KR20220003335A - 서셉터 조립체를 포함하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간을 포함하는 서셉터 조립체, 상기 서셉터 조립체에 가변 자기장을 형성하는 유도 코일, 상기 유도 코일에 전력을 공급하는 배터리, 및 상기 배터리로부터 상기 유도 코일로 공급되는 전력을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 서셉터 조립체는 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 자성 물질을 포함하고, 상기 제2 층은 제1 비자성 금속 물질을 포함할 수 있다.

Description

서셉터 조립체를 포함하는 에어로졸 생성 장치 {APPARATUS FOR GENERATING AEROSOL INCLUDING SUSCEPTOR ASSEMBLY}

본 개시는 서셉터 조립체를 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.

근래에 일반적인 에어로졸 생성 물품의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물품을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 에어로졸 생성 물품 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 에어로졸 생성 물품 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

종래의 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위하여 전기 저항식 가열 장치를 주로 사용하여 왔으나, 최근에는 유도 코일에 의해 열을 발생시키는 서셉터를 포함하는 유도가열 장치를 사용하는 제품의 수가 증가하고 있다.

에어로졸 생성 장치에서 서셉터와 단열재를 별도로 두는 경우, 단열재의 녹는점으로 인해 서셉터가 충분히 높은 온도로 가열되기 어려울 수 있다.

이에, 유도 코일에 의해 본 개시에 따른 서셉터 조립체가 가열되는 경우, 에어로졸 생성 물품이 적절한 온도로 가열될 수 있고, 생성된 열이 외부로 방출되는 것을 차단하여 에어로졸 생성 물품을 효율적으로 가열할 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.

본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시는 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간을 포함하는 서셉터 조립체; 상기 서셉터 조립체에 가변 자기장을 형성하는 유도 코일; 상기 유도 코일에 전력을 공급하는 배터리; 및 상기 배터리로부터 상기 유도 코일로 공급되는 전력을 제어하는 프로세서;를 포함하고, 상기 서셉터 조립체는 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 자성 물질(magnetic material)을 포함하고, 상기 제2 층은 제1 비자성 금속 물질(non-magnetic metal material)을 포함하는, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.

본 개시에 따른 에어로졸 생성 장치는, 자성 물질을 포함하는 층 및 비자성 금속 물질을 포함하는 층을 모두 포함하는 서셉터 조립체를 포함할 수 있다. 서셉터 조립체의 자성 물질을 포함하는 층은 비교적 높은 온도로 가열 될 수 있고, 비자성 금속 물질을 포함하는 층은 열이 외부로 방출되는 것을 막아줄 수 있다. 이에 따라, 자성 물질을 포함하는 층은 에어로졸 생성 물품을 가열할 수 있다. 비자성 금속 물질을 포함하는 층은 에어로졸 생성 물품을 가열하는 열이 서셉터 조립체 외부로 방출되는 것을 막아줄 수 있으므로 에어로졸 생성 물품은 효율적으로 가열될 수 있다.

또한, 하나의 서셉터 조립체에서 에어로졸 생성 물품을 가열하고, 에어로졸 생성 물품을 가열하는 열이 서셉터 조립체 외부로 방출되는 것을 막아주므로 에어로졸 생성 장치의 전체 부피가 감소될 수 있다. 이에 따라, 에어로졸 생성 장치의 소형화가 실현될 수 있다.

발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 본 개시는 명세서 내에 기재된 내용들에 의하여 유추될 수 있는 더욱 다양한 효과들을 모두 포함할 수 있다.

도 1은 에어로졸 생성 장치(100)에 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입된 예를 도시한 도면이다.
도 2는 하나 이상의 에어로졸 생성부를 포함하는 궐련(200)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 서셉터 조립체(300)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 서셉터 조립체(400)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 서셉터 조립체(500)에 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 에어로졸 생성 장치의 분해도이다.

실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '제1' 또는 '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다.

또한, 명세서 전체에서 '서셉터(susceptor)'는, 가변 자기장의 관통에 의해 가열될 수 있는 물체를 의미한다.

또한, 명세서 전체에서 '서셉터 조립체(assembly)'는, 서셉터를 포함하는 조립체를 의미한다. 예를 들어, 서셉터 조립체는 서셉터의 역할을 하는 제1층 및 서셉터로부터 발생된 열이 서셉터 외부로 방출되는 것을 방지하는 역할을 하는 제2층을 포함할 수 있다. 다만, 본 개시는 전술한 바에 반드시 제한되지는 않는다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 에어로졸 생성 장치(100)에 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입된 예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 시스템은 에어로졸 생성 장치(100) 및 에어로졸 생성 물품(15)을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입되는 수용 공간을 포함할 수 있고, 수용 공간에 삽입된 에어로졸 생성 물품(15)을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(15)은 에어로졸 생성 물질을 포함할 수 있다. 한편, 도 1에는 설명의 편의를 위해 에어로졸 생성 장치(100)가 에어로졸 생성 물품(15)과 함께 사용되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시에 불과할 뿐이다. 에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물품(15)이 아니더라도 궐련 등의 임의의 적절한 에어로졸 생성 물품과 함께 사용될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 프로세서(120), 서셉터 조립체(130), 유도 코일 (C)을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(110)는 유도 코일(c)이 가변 자기장을 발생시킬 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(110)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들, 예를 들어, 각종 센서들(미도시), 사용자 인터페이스(미도시), 메모리(미도시) 및 프로세서(120)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(110)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

프로세서(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 예를 들어, 프로세서(120)는 배터리(110), 서셉터 조립체(130) 및 유도 코일(C)뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(10)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 프로세서(120)는 에어로졸 생성 장치(100)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(100)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.

프로세서(120)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 프로세서(120)가 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

서셉터 조립체(130)는 가변 자기장이 인가됨에 따라 가열되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체(130)는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 서셉터 조립체(130)는 페라이트(ferrite), 강자성 합금(ferromagnetic alloy), 스테인리스강(stainless steel) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 서셉터 조립체(130)는 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 니오븀(niobium), 니켈 합금(nickel alloy), 금속 필름(metal film), 지르코니아(zirconia) 등과 같은 세라믹, 니켈(Ni)이나 코발트(Co) 등과 같은 전이 금속, 붕소(B)나 인(P)과 같은 준금속 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 예에서, 서셉터 조립체(130)는 관형 또는 원통형일 수 있고, 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입되는 수용 공간을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 에어로졸 생성 물품(15)이 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 삽입되면, 서셉터 조립체(130)는 에어로졸 생성 물품(15)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 따라서, 외부의 서셉터 조립체(130)로부터 전달되는 열에 의해 에어로졸 생성 물품(15) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도가 증가될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)에는 서셉터 조립체(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 서셉터 조립체(130)의 형상은 도 1에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 서셉터 조립체(130)는 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.

유도 코일(C)은 배터리(110)로부터 전력이 공급됨에 따라 가변 자기장을 발생시킬 수 있다. 유도 코일(C)에 의해 발생된 가변 자기장은 서셉터 조립체(130)에 인가될 수 있고, 이에 따라, 서셉터 조립체(130)가 가열될 수 있다. 프로세서(120)의 제어에 의해 유도 코일(C)에 공급되는 전력이 조정될 수 있고, 서셉터 조립체(130)가 가열되는 온도가 적절하게 유지될 수 있다.

한편, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 프로세서(120), 서셉터 조립체(130), 및 유도 코일(C) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)는 궐련 삽입 감지 센서(미도시) 및 궐련 삽입 감지 센서 외에 다른 센서들(예를 들어, 온도 감지 센서, 퍼프 감지 센서 등), 사용자 인터페이스 및 메모리를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 궐련 삽입 감지 센서는 에어로졸 생성 장치(100)의 수용 공간에 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입되었는지 여부를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 물품(15)은 알루미늄과 같은 금속 물질을 포함할 수 있고, 궐련 삽입 감지 센서는 에어로졸 생성 물품(15)이 수용 공간에 삽입됨에 따라 발생되는 자기장 변화를 감지하는 인덕티브 센서일 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 궐련 삽입 감지 센서는 광 센서, 온도 센서, 저항 센서 등일 수도 있다.

유도 코일(C)에 의해 가변 자기장이 발생됨에 따라 서셉터 조립체(130)가 가열될 수 있다. 따라서, 서셉터 조립체(130) 내부에 배치되는 에어로졸 생성 물품(15)이 가열될 수 있고, 에어로졸이 발생될 수 있다.

사용자 인터페이스는 사용자에게 에어로졸 생성 장치(100)의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 및 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)을 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스는 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, BLE(Bluetooth Low Energy), NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다.

다만, 에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스 예시들 중 일부만이 취사 선택되어 구현될 수도 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(100)에는 위의 예시된 다양한 사용자 인터페이스 예시들 중 적어도 일부가 조합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 전면에 시각 정보를 출력하면서 사용자 입력도 수신 가능한 터치 스크린 디스플레이를 포함할 수 있다. 터치 스크린 디스플레이는 지문 센서를 포함할 수 있고, 지문 센서에 의해 사용자 인증이 수행될 수 있다.

메모리는 에어로졸 생성 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리는 프로세서(120)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다. 메모리에는 에어로졸 생성 장치(100)의 동작 시간, 최대 퍼프 횟수, 현재 퍼프 횟수, 적어도 하나의 온도 프로파일 및 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터 등이 저장될 수 있다.

에어로졸 생성 물품(15)은 예를 들어, 일반 연소식 궐련의 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 궐련은 담배 각초부, 필터부 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)에는 일반 연소식 궐련이 삽입될 수 있다.

일반 연소식 궐련과는 다른 예시로서, 도 2에 나타낸 궐련(200)은, 제1 부분(210), 제2 부분(220), 제3 부분(230), 및 제4 부분(240)으로 구분될 수 있다. 여기에서, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 중 적어도 하나는 에어로졸 생성부로서, 에어로졸 생성 물질 및 담배 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

에어로졸 생성 물질은, 예를 들어, 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, 에어로졸 생성부는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성부는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 에어로졸 생성부에 분사됨으로써 첨가될 수 있다. 에어로졸 생성부는 담배 물질을 포함하지 않을 수 있으며, 예를 들어, 글리세린과 같은 보습제가 적셔진 주름진 시트를 포함할 수 있다.

담배 물질은, 예를 들어, 담배 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 담배 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 물질은 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있으며, 예를 들어, 주름진 담배 시트, 권축된 주름진 담배 시트, 또는 롤형 담배 시트를 포함할 수 있다.

일 예에서, 제1 부분(210)은 예를 들어, 글리세린과 같은 에어로졸 생성 물질이 적셔진 주름진 시트를 포함할 수 있다. 또한, 제2 부분(220)은 에어로졸 생성 물질 및 니코틴을 포함하는 담배 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 부분(220)은 에어로졸 생성 물질을 포함하지 않고, 니코틴을 포함하는 담배 물질만을 포함할 수 있으며, 제2 부분(220)이 가열됨에 따라 니코틴이 기화된 형태로 에어로졸이 발생될 수도 있다.

다른 예에서, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 중 어느 하나만이 에어로졸 생성 물질 및 담배 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 나머지 하나는 전단 플러그 또는 스페이서(지지 요소) 역할을 하도록 배치될 수 있다.

제1 부분(210)이 에어로졸 생성 물질을 포함하고, 제2 부분(220)이 담배 물질을 포함하는 실시예에 있어서, 에어로졸 생성 장치에 궐련(200)이 완전히 삽입된 경우, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 각각의 적어도 일부는 에어로졸 생성 장치의 내부에 위치하고, 제3 부분(230)의 적어도 일부는 에어로졸 생성 장치 외부에 노출될 수 있다. 사용자는 제4 부분(240)을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 제1 부분(210)으로부터 생성되고, 생성된 에어로졸은 궐련(200)에 유입된 공기를 따라 제2 부분(220) 및 제3 부분(230)을 통과하여 사용자의 입으로 전달될 수 있다. 제2 부분(220)은 담배 물질을 포함하므로, 제2 부분(220)로부터 생성된 니코틴이 에어로졸에 동반될 수 있다.

일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(200)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(200)의 내부로 유입될 수도 있다.

또한, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 중 적어도 하나는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 중 적어도 하나를 둘러싸는 열 전도 물질은 제1 부분(210) 및 제2 부분(220) 중 적어도 하나에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다.

제3 부분(230)은 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있으며, 냉각 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 부분(230)은 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 제3 부분(230)은 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 제3 부분(230)은 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다. 예를 들어, 제3 부분(230)은 중공을 포함하는 튜브 필터 또는 지관일 수 있다.

제4 부분(240)은 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 제4 부분(240)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 제4 부분(240)은 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 제4 부분(240)은 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 제4 부분(240)이 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.

제4 부분(240)은 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 제4 부분(240)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 제4 부분(240)의 내부에 삽입될 수도 있다.

궐련(200)은 래퍼(250)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(250)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 도 3에서 래퍼(250)는 단일 래퍼로 도시되어 있으나, 래퍼(250)는 복수 개의 래퍼들의 조합일 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 서셉터 조립체의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 서셉터 조립체(300)는 제1 층(310) 및 제2 층(320)을 포함할 수 있다. 도 3의 서셉터 조립체(300) 및 유도 코일(C) 는 각각 도 1의 서셉터 조립체(130) 및 유도 코일(C)에 대응되므로 중복되는 내용은 생략한다.

서셉터 조립체(300)는 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간(V)을 포함할 수 있다. 서셉터 조립체(300)는 복합 금속(Clad metal), 합판(Ply Metals) 등의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 서셉터 조립체(300)는 자성 물질(magnetic material)을 포함하는 제1 층(310) 및 제1 비자성 금속 물질(non-magnetic metal material)을 포함하는 제2 층(320)을 포함할 수 있다.

서셉터 조립체(300)는 전체적으로 원통 형태일 수 있다. 다만, 본 개시는 전술한 바에 제한되지 않으며, 본 개시는 수용 공간(V)을 둘러싸도록 배치되는 다양한 형태의 서셉터 조립체를 모두 포함할 수 있다.

서셉터 조립체(300)는 제1 층(310) 및 제2 층(320)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 제1 층(310)은 원통의 내측에 배치될 수 있으며, 제2 층(320)은 원통의 외측에 배치될 수 있다. 에어로졸 발생 물품(미도시)이 서셉터 조립체(300) 내부에 배치되는 경우, 제1 층(310)은 에어로졸 발생 물품과 직접 접촉할 수 있고, 제2 층(320)은 제1 층(310)을 둘러쌀 수 있다.

일 실시예에서, 자성 물질은 STS(Stainless Steel) 400 계열을 의미할 수 있다. STS 400 계열은 STS 405, STS 410L, STS 430, STS 434, STS 444 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 층(310)은 STS 434를 포함할 수 있다.

또한, 자성 물질은 크롬(Cr) 및 탄소(C)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 층(310)은 제1 층(310)의 전체 구성요소 대비 약 0.12% 이하의 탄소 및 약 16% 내지 약 18%의 크롬을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 제1 비자성 금속 물질은 STS 300 계열, 티타늄(Ti), 비스무트(Bi) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. STS 300 계열은 크롬(Cr), 탄소(C), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. STS 300 계열은 STS 304, STS 316, STS 316L 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 층(320)은 STS 316L을 포함할 수 있다.

일 실시에에서, 서셉터 조립체(300)는 약 0.1mm ~ 약 0.25mm 내의 전체 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체(300)의 제1 층(310) 및 제2 층(320)을 포함하는 전체 두께는 약 0.15mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 제1 층(310)은 서셉터 조립체(300)의 전체 두께의 40% ~ 70% 범위 내의 두께를 갖고, 제2 층(320)은 상기 서셉터 조립체(300)의 전체 두께의 30% ~ 60% 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체(300)의 전체 두께가 0.2mm인 경우, 제1 층(310)의 두께는 0.14mm이고, 제2 층(320)의 두께는 0.06mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 층(310) 및 제2 층(320)이 상술한 범위 내의 두께를 가짐으로써, 서셉터 조립체(300)의 가열 효율이 증대될 수 있고, 단열 효과가 증가할 수 있다.

유도 코일(C)에 전력이 공급되는 경우 유도 코일(C)의 내부에 자기장이 생성될 수 있다. 유도 코일(C)에 배터리로부터 교류 전류가 인가되는 경우 유도 코일(C)의 내부에 형성되는 자기장은 주기적으로 방향이 변할 수 있다. 서셉터 조립체(300)가 자기장에 노출되는 경우, 자성 물질을 포함하는 제1 층(310)은 열을 생성할 수 있다. 생성된 열에 의해 수용 공간(V)에 삽입되는 에어로졸 생성 물품이 가열될 수 있다. 서셉터 조립체(300)가 자기장에 노출되는 경우, 제1 비자성 금속 물질을 포함하는 제2 층(320)은 자성이 없으므로 열이 거의 생성되지 않는다.

일 실시예에서, 유도 코일(C)에 의해 서셉터 조립체(300)가 가열되는 경우, 제1 층(310)은 약 150℃ 이상으로 가열될 수 있다. 예를 들어, 제1 층(310)이 약 250℃로 가열되는 경우, 제1 층(310)에 의해 에어로졸 생성 물품은 약 245℃로 가열될 수 있다.

또한, 유도 코일(C)에 의해 서셉터 조립체(300)가 가열되는 경우, 제2 층(320)은 약 60℃ 이하로 가열될 수 있다. 예를 들어, 제2 층(320)은 약 30℃로 가열될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 층(320)은, 5　W/m·K ~ 20　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 가질 수 있다. 제2 층(320)은 열 전도율이 낮으므로, 제1 층(310)이 가열되는 경우, 제1 층(310)의 열이 서셉터 조립체(300) 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 3의 제2 층(320)은 하나의 층으로 도시되어 있으나, 복수개의 층을 포함할 수 있다. 제2 층(320)의 복수개의 층 각각은 제1 비자성 금속 물질을 포함할 수 있고, 제2 층(320)의 각각의 층에 포함된 제1 비자성 금속 물질은 서로 같거나 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 층(320)은 STS 304층, STS 316 층, 및 티타늄 층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 3에 도시된 유도 코일(C) 및 서셉터 조립체(300)는 밀착된 것으로 도시되어 있으나, 이격될 수도 있다. 유도 코일(C) 및 서셉터 조립체(300)가 밀착된다는 것은 유도 코일(C) 및 서셉터 조립체(300)간의 이격거리가 최소화 되는 것을 의미할 수 있다. 유도 코일(C) 및 서셉터 조립체(300)가 이격된다는 것은 유도 코일(C) 및 서셉터 조립체(300)간의 간극(gap)이 존재하는 것을 의미할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 층(310)은 수용 공간(V)을 향할 수 있고, 제2 층(320)은 제1 층(310)과 대향하도록 위치할 수 있다. 서셉터 조립체(300)의 제1 층(310)은 자성 물질을 포함할 수 있고, 유도 코일(C)로부터 생성된 자기장에 의해 열이 생성될 수 있다. 제1 층(310)은 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간(V)을 향하므로, 제1 층(310)에서 생성된 열은 에어로졸 생성 물품을 가열시킬 수 있다. 제2 층(320)은 비자성 금속 물질을 포함하고, 열 전도율이 낮으므로, 유도 코일(C)로부터 생성된 자기장에 의해 열이 거의 생성되지 않는다. 제2 층(320)은 제1 층(310)과 대향하므로, 서셉터 조립체(300)로부터 생성된 열이 서셉터 조립체(300) 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 다른 실시예에 따른 서셉터 조립체(400)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 서셉터 조립체(400)는 제3 층(430)을 더 포함할 수 있다. 도 4의 서셉터 조립체(400), 제1 층(410), 및 제2 층(420)은 각각 도 3의 서셉터 조립체(300), 제1 층(310), 및 제2 층(320)에 대응되므로 중복되는 내용은 생략한다.

제3 층(430)은 제2 비자성 금속 물질을 포함할 수 있다. 제2 비자성 금속 물질은 STS 300 계열, 티타늄(Ti), 비스무트(Bi) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. STS 300 계열은 크롬(Cr), 탄소(C), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 규소(Si) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. STS 300 계열은 STS 304, STS 316, STS 316L 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 층(430)은 STS 316L을 포함할 수 있다.

제3 층(430) 및 제2 층(420)은 서로 다른 물질을 포함할 수도 있고, 동일한 물질을 포함할 수도 있다. 또한, 제3 층(430) 및 제2 층(420)에 포함된 물질의 함량이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 층(420) 및 제3 층(430)은 티타늄 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제2 층(420)은 STS 300 계열을 포함하고, 제3 층(430)은 비스무트를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 층(420)의 전체 구성요소 대비 크롬이 포함된 백분율은 약 17%이고, 제3 층(430)의 전체 구성요소 대비 크롬이 포함된 백분율은 약 19%일 수 있다.

서셉터 조립체(400)는 약 0.1mm ~ 약 0.25mm 내의 전체 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 층(410), 제2 층(420), 및 제3 층(430)을 포함하는 서셉터 조립체(400)의 전체 두께는 약 0.25mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 제1 층(410)은 서셉터 조립체(400)의 전체 두께의 40% ~ 70% 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 제2 층(420)은 서셉터 조립체(400)의 전체 두께의 20% ~ 30% 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 제3 층(430)은 서셉터 조립체(400)의 전체 두께의 10% ~ 30% 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체(400)의 전체 두께가 0.25mm인 경우, 제1 층(410)의 두께는 0.15mm, 제2 층(420)의 두께는 0.05mm, 제3 층(430)의 두께는 0.05mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 층(410), 제2 층(420), 및 제3 층(430)이 상술한 범위 내의 두께를 가짐으로써, 서셉터 조립체(400)의 가열 효율이 증대될 수 있고, 단열 효과가 증가할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 층(410)은 STS 400 계열을 포함하고, 제2 층(420)은 티타늄을 포함하고, 제3 층(430)은 STS 300계열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체(400)의 제1 층(410)은 STS 434를 포함하고, 제2 층(420)은 Ti-6AL-4V를 포함하고, 제3 층(430)은 STS 316L을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 서셉터 조립체(400)의 제1 층(410)은 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간(V)을 향하고, 제2 층(420)은 제1 층(410)을 둘러싸도록 배치되고, 제3 층(430)은 제2 층(420)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 서셉터 조립체(400)는 수용 공간(V)을 향하고 자성 물질을 포함하는 제1 층(410), 제1 층(410)과 대향하고 제1 비자성 금속 물질을 포함하는 제2 층(420), 및 제2 층(420)과 대향하고 제2 비자성 금속 물질을 포함하는 제3 층(430)을 포함할 수 있다.

제2 층(420)은 5　W/m·K ~ 10　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 가질 수 있고, 제3 층(430)은 10　W/m·K ~ 20　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 가질 수 있다. 제2 층(420) 및 제3 층(430)은 열 전도율이 낮으므로, 제1 층(410)으로부터 생성된 열이 서셉터 조립체(400) 외부로 방출되는 것이 저감될 수 있다.

한편, 도 4에는 서셉터 조립체(400)의 제1 층(410), 제2 층(420), 및 제3 층(430) 각각의 길이가 나열한 순서대로 점점 짧아지도록 도시되어 있으나, 이는 서셉터 조립체(400)의 구조를 쉽게 알아볼 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 제1 층(410), 제2 층(420), 및 제3 층(430) 각각은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다.

도 5는 도 4에 따른 서셉터 조립체(500)에 에어로졸 생성 물품(15)이 삽입된 예를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 서셉터 조립체(500)는 제1 층(510), 제2 층(520), 및 제3 층(530)을 포함할 수 있다. 제1 층(510)은 에어로졸 생성 물품(15)을 향하도록 배치될 수 있다. 도 5의 에어로졸 생성 물품(15)은 도 1의 에어로졸 생성 물품(15)에 대응되고, 도 5의 서셉터 조립체(500), 제1 층(510), 제2 층(520), 및 제3 층(530)은 각각 도 4의 서셉터 조립체(400), 제1 층(410), 제2 층(420), 및 제3 층(430)에 대응되므로, 중복되는 내용은 생략한다.

도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 구성을 도시하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(600)는 단열재(620)를 더 포함할 수 있다. 도 6의 에어로졸 생성 물품(15) 및 서셉터 조립체(610)는 각각 도 5의 에어로졸 생성 물품(15) 및 서셉터 조립체(500)에 대응되므로 중복되는 내용은 생략한다.

단열재(620)는 서셉터 조립체(610)로부터 발생된 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위해 단열 소재로 구성될 수도 있다. 단열재(620)는 에어로겔(aerogel), 진공 절연, 실리콘 발포재, 고무 재료, 충전재, 나일론, 플리스, 부직 재료, 직물 재료, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에스테르 필라멘트, 골판 재료, 폴리프로필렌, 폴리에스테르와 폴리프로필렌의 혼합물, 및 아세트산 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

서셉터 조립체(610)와 단열재(620) 사이에 공기 층이 포함될 수 있다. 공기 층은 서셉터 조립체(610)와 단열재(620) 사이에 위치하는 간극(gap)을 의미할 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.

일 실시예에서, 단열재(620)는 에어로겔일 수 있다. 에어로겔은 겔 구조에서 수축을 유발시키지 않으면서 액체를 기체로 치환하여 얻을 수 있고, 에어로겔은 실리카(silica), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 주석(Sn) 등의 다양한 물질로부터 만들어질 수 있다.

일 실시예에서, 단열재(620)는 약 0.25W/m·K 이하의 열 전도율을 가질 수 있고, 바람직하게는, 0.004W/m·K 내지 약 0.25W/m·K의 열 전도율을 가질 수 있다.

단열재(620)는 유도 코일을 둘러싸도록 배치될 수도 있고, 유도 코일과 서셉터 조립체(610) 사이에 배치될 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 에어로졸 생성 장치(600)는 지지 부재(630)를 더 포함할 수 있다. 지지 부재(630)는 서셉터 조립체(610), 및 단열재(620) 중 적어도 하나를 고정시킬 수 있는 브래킷(bracket)을 의미할 수 있다. 서셉터 조립체(610), 및 단열재(620)는 움직이지 않도록 지지 부재(630)의 홈(groove)에 장착되어 고정될 수 있다.

지지 부재(630)는 내열 소재로 구성될 수 있고, 내열 소재는 약 250°C 이상의 열을 견딜 수 있는 소재를 포함할 수 있다. 약 250°C 이상의 열을 견딜 수 있다 함은, 내열 소재의 녹는 점(Tm)이 약 250°C 이상임을 뜻한다.

한편, 내열 소재는 내열성 합성 수지일 수 있다. 내열 소재가 내열성 합성 수지인 경우, 내열 소재의 녹는 점 및 유리 전이 온도(Tg) 중 하나 이상이 약 250°C 이상일 수 있다.

예를 들어, 내열 소재는 일 예로, 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리시크로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 설폰계 수지, 불소계 수지, 아라미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 설폰계 수지는 폴리에틸설폰, 폴리페닐렌설파이드와 같은 수지를 포함할 수 있으며, 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니고, 일 예로, 내열 소재는 약 300°C 이상의 열을 견딜 수 있는 임의의 적절한 소재일 수 있다.

도 7은 도 6에 따른 에어로졸 생성 장치의 분해도이다.

도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치는 서셉터 조립체(710), 단열재(720), 및 지지 부재(730)를 포함할 수 있다. 도 7의 에어로졸 생성 물품(15), 서셉터 조립체(710), 단열재(720), 및 지지 부재(730)는 각각 도 6의 에어로졸 생성 물품(15), 서셉터 조립체(610), 단열재(620), 및 지지 부재(630)에 대응되므로, 중복되는 내용은 생략한다.

일 실시예에서, 서셉터 조립체(710)는 에어로졸 생성 물품(15)을 둘러싸도록 배치되고, 단열재(720)는 서셉터 조립체(710)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 에어로졸 생성 물품(15), 서셉터 조립체(710), 및 단열재(720)의 순서로 배치될 수 있다.

이에 따라, 서셉터 조립체(710)로부터 발생된 열이 서셉터 조립체(710)의 제2 층 및 제3 층 중 적어도 하나에 의해 서셉터 조립체(710)의 외부로 방출되지 않고, 단열재(720)에 의해 서셉터 조립체(710)로부터 발생된 열이 외부로 손실되지 않아, 단열 효과가 증대될 수 있다.

상술한 실시예들에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이며, 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 차이점은 청구범위에 의해 정해지는 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

C: 유도 코일 15: 에어로졸 생성 물품
100: 에어로졸 생성 장치 110: 배터리
120: 프로세서 130: 서셉터 조립체
200: 궐련 210: 제1 부분
220: 제2 부분 230: 제3 부분
240: 제4 부분 250: 래퍼
V: 수용 공간 300: 서셉터 조립체 310: 제1 층 320: 제2 층
400: 서셉터 조립체 410: 제1 층
420: 제2 층 430: 제3 층
500: 서셉터 조립체 510: 제1 층
520: 제2 층 530: 제3 층
600: 에어로졸 생성 장치 610: 서셉터 조립체
620: 단열재 630: 지지 부재
710: 서셉터 조립체 720: 단열재
730: 지지 부재

Claims (15)

1. 에어로졸 생성 물품이 삽입되는 수용 공간을 포함하는 서셉터 조립체;
   상기 서셉터 조립체에 가변 자기장을 형성하는 유도 코일;
   상기 유도 코일에 전력을 공급하는 배터리; 및
   상기 배터리로부터 상기 유도 코일로 공급되는 전력을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
   상기 서셉터 조립체는 제1 층 및 제2 층을 포함하고,
   상기 제1 층은 자성 물질(magnetic material)을 포함하고, 상기 제2 층은 제1 비자성 금속 물질(non-magnetic metal material)을 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 서셉터 조립체는 0.1mm ~ 0.25mm 내의 전체 두께를 갖는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 층은 상기 서셉터 조립체의 전체 두께의 40% ~ 70% 범위 내의 두께를 갖고,
   상기 제2 층은 상기 서셉터 조립체의 전체 두께의 30% ~ 60% 범위 내의 두께를 갖는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 자성 물질은 STS(Stainless Steel) 400 계열인, 에어로졸 생성 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 비자성 금속 물질은 STS 300 계열, 티타늄(Ti), 비스무트(Bi) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 자성 물질은 크롬(Cr) 및 탄소(C)를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 유도 코일에 의해 상기 서셉터 조립체가 가열되는 경우, 상기 제1 층은 150℃ 이상으로 가열되는, 에어로졸 생성 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 유도 코일에 의해 상기 서셉터 조립체가 가열되는 경우, 상기 제2 층은 60℃ 이하로 가열되는, 에어로졸 생성 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 층은, 5　W/m·K ~ 20　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터 조립체는,
    제2 비자성 금속 물질을 포함하는 제3 층을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 수용 공간을 향하고,
    상기 제2 층은 상기 제1 층을 둘러싸도록 배치되고,
    상기 제3 층은 상기 제2 층을 둘러싸도록 배치되는, 에어로졸 생성 장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 서셉터 조립체의 전체 두께의 40% ~ 70% 범위 내의 두께를 갖고,
    상기 제2 층은 상기 서셉터 조립체의 전체 두께의 20% ~ 30% 범위 내의 두께를 갖고,
    상기 제3 층은 상기 서셉터 조립체의 전체 두께의 10% ~ 30% 범위 내의 두께를 갖는, 에어로졸 생성 장치.
13. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 층은 STS 400 계열을 포함하고,
    상기 제2 층은 티타늄을 포함하고,
    상기 제3 층은 STS 300계열을 포함하는, 에어로졸 생성 장치
14. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 층은 5　W/m·K ~ 10　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 갖고,
    상기 제3 층은 10　W/m·K ~ 20　W/m·K 범위 내의 열 전도율을 갖는, 에어로졸 생성 장치.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터 조립체를 둘러싸는 단열재를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
    

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