, 및 (바람직하게는 제3 감각 매질을 포함하고 있는) 코어 부분 내의 제2 에어로졸 형성 기재를 가질 수 있으며, 여기서 제1 에어로졸 형성 기재는 제3 에어로졸 형성 기재보다 더 높은 흡인 저항을 갖는다. 따라서, 물품을 통과하는 공기는 관형 주변부보다 코어 부분에서 더 높은 속도를 갖는다. 특히, 이러한 구성은 관형 주변부 내에 발생된 에어로졸이, 상기 물품의 근위 말단을 향해서 사용자의 입으로 직접 통과할 수 있는 상기 코어 부분 내로 흡인되게 한다.

또한, 물품의 원위 말단은 특정 감각 매질, 예를 들어 액체 또는 분말 등에 침지될 수 있고, 이어서 가열실 내에 삽입될 수 있는 것이 가능하다. 여기서, 물품의 함침된 원위 말단부는 가열실의 가열된 바닥부에 열적으로 근접하거나 심지어 접촉한다. 바닥부가 슬리브부의 온도, 특히 슬리브부의 온도와 독립적으로 상이한 온도로 가열될 수 있기 때문에, 원위 말단부 내의 감각 매질은, 감각 매질의 특정 방출 온도에서, 특히 독립적으로 감각 매질 및/또는 상이한 방출 온도를 갖는 물품의 다른 부분들 내 에어로졸 형성 기재로부터 선택적으로 방출될 수 있다.

또한, 관형 주변부, 코어 부분 및/또는 원위 팁 부분은 각각의 하위 부분으로 각각 분할될 수 있다. 각각의 하위 부분은 바람직하게는 상이한 에어로졸 형성 기재 및/또는 상이한 감각 매질에 전용된다. 이러한 구성은 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 복수의 제1 또는 제2 가열 요소들을 각각 포함하고 있는 제1 및/또는 제2 히터와 조합하여 사용된다. 유리하게는, 이는 사용자 경험의 다양성을 더욱 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 추가 특징들 및 장점들은 본 발명에 따르고 본원에서 설명된 바와 같은 가열 조립체 및 에어로졸 발생 장치와 관련하여 전술되었다. 따라서, 이러한 특징들 및 장점들은 반복되지 않을 것이다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 추가로 설명될 것이며, 여기서:
도 1 은 본 발명의 제1 구현예에 따른 전기 가열 조립체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 개략도이고;
도 2 는 본 발명의 제2 구현예에 따른 전기 가열 조립체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.

도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 전기 가열 조립체(20)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템(1)을 개략적으로 도시하고 있다. 에어로졸 발생 시스템(1)은 두 개의 구성요소를 포함하고 있다: 가열될 에어로졸 형성 기재(71, 72, 73)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품(60), 및 장치(10) 내에 물품(60)을 수용할 때 물품 내에서 에어로졸 형성 기재(71, 72, 73)를 가열하기 위한 전기 가열 조립체(20)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치(10).

에어로졸 발생 물품(60)은 종래의 궐련의 형상과 유사한 실질적으로 로드 형상을 갖는다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 물품(60)은 상이한 부분들을 포함하고 있다: 코어 부분(62), 코어 부분(62)을 둘러싸고 있는 관형 주변부(61), 및 원위 팁 부분(63) 뿐만 아니라 마우스피스 역할을 하는 물품(60)의 근위 말단(65)에 있는 필터 플러그(64)를 포함하고 있다. 물품(60)은 적어도 코어 부분(62), 관형 주변부(61) 및 원위 팁 부분(63), 바람직하게는 또한 필터 플러그(64)를 둘러싸고 있는 래퍼(66)를 더 포함하고 있다.

원위 팁 관형 주변부(61)는 제1 감각 매질을 포함하고 있는 제1 에어로졸 형성 기재(71)를 포함하고, 원위 팁 부분(63)은 제2 감각 매질을 포함하고 있는 제2 에어로졸 형성 기재(73)를 포함하고, 그리고 코어 부분(62)은 제3 감각 매질을 포함하고 있는 제3 에어로졸 형성 기재(72)를 포함하고 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재(71, 72, 73)는 예를 들어, 상이한 향미제를 갖도록 서로 상이하다. 특히, 제1, 제2 및 제3 에어로졸 형성 기재들(71, 72, 73)의 각각은, 각각의 기재에서 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물의 방출이 열적으로 활성화되는 특정 방출 온도를 갖는다. 바람직하게는, 3개의 에어로졸 형성 기재들(71, 72, 73) 중 적어도 2개의 특정 방출 온도들은, 각각의 휘발성 화합물의 방출이 기재에 상이한 가열 온도를 적용함으로써 선택적으로 활성화될 수 있도록 서로 상이하다. 본 구현예에서, 제1 및 제3 에어로졸 형성 기재들(71, 72)은 실질적으로 동일한 방출 온도를 갖는 반면, 제2 에어로졸 형성 기재(73)는 상당히 높은 방출 온도를 갖는다. 또한, 제1, 제2 및 제3 에어로졸 형성 기재들(71, 72, 73)의 각각은 특정한 흡인 저항을 제공할 수 있다. 본 구현예에서, 제1 에어로졸 형성 기재(71)는 제2 및 제3 에어로졸 형성 기재들(72, 73)보다 훨씬 더 높은 흡인 저항을 갖는다. 따라서, 물품(60)을 통과하는 공기는 관형 주변부(61)에서보다 코어 부분(62)에서 더 높은 속도를 갖는다. 그 결과, 관형 주변부 내에 발생된 에어로졸은 코어 부분 내로 흡인되며, 여기에서 물품(60)의 근위 말단(65)을 향하여 사용자의 입 안으로 직접 통과할 수 있다. 도 1에서, 이 효과는 장치(10)와 물품(60)을 통과하는 기류를 나타내는 화살표로 도시되어 있다.

특정 물품 부분들(61, 62, 63)에 관련된 상이한 기재들(71, 72, 73)의 완전한 잠재력을 이용하기 위해, 본 발명에 따른 가열 조립체(20)는 에어로졸 발생 물품(60)을 적어도 부분적으로 내부에 수용하기 위한 컵 형상의 가열실(30)을 포함하고 있다. 가열실(30)은, 슬리브부(31) 및 가열실(30)의 개방된 근위 말단(35)에 대향하는 가열실(30)의 원위 말단(34)에 배열되어 있는 바닥부(32)를 포함하고 있다. 따라서, 슬리브부(31)와 바닥부(32)는 실질적으로 물품(60)이 개방된 근위 말단(35)을 통해 삽입될 수 있는 가열실(30)을 형성한다. 도 1에 도시된 구현예에서, 가열실(30)은 원형 단면을 포함하고 있는 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 즉, 컵 형상의 가열실(30)의 측벽면을 형성하는 슬리브부(31)는 실질적으로 원통형 관이고, 반면에 바닥부(32)는 실질적으로 원형 디스크이다.

가열 조립체(20)는 슬리브부(31)를 제1 온도로 가열하도록 구성되어 있는 제1 전기 히터(41)를 더 포함하고 있다. 이를 위해, 제1 히터(41)는 슬리브부(31) 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 제1 가열 요소(43)를 포함하고 있다. 마찬가지로, 가열 조립체(20)는 바닥부(32)를 제2 온도로 가열하도록 구성되어 있는 제2 전기 히터(42)를 포함하고 있다. 제2 히터(42)는 바닥부(32)의 외부 말단면에 배열되어 있는 제2 가열 요소(44)를 포함하고 있다. 따라서, 원위 팁 부분(63)은 결국 제2 히터(42)에 의해 가열되는 바닥부(32)에 의해 실질적으로 가열되는 반면, 관형 주변부(61) 및 코어 부분(62)은 결국 제1 히터(41)에 의해 가열되는 슬리브부(31)에 의해 실질적으로 가열된다.

본 구현예에서, 제1 및 제2 히터들(41, 42)은 슬리브부(31) 및 바닥부(32)를 각각 유도 가열하기 위한 전자기장을 발생시키도록 구성되어 있는 유도성 히터들이다. 따라서, 제1 가열 요소(43)는 슬리브부(31) 주위에 원주방향으로 배열되어 있고 슬리브부(31)의 전체 길이 연장부를 따라 실질적으로 연장되어 있는 헬리컬 제1 유도 코일(45)을 포함하고 있다. 마찬가지로, 제2 가열 요소(44)는 바닥부(32)의 외부 말단면에 배열되어 있는 평평한 팬케이크 코일인 제2 유도 코일(46)을 포함하고 있다. 가열실(30)의 슬리브부(31) 및 바닥부(32) 모두는 각각의 유도 가열 가능한 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 각각의 교류 전자기장이 열 발생된 와류 또는 이력 손실 중 적어도 하나를 발생시키는 유도 가열 가능한 재료를 포함하고 있다. 따라서, 슬리브부(31)는 제1 유도 코일(45)에 의해 유도 가열되는 제1 서셉터 요소로서 기능하며, 바닥부(32)는 제2 유도 코일(46)에 의해 유도 가열되는 제2 서셉터 요소로서 기능한다. 본 구현예에서, 슬리브부(31) 및 바닥부(32)는 모두 동일한 유형의 강자성 스테인리스 스틸로 만들어진다. 그러나, 슬리브부(31) 및 바닥부(32)는 상이한 유도 가열 가능한 재료들을 포함하거나 이들로 이루어지는 것도 또한 가능하다. 유리하게, 이는 슬리브부(31) 및 바닥부(32), 및 이에 따른 물품(60) 내의 상이한 부분들이 상이한 온도까지 가열하는 것을 용이하게 한다.

본 구현예에서, 제1 및 제2 전기 히터들(41, 42)은 서로 독립적으로 작동되도록 구성되어 있다. 즉, 제1 및 제2 전기 히터들(41, 42)의 각각은 각각의 다른 히터로부터 독립적으로 각각의 히터의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 분리 제어기(14, 15)에 연관되고 분리 제어기에 의해 실행된다. 제어기들(14, 15) 둘 다 에어로졸 발생 장치(10)의 전체 제어기(13)의 일부일 수도 있고 또는 전체 제어기의 서브유닛일 수도 있다. 2개의 제어기들(14, 15)의 각각은 500kHz 내지 30MHz의 주파수를 갖는 고주파 발진 전류를 제공하도록 구성되어 있는 AC 발전기(도 1에 도시되지 않음)를 포함하고 있다. 유도 코일에 AC 전류를 제공하기 위해, 제어기들(14, 15)은 제1 및 제2 유도 코일(45, 46)과 와이어(도 1에 미도시함)에 의해 각각 작동적으로 결합되어 있다. 제어기들(13, 14, 15)은 재충전식 전력 공급부(16), 예를 들어 리튬 철 인산염 배터리에 의해 전력을 공급받는다.

슬리브부(31)와 바닥부(32)의 제1 및 제2 가열 온도의 완전히 독립적인 제어와 관련하여, 제어기들(14, 15)은, 상이한 주파수 및/또는 상이한 진폭 및/또는 상이한 시간에 제1 및 제2 유도 코일(45, 46)을 작동시키기 위한 각각의 고주파 발진 전류를 발생시키고 제공하도록 구성되어 있다. 제1 유도 코일(45)을 작동시키기 위한 고주파 발진 전류는 주파수 및/또는 진폭 및/또는 시간 및 지속 기간에 관하여 제2 유도 코일(46)을 작동시키기 위한 고주파 발진 전류와 다를 수도 있다. 유리하게, 이는 슬리브부(31)와 바닥부(32)를 상이한 온도까지 및/또는 상이한 시간에 및/또는 상이한 지속 기간 동안 가열할 수 있게 한다. 따라서, 제1, 제2 및 제3 에어로졸 형성 기재들-바람직하게는 상이한 향미제를 포함하고 있음-은 다양한 사용자의 경험을 크게 증가시키는, 상이한 시간 및/또는 상이한 강도에서 및/또는 상이한 지속 기간 동안 활성화될 수 있다.

슬리브부(31)와 바닥부(32)의 독립적인 가열을 용이하게 하기 위해서, 특히 슬리브부(31)와 바닥부(32) 사이의 열 간섭을 방지하기 위해서, 가열실(30)은 슬리브부(31)와 바닥부(32) 사이에 배열되어 있는 열 절연 링(33)을 포함하고 있다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 가열 조립체(10)-가열실(30)의 슬리브부(31), 바닥부(32) 및 절연 링(33)을 포함하고 있음- 뿐만 아니라 제어기들(13, 14, 15) 및 전력 공급부(16)는 에어로졸 발생 장치(10)의 하우징(11) 내부에 배열되어 있다. 하우징(11) 내에서, 장치(10)는 유리하게는 장치(10)를 보유할 때 사용자가 화상을 입는 것을 방지하는 열 절연 재료(17)를 가열 조립체(10)의 주변부에 더 포함하고 있다.

도 1에서 더 볼 수 있는 바와 같이, 장치(10)는 장치 하우징(11)의 장치 내의 측면 공기 유입구(18)로부터 바닥부(32)의 개구부(38)를 통해 가열실(30)의 내부 공극 내로 연장되어 있는 공기 경로를 포함하고 있다. 그로부터, 공기 경로는 원위 팁 부분(63)을 경유하여 물품(60)의 근위 말단(65)에서 필터 플러그(64)까지의 그 길이 연장부를 따라 모두 물품(60)을 통해서 계속된다. 상술한 바와 같이, 본 구현예의 물품을 통과하는 공기 경로는 주로 물품(60)의 중심을 통해, 특히 관형 주변부(61)보다 낮은 흡인 저항을 제공하는 코어 부분(62)을 통해 연장되어 있다.

사용시, 사용자는 버튼(도 1에 미도시함)을 눌러 복수의 상이한 가열 시퀀스들 또는 작동 모드들로부터 특정 가열 시퀀스를 선택하여 활성화시킬 수 있다. 사용자에 의해 선택된 특정 가열 시퀀스에 따라, 제어기들(14, 15)은, 슬리브부(31) 및 바닥부(32) 내에 각각의 교류 전자기장을 발생시키도록 고주파 발진 전류를 제1 및/또는 제2 유도 코일(45, 46)에 제공한다. 결과적으로, 슬리브부(31) 및/또는 바닥부(32)는, 슬리브부(31) 및 바닥부(32)의 재료 각각의 자기 및 전기 특성에 따라, 각각의 교류 전자기장에 의해 유도되어 있는 와류 및/또는 이력 손실로 인해 가열된다. 슬리브부(31) 및/또는 바닥부(32)는 제1 또는 제2 가열 온도에 도달할 때까지 가열한다. 이러한 온도는 관형 주변부(61), 코어 부분(62) 및 원위 팁 부분(64) 내의 연관된 제1, 제2 또는 제3 에어로졸 형성 기재의 특정 에어로졸 방출 온도에 관하여 선택된다. 바람직하게는 특정 가열 시간 후에, 사용자는 공기 유입구(18)를 통해 가열실(13) 내로, 그리고 추가로 물품(60)을 통해 사용자의 입 안으로 공기를 흡인하도록 사용자는 -마우스피스로 기능하는- 필터 플러그(64)를 퍼프할 수 있다. 특정 가열 시퀀스 및 선택된 시퀀스 내의 특정 시점에 따라, 관형 주변부(61), 코어 부분(62) 및/또는 원위 팁 부분(64)으로부터 방출되는, 기화된 에어로졸 형성 재료는 실질적으로 원위 팁 부분(64)로부터 코어 부분(62)의 중앙 공기 경로를 따라 물품(60)의 근위 말단(65)을 향해 흐르는 공기에 연행된다. 이러한 방식으로, 기화된 에어로졸 형성 물질은 냉각되어 필터 플러그(64)를 통해 사용자의 입 안으로 빠져나가기 전에 에어로졸을 형성한다.

특정 가열 시퀀스에 따라, 제어기들(14, 15)은 소정의 시간에 그리고 소정의 지속 기간 동안 제1 및 제2 히터(41, 42)에 전력을 공급한다. 예를 들어, 특정 가열 시퀀스는 상이한 향미 전용인 에어로졸 발생 물품(60) 내에 상이한 기재 부분들(71, 72, 73)의 순차 가열을 제공할 수 있다. 다른 가열 시퀀스는 에어로졸 발생 물품(60) 내에서 상이한 기재 부분들(61, 62, 63)의 가열을, 시간 경과에 따라 가변하는, 상이한 강도로 제공할 수 있다. 또 다른 가열 시퀀스는 상이한 온도에서 에어로졸 발생 물품(60) 내에서 상이한 기재 부분들(61, 62, 63)의 가열을 제공할 수 있고, 상이한 기재 부분들(61, 62, 63)은 동일한 에어로졸 형성 기재 또는 상이한 에어로졸 형성 기재들(71, 72, 73)을 포함할 수 있다.

또한, 에어로졸 발생 장치(10)는 사용자 또는 장치의 제공자에 의한 가열 시퀀스의 맞춤형 변형을 위해 구성되는 것이 가능할 수 있다. 가열 시퀀스는, 예를 들어, 제어기들(13, 14, 15)과 작동적으로 결합되어 있는 장치에서 사용자 인터페이스를 통해, 및/또는 개인용 컴퓨터 또는 모바일 폰, 예를 들어 스마트폰과 같은 외부 장치를 사용하여 무선 또는 와이어-결합 연결에 의해 원격으로 변형될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 전기 가열 조립체(120)를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템(101)을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2에 도시된 시스템(101)은, 특히 에어로졸 발생 물품(60, 160) 및 에어로졸 발생 장치(10, 110)에 대하여, 도 1에 도시된 시스템(1)과 매우 유사하다. 에어로졸 발생 물품들(60, 160)은 심지어 동일하다. 따라서, 유사하거나 동일한 특징부들은 도 1에서와 동일한 참조 번호로 100씩 증가하면서 표시되어 있다. 그러나, 도 1에 따른 에어로졸 발생 장치(10)와 대조적으로, 도 2에 따른 장치(110)는 장치 하우징의 원주에 측면 공기 유입구를 포함하지 않는다. 대신에, 가열실(130)의 슬리브부(131), 바닥부(132) 및 열 절연 링(133)은, 가열실(130)의 근위 말단(135)과 가열실(130) 내로 삽입되어 있는 물품(160)의 원위 팁 말단(163)을 향하는 바닥부(132)의 내측면 사이에 복수의 기류 통로들을 제공하기 위해, 가열실(130)의 근위 말단(135)으로부터 바닥부(132)까지 그리고 추가로 바닥부의 내측면을 따라 연장되어 있는 복수의 슬롯들 또는 홈들을 그들 각각의 내부 표면에 포함하고 있다. 따라서, 사용자가 물품(160)의 필터 플러그(164)를 퍼프할 때, 주변 공기는 가열실(130)의 근위 말단(135)에서 흡인되고, 추가로 복수의 슬롯들 또는 홈들을 따라 물품(160)의 원위 팁 말단(163) 내로 통과한다. 복수의 슬롯들 또는 홈들을 통과할 때, 이에 따라 주변 공기는 에어로졸 형성에 유익하게 영향을 미치는 슬리브부(132) 및 바닥부(132)에 의해 예열된다.

Claims (15)

1. 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 가열 조립체로서, 상기 가열 조립체는
   - 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 컵 형상의 가열실로서, 상기 가열실은 슬리브부 및 상기 가열실의 개방된 근위 말단과 대향하는 상기 가열실의 원위 말단에 배열되어 있는 바닥부에 의해 적어도 형성되어 있는, 상기 컵 형상의 가열실;
   - 적어도 제1 온도로 상기 슬리브부를 가열하기 위해 상기 슬리브부 주위에 원주방향으로 배열되어 있는 적어도 하나의 제1 가열 요소를 포함하는 제1 전기 히터; 및
   - 적어도 제2 온도로 상기 바닥부를 가열하기 위해 상기 바닥부의 외부 말단면에 배열되어 있는 적어도 하나의 제2 가열 요소를 포함하는 제2 전기 히터를 포함하는, 가열 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전기 히터는 서로 독립적으로 작동되도록 구성되어 있는 것인, 가열 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가열 요소는 저항 가열 요소를 포함하거나, 또는 상기 제1 가열 요소는 제1 유도 코일을 포함하고 상기 슬리브부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하는 것인, 가열 조립체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 요소는 저항 가열 요소를 포함하거나; 또는 상기 제2 가열 요소는 제2 유도 코일을 포함하고 상기 바닥부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하는 것인, 가열 조립체.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가열 요소는 제1 유도 코일을 포함하고 상기 슬리브부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하고, 그리고, 상기 제2 가열 요소는 제2 유도 코일을 포함하고 상기 바닥부는 유도 가열 가능한 재료를 포함하고, 그리고, 상기 제1 유도 코일의 인덕턴스는 상기 제2 유도 코일의 인덕턴스와 상이한 것인, 가열 조립체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컵 형상의 가열실은 상기 슬리브부와 상기 바닥부 사이에 배열되어 있는 열 절연 링을 더 포함하는 것인, 가열 조립체.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열실은 원통형 또는 절두체(frustum) 형상인 것인, 가열 조립체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥부 또는 상기 슬리브부 중 적어도 하나는 유체 투과성이고, 특히 적어도 하나의 개구부를 포함하고 그리고/또는 천공되어 있는 것인, 가열 조립체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브부는 제1 재료를 포함하고, 상기 바닥부는 상기 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함하는 것인, 가열 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 슬리브부의 상기 제1 재료의 전기 저항률, 자기 투과성 또는 비열 중 적어도 하나는 각각 상기 바닥부의 상기 제2 재료의 전기 저항률, 자기 투과성 또는 비열과 상이한 것인, 가열 조립체.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가열 조립체를 포함하는, 전기 가열 에어로졸 발생 장치.
12. 에어로졸 발생 시스템으로서,
    - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가열 조립체 또는 제11항에 따른 에어로졸 발생 장치,
    - 상기 가열 조립체의 상기 가열실 내에 수용 가능한 에어로졸 발생 물품을 포함하되, 상기 물품은 가열될 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 물품은 코어 부분, 상기 코어 부분을 둘러싸고 있는 관형 주변부 및 원위 팁 부분을 포함하는 실질적으로 로드 형상을 가지고, 상기 관형 주변부는 제1 에어로졸 형성 기재를 포함하고 상기 원위 팁 부분은 제2 에어로졸 형성 기재를 포함하는 것인, 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 코어 부분은 중공형이거나 제3 에어로졸 형성 기재를 포함하는 것인, 시스템.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 코어 부분은 에어로졸-밀착 분리 슬리브에 의해 상기 관형 주변부로부터 분리되어 있는 것인, 시스템.

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