KR20210126582A - 정전용량 기반 전력 제어를 갖는 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 형성 기재(142)를 포함하고 있으며, 에어로졸 형성 기재(142)는 유전성 물질인, 에어로졸 발생 물품(140); 에어로졸 발생 장치(110); 및 제1 전극(128) 및 제2 전극(130)을 포함하고 있는, 에어로졸 발생 시스템. 에어로졸 발생 장치(110)는 전력 공급부(126); 적어도 하나의 히터(120); 및 에어로졸 발생 물품(140)을 수용하기 위한 공동(114)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(110)는 에어로졸 발생 물품(140)이 공동(114) 내에 수용될 때, 에어로졸 형성 기재(142)를 가열하기 위해 전력 공급부(126)로부터 적어도 하나의 히터(120)로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어부(124)를 더 포함하고 있다. 제2 전극(130)이 제1 전극(128)으로부터 이격되어 있어서 에어로졸 발생 물품(140)이 공동(114) 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재(142)의 적어도 일부분이 제1 전극(128)과 제2 전극(130) 사이에 수용되도록 한다. 에어로졸 발생 물품(140)이 공동 내에 수용될 때 제1 전극(128), 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분, 및 제2 전극(130)은 축전기를 형성한다. 에어로졸 발생 장치(110)의 제어부(124)는, 에어로졸 발생 물품(110)이 공동(114) 내에 수용될 때 제1 및 제2 전극(128, 130)을 통해 축전기의 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부(126)로부터 적어도 하나의 히터(120)로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부(126)로부터 적어도 하나의 히터(120)로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

Description

정전용량 기반 전력 제어를 갖는 에어로졸 발생 장치

본 발명은 에어로졸 형성 기재와 전극이 축전기를 형성하도록 전극들 사이에 배열될 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 에어로졸 형성 기재가 전극들 사이에 배열되어 축전기를 형성할 수 있도록 이격된 전극을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.

일 유형의 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 흡연 시스템이다. 공지된 핸드헬드 전기 작동식 흡연 시스템은 통상적으로 배터리를 포함하는 에어로졸 발생 장치, 제어 전자 부품(electronics) 및 에어로졸 발생 장치와 사용하기 위하여 특별히 설계된 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전기 히터를 포함한다. 일부 실시예에서, 에어로졸 발생 물품은 담배 로드 또는 담배 플러그와 같은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 에어로졸 발생 장치 내에 포함된 히터는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 때 에어로졸 형성 기재 내에 또는 그 주위에 삽입된다.

일반적으로, 에어로졸 발생 장치는 미리 정해진 가열 프로파일에 따라 전기 히터를 사용하여 열을 발생시키도록 구성되어 있다. 그러나, 에어로졸 형성 기재의 변화는 사용자 경험에서 바람직하지 않은 변화를 초래할 수 있다. 예를 들어, 높은 습도 환경에서, 에어로졸 형성 기재는 높은 수분 함량을 나타낼 수 있다. 수분이 에어로졸 발생 장치에 대한 통상적인 작동 온도에서 에어로졸화되기 때문에, 높은 수분 함량은 사용자에 의해 바람직하지 않게 높은 인지된 에어로졸 온도를 초래할 수 있다. 다른 예에서, 이미 가열된 에어로졸 형성 기재는 낮은 수분 함량을 나타낼 수 있다. 낮은 수분 함량은 사용자가 에어로졸 발생 장치에서 에어로졸 형성 기재를 재가열하려고 시도하면 에어로졸 형성 기재로부터의 감소된 열 전달을 초래할 것이다. 에어로졸 형성 기재로부터의 감소된 열 전달은 에어로졸 발생 장치의 과열을 초래할 수 있다.

공지된 에어로졸 발생 장치가 갖는 단점의 적어도 일부를 완화하거나 극복하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 에어로졸 형성 기재의 가열 전에 에어로졸 형성 기재에 존재하는 수분의 양을 모니터링할 수 있는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 유전성 물질인, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품; 에어로졸 발생 장치; 및 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 고체 에어로졸 형성 기재이다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 및 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어부를 더 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 제2 전극이 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전극, 에어로졸 형성 기재의 일부분 및 제2 전극은 축전기를 형성한다. 에어로졸 발생 장치의 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 및 제2 전극을 통해 축전기의 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

유리하게는, 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재의 일부분에 의해 형성된 축전기의 정전용량을 측정하고, 측정된 정전용량에 기초하여 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 변화시키도록 구성되어 있다.

유리하게는, 측정된 정전용량은 제1 전극과 제2 전극 사이의 에어로졸 형성 기재에 존재하는 수분의 양을 표시할 수 있다. 비교적 높은 측정된 정전용량은 비교적 높은 수분 함량을 표시할 수 있다. 비교적 낮은 측정된 정전용량은 비교적 낮은 수분 함량을 표시할 수 있다. 제어부는 측정된 정전용량에 기초하여 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 변화시킨다. 유리하게는, 측정된 정전용량에 기초하여 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 변화시키는 것은 시스템이 일관된 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킬 수 있게 한다.

에어로졸 형성 기재의 정전용량 감지는 에어로졸 발생 시스템에 공지되어 있다. 예를 들어, 국제 특허출원 공개번호 Philip Morris Products S.A. 명의로 된, WO 2017/051006 A1, WO 2017/051011 A1; 및 WO 2017/051016 A1을 참조한다. 이들 간행물에서, 두 전극 사이에서 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 축전기의 정전용량의 측정치는 에어로졸 형성 기재 내의 하나 이상의 휘발성 화합물의 양을 표시하는 데 사용된다. 그런 다음, 이 정보를 이용해서 에어로졸 형성 기재의 하나 이상의 휘발성 화합물이 고갈되는 때를 결정하고, 하나 이상의 휘발성 화합물이 고갈되었을 때 기재의 가열을 종료한다.

본 발명의 발명자들은, 또한 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 특성의 일관성을 개선하기 위해, 그리고 이어서 사용자의 경험을 개선하기 위해, 에어로졸 형성 기재의 정전용량 감지를 사용해서히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다는 것을 깨닫고 있다.

에어로졸 형성 기재의 수분 함량은 기재로부터 발생된 에어로졸의 수증기 함량에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 에어로졸 형성 기재의 수분 함량의 증가는 기재로부터 발생된 에어로졸의 수증기 함량을 증가시킬 수 있다. 에어로졸의 수증기 함량은 사용자가 인지하는 에어로졸의 온도인, 에어로졸의 겉보기 온도에 영향을 미칠 수 있다. 통상적으로, 에어로졸의 수증기 함량의 증가는 에어로졸의 겉보기 온도의 증가를 초래한다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 수분 함량을 일관된 수준으로 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나, 에어로졸 형성 기재의 수분 함량은, 에어로졸 형성 기재가 저장되는 방법 및 에어로졸 발생 시스템이 사용되는 환경 내의 주변 습도와 같은, 다수의 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그 결과, 에어로졸 형성 기재의 수분 함량을 일관된 수준으로 유지하는 것이 어려울 수 있다.

본 발명의 발명자들은 한 쌍의 전극들 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재에 의해 형성된 축전기의 정전용량의 측정치가 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 존재, 및 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 부피 분율 변화에 특히 민감하다는 것을 알게 되었다. 축전기의 정전용량은 축전기의 전극들 사이에 배열된 물질의 상대 유전율의 함수이다. 물질의 상대 유전율, 또는 유전 상수는 인가된 전기장에 반응하여 편광되는 물질의 경향을 설명한다. 물은, 담배와 같은 에어로졸 형성 기재 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제에 존재하는 다른 물질과 비교하여 상대적으로 높은 상대 유전율을 갖는 경향이 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 정전용량 감지는 에어로졸 형성 기재의 수분 함량의 표시를 제공하고 에어로졸 형성 기재의 수분 함량의 변화를 감지하는 데 특히 효과적일 수 있다.

본 발명의 발명자들은 또한, 기재의 정전용량 측정치에 의해 제공된 에어로졸 형성 기재의 수분 함량의 표시를 사용해서, 에어로졸을 발생시키기 위해 기재를 가열하는 히터의 온도를 제어하여, 기재로부터 발생된 에어로졸의 온도를 제어할 수 있다는 것을 알게 되었다. 에어로졸을 발생시키기 위해 기재를 가열하는 히터의 온도를 제어하는 것은 정전용량 측정치에 기초하여 히터로의 전력 공급을 제어함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 에어로졸 형성 기재의 정전용량 측정치에 기초하여 에어로졸 형성 기재를 가열하는 히터로의 전력 공급을 제어하는 것은 에어로졸 발생 시스템이 일관된 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킬 수 있게 한다.

에어로졸 발생 장치는 전력 공급부로부터 적어도 하나의 전기 히터로의 전력의 공급을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하고 있다. 특히, 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “전력”은 히터에 공급되는 순간 전력을 지칭하는 데 사용될 수 있지만, 통상적으로 일정 기간에 걸쳐 히터에 공급되는, 실제 전력, 또는 평균 전력을 지칭하는 데 사용된다. 특히, 전력이 교류 전압 또는 전류를 통해 히터에 공급되는 경우, 용어 “전력”은 히터에 공급되는 실제 전력을 지칭한다.

제어부는 임의의 적합한 방식으로 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 시스템의 활성화에 이어서 연속적으로 또는 간헐적으로, 예컨대 퍼프 때마다 기준으로 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 전류의 펄스 형태로 전력 공급부로부터 전기 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 바람직한 구현예에서, 제어부는 히터로의 전력 공급의 듀티 사이클을 제어하여 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “듀티 사이클(duty cycle)”이라는 용어는, 전력 공급부의 최대 전력량 출력에 비교되는 전력 공급부의 상대적 전력량 출력을 가리킨다. 따라서, 70% 듀티 사이클은, 전력 공급부가 전달할 수 있는 최대 전력량 출력의 70%인 전력량 출력을 전력 공급부가 전달하고 있는 것을 나타낸다. 제어부는 임의의 적절한 수단에 의해 듀티 사이클을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부는 펄스 폭 변조에 의해 듀티 사이클을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어부는 미리 정해진 전력 프로파일에 따라 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 미리 정해진 전력 프로파일은 제어부의 메모리 상에 저장될 수 있다. 제어부는 미리 정해진 전력 프로파일에 따라 히터에 일정한 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부는 미리 정해진 전력 프로파일에 따라 시간 경과에 따라 변하는 히터에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부는 미리 정해진 전력 프로파일에 따라 미리 정해진 제1 기간 동안 히터에 제1 전력을 공급한 다음 미리 정해진 제2 기간 동안 히터에 제2 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.

에어로졸 발생 장치의 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제1 전극 및 제2 전극을 통해 축전기의 정전용량을 측정하도록 추가로 구성되어 있다. 제어부는 측정된 정전용량에 기초하여 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는 임의의 적절한 방식으로 측정된 정전용량에 기초하여 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.

특히, 제어부는, 정전용량 측정치가 에어로졸 형성 기재 내의 수분 함량이 정상 작동 수준 내에 있다고 표시하는 경우 적어도 하나의 히터에 정상 전력 프로파일을 공급하고, 정전용량 측정치가 에어로졸 형성 기재 내의 수분 함량이 정상 작동 수준 위 또는 정상 작동 수준 아래에 있다고 표시하는 경우 적어도 하나의 히터에 변형된 전력 프로파일을 공급하도록 구성될 수 있다.

제어부는, 정전용량 측정치가 에어로졸 형성 기재의 수분 함량이 정상 작동 수준 위라고 표시할 때, 적어도 하나의 히터에 저 전력 프로파일을 공급하도록 구성될 수 있다. 저 전력 프로파일은 정상 전력 프로파일에 비해 히터에 더 낮은 전력을 공급할 수 있다. 젖은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 히터에 공급되는 전력을 감소시키는 것은, 젖은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 온도를 정상 전력 프로파일과 함께 공급되는 히터에 의해 가열된 젖지 않은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 온도 아래로 감소시킬 수 있다. 이는 젖은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 인지된 온도를 젖지 않은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 정상적인 인지된 온도로 감소시킬 수 있다.

초기 기간 동안 히터에 저 전력 프로파일을 공급하는 것은 히터가 초기 기간에 걸쳐 에어로졸 형성 기재로부터 과다 수분 함량을 밀어내도록 할 수 있으며, 그 결과 에어로졸 형성 기재의 수분 함량이 초기 기간 후에 정상 작동 수준 내에 있게 한다. 따라서, 제어부는, 정전용량 측정치가 에어로졸 형성 기재의 수분 함량이 정상 작동 수준보다 높다고 표시하는 경우, 미리 정해진 초기 기간 동안 적어도 하나의 히터에 저 전력 프로파일을 공급하도록 구성될 수 있고, 미리 정해진 초기 기간 후에 정상 전력 프로파일을 히터에 공급하도록 추가로 구성될 수 있다.

유사하게, 일부 구현예에서, 제어부는, 정전용량 측정치가 에어로졸 형성 기재의 수분 함량이 정상 작동 수준 아래라고 표시하는 경우, 적어도 하나의 히터에 고 전력 프로파일을 공급하도록 구성될 수 있다. 고 전력 프로파일은 정상 전력 프로파일에 비해 히터에 더 높은 전력을 공급할 수 있다. 건조한 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 히터에 공급되는 전력을 증가시키는 것은, 건조 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 온도를 정상 전력 프로파일과 함께 공급되는 히터에 의해 가열된 건조하지 않은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 온도 위로 증가시킬 수 있다. 이는 건조한 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 인지된 온도를 건조하지 않은 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 정상적인 인지된 온도로 증가시킬 수 있다.

제어부는 이산 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있으며, 각각의 전력 프로파일은 측정된 정전용량의 특정 범위와 연관되어 있다. 제어부는 임의의 적절한 수의 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부는 측정된 정전용량의 함수로서 히터에 공급되는 전력 프로파일을 변화시키도록 구성될 수 있다. 제어부는 측정된 정전용량의 함수로서 전력 공급부로부터 히터로의 공급 전력을 연속적으로 변화시키도록 구성될 수 있다.

제어부는, 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

미리 정해진 범위는 임의의 적절한 유형의 범위일 수 있다.

일부 구현예에서, 미리 정해진 범위는 미리 정해진 임계값을 초과하는 임의의 값일 수 있다. 일부 구현예에서, 미리 정해진 범위는 미리 정해진 임계값 이하의 임의의 값일 수 있다. 즉, 미리 정해진 범위는 개방된 범위일 수 있다.

일부 구현예에서, 미리 정해진 범위는 미리 정해진 상위 임계값과 미리 정해진 하위 임계값 사이일 수 있다. 즉, 미리 정해진 범위는 폐쇄된 범위일 수 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 미리 정해진 제1 범위 및 미리 정해진 제2 범위는 연속하는 범위이므로, 그 범위 중 하나의 상한은 그 범위 중 다른 하나의 하한과 동일하다.

일부 구현예에서, 미리 정해진 제1 범위는 개방된 범위이고, 미리 정해진 제2 범위는 개방된 범위이다. 이들 구현예에서, 제어부는 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 임계값을 초과할 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 임계값 이하일 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 미리 정해진 제1 임계값은 미리 정해진 제2 임계값과 동일하다. 이들 바람직한 구현예에서, 제어부는 측정된 정전용량이 미리 정해진 임계값을 초과할 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 임계값 이하일 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

일부 구현예에서, 미리 정해진 제1 범위 및 미리 정해진 제2 범위 중 하나는 개방된 범위이고, 미리 정해진 제1 범위 및 미리 정해진 제2 범위 중 다른 하나는 폐쇄된 범위이다.

일부 구현예에서, 미리 정해진 제1 범위는 폐쇄된 범위이고, 미리 정해진 제2 범위는 폐쇄된 범위이다. 이들 구현예에서, 제어부는, 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 하위 임계값과 소정의 제1 상위 임계값 사이에 있을 때, 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 하위 임계값과 미리 정해진 제2 상위 임계값 사이에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 미리 정해진 제1 하위 임계값은 미리 정해진 제2 상위 임계값과 동일하다. 이들 바람직한 구현예에서, 제어부는 측정된 정전용량이 미리 정해진 중간 임계값과 미리 정해진 상위 임계값 사이에 있을 때, 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 하위 임계값과 미리 정해진 중간 임계값 사이에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 정전용량의 측정에 기초하여 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 방지하도록 추가로 구성되어 있다. 제어부는, 정전용량 측정치를 미리 정해진 상위 임계값과 미리 정해진 하위 임계값 중 하나 이상과 비교하는 것에 기초하여 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 방지하도록 구성될 수 있다.

미리 정해진 상위 임계값은 에어로졸 형성 기재의 최대 허용 가능한 수분 함량을 표시하는 것일 수 있으며, 그 위에서는 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸이 사용자에게 허용되지 않는다. 제어부는 정전용량 측정치가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 방지하도록 구성될 수 있다.

미리 정해진 하위 임계값은 에어로졸 형성 기재의 최소 허용 가능한 수분 함량을 표시하는 것일 수 있으며, 그 아래에서는 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸이 사용자에게 허용되지 않는다. 제어부는 정전용량 측정치가 미리 정해진 하위 임계값 아래인 경우 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 방지하도록 구성될 수 있다.

일부 구현예에서, 제어부는, 정전용량의 측정치가 미리 정해진 허용 가능한 범위 밖에 있는 경우, 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 방지하도록 구성될 수 있으며, 상기 허용 가능한 범위는 미리 정해진 상위 임계값과 미리 정해진 하위 임계값 사이에서 정의된다.

일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하기 전에 정전용량을 측정하도록 추가로 구성되어 있다. 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 적어도 하나의 히터에 전력이 공급되기 전에 취해진 하나 이상의 정전용량 측정치를 사용해서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 히터에 공급되는 초기 전력을 제어할 수 있다. 유리하게는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 히터에 전력이 공급되기 전에 정전용량을 측정하는 것은 히터에 공급된 전력이 가열 사이클의 시작부터 제어될 수 있게 한다.

일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 정전용량을 주기적으로 측정하고 측정된 정전용량에 기초하여 주기적인 간격으로 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 히터에 공급되는 전력을 조정하도록 추가로 구성되어 있다. 즉, 제어부는 가열 사이클 전체에 걸쳐 정전용량을 반복적으로 측정하고, 가장 최근의 정전용량 측정에 기초하여 가열 사이클 전체에 걸쳐 히터에 공급되는 전력을 조정하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 가열 사이클 전체에 걸쳐 정전용량을 주기적으로 측정하는 것은 에어로졸 발생 시스템이 가열 사이클 전체에 걸쳐 일관된 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킬 수 있게 한다. 정전용량의 연속하는 주기적인 측정 사이의 시간 길이는 임의의 적절한 시간 길이일 수 있다. 예를 들어, 정전용량의 연속하는 주기적인 측정들 사이의 간격은 약 0.5초 내지 약 30초일 수 있거나, 적어도 약 0.5초, 적어도 약 1초, 적어도 약 1.5초 또는 적어도 약 2초일 수 있다.

일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 퍼프를 검출하기 위한 수단을 포함하고 있으며, 이들 구현예에서, 제어부는 퍼프가 검출될 때 정전용량을 측정하도록 구성될 수 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 측정된 정전용량에 기초하여 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때를 더 결정하도록 추가로 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용되는 것으로 결정될 때, 제1 및 제2 전력 프로파일 중 하나에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성될 수 있다. 따라서, 유리하게는, 정전용량 측정치를 사용해서 장치의 공동 내에서 에어로졸 발생 물품의 존재를 결정할 수 있다. 공동 내의 에어로졸 발생 물품의 존재를 결정하기 위해 정전용량 측정치를 사용하는 것은, 추가 구성요소 또는 센서가 에어로졸 발생 장치에 제공될 필요 없이 에어로졸 발생 장치가 이러한 기능을 제공할 수 있게 한다.

에어로졸 발생 장치는 주변 온도를 감지하도록 배열된 온도 센서를 포함할 수 있으며, 여기서 제어부는 온도 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 주변 온도를 결정하도록 배열된다. 온도 센서는 서미스터를 포함할 수 있다. 온도 센서는 열전쌍을 포함할 수 있다. 온도 센서는 반도체 온도 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 발명자들은, 주변 온도가 낮을 때, 기재의 정전용량 측정치가 기재의 수분 함량이 높다고 표시할 때, 높은 수분 함량을 갖는 기재에 대한 전력 프로파일에 따라 적어도 하나의 히터에 전력을 공급할 필요가 없다는 것을 인식하였다. 특히, 유리하게는, 사용 동안 에어로졸 발생 장치에 진입하는 냉각 주변 공기는 에어로졸 형성 기재가 높은 수분 함량을 가질 때에도, 발생된 에어로졸의 온도를 사용자에게 허용 가능한 수준으로 유지하기에 충분할 수 있다. 즉, 이들 구현예에서, 제어부는 정전용량의 측정 및 주변 온도의 측정에 의해 히터에 공급될 전력을 결정한다.

일부 구현예에서, 제어부는 측정된 주변 온도가 미리 정해진 주변 온도 임계값 아래일 때 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 주변 온도 임계값은 약 15℃ 내지 25℃, 바람직하게는 약 17℃ 내지 약 23℃이다. 주변 온도 임계값은 18℃일 수 있다.

제어부는 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 에어로졸 발생 물품의 일부분에 의해 형성된 축전기의 정전용량을 임의의 적절한 방식으로 측정하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어부는 전력 공급부로부터 제1 전극 및 제2 전극으로 교류의 형태로 전력을 공급함으로써 축전기의 정전용량을 측정하도록 구성될 수 있다. 교류는 임의의 적절한 주파수를 가질 수 있고, 바람직하게는 약 100 kHz 내지 1 GHz 범위의 주파수를 갖는다. 약 100 kHz 내지 1 GHz의 주파수 범위 내에서, 상대 투자율은 특히 높은 주파수와 낮은 주파수에서 발생하는 일정한, 무시하는 손실 성분으로 간주할 수 있다.

에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록, 제1 전극 및 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극을 포함하고 있다. 유리하게는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용될 때, 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 에어로졸 형성 기재의 일부분은 축전기를 형성한다.

제1 전극 및 제2 전극은 다양한 방식으로 시스템에 제공될 수 있다. 일부 바람직한 제1 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극 모두를 포함하고 있다. 일부 바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극을 포함하고, 에어로졸 발생 장치는 제2 전극을 포함하고 있다. 일부 바람직한 제3 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극 및 제2 전극 모두를 포함하고 있다.

에어로졸 발생 장치에 포함된 전극들은 일반적으로 유선 연결을 통해 에어로졸 발생 장치의 제어부에 전기적으로 연결되어 있다. 에어로졸 발생 물품에 포함된 전극들은 에어로졸 발생 물품이 장치에 포함된 하나 이상의 전기 접촉부를 통해 장치의 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 장치의 제어부에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전기 접촉부는 유선 연결을 통해 제어부에 전기적으로 연결되어 있다.

바람직한 제1 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고 있다.

바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 임의의 적절한 배열로 에어로졸 발생 장치 내에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제2 전극은 공동의 길이를 따라 제1 전극과 정렬되어 있다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 공동의 내부 표면의 일부를 형성하고 있다. 이들 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 바람직하게는 공동의 내부 표면의 대향면들 상에 배열되어 있다. 제2 전극은 바람직하게는 제1 전극에 대향하여 배열되어 있다. 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 실질적으로 동일하다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 실질적으로 평행한 판을 형성하여, 축전기가 평행한 판 축전기가 되도록 한다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극과 제2 전극 각각은 공동의 원주의 실질적으로 절반 주위로 연장되어 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 공동의 원주의 절반 또는 절반 초과의 주위로 연장되어 있지 않아서, 제1 전극 및 제2 전극은 어떤 방식으로도 중첩되거나 접촉하지 않도록 한다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 적어도 하나의 히터의 일부를 형성하고 있다. 이들 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나는 공동의 내부 표면의 일부를 형성할 수 있다.

적어도 하나의 히터의 일부로서 제1 전극을 형성하면, 에어로졸 발생 장치를 제조하는데 필요한 구성요소의 수를 줄일 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 히터는 저항 가열 요소를 포함하는 저항성 히터를 포함하고 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 제1 전극은 공통의 전기 절연 기판 상에 별도로 제공될 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 저항 가열 요소도 제1 전극을 형성할 수 있는데, 이는 에어로졸 발생 장치의 구조를 더 단순화시킬 수 있다.

일부 특히 바람직한 제1 구현예에서, 적어도 하나의 히터는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고 있으며, 제1 전극은 세장형 히터의 일부를 형성한다. 이들 바람직한 제1 구현예에서, 제2 전극은 바람직하게는 공동의 내부 표면의 일부를 형성한다. 제2 전극은 공동의 내부 표면의 원주 주위로 실질적으로 연장될 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제2 전극이 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 둘러싸도록 할 수 있다. 제2 전극은 제1 전극을 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 제2 전극은 제1 전극과 동심원에 있을 수 있다. 제2 전극은 환형 전극일 수 있다.

바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극을 포함하고 있으며, 에어로졸 발생 장치는 제2 전극을 포함하고 있다. 이러한 바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부를 더 포함하고 있다.

바람직한 제2 구현예에서, 제1 전극은 임의의 적절한 위치에서 에어로졸 발생 물품에 배열될 수 있고, 제2 전극은 임의의 적절한 위치에서 에어로졸 발생 장치에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제2 전극은 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 공동의 길이를 따라 제1 전극과 정렬되어 있다.

바람직하게는, 제1 전극의 적어도 일부분은 에어로졸 발생 물품의 반경방향 외부 표면의 일부를 형성한다. 에어로졸 발생 물품의 반경방향 외부 표면 상에 제1 전극의 적어도 일부분을 제공하는 것은 제1 전극과 에어로졸 발생 장치의 제1 전기 접촉부 사이의 접촉을 용이하게 할 수 있다.

일부 제2 구현예에서, 제1 전극은 에어로졸 발생 물품의 한 측면 상에서 연장되어 있다.

일부 바람직한 제2 구현예에서, 제1 전극은 에어로졸 형성 기재를 실질적으로 둘러싸고 있다. 제1 전극은 실질적으로 환형일 수 있다. 환형의 제1 전극을 제공하는 것은 공동 내에서의 에어로졸 발생 물품의 회전 배향에 관계없이 제1 전극이 에어로졸 발생 장치의 제1 전기 접촉부를 접촉하게 할 수 있다.

일부 특히 바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재 주위에 포장되는 래퍼를 더 포함하고 있으며, 제1 전극의 적어도 일부분이 래퍼의 외부 표면 상에 제공되어 있다. 유리하게는, 래퍼의 외부 표면 상에 제1 전극을 제공하는 것은 에어로졸 형성 기재에 존재하는 수분이 제1 전극과 접촉하는 것을 실질적으로 방지할 수 있다.

일부 바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부를 더 포함하고 있다.

일부 바람직한 제2 구현예에서, 제1 전기 접촉부는 에어로졸 발생 장치의 공동의 한 측면 상에서 연장되어 있다.

일부 특히 바람직한 제2 구현예에서, 제1 전기 접촉부는 에어로졸 발생 장치의 공동을 실질적으로 둘러싸고 있다. 전기 접촉부는 실질적으로 환형일 수 있다. 환형의 제1 전기 접촉부를 제공하는 것은 공동 내에서의 에어로졸 발생 물품의 회전 배향에 관계없이 제1 전기 접촉부가 에어로졸 발생 물품의 제1 전극을 접촉하게 할 수 있다.

일부 바람직한 제2 구현예에서, 제2 전극은 적어도 하나의 히터의 일부를 형성한다.

일부 특히 바람직한 제2 구현예에서, 적어도 하나의 히터는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고 있으며, 제2 전극은 세장형 히터의 일부를 형성한다. 이들 특히 바람직한 제2 구현예에서, 에어로졸 형성 기재가 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치되도록 제1 전극은 에어로졸 형성 기재를 실질적으로 둘러쌀 수 있다.

일부 바람직한 제3 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고 있다. 이들 바람직한 제3 구현예에서, 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치된 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분은 축전기를 형성한다.

일부 바람직한 제3 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 에어로졸 형성 기재의 외부 표면의 일부를 형성한다. 이들 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 표면의 대향면들 상에 배열되어 있다. 제2 전극은 바람직하게는 제1 전극에 대향하여 배열되어 있다. 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 제2 전극은 에어로졸 발생 물품의 길이를 따라 제1 전극과 정렬되어 있다.

일부 바람직한 제3 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 실질적으로 평행한 판을 형성하여, 축전기가 평행한 판 축전기가 되도록 한다.

일부 바람직한 제3 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극 각각은 에어로졸 형성 기재의 원주의 실질적으로 절반 주위로 연장되어 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 에어로졸 형성 기재의 원주의 절반 또는 절반을 초과하여 연장되지 않으므로, 제1 전극 및 제2 전극은 어떤 방식으로도 중첩되거나 접촉하지 않는다.

이러한 바람직한 제3 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 축전기의 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 및 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 축전기의 제2 전극과 접촉하기 위한 제2 전기 접촉부를 포함하고 있다.

일부 바람직한 제3 구현예에서, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 공동의 내부 표면의 일부를 형성하고 있다. 이들 구현예에서, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 바람직하게는 공동의 내부 표면의 대향면들 상에 배열되어 있다. 제2 전기 접촉부는 제1 전기 접촉부에 대면하여 배열되어 있다. 바람직하게는, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 실질적으로 동일하다. 제2 전기 접촉부는 공동의 길이를 따라 제1 전기 접촉부와 정렬될 수 있다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 실질적으로 평행한 판을 형성하고 있다.

일부 바람직한 제1 구현예에서, 제1 전기 접촉부와 제2 전기 접촉부 각각은 공동의 원주의 실질적으로 절반 주위로 연장되어 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 공동의 원주의 절반 또는 절반을 초과하여 연장되지 않아서, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 어떤 방식으로도 중첩되거나 접촉하지 않는다.

바람직하게는, 적어도 하나의 히터는 적어도 하나의 저항 가열 요소를 포함하고 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 전기 히터는 복수의 저항 가열 요소를 포함하고 있다. 바람직하게는, 저항 가열 요소는 평행 배열로 전기적으로 연결된다. 유리하게는, 평행 배열로 전기적으로 연결된 복수의 저항 가열 요소를 제공하는 것은 원하는 전력을 제공하는 데 필요한 전압을 감소시키거나 최소화하면서 적어도 하나의 히터에 원하는 전력의 전달을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 적어도 하나의 히터를 작동시키는 데 필요한 전압을 감소시키거나 최소화하는 것은 전력 공급부의 물리적 크기를 감소시키거나 최소화하는 것을 용이하게 할 수 있다.

적어도 하나의 히터는 전기 절연 기판을 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 저항 가열 요소는 전기 절연 기판 상에 제공되어 있다.

바람직하게는, 전기 절연 기판은 적어도 하나의 히터의 작동 온도에서 안정적이다. 바람직하게는, 전기 절연 기판은 약 400℃, 보다 바람직하게는 약 500℃, 보다 바람직하게는 약 600℃, 보다 바람직하게는 약 700℃, 보다 바람직하게는 약 800℃까지의 온도에서 안정적이다. 사용 동안 적어도 하나의 히터의 작동 온도는 적어도 약 200℃일 수 있다. 사용 동안 적어도 하나의 히터의 작동 온도는 약 700℃ 미만일 수 있다. 사용 동안 적어도 하나의 히터의 작동 온도는 약 600℃ 미만일 수 있다. 사용 동안 적어도 하나의 히터의 작동 온도는 약 500℃ 미만일 수 있다. 사용 동안 적어도 하나의 히터의 작동 온도는 약 400℃ 미만일 수 있다.

전기 절연 기판은 지르코니아 또는 알루미나와 같은 세라믹 재료일 수 있다. 바람직하게는, 전기 절연 기판은 약 40 W/m K 이하, 바람직하게는 약 20 W/m K 이하, 및 이상적으로는 약 2 W/m K 이하의 열 전도성을 갖는다.

적어도 하나의 저항 가열 요소를 형성하기 위한 적합한 재료는 도핑된 세라믹과 같은 반도체, 전기 “전도성” 세라믹(예를 들어, 이규화 몰리브덴 등), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금 및 세라믹 재료와 금속 재료로 제조된 복합 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 실리콘 카바이드를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Ti금속® 기반 초함금 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다.

일부 구현예에서, 적어도 하나의 저항 가열 요소는 스테인리스 스틸과 같은 전기 저항 재료의 하나 이상의 스탬핑 부분을 포함한다. 대안적으로, 적어도 하나의 저항 가열 요소는 가열 와이어 또는 필라멘트, 예를 들어 Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 히터는 에어로졸 형성 기재가 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재 내로 삽입되도록 배열될 수 있다. 적어도 하나의 히터는 공동 내에 위치될 수 있다. 적어도 하나의 히터는 세장형 히터일 수 있다. 세장형 히터는 블레이드-형상일 수 있다. 세장형의 적어도 하나의 히터는 핀-형상일 수 있다. 세장형 전기 히터는 원추-형상일 수 있다.

일부 구현예에서, 전극 중 하나는 히터의 일부를 형성한다. 이들 구현예 중 일부에서, 전극은 히터의 전기 절연 기판 상에 제공되어 있다. 전극은 히터의 전기 절연 기판 상에 패턴으로 제공될 수 있다. 패턴은 제2 전극과 용량 결합에 적합한 임의의 패턴일 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 히터는 하나 이상의 저항 가열 요소를 포함하고, 전극은 저항 가열 요소 중 하나를 포함하고 있다.

일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 추출기를 포함하고 있다. 추출기는 에어로졸 발생 장치의 공동으로부터 에어로졸 발생 물품을 적어도 부분적으로 제거하도록 구성되어 있다. 추출기는 에어로졸 발생 장치의 공동 내에서 이동 가능하다. 바람직하게는, 추출기는 에어로졸 발생 장치의 공동의 길이의 방향으로 이동 가능하다.

일부 바람직한 구현예에서, 추출기는 관형이다. 즉, 추출기는 추출기 공동을 정의하는 실질적으로 관형 몸체를 포함하고 있다. 추출기 공동은 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되어 있다. 에어로졸 발생 물품이 추출기 공동 내에 수용되고 추출기가 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용될 때, 공동, 추출기 및 에어로졸 발생 물품은 동축으로 정렬될 수 있다.

추출기는 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 시스템에서 특히 바람직할 수 있다. 추출기는 에어로졸 발생 물품을 파손시키지 않고 세장형 히터로부터 에어로졸 발생 물품의 제거를 용이하게 할 수 있다.

일부 구현예에서, 추출기는 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나를 포함하고 있다. 추출기의 전극 형성부는 임의의 적절한 방식으로 추출기에 포함될 수 있다. 예를 들어, 추출기의 전극 형성부는 추출기의 외부 표면에 배열될 수 있거나, 공동 내에서 추출기의 내부 표면에 배열될 수 있거나, 추출기의 몸체에 내장될 수 있다. 추출기의 외부 표면에서 전극의 적어도 일부분을 제공하는 것은 장치의 제어부에 대한 전극의 전기적 연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 추출기의 외부 표면에 있는 전극의 일부분은 장치의 공동의 표면 상의 전기 접촉부와 접촉할 수 있다. 추출기의 내부 표면에서 전극의 적어도 일부분을 제공하는 것은 추출기 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 외부 표면에 인접하여 전극을 위치시킬 수 있으며, 이는 에어로졸 발생 물품 내의 에어로졸 형성 기재의 수분 함량에 대한 제1 및 제2 전극에 의해 형성된 축전기의 감도를 개선할 수 있다.

추출기의 전극 형성부는 임의의 적절한 방식으로 에어로졸 발생 장치의 제어부에 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 추출기의 전극 형성부는 가요성 회로를 경유하여 에어로졸 발생 장치의 제어부에 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 추출기가 공동 내에 수용될 때 추출기의 전극과 접촉하기 위한 전기 접촉부를 더 포함하고 있다.

일부 특히 바람직한 구현예에서: 적어도 하나의 히터는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고 있다. 이들 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 공동으로부터 에어로졸 발생 물품을 추출하기 위한 관형 추출기를 포함하고 있으며, 추출기는 공동 내에 배열 가능하고 세장형 히터에 대해 공동 내에서 이동 가능하다. 이들 특히 바람직한 구현예에서, 제1 전극은 세장형 히터의 일부를 형성하고, 제2 전극은 추출기의 일부를 형성한다.

이들 특히 바람직한 구현예에서, 제2 전극은 임의의 적절한 위치에서 추출기 내에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제2 전극은 추출기가 공동 내에 수용될 때 공동의 길이를 따라 제1 전극과 정렬된다.

일부 구현예에서, 제2 전극의 적어도 일부는 추출기의 외부 표면의 일부를 형성한다. 일부 구현예에서, 제2 전극의 적어도 일부는 추출기의 내부 표면의 일부를 형성한다.

제2 전극은 에어로졸 발생 물품의 한 측면 상에서 연장될 수 있다. 제2 전극은 추출기를 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 제2 전극은 실질적으로 환형일 수 있다.

이들 특히 바람직한 구현예 중 일부에서, 에어로졸 발생 장치는 추출기가 공동 내에 수용될 때 제2 전극과 접촉하기 위한 제2 전기 접촉부를 포함하고 있다. 제2 전기 접촉부는 에어로졸 발생 장치의 공동의 한 측면 상에서 연장될 수 있다. 제2 전기 접촉부는 에어로졸 발생 장치의 공동을 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 제2 전기 접촉부는 실질적으로 환형일 수 있다.

일부 특히 바람직한 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 추출기의 일부를 형성한다.

이들 특히 바람직한 구현예 중 일부에서, 제1 전극 및 제2 전극의 적어도 일부는 추출기의 외부 표면의 일부를 형성한다. 이들 특히 바람직한 구현예 중 일부에서, 제1 전극 및 제2 전극의 적어도 일부는 추출기의 내부 표면의 일부를 형성한다. 이들 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 바람직하게는 추출기의 대향면들 상에 배열되어 있다. 제2 전극은 바람직하게는 제1 전극에 대향하여 배열되어 있다. 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극은 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 제2 전극은 추출기의 길이를 따라 제1 전극과 정렬되어 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 실질적으로 평행한 판을 형성할 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극 각각은 추출기의 원주의 실질적으로 절반 주위로 연장될 수 있다.

이들 특히 바람직한 구현예 중 일부에서, 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 및 추출기가 공동 내에 수용될 때 제2 전극과 접촉하기 위한 제2 전기 접촉부를 포함하고 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 공동의 내부 표면의 일부를 형성할 수 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 공동의 내부 표면의 대향면들 상에 배열될 수 있다. 제2 전기 접촉부는 제1 전기 접촉부와 대향하여 배열될 수 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 전기 접촉부는 공동의 길이를 따라 제1 전기 접촉부와 정렬될 수 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는 실질적으로 평행한 판을 형성하고 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부의 각각은 공동의 원주의 실질적으로 절반 주위로 연장될 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 제어부를 포함하고 있다. 제어부는 임의의 적절한 제어부일 수 있다. 제어부는 임의의 적절한 전기 회로 및 전기 부품을 포함하고 있을 수 있다. 바람직하게는, 제어부는 프로세서 및 메모리를 포함하고 있다. 제어부는 프로그래밍 가능 마이크로프로세서일 수도 있는, 마이크로프로세서를 포함할 수도 있다.

에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 DC 전압원일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 배터리이다. 예를 들어, 전력 공급부는 니켈-금속 수화물 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 전력 공급부는 대안적으로 축전기와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 필요로 할 수 있고, 하나 이상의 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 장치의 사용에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 하우징을 포함하고 있다. 바람직하게는, 하우징은 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 정의한다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 공동과 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치가 하우징을 포함하고 있는 구현예에서, 바람직하게는 하우징은 적어도 하나의 공기 유입구를 적어도 부분적으로 정의한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공기 유입구는 공동의 상류 말단과 유체 연통한다. 적어도 하나의 히터가 공동 내에 위치된 세장형의 적어도 하나의 히터인 구현예들에서, 바람직하게는, 세장형의 적어도 하나의 히터는 공동의 상류 말단으로부터 공동 내로 연장되어 있다.

에어로졸 발생 장치는 소비자가 퍼프를 행하는 것을 나타내는 기류를 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 기류 센서는 전자기계 장치일 수 있다. 기류 센서는 기계 장치, 광학 장치, 광학-기계 장치 및 미소 전자기계 시스템(MEMS) 기반 센서 중 임의의 것일 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 소비자가 퍼프를 시작하도록 수동 작동식 스위치를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 히터가 활성화될 때를 표시하기 위한 표시기를 포함하고 있다. 표시기는 적어도 하나의 히터가 활성화될 때 활성화된 광을 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 외부 플러그 또는 소켓 및 적어도 하나의 외부 전기 접촉부 중 적어도 하나를 포함할 수 있어 에어로졸 발생 장치가 다른 전기 장치에 연결되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 USB 플러그 또는 USB 소켓을 포함하여 에어로졸 발생 장치를 다른 USB 지원 장치에 연결시킬 수 있다. 예를 들어, USB 플러그 또는 소켓은 에어로졸 발생 장치를 USB 충전 장치에 연결시켜 에어로졸 발생 장치 내에 재충전 가능한 전력 공급부를 재충전할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, USB 플러그 또는 소켓은 에어로졸 발생 장치로의 또는 에어로졸 발생 장치로부터의, 또는 양방향으로의 데이터의 전송을 지원할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 에어로졸 발생 장치는 새로운 에어로졸 발생 물품에 대한 새로운 가열 프로파일과 같은 데이터를 장치에 전송하도록 컴퓨터에 연결될 수 있다.

에어로졸 발생 장치가 USB 플러그 또는 소켓을 포함하고 있는 이들 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는, 사용하지 않을 때 USB 플러그 또는 소켓을 덮는 탈착식 커버를 추가로 포함할 수 있다. USB 플러그 또는 소켓이 USB 플러그인 구현예에서, USB 플러그는 추가적으로 또는 대안적으로 장치 내에서 선택적으로 회수될 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 물품”은 가열될 때, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 형성 기재를 포함한 물품을 지칭한다.

바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 고형 에어로졸 형성 기재이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함하고 있는 고체 에어로졸 형성 기재이다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다.

고체 에어로졸 형성 기재는 담배 플러그를 포함할 수 있다. 담배 플러그는 예를 들어, 허브 잎, 담배 잎, 담배 리브, 팽화 담배(expanded tobacco) 및 균질화 담배 중 하나 이상을 함유하는 분말, 과립, 펠릿(pellet), 조각(shred), 가닥, 스트립 또는 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘균질화 담배 물질’은 미립자 담배를 응집시켜서 형성된 재료를 나타낸다. 균질화 담배 물질을 제공하는 것은 에어로졸 발생, 니코틴 함량 및 에어로졸 발생 물품의 가열 동안 발생되는 에어로졸의 향미 프로파일을 개선할 수 있다. 구체적으로, 균질화 담배를 제조하는 공정은 담배 잎을 분쇄하는 단계를 수반하며, 이는 가열시 니코틴 및 향미를 보다 효과적으로 방출할 수 있게 한다. 담배 플러그가 균질화 담배 물질을 포함하고 있는 경우, 균질화 담배 물질은 시트 형태로 된 것일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘시트’는 그것의 두께보다 실질적으로 큰 폭과 길이를 갖는 적층체 요소를 나타낸다.

고체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질을 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 물질은 균질화 담배 물질의 조각, 가닥 또는 스트립을 포함할 수 있다. 고체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질의 시트를 포함할 수 있다.

균질화 담배 물질의 시트는 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎자루(leaf stem) 중 하나 또는 둘 모두를 분쇄하거나 달리 세분하여 얻어진 미립자 담배를 응집시켜서 형성될 수 있다. 균질화 담배 물질의 시트는, 예를 들어 담배의 처리, 취급 및 배송 동안 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 기타 미립자 담배 부산물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 균질화 담배 물질의 시트는, 미립자 담배 및 하나 이상의 결합제를 포함하고 있는 슬러리를 컨베이어 벨트 또는 다른 지지면 상에 캐스팅하는 단계, 캐스팅된 슬러리를 건조시켜 균질화 담배 물질의 시트를 형성하는 단계 및 지지면으로부터 균질화 담배 물질의 시트를 제거하는 단계를 일반적으로 포함하고 있는 유형의 캐스팅 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

고체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질의 주름진 시트를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 ‘밀집된’은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 실질적으로 가로 방향으로 뒤얽히거나, 접히거나, 그렇지 않으면 압축 또는 수축된 시트를 설명하는 데 사용된다.

일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함하고 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘질감을 갖는 시트(textured sheet)’는 권축되었거나, 양각되었거나, 음각되었거나, 천공되었거나 달리 변형된 시트를 나타낸다. 균질화 담배 물질의 질감을 갖는 시트를 사용하는 것은, 유리하게는 균질화 담배 물질 시트의 주름 형성을 용이하게 하여 에어로졸 형성 기재를 형성한다. 에어로졸 형성 기재는 복수의 이격된 압입부, 돌기, 천공 또는 이들의 조합을 포함하고 있는 균질화 담배 물질의 주름진 질감을 갖는 시트를 포함할 수도 있다.

특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 물질의 주름진 권축된 시트(crimped sheet)를 포함하고 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '권축된 시트'는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결주름을 갖는 시트를 가리킨다. 바람직하게, 실질적으로 평행한 리지 또는 주름은 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축을 따라 또는 그에 평행하게 연장된다. 이는 유리하게, 에어로졸 발생 물품을 형성하기 위해 균질화 담배 물질의 주름진 시트의 밀집화를 촉진시킨다. 그러나, 에어로졸 발생 물품에 포함시키기 위한 균질화 담배 물질의 주름진 시트는 대안으로 또는 부가적으로, 에어로졸 발생 물품의 길이방향 축에 대해 예각 또는 둔각으로 배치되는 복수의 실질적으로 평행한 리지 또는 물결 주름을 가질 수 있음을 이해할 것이다.

에어로졸 형성 기재는, 담배 함유 물질 및 비-담배 함유 물질을 포함할 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 단일의 에어로졸 형성제 또는 둘 이상의 에어로졸 형성제들의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘에어로졸 형성제’는, 사용 시, 에어로졸의 형성을 촉진시키고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적절한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물을 설명하는 데 사용된다. 적합한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 같은 다가 알코올 또는 그들의 혼합물이며, 가장 바람직하게는 글리세린이다. 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 5%보다 큰 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 5% 내지 대략 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 건조 중량 기준으로 대략 20%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 물질, 에어로졸 형성제 및 물을 포함하는 것이 바람직하다.

균질화 담배 물질은, 접히거나, 권축되거나 스트립으로 절단된 것 중 하나인 시트로 제공되어 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 시트는 약 0.2mm 내지 약 2mm, 보다 바람직하게 약 0.4mm 내지 약 1.2mm의 폭을 갖는 스트립으로 절단된다. 한 구현예에서, 스트립의 폭은 약 0.9mm이다.

에어로졸 발생 물품은 대략 30mm 내지 대략 100mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 5mm 내지 대략 13mm의 외경을 가질 수 있다.

에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재의 하류에 위치하고 있는 마우스피스를 포함할 수 있다. 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 하류 말단에 위치될 수 있다. 마우스피스는 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 바람직하게는, 마우스피스는 길이가 대략 7mm이지만, 대략 5mm 내지 대략 10mm의 길이를 가질 수 있다.

에어로졸 형성 기재는 대략 10mm의 길이를 가질 수 있다. 담배 플러그는 대략 12mm의 길이를 가질 수 있다.

에어로졸 형성 기재의 직경은 대략 5mm 내지 대략 12mm일 수 있다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 40mm 내지 대략 50mm의 총 길이를 가진다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 대략 45mm의 총 길이를 가진다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2mm의 외경을 가진다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 유전성 물질인, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품; 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 제1 전극 및 제2 전극; 및 제어부를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 제2 전극이 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전극, 에어로졸 형성 기재의 일부분 및 제2 전극은 축전기를 형성한다. 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 및 제2 전극을 통해 축전기의 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품; 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품은, 유전성 물질인 에어로졸 형성 기재; 및 제1 전극을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 및 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 제어부; 및 제2 전기 접촉부를 더 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 제1 전극 및 제2 전극 사이에 위치되어서 제1 전극, 에어로졸 형성 기재의 일부분 및 제2 전극이 축전기를 형성하도록 한다. 에어로졸 발생 장치의 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 에어로졸 발생 장치의 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전기 접촉부 및 제2 전극을 통해 축전기의 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품; 및 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품은, 유전성 물질인 에어로졸 형성 기재; 및 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치된 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 포함하고 있는 축전기를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 및 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 축전기의 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 축전기의 제2 전극과 접촉하기 위한 제2 전기 접촉부; 및 제어부를 더 포함하고 있다. 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 및 제2 전기 접촉부를 통해 축전기의 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제5 측면에 따르면, 본 발명의 제2 측면의 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 즉, 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 제1 전극 및 제2 전극; 및 제어부를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 제2 전극이 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전극 및 제2 전극을 가로지르는 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제6 측면에 따르면, 본 발명의 제3 측면의 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 즉, 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 제1 전극; 전기 접촉부; 및 제어부를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 전기 접촉부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용되며 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 제2 전극이 제1 전기 접촉부와 접촉할 수 있도록 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전극 및 전기 접촉부와 접촉하고 있는 제2 전극을 가로지르는 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제7 측면에 따르면, 본 발명의 제4 측면의 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 즉, 전력 공급부; 적어도 하나의 히터; 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 제1 전기 접촉부 및 제1 전기 접촉부로부터 이격되어 있는 제2 전기 접촉부; 및 제어부를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용되며 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 제1 전극이 제1 전기 접촉부와 접촉할 수 있고, 에어로졸 발생 물품의 제2 전극이 제2 전기 접촉부와 접촉할 수 있도록 배열되어 있다. 제어부는 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는, 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때, 제1 전기 접촉부 및 제2 전기 접촉부를 가로지르는 정전용량을 측정하고; 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 전력 공급부로부터 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있다.

본 발명의 제8 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터; 및 공동으로부터 에어로졸 발생 물품을 추출하기 위한 관형 추출기를 포함하고 있는, 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 추출기는 공동 내에 배열 가능하고 세장형 히터에 대해 공동 내에서 이동 가능하다. 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극; 전력 공급부; 및 제어부를 더 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 제2 전극이 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 제1 전극은 세장형 히터의 일부를 형성하고, 제2 전극은 추출기의 일부를 형성한다. 제어부는, 제1 전극 및 제2 전극을 가로지르는 정전용량을 측정하고; 그리고 측정된 정전용량에 기초하여 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위해 전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다.

본 발명의 제9 측면에 따르면, 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터; 및 공동으로부터 에어로졸 발생 물품을 추출하기 위한 관형 추출기를 포함하고 있는, 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 추출기는 공동 내에 배열 가능하고 세장형 히터에 대해 공동 내에서 이동 가능하다. 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극; 전력 공급부; 및 제어부를 더 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 제2 전극이 제1 전극으로부터 이격되어 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 추출기의 일부를 형성한다. 제어부는, 제1 전극 및 제2 전극을 가로지르는 정전용량을 측정하고; 그리고 측정된 정전용량에 기초하여 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위해 전력 공급부로부터 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다.

본 발명의 일 측면과 관련하여 설명된 특징은 또한 본 발명의 다른 측면에 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 본 발명의 제1 측면과 관련하여 설명된 특징들은 본 발명의 제2 측면, 제3 측면, 제4 측면, 제5 측면, 제6 측면, 제7 측면, 제8 측면 및 제9 측면에 적용될 수 있거나, 그 반대일 수도 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 추가로 설명될 것이며, 여기서
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품의 단면도를 보여주고 있으며;
도 3은 에어로졸 발생 시스템을 형성하기 위해 도 2의 에어로졸 발생 물품과 조합된 도 1의 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치용 관형 추출기의 단면도를 보여주고 있으며;
도 5는 도 4의 관형 추출기를 포함하는, 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 6은 에어로졸 발생 시스템을 형성하기 위해 도 2의 에어로졸 발생 물품과 조합된 도 5의 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 7은 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 8은 도 7의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품의 단면도를 보여주고 있으며;
도 9는 에어로졸 발생 시스템을 형성하기 위해 도 8의 에어로졸 발생 물품과 조합된 도 7의 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 10은 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있으며;
도 11은 도 10의 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품의 단면도를 보여주고 있으며; 그리고
도 12는 에어로졸 발생 시스템을 형성하기 위해 도 11의 에어로졸 발생 물품과 조합된 도 10의 에어로졸 발생 장치의 단면도를 보여주고 있다.

도 1은 하우징(112)을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치(110)를 보여주고 있으며, 하우징(112)은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동(114)을 정의하고 있다. 장치(110)는 히터(116)를 포함하고 있으며, 상기 히터는 베이스부(118) 및 에어로졸 발생 물품이 공동(114) 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품을 관통하는 세장형 히터 블레이드(120)를 포함하고 있다. 히터 블레이드(120)는 공동(114) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 저항성으로 가열하기 위한 저항 가열 코일(122)을 포함하고 있다. 제어부(124)는 리튬 철 인산염 배터리의 형태로 된, 전력 공급부(126)로부터, 히터 블레이드(120)의 저항 가열 코일(122)로의 전류의 공급을 포함하는, 장치(110)의 작동을 제어한다.

저항 가열 코일(122)은 또한 제1 전극(128)을 형성한다. 제2 전극(130)은 공동(114)의 원통형 내부 표면(133) 상에 제공되어 있다. 도 1에서, 제2 전극(130)은 공동(114)의 한 측면에 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 제2 전극(130)은 공동(114)의 내부 표면(133)을 둘러싸는, 환형 전극일 수 있음을 이해할 것이다.

도 2는 도 1의 에어로졸 발생 장치(110)에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(140)을 보여주고 있다. 에어로졸 발생 물품(140)은 에어로졸 형성 기재(142), 중공 아세테이트 관(144), 고분자 필터(146), 마우스피스(148) 및 외부 래퍼(150)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(142)는 담배의 플러그를 포함하고 있으며, 마우스피스(148)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 플러그를 포함하고 있다.

도 3은 에어로졸 발생 장치(110)의 공동(114) 내로 삽입된 에어로졸 발생 물품(140)을 보여주고 있다. 공동(114) 내로 물품(140)이 삽입되면, 히터 블레이드(120)의 뾰족한 팁(136)이 에어로졸 형성 기재(142)를 관통하고, 에어로졸 형성 기재(142)가 히터 블레이드(120) 위로 수용되어서, 에어로졸 발생 물품(140)이 공동(114) 내에 완전히 수용될 때 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분이 제1 전극(128)과 제2 전극(130) 사이에 위치하도록 한다. 이 위치에서, 에어로졸 발생 물품(140)이 공동(114) 내에 수용될 때, 제1 전극(128), 제1 전극(128)과 제2 전극(130) 사이의 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분, 및 제2 전극(130)은 축전기를 형성한다. 축전기의 유전성 물질은 제1 및 제2 전극 사이에 위치되는 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분에 의해 형성된다.

제어부(124)는 가열 사이클에서 전력 공급부(126)로부터 히터 블레이드(120)로 전력을 공급하여, 에어로졸이 발생될 수 있도록 에어로졸 형성 기재(142)를 충분히 가열하도록 구성되어 있다.

에어로졸 발생 물품(140)이 장치(110)의 공동(114) 내에 수용될 때, 그리고 제어부(124)가 전력 공급부(126)로부터 히터 블레이드(120)로 전력을 공급하여 가열 사이클에서 에어로졸 형성 기재(142)를 가열하기 전에, 제어부(124)는 제1 전극(128), 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분 및 제2 전극(130)으로 형성된 축전기의 정전용량을 측정한다. 측정된 정전용량은 제1 전극(128)과 제2 전극(130) 사이의 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분에 있는 수분의 양에 대한 표시를 제공한다.

제어부(124)는 측정된 정전용량을 사용하여 가열 사이클에서 전력 공급부(126)로부터 히터 블레이드(120)로 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있다. 히터(120)에 공급되는 전력을 조정하면 히터 블레이드(120)가 가열 사이클에서 가열되는 온도를 조정한다. 제어부(124)는 측정된 정전용량을 제어부의 메모리에 저장된 미리 정해진 임계값과 비교하고, 비교에 기초하여 전력 공급부(126)로부터 히터 블레이드(120)로 공급되는 전력을 조정하도록 구성되어 있다. 따라서, 제어부(124)는, 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 양이 미리 정해진 임계값 아래인 것으로 정전용량이 나타내는 경우, 제1 전력을 히터 블레이드(120)에 공급하도록 구성되어 있고, 제어부(124)는, 정전용량이 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 양이 미리 정해진 임계값 위인 것으로 나타내는 경우, 제1 전력보다 낮은, 제2 전력을 히터 블레이드(120)에 공급하도록 구성되어 있다. 즉, 정전용량이 제1 범위 내에 있을 때 제어부(124)는 제1 전력을 히터 블레이드(120)에 인가하고; 정전용량이 제1 범위보다 높은 제2 범위 내에 있을 때, 제어부(124)는 제1 전력보다 낮은 제2 전력을 히터 블레이드(120)에 인가한다.

도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(210)를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 장치(210)는 도 1의 에어로졸 발생 장치(110)와 실질적으로 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 특징부를 설명하기 위하여 사용된다. 에어로졸 발생 장치(210)는 하우징(212)을 포함하고 있으며, 상기 하우징(212)은 도 2의 에어로졸 발생 물품(140)을 수용하기 위한 공동(214)을 정의하고 있다. 장치(210)는 히터(216)를 포함하고 있으며, 상기 히터는 베이스부(218) 및 에어로졸 발생 물품이 공동(214) 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품을 관통하는 세장형 히터 블레이드(220)를 포함하고 있다. 히터 블레이드(220)는 공동(214) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 저항성으로 가열하기 위한 저항 가열 코일(222)을 포함하고 있다. 제어부(224)는 리튬 철 인산염 배터리의 형태로 된, 전력 공급부(226)로부터, 히터 블레이드(220)의 저항 가열 코일(222)로의 전류의 공급을 포함하는, 장치(210)의 작동을 제어한다.

저항 가열 코일(222)은 또한 제1 전극(228)을 형성한다. 전기 접촉부(230)는 제1 전극(228)의 반경방향 외측에 있는 위치에서, 공동(214)의 원통형 내부 표면(233) 상에 제공되어 있다. 도 4에서, 커넥터(230)가 공동(214)의 한 측면에 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 전기 접촉부(230)는 공동(214)의 내부 표면(233)을 둘러싸는 환형 접촉부일 수 있음을 이해할 것이다.

에어로졸 발생 장치(210)는 공동(214) 내에 슬라이딩 가능하게 수용될 수 있는 관형 추출기(260)를 더 포함하고 있다. 관형 추출기(260)는 도 4 및 도 6에서 장치(210) 내에 있는 것으로 도시되어 있고, 도 5에서 장치(210)로부터 제거된 것으로 도시되어 있다.

관형 추출기(260)는 일반적으로 원통형 관형 하우징(262)을 포함하고 있으며, 하우징(262)은 추출기(260)가 공동(214) 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품(140)을 수용하기 위한 개방 말단 및 히터 블레이드(220)를 슬라이딩 가능하게 수용하기 위한 슬릿을 갖는 부분 폐쇄 말단(266)을 갖는다. 추출기(260)는, 에어로졸 발생 물품(140)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 크기를 갖는, 추출기 공동(264)을 정의하는 원통형 내부 표면, 및 추출기(260)가 공동(214) 내에 슬라이딩 가능하게 수용될 수 있도록 공동(214)의 내부 표면(233)과 실질적으로 유사한 원통형 외부 표면(265)을 갖는다.

추출기(260)는, 관형 추출기가 없는 시스템의 공동으로부터 제거된 물품에 비해 물품(140)이 공동(214)으로부터 제거될 때, 에어로졸 발생 물품(140)에 의해 경험하는 힘을 감소시킨다. 이는 공동(214)으로부터 제거될 때 에어로졸 발생 물품(140)이 파괴될 가능성을 감소시킨다. 일 실시예로서, 추출기(260)가 공동(214)으로부터 물품(140)을 제거하기 위해 공동(214) 밖으로 미끄러질 때, 추출기(260)의 하우징(262)은 물품(140)의 래퍼(150)가 공동의 내부 표면(233)에 대해 문지르는 것을 방지한다. 다른 실시예로서, 추출기(260)의 부분 폐쇄 말단(266)은 추출기에 의해 물품(140)이 공동(214)으로부터 제거되면서 물품(140)의 말단면에 대해 밀고, 이는 물품이 공동(214)으로부터 제거되면서 래퍼(150) 상의 장력을 감소시키거나 제거한다.

장치(210)는 추출기(260)의 하우징(262)의 외부 표면(265)의 일부분 상에 배열된 제2 전극(268)을 더 포함하고 있다. 추출기(260)가 공동(214) 내에 수용되고 히터 블레이드(220)가 추출기(260)의 부분 폐쇄 말단(266)의 슬롯 내로 연장될 때, 제2 전극(268)은 추출기(260)의 하우징(262)의 외부 표면(265) 상에 배열되고 공동(114)의 내부 표면(133) 상의 전기 접촉부(230)와 접촉하도록 배열된다.

본 구현예에서, 제2 전극(268)은 공동(214) 내에서 추출기(260)의 회전 배향에 관계없이 전기 접촉부(230)와 접촉하도록 환형이다. 다른 구현예에서, 접촉부(230)는 제2 전극(268)보다는 환형일 수 있거나, 접촉부(230)와 제2 전극(268) 모두가 환형일 수 있음을 이해할 것이다.

제2 전극(268)이 전기 접촉부(230)와 접촉할 때, 제2 전극(268)은 장치(210)의 제어부(224)에 전기적으로 연결된다. 일부 구현예에서는 제2 전극(268)의 적어도 일부분은 추출기 하우징(262)의 내부 표면에 배열될 수 있고, 일부 구현예에서는 추출기(260)의 관형 하우징(262)의 적어도 일부분은 제2 전극(268)을 형성할 수 있음을 이해할 것이다.

도 6은 추출기 공동(264) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품(140) 및 에어로졸 발생 장치(210)의 공동(214) 내에 삽입된 추출기(260) 및 물품(140)을 보여주고 있다. 물품(140) 및 추출기(260)가 공동(214) 내로 삽입될 때, 히터 블레이드(220)의 뾰족한 팁(236)이 추출기(260)의 부분 폐쇄 말단(266) 내의 슬롯 내에 수용되고 에어로졸 형성 기재(142)를 관통한다. 에어로졸 형성 기재(142)는, 에어로졸 발생 물품(140)이 추출기 공동(264) 내에 완전히 수용되고 추출기(260) 및 물품(140)이 공동(114) 내에 완전히 수용될 때 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분이 제1 전극(228)과 제2 전극(268) 사이에 위치되도록 히터 블레이드(220) 위로 수용된다. 이 위치에서, 제1 전극(228), 제1 전극(228)과 제2 전극(268) 사이의 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분 및 제2 전극(268)은 축전기를 형성한다. 축전기의 유전성 물질은 제1 및 제2 전극 사이에 위치되는 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분에 의해 형성된다.

장치(210)의 제어부(224)는 도 1에 도시된 장치(110)를 참조하여 전술한 방식으로 제1 전극(228), 제1 전극(228)과 제2 전극(268) 사이의 에어로졸 형성 기재(142)의 일부분, 및 제2 전극(268)에 의해 형성된 축전기의 정전용량을 측정하도록 구성되어 있다.

도 7은 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(310)를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 장치(310)는 도 1의 에어로졸 발생 장치(110)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 에어로졸 발생 장치(310)는 하우징(312)을 포함하고 있으며, 상기 하우징(312)은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동(314)을 정의하고 있다. 장치(310)는 히터(316)를 포함하고 있으며, 상기 히터는 베이스부(318) 및 에어로졸 발생 물품이 공동(314) 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품을 관통하는 세장형 히터 블레이드(320)를 포함하고 있다. 히터 블레이드(320)는 공동(314) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 저항성으로 가열하기 위한 저항 가열 코일(322)을 포함하고 있다. 제어부(324)는 리튬 철 인산염 배터리의 형태로 된, 배터리(326)로부터, 히터 블레이드(320)의 저항 가열 코일(322)로의 전류의 공급을 포함하는, 장치(310)의 작동을 제어한다.

저항 가열 코일(322)은 또한 제1 전극(328)을 형성한다. 환형 전기 접촉부(330)는 공동(314)의 길이를 따라 제1 전극(328)과 일렬로 된 위치에서, 공동(314)의 원통형 내부 표면(133) 상에 제공되어 있다.

도 8은, 도 7의 에어로졸 발생 장치(310)에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(340)을 보여주고 있다. 에어로졸 발생 물품(340)은 에어로졸 형성 기재(342), 중공 아세테이트 관(344), 고분자 필터(346), 마우스피스(348) 및 외부 래퍼(350)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(342)는 담배의 플러그를 포함하고 있으며, 마우스피스(348)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 플러그를 포함하고 있다.

에어로졸 발생 물품(340)은 에어로졸 형성 기재(342)에 인접한 외부 래퍼(350)에 고정된 제2 전극(352)을 더 포함하고 있다. 명료성을 위해, 제1 전극(352)의 두께는 도 8에서 과장되어 있다.

전기 접촉부(330)는 에어로졸 발생 물품(340)이 공동(314) 내에 완전히 삽입될 때 제2 전극(352)과 접촉하도록 위치되어 있다. 제1 전기 접촉부(330)는 공동(314) 내에서 에어로졸 발생 물품(340)의 회전 배향과 관계없이 제2 전극(352)과 접촉하도록 환형이다. 다른 구현예에서, 제2 전극(352)은 전기 접촉부(330)보다는 환형일 수 있거나, 전기 접촉부(330) 및 제2 전극(352) 모두가 환형일 수 있음을 이해할 것이다.

도 9는 에어로졸 발생 장치(310)의 공동(314) 내로 삽입된 에어로졸 발생 물품(340)을 보여주고 있다. 공동(314) 내로 물품(340)이 삽입되면, 히터 블레이드(320)의 뾰족한 팁(336)이 에어로졸 형성 기재(342)를 관통하고, 에어로졸 형성 기재(342)가 히터 블레이드(320) 위로 수용되어서, 에어로졸 발생 물품(340)이 공동(314) 내에 완전히 수용될 때 에어로졸 형성 기재(342)의 일부분이 제1 전극(328)과 제2 전극(330) 사이에 위치하도록 한다. 이 위치에서, 에어로졸 발생 물품(340)이 공동(314) 내에 수용될 때, 제1 전극(328), 제1 전극(328)과 제2 전극(352) 사이의 에어로졸 형성 기재(342)의 일부분, 및 제2 전극(352)이 축전기를 형성한다. 축전기의 유전성 물질은 제1 및 제2 전극 사이에 위치되는 에어로졸 형성 기재(342)의 일부분에 의해 형성된다.

장치(310)의 제어부(324)는 도 1에 도시된 장치(110)를 참조하여 전술한 방식으로 제1 전극(328), 제1 전극(328)과 제2 전극(352) 사이의 에어로졸 형성 기재(342)의 일부분, 및 제2 전극(352)에 의해 형성된 축전기의 정전용량을 측정하도록 구성되어 있다.

도 10은 본 발명의 제4 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(410)를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 장치(410)는 도 1의 에어로졸 발생 장치(110)와 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 지시하기 위하여 사용된다. 에어로졸 발생 장치(410)는 하우징(412)을 포함하고 있으며, 상기 하우징(412)은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동(414)을 정의하고 있다. 장치(410)는 히터(416)를 포함하고 있으며, 상기 히터는 베이스부(418) 및 에어로졸 발생 물품이 공동(414) 내에 삽입될 때 에어로졸 발생 물품을 관통하는 세장형 히터 블레이드(420)를 포함하고 있다. 히터 블레이드(420)는 공동(414) 내에 삽입된 에어로졸 발생 물품의 상류 말단을 저항성으로 가열하기 위한 저항 가열 코일(422)을 포함하고 있다. 제어부(424)는 리튬 철 인산염 배터리의 형태로 된, 배터리(426)로부터, 히터 블레이드(420)의 저항 가열 코일(422)로의 전류의 공급을 포함하는, 장치(410)의 작동을 제어한다.

본 구현예에서, 저항 가열 코일(422)은 제1 전극을 형성하지 않는다. 제1 전기 접촉부(428)는 공동(414)의 길이를 따라 저항 가열 코일(422)과 일렬로 된 위치에서, 공동(414)의 원통형 내부 표면(433) 상에 제공되어 있다. 제2 전기 접촉부(430)는 또한 제1 전기 접촉부(428)에 대향하는, 원통형 내부 표면(433) 상에 제공되어 있다. 제1 및 제2 전기 접촉부 모두는 장치(410)의 제어부(424)에 전기적으로 연결되어 있다.

도 11은, 도 10의 에어로졸 발생 장치(410)에 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품(440)을 보여주고 있다. 에어로졸 발생 물품(440)은 에어로졸 형성 기재(442), 중공 아세테이트 관(444), 고분자 필터(446), 마우스피스(448) 및 외부 래퍼(450)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(442)는 담배의 플러그를 포함하고 있으며, 마우스피스(448)는 셀룰로오스 아세테이트 섬유의 플러그를 포함하고 있다.

에어로졸 발생 물품(440)은 에어로졸 형성 기재(442)에 인접하여, 외부 래퍼(450)의 일 측면에 고정된 제1 전극(452)을 더 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품(440)은 또한, 에어로졸 형성 기재(442)에 인접하여, 외부 래퍼(450)의 대향 측면에 고정된 제2 전극(454)을 포함하고 있다. 제1 및 제2 전극은 실질적으로 동일하며, 각각은 물품(440)의 원주의 절반 미만으로 약간만 둘레에 연장되는 아치형 전극을 형성하여, 전극들이 어떠한 방식으로도 중첩되거나 접촉하지 않도록 한다. 제1 전극(452), 제1 전극(428)과 제2 전극(452) 사이의 에어로졸 형성 기재(442)의 일부분, 및 제2 전극(452)이 축전기를 형성한다. 축전기의 유전성 물질은 제1 및 제2 전극 사이에 위치되는 에어로졸 형성 기재(442)의 일부분에 의해 형성된다.

명확성을 위해, 제1 및 제2 전극의 두께는 도 11에서 과장되어 있다.

장치(410)의 제1 전기 접촉부(428)는 물품(440)의 제1 전극(452)과 제2 전극(454) 중 하나와 접촉하도록 위치되어 있고, 장치(410)의 제2 전기 접촉부(430)는 에어로졸 발생 물품(440)이 공동(414) 내에 완전히 삽입될 때 물품(440)의 제1 전극(452)과 제2 전극(454) 중 다른 하나와 접촉하도록 위치되어 있다. 제1 및 제2 전극은 각각 물품(440)의 둘레에 원주의 실질적으로 절반으로 연장하므로, 장치(410)의 제1 및 제2 접촉부 각각은 공동(414) 내의 에어로졸 발생 물품(440)의 회전 배향에 상관없이 물품(440)의 전극 중 하나와 접촉하도록 한다.

도 12는 에어로졸 발생 장치(410)의 공동(414) 내로 삽입된 에어로졸 발생 물품(440)을 보여주고 있다. 공동(414) 내로 물품(440)이 삽입되면, 히터 블레이드(420)의 뾰족한 팁(436)이 에어로졸 형성 기재(442)를 관통하고, 에어로졸 형성 기재(442)가 히터 블레이드(420) 위로 수용되어, 에어로졸 발생 물품(340)이 공동(414) 내에 완전히 수용될 때 제1 및 제2 전기 접촉부 중 하나가 제1 전극(452)과 접촉하고, 제1 및 제2 전기 접촉부 중 다른 하나가 제2 전극(454)과 접촉하도록 한다.

장치(410)의 제어부(424)는 도 1에 도시된 장치(110)를 참조하여 전술한 방식으로 제1 전극(452), 제1 전극(452)과 제2 전극(454) 사이의 에어로졸 형성 기재(442)의 일부분, 및 제2 전극(454)에 의해 형성된 축전기의 정전용량을 측정하도록 구성되어 있다.

전술한 에어로졸 발생 장치의 제어부는 반드시 에어로졸 형성 기재에 존재하는 수분의 부피 분율을 결정하도록 구성되지는 않을 수도 있다. 정전용량 및 에어로졸 형성 기재에 존재하는 수분의 부피 분율 사이의 소정의 관계는, 측정된 정전용량을 히터에 공급될 전력을 결정하는 데 비교할 수 있는 임계값을 결정하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 제어부는 제1 및 제2 전극 사이의 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 부피 분율을 결정하도록 구성될 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 부피 분율은 다음과 같이 계산될 수 있다.

물질의 상대적인 유전율은 통상적으로 인가된 전기장의 온도 및 주파수의 함수이다. 수분의 상대적인 유전율은 약 20°C의 온도 및 약 100 kHz 내지 1 GHz의 인가된 주파수에서 약 80인 것으로 가정될 수 있다.

전극들의 기하학적 구조 및 전극들 사이의 물질이 공지된 경우, 전극들 사이의 물질의 벌크 상대 유전율이 결정될 수 있다. 또한, 전극들 사이의 물질이 그들 각각의 상대 유전율과 함께 공지된 경우, 전극들 사이의 물질의 부피 분율은 정전용량의 측정으로부터 결정될 수 있다.

예로서, Landau-Lifshitz-Looyenga 유전성 혼합물 식은 하기 수학식 1에 보이는 바와 같이, 개별 유전 상수들의 2개의 성분의 혼합물의 상대 유전율을 결정하기 위해 사용될 수 있다:

이때 ε_bulk는 전극들 사이의 물질의 벌크 상대 유전율이고, ε₁은 수분의 상대 유전율이고, ε₂는 에어로졸 형성 기재의 상대 유전율이고, σ는 물질 내의 수분의 부피 분율이다.

정전용량과 전극들 사이의 물질의 벌크 상대 유전율 사이의 관계는 축전기의 기하학적 구조에 따라 달라진다. 예를 들어, 제1 전극이 에어로졸 형성 기재를 통해 중앙으로 연장되는 가열 요소에 의해 형성되고 제2 전극이 에어로졸 형성 기재를 둘러싸는 원통형 호일 래퍼에 의해 형성되는 구현예에서, 축전기는 원통형 축전기로 근사될 수 있으며, 축전기의 정전용량은 아래의 수학식 2에 의해 주어질 수 있다:

이때 C는 측정된 정전용량이고, ε₀은 자유 공간의 유전율이고, r_outer는 외부 제2 전극의 반경이고, r_inner는 중앙 제1 전극의 반경이다.

제1 및 제2 전극의 반경이 공지되어 있고, 수분과 에어로졸 형성 기재의 상대 유전율이 공지된 경우, 제1 및 제2 전극 사이에 측정된 정전용량을 벌크 상대 유전율을 결정하기 위해 수학식 2에 입력할 수 있고, 벌크 상대 유전율을 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 부피 분율을 결정하기 위해 수학식 1에 입력할 수 있다. 결정된 수분의 부피 분율 또는 에어로졸 형성 기재 내의 수분의 절대 부피는 히터에 공급되는 전력을 제어하는 데 사용될 수 있다.

전술한 구현예는 단지 본 발명의 예시적인 구현예일 뿐임을 이해해야 할 것이다. 본 발명의 한 구현예에 관하여 상술된 특징은 또한 본 발명의 다른 구현예에도 적용될 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다

Claims (15)

1. 에어로졸 발생 시스템으로서,
   에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품으로서, 상기 에어로졸 형성 기재는 유전성 물질이며, 상기 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 고체인, 상기 에어로졸 발생 물품;
   및 에어로졸 발생 장치로서,
   전력 공급부;
   적어도 하나의 히터;
   상기 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동; 및
   상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있는 제어부; 및
   상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 하는, 상기 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극으로서, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 전극, 상기 에어로졸 형성 기재의 일부분 및 상기 제2 전극은 축전기를 형성하는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극;을
   포함하는, 상기 에어로졸 발생 장치를 포함하고,
   상기 에어로졸 발생 장치의 제어부는,
   상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 및 제2 전극을 통해 상기 축전기의 정전용량을 측정하고;
   측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고
   상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 상기 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 추가로 구성되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 히터의 일부를 형성하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 적어도 하나의 히터는 상기 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 세장형 히터의 일부를 형성하고, 상기 제2 전극은 상기 공동의 내부 표면 상에 있는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 히터는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 세장형 히터의 일부를 형성하고, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 공동으로부터 상기 에어로졸 발생 물품을 추출하기 위한 관형 추출기를 포함하되, 상기 추출기는 상기 공동 내에 배열 가능하고 상기 세장형 히터에 대하여 상기 공동 내에서 이동 가능하고, 상기 제2 전극은 상기 추출기의 일부를 형성하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동에 수용될 때 상기 제2 전극이 상기 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 둘러싸도록 하는 실질적으로 환형 형상을 갖는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극을 포함하고; 그리고
   상기 에어로졸 발생 장치는,
   상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 및
   상기 제2 전극을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 형성 기재 둘레에 래핑된 래퍼를 더 포함하고, 상기 제1 전극의 적어도 일부분은 상기 래퍼의 외부 표면 상에 제공되어 있는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 적어도 하나의 히터의 일부를 형성하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 히터는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 에어로졸 발생 물품 내로 삽입되도록 배열된 세장형 히터를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 세장형 히터의 일부를 형성하고, 상기 제1 전극은 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분이 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 위치되도록 상기 에어로졸 형성 기재를 실질적으로 둘러싸는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분은 축전기를 형성하고; 그리고
    상기 에어로졸 발생 장치는,
    상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 축전기의 제1 전극과 접촉하기 위한 제1 전기 접촉부; 및
    상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 축전기의 제2 전극과 접촉하기 위한 제2 전기 접촉부를 포함하는 것인, 에어로졸 발생 시스템.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하기 전에 상기 정전용량을 측정하도록 더 구성되어 있는, 에어로졸 발생 시스템.
13. 에어로졸 발생 장치로서,
    전력 공급부;
    적어도 하나의 히터;
    에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 상기 에어로졸 형성 기재는 유전성 물질이고, 상기 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 고체인, 상기 공동;
    상기 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되도록 하는, 상기 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및
    제어부를 포함하며, 상기 제어부는,
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하고;
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 전극 및 제2 전극에 걸친 정전용량을 측정하고;
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 상기 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
14. 에어로졸 발생 장치로서,
    전력 공급부;
    적어도 하나의 히터;
    에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 상기 에어로졸 형성 기재는 유전성 물질이고, 상기 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 고체인, 상기 공동;
    제1 전극; 및
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용되고 상기 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 제2 전극이 전기 접촉부와 접촉할 수 있도록 하는 상기 제1 전극으로부터 이격된 전기 접촉부; 및
    제어부를 포함하며, 상기 제어부는,
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하고;
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 전극 및 상기 전기 접촉부와 접촉하고 있는 제2 전극에 걸친 정전용량을 측정하고;
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 상기 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.
15. 에어로졸 발생 장치로서,
    전력 공급부;
    적어도 하나의 히터;
    에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함하며, 상기 에어로졸 형성 기재는 유전성 물질이고, 상기 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 고체인, 상기 공동;
    제1 전기 접촉부 및 상기 제1 전기 접촉부로부터 이격된 제2 전기 접촉부로서, 에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용되고 상기 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분이 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용될 때 에어로졸 발생 물품의 제1 전극이 상기 제1 전기 접촉부와 접촉할 수 있고 상기 에어로졸 발생 물품의 제2 전극이 상기 제2 전기 접촉부와 접촉할 수 있도록 상기 제1 전기 접촉부 및 상기 제2 전기 접촉부가 배열되어 있는, 상기 제1 전기 접촉부 및 상기 제2 전기 접촉부; 및
    제어부를 포함하며, 상기 제어부는,
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로의 전력 공급을 제어하고;
    에어로졸 발생 물품이 상기 공동 내에 수용될 때 상기 제1 전기 접촉부 및 상기 제2 전기 접촉부에 걸친 정전용량을 측정하고;
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제1 범위 내에 있을 때 제1 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하고; 그리고
    상기 측정된 정전용량이 미리 정해진 제2 범위 내에 있을 때, 상기 제1 전력 프로파일과 상이한, 제2 전력 프로파일에서 상기 전력 공급부로부터 상기 적어도 하나의 히터로 전력을 공급하도록 구성되어 있는, 에어로졸 발생 장치.

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