KR20210078347A - Aerosol generating apparatus - Google Patents

Aerosol generating apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20210078347A
KR20210078347A KR1020190170237A KR20190170237A KR20210078347A KR 20210078347 A KR20210078347 A KR 20210078347A KR 1020190170237 A KR1020190170237 A KR 1020190170237A KR 20190170237 A KR20190170237 A KR 20190170237A KR 20210078347 A KR20210078347 A KR 20210078347A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater element
aerosol
light
metal nanoparticles
light source
Prior art date
Application number
KR1020190170237A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102400047B1 (en
Inventor
선우준
성진수
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Priority to KR1020190170237A priority Critical patent/KR102400047B1/en
Publication of KR20210078347A publication Critical patent/KR20210078347A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102400047B1 publication Critical patent/KR102400047B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10Devices using liquid inhalable precursors

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

The present invention relates to an aerosol generating apparatus including: a cavity accommodating at least a part of an aerosol forming base material; an elongated heater element extending in one direction of the cavity and arranged so as to penetrate the aerosol forming base material when the aerosol forming base material is accommodated in the cavity; and a light source irradiating the elongated heater element with light. Metal nanoparticles are arranged in the elongated heater element. The metal nanoparticles generate heat by receiving the light from the light source and by surface plasmon resonance. At least one uneven portion is formed in the elongated heater element. At least some of the metal nanoparticles are arranged on the at least one uneven portion.

Description

에어로졸 생성 장치{AEROSOL GENERATING APPARATUS}Aerosol generating device {AEROSOL GENERATING APPARATUS}

본 발명은 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aerosol generating device for heating an aerosol-forming substrate to form an aerosol.

근래에 전통적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 기재를 가열함에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 연구가 증가하고 있다. 가열식 에어로졸 생성 장치에서는 히터를 이용하여 궐련이 가열된다.In recent years there has been an increasing demand for alternative methods that overcome the disadvantages of traditional cigarettes. For example, there is increasing research on methods of generating an aerosol by heating an aerosol-generating substrate in a cigarette rather than a method of burning a cigarette to generate an aerosol. In a heated aerosol generating device, a cigarette is heated using a heater.

전형적으로, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성하기 위한 하나 이상의 휘발성 혼합물들을 방출하기 위해 수백도의 온도로 가열된다. 대부분의 경우, 이는 에어로졸 형성 기재를 내부적으로 가열하기 위한, 블레이드형 히터 요소와 같은 히터를 삽입함으로써, 또는 튜브형 히터와 같은 외부 히터를 이용함으로써 달성된다. Typically, the aerosol-forming substrate is heated to a temperature of several hundred degrees to release one or more volatile mixtures to form an aerosol. In most cases, this is accomplished by inserting a heater, such as a bladed heater element, or using an external heater, such as a tubular heater, to internally heat the aerosol-forming substrate.

다만, 내부적으로 또는 외부적으로 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 히터는 대부분 저항성 히터이기 때문에, 반드시 전원과의 전기적 접촉을 요구하게 되고, 이는 장치의 구조 상의 제약으로 이어진다. However, since most of the heaters for internally or externally heating the aerosol-forming substrate are resistive heaters, electrical contact with a power source is necessarily required, which leads to limitations on the structure of the device.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 목적은 금속 나노입자들을 통한 표면 플라즈몬 공명(SPR: Surface Plasmon Resonance)에 의한 가열을 이용하여 전원 공급기로의 전기적 연결이 필요없는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다. An object according to an aspect of the present invention for solving the above-described problems is an aerosol generating device that does not require electrical connection to a power supply by using heating by surface plasmon resonance (SPR) through metal nanoparticles. will provide

또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 목적은 히터 요소의 내부에 배열된 요철부에 의해, 금속 나노입자들로 조사되는 광의 난반사를 야기하여 균일 가열 및 가열 효율의 극대화를 달성하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다. In addition, it is another object of the present invention to provide an aerosol generating device that achieves uniform heating and maximization of heating efficiency by causing diffuse reflection of light irradiated to metal nanoparticles by an uneven portion arranged inside the heater element. will be.

더욱이, 본 발명의 또 다른 양태에 따른 목적은 서로 다른 종류의 금속 나노입자들을 국소적으로 배치함으로써 사용자가 원하는 영역에 대한 보다 정밀 가열을 수행하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것이다.Moreover, it is an object according to another aspect of the present invention to provide an aerosol generating device that performs more precise heating on a user-desired area by locally disposing different types of metal nanoparticles.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티, 상기 캐비티의 일 방향으로 연장되고 상기 에어로졸 형성 기재가 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 배열된 세장형 히터 요소 및 상기 세장형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되, 상기 세장형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며, 상기 세장형 히터 요소에 적어도 하나의 요철부가 형성되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 요철부 상에 배열될 수 있다.An aerosol-generating device according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a cavity accommodating at least a portion of an aerosol-forming substrate, extending in one direction of the cavity, and when the aerosol-forming substrate is accommodated in the cavity, the An elongated heater element arranged to penetrate the aerosol-forming substrate and a light source irradiating light to the elongated heater element, wherein a plurality of metal nanoparticles are arranged in the elongate heater element, and the plurality of metal nanoparticles are Receiving light from the light source to generate heat by surface plasmon resonance (SPR), at least one concavo-convex portion is formed in the elongate heater element, and at least some of the plurality of metal nanoparticles It may be arranged on the at least one concavo-convex part.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티, 상기 캐비티의 측벽 중 적어도 일부를 따라 연장되고, 상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열된 환형 히터 요소 및 상기 환형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되, 상기 환형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며, 상기 환형 히터 요소에 적어도 하나의 요철부가 형성되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 요철부 상에 배열될 수 있다.An aerosol-generating device according to another aspect of the present invention for achieving the above object is a cavity accommodating at least a portion of an aerosol-forming substrate, extending along at least a portion of a sidewall of the cavity, wherein the aerosol-forming substrate is disposed within the cavity When received, an annular heater element arranged to surround at least a portion of the aerosol-forming substrate and a light source irradiating light to the annular heater element, wherein a plurality of metal nanoparticles are arranged in the annular heater element, the plurality of of the metal nanoparticles receive light from the light source and generate heat by surface plasmon resonance (SPR), at least one concavo-convex portion is formed in the annular heater element, and the plurality of metal nanoparticles At least some of them may be arranged on the at least one concavo-convex part.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티, 상기 캐비티의 일 방향으로 연장되고 상기 에어로졸 형성 기재가 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 배열된 세장형 히터 요소 및 상기 세장형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되, 상기 세장형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며, 제 1 파장의 광을 흡수하는 제 1 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 1 영역에 배열되고, 제 2 파장의 광을 흡수하는 제 2 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 2 영역에 배열될 수 있다.An aerosol-generating device according to another aspect of the present invention for achieving the above object includes a cavity accommodating at least a portion of an aerosol-forming substrate, extending in one direction of the cavity, and when the aerosol-forming substrate is accommodated in the cavity, An elongated heater element arranged to penetrate the aerosol-forming substrate and a light source irradiating light to the elongated heater element, wherein a plurality of metal nanoparticles are arranged in the elongate heater element, and the plurality of metal nanoparticles They receive light from the light source to generate heat by surface plasmon resonance (SPR), and the first metal nanoparticles absorbing light of a first wavelength are in a first region of the elongate heater element. A second metal nanoparticle arranged and absorbing light of a second wavelength may be arranged in a second region of the elongate heater element.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티, 상기 캐비티의 측벽 중 적어도 일부를 따라 연장되고, 상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열된 환형 히터 요소 및 상기 환형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되, 상기 환형 히터 요소의 내면에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고, 상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며, 제 1 파장의 광을 흡수하는 제 1 금속 나노입자는 상기 환형 히터 요소의 제 1 영역에 배열되고, 제 2 파장의 광을 흡수하는 제 2 금속 나노입자는 상기 환형 히터 요소의 제 2 영역에 배열될 수 있다.An aerosol-generating device according to another aspect of the present invention for achieving the above object is a cavity accommodating at least a portion of an aerosol-forming substrate, extending along at least a portion of a sidewall of the cavity, wherein the aerosol-forming substrate is disposed within the cavity When received, an annular heater element arranged to surround at least a portion of the aerosol-forming substrate and a light source irradiating light to the annular heater element, wherein a plurality of metal nanoparticles are arranged on an inner surface of the annular heater element, The plurality of metal nanoparticles receive light from the light source to generate heat by surface plasmon resonance (SPR), and the first metal nanoparticles absorbing light of a first wavelength are the annular heater element The second metal nanoparticles arranged in the first region of and absorbing light of the second wavelength may be arranged in the second region of the annular heater element.

본 발명의 에어로졸 생성 장치에 따르면, 금속 나노입자들을 통한 표면 플라즈몬 공명에 의한 가열을 이용하기 때문에 전원 공급기로의 전기적 연결이 요구되지 않아 장치의 제조를 단순화하는 효과가 있다. According to the aerosol generating device of the present invention, since heating by surface plasmon resonance through metal nanoparticles is used, electrical connection to a power supply is not required, thereby simplifying the manufacture of the device.

또한, 히터 요소의 내부에 배열된 요철부에 의해, 금속 나노입자들로 조사되는 광의 난반사가 야기되기 때문에, 균일한 가열이 달성되고, 공급되는 전력 대비 가열 효율이 극대화되는 효과가 있다. In addition, since diffuse reflection of light irradiated to the metal nanoparticles is caused by the irregularities arranged inside the heater element, uniform heating is achieved, and heating efficiency is maximized compared to the supplied power.

더욱이, 서로 다른 종류의 금속 나노입자들을 국소적으로 배치함으로써 사용자가 원하는 영역에 대한 보다 정밀한 부분 가열을 달성하는 효과가 있다. Moreover, by locally disposing different types of metal nanoparticles, there is an effect of achieving more precise partial heating of a desired area by a user.

도 1, 도 2a 내지 도 2b는 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 에어로졸 형성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 세장형 히터 요소의 내부에 형성된 요철부의 예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 5의 세장형 히터 요소에 포함된 렌즈에 의해 광원으로부터의 광이 기준값 이상의 입사각을 갖도록 하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 6a의 요철부 상에 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 도포된 예를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 6a의 요철부의 다양한 형상을 나타낸 단면도이다.
도 10은 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 서로 다른 영역에 배열된 세장형 히터 요소를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 사이에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.
도 12는 도 11의 환형 히터 요소를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소를 포함하는 히터 조립체의 단면도 및 평면도이다.
도 14a 및 도 14b는 동작 위치 및 방출 위치에서의 도 13a 및 도 13b의 히터 조립체의 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 사이에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.
도 16a 및 도 16b는, 다른 실시예에 따라, 도 15의 에어로졸 생성 장치에서 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 하부에 배치된 광원이 각각의 히터 요소에 독립적으로 복수 개 배열된 예를 나타낸 단면도 및 평면도이다.
도 17은 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 서로 다른 영역에 배열된 환형 히터 요소를 나타낸 단면도이다.
1, 2A to 2B are views showing examples in which an aerosol-forming article is inserted into an aerosol-generating device.
3 is a diagram illustrating an example of an aerosol-forming article.
4A is a perspective view of an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a perspective view showing an operating state of the aerosol generating device shown in FIG. 4A .
5 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted into an elongated heater element of an aerosol-generating device according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are cross-sectional views illustrating an example of an uneven portion formed inside the elongated heater element of FIG. 5 .
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a process of allowing light from a light source to have an incident angle greater than or equal to a reference value by a lens included in the elongate heater element of FIG. 5 .
8 is a cross-sectional view illustrating an example in which different types of metal nanoparticles are coated on the uneven portion of FIG. 6A.
9 is a cross-sectional view illustrating various shapes of the concavo-convex portion of FIG. 6A .
10 is a cross-sectional view illustrating an elongated heater element in which different types of metal nanoparticles are arranged in different regions.
11 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted between an elongate heater element and an annular heater element of an aerosol-generating device according to another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view specifically illustrating the annular heater element of FIG. 11 .
13A and 13B are cross-sectional and plan views of a heater assembly including the elongate heater element and the annular heater element of FIG. 11 ;
14A and 14B are cross-sectional views of the heater assembly of FIGS. 13A and 13B in an operating position and an ejection position;
15 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted between an elongate heater element and an annular heater element of an aerosol-generating device according to another embodiment of the present invention;
16A and 16B are cross-sectional views illustrating an example in which a plurality of light sources disposed below an elongate heater element and an annular heater element are independently arranged on each heater element in the aerosol generating device of FIG. 15 according to another embodiment; It is a flat view.
17 is a cross-sectional view illustrating an annular heater element in which different types of metal nanoparticles are arranged in different regions.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

도 1은 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예들을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 제어부(120), 히터(130) 및 캐비티(140)를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 물품(200)은 에어로졸 형성 기재를 포함하는 담배 로드 부분(210)과 필터 로드 부분(220)을 포함할 수 있다. 1 is a diagram illustrating examples in which an aerosol-forming article is inserted into an aerosol-generating device. As shown in FIG. 1 , the aerosol generating device 100 may include a battery 110 , a control unit 120 , a heater 130 , and a cavity 140 . The aerosol-forming article 200 may include a tobacco rod portion 210 comprising an aerosol-forming substrate and a filter rod portion 220 .

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 형성 기재들과 연동하는 장치이다. 에어로졸 생성 시스템은 에어로졸 생성 장치(100)와 상기 장치(100)와 함께 사용되는 에어로졸 형성 물품(200)(예컨대, 궐련)의 조합을 나타낼 수 있다. 에어로졸 생성 시스템은 전기적으로 동작하거나 전기적 에어로졸 생성 장치 내의 전기적 전원 공급기를 재충전하기 위한 충전기와 같은 부가적인 컴포넌트들(미도시)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an aerosol generating device 100 is a device that interacts with aerosol-forming substrates to generate an aerosol. An aerosol-generating system may represent a combination of an aerosol-generating device 100 and an aerosol-forming article 200 (eg, a cigarette) used with the device 100 . The aerosol generating system may be electrically operated or include additional components (not shown) such as a charger for recharging an electrical power supply within the electrical aerosol generating device.

에어로졸 생성 장치(100)의 캐비티(140)에는 에어로졸 형성 물품(200)이 삽입될 수 있다. 에어로졸 형성 물품(200)이 상기 캐비티(140)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130)를 가열한다. 에어로졸 형성 물품(200) 내에 에어로졸 형성 기재는 가열된 히터(130)에 의해 온도가 상승하게 되고, 이에 따라 에어로졸이 생성된다. 생성된 에어로졸은 에어로졸 형성 물품(200)의 필터를 통해 사용자에게 전달된다. An aerosol-forming article 200 may be inserted into the cavity 140 of the aerosol-generating device 100 . When the aerosol-forming article 200 is inserted into the cavity 140 , the aerosol-generating device 100 heats the heater 130 . The aerosol-forming substrate within the aerosol-forming article 200 is heated by the heated heater 130 , thereby generating an aerosol. The generated aerosol is delivered to the user through the filter of the aerosol-forming article 200 .

배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)로 전력을 공급한다. 배터리(110)는 히터(130)의 가열 동작 및 제어부(120)의 제어 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)에 설치된 디스플레이, 센서 및 모터 등의 부수적인 컴포넌트의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 일 예로, 배터리(110)는 DC 전원과 같은 임의의 적합한 전력 공급기를 포함할 수 있다. 전력 공급기는 재충전가능한 리튬-이온 배터리(Lithium-ion battery)를 포함한다. 또는, 니켈-금속 합금 전지(Nickel-metal hydride battery), 니켈-카드뮴 전지(Nickel cadmium battery) 또는 리튬 코발트, 리튬-철인산염, 리튬 티탄염 또는 리튬-폴리머 배터리와 같은 리튬 기반 배터리를 포함할 수 있다. 전력 공급기는 커패시터와 같은 전하 저장 장치를 포함할 수 있다. 전기적 전원 공급기는 재충전을 요구할 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)의 한번 이상의 사용을 위한 충분한 에너지의 저장을 허용하는 커패시터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 전기적 전원 공급기는 약 5분 정도(일반 궐련의 전형적인 흡연 시간)의 시간 동안 에어로졸의 연속적인 생성을 위한 충분한 커패시티를 가질 수 있고, 이러한 5분의 시간을 다수 회 허용할 수도 있다. 다른 예에서, 전기적 전원 공급기는 소정 수의 퍼프들 또는 이산적인 활성화들(discrete activations)을 허용하기에 충분한 커패시티를 가질 수 있다. The battery 110 supplies power to the aerosol generating device 100 . The battery 110 may supply power required for the heating operation of the heater 130 and the control operation of the controller 120 . In addition, power required for the operation of ancillary components such as a display, a sensor, and a motor installed in the aerosol generating device 100 may be supplied. As an example, battery 110 may include any suitable power supply, such as a DC power supply. The power supply includes a rechargeable lithium-ion battery. Alternatively, it may include a nickel-metal hydride battery, a nickel-cadmium battery, or a lithium-based battery such as a lithium cobalt, lithium-iron phosphate, lithium titanate or lithium-polymer battery. have. The power supply may include a charge storage device such as a capacitor. The electrical power supply may require recharging and may include a capacitor to allow storage of sufficient energy for one or more uses of the aerosol generating device 100 . In one example, the electrical power supply may have sufficient capacity for continuous generation of the aerosol for a period of time on the order of about 5 minutes (the typical smoking time of a regular cigarette), and may allow multiple times of this time of 5 minutes. . In another example, the electrical power supply may have sufficient capacity to allow for a certain number of puffs or discrete activations.

제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(100)에서 수행되는 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 배터리(110) 및 히터(130)뿐만 아니라, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 다른 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 사용자의 입력에 따라 복수의 구성요소들의 동작을 스케쥴링하고 적절한 작업이 이루어지는지 관리한다. 제어부(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 구성요소들의 상태를 확인하여 에어로졸 생성 장치(100)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수 있다. The control unit 120 controls overall operations performed by the aerosol generating device 100 . Specifically, the controller 120 may control the operation of the battery 110 and the heater 130 as well as other components included in the aerosol generating device 100 . The controller 120 schedules operations of a plurality of components according to a user's input and manages whether an appropriate operation is performed. The controller 120 may determine whether the aerosol generating device 100 is in an operable state by checking the states of the components of the aerosol generating device 100 .

일 예에서, 제어부(120)는 가열 사이클(heating cycle)의 시작 시점에서 표면 플라즈몬 공명을 위해 금속 나노입자들로 광을 조사하기 위한 광원으로 전력의 공급을 개시하도록 구성될 수 있다. 제어부(120)는 가열 사이클의 종료 시점에서 광원으로 전력 공급을 종료하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어부(120)는 광원으로 연속적인 전력을 공급할 수 있다. 다른 예에서, 광원으로 간헐적인 전력을 공급할 수도 있다. 또는, 펄스 형태의 전력을 공급할 수도 있다. 광원으로의 펄스 형태의 전력 공급은 표면 플라즈몬 공명에 의해 여기된 자유전자들의 열적 이완을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 히터 요소의 가열 효율을 제고시킬 수 있다. 바람직하게는, 제어부(120)는 펄스 간의 간격이 약 1 ps(picosecond) 이하의 연속적인 펄스 형태의 전력을 광원에 인가하는 것이 좋다. In an example, the control unit 120 may be configured to start supplying power to a light source for irradiating light with metal nanoparticles for surface plasmon resonance at a start time of a heating cycle. The control unit 120 may be configured to terminate the supply of power to the light source at the end of the heating cycle. In this case, the controller 120 may continuously supply power to the light source. In another example, the light source may be powered intermittently. Alternatively, power in the form of a pulse may be supplied. Power supply in the form of a pulse to the light source can increase the thermal relaxation of free electrons excited by surface plasmon resonance. Accordingly, it is possible to improve the heating efficiency of the heater element. Preferably, the controller 120 applies power in the form of continuous pulses with an interval between pulses of about 1 ps (picosecond) or less to the light source.

제어부(120)는 하나 이상의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있고, 범용적인 프로세서와 해당 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.The controller 120 may be implemented with one or more processors (not shown). The processor may be implemented as an array of a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose processor and a memory in which a program executable in the processor is stored. In addition, it can be understood by those of ordinary skill in the art that the present invention may be implemented in other types of hardware.

히터(130)는 배터리(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 가열 동작을 수행한다. 에어로졸 형성 물품(200)이 캐비티(140)에 수용될 때, 히터(130)는 에어로졸 형성 물품(200)의 내부에 위치할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 히터(130)는 튜브형으로 형성되어 에어로졸 형성 물품(200)의 외부에 위치하게 되고, 물품(200)의 외부를 가열할 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 히터(130)는 내부 및 외부에 모두 구비되어 에어로졸 형성 물품(200)의 내부와 외부를 함께 가열할 수도 있다. 가열된 히터(130)는 에어로졸 형성 기재에 포함된 에어로졸 생성 기재의 온도를 상승시켜 에어로졸을 발생시킨다. The heater 130 performs a heating operation using power supplied from the battery 110 . When the aerosol-forming article 200 is received in the cavity 140 , the heater 130 may be positioned inside the aerosol-forming article 200 . According to another embodiment, the heater 130 may be formed in a tubular shape to be positioned outside the aerosol-forming article 200 , and may heat the outside of the article 200 . According to another embodiment, the heater 130 may be provided both inside and outside to heat the inside and outside of the aerosol-forming article 200 together. The heated heater 130 generates an aerosol by raising the temperature of the aerosol-generating substrate included in the aerosol-forming substrate.

히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예컨대, 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류를 흘려보냄에 따라 히터(130)가 가열될 수 있다. 히터(130)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(100)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다. 제어부(120)는 설정된 희망 온도까지의 도달시키고 해당 온도를 유지하기 위해, 히터(130)로 공급되는 전류를 적절히 제어할 수 있다. The heater 130 may be an electrically resistive heater. For example, the heater 130 may include an electrically conductive track, and the heater 130 may be heated by flowing a current through the electrically conductive track. The heater 130 is not limited to the above-described example, and may be applicable without limitation as long as it can be heated to a desired temperature. Here, the desired temperature may be preset in the aerosol generating device 100 or may be set to a desired temperature by the user. The controller 120 may appropriately control the current supplied to the heater 130 in order to reach the set desired temperature and maintain the temperature.

다른 예시로, 히터(130)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 유도 가열식 히터는 에어로졸 형성 물품(200)을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 에어로졸 형성 물품(200)은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다. 이때, 서셉터는 에어로졸 생성 장치(100)에 구비될 수도 있다. As another example, the heater 130 may be an induction heating type heater. Specifically, the induction heating heater may include an electrically conductive coil for heating the aerosol-forming article 200 in an induction heating manner, the aerosol-forming article 200 comprising a susceptor capable of being heated by the induction heating heater can do. In this case, the susceptor may be provided in the aerosol generating device 100 .

본 발명의 실시예에 따르면, 히터(130)는 전기 저항성 히터 및/또는 유도 가열식 히터를 포함할 수도 있지만, 표면 플라즈몬 공명을 이용하는 히터를 포함할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명을 이용하는 히터는 앞선 두 히터 중 적어도 하나와 함께 사용될 수도 있지만 그렇지 않고 단독으로 사용될 수도 있다. 표면 플라즈몬 공명 기반의 히터는 복수 개가 사용될 수 있고, 에어로졸 형성 물품(200)의 내부 및/또는 외부에 대한 가열이 가능하다. 이러한 표면 플라즈몬 공명 기반의 히터(130)의 구성에 대해서는 이하 도 5 내지 도 17을 통해 보다 상세히 설명한다. According to an embodiment of the present invention, the heater 130 may include an electrically resistive heater and/or an induction heating type heater, but may include a heater using surface plasmon resonance. A heater using surface plasmon resonance may be used together with at least one of the two heaters, but may not be used alone. A plurality of surface plasmon resonance-based heaters may be used, and heating of the inside and/or outside of the aerosol-forming article 200 is possible. The configuration of the surface plasmon resonance-based heater 130 will be described in more detail below with reference to FIGS. 5 to 17 .

도 1의 실시예에서는, 히터(130)가 에어로졸 형성 물품(200)의 내부에 삽입되도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(130)는 관 형 히터 요소, 판 형 히터 요소, 침 형 히터 요소 또는 봉 형의 히터 요소를 포함할 수 있으며, 히터 요소의 모양에 따라 에어로졸 형성 물품(200)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.In the embodiment of FIG. 1 , the heater 130 is illustrated as being disposed to be inserted into the interior of the aerosol-forming article 200 , but is not limited thereto. For example, the heater 130 may include a tubular heater element, a plate-type heater element, a needle-type heater element, or a rod-type heater element, depending on the shape of the heater element, inside or outside the aerosol-forming article 200 . It can be heated outside.

또한, 에어로졸 생성 장치(100)에는 히터(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(130)들은 에어로졸 형성 물품(200)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 에어로졸 형성 물품(200)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(130)들 중 일부는 에어로졸 형성 물품(200)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 에어로졸 형성 물품(200)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(130)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.In addition, a plurality of heaters 130 may be disposed in the aerosol generating device 100 . In this case, the plurality of heaters 130 may be disposed to be inserted into the aerosol-forming article 200 or may be disposed outside the aerosol-forming article 200 . In addition, some of the plurality of heaters 130 may be disposed to be inserted into the aerosol-forming article 200 , and others may be disposed outside the aerosol-forming article 200 . In addition, the shape of the heater 130 is not limited to the shape shown in FIG. 1 , and may be manufactured in various shapes.

한편, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 공간의 청소를 위하여, 에어로졸 형성 물품(200)이 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(130)를 가열할 수 있다.On the other hand, for cleaning the inner space of the aerosol generating device 100, even when the aerosol-forming article 200 is not inserted into the aerosol generating device 100, the aerosol generating device 100 can heat the heater 130 have.

한편, 에어로졸 생성 장치(1000)는 배터리(1100), 제어부(1200), 히터(130) 및 캐비티(140) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the aerosol generating device 1000 may further include general-purpose components in addition to the battery 1100 , the controller 1200 , the heater 130 , and the cavity 140 . For example, the aerosol generating device 100 may include a display capable of outputting visual information and/or a motor for outputting tactile information. In addition, the aerosol generating device 100 may include at least one sensor (a puff detection sensor, a temperature sensor, a cigarette insertion detection sensor, etc.).

또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 형성 물품(200)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 공기가 유출될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.In addition, the aerosol generating device 100 may be manufactured in a structure in which external air may be introduced or internal air may flow out even in a state in which the aerosol-forming article 200 is inserted.

도 1에는 도시되지 않았으나, 전술한 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(1000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(100)의 배터리(110)의 충전에 이용될 수 있다. 이때, 크래들과 에어로졸 생성 장치(100)가 결합된 상태에서 히터(130)가 가열될 수도 있다. Although not shown in FIG. 1 , as described above, the aerosol generating device 1000 may constitute a system together with a separate cradle. For example, the cradle may be used to charge the battery 110 of the aerosol generating device 100 . In this case, the heater 130 may be heated in a state in which the cradle and the aerosol generating device 100 are coupled.

에어로졸 형성 물품(200)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 물품(200)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 담배 로드 부분(210)과 필터 등을 포함하는 필터 로드 부분(220)으로 구분될 수 있다. 또는, 에어로졸 형성 물품(200)의 필터 로드 부분(220)에도 에어로졸 형성 기재가 포함될 수 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 형성 기재가 필터 로드 부분(220)에 삽입될 수도 있다.The aerosol-forming article 200 may resemble a conventional combustible cigarette. For example, the aerosol-forming article 200 may be divided into a tobacco rod portion 210 comprising an aerosol generating material and a filter rod portion 220 comprising a filter or the like. Alternatively, the filter rod portion 220 of the aerosol-forming article 200 may also include an aerosol-forming substrate. For example, an aerosol-forming substrate made in the form of granules or capsules may be inserted into the filter rod portion 220 .

에어로졸 생성 장치(100)의 내부에는 담배 로드 부분(210)의 전체가 삽입되고, 필터 로드 부분(220)은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 담배 로드 부분(210)의 일부만 삽입될 수도 있고, 담배 로드 부분(210) 및 필터 로드 부분(220)의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 필터 부분(220)을 입에 문 상태로 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 담배 로드 부분(210)을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 필터 로드 부분(220)을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.The entire tobacco rod portion 210 may be inserted into the aerosol generating device 100 , and the filter rod portion 220 may be exposed to the outside. Alternatively, only a portion of the tobacco rod portion 210 may be inserted into the aerosol generating device 100 , and a portion of the tobacco rod portion 210 and the filter rod portion 220 may be inserted. The user may inhale the aerosol while holding the filter part 220 in the mouth. At this time, the aerosol is generated by the external air passing through the tobacco rod portion 210, the generated aerosol is passed through the filter rod portion 220 is delivered to the user's mouth.

일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(100)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의해 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 달라질 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 에어로졸 형성 물품(200)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 에어로졸 형성 물품(200)의 내부로 유입될 수도 있다.As an example, external air may be introduced through at least one air passage formed in the aerosol generating device 100 . For example, the opening and closing of the air passage and/or the size of the air passage formed in the aerosol generating device 100 may be adjusted by the user. Accordingly, the amount of atomization, the feeling of smoke, and the like may vary. As another example, external air may be introduced into the interior of the aerosol-forming article 200 through at least one hole formed in the surface of the aerosol-forming article 200 .

도 2a 및 도 2b는 증기화기를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예들을 도시한 도면이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 제어부(120), 히터(130) 및 증기화기(150)를 포함할 수 있다. 2A and 2B are views illustrating examples in which an aerosol-forming article is inserted into an aerosol-generating device including a vaporizer. 2A and 2B , the aerosol generating device 100 may include a battery 110 , a control unit 120 , a heater 130 , and a vaporizer 150 .

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 공간에 에어로졸 형성 물품(200)이 삽입될 수 있다. 도 2a 및 도 2b의 실시예에서 캐비티는 별도로 도시하진 않았지만, 히터(130)가 관형으로 형성된 것으로 도시하였고, 관형의 히터(130)가 배열된 부분이 에어로졸 형성 물품(200)이 수용되는 캐비티 부분이라고 볼 수 있다. 히터(130)가 침형에서 관형으로 변경된 것을 제외하고는, 배터리(110) 및 제어부(120)는 도 1의 실시예와 동일한 기능을 수행한다고 볼 수 있다. 다만, 도 2a 및 도 2b의 실시예는 도 1의 실시예보다 증기화기(150)의 구성을 더 포함하고 있다. 즉, 에어로졸 생성 장치(100)는 제어부(120)와 히터(130)의 사이에 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 증기화기(150)를 더 포함한다. 다만, 증기화기(150)의 배열은 반드시 제어부(120)와 히터(130) 사이에 있어야 하는 것은 아니다. 2A and 2B , the aerosol-forming article 200 may be inserted into the inner space of the aerosol-generating device 100 . In the embodiment of FIGS. 2A and 2B , the cavity is not shown separately, but the heater 130 is illustrated as being formed in a tubular shape, and the portion in which the tubular heater 130 is arranged is the cavity portion in which the aerosol-forming article 200 is accommodated. can be seen as Except that the heater 130 is changed from a needle type to a tubular type, it can be seen that the battery 110 and the control unit 120 perform the same functions as in the embodiment of FIG. 1 . However, the embodiment of FIGS. 2A and 2B further includes the configuration of the vaporizer 150 than the embodiment of FIG. 1 . That is, the aerosol generating device 100 further includes a vaporizer 150 for generating an aerosol by heating the liquid composition between the controller 120 and the heater 130 . However, the arrangement of the vaporizer 150 is not necessarily between the controller 120 and the heater 130 .

증기화기(150)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 형성 물품(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 즉, 증기화기(150)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(100)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(150)에 의하여 생성된 에어로졸이 에어로졸 형성 물품(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 액상 조성물에서 생성되는 에어로졸의 양은 상당한 양을 가질 수 있기 때문에, 증기화기(150)에서 생성되는 상당한 양의 에어로졸 및 이 에어로졸이 보유하고 있는 열은 에어로졸 형성 물품(200)의 가열시킬 뿐만 아니라 사용자로 하여금 충분한 연무량을 느끼게 하는데 도움이 될 수 있다. Vaporizer 150 may heat the liquid composition to generate an aerosol, which may pass through aerosol-forming article 200 and delivered to a user. That is, the aerosol generated by the vaporizer 150 may move along an airflow passage of the aerosol generating device 100 , in which the aerosol generated by the vaporizer 150 passes through the aerosol-forming article 200 . and can be configured to be delivered to the user. In particular, since the amount of aerosol produced in a liquid composition can be of a significant amount, the significant amount of aerosol produced by the vaporizer 150 and the heat retained by the aerosol not only heats the aerosol-forming article 200 , but also heats the aerosol-forming article 200 . It may help to make the user feel a sufficient amount of mist.

이 실시예에서, 증기화기(150)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 히터 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 히터 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(100)에 포함될 수도 있다.In this embodiment, the vaporizer 150 may include, but is not limited to, a liquid reservoir, a liquid delivery means, and a heater element. For example, the liquid reservoir, liquid delivery means and heater element may be included in the aerosol generating device 100 as independent modules.

액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 카트리지 형태로, 증기화기(150)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(150)와 일체로서 제작될 수도 있다.The liquid storage unit may store the liquid composition. For example, the liquid composition may be a liquid comprising a tobacco-containing material comprising a volatile tobacco flavor component, or may be a liquid comprising a non-tobacco material. The liquid storage unit may be manufactured to be detachable/attached from the vaporizer 150 in the form of a cartridge, or may be manufactured integrally with the vaporizer 150 .

예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 히터 요소로 전달할 수 있다. For example, the liquid composition may include water, a solvent, ethanol, a plant extract, a fragrance, a flavoring agent, or a vitamin mixture. The fragrance may include, but is not limited to, menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavoring ingredients, and the like. Flavoring agents may include ingredients that can provide a user with a variety of flavors or flavors. The vitamin mixture may be a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C, and vitamin E, but is not limited thereto. Liquid compositions may also include aerosol formers such as glycerin and propylene glycol. The liquid delivery means may deliver the liquid composition of the liquid reservoir to the heater element.

예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the liquid delivery means may be, but is not limited to, a wick such as cotton fiber, ceramic fiber, glass fiber, or porous ceramic.

히터 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 히터 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 히터 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 히터 요소는, 제어부(120)를 통해 제어되는 전류의 공급에 의해 가열될 수 있으며, 히터 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.The heater element is an element for heating the liquid composition delivered by the liquid delivery means. For example, the heater element may be a metal heating wire, a metal heating plate, a ceramic heater, or the like, but is not limited thereto. In addition, the heater element may be composed of a conductive filament, such as a nichrome wire, and may be disposed in a structure wound around the liquid delivery means. The heater element may be heated by supply of an electric current controlled through the controller 120 , and may heat the liquid composition by transferring heat to the liquid composition in contact with the heater element. As a result, an aerosol may be generated.

예를 들어, 증기화기(150)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the vaporizer 150 may be referred to as a cartomizer or an atomizer, but is not limited thereto.

증기화기는 도 2a와 같이 에어로졸 형성 물품(200)과 직렬로 배치될 수도 있고, 도 2b와 같이, 에어로졸 형성 물품(200)과 병렬로, 평행하게 배치될 수도 있다. 기류 통로(점선으로 표시)만 연결되어 있고, 기류의 흐름에 제한이 없다면 증기화기(150)와 에어로졸 형성 물품(200)과의 배열은 어떠한 형태를 갖더라도 무방하다. The vaporizer may be disposed in series with the aerosol-forming article 200 as shown in FIG. 2A , or may be disposed in parallel or parallel to the aerosol-forming article 200 as shown in FIG. 2B . If only the airflow passage (indicated by the dotted line) is connected, and there is no restriction on the flow of the airflow, the arrangement of the vaporizer 150 and the aerosol-forming article 200 may have any shape.

도 3은 에어로졸 형성 물품의 일 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of an aerosol-forming article.

도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)와 연동하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 형성 물품(200)은 담배 로드(210)과 필터 로드(220)를 포함할 수 있다. 도 3의 실시예에서는 필터 로드(220)가 하나의 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 필터 로드(220)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수 있다. 필터 로드(220)는 에어로졸의 냉각을 위한 세그먼트와 에어로졸 내에 포함된 특정 성분을 필터링하기 위한 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 필터 로드(220)에는 다른 기능을 수행하는 하나 이상의 세그먼트들을 더 포함하는 것도 가능하다. Referring to FIG. 3 , the aerosol-forming article 200 for generating an aerosol in conjunction with the aerosol generating device 100 may include a tobacco rod 210 and a filter rod 220 . In the embodiment of FIG. 3 , the filter rod 220 is illustrated as one segment, but is not limited thereto. That is, the filter rod 220 may be composed of a plurality of segments. The filter rod 220 may include a segment for cooling the aerosol and a segment for filtering a specific component contained in the aerosol. In addition, if necessary, the filter rod 220 may further include one or more segments that perform other functions.

에어로졸 형성 물품(220)은 적어도 하나의 궐련지(240)에 의해 포장될 수 있다. 궐련지(240)에는 내부 공기를 유출하거나 외부 공기를 유입하는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로써, 에어로졸 형성 물품(200)은 하나의 궐련지(240)에 의해 포장될 수 있다. 다른 예로써, 에어로졸 형성 물품(220)은 둘 이상의 궐련지(240)들에 의해 중첩되어 포장될 수 있다. 예컨대, 제 1 궐련지에 의해 담배 로드(210)가 포장되고, 제 2 궐련지에 의해 필터 로드(220)가 포장될 수 있다. 그리고, 서로 다른 궐련지에 의해 포장된 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)는 제 3 궐련지에 의해 전체적으로 재포장될 수 있다. The aerosol-forming article 220 may be wrapped by at least one cigarette paper 240 . Cigarette paper 240 may have at least one hole through which internal air flows out or external air flows in may be formed. As an example, the aerosol-forming article 200 may be wrapped by one cigarette paper 240 . As another example, the aerosol-forming article 220 may be wrapped by two or more cigarette papers 240 overlapping each other. For example, the tobacco rod 210 may be packaged by the first cigarette paper, and the filter rod 220 may be packaged by the second cigarette paper. In addition, the tobacco rod 210 and the filter rod 220 wrapped by different cigarette papers may be entirely repackaged by the third cigarette paper.

담배 로드(210) 또는 필터 로드(220)가 각각 복수의 세그먼트들로 구성되어 있는 경우, 각각의 세그먼트가 개별 궐련지에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 앞선 포장 방식과 마찬가지로, 개별 궐련지에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 물품(200) 전체가 다른 궐련지에 의하여 재포장될 수 있다.When the tobacco rod 210 or the filter rod 220 is each composed of a plurality of segments, each segment may be packaged by an individual cigarette paper. And, like the previous packaging method, the entire article 200 in which segments packaged by individual cigarette papers are combined may be repackaged by another cigarette paper.

담배 로드(210)는 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(210)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(210)에 분사됨으로써 첨가될 수 있다.Tobacco rod 210 includes an aerosol-forming substrate. For example, the aerosol-forming substrate may include, but is not limited to, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and oleyl alcohol. In addition, the tobacco rod 210 may contain other additives such as flavoring agents, wetting agents and/or organic acids. In addition, a flavoring liquid such as menthol or a moisturizer may be added to the tobacco rod 210 by being sprayed onto the tobacco rod 210 .

담배 로드(210)는 다양한 방식으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(210)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(210)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.Tobacco rod 210 may be manufactured in a variety of ways. For example, the tobacco rod 210 may be manufactured as a sheet or as a strand. Also, the tobacco rod 210 may be made of cut filler from which the tobacco sheet is chopped. In addition, the tobacco rod 210 may be surrounded by a heat-conducting material. For example, the heat-conducting material may be, but is not limited to, a metal foil such as aluminum foil. For example, the heat-conducting material surrounding the tobacco rod 210 may improve the thermal conductivity applied to the tobacco rod by evenly distributing the heat transferred to the tobacco rod 210, thereby improving the tobacco taste. . In addition, the heat-conducting material surrounding the tobacco rod 210 may function as a susceptor that is heated by an induction heater. At this time, although not shown in the drawings, the tobacco rod 210 may further include an additional susceptor in addition to the heat-conducting material surrounding the outside.

일 예에서, 담배 로드(210)는 복수 개의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 이때, 하나는 액체 상태의 에어로졸 형성 기재로, 하나는 고체 상태의 에어로졸 형성 기재로 구성될 수 있다. 다른 예에서, 둘 모두 액체 상태의 에어로졸 형성 기재로, 또는 둘 모두 고체 상태의 에어로졸 형성 기재로 구성될 수 있다. 상기 에어로졸 형성 기재들은 서로에 대해 고정된 위치에 유지되는 것이 바람직하다. In one example, the tobacco rod 210 may include a plurality of aerosol-forming substrates. In this case, one may be composed of an aerosol-forming substrate in a liquid state, and one may be composed of an aerosol-forming substrate in a solid state. In another example, both may consist of an aerosol-forming substrate in a liquid state, or both, or an aerosol-forming substrate in a solid state. Preferably, the aerosol-forming substrates are maintained in a fixed position relative to each other.

한편, 담배 로드(210)는 에어로졸 형성 물품(200)의 중심부에 길이 방향으로 연장되는 캐비티, 보어(bore) 또는 채널을 구비할 수 있다. 이는 후술할 세장형 히터 요소의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또는, 상기 세장형 히터 요소의 차원보다 약간 작은 차원으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 세장형 히터 요소가 상기 중앙 캐비티, 보어 또는 채널 내에 적절하게 수용될 수 있도록 한다. 그리고, 사용 이후 에어로졸 형성 기재의 제거를 용이하게 한다. Meanwhile, the tobacco rod 210 may have a cavity, a bore, or a channel extending in the longitudinal direction at the center of the aerosol-forming article 200 . This may have a shape corresponding to the shape of the elongate heater element, which will be described later. Alternatively, it may be formed with a dimension slightly smaller than the dimension of the elongate heater element. This allows the elongate heater element to be suitably received within the central cavity, bore or channel. and facilitates removal of the aerosol-forming substrate after use.

필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 필터 로드(220)의 형상에는 다양한 모양들이 존재한다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(220)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.The filter rod 220 may be a cellulose acetate filter. Various shapes exist in the shape of the filter rod 220 . For example, the filter rod 220 may be a cylindrical rod, or a tubular rod including a hollow therein. Also, the filter rod 220 may be a recess type rod. If the filter rod 220 is composed of a plurality of segments, at least one of the plurality of segments may be manufactured in a different shape.

필터 로드(220)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(220)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(220)의 내부에 삽입될 수도 있다.The filter rod 220 may be manufactured to generate flavor. As an example, the flavoring solution may be sprayed onto the filter rod 220 , and a separate fiber coated with the flavoring solution may be inserted into the filter rod 220 .

또한, 필터 로드(220)에는 적어도 하나의 캡슐(230)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(230)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(230)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(230)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the filter rod 220 may include at least one capsule 230 . Here, the capsule 230 may perform a function of generating flavor or may perform a function of generating an aerosol. For example, the capsule 230 may have a structure in which a liquid containing a fragrance is wrapped with a film. The capsule 230 may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.

만약, 필터 로드(220)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.If the filter rod 220 includes a segment for cooling the aerosol, the cooling segment may be made of a polymer material or a biodegradable polymer material. For example, the cooling segment may be made of pure polylactic acid alone, but is not limited thereto. Alternatively, the cooling segment may be made of a cellulose acetate filter perforated with a plurality of holes. However, the cooling segment is not limited to the above-described example, and as long as the aerosol can perform the function of cooling, it may be applicable without limitation.

한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 에어로졸 형성 물품(200)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(210)에 있어서, 필터 로드(220)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(210)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(210)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 3 , the aerosol-forming article 200 according to an embodiment may further include a shear filter. The front-end filter is located on one side opposite to the filter rod 220 in the tobacco rod 210 . The shear filter can prevent the tobacco rod 210 from leaving the outside, and can prevent the aerosol liquefied from the tobacco rod 210 from flowing into the aerosol generating device during smoking.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 나타낸 사시도이다.4A is a perspective view of an aerosol generating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a perspective view showing an operating state of the aerosol generating device shown in FIG. 4A .

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 서로 분리 가능하게 결합되는 하부 케이스(10) 및 상부 케이스(20)와, 상부 케이스(20)의 상면에 슬라이딩 이동하도록 설치되는 커버(24)를 구비한다. 커버(24)는 커버 가이드(22)를 매개로 슬라이딩 이동한다. 다른 실시예에서, 커버(24)는 반드시 구비되어야 하는 것은 아니고, 에어로졸 형성 물품(200)이 삽입되는 물품 삽입 개구(26)가 노출되어도 무방하다. 물품 삽입 개구(26)의 노출은 에어로졸 생성 장치(100)의 내부의 금속 나노입자들로 주변 광의 도입을 용이하게 하는데 중요한 요소이다. 4A and 4B, the aerosol generating device 100 is a lower case 10 and an upper case 20 that are detachably coupled to each other, and a cover installed to slide on the upper surface of the upper case 20 ( 24) is provided. The cover 24 slides through the cover guide 22 . In another embodiment, the cover 24 is not necessarily provided, and the article insertion opening 26 into which the aerosol-forming article 200 is inserted may be exposed. The exposure of the article insertion opening 26 is an important factor in facilitating the introduction of ambient light into the metal nanoparticles inside the aerosol generating device 100 .

상부 케이스(20)의 상면에는 커버(24)의 슬라이딩 이동 방향을 따라 연장되고 상부 케이스(20)의 외부와 내부를 연결하도록 개방된 커버 가이드(22)와 물품 삽입 개구(26)가 구비된다. 커버(24)가 상부 케이스(20)의 상면에 형성된 커버 가이드(22)를 따라 슬라이딩 이동하면 물품 삽입 개구(26)가 외부로 노출되므로, 이때, 물품(200)을 물품 삽입 개구(26)에 삽입할 수 있다. 여기서, 물품(200)은 에어로졸 생성 장치(100)에 사용되는 고체상 에어로졸 생성원의 일 예이다.A cover guide 22 and an article insertion opening 26 extending along the sliding movement direction of the cover 24 and open to connect the outside and the inside of the upper case 20 are provided on the upper surface of the upper case 20 . When the cover 24 slides along the cover guide 22 formed on the upper surface of the upper case 20 , the article insertion opening 26 is exposed to the outside. At this time, the article 200 is inserted into the article insertion opening 26 . can be inserted. Here, the article 200 is an example of a solid-phase aerosol generating source used in the aerosol generating device 100 .

한편, 상부 케이스(20)의 상면을 따라 커버(24)가 슬라이딩 이동함으로써 물품 삽입 개구(26)가 개방되는 동작과 연계하여 여러 준비 동작이 실행될 수 있다. 예를 들어, 커버(24)에 의해 물품 삽입 개구(26)이 개방되는 순간 에어로졸 생성 장치(100)의 내부에 구비된 히터의 예비적인 가열 동작이나 사용자를 인식하는 동작 등이 실행될 수 있고, 나아가서 에어로졸 생성을 위한 다양한 준비 동작들이 실행될 수 있다.Meanwhile, by sliding the cover 24 along the upper surface of the upper case 20 , various preparation operations may be performed in connection with the operation of opening the article insertion opening 26 . For example, the moment the article insertion opening 26 is opened by the cover 24 , a preliminary heating operation of a heater provided in the aerosol generating device 100 or an operation for recognizing a user may be performed, and further Various preparatory actions for aerosol generation may be performed.

에어로졸 생성 장치(100)의 하부 케이스(10)의 외부에는 사용자가 조작할 수 있는 UI 버튼(12)(기계적 버튼을 포함함)과, 여러 가지 색상으로 발광함으로써 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 작동 상태를 표시하는 표시기에 해당하는 LED(14)가 설치될 수 있다. 상기 UI 버튼(12)은 푸시-버튼, 스크롤-휠, 터치-버튼, 터치-스크린 및 마이크로폰 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 UI 버튼(12)은 사용자가 표면 플라즈몬 공명을 통한 가열을 위해 구비된 광원으로 전원의 공급을 활성화시키는데 사용될 수 있다. UI 버튼(12)은 복수 개가 구비되어 서로 다른 광원으로의 전원 공급 활성화를 제어하는데 사용될 수 있다. On the outside of the lower case 10 of the aerosol-generating device 100, a UI button 12 (including a mechanical button) that can be manipulated by a user, and internal operation of the aerosol-generating device 100 by emitting light in various colors An LED 14 corresponding to an indicator indicating a status may be installed. The UI button 12 may include at least one of a push-button, a scroll-wheel, a touch-button, a touch-screen, and a microphone. This UI button 12 may be used by a user to activate the supply of power to a light source provided for heating through surface plasmon resonance. A plurality of UI buttons 12 may be provided to control activation of power supply to different light sources.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(100)는 표면 플라즈몬 공명을 이용한 세장형 히터 요소(30) 및 광원(40)을 포함할 수 있다. 5 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted into an elongated heater element of an aerosol-generating device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 , the aerosol generating device 100 may include an elongate heater element 30 using surface plasmon resonance and a light source 40 .

도 5를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 형성 물품(200)을 수용하기 위한 캐비티를 갖는 하우징을 포함한다. 에어로졸 형성 물품(200)은 하우징의 일 단부의 개구를 통해 삽입된다. 장치는 캐비티 내에 세장형 히터 요소(30)를 포함한다. 에어로졸 형성 물품(200)이 개구를 통해 캐비티로 삽입되면 세장형 히터 요소(30)는 에어로졸 형성 물품(200)을 관통하고, 에어로졸 형성 물품(200) 내의 에어로졸 형성 기재를 내부적으로 가열한다. 다른 예에서, 부가적인 히터 요소(예컨대, 환형 히터 요소)가 캐비티의 내벽을 따라 구비될 수 있다. 이는 도 11을 통해 보다 상세히 설명한다. Referring to FIG. 5 , an aerosol-generating device 100 includes a housing having a cavity for receiving an aerosol-forming article 200 . The aerosol-forming article 200 is inserted through an opening in one end of the housing. The device includes an elongate heater element 30 within the cavity. When the aerosol-forming article 200 is inserted into the cavity through the opening, the elongate heater element 30 penetrates the aerosol-forming article 200 and internally heats the aerosol-forming substrate within the aerosol-forming article 200 . In another example, an additional heater element (eg, an annular heater element) may be provided along the interior wall of the cavity. This will be described in more detail with reference to FIG. 11 .

세장형 히터 요소(30)는 광원(40)으로부터 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 생성한다. 여기서, 표면 플라즈몬 공명은 금속 나노입자들의 자유전자들의 집단 공명 진동을 의미하며, 금속 나노입자들의 표면에서 전하들의 분극화를 야기하는 현상을 나타낸다. 상기 자유전자들의 집단 공명 진동 및 그에 따른 전하들의 분극화는 금속 나노입자들 상에 입사되는 광원으로부터의 광에 의해 보다 자극된다. 자유전자들이 진동함으로써 발생된 에너지는 여러 다양한 메카니즘들에 의해 소모되는데, 이때, 열이 발생할 수 있다. 따라서, 금속 나노입자들이 광원에 의해 조사될 때, 금속 나노입자들은 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 발생시킬 수 있다.The elongate heater element 30 receives light from the light source 40 and generates heat by surface plasmon resonance. Here, surface plasmon resonance refers to collective resonance vibration of free electrons of metal nanoparticles, and represents a phenomenon that causes polarization of charges on the surface of metal nanoparticles. The collective resonance oscillation of the free electrons and thus the polarization of the charges are further stimulated by the light from the light source incident on the metal nanoparticles. Energy generated by vibrating free electrons is consumed by several different mechanisms, in which case heat may be generated. Therefore, when the metal nanoparticles are irradiated by a light source, the metal nanoparticles can generate heat by surface plasmon resonance.

세장형 히터 요소(30)는 광원을 향해 가열 표면에서 복수의 금속 나노입자들을 노출함에 의해 열을 생성한다. 보다 구체적으로, 플라즈몬 히터 요소들(plasmonic heating elements)은 복수의 금속 나노입자들을 포함하는 가열 표면을 포함한다. 일 예에서, 이러한 가열 표면은 세장형 히터 요소(30)의 외주면(윤곽 면(outline surface))에 형성된다. 예컨대, 복수의 금속 나노입자들은 세장형 히터 요소(30)의 윤곽 면의 내면 및/또는 외면에 도포될 수 있다. 본 명세서에서, 가열 표면은 금속 나노입자가 도포되어 직접 가열이 되는 표면을 의미할 수도 있지만, 금속 나노입자가 배치된 면의 반대편 표면을 지시할 수도 있다. 예컨대, 상기 반대편 표면이 금속 나노입자가 배치된 면과 연결되어 있고, 열 전도율이 높은 재료로 이루어져 금속 나노입자가 배치된 면의 온도 상승과 함께 가열되는 표면이라면 이 역시 가열 표면이라 부를 수 있는 것이다. 즉, 특정 면(예컨대, 히터 요소의 윤곽 면)의 내면에 금속 나노입자가 배열된 경우, 그 반대편 면인 외면이 금속 나노입자가 배열된 면과 연결되어 있으면서 열 전도율이 높은 재료로 형성되어 있는 경우, 상기 내면뿐만 아니라 외면도 가열 표면이라 부를 수 있다. 특히, 외면에 에어로졸 형성 기재가 접촉된다면 더욱 그러할 것이다. 여기서 열 전도율이 높은 금속 재료는 20℃에서 10 W/mK 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 약 60 W/mK이상의 열 전도율을 갖는 것이 좋다. The elongate heater element 30 generates heat by exposing a plurality of metal nanoparticles at a heating surface towards a light source. More specifically, plasmonic heating elements include a heating surface comprising a plurality of metal nanoparticles. In one example, such a heating surface is formed on the outer peripheral surface (outline surface) of the elongate heater element 30 . For example, a plurality of metal nanoparticles may be applied to an inner surface and/or an outer surface of the contoured surface of the elongate heater element 30 . In the present specification, the heating surface may refer to a surface on which metal nanoparticles are applied and directly heated, but may indicate a surface opposite to the surface on which the metal nanoparticles are disposed. For example, if the opposite surface is connected to the surface on which the metal nanoparticles are disposed and is made of a material with high thermal conductivity and is heated with the increase in temperature of the surface on which the metal nanoparticles are disposed, this can also be called a heating surface. . That is, when metal nanoparticles are arranged on the inner surface of a specific surface (for example, the contour surface of the heater element), the outer surface, which is the opposite surface, is connected to the surface on which the metal nanoparticles are arranged and is formed of a material with high thermal conductivity , the inner surface as well as the outer surface may be referred to as a heating surface. Especially if the aerosol-forming substrate is in contact with the outer surface. Here, the metal material having a high thermal conductivity preferably has a thermal conductivity of 10 W/mK or more at 20°C, and more preferably, has a thermal conductivity of about 60 W/mK or more.

한편, 금속 나노입자들에 의해 흡수된 입사광은 금속 나노입자들의 자유전자들의 집단 진동 및 나노입자들의 표면에서의 전하들의 분극화를 야기한다. 자유전자들이 그들의 초기 상태로 회복하기 위해, 나노입자들은 열의 형태로 과잉의 에너지를 방출한다. 이때, 세장형 히터 요소(30)에 사용되는 나노입자들은 입사광의 파장보다 같거나 작은 입자 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 다양한 직경 중 임의의 직경을 갖는 금속 나노입자들을 사용할 때, 주어진 직경에 기반하여 적절한 파장을 갖는 광원을 선택하는 것이 바람직하다. 반대로, 다양한 파장들 중 임의의 파장을 갖는 광원을 사용할 때, 금속 나노입자들의 직경을 주어진 파장에 기반하여 적절히 선택하는 것 역시 중요하다. On the other hand, incident light absorbed by the metal nanoparticles causes collective vibration of free electrons of the metal nanoparticles and polarization of charges on the surface of the nanoparticles. In order for the free electrons to recover to their initial state, the nanoparticles release excess energy in the form of heat. In this case, the nanoparticles used in the elongate heater element 30 preferably have a particle size equal to or smaller than the wavelength of the incident light. Therefore, when using metal nanoparticles having any diameter among various diameters, it is preferable to select a light source having an appropriate wavelength based on a given diameter. Conversely, when using a light source having any of various wavelengths, it is also important to appropriately select the diameter of the metal nanoparticles based on the given wavelength.

복수의 금속 나노입자들은 금, 은, 백금, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 크롬, 티타늄, 로듐, 및 루테늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이는 기본적인 형태로 배치될 수도 있고, 금속 합금, 금속혼합물 또는 금속 질화물의 형태로 배치될 수 있다. 복수의 금속 나노입자들은 단일 금속일 수 있고, 또는 서로 다른 금속의 혼합일 수 있다. 복수의 금속 나노입자들은 광원(40)으로부터의 광의 최대 방출 파장과 동일하거나 더 작은 최대 직경을 갖는 것이 적합하다. 보다 구체적으로, 금속 나노입자들은 700 나노미터보다 적은 최대 직경을 갖는 것이 좋다. 또는, 600, 500, 400, 300, 200, 150 및 100 나노미터 중 하나보다 적은 최대 직경을 갖는 것이 바람직하다. The plurality of metal nanoparticles may include at least one of gold, silver, platinum, copper, palladium, aluminum, chromium, titanium, rhodium, and ruthenium. It may be disposed in a basic form, or may be disposed in the form of a metal alloy, a metal mixture or a metal nitride. The plurality of metal nanoparticles may be a single metal or may be a mixture of different metals. The plurality of metal nanoparticles suitably have a maximum diameter equal to or smaller than the maximum emission wavelength of light from the light source 40 . More specifically, the metal nanoparticles preferably have a maximum diameter of less than 700 nanometers. Alternatively, it is preferred to have a maximum diameter of less than one of 600, 500, 400, 300, 200, 150 and 100 nanometers.

추가적으로, 세장형 히터 요소(30)는 전형적인 블레이드 형상 히터 요소와 다른 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 세장형 히터 요소(30)는 두꺼운 바디를 가진 핀 형의 히터 요소일 수 있다. 블레이드의 평면 면적보다 높은 면적을 갖는데 충분한 두께의 바디를 갖도록 함으로써 외부에 노출되는 가열 표면을 증가시켜 가열 효율을 제고시킬 수 있다. 다른 예에서, 세장형 히터 요소(30)는 3차원 형상을 가질 수 있고, 원뿔, 원통, 직육면체 또는 평평한 블레이드와 같은 형상을 가질 수 있다. 블레이드의 경우 충분한 두께를 갖는 것이 바람직하다. Additionally, the elongate heater element 30 may have a different shape than a typical blade-shaped heater element. For example, the elongate heater element 30 may be a fin-type heater element with a thick body. By having the body having a thickness sufficient to have an area higher than the planar area of the blade, the heating surface exposed to the outside can be increased to improve heating efficiency. In another example, the elongate heater element 30 may have a three-dimensional shape, and may have a shape such as a cone, cylinder, cuboid, or flat blade. In the case of a blade, it is desirable to have a sufficient thickness.

세장형 히터 요소(30)의 내부는 광을 투과하는 재료로 구성될 수 있다. 이에 세장형 히터 요소(30)는 광 전송 코어로 불릴 수 있다. 광 전송 코어는 광원으로부터의 광을 가열표면까지 전달하고 안내한다. 광전송 코어는 광의 도관(conduit) 역할을 수행한다. 광 전송 코어는 광학적으로 투명하거나 반-투명한 고체 재료를 포함한다. 또는, 내부가 비어있는 공간으로 구성될 수도 있다. The interior of the elongate heater element 30 may be constructed of a material that transmits light. Accordingly, the elongate heater element 30 may be referred to as an optical transmission core. The light transmission core transmits and guides the light from the light source to the heating surface. The optical transmission core serves as a conduit of light. The optical transmission core comprises an optically transparent or semi-transparent solid material. Alternatively, the interior may be configured as an empty space.

세장형 히터 요소(30)는 장치의 동작 동안 연속적으로 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 연속적인 가열은 장치에 공기흐름이 존재하지 않는 경우에도 광원에 전력이 인가되어 가열이 이루어짐을 의미할 수 있다. 다른 예에서는, 장치 내에서 공기 흐름이 감지될 때에만 가열이 이루어지도록 제어할 수도 있다. The elongate heater element 30 may continuously heat the aerosol-forming substrate during operation of the device. Continuous heating may mean that power is applied to the light source and heating occurs even when there is no airflow in the device. In another example, heating may be controlled to occur only when airflow is sensed within the device.

추가적으로, 세장형 히터 요소(30)는 렌즈(32) 및 반사 표면 중 적어도 하나를 갖는 베이스를 포함할 수 있다. 렌즈(32)는 광 전송 코어를 통해 광원(40)으로부터 방출된 광을 굴절시킬 수 있다. 굴절된 광은 렌즈(32)에 의해 포커싱될 수도 있고 또는 산란될 수도 있다. 이에 따라 가열 표면 중 적어도 일부로 또는 가열 표면 전체에 전달되는 광의 양이 가변될 수 있다. 광의 굴절률을 조절함으로써 가열 표면에 도달하는 광의 양을 조절할 수도 있고, 특정 영역으로 광을 집중시킴으로써 국소 부위의 가열이 이루어지도록 할 수도 있다. 반사 표면은 렌즈를 통하거나 혹은 직접 가열 표면으로 광을 반사시킨다. 광원(40)으로부터 방출된 광은 일련의 반사 표면들을 통해 순차적으로 반사될 수 있다. 광원(40)은 광 전송 코어로부터 이격되어 배치될 수 있다. Additionally, the elongate heater element 30 may include a base having at least one of a lens 32 and a reflective surface. The lens 32 may refract light emitted from the light source 40 through the optical transmission core. The refracted light may be focused or scattered by the lens 32 . Accordingly, the amount of light transmitted to at least a portion of the heating surface or the entire heating surface may be varied. By adjusting the refractive index of the light, the amount of light reaching the heating surface can be controlled, or by focusing the light on a specific area, heating of a local area can be achieved. The reflective surface reflects light either through the lens or directly onto the heating surface. Light emitted from light source 40 may be reflected sequentially through a series of reflective surfaces. The light source 40 may be disposed to be spaced apart from the light transmission core.

광 전송 코어는 광원(40)으로부터 방출된 광들 중 특정 광을 필터링하기 위한 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 특정 광은 임계값 이상 또는 이하의 파장을 갖는 광 또는 임계값들 사이의 범위의 파장을 갖는 광을 나타낼 수 있다. 필터는 컬러 필터일 수 있다. 예컨대, 광 전송 코어는 가시 광 스펙트럼 내의 광의 특정 파장과 같은 특정 광 파장을 갖는 광을 흡수하기 위한 다이(dye)로 도핑될 수 있다. The light transmission core may include a filter (not shown) for filtering a specific light among the lights emitted from the light source 40 . In this case, the specific light may represent light having a wavelength above or below a threshold value or light having a wavelength in a range between threshold values. The filter may be a color filter. For example, the optical transmission core may be doped with a die to absorb light having a specific wavelength of light, such as a specific wavelength of light in the visible light spectrum.

선택적으로, 에어로졸 생성 장치(100)는 복수의 세장형 히터 요소(30)들을 가질 수 있다. 복수의 세장형 히터 요소(30)들은 동일한 형상을 가질 수도 있고, 서로 다른 형상을 가질 수도 있다. 복수의 세장형 히터 요소(30)들은 동일한 광원(40)을 공유할 수 있다. 또는, 서로 다른 광원(40)으로부터 광을 수신할 수도 있다. 복수의 세장형 히터 요소(30)들의 사용은 다수의 가열 표면들의 제공을 야기하고, 이에 따라 에어로졸 형성 기재에 대한 균일 가열을 달성할 수 있다. 각 세장형 히터 요소(30)의 가열 온도는 개별적으로 제어가능할 수 있다.Optionally, the aerosol generating device 100 may have a plurality of elongate heater elements 30 . The plurality of elongate heater elements 30 may have the same shape or may have different shapes. A plurality of elongate heater elements 30 may share the same light source 40 . Alternatively, light may be received from different light sources 40 . The use of a plurality of elongate heater elements 30 results in the provision of multiple heating surfaces, thus achieving uniform heating of the aerosol-forming substrate. The heating temperature of each elongate heater element 30 may be individually controllable.

선택적으로, 에어로졸 생성 장치(100)는 증기화기, 저항성 히터 요소, 유도 가열식 히터 요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 세장형 히터 요소(30)는 증기화기, 저항성 히터 요소, 유도 가열식 히터 요소 중 적어도 하나와 함께 사용될 수 있다. Optionally, the aerosol generating device 100 may comprise at least one of a vaporizer, a resistive heater element, an induction heater element, wherein the elongate heater element 30 is a vaporizer, a resistive heater element, and an induction heater element. It can be used with at least one.

광원(40)은 앞서 설명한 배터리(도 1의 110 참조)로부터 전력을 공급받아 광을 조사한다. 제어부(도 1의 120 참조)는 하나 이상의 광원(40)들에 통신가능하게 연결되며, 전원의 인가를 제어한다. 일 실시예에 따르면, 광원(40)은 LED 및 레이저 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 레이저는 고체 상태 레이저 및 반도체 레이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광원(40)은 복수의 광원(40)들을 포함할 수 있다. 광원들은 동일한 종류 또는 서로 다른 종류의 광원들을 포함할 수 있다. 광원(40)은 주 광원과 보조 광원의 조합으로 이루어질 수 있다. 보조 광원은 주 광원이 동작하지 않을 때만 동작하도록 제어될 수 있다. 광원(40)은 복수의 금속 나노입자들의 일부에만 조사되도록 배열될 수 있다. 또는, 복수의 광원(40)들 각각이 금속 나노입자들의 서로 다른 부분을 조사하도록 배열될 수 있다. 제어부는 복수 개의 광원(40)들이 동시에 금속 나노입자들의 서로 다른 부분을 조사하도록 제어할 수 있다. 또는 서로 다른 시간에 금속 나노입자들의 서로 다른 부분을 조사하도록 할 수 있다. The light source 40 receives power from the battery (refer to 110 of FIG. 1 ) described above and irradiates the light. The control unit (see 120 of FIG. 1 ) is communicatively connected to one or more light sources 40 and controls the application of power. According to an embodiment, the light source 40 may include at least one of an LED and a laser. The laser may include at least one of a solid state laser and a semiconductor laser. The light source 40 may include a plurality of light sources 40 . The light sources may include the same type or different types of light sources. The light source 40 may be a combination of a main light source and an auxiliary light source. The auxiliary light source may be controlled to operate only when the primary light source is not operating. The light source 40 may be arranged to irradiate only a portion of the plurality of metal nanoparticles. Alternatively, each of the plurality of light sources 40 may be arranged to irradiate different portions of the metal nanoparticles. The controller may control the plurality of light sources 40 to simultaneously irradiate different portions of the metal nanoparticles. Alternatively, different portions of the metal nanoparticles may be irradiated at different times.

광원(40)은 전자기적 스펙트럼의 가시광선 영역의 광을 방출하도록 배열된 광원을 포함할 수 있다. 또는, 자외선 광원 및 적외선 광원 중 적어도 하나와 같은 가시광선 영역을 넘어선 광을 방출하도록 배열된 광원을 포함할 수도 있다. 이러한 다양한 범위의 광원(40)의 구성은 다양한 크기 또는 구성의 나노입자들과 같은 보다 넓은 범위의 나노입자들의 여기(exciting)에 적합하다. 일 예에 있어서, 광원(40)은 380 나노미터와 700 나노이터 사이의 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 광원은 약 495 내지 약 580 나노미터 사이의 최대 방출 파장에 적합하도록 구성될 수 있다. 위의 범위의 파장의 광은 표면 플라즈몬 공명에 의한 히터 요소의 최대 가열을 달성하는데 적합하다.The light source 40 may include a light source arranged to emit light in the visible region of the electromagnetic spectrum. Alternatively, it may include a light source arranged to emit light beyond the visible region, such as at least one of an ultraviolet light source and an infrared light source. The configuration of the light source 40 with such a diverse range is suitable for exciting a wider range of nanoparticles, such as nanoparticles of various sizes or configurations. In one example, the light source 40 may be configured to emit light having a wavelength between 380 nanometers and 700 nanometers. More preferably, the light source may be configured to suit a maximum emission wavelength between about 495 and about 580 nanometers. Light in the above range of wavelengths is suitable to achieve maximum heating of the heater element by surface plasmon resonance.

광원(40)에 의해 방출된 광은 방출되는 광의 주파수, 세기(amplitude), 또는 주파수와 세기의 조합을 제어함으로써 초당 방출되는 광자의 수와 같은 광량 관련 팩터가 조절될 수 있다. The light emitted by the light source 40 may be controlled by a light quantity related factor, such as the number of photons emitted per second, by controlling the frequency, amplitude, or combination of frequency and intensity of the emitted light.

한편, 제어부가 광원(40)에 전원을 공급하면, 세장형 히터 요소(30)는 기설정된 동작 온도까지 가열된다. 일 예에서, 제어부는 장치(100)가 사용중인 동안 기저장된 가열 프로파일에 따라 상기 세장형 히터 요소(30)를 가열한다. 광원(40)은 세장형 히터 요소(30)와 물리적인 연결을 요구하지 않기 때문에, 구조적인 제약 없이 장치를 제조할 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 장치의 동작 동안 히터 요소에 직접적인 데미지를 입히지 않기 때문에, 장치의 성능이 상대적으로 오랫동안 유지될 수 있도록 한다. 더욱이, 전원과 물리적 접촉이 없기 때문에, 세장형 히터 요소(30)의 수리 및 교체 또한 용이하다. Meanwhile, when the control unit supplies power to the light source 40 , the elongate heater element 30 is heated to a preset operating temperature. In one example, the controller heats the elongate heater element 30 according to a pre-stored heating profile while the device 100 is in use. Since the light source 40 does not require a physical connection with the elongate heater element 30, it provides the advantage of being able to manufacture the device without structural constraints. In addition, since there is no direct damage to the heater element during operation of the device, the performance of the device can be maintained for a relatively long time. Moreover, since there is no physical contact with the power source, repair and replacement of the elongate heater element 30 is also easy.

추가적으로, 세장형 히터 요소(30)는 외부의 광원으로부터 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 생성하다. 외부 광은 주변 광을 포함한다. 주변 광은 태양 광을 포함한다. 주변 광은 에어로졸 생성 장치 외부의 인위적인 광원(예컨대, 형광등)을 포함한다. 주변 광이 금속 나노입자들에서 흡수되면 에어로졸 형성 기재를 증기화할 정도는 아니여도 에어로졸 생성 장치의 가열 작업을 용이하게 하기 위한 예열을 하는 효과를 볼 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 장치의 외부로 노출된 개구를 통해 스며든 주변 광은 에어로졸 생성 장치의 광원을 보조하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 통해 전력 소모를 약간이나마 감소시킬 수 있다. 일 예에서, 장치는 주변 광을 감지하는 모듈(미도시)을 구비하여 주변 광의 광량을 검출하고, 검출된 광량이 일정 임계값 이상인 경우, 금속 나노입자들로 광이 도달할 수 있도록 개구를 자동으로 개폐시킬 수 있다. 다른 예에서, 수동으로 사용자의 조작에 의해 상기 개구를 개폐시켜 주변 광을 수광할 수 있다. 이와 같이 주변으로부터 수광되는 광은 에어로졸 생성 장치의 렌즈를 통해 금속 나노입자들에 잘 도달될 수 있도록 굴절되거나 포커싱될 수 있다. Additionally, the elongate heater element 30 receives light from an external light source to generate heat by surface plasmon resonance. External light includes ambient light. Ambient light includes sunlight. Ambient light includes an artificial light source (eg, a fluorescent light) external to the aerosol generating device. When the ambient light is absorbed by the metal nanoparticles, the effect of preheating for facilitating the heating operation of the aerosol-generating device can be seen even though it is not enough to vaporize the aerosol-forming substrate. That is, ambient light penetrating through the opening exposed to the outside of the aerosol generating device may serve to assist the light source of the aerosol generating device. This can slightly reduce power consumption. In one example, the device includes a module (not shown) for detecting ambient light to detect the amount of ambient light, and when the detected amount of light is greater than or equal to a certain threshold, automatically open an opening so that light can reach the metal nanoparticles. can be opened with In another example, the opening may be manually opened and closed by a user's manipulation to receive ambient light. In this way, the light received from the surroundings may be refracted or focused so as to reach the metal nanoparticles well through the lens of the aerosol generating device.

도 6a 내지 도 6c는 도 5의 세장형 히터 요소의 내부에 형성된 요철부의 예를 나타낸 단면도이다.6A to 6C are cross-sectional views illustrating an example of an uneven portion formed inside the elongated heater element of FIG. 5 .

도 6a를 참조하면, 에어로졸 형성 기재를 보다 잘 관통하기 위해, 세장형 히터 요소(30)는 핀형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 세장형 히터 요소(30)는 3차원의 바디를 가질 수 있다. 3차원의 바디는 에어로졸 형성 물품의 내부로 파고들 수 있을 뿐만 아니라 그것을 적절한 위치에서 붙잡아 놓는다. 이를 통해 에어로졸 형성 기재의 내부를 균일하게 가열할 수 있다. 세장형 히터 요소(30)는 광 전송 코어(34) 및 가열 표면(38)을 포함한다. 가열 표면(38)은 광 전송 코어(34)의 윤곽 면(외주 면)의 내면에 제공될 수 있다. 일 예에 따르면, 광 전송 코어(34)의 윤곽 면의 내면 및 외면 중 적어도 하나에 표면 플라즈몬 공명을 일으키는 복수의 금속 나노입자들이 도포될 수 있다. 여기서, 상기 윤곽 면의 내면이라 함은, 윤곽 면이 향하는 방향과 관련하여, 광 전송 코어(34)의 윤곽 면(또는 외주 면이라고 부를 수 있음)에서 광 전송 코어(34)의 내부를 향하는 면을 의미한다. 반대로, 외면은, 상기 윤곽 면에서, 광 전송 코어(34)로부터 외부, 즉, 에어로졸 형성 기재 또는 장치의 캐비티 측벽을 향하는 면을 의미한다. Referring to FIG. 6A , in order to better penetrate the aerosol-forming substrate, the elongate heater element 30 may be fin-shaped. Accordingly, the elongate heater element 30 may have a three-dimensional body. The three-dimensional body is capable of penetrating the interior of the aerosol-forming article as well as holding it in place. Through this, it is possible to uniformly heat the inside of the aerosol-forming substrate. The elongate heater element 30 includes a light transmission core 34 and a heating surface 38 . The heating surface 38 may be provided on the inner surface of the contour surface (outer peripheral surface) of the light transmission core 34 . According to an example, a plurality of metal nanoparticles causing surface plasmon resonance may be applied to at least one of an inner surface and an outer surface of the contour surface of the optical transmission core 34 . Here, the inner surface of the contour surface refers to a surface facing the inside of the optical transmission core 34 from the contour surface (or may be referred to as an outer circumferential surface) of the optical transmission core 34 with respect to the direction in which the contour surface is directed. means Conversely, by the outer surface is meant, in said contour plane, the surface which is external from the light transmission core 34 , ie which faces the cavity sidewall of the aerosol-forming substrate or device.

일 실시예에 따르면, 광 전송 코어(34)의 윤곽 면의 내면에는 요철부(36)가 형성될 수 있다. 요철부(36)는 광원(40)으로부터 발생한 광의 난반사를 유도하기 위해 일부 돌출되거나 오목하게 들어간 부분을 의미한다. 이는 하나의 요철 또는 복수 개의 요철을 포함할 수 있다. 예컨대, 요철부(36)는 굵은 사포와 같은 형상 및/또는 재료로 광전송 코어(34)의 윤곽면의 내면 상에 내부 중심을 향해 배열될 수 있다. 요철부(34)의 일정하지 않은 기울기로 인해, 요철부(34)에 도달한 광은 예측할 수 없는 방향으로 반사될 수 있고, 이를 통해 광 전송 코어(34) 내부에서 광의 난반사가 유도되어 금속 나노입자로의 광 흡수가 보다 활성화될 수 있다. 이는 곧 가열 효율의 제고로 이어진다. 여기서, 광의 흡수는 표면 플라즈몬 공명을 위해 해당 부분의 금속 나노입자들의 자유전자를 자극하는데 광이 사용됨을 의미한다. According to one embodiment, the concave-convex portion 36 may be formed on the inner surface of the contour surface of the optical transmission core 34 . The concave-convex part 36 means a part protruding or concave in order to induce diffuse reflection of light generated from the light source 40 . It may include one unevenness or a plurality of unevenness. For example, the concave-convex portion 36 may be arranged toward the inner center on the inner surface of the contour surface of the optical transmission core 34 in a shape and/or material such as coarse sandpaper. Due to the non-uniform inclination of the concave-convex portion 34, light reaching the concave-convex portion 34 may be reflected in an unpredictable direction, through which diffuse reflection of light is induced in the optical transmission core 34 to induce metal nano Light absorption into the particles can be more activated. This leads to improvement of heating efficiency. Here, the absorption of light means that light is used to stimulate free electrons of the metal nanoparticles in the corresponding portion for surface plasmon resonance.

한편, 요철부(36) 상에 복수의 금속 나노입자들이 도포될 수 있다. 예컨대, 세장형 히터 요소(30)의 외주면은 기재층과 복수의 나노입자들로 이루어진 코팅 층으로 이루어질 수 있다. 기재층은 원하는 기계적 특성을 위해 선택된 재료로 선택된다. 코팅층은 복수의 나노입자들로 도포됨에 의해 형성된 층이다. 기재층은 금속 재료, 중합체 재료 및 세라믹 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기재층은 전기적으로 도전성 재료 또는 절연성 재료를 포함할 수 있다. 특히, 기재층의 금속 재료 등은 광은 반사하는 재료로 구성되어, 금속 나노입자를 통해 광이 흡수되지 않는 부분에서는 광을 반사시키고, 이러한 부분이 요철부(36) 상에 형성되어 있다면, 광의 난반사를 극대화시킬 수 있다. Meanwhile, a plurality of metal nanoparticles may be coated on the uneven portion 36 . For example, the outer peripheral surface of the elongated heater element 30 may be formed of a base layer and a coating layer made of a plurality of nanoparticles. The substrate layer is selected from a material selected for the desired mechanical properties. The coating layer is a layer formed by applying a plurality of nanoparticles. The base layer may include at least one of a metal material, a polymer material, and a ceramic material. The base layer may include an electrically conductive material or an insulating material. In particular, the metal material of the base layer is composed of a material that reflects light, and reflects light in a portion where light is not absorbed through the metal nanoparticles. It is possible to maximize diffuse reflection.

코팅층은 상기 기재층 상에 적절한 공정(예컨대, PVD(Physical Vapour Deposition 등)을 통해 금속 나노입자들을 증착함으로써 형성될 수 있다. 코팅층은 연속적인 층일 수 있고 또는 이산적인 영역으로 이루어질 수 있다. 즉, 기재층 상에 서로 이격되어 존재할 수 있다. 금속 나노입자들의 이격된 영역은 에어로졸 형성 기재의 부분적인 영역에 대한 가열을 촉진한다. 보다 구체적으로, 세장형 히터 요소(30)의 표면은 눌러붙지 않는 코팅(non-stick coating) 또는 마찰 감소 코팅(PTFE(polyterafluoroethylen) 코팅을 포함함)을 포함한다. The coating layer may be formed by depositing metal nanoparticles on the base layer through an appropriate process (eg, PVD (Physical Vapor Deposition, etc.)). The coating layer may be a continuous layer or may consist of discrete regions. On the substrate layer can exist spaced apart from each other.The spaced-apart region of the metal nanoparticles promotes heating of the partial region of the aerosol-forming substrate. More specifically, the surface of the elongate heater element 30 is non-stick coatings (non-stick coatings) or friction reducing coatings (including polyterafluoroethylen (PTFE) coatings).

일 실시예에 따르면, 요철부(36) 상에 일부 영역에만 금속 나노입자들이 도포될 수 있다. 이때, 금속 나노입자들이 도포되지 않은 요철부(36)의 영역에는 광을 반사하는 재료로 이루어진 기재층에 의해 광이 반사되고, 반사된 광은 표면 플라즈몬 공명을 통해 광을 흡수하기에 적합한 금속 나노입자에 도달할 때까지 이동한다. 다른 예에 따르면, 광원(40)은 다양한 파장의 광을 제공할 수 있는데, 이때, 다양한 파장의 광은 요철부(36) 상의 서로 다른 영역의 금속 나노입자에 도달하여 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있다. 이때, 상기 특정 금속 나노입자에 도달하기 전에 거쳐간, 표면 플라즈몬이 일어나지 않은 다른 금속 나노입자에서는 광의 반사가 일어날 수 있다. 즉, 특정 금속 나노입자는 제 1 파장의 광에 대해서는 표면 플라즈몬 공명을 위해 광을 흡수하는 재료로써 기능하지만, 제 2 파장의 광에 대해서는 광을 반사하는 재료로써 기능할 수 있다. 다만, 광을 반사할 때, 요철부(36)를 통해 난반사를 유도함으로써 거의 모든 파장의 광을 광 전송 코어의 요철부(36) 상의 복수의 금속 나노입자에서 흡수하여 표면 플라즈몬 공명을 통한 가열 에너지로 활용될 수 있도록 한다. According to an exemplary embodiment, the metal nanoparticles may be applied to only a partial region on the concavo-convex portion 36 . At this time, in the region of the concavo-convex portion 36 to which the metal nanoparticles are not applied, light is reflected by the base layer made of a material that reflects light, and the reflected light is a metal nano suitable for absorbing light through surface plasmon resonance. It moves until it reaches the particle. According to another example, the light source 40 may provide light of various wavelengths. At this time, the light of various wavelengths may reach metal nanoparticles in different regions on the uneven portion 36 to cause surface plasmon resonance. . In this case, reflection of light may occur in other metal nanoparticles that do not have surface plasmon, which have passed before reaching the specific metal nanoparticles. That is, the specific metal nanoparticles function as a material that absorbs light for surface plasmon resonance with respect to light of a first wavelength, but may function as a material that reflects light with respect to light of a second wavelength. However, when light is reflected, light of almost all wavelengths is absorbed by the plurality of metal nanoparticles on the concave-convex portion 36 of the optical transmission core by inducing diffuse reflection through the concave-convex portion 36, and heating energy through surface plasmon resonance make it usable as

특히, 요철부(36)가 광 전송 코어(34)의 내부를 향해 있고, 요철부(36) 상에 금속 나노입자들이 도포되어 광 전송 코어(34)의 윤곽 면의 내면에서 표면 플라즈몬 공명에 따른 가열이 이루어질 수 있다. In particular, the concavo-convex portion 36 faces the inside of the optical transmission core 34 , and metal nanoparticles are applied on the concave-convex portion 36 on the inner surface of the contour surface of the optical transmission core 34 according to surface plasmon resonance. Heating may take place.

일 예에서, 광 전송 코어(34) 내부의 요철부(36)의 형성은 광 전송 코어(34) 내부를 비어놓고 광 전송 코어(34)의 외형을 제작한 후, 후속하여 상기 외형의 내벽에 요철부(36)를 형성하는 방법이 있다. 그리고는, 형성된 요철부 상에 금속 나노입자들을 도포한 후, 부가적인 코팅을 통해 요철부(36) 및 금속 나노입자들이 보호될 수 있도록 한다. 그리고는, 금속 나노입자들이 도포된 광 전송 코어(34)의 내벽 안에 광 전송 코어(34)의 재료(예컨대, 유리, 석영 등)를 채울 수 있다. 이때, 광 전송 코어(34)의 재료를 채우기 전에 먼저 형성되는 광 전송 코어(34)의 외형의 재료는 광 투과성 재료가 아닌 것이 바람직할 수 있다. 다만, 필요에 따라 요철부(36)가 형성된 윤곽 면의 내면이 아닌, 윤곽 면의 외면에 금속 나노입자들이 도포된 경우, 요철부(36)는 투명 재료 또는 반투명 재료로 형성될 수 있다. In one example, the formation of the concave-convex portion 36 inside the optical transmission core 34 is performed by emptying the inside of the optical transmission core 34 and manufacturing the external shape of the optical transmission core 34, and subsequently to the inner wall of the external shape. There is a method of forming the concavo-convex portion 36 . Then, after the metal nanoparticles are applied on the formed uneven portions, the uneven portions 36 and the metal nanoparticles are protected through an additional coating. Then, a material (eg, glass, quartz, etc.) of the optical transmission core 34 may be filled into the inner wall of the optical transmission core 34 coated with metal nanoparticles. At this time, it may be preferable that the material of the outer shape of the optical transmission core 34, which is first formed before filling the material of the optical transmission core 34, is not a light-transmitting material. However, if the metal nanoparticles are applied to the outer surface of the contoured surface instead of the inner surface of the contoured surface on which the concave-convex portion 36 is formed, the concave-convex portion 36 may be formed of a transparent material or a translucent material.

다른 예에서, 광 전송 코어(34)의 재료를 이용하여 광 전송 코어(34)를 생성한 후, 외벽을 연마시켜, 요철부(36)를 형상을 생성한다. 그리고는, 요철부(36)의 형상을 갖는 광 전송 코어(34)의 외벽 상에 금속 나노입자들을 도포하고 도포된 금속 나노입자들 상에 열 전도성이 높은 금속을 배치함으로써 광 전송 코어(34)의 내부를 향하는 요철부(36)의 형상 및 요철부(36) 상에 도포되는 금속 나노입자들을 형성할 수 있다. 이때, 요철부(36) 자체의 재료가 금속 나노입자들로 이루어질 수 있다. In another example, after the optical transmission core 34 is produced by using the material of the optical transmission core 34 , the outer wall is polished to form the concave-convex portion 36 . Then, by applying metal nanoparticles on the outer wall of the optical transmission core 34 having the shape of the concavo-convex portion 36 and disposing a metal having high thermal conductivity on the applied metal nanoparticles, the optical transmission core 34 It is possible to form the metal nanoparticles coated on the shape of the concave-convex portion 36 and the concave-convex portion 36 toward the inside of the. In this case, the material of the concavo-convex part 36 itself may be made of metal nanoparticles.

또 다른 예에서, 광 전송 코어(34)의 재료를 채워 넣은 상태로 광 전송 코어(34)를 생성한 후, 요철부(36)의 형상으로 금속 나노입자들을 주입하는 방식으로 요철부(36) 형상 및 그 형상 위의 금속 나노입자들을 형성할 수도 있다. In another example, after the optical transmission core 34 is created in a state in which the material of the optical transmission core 34 is filled, the uneven portion 36 is formed by injecting metal nanoparticles in the shape of the uneven portion 36 . It is also possible to form the shape and the metal nanoparticles thereon.

광 전송 코어(34)의 내부에 요철부(36) 및 금속 나노입자들이 형성된 상태에서, 광 전송 코어(34)의 외면(38)은 금속과 같은 열전도성이 높은 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 에어로졸 형성 물품이 광 전송 코어(34)의 외곽에 위치하기 때문에, 광 전송 코어(34)의 외면에서의 가열이 잘 이루어지도록 하기 위함이다. 외면에 형성되는 열 전도성이 높은 금속 재료는 철, 니켈, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐 등을 포함할 수 있다. 이러한 열 전도성이 높은 금속 재료를 이용하여 서로 열교환이 이루어지도록 함으로써 금속 나노입자에 의해 생성된 열이 에어로졸 형성 기재에 균일하게 전달될 수 있도록 한다. In a state in which the concave-convex portion 36 and the metal nanoparticles are formed inside the optical transmission core 34 , the outer surface 38 of the optical transmission core 34 is preferably made of a material having high thermal conductivity, such as metal. This is to ensure that the aerosol-forming article is located on the outside of the optical transmission core 34, so that the heating on the outer surface of the optical transmission core 34 is well made. The metal material having high thermal conductivity formed on the outer surface may include iron, nickel, aluminum, gold, silver, tungsten, or the like. Heat generated by the metal nanoparticles can be uniformly transmitted to the aerosol-forming substrate by using such a high thermal conductivity metal material to exchange heat with each other.

다른 실시예에서, 광 전송 코어(34)의 윤곽 면의 외면에 표면 플라즈몬 공명에 따른 가열이 이루어질 수 있도록 금속 나노입자들이 도포될 수 있다. 경우에 따라, 상기 윤곽 면의 내면의 요철부(36) 상과 윤곽 면의 외면에 모두 금속 나노입자들이 도포될 수 있고, 요철부(36)에는 금속 나노입자들이 도포되지 않고 외면에만 금속 나노입자들이 도포되도록 구성될 수도 있다. In another embodiment, metal nanoparticles may be applied to the outer surface of the contoured surface of the optical transmission core 34 so that heating according to surface plasmon resonance may be achieved. In some cases, metal nanoparticles may be applied to both the concave-convex portion 36 of the inner surface of the contour surface and the outer surface of the contour surface, and metal nanoparticles are not applied to the concave-convex portion 36, but metal nanoparticles only to the outer surface. They may be configured to be applied.

또 다른 실시예에서, 세장형 히터 요소(30)는 전기적 전원 공급기로부터 전력을 수신하도록 배열된 전기적 저항 부분을 포함할 수 있다. 즉, 상기 복수의 금속 나노입자들의 표면 플라즈몬 공명에 의해 생성된 열에 부가하여 전기적 부분을 통한 열을 제공할 수 있다. 이때, 금속 나노입자들은 전기적으로 저항성 부분을 형성할 수 있다. 앞서 설명한, 기재층과 코팅층 중 적어도 하나가 상기 전기적 저항 부분을 형성할 수 있다. 전기적 저항 부분은 전기적 저항성 금속 및 전기적 저항성 세라믹을 포함할 수 있다. 기재층은 전기적 저항 재료뿐만 아니라 직물 재료를 포함할 수 있고, 전기적 저항 재료의 쓰레드들이 직물 재료의 적어도 일부를 형성한다. 에어로졸 형성 장치는 표면 플라즈몬 공면에 의한 열 생성에 부가하여 전기적 저항 부분에 따른 열을 생성하기 위해 전원을 공급할 수 있도록 배열될 수 있다. In another embodiment, the elongate heater element 30 may include an electrically resistive portion arranged to receive power from an electrical power supply. That is, in addition to the heat generated by surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles, heat may be provided through an electrical part. In this case, the metal nanoparticles may form an electrically resistive portion. At least one of the above-described base layer and the coating layer may form the electrical resistance portion. The electrically resistive portion may include an electrically resistive metal and an electrically resistive ceramic. The substrate layer may include an electrically resistive material as well as a textile material, the threads of the electrically resistive material forming at least a portion of the textile material. The aerosol-forming device may be arranged to supply power to generate heat according to the electrically resistive portion in addition to heat generation by surface plasmon coplanarity.

앞서 설명한 바와 같이, 세장형 히터 요소(30)는 광원(40)으로부터 방출된 광을 반사하고 포커싱하기 위한 렌즈(32)를 포함한다. 광 전송 코어(34)는 약 200 내지 350 도 사이의 온도로 가열 표면(38)이 가열될 수 있도록 광원(40)으로부터 방출되는 광을 전송하기 위한 도관 기능을 수행한다. 일 예에서, 광 전송 코어(34)는 유리를 포함한다. 유리는 광학적 투과도와 같은 광학 특성에서 좋은 성능을 보이는 상대적으로 값싼 재료이다. 무엇보다, 유리는 상승하는 온도를 견디는데 적합하고 이에 따라 가열 표면으로부터의 열에 의해 손상되거나 성능이 저하되는 문제로부터 떨어져 가열 표면에 최대한 근접하게 위치할 수 있다. 또는, 석영 또는 유체와 같은 다른 광학적으로 투과가능하거나 반투명한 재료를 포함할 수 있다.As previously described, the elongate heater element 30 includes a lens 32 for reflecting and focusing the light emitted from the light source 40 . The light transmission core 34 serves as a conduit for transmitting the light emitted from the light source 40 so that the heating surface 38 can be heated to a temperature between about 200 and 350 degrees. In one example, the optical transmission core 34 comprises glass. Glass is a relatively inexpensive material that shows good performance in optical properties such as optical transmittance. Above all, the glass is suitable to withstand elevated temperatures and thus can be placed as close to the heating surface as possible away from the problem of being damaged or degraded by heat from the heating surface. Alternatively, it may include other optically transmissive or translucent materials such as quartz or fluid.

도 6b는 내부 영역이 빈 형태로 되어 있는 실시예를 나타내며, 이때, 광 전송 코어(34)의 외주면을 구성하는 윤곽 면의 내부를 향해 요철부(36)가 형성될 수 있다. 광원(40)으로부터 방출된 광은 내부의 빈 공간을 통해 요철부(36)로 도달하고, 요철부(36)에서 금속 나노입자들로 광이 흡수되거나 또는 반사되어 다른 요철부(36)를 향해 이동한다. 도 6b의 실시예와 같이 빈 챔버 또는 보이드(void) 형상의 광 전송 코어(34)를 구비함에 따라 에어로졸 생성 장치의 전체적인 무게를 경감시킬 수 있다. 6B shows an embodiment in which the inner region has a hollow shape. In this case, the concave-convex portion 36 may be formed toward the inside of the contour surface constituting the outer circumferential surface of the optical transmission core 34 . The light emitted from the light source 40 reaches the concave-convex portion 36 through the empty space inside, and the light is absorbed or reflected by the metal nanoparticles in the concave-convex portion 36 toward the other concave-convex portion 36 . Move. As in the embodiment of FIG. 6B , the overall weight of the aerosol generating device can be reduced by having the optical transmission core 34 having an empty chamber or void shape.

도 6c의 실시에서, 요철부(36)는 광 전송 코어(34)의 일부 영역에만 형성될 수 있다. 일 예에서, 요철부(36)는 광 전송 코어의 하부 영역에만 배열될 수 있다. 이러한 구성은 하부에서 광의 난반사를 유도하여 광을 상부 측으로 끌어올림에 따라 상대적으로 광량이 적은 광 전송 코어의 상부로 광이 많이 도달하도록 함으로써 균일한 가열을 달성할 수 있도록 한다. 다른 예에서, 요철부(36)는 광 전송 코어(34)의 상부 영역에만 배열될 수 있다. 이러한 구성은 상부에서도 잘 흡수되지 못한 광이 난반사되어 다시 하부 영역으로 되돌아갈 수 있도록 유도하여 광이 광 전송 코어(34)를 빠져나가지 않도록 한다. 이를 통해 가열효율이 제고될 수 있다. 이때, 요철부(36)가 존재하는 영역은 요철부(36) 상(예컨대, 윤곽 면의 내면)에 금속 나노입자들이 배열되고, 요철부(36)가 없는 영역은 윤곽 면의 외면에 금속 나노입자들이 배열되도록 하여, 상기 외면에서 열 전도에 의한 가열이 아닌, 직접 가열이 이루어지도록 할 수 있다.In the implementation of FIG. 6C , the concave-convex portion 36 may be formed only in a partial region of the optical transmission core 34 . In one example, the concave-convex portion 36 may be arranged only in the lower region of the optical transmission core. This configuration induces diffuse reflection of light from the lower side and allows a large amount of light to reach the upper part of the optical transmission core having a relatively small amount of light as the light is pulled up to the upper side, thereby achieving uniform heating. In another example, the concave-convex portion 36 may be arranged only in the upper region of the optical transmission core 34 . In this configuration, the light, which is not well absorbed even in the upper part, is diffusely reflected and is returned to the lower region so that the light does not exit the optical transmission core 34 . Through this, heating efficiency can be improved. At this time, in the region where the concavo-convex portion 36 is present, metal nanoparticles are arranged on the concave-convex portion 36 (eg, the inner surface of the contour surface), and in the region where the concavo-convex portion 36 is not present, metal nanoparticles are on the outer surface of the contour surface By arranging the particles, direct heating rather than heating by heat conduction on the outer surface can be achieved.

도 7은 도 5의 세장형 히터 요소에 포함된 렌즈에 의해 광원으로부터의 광이 기준값 이상의 입사각을 갖도록 하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.7 is a cross-sectional view for explaining a process of allowing light from a light source to have an incident angle greater than or equal to a reference value by a lens included in the elongate heater element of FIG. 5 .

도 7을 참조하면, 세장형 히터 요소(30)의 베이스에 포함된 렌즈(32)는 광원(40)으로부터 발생된 광의 조사 각을 조절한다. 특히, 요철부(36)로 도달하는 광(P1, P2, P3)이 각각 일정한 값 이상의 각도를 갖도록 함으로써 난반사가 보다 쉽게 일어날 수 있도록 배열된다. 제 1 파장의 광(P1)의 광 전송 코어로의 입사각이 θ1이고, 제 2 파장의 광(P2)의 광 전송 코어로의 입사각이 θ2이며, 제 3 파장의 광(P3)의 광 전송 코어로의 입사각이 θ3일 때, θ1, θ2 및 θ3는 서로 다른 각도일 수 있다. 다만, θ1, θ2 및 θ3의 각도가 서로 다른 값을 갖더라도 일정 범위의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 만약, 0도에 가까운 값을 가질 경우, 광 전송 코어 내의 요철부(36)에 도달하는데 너무 많은 간섭을 받게 된다. 만약, 90도에 가까운 값을 가질 경우, 요철부(36)에서의 난반사를 기대하기 어렵다. 따라서, 약 30도 내지 70도의 각도로 입사될 수 있도록 조절되는 것이 바람직하다. 특히, 약 40도 내지 50도의 각도로 입사되는 것이 보다 바람직할 수 있다. Referring to FIG. 7 , the lens 32 included in the base of the elongate heater element 30 adjusts the irradiation angle of the light generated from the light source 40 . In particular, the light (P 1 , P 2 , P 3 ) reaching the concave-convex portion 36 is arranged to have an angle equal to or greater than a predetermined value, so that diffuse reflection can occur more easily. The angle of incidence of the light P 1 of the first wavelength to the optical transmission core is θ 1 , the angle of incidence of the light P 2 of the second wavelength to the optical transmission core is θ 2 , and the light P 3 of the third wavelength is ) when the incident angle to the optical transmission core is θ 3 , θ 1 , θ 2 , and θ 3 may be different angles. However, even if the angles of θ 1 , θ 2 , and θ 3 have different values, it is preferable to have an angle within a certain range. If it has a value close to 0 degrees, too much interference is received in reaching the concave-convex portion 36 in the optical transmission core. If it has a value close to 90 degrees, it is difficult to expect diffuse reflection in the concave-convex portion 36 . Therefore, it is preferable to adjust it so that it can be incident at an angle of about 30 degrees to 70 degrees. In particular, it may be more preferable to be incident at an angle of about 40 to 50 degrees.

도 8은 도 6a의 요철부 상에 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 도포된 예를 도시한 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating an example in which different types of metal nanoparticles are coated on the uneven portion of FIG. 6A.

도 8을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 금속 나노입자들은 서로 다른 종류의 금속 재료로 구성될 수 있고, 서로 다른 종류의 금속 재료는 서로 다른 파장의 광은 흡수하는데 적합한다. 예컨대, A 금속은 제 1 범위의 파장을 갖는 광을 흡수하고, B 금속은 제 2 범위의 파장을 갖는 광을 흡수할 수 있다. 이때, 광원(40)을 복수 개의 범위의 파장을 갖는 광원들(40-1, 40-2, 40-3)로 배열하고, 서로 다른 파장의 광을 독립적으로 제어하여 조사한다면, 서로 다른 광원들(40-1, 40-2, 40-3)로부터 방출된 광은 서로 다른 재료의 금속 나노입자들에서 흡수될 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원(40-1)으로부터 방출된 광(P1)은 A 및 B 금속 나노입자에서는 잘 흡수되지 않기 때문에 해당 요철부(36)에서는 반사되고 흡수영역(B)의 C 금속 나노입자에서 흡수된다. 반면, 제 2 광원(40-3)으로부터 방출된 광(P2)은 B 및 C 금속 나노입자에서는 흡수되지 않고 반사되며, 흡수영역(A)의 A 금속 나노입자에서 흡수될 수 있다. 이와 같이, 요철부(36)에서의 난반사 이후에 특정 금속 나노입자에서 광이 잘 흡수될 수 있도록 다양한 파장의 광원과 다양한 종류의 금속 나노입자를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 광원의 파장과 이를 흡수하는 금속 나노입자의 대응관계를 고려하여 적절한 파장의 광원과 금속 나노입자의 재료를 매칭하는 것이 바람직하다. 예컨대, 금(Au)의 경우, 약 480 내지 580 nm의 파장대의 광에 매칭될 수 있다. 여기서, 금속 나노입자와 매칭되는 광의 파장과의 관계에서, 금속 나노입자의 종류뿐만 아니라, 금속 나노입자의 밀도, 크기 및 직경, 기재층의 종류, 형상 및 광학상수 등도 금속 나노입자에서 흡수되는 광의 파장에 영향을 미치는 파라미터이기 때문에, 함께 또는 독립적으로, 고려될 수 있다. Referring to FIG. 8 , as described above, the plurality of metal nanoparticles may be composed of different types of metal materials, and the different types of metal materials are suitable for absorbing light of different wavelengths. For example, metal A may absorb light having a wavelength in a first range, and metal B may absorb light having a wavelength in a second range. At this time, if the light source 40 is arranged as light sources 40-1, 40-2, 40-3 having a plurality of ranges of wavelength, and light of different wavelengths is independently controlled and irradiated, the different light sources The light emitted from (40-1, 40-2, 40-3) can be absorbed by metal nanoparticles of different materials. For example, since the light P 1 emitted from the first light source 40-1 is not well absorbed by the A and B metal nanoparticles, it is reflected by the concave-convex portion 36 and is reflected by the C metal in the absorption region B. absorbed by nanoparticles. On the other hand, the light P 2 emitted from the second light source 40 - 3 is not absorbed by the B and C metal nanoparticles but is reflected, and may be absorbed by the A metal nanoparticles in the absorption region (A). As described above, it is preferable to provide light sources of various wavelengths and various types of metal nanoparticles so that light can be well absorbed by specific metal nanoparticles after the diffuse reflection in the concave-convex portion 36 . In particular, it is preferable to match the light source with an appropriate wavelength and the material of the metal nanoparticles in consideration of the correspondence between the wavelength of the light source and the metal nanoparticles that absorb it. For example, gold (Au) may be matched to light in a wavelength range of about 480 to 580 nm. Here, in relation to the wavelength of light that matches the metal nanoparticles, not only the type of metal nanoparticles, but also the density, size and diameter of the metal nanoparticles, the type, shape, and optical constant of the substrate layer determine the amount of light absorbed by metal nanoparticles Since they are parameters affecting the wavelength, they can be considered together or independently.

특히, 외부로부터 수신되는 주변 광은 다양한 파장의 광이 혼합된 것이기 때문에, 위와 같이 요철부(36)와 다양한 종류의 금속 나노입자의 구비는 보다 중요할 수 있다.In particular, since ambient light received from the outside is a mixture of light of various wavelengths, the provision of the concave-convex portion 36 and various types of metal nanoparticles as described above may be more important.

도 9는 도 6a의 요철부의 다양한 형상을 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating various shapes of the concavo-convex portion of FIG. 6A .

도 9의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 요철부는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형과 같은 다각형의 형상을 가질 수 있고, 반원과 같은 곡면 형상을 가질 수 있다. 또한, 이는 위의 예시에 한정되지 않는다. 또한, 복수 개의 요철부는 연속하여 배열될 수도 있고, 이격하여 배열될 수도 있다. 이때, 이격거리는 수직 및 수평 방향으로 등간격일 수도 있고, 일정하지 않은 간격일 수도 있다. Referring to FIGS. 9A to 9D , the concavo-convex portion may have a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, or a hexagon, and may have a curved shape such as a semicircle. In addition, this is not limited to the above example. In addition, the plurality of concavo-convex portions may be continuously arranged or may be arranged spaced apart. In this case, the separation distance may be equally spaced in the vertical and horizontal directions, or may be non-uniform intervals.

또한, 요철부가 다각형 형상일 때, 광 전송 코어의 내벽으로부터 형성하는 각도(α)는 일정 각도 이상의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 일정 각도는 난반사 형성에 적합하도록, 30도 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 40도 내지 60도의 각도가 좋다. 또한, 삼각형 형태의 요철부의 경우, 코어의 내벽과 형성되는 양 각도는 반드시 동일할 필요는 없다. Further, when the concave-convex portion has a polygonal shape, it is preferable that the angle α formed from the inner wall of the optical transmission core has an angle equal to or greater than a certain angle. The predetermined angle is preferably 30 degrees or more so as to be suitable for forming diffuse reflection. More preferably, an angle of 40 degrees to 60 degrees is good. In addition, in the case of the concave-convex portion having a triangular shape, both angles formed with the inner wall of the core are not necessarily the same.

다른 예에서, 나노입자와 광의 도달 정도를 고려할 때, 요철부의 높이(h)는 약 1um 내지 100um인 것이 바람직하다. 즉, 나노입자가 요철부의 계곡부에 배치될 수 있도록 나노입자의 크기를 10nm 내지 100nm 정도로 가정할 때, 상기 높이(h)는 약 50 내지 200배가 되는 것이 적절하다. 따라서, 약 2.5um 내지 10um인 것이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게는, 약 80배 내지 150배인 것이 좋다. In another example, in consideration of the degree of arrival of nanoparticles and light, the height (h) of the uneven portion is preferably about 1um to 100um. That is, when it is assumed that the size of the nanoparticles is about 10 nm to 100 nm so that the nanoparticles can be arranged in the valleys of the concavo-convex portions, it is appropriate that the height h is about 50 to 200 times. Therefore, it may be desirable to be about 2.5 um to 10 um. More preferably, it is good that it is about 80 times to 150 times.

또 다른 예에서, 요철부의 형상, 각도, 및 높이 중 적어도 하나는 배열 영역에 따라 달라질 수 있다. 일 예에서, 길이방향에서 하부 영역의 요철부는 삼각형 형상을 가정할 때, 상부를 향하는 면이 길게 배열되도록 하여 광이 잘 도달하지 않는 상부측으로 광을 잘 보내기 위한 형상 및 각도를 가질 수 있다. 반대로 상부 영역의 요철부는 하부를 향하는 면이 길게 배열되도록 하여 흡수되지 못한 광이 다시 하부로 내려가도록 하는 것을 돕는다. 위 예시의 반대의 경우도 가능하다. 높이의 경우도, 하부는 상대적으로 낮은 높이의 요철부가 배열되고, 상부에는 상대적으로 높은 높이의 요철부가 배열되도록 할 수 있다. 이 반대의 경우도 가능하다. In another example, at least one of the shape, angle, and height of the concavo-convex portion may vary depending on the arrangement area. In one example, assuming a triangular shape, the concavo-convex portion of the lower region in the longitudinal direction may have a shape and an angle to easily transmit light to an upper side where light does not easily reach by arranging an upper surface to be elongated. Conversely, the concave and convex portions of the upper region are arranged so that the downward-facing surface is elongated, thereby helping the unabsorbed light to go down again. The reverse of the above example is also possible. In the case of height, the concave-convex portion having a relatively low height may be arranged at the lower portion, and the concave-convex portion having a relatively high height may be arranged at the upper portion. The reverse is also possible.

도 10은 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 서로 다른 영역에 배열된 세장형 히터 요소를 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating an elongated heater element in which different types of metal nanoparticles are arranged in different regions.

도 10을 참조하면, 광 전송 코어(34)의 길이방향으로 동일한 종류의 금속 나노입자는 특정 영역에 집중하여 배치함으로써 부분적인 가열이 이루어지도록 설계할 수 있다. 예컨대, 제 1 파장의 광을 흡수하는 A 금속을 광 전송 코어(34)의 길이방향에 있어서 가장 하부 영역에, 제 2 파장의 광을 흡수하는 B 금속을 광 전송 코어(34)의 길이방향에 있어서 중간 영역에, 제 3 파장의 광을 흡수하는 C 금속을 광 전송 코어(34)의 길이방향에 있어서 가장 상부 영역에 집중하여 배치할 수 있다. 그리고, 광원은 제 1 파장의 광(40-1), 제 2 파장의 광(40-2) 및 제 3 파장의 광(40-3)을 구비할 수 있다. 이때, 서로 다른 흡수 영역의 외면 사이에는 열 전도가 되지 않도록 광 전송 코어의 외면에 배열되는 열 전도성 재료를 흡수 영역의 구분에 대응되게 분리하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 특정 파장의 광을 흡수하는 서로 다른 종류의 금속 나노입자들을 특정 영역에 집중 배치하고 상기 서로 다른 종류의 금속 나노입자들에 대응하는 광을 사용자가 독립적으로 제어하도록 함으로써 가열영역이 특정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 사용자는 특정 파장의 광을 조사함으로써 해당 광을 흡수하는 영역만 가열될 수 있도록 한다. 집중 배치되는 영역은 반드시 광 전송 코어(34)의 길이방향에 대해서 특정되지 않아도 된다. 길이방향의 수직한 방향으로 서로 다른 영역에 특정되어 배치될 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 것이다. Referring to FIG. 10 , the same type of metal nanoparticles in the longitudinal direction of the optical transmission core 34 may be designed to be partially heated by focusing and arranging them in a specific region. For example, metal A that absorbs light of the first wavelength is placed in the lowermost region in the longitudinal direction of the optical transmission core 34 , and metal B that absorbs light of the second wavelength is placed in the longitudinal direction of the optical transmission core 34 . In the intermediate region, the C metal absorbing light of the third wavelength can be arranged in a concentrated manner in the uppermost region in the longitudinal direction of the optical transmission core 34 . In addition, the light source may include light 40 - 1 of a first wavelength, light 40 - 2 of a second wavelength, and light 40 - 3 of a third wavelength. At this time, it is preferable to separate the thermally conductive material arranged on the outer surface of the optical transmission core so as not to conduct heat between the outer surfaces of the different absorption regions to correspond to the division of the absorption regions. In this way, different types of metal nanoparticles absorbing light of a specific wavelength are concentrated in a specific area, and the heating area can be specified by allowing the user to independently control the light corresponding to the different types of metal nanoparticles. make it possible Accordingly, the user irradiates light of a specific wavelength so that only the area absorbing the light can be heated. The area to be concentrated is not necessarily specified with respect to the longitudinal direction of the optical transmission core 34 . It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be specifically arranged in different regions in a direction perpendicular to the longitudinal direction.

한편, 광 전송 코어(34)의 원통형 부분 상단의 뾰족한 부분은 서로 다른 종류의 금속 나노입자들이 순차적으로 배치될 수 있도록 하여 제 1 내지 제 3 파장 흡수영역에서 흡수되지 못한 광이 모두 처리되거나 일부 반사되어 다시 원통형 부분에서 처리될 수 있도록 한다. 필요에 따라, 상기 뾰족한 부분은 광 반사 재료로 형성하여 다시 원통형 부분에서 반사된 광이 모두 처리될 수 있도록 할 수 있다. On the other hand, the pointed portion of the upper end of the cylindrical portion of the optical transmission core 34 allows different types of metal nanoparticles to be sequentially disposed, so that all of the light that is not absorbed in the first to third wavelength absorption regions is processed or partially reflected. so that it can be processed again in the cylindrical part. If necessary, the pointed portion may be formed of a light reflective material so that all of the light reflected from the cylindrical portion can be processed again.

선택적으로, 도 10의 실시예의 광 전송 코어(34)의 내벽에는 요철부가 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 어느 경우든 무방하다. Optionally, an uneven portion may or may not exist on the inner wall of the optical transmission core 34 of the embodiment of FIG. 10 . In any case, it is free

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 사이에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted between an elongate heater element and an annular heater element of an aerosol-generating device according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 환형 히터 요소(50)는 앞선 도 5의 세장형 히터 요소(30)와 함께 사용될 수도 있고, 단독으로 사용될 수도 있다. 환형 히터 요소(50)는 에어로졸 형성 물품(200)을 외부에서 가열하기 위해 환형으로 형성될 수 있다. 환형 히터 요소(50)는 세장형 히터 요소(30)와 동시에 사용될 수도 있고, 순차적으로 사용될 수도 있다. 세장형 히터 요소(30)와 환형 히터 요소(50)의 조합된 사용은 내부 및 외부 가열의 조합을 통해 에어로졸 형성 기재의 균일한 가열을 도모할 수 있기에 보다 효율적인 가열 시스템을 제공한다고 볼 수 있다. Referring to FIG. 11 , the annular heater element 50 may be used together with the elongate heater element 30 of FIG. 5 or may be used alone. The annular heater element 50 may be annularly formed for externally heating the aerosol-forming article 200 . The annular heater element 50 may be used concurrently with the elongate heater element 30 or may be used sequentially. It can be seen that the combined use of the elongate heater element 30 and the annular heater element 50 provides a more efficient heating system as it can promote uniform heating of the aerosol-forming substrate through a combination of internal and external heating.

도 11의 실시예에서는, 세장형 히터 요소(30)가 내벽에 요철부를 포함하는 것으로 도시되었으나, 요철부가 없는 세장형 히터 요소(30)(요철부가 없고 윤곽면의 외면에 금속 나노입자가 도포된 형태)가 사용되어도 무방하다. 다른 예에서, 세장형 히터 요소(30)는 핀 형태 또는 블레이드 형태의 저항성 히터일 수 있다. 또 다른 예에서, 세장형 히터 요소(30)는 유도 가열형 히터일 수도 있다. In the embodiment of FIG. 11 , the elongate heater element 30 is shown to include concavo-convex portions on the inner wall, but the elongate heater element 30 without concavo-convex portions (without concavo-convex portions and metal nanoparticles applied to the outer surface of the contour surface) form) may be used. In another example, the elongate heater element 30 may be a resistive heater in the form of a fin or a blade. In another example, the elongate heater element 30 may be an induction heating heater.

한편, 환형 히터 요소(50)는 에어로졸 생성 장치의 광원(56)으로부터 광을 수신하도록 배열된 복수의 금속 나노입자들을 포함하고, 이러한 복수의 금속 나노입자들의 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 생성한다. 환형 히터 요소(50)의 광원(56)은 세장형 히터 요소(30)의 광원과 동일한 광원일 수도 있고, 필요에 따라서는 서로 다른 광원일 수도 있다. 후자의 경우, 서로 다른 광원(56)은 세장형 히터 요소(30)의 광원(40)과 동시에 또는 독립적으로 동작할 수 있다. 또한, 광원의 세기 역시 동일할 수도 있고 서로 다른 세기를 가질 수도 있다. Meanwhile, the annular heater element 50 includes a plurality of metal nanoparticles arranged to receive light from the light source 56 of the aerosol generating device, and generates heat by surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles. The light source 56 of the annular heater element 50 may be the same light source as the light source of the elongate heater element 30 , or may be different light sources if desired. In the latter case, the different light sources 56 may operate simultaneously or independently of the light sources 40 of the elongate heater element 30 . Also, the intensity of the light sources may be the same or may have different intensities.

더욱이, 세장형 히터 요소(30)와 환형 히터 요소(50)는 제어부를 통해 독립적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 두 히터 요소들(30, 50)은 서로 다른 온도들을 달성하도록 독립적으로 동작할 수 있고, 서로 다른 시간에 가열되도록 동작할 수도 있다. 즉, 위 두 히터 요소들(30, 50)의 가열 프로파일은 서로 다르게 설정될 수 있다. Moreover, the elongate heater element 30 and the annular heater element 50 can be independently controlled via the control unit. For example, the two heater elements 30 , 50 may operate independently to achieve different temperatures, and may operate to heat at different times. That is, the heating profiles of the two heater elements 30 and 50 may be set differently.

환형 히터 요소(50)는 캐비티의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있고, 바람직하게는 캐비티의 전체 길이를 따라 연장된다. 이는 에어로졸 형성 기재 주변에 가열 재킷(jacket)을 형성하도록 한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재가 캐비티 내에 수용된 때, 에어로졸 형성 기재의 외부 표면에 접촉하도록 배열되는 것이 좋다. The annular heater element 50 may extend along at least a portion of the cavity, preferably along the entire length of the cavity. This allows for the formation of a heating jacket around the aerosol-forming substrate. Preferably, the aerosol-forming substrate is arranged to contact the outer surface of the aerosol-forming substrate when received within the cavity.

다른 예에서, 환형 히터 요소(50)는 전기적 전원 공급기로부터 전력을 공급받도록 배열된 저항성 가열 부분을 포함할 수 있다. 사용 동안, 상기 전기적 저항 부분은 전력을 공급받아 가열된다. 이러한 전기적 저항 부분은 복수의 금속 나노입자들의 표면 플라즈몬 공명에 의해 생성되는 열을 대체하거나 또는 부가적인 가열원으로써 기능한다. In another example, the annular heater element 50 may include a resistive heating portion arranged to be powered from an electrical power supply. During use, the electrically resistive portion is energized and heated. This electrical resistance portion functions as an additional heating source or replaces heat generated by surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles.

또 다른 예에서, 환형 히터 요소(50)는 서셉터를 가열하기 위해 캐비티 내에 와전류를 생성하는 유도 코일을 포함할 수 있다. 캐비티의 벽은 서셉터를 포함할 수 있다. In another example, the annular heater element 50 may include an induction coil that creates an eddy current within the cavity to heat the susceptor. A wall of the cavity may include a susceptor.

도 12는 도 11의 환형 히터 요소를 구체적으로 나타낸 단면도이다. 12 is a cross-sectional view specifically illustrating the annular heater element of FIG. 11 .

도 12를 참조하면, 환형 히터 요소(40)는 캐비티의 측벽을 따라 제공되고, 마운트(70) 상에 장착된다. 환형 히터 요소(40)는 그 사이에 환형 갭을 갖는 내부 환형 튜브(54b)와 외부 환형 튜브(54a)를 포함한다. 환형 갭은 에어로졸 형성 물품으로 주변 공기를 제공하기 위한 공기 흐름 통로(60)를 형성한다. Referring to FIG. 12 , an annular heater element 40 is provided along a sidewall of the cavity and mounted on a mount 70 . The annular heater element 40 includes an inner annular tube 54b and an outer annular tube 54a with an annular gap therebetween. The annular gap defines an air flow passageway 60 for providing ambient air to the aerosol-forming article.

가열 표면(52)은 내부 환형 튜브(52a)의 내부 표면에 정의되고, 표면 플라즈몬 공명에 의한 열을 생성하기 위한 복수의 금속 나노입자들을 포함한다. 외부 환형 튜브(52b)와 내부 환형 튜브(52a) 둘 모두 광학적으로 투명 또는 반투명할 수 있다. 이에 따라 광원(56)으로부터 방출된 광이 환형 튜브들(52a, 52b)을 통해 전달될 수 있다. 이러한 배열은 가열 표면(52) 상의 나노입자들이 광원(56)으로부터의 광을 흡수하고 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 생성하도록 한다. 환형 히터 요소(50)는 세장형 히터 요소(30)의 가열 양에 의존하여 세장형 히터 요소(30)와 독립적으로 동작할 수 있다. The heating surface 52 is defined on the inner surface of the inner annular tube 52a and includes a plurality of metal nanoparticles for generating heat by surface plasmon resonance. Both the outer annular tube 52b and the inner annular tube 52a may be optically transparent or translucent. Accordingly, light emitted from the light source 56 may be transmitted through the annular tubes 52a and 52b. This arrangement allows the nanoparticles on the heating surface 52 to absorb light from the light source 56 and generate heat by surface plasmon resonance. The annular heater element 50 may operate independently of the elongate heater element 30 depending on the amount of heating of the elongate heater element 30 .

일 예에서, 환형 히터 요소(50)의 가열 표면(52)은 기재층과 코팅층을 포함할 수 있고, 코팅층은 은, 금, 백금, 알루미늄 등과 같은 금속 나노입자들로 코팅될 수 있다. 이때, 서로 다른 종류의 금속 나노입자들의 혼합이 가열 표면(52)에 적용될 수 있다. 나노입자들의 양 및 밀도는 가열량을 결정하는 중요한 요소이기 때문에, 주어진 가열표면(52) 상에 최대한 많은 양의 나노입자들을 도포하는 것이 바람직하다. In one example, the heating surface 52 of the annular heater element 50 may include a substrate layer and a coating layer, which may be coated with metal nanoparticles such as silver, gold, platinum, aluminum, or the like. At this time, a mixture of different types of metal nanoparticles may be applied to the heating surface 52 . Since the amount and density of nanoparticles are important factors in determining the amount of heating, it is desirable to apply as many nanoparticles as possible on a given heating surface 52 .

한편, 환형 히터 요소(50)의 광원(56)은 그 사이에 공기 흐름 통로를 규정하기 위해 환형 히터 요소(50)로부터 이격되어 위치하는 것이 바람직하다. 이는 유입되는 공기가 광원(56)과 환형 히터 요소(50) 사이로 흐를 수 있도록 허용한다. 이에 따라 유입 공기는 캐비티를 향해 이동하고, 그 안에 보유된 에어로졸 형성 기재로 이동된다. 공기가 환형 히터 요소(50)와 에어로졸 형성 물품 이외의 장치의 다른 부분 또는 광원(56)을 냉각시킬 수 있고, 이는 가열에 의한 데미지를 감소시킬 수 있기 때문에 이점이 있다. 특히, 공기 통로의 이러한 부분은 에어로졸 형성 기재에 도달하기 전에 공기를 예열하는데 사용될 수 있고, 가열이 요구되지 않는 장치의 부분들을 냉각시킬 수 있다. On the other hand, the light source 56 of the annular heater element 50 is preferably positioned away from the annular heater element 50 to define an air flow passage therebetween. This allows incoming air to flow between the light source 56 and the annular heater element 50 . The incoming air thus moves towards the cavity and into the aerosol-forming substrate held therein. This is advantageous because air can cool the light source 56 or other parts of the device other than the annular heater element 50 and the aerosol-forming article, which can reduce damage from heating. In particular, this portion of the air passage may be used to preheat the air prior to reaching the aerosol-forming substrate, and may cool portions of the device that do not require heating.

다른 실시예에서, 환형 히터 요소(50)의 내부 환형 튜브(54a) 및 외부 환형 튜브(54b)의 측벽들 중 적어도 일 측벽에는 요철부(미도시)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 공기 흐름 통로(60)의 두 측벽에 요철부를 형성하여 요철부에 도달한 광의 난반사를 유도하고, 이를 통해 표면 플라즈몬 공명 현상을 극대화시킴에 의해 가열 효율을 제고시킬 수 있다. 이때, 금속 나노입자들은 공기 흐름 통로(60)의 내부 환형 튜브(54a) 측의 요철부 상에 도포되고, 상기 요철부가 배열된 면과 연결된 가열 표면(52)은 열 전도성이 높은 금속 재료로 형성하여 금속 나노입자를 통한 가열 이후 열교환에 의해 상기 가열 표면(52)이 가열될 수 있도록 할 수 있다. 만약 요철부가 외부 환형 튜브(54b) 측에 형성된 경우, 상기 요철부는 투명 또는 반투명 재료로 형성하여 광의 투과를 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다. In another embodiment, an uneven portion (not shown) may be formed on at least one of the sidewalls of the inner annular tube 54a and the outer annular tube 54b of the annular heater element 50 . For example, by forming concave-convex portions on the two sidewalls of the air flow passage 60 to induce diffuse reflection of light reaching the concave-convex portions, and thereby maximize the surface plasmon resonance phenomenon, heating efficiency can be improved. At this time, the metal nanoparticles are applied on the uneven portion on the side of the inner annular tube 54a of the air flow passage 60, and the heating surface 52 connected to the surface on which the uneven portions are arranged is formed of a metal material with high thermal conductivity. Thus, the heating surface 52 can be heated by heat exchange after heating through the metal nanoparticles. If the concave-convex portion is formed on the side of the outer annular tube 54b, it is preferable that the concave-convex portion is formed of a transparent or translucent material so as not to interfere with light transmission.

도 13a 및 도 13b는 도 11의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소를 포함하는 히터 조립체의 단면도 및 평면도이다. 13A and 13B are cross-sectional and plan views of a heater assembly including the elongate heater element and the annular heater element of FIG. 11 ;

도 13a를 참조하면, 가열 표면(38, 52)은 에어로졸 형성 기재에 최대한 근접하여 배열되는 것이 바람직하다. 최대한의 근접은 3mm 이하의 거리를 의미할 수 있다. Referring to FIG. 13A , the heating surfaces 38 , 52 are preferably arranged as close as possible to the aerosol-forming substrate. The maximum proximity may mean a distance of 3 mm or less.

앞서 설명한 바와 같이, 환형 공기 흐름 통로(60)는 캐비티의 근위 종단에서 공기 입구(62)와 캐비티의 원위 종단을 규정하는 공기 도관(66)에 근접한 공기 출구(64) 사이에서 연장된다. 공기 도관(66)은 에어로졸 형성 물품이 캐비티에 수용된 때, 에어로졸 형성 물품에 인접한 다공성 벽(68)을 포함한다. 사용시에, 사용자는 마우스피스에서 퍼프를 하면, 도 13a의 화살표 방향의 공기 경로와 같이, 공기 입구(62)로부터 공기를 공급받고, 공기 흐름 통로(60)를 통과하고, 그리고 공기 도관(66)으로 가기 위해 공기 출구(64)를 통과하고, 에어로졸 형성 물품을 향하는 공기 도관(66)을 통과한다. 공기 도관(66)은 공기의 공급이 에어로졸 형성 기재의 폭을 가로질러 고르게 배분되도록 형성되며, 이에 따라 정체된 에어 포켓의 생성을 최소화한다. As previously described, an annular airflow passageway 60 extends between an air inlet 62 at the proximal end of the cavity and an air outlet 64 proximal to an air conduit 66 defining the distal end of the cavity. The air conduit 66 includes a porous wall 68 adjacent the aerosol-forming article when the aerosol-forming article is received in the cavity. In use, when the user puffs at the mouthpiece, air is supplied from the air inlet 62 , passes through the air flow passage 60 , and through the air conduit 66 , as shown in the air path in the direction of the arrow in FIG. 13A . through an air outlet 64 to go to and through an air conduit 66 towards the aerosol-forming article. The air conduit 66 is configured such that the supply of air is evenly distributed across the width of the aerosol-forming substrate, thereby minimizing the creation of stagnant air pockets.

공기가 환형의 공기 흐름 통로(60)를 통해 통과하면서 가열 표면(52)을 지나게 되므로, 공기는 에어로졸 형성 기재로 들어가기 전에 먼저 한번 가열되며, 이에 따라 에어로졸 형성 기재에 뜨거운 공기를 제공한다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 주변에서 공급되는 공기 흐름은 LED와 같은 다른 구성요소의 과열을 방지한다. As the air passes through the heating surface 52 as it passes through the annular air flow passageway 60 , the air is first heated once before entering the aerosol-forming substrate, thereby providing hot air to the aerosol-forming substrate. Also, as previously discussed, ambient supplied airflow prevents overheating of other components such as LEDs.

일 예에서, 가열 표면(52)은 서로 다른 종류의 나노입자, 서로 다른 수의 나노입자 층 또는 서로 다른 나노입자 밀도를 갖는 복수의 이산된 가열 영역을 포함할 수 있다. 이는 균일한 광원에 노출될 때, 서로 다른 가열 영역들에서 온도 상의 다양성을 가능케 한다. 선택적 가열이 달성된다. In one example, heating surface 52 may include a plurality of discrete heating zones having different types of nanoparticles, different numbers of nanoparticle layers, or different nanoparticle densities. This allows for variability in temperature in different heating zones when exposed to a uniform light source. Selective heating is achieved.

또한, 환형 히터 요소(50)의 코팅층의 생성은 금속 나노입자들을 도포하는 것인데, 이는 세장형 히터 요소(30)의 그것과 유사하다. 환형 히터 요소(50)에서도 금속 나노입자들은 눌러붙지 않는 코팅(non-stick coating) 및 마찰 감소 코팅에 의해 도포될 수 있다. Also, the creation of the coating layer of the annular heater element 50 is to apply metal nanoparticles, which is similar to that of the elongate heater element 30 . Even in the annular heater element 50, the metal nanoparticles may be applied by a non-stick coating and a friction reducing coating.

도 14a 및 도 14b는 동작 위치 및 방출 위치에서의 도 13a 및 도 13b의 히터 조립체의 단면도들이다. 14A and 14B are cross-sectional views of the heater assembly of FIGS. 13A and 13B in an operating position and an ejection position;

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 세장형 히터 요소(30)는 장치의 길이 방향으로 환형 히터 요소(50)와 관련하여 이동가능하다. 도 14a의 실시예에서, 세장형 히터 요소(30)와 환형 히터 요소(50)를 포함하는 히터 조립체는 동작 위치에 위치된다. 14A and 14B , the elongate heater element 30 is movable relative to the annular heater element 50 in the longitudinal direction of the apparatus. In the embodiment of FIG. 14A , a heater assembly including an elongate heater element 30 and an annular heater element 50 is positioned in an operative position.

마운트와 함께 통합되어 형성된 레버(72)는 하우징(102)의 슬릿(104)을 통해 외부를 향해 연장된다. 슬릿(104)을 따라 레버(72)가 이동함으로써, 마운트는 도 14b에 도시된 바와 같이, 세장형 히터 요소(30)로부터 방출 위치로 왔다 갔다할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 물품의 일부를 사용자가 잡고 뺄 필요 없이, 세장형 히터 요소(30)로부터 에어로졸 형성 물품을 제거할 수 있도록 한다. A lever 72 integrally formed with the mount extends outwardly through the slit 104 of the housing 102 . By moving the lever 72 along the slit 104 , the mount can be moved back and forth from the elongate heater element 30 to the ejection position, as shown in FIG. 14B . This allows the aerosol-forming article to be removed from the elongate heater element 30 without the need for the user to grab and remove a portion of the aerosol-forming article.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 사이에 에어로졸 형성 물품이 삽입된 예를 도시한 단면도이다. 15 is a cross-sectional view illustrating an example in which an aerosol-forming article is inserted between an elongated heater element and an annular heater element of an aerosol-generating device according to another embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 환형 히터 요소(50)는 캐비티의 측벽을 따라 제공되고, 이때, 환형 히터 요소(50)의 적어도 일 표면에 금속 나노입자들이 도포되며, 환형 히터 요소(50)의 하부에 배치된 광원(40)으로부터 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 생성할 수 있다. 이때, 광원(40)은 세장형 히터 요소(30)에서 사용하는 광원과 동일한 것일 수 있다. Referring to FIG. 15 , the annular heater element 50 is provided along the sidewall of the cavity, and in this case, metal nanoparticles are applied to at least one surface of the annular heater element 50 , and at the lower portion of the annular heater element 50 . The light may be received from the disposed light source 40 to generate heat by surface plasmon resonance. In this case, the light source 40 may be the same as the light source used in the elongate heater element 30 .

일 예에서, 앞서 도 5의 세장형 히터 요소(30)의 요철부와 마찬가지로, 환형 히터 요소(50)의 공기 흐름 통로(60)의 내벽에도 요철부(51, 53)가 배열될 수 있다. 도 15의 실시예에서는, 요철부(51, 53)가 공기 흐름 통로(60)의 양 측벽에 모두 형성된 것으로 묘사되었지만, 필요에 따라, 에어로졸 형성 물품과 맞닿는 부분의 내벽(51)에만 배열될 수도 있고, 상기 내벽(51)의 외곽 쪽 측벽(53)에만 배열될 수도 있다. 요철부(51, 53)를 통해 하부의 광원(40)으로부터 들어오는 광의 난반사를 유도하여 금속 나노입자에서의 표면 플라즈몬 공명 현상에 따른 열의 생성이 효율적으로 일어날 수 있도록 한다. 이때, 가열 표면은 요철부(51)가 존재하는 내벽 측이기 때문에, 금속 나노입자는 요철부(51) 상에만 도포되는 것이 바람직하다. 금속 나노입자가 도포된 내벽의 반대면인 외면(에어로졸 형성 기재와 접촉하는 면)은 역시 열 전도율이 높은 금속 재료로 형성외어 금속 나노입자 면에서의 열을 전도할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이외에, 세장형 히터 요소(30)의 요철부(36)에 적용되는 다양한 기술적 특징들(도 5 내지 도 10 참조)이 환형 히터 요소(50)의 요철부(51, 53)에 동일하게 또는 유사하게 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. In one example, similarly to the concavo-convex portion of the elongate heater element 30 of FIG. 5 , the concavo-convex portions 51 and 53 may also be arranged on the inner wall of the air flow passage 60 of the annular heater element 50 . In the embodiment of FIG. 15 , the concave-convex portions 51 and 53 are depicted as being formed on both side walls of the air flow passage 60 , however, if necessary, they may be arranged only on the inner wall 51 of the portion abutting the aerosol-forming article. Alternatively, it may be arranged only on the outer side wall 53 of the inner wall 51 . By inducing diffuse reflection of light coming from the light source 40 below through the concavo-convex portions 51 and 53, heat generation according to the surface plasmon resonance phenomenon in the metal nanoparticles can occur efficiently. At this time, since the heating surface is the side of the inner wall where the concavo-convex portion 51 is present, the metal nanoparticles are preferably applied only on the concave-convex portion 51 . It is preferable that the outer surface (the surface in contact with the aerosol-forming substrate) opposite to the inner wall coated with the metal nanoparticles is formed of a metal material having high thermal conductivity to conduct heat from the surface of the metal nanoparticles. In addition, various technical features (see FIGS. 5 to 10 ) applied to the concavo-convex portion 36 of the elongate heater element 30 are identical or similar to the concave-convex portions 51 and 53 of the annular heater element 50 . It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

또한, 공기 흐름 통로(60) 내부는 빈 공간으로 형성되어, 공기 입구(62)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 도 13a의 실시예와 같이, 유입되는 공기는 공기 흐름 통로(60)(가열이 일어남)를 따라 공기 출구(64) 및 외부 도관(66)을 통해 에어로졸 형성 물품에 도달할 수 있다. 광원(40)이 환형 히터 요소(50)의 하부에 배치되기 때문에, 세장형 히터 요소(30)의 그것과 마찬가지로, 환형 히터 요소(50)의 하부에 렌즈(80) 및 반사표면(미도시)을 포함하는 베이스가 구비될 수 있다. 렌즈(80)는 하부의 광원(40)으로부터의 광을 공기 흐름 통로(60)의 내벽의 특정 영역으로 보낼 수 있도록 한다. In addition, the inside of the air flow passage 60 may be formed as an empty space, and may be connected to the air inlet 62 . Thus, as in the embodiment of FIG. 13A , incoming air may reach the aerosol-forming article through the air outlet 64 and external conduit 66 along the air flow passageway 60 (where heating takes place). Because the light source 40 is disposed under the annular heater element 50 , the lens 80 and a reflective surface (not shown) on the underside of the annular heater element 50 , like that of the elongate heater element 30 . A base comprising a may be provided. The lens 80 allows light from the underlying light source 40 to be directed to a specific area of the inner wall of the air flow passage 60 .

도 16a 및 도 16b는, 다른 실시예에 따라, 도 15의 에어로졸 생성 장치에서 세장형 히터 요소와 환형 히터 요소 하부에 배치된 광원이 각각의 히터 요소에 독립적으로 복수 개 배열된 예를 나타낸 단면도 및 평면도이다. 16A and 16B are cross-sectional views illustrating an example in which a plurality of light sources disposed below an elongate heater element and an annular heater element are independently arranged on each heater element in the aerosol generating device of FIG. 15 according to another embodiment; It is a flat view.

도 16a 및 도 16b를 참조하면, 세장형 히터 요소(30)의 광원(40-1)과 환형 히터 요소(50)의 광원(40-2)이 서로 다른 구성으로 형성될 수 있다. 일 예에서, 환형 히터 요소(50)는 두 광원(40-1, 40-2)은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 도 15의 실시예와 같이, 환형 히터 요소(50)는 내벽에 요철부를 포함하고 광원(40-1)으로부터 독립적으로 제어되는 광원(40-2)을 통해 외부 가열의 효율을 극대화할 수 있다. 16A and 16B , the light source 40 - 1 of the elongate heater element 30 and the light source 40 - 2 of the annular heater element 50 may be formed in different configurations. In one example, in the annular heater element 50 , the two light sources 40 - 1 and 40 - 2 can be controlled independently of each other. As in the embodiment of FIG. 15 , the annular heater element 50 includes an uneven portion on the inner wall and maximizes the efficiency of external heating through the light source 40 - 2 independently controlled from the light source 40 - 1 .

또한, 환형 히터 요소(50)의 일 측벽에 도포되는 금속 나노입자의 종류, 밀도, 입자 크기 등은 서로 다를 수 있고, 서로 다른 금속 나노입자들의 혼합이 도포될 수 있다. In addition, the type, density, particle size, etc. of the metal nanoparticles applied to one sidewall of the annular heater element 50 may be different from each other, and a mixture of different metal nanoparticles may be applied.

도 17은 서로 다른 종류의 금속 나노입자가 서로 다른 영역에 배열된 환형 히터 요소를 나타낸 단면도이다. 17 is a cross-sectional view illustrating an annular heater element in which different types of metal nanoparticles are arranged in different regions.

도 17을 참조하면, 환형 히터 요소(50)의 길이방향으로 동일한 종류의 금속 나노입자는 특정 영역에 집중하여 배치함으로써 부분적인 가열이 이루어지도록 설계할 수 있다. 예컨대, 제 1 파장의 광을 흡수하는 A 금속을 환형 히터 요소(50)의 길이방향에 있어서 가장 하부 영역에, 제 2 파장의 광을 흡수하는 B 금속을 환형 히터 요소(50)의 길이방향에 있어서 중간 영역에, 제 3 파장의 광을 흡수하는 C 금속을 환형 히터 요소(50)의 길이방향에 있어서 가장 상부 영역에 집중하여 배치할 수 있다. 그리고, 광원은 제 1 파장의 광, 제 2 파장의 광 및 제 3 파장의 광을 광원(40-2)에 포함시켜 구비할 수 있다. 이때, 서로 다른 흡수 영역의 외면 사이에는 열 전도가 되지 않도록 환형 히터 요소(50)의 외면에 배열되는 열 전도성 재료를 흡수 영역의 구분에 대응되게 분리하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 특정 파장의 광을 흡수하는 서로 다른 종류의 금속 나노입자들을 특정 영역에 집중 배치하고 상기 서로 다른 종류의 금속 나노입자들에 대응하는 광을 사용자가 독립적으로 제어하도록 함으로써 가열영역이 특정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 사용자는 특정 파장의 광을 조사함으로써 해당 광을 흡수하는 영역만 가열될 수 있도록 한다. 집중 배치되는 영역은 반드시 환형 히터 요소(50)의 길이방향에 대해서 특정되지 않아도 된다. 길이방향의 수직한 방향으로 서로 다른 영역에 특정되어 배치될 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 것이다. Referring to FIG. 17 , the same type of metal nanoparticles in the longitudinal direction of the annular heater element 50 may be designed to be partially heated by focusing and disposing in a specific region. For example, metal A that absorbs light of the first wavelength is placed in the lowermost region in the longitudinal direction of the annular heater element 50 , and metal B that absorbs light of the second wavelength is placed in the longitudinal direction of the annular heater element 50 . In the middle region, the C metal absorbing the light of the third wavelength may be arranged concentrated in the uppermost region in the longitudinal direction of the annular heater element 50 . In addition, the light source may include light of the first wavelength, light of the second wavelength, and light of the third wavelength in the light source 40 - 2 . At this time, it is preferable to separate the thermally conductive material arranged on the outer surface of the annular heater element 50 to correspond to the division of the absorption area so that heat is not conducted between the outer surfaces of the different absorption areas. In this way, different types of metal nanoparticles absorbing light of a specific wavelength are concentrated in a specific area, and the heating area can be specified by allowing the user to independently control the light corresponding to the different types of metal nanoparticles. make it possible Accordingly, the user irradiates light of a specific wavelength so that only the area absorbing the light can be heated. The area to be concentrated is not necessarily specified with respect to the longitudinal direction of the annular heater element 50 . It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be specifically arranged in different regions in a direction perpendicular to the longitudinal direction.

선택적으로, 도 17의 실시예의 환형 히터 요소(50)의 내벽에는 요철부가 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. 어느 경우든 무방하다. Optionally, an uneven portion may or may not be present on the inner wall of the annular heater element 50 of the embodiment of FIG. 17 . In any case, it is free

이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the drawings and examples, it does not mean that the scope of protection of the present invention is limited by the drawings or examples, and those skilled in the art can appreciate the spirit of the present invention described in the claims below. And it will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope thereof.

10: 하부 케이스 12: UI 버튼
14: LED 20: 상부 케이스
22: 커버 가이드 24: 커버
26: 물품 삽입 개구 30: 세장형 히터 요소
32: 렌즈 34: 광 전송 코어
36: 요철부 38: 가열 표면
40: 광원 40-1: 제 1 광원
40-2: 제 2 광원 40-3: 제 3 광원
50: 환형 히터 요소 51: 요철부
52: 가열 표면 53: 요철부
54a: 외부 환형 튜브 54b: 내부 환형 튜브
56: 광원 60: 공기 흐름 통로
62: 공기 입구 64: 공기 출구
66: 공기 도관 68: 다공성 벽
70: 마운트 72: 레버
80: 렌즈 100: 에어로졸 생성 장치
102: 하우징 104: 슬릿
110: 배터리 120: 제어부
130: 히터 140: 캐비티
150: 증기화기 200: 에어로졸 형성 물품
210: 담배 로드 220: 필터 로드
230: 캡슐 240: 궐련지
10: lower case 12: UI button
14: LED 20: upper case
22: cover guide 24: cover
26: article insertion opening 30: elongate heater element
32: lens 34: optical transmission core
36: uneven portion 38: heating surface
40: light source 40-1: first light source
40-2: second light source 40-3: third light source
50: annular heater element 51: concave-convex part
52: heating surface 53: uneven part
54a: outer annular tube 54b: inner annular tube
56: light source 60: air flow passage
62: air inlet 64: air outlet
66: air conduit 68: porous wall
70: mount 72: lever
80: lens 100: aerosol generating device
102: housing 104: slit
110: battery 120: control unit
130: heater 140: cavity
150 vaporizer 200 aerosol-forming article
210: tobacco rod 220: filter rod
230: capsule 240: cigarette paper

Claims (19)

에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티;
상기 캐비티의 일 방향으로 연장되고 상기 에어로졸 형성 기재가 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 배열된 세장형 히터 요소; 및
상기 세장형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되,
상기 세장형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며,
상기 세장형 히터 요소에 적어도 하나의 요철부가 형성되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 요철부 상에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
a cavity receiving at least a portion of the aerosol-forming substrate;
an elongate heater element extending in one direction of the cavity and arranged to penetrate the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is received within the cavity; and
Including a light source for irradiating light to the elongate heater element,
A plurality of metal nanoparticles are arranged in the elongate heater element,
The plurality of metal nanoparticles receive light from the light source and generate heat by surface plasmon resonance (SPR),
At least one concavo-convex portion is formed on the elongate heater element,
At least some of the plurality of metal nanoparticles are arranged on the at least one uneven portion, an aerosol generating device.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 요철부는 상기 세장형 히터 요소 내부에서 광의 난반사를 야기하기 위해, 상기 세장형 히터 요소의 윤곽면(outline surface)의 내면으로부터 내부를 향하는 방향으로 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the at least one concavo-convex portion is formed in an inward direction from an inner surface of an outline surface of the elongate heater element to cause diffuse reflection of light inside the elongate heater element.
제 1 항에 있어서,
상기 세장형 히터 요소는 내부에 빈 공간을 포함하고,
상기 세장형 히터 요소의 내벽으로부터 상기 빈 공간을 향하는 방향으로 상기 적어도 하나의 요철부가 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
the elongate heater element comprises an empty space therein;
The aerosol generating device, wherein the at least one concavo-convex portion is formed in a direction from the inner wall of the elongated heater element toward the empty space.
제 1 항에 있어서,
상기 세장형 히터 요소는 광을 투과하는 재료를 포함하여 내부가 비어있지 않은 형태로 형성되고,
상기 적어도 하나의 요철부는 상기 세장형 히터 요소의 윤곽면의 내면으로부터 내부를 향하는 방향으로 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the elongate heater element is formed in a non-empty form including a material that transmits light;
The at least one concave-convex portion is formed in a direction from the inner surface of the contour surface of the elongated heater element toward the inside.
제 1 항에 있어서,
상기 요철부의 높이는 상기 복수의 금속 나노입자 중 하나의 직경의 50 배 내지 200 배 사이의 범위를 갖는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
The height of the concave-convex portion has a range of 50 to 200 times the diameter of one of the plurality of metal nanoparticles, an aerosol generating device.
제 1 항에 있어서,
상기 세장형 히터 요소는 렌즈를 포함하고,
상기 광원으로부터의 광은 상기 렌즈를 거쳐 상기 세장형 히터 요소로 입사할 때, 상기 렌즈에 의해 30° 내지 70°의 입사각을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
wherein the elongate heater element comprises a lens;
wherein the light from the light source has an angle of incidence by the lens of 30° to 70° when it enters the elongate heater element via the lens.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 금속 나노 입자들은 서로 다른 파장의 광을 흡수하는 서로 다른 종류의 재료의 혼합으로 형성되는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
The plurality of metal nanoparticles are formed by mixing different types of materials that absorb light of different wavelengths, an aerosol generating device.
제 7 항에 있어서,
제 1 파장의 광을 흡수하는 제 1 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 1 영역에 배열되고,
제 2 파장의 광을 흡수하는 제 2 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 2 영역에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
8. The method of claim 7,
first metal nanoparticles absorbing light of a first wavelength are arranged in a first region of the elongate heater element,
and second metal nanoparticles absorbing light of a second wavelength are arranged in a second region of the elongate heater element.
제 8 항에 있어서,
상기 광원은 복수 개의 광원들을 포함하고,
상기 복수 개의 광원들은 상기 제 1 금속 나노입자에 대응하는 상기 제 1 파장의 광원 및 상기 제 2 금속 나노입자에 대응하는 상기 제 2 파장의 광원을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
9. The method of claim 8,
The light source includes a plurality of light sources,
The plurality of light sources comprises a light source of the first wavelength corresponding to the first metal nanoparticles and a light source of the second wavelength corresponding to the second metal nanoparticles, an aerosol generating device.
제 1 항에 있어서,
상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 복수의 금속 나노입자에서 발생한 열을 상기 에어로졸 형성 기재로 전도하기 위해, 상기 세장형 히터 요소의 윤곽 면의 외면은 열 전도율(thermal conductivity)이 10 W/mK 이상인 금속 재료로 이루어지는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
When the aerosol-forming substrate is received within the cavity, the outer surface of the contoured face of the elongate heater element has a thermal conductivity of 10 to conduct heat generated from the plurality of metal nanoparticles to the aerosol-forming substrate. An aerosol generating device comprising a metal material of W/mK or higher.
제 1 항에 있어서,
상기 캐비티의 측벽 중 적어도 일부를 따라 연장되고, 상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열된 환형 히터 요소를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
The method of claim 1,
an annular heater element extending along at least a portion of a sidewall of the cavity and arranged to surround at least a portion of the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is received within the cavity.
제 11 항에 있어서,
상기 환형 히터 요소로 광을 조사하는 제 2 광원을 더 포함하고,
상기 환형 히터 요소에는 제 2 금속 나노 입자들이 배열되며,
상기 제 2 금속 나노 입자들은 상기 제 2 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR)에 의해 열을 발생하는, 에어로졸 생성 장치.
12. The method of claim 11,
Further comprising a second light source irradiating light to the annular heater element,
Second metal nanoparticles are arranged in the annular heater element,
The second metal nanoparticles receive light from the second light source to generate heat by surface plasmon resonance (SPR), an aerosol generating device.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 광원은 상기 세장형 히터 요소에 광을 조사하는 광원과 동일한 광원인, 에어로졸 생성 장치.
13. The method of claim 12,
The second light source is the same light source as the light source for irradiating light to the elongate heater element, an aerosol generating device.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 광원은 상기 환형 히터 요소의 하부에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
13. The method of claim 12,
and the second light source is arranged under the annular heater element.
에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티;
상기 캐비티의 측벽 중 적어도 일부를 따라 연장되고, 상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열된 환형 히터 요소; 및
상기 환형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되,
상기 환형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며,
상기 환형 히터 요소에 적어도 하나의 요철부가 형성되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 요철부 상에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
a cavity receiving at least a portion of the aerosol-forming substrate;
an annular heater element extending along at least a portion of a sidewall of the cavity and arranged to surround at least a portion of the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is received within the cavity; and
A light source for irradiating light to the annular heater element,
A plurality of metal nanoparticles are arranged in the annular heater element,
The plurality of metal nanoparticles receive light from the light source and generate heat by surface plasmon resonance (SPR),
At least one concavo-convex portion is formed on the annular heater element,
At least some of the plurality of metal nanoparticles are arranged on the at least one uneven portion, an aerosol generating device.
제 15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 요철부는 상기 환형 히터 요소 내부에서 광의 난반사를 야기하기 위해, 상기 환형 히터 요소의 내벽에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
16. The method of claim 15,
the at least one concave and convex portion is arranged on the inner wall of the annular heater element for causing diffuse reflection of light inside the annular heater element.
제 16 항에 있어서,
상기 복수의 금속 나노입자는 상기 환형 히터 요소의 내벽에 배열된 적어도 하나의 요철부 중 상기 에어로졸 형성 물품과 근접한 측의 내벽 상에 배열된 적어도 하나의 요철부 상에만 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
17. The method of claim 16,
wherein the plurality of metal nanoparticles are arranged only on at least one concavo-convex arranged on the inner wall of the side proximate to the aerosol-forming article among the at least one concavo-convex arranged on the inner wall of the annular heater element.
에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티;
상기 캐비티의 일 방향으로 연장되고 상기 에어로졸 형성 기재가 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재를 관통하도록 배열된 세장형 히터 요소; 및
상기 세장형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되,
상기 세장형 히터 요소에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며,
제 1 파장의 광을 흡수하는 제 1 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 1 영역에 배열되고,
제 2 파장의 광을 흡수하는 제 2 금속 나노입자는 상기 세장형 히터 요소의 제 2 영역에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
a cavity receiving at least a portion of the aerosol-forming substrate;
an elongate heater element extending in one direction of the cavity and arranged to penetrate the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is received within the cavity; and
Including a light source for irradiating light to the elongate heater element,
A plurality of metal nanoparticles are arranged in the elongate heater element,
The plurality of metal nanoparticles receive light from the light source and generate heat by surface plasmon resonance (SPR),
first metal nanoparticles absorbing light of a first wavelength are arranged in a first region of the elongate heater element,
and second metal nanoparticles absorbing light of a second wavelength are arranged in a second region of the elongate heater element.
에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하는 캐비티;
상기 캐비티의 측벽 중 적어도 일부를 따라 연장되고, 상기 에어로졸 형성 기재가 상기 캐비티 내에 수용될 때, 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열된 환형 히터 요소; 및
상기 환형 히터 요소로 광을 조사하는 광원을 포함하되,
상기 환형 히터 요소의 내면에 복수의 금속 나노 입자들이 배열되고,
상기 복수의 금속 나노 입자들은 상기 광원으로부터의 광을 수신하여 표면 플라즈몬 공명(SPR : Surface Plasmon Resonance)에 의해 열을 발생하며,
제 1 파장의 광을 흡수하는 제 1 금속 나노입자는 상기 환형 히터 요소의 제 1 영역에 배열되고,
제 2 파장의 광을 흡수하는 제 2 금속 나노입자는 상기 환형 히터 요소의 제 2 영역에 배열되는, 에어로졸 생성 장치.
a cavity receiving at least a portion of the aerosol-forming substrate;
an annular heater element extending along at least a portion of a sidewall of the cavity and arranged to surround at least a portion of the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is received within the cavity; and
A light source for irradiating light to the annular heater element,
A plurality of metal nanoparticles are arranged on the inner surface of the annular heater element,
The plurality of metal nanoparticles receive light from the light source and generate heat by surface plasmon resonance (SPR),
first metal nanoparticles absorbing light of a first wavelength are arranged in a first region of the annular heater element,
and second metal nanoparticles absorbing light of a second wavelength are arranged in a second region of the annular heater element.
KR1020190170237A 2019-12-18 2019-12-18 Aerosol generating apparatus KR102400047B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190170237A KR102400047B1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Aerosol generating apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190170237A KR102400047B1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Aerosol generating apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210078347A true KR20210078347A (en) 2021-06-28
KR102400047B1 KR102400047B1 (en) 2022-05-19

Family

ID=76607955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190170237A KR102400047B1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Aerosol generating apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102400047B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191574A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 Kt & G Corporation Heating structure and aerosol generating device including the same
KR20230154669A (en) * 2022-05-02 2023-11-09 주식회사 케이티앤지 Aerosol generating device and system
WO2023224317A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-23 Kt & G Corporation Heating structure and aerosol generating device including the same
RU2820401C1 (en) * 2022-04-01 2024-06-03 КейТи энд Джи КОРПОРЕЙШН Heating structure and aerosol generating device containing such structure
WO2024172273A1 (en) * 2023-02-13 2024-08-22 주식회사 케이티앤지 Aerosol-generating device including surface plasmon resonance heater and device for manufacturing surface plasmon resonance heater

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019138055A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 Philip Morris Products S.A. An aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element
US20190254335A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 R.J. Reynolds Tobacco Company System for debossing a heat generation member, a smoking article including the debossed heat generation member, and a related method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019138055A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 Philip Morris Products S.A. An aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element
US20190254335A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 R.J. Reynolds Tobacco Company System for debossing a heat generation member, a smoking article including the debossed heat generation member, and a related method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191574A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 Kt & G Corporation Heating structure and aerosol generating device including the same
RU2820401C1 (en) * 2022-04-01 2024-06-03 КейТи энд Джи КОРПОРЕЙШН Heating structure and aerosol generating device containing such structure
KR20230154669A (en) * 2022-05-02 2023-11-09 주식회사 케이티앤지 Aerosol generating device and system
WO2023224317A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-23 Kt & G Corporation Heating structure and aerosol generating device including the same
WO2024172273A1 (en) * 2023-02-13 2024-08-22 주식회사 케이티앤지 Aerosol-generating device including surface plasmon resonance heater and device for manufacturing surface plasmon resonance heater

Also Published As

Publication number Publication date
KR102400047B1 (en) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102400047B1 (en) Aerosol generating apparatus
JP7258894B2 (en) Aerosol generator with plasmonic heating element
KR102097681B1 (en) An optical module and An apparatus for generating aerosols including the same
KR102546746B1 (en) Aerosol generating device
JP2021510504A (en) Aerosol generator with multiple sensors
WO2019138045A1 (en) Aerosol-generating device comprising an elongate heating element
KR102421752B1 (en) Cartridge and aerosol generating device
JP7297068B2 (en) Radiantly heated aerosol generating system, cartridge, aerosol generating element and method
KR20220119095A (en) Modular Vaporizer Systems and Methods for Vaporizing Compositions
CN113194761A (en) Infrared heated aerosol generating element
JP7495026B2 (en) Laser-based aerosol generator and method for controlling heating thereof
WO2019138042A1 (en) An aerosol-generating device, system and heating element having plasmonic properties
US11304452B2 (en) Direct heating vaporizer
RU2820401C1 (en) Heating structure and aerosol generating device containing such structure
RU2816747C1 (en) Heating structure and aerosol generating device containing it
RU2775532C2 (en) Aerosol-generating apparatus containing a plasmon heating element
US20240349800A1 (en) Heating structure and aerosol generating device including the same
JP7571936B2 (en) Laser-based aerosol generator and method for controlling heating thereof
KR102680569B1 (en) Aerosol generating device and system
KR20230121293A (en) Aerosol generating divice and aerosol generating system
KR20240126385A (en) Heating structure and aerosol generating device comprising the same
KR20230142155A (en) Heating structure and aerosol generating device comprising the same
KR20230121296A (en) Aerosol generating divice
JP2024524217A (en) Aerosol Generator
JP2024519589A (en) Heating element and aerosol generating device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant