KR20220027071A - 조정 가능한 가열 영역을 갖는 에어로졸 발생 물품 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 발생 물품(2)은 에어로졸 형성 기재(4); 및 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체(6)를 포함하고, 히터 조립체(6)는 가열 요소(6a, 6b)의 어레이를 포함하며; 어레이의 복수의 가열 요소(6a, 6b)는 적어도 하나의 회로 차단기 구성요소(8)를 각각 포함하고; 회로 차단기 구성요소(8) 각각은 가열 시, 에어로졸 발생 물품(2)이 히터 조립체(6)의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재(4)의 일부를 선택적으로 가열하도록 가열 전에 히터 조립체(6)의 영역(A)을 선택적으로 비활성화시키도록 개별적으로 활성화 가능하다.

Description

조정 가능한 가열 영역을 갖는 에어로졸 발생 물품
본 발명은 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다. 특히, 그러나 배타적이지 않게, 본 발명의 하나 이상의 구현예는 가열에 사용되는 히터 조립체의 영역을 선택적으로 조정할 수 있는 히터 조립체를 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것일 수 있다. 본 발명은 또한 히터 조립체의 영역을 조정하기 위한 장치 및 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
배터리 및 제어 전자기기를 포함하는 장치부, 에어로졸 형성 기재를 함유하거나 수용하기 위한 부분, 및 에어로졸 형성 기재를 가열하여 에어로졸을 발생시키기 위한 전기 작동식 히터로 이루어진, 핸드헬드 전기 작동식 에어로졸 발생 장치 및 시스템이 공지되어 있다. 사용자가 자신의 입 안으로 에어로졸을 전달하기 위해 퍼프하거나 흡인할 수 있는 마우스피스 부분이 또한 포함된다.
일부 장치 및 시스템은 액체 에어로졸 형성 기재 또는 액체 저장부에 저장된 e-액체를 사용한다. 이러한 장치는 통상적으로 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장부로부터 에어로졸화되는 히터까지 운반하기 위해 심지를 사용한다. 이러한 장치의 문제점은 이들이 사용 동안에 발생된 에어로졸의 양, 특히 퍼프 당 발생된 에어로졸의 양에 대한 정확한 측정을 제공하지 않을 수 있다는 것이다. 결과적으로, 사용자는 에어로졸의 소모 또는 에어로졸의 다양한 구성요소에 대한 통찰력을 갖고 있지 않으며, 따라서 사용자가 단위 시간 당 또는 퍼프 당 사용자가 수용하는 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양을 제어하는 것을 어렵게 한다. 액체 저장부 내의 액체 에어로졸 형성 기재의 총량이 공지되어 있을 수 있으므로, 액체 저장부가 비게 되면 수용된 에어로졸의 총량이 대략 추정될 수 있지만, 이러한 시스템 및 장치는 퍼프 또는 흡인 당 수용된 에어로졸의 양의 표시를 제공하지 않는다.
액체 에어로졸 형성 기재를 사용하는 장치에서 퍼프 당 발생된 에어로졸의 양, 예를 들어, 심지의 모세관 효과, 심지의 두께, 액체 저장부로부터 히터까지의 거리 및 액체의 점도와 관련된 가열 영역에 도달하는 액체의 양을 결정하는 다수의 파라미터가 있다. 발생된 에어로졸의 양에 영향을 미치는 추가 파라미터는, 퍼프 명령에 대한 장치의 반응성, 히터가 그의 작동 온도에 도달하는 속도 및 이러한 작동 온도의 값을 포함한다. 장치의 이들 고유 파라미터에 더하여, 장치의 상태 및 사용에 관한 다른 파라미터, 예를 들어, 상기 장치의 물리적 배향, 상기 액체 저장부 내의 액체의 잔여량(심지 내의 액체의 이동 길이 및 심지가 젖거나 건조한지에 영향을 미침), 장치가 이전에 사용된 이후 지속 시간, 퍼프 지속시간 및 주변 온도는 발생된 에어로졸의 양에 영향을 미친다. 이러한 파라미터는 퍼프 또는 흡인 당 소모되는 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양을 신뢰성 있게 결정하는 것을 어렵게 한다.
다른 유형의 에어로졸 발생 장치 및 시스템은 담배 재료와 같은 고체 에어로졸 형성 기재를 사용한다. 이러한 장치는 이러한 담배 재료의 접힌 또는 크림핑되고(crimped) 주름진 시트를 포함하는 궐련 형상의 로드를 수용하기 위한 오목부를 포함할 수 있다. 오목부 내에 배열된 블레이드 형상의 히터는, 로드가 오목부 내에 수용될 때 로드의 중앙 내에 삽입된다. 히터는 담배 재료를 가열하여 에어로졸을 발생시키도록 구성된다.
이러한 장치에 의해 발생된 에어로졸의 양은 또한 특정 파라미터, 예를 들어, 히터 주위의 담배 시트의 밀도 분포, 히터에 대한 접힌 담배 시트의 배향, 및 열이 담배 로드 내로 확산되는 방식 및 사용 기간에 의해 결정된다. 히터 블레이드에 가장 가까운 담배 시트는 히터로부터 가장 먼 담배 시트와 상이하게 가열될 수 있으며, 이는 시간에 따라 발생된 에어로졸의 양의 가변성뿐만 아니라 히터에 가장 가까운 담배 시트의 가능한 과열을 초래할 수 있다.
발생된 에어로졸의 양에 대한 보다 신뢰성 있는 제어를 제공하는 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 하는 에어로졸 발생 물품을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 발생된 에어로졸의 양에 대한 신뢰성 있는 제어를 제공하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 발생된 에어로졸의 양에 대한 신뢰성 있는 제어를 제공하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 하는 에어로졸 발생 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일부 예시적인 구현예에서, 가열에 이용 가능한 히터 조립체의 영역은 히터 조립체의 가열이 시작되기 전에 특정 크기로 선택적으로 조정된다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 물품이 제공된다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체를 포함할 수 있다. 히터 조립체는 가열 요소의 어레이를 포함할 수 있다. 어레이의 복수의 가열 요소는 적어도 하나의 회로 차단기 구성요소를 각각 포함할 수 있다. 회로 차단기 구성요소 각각은 개별적으로 활성화 가능할 수 있다. 회로 차단기 구성요소 각각은 개별적으로 활성화 가능하여 히터 조립체의 영역을 선택적으로 비활성화시킬 수 있다. 이는 가열 시, 에어로졸 발생 물품이 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 선택적으로 가열하도록 가열 전에 있을 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 물품이 제공되며, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재; 및 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체를 포함하며, 히터 조립체는 가열 요소의 어레이를 포함하고; 어레이의 복수의 가열 요소는 적어도 하나의 회로 차단기 구성요소를 각각 포함하고; 회로 차단기 구성요소 각각은 가열 시, 에어로졸 발생 물품이 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 선택적으로 가열하도록 가열 전에 히터 조립체의 영역을 선택적으로 비활성화시키도록 개별적으로 활성화 가능하다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은 가열될 때, 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치와 별개이고 에어로졸 발생 장치와 조합하도록 구성된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 하나 이상의 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "회로 차단기 구성요소"는 전기 회로를 차단하기 위해 활성화될 수 있거나 특정 회로 조건에 응답할 수 있는 구성요소를 지칭한다. 회로 차단기 구성요소는 전기 회로를 차단하여 회로 차단기 구성요소가 위치되는 전기 회로의 일부를 전류가 계속 통과하는 것을 방지할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 히터 조립체의 가열이 시작되기 전에 가열에 이용 가능한 히터 조립체의 영역이 특정 크기로 선택적으로 조정될 수 있게 한다. 가열 동안, 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 부분만이 가열된다. 따라서, 에어로졸 발생 물품은 발생된 에어로졸의 양에 대한 맞춤 가능하고 신뢰성 있는 제어를 제공한다. 더욱이, 이는 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 한다.
가열 요소의 어레이는 가열 요소의 2차원 어레이를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가열 요소의 2차원 어레이"는 제1 치수 또는 방향으로 순차적으로 배열된 적어도 2개의 가열 요소 및 제2 치수 또는 방향으로 순차적으로 배열된 적어도 2개의 가열 요소를 포함하는 배열을 지칭한다. 제1 치수 또는 방향으로의 적어도 2개의 가열 요소는 제2 치수 또는 방향으로의 적어도 2개의 가열 요소와 중첩할 수 있거나 교차할 수 있다.
가열 요소의 2차원 어레이는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소 및 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 방향은 복수의 제2 가열 요소가 복수의 제1 가열 요소와 교차하도록 제1 방향을 가로지른다. 제1 및 제2 가열 요소는 그들의 교차점에서 전기적으로 연결된다.
가열 요소의 2차원 어레이는 그리드를 포함할 수 있다. 가열 요소의 2차원 어레이는 메시를 포함할 수 있다.
회로 차단기 구성요소는 가열 요소를 차단하기 위해 미리 결정된 온도에서 용융되도록 구성되는 가용성 영역을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 각각의 회로 차단기 구성요소는 가열 요소를 차단하기 위해 미리 결정된 온도에서 용융되도록 구성되는 가용성 영역을 포함한다. 바람직하게는, 미리 결정된 온도는 에어로졸 형성 기재의 하나 이상의 구성요소가 휘발되는 온도보다 더 낮은 온도이다. 유리하게는, 가열 가용성 영역은 에어로졸 형성 기재를 가열하기 전에 가열되어 용융될 수 있다. 이는 바람직하지 않은 정도, 즉 에어로졸 형성 기재가 증발하기 시작하는 온도로 에어로졸 형성 기재를 가열하지 않고 달성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가용성 영역"은 미리 결정된 온도에서 차단되거나 용융되어 전기 전도체를 차단하고 전류가 전기 전도체의 적어도 일부를 통과하는 것을 방지하도록 구성되는 전기 전도체의 영역을 지칭한다. 용어 "가용성 영역" 및 "퓨즈 스폿"은 동일한 것을 의미하도록 본원에서 상호 교환 가능하게 사용된다.
유리하게는, 회로 차단기 구성요소로서 가용성 영역의 사용은 가열 전에 히터 조립체의 영역을 비활성화시키기 위한 효과적인 방법을 제공한다.
가용성 영역은 가열 요소보다 상대적으로 더 작거나 더 얇은 두께를 가질 수 있다. 가용성 영역의 두께는 가열 요소보다 적어도 3배 더 얇을 수 있다. 바람직하게는, 가용성 영역의 두께는 가열 요소보다 적어도 5배 더 얇을 수 있다. 바람직하게는, 가용성 영역의 두께는 가열 요소보다 적어도 10배 더 얇을 수 있다. 바람직하게는, 가용성 영역의 두께는 가열 요소보다 적어도 15배 더 얇을 수 있다.
가용성 영역은 가열 요소보다 더 낮은 전기 저항을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 가용성 영역은 은, 주석, 아연, 구리 또는 알루미늄 중 하나 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
가용성 영역은 광원으로부터 광을 수신하고 표면 플라스몬 공명(surface plasmon resonance)에 의해 열을 발생시켜 가용성 영역의 온도를 미리 결정된 온도로 상승시키도록 배열된 금속 나노입자를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "금속 나노입자"는 약 1 μm 이하의 최대 직경을 갖는 금속 입자를 지칭한다. 입사광에 의해 여기될 때 표면 플라즈몬 공명과 함께 열을 발생시키는 금속 나노입자는 또한 플라즈몬 나노입자라 할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "표면 플라즈몬 공명"은 금속 나노입자의 자유 전자의 집합적 공명 발진(collective resonant oscillation) 및 이에 따른 금속 나노입자의 표면에서의 전하 분극(polarization of charge)을 지칭한다. 자유 전자의 집합적 공명 발진 및 이에 따른 전하 분극은 광원으로부터의 금속 나노입자에 입사하는 광에 의해 자극된다. 발진하는 자유 전자로부터의 에너지는 열을 포함하는 여러 메커니즘에 의해 소산될 수 있다. 따라서, 금속 나노입자가 광원으로 조사될 때, 금속 나노입자는 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 발생시킨다.
표면 플라스몬 공명에 의해 열을 발생시키기 위해 금속 나노입자를 사용하는 장점은 히터 조립체를 전력 공급부에 연결할 필요가 없지만, 대신에 광원이 가용성 영역을 신속하게 그리고 효율적으로 활성화하는 데 사용될 수 있다는 것이다. 더욱이, 발생된 열은 가용성 영역의 비교적 작은 영역에 집중되고, 에어로졸 형성 기재를 손상시키거나 저하시킬 가능성이 적다.
금속 나노입자는 금, 은, 백금, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 크롬, 티타늄, 로듐, 및 루테늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속 나노입자는 원소 형태의 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 금속 나노입자는 금속 화합물 내의 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 금속 화합물은 적어도 하나의 금속 질화물을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 금속 나노입자는 금, 은, 백금, 및 구리 중 적어도 하나를 포함한다. 유리하게는, 금, 은, 백금, 및 구리 나노입자는 가시광 조사 시 강한 표면 플라즈몬 공명을 나타낼 수 있다.
금속 나노입자는 단일 금속을 포함할 수 있다. 금속 나노입자는 상이한 금속의 혼합물을 포함할 수 있다.
금속 나노입자는 제1 금속을 포함하는 복수의 제1 나노입자 및 제2 금속을 포함하는 복수의 제2 나노입자를 포함할 수 있다.
금속 나노입자 중 적어도 일부는 2개 이상의 금속의 혼합물을 각각 포함할 수 있다. 금속 나노입자 중 적어도 일부는 금속 합금을 포함할 수 있다. 금속 나노입자 중 적어도 일부는 코어 쉘 구성을 각각 포함할 수 있다. 코어 쉘의 코어는 제1 금속을 포함할 수 있고, 쉘 또는 코어 쉘은 제2 금속을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 금속 나노입자는 광원의 피크 방출 파장 이하의 수 평균 최대 직경을 포함한다.
복수의 금속 나노입자는 약 700 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 600 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 500 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 400 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 300 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 200 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 150 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 복수의 금속 나노입자는 약 100 nm 미만의 수 평균 최대 직경을 포함할 수 있다.
금속 나노입자는 가용성 영역 상에 코팅될 수 있다.
각각의 가용성 영역은 어레이의 가열 요소의 2개의 교차점 사이에 위치될 수 있다. 이는 교차점에서 전기 회로를 유지하고, 히터 조립체의 영역이 더욱 선택적으로 비활성화될 수 있게 한다.
대안적으로, 각각의 가용성 영역은 어레이의 교차점에 위치될 수 있다. 교차점에서의 가용성 영역은 전류가 가열 동안 특정 교차점 내부 또는 외부로 흐르는 것을 방지하기 위해 활성화될 수 있다.
가용성 영역의 적어도 일부는 비활성화될 히터 조립체의 미리 결정된 영역을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 가용성 영역은 비활성화될 히터 조립체의 미리 결정된 영역을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 특정 상황에서 25% 적은 에어로졸을 발생시키는 것이 바람직할 것으로 알려져 있으면, 가용성 영역은 히터 조립체의 전체 영역의 25%를 구성하는 영역을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 따라서, 이는 필요한 양의 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 발생 물품을 맞춤화하기 위한 효율적인 방법을 제공한다.
히터 조립체는 2차원 어레이의 가열 요소의 각각의 교차점 및 모든 교차점 사이에 가용성 영역을 포함할 수 있다. 유리하게는, 이러한 배열은 히터 조립체가 완전히 맞춤 가능한 것을 허용한다.
회로 차단기 구성요소는 퓨즈 재료로 형성된 전기 퓨즈를 포함할 수 있다. 퓨즈 재료의 예는 은, 주석, 아연, 구리 또는 알루미늄을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
에어로졸 발생 물품은 히터 조립체를 덮도록 배열된 마스크를 더 포함할 수 있으며, 마스크는 구멍 또는 투명체의 패턴을 포함한다. 구멍 또는 투명체는 마스크 내의 구멍 또는 투명체의 위치에 대응하는 위치에서의 가용성 영역만이 노출되도록 배열될 수 있다. 따라서, 노출된 위치는 예를 들어 광원에 노출될 때, 활성화 가능한 상태로 유지될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마스크"는 광이 정의된 패턴에 따라서만 비추도록 내부에 형성된 구멍 또는 투명체의 정의된 패턴을 갖는 불투명한 플레이트, 커버 또는 시트를 지칭한다.
마스크를 사용하는 장점은 이것이 개별 가용성 영역을 표적화하기 위해 이동 가능한 지향성 광원을 사용할 필요성을 회피한다는 것이다. 전체 에어로졸 발생 물품은 필요한 가용성 영역을 활성화시키는 데 사용된 마스크 내의 패턴 및 고정된 광원에 노출될 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품을 맞춤화하기 위해 사용되는 장치를 단순화할 수 있다.
마스크는 히터 조립체에 제거 가능하게 적용될 수 있는 스티커를 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면, 전술한 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 장치는 제어 회로를 포함할 수 있다. 장치는 회로 차단기 구성요소 중 하나 이상을 활성화시키기 위한 활성화 장치를 포함할 수 있다. 제어 회로는 히터 조립체의 선택된 영역이 가열 전에 비활성화되도록 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 수용될 때 회로 차단기 구성요소 중 하나 이상을 활성화시키기 위해 활성화 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.
본 개시에 따르면, 전술한 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 장치가 제공되며, 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성되고, 에어로졸 발생 장치는 제어 회로; 및 회로 차단기 구성요소를 활성화시키기 위한 활성화 장치를 포함하며, 제어 회로는 히터 조립체의 선택된 영역이 가열 전에 비활성화되도록 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 수용될 때 회로 차단기 구성요소 중 하나 이상을 활성화시키기 위해 활성화 장치를 제어하도록 구성된다.
장치는 가열 전에 회로 차단기 구성요소를 포함하는 히터 조립체의 영역을 선택적으로 조정하기 위한 수단을 제공한다. 이는 에어로졸 발생 물품이 발생된 에어로졸의 양을 신뢰성 있게 제어하도록 맞춤화될 수 있게 한다. 더욱이, 이는 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 한다.
활성화 장치는 광원을 포함할 수 있고, 제어 회로는 가용성 영역이 용융되어 가열 요소를 차단하는 미리 결정된 온도로 가용성 영역의 온도를 상승시키기 위해 열이 표면 플라스몬 공명에 의해 가용성 영역 중 하나 이상에 발생되도록 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 수용될 때 가용성 영역 중 하나 이상을 광에 노출시키기 위해 광원을 제어하도록 구성될 수 있다.
표면 플라스몬 공명에 의해 열을 발생시키기 위해 광원을 사용하는 장점은 히터 조립체를 전력 공급부에 연결할 필요가 없다는 것이다. 더욱이, 발생된 열은 가용성 영역의 비교적 작은 영역에 집중되고, 에어로졸 형성 기재를 손상시키거나 저하시킬 가능성이 적다.
광원은 발광 다이오드일 수 있다. 유리하게는, 발광 다이오드는 컴팩트한 크기를 가지며, 필요한 파장에서 광을 발광할 수 있다.
광원은 광을 방출하고 있을 때 전체 히터 조립체를 노출시키기에 충분한 빔 각도를 가질 수 있다.
광원은 지향성 광원일 수 있다. 광원은 레이저 또는 레이저 다이오드일 수 있다. 유리하게는, 레이저 다이오드는 크기가 컴팩트하며, 가용성 영역을 향할 수 있는 필요한 파장에서 지향성 광을 방출할 수 있다. 광원은 가용성 영역을 활성화시키기 위해 히터 조립체 위로 스캔될 수 있도록 액추에이터 상에 장착될 수 있다.
광원은 자외선, 적외선 광 및 가시광 중 적어도 하나를 방출하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 광원은 가시광을 방출하도록 구성된다. 유리하게, 가시광을 방출하도록 구성된 광원은 저가일 수 있고, 사용하기에 편리할 수 있거나, 또는 둘 모두일 수 있다.
바람직하게는, 광원은 380 nm 내지 700 nm의 적어도 하나의 파장을 포함하는 광을 방출하도록 구성된다.
바람직하게는, 광원은 약 495 nm 내지 약 580 nm의 피크 방출 파장을 위해 구성된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "피크 방출 파장"은 광원이 최대 강도를 나타내는 파장을 지칭한다. 유리하게는, 약 495 nm 내지 약 580 nm의 피크 방출 파장은, 특히 복수의 금속 나노입자가 금, 은, 백금, 및 구리 중 적어도 하나를 포함할 때 표면 플라즈몬 공명에 의한 가열 요소의 최대 가열을 제공할 수 있다.
광원은 장치 내에 배열될 수 있다.
장치는 외부 광원으로부터 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 외부 광원은 주변 광을 포함할 수 있다. 주변 광은 태양 복사를 포함할 수 있다. 주변 광은 에어로졸 발생 장치의 외부에 있는 적어도 하나의 인공 광원을 포함할 수 있다. 장치는 외부 광원으로부터의 광을 장치 내로 그리고 히터 조립체를 노출시킬 수 있는 위치로 유도하기 위한 광학 도관을 가질 수 있다.
활성화 장치는 2개의 이격된 전기 프로브(electrical probe)를 포함할 수 있다. 전기 프로브는 각각의 프로브가 가용성 영역의 어느 하나의 측면에 위치되도록 히터 조립체와 접촉하도록 구성될 수 있다. 전기 프로브는 가용성 영역을 용융시키기에 충분한 전류를 가용성 영역에 전달하도록 구성될 수 있다.
장치는 전원을 더 포함하는 에어로졸 발생 장치일 수 있다. 제어 회로는 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 선택적으로 가열하기 위해 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 수용될 때 전원으로부터 히터 조립체로 전력의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 형성 기재와 상호 작용해서 에어로졸을 발생시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
에어로졸 발생 장치는 가열 전에 회로 차단기 구성요소를 포함하는 히터 조립체의 영역을 선택적으로 조정하기 위한 수단을 제공한다. 가열 동안, 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 부분만이 가열된다. 따라서, 에어로졸 발생 장치는 발생된 에어로졸의 양에 대한 맞춤 가능하고 신뢰성 있는 제어를 제공한다. 더욱이, 이는 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 한다.
제어 회로는 사용자 또는 다른 사용자 장치로부터 정보를 수신하도록 구성된 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 정보는 비활성화시킬 히터 조립체의 영역의 세부 사항 또는 활성화시킬 특정 가용성 영역의 세부 사항 또는 둘 모두를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 통신 모듈은 유선 통신 모듈, 예를 들어 범용 직렬 버스, 또는 무선 통신 모듈, 예를 들어 Wi-FiTM 또는 BluetoothTM일 수 있다. 통신 모듈은 사용자가 정보를 장치에 직접 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스에 연결될 수 있다.
본 개시에 따르면, 전술한 바와 같이 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은 에어로졸 발생 장치 및 그 장치와 함께 사용하기 위한 하나 이상의 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 또는 전기 에어로졸 발생 장치에 온-보드 전기 전력 공급부를 재충전하기 위한 충전 유닛과 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다.
일부 예시적인 구현예에서, 히터 조립체의 부분은 히터 조립체의 가열 동안 선택적으로 활성화될 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체를 포함할 수 있다. 히터 조립체는 가열 요소의 2차원 어레이를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 가열 요소 각각에 대한 전자 스위치를 더 포함할 수 있다. 각각의 전자 스위치는 그의 각각의 가열 요소 및 전원에 연결되어 그의 각각의 가열 요소를 통해 전류의 흐름을 제어할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 전원을 더 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 제어 회로는 히터 조립체의 활성화된 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 가열하기 위해 히터 조립체의 영역이 가열 동안 선택적으로 활성화될 수 있도록 전자 스위치 각각의 활성화를 개별적으로 제어함으로써 전원으로부터 히터 조립체로 전류의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되며, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재; 및 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체를 포함하고, 히터 조립체는 가열 요소의 2차원 어레이를 포함하고; 시스템은 가열 요소 각각에 대한 전자 스위치로서, 각각의 전자 스위치는 그의 각각의 가열 요소 및 전원에 연결되어 그의 각각의 가열 요소를 통해 전류의 흐름을 제어하는 전자 스위치; 전원; 및 제어 회로를 더 포함하고; 제어 회로는 히터 조립체의 활성화된 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 가열하기 위해 히터 조립체의 영역이 가열 동안 선택적으로 활성화될 수 있도록 전자 스위치 각각의 활성화를 개별적으로 제어함으로써 전원으로부터 히터 조립체로 전류의 공급을 제어하도록 구성된다.
에어로졸 발생 시스템은 히터 조립체의 영역이 가열 동안 선택적으로 조정될 수 있게 한다. 따라서, 에어로졸 발생 시스템은 발생된 에어로졸의 양에 대한 맞춤 가능하고 신뢰성 있는 제어를 제공한다. 더욱이, 이는 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 한다.
가열 요소의 2차원 어레이는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소 및 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소를 포함할 수 있다. 제2 방향은 복수의 제2 가열 요소가 복수의 제1 가열 요소와 교차하도록 제1 방향을 가로지를 수 있고, 제1 및 제2 가열 요소는 그들의 교차점에서 전기적으로 연결된다.
가열 요소의 2차원 어레이는 그리드를 포함할 수 있다. 가열 요소의 2차원 어레이는 메시를 포함할 수 있다.
히터 조립체의 영역은 제2 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나와 조합하여 제1 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나를 활성화시킴으로써 선택적으로 활성화될 수 있다.
유리하게는, 제1 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나 및 제2 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나를 활성화시킴으로써 가열될 히터 조립체의 영역을 선택하는 것은 제1 및 제2 가열 요소에 연결된 전자 스위치가 좌표 시스템의 형태를 제공하기 때문에 활성화될 히터 조립체의 영역을 다루는 효과적인 방식을 제공한다. 더욱이, 이는 가열 작동 동안 활성화된 영역에 관한 정보가 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 히터 조립체의 어느 영역이 이미 활성화되었는지를 모니터링하는 편리한 방법을 제공한다.
하나의 예시적인 구현예에서, 에어로졸 형성 기재, 히터 조립체 및 전자 스위치는 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성할 수 있고, 전원 및 제어 회로는 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성할 수 있다. 이러한 일 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 전자 스위치 각각에 대한 전기 접촉부를 포함할 수 있다. 각각의 전기 접촉부는 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때 각각의 전자 스위치에 전기적으로 연결되도록 배열될 수 있다.
유리하게는, 에어로졸 발생 물품 내에 전자 스위치를 위치시키는 것은 에어로졸 발생 장치의 설계 및 제조 비용을 단순화한다. 이러한 배열에서, 히터 조립체의 작동에 필요한 모든 구성요소는 이때 에어로졸 발생 물품 내에 위치되어, 에어로졸 발생 물품이 독립형 유닛이고, 모든 장치가 제공해야 하는 것은 제어 회로에 대한 연결이다. 더욱이, 이는 에어로졸 발생 물품의 제조에 수반되는 증가된 복잡성으로 인해, 에어로졸 발생 장치 내의 위조품 또는 표준 이하의 에어로졸 발생 물품을 사용하는 것을 더욱 어렵게 할 것이다.
다른 예시적인 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 형성하고, 히터 조립체, 전자 스위치, 전원 및 제어 회로는 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성한다.
유리하게는, 에어로졸 발생 장치 내에 히터 조립체 및 전자 스위치를 위치시키는 것은 에어로졸 발생 물품의 복잡성 및 제조 비용을 감소시킨다.
각각의 전자 스위치는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 유리하게는, 트랜지스터는 예를 들어, 에어로졸 발생 물품 내에 포함되도록 적합하게 작고 제어 회로에 쉽게 인터페이스되고 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 양극성 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적합한 유형의 트랜지스터가 사용될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 히터 조립체와 접촉할 수 있다. 히터 조립체와 접촉하여 에어로졸 형성 기재를 배치하는 장점은 히터 조립체로부터 에어로졸 형성 기재로 열을 전도하는 것을 도울 수 있으며, 이는 보다 효율적인 에어로졸 발생을 초래할 수 있다는 것이다.
에어로졸 형성 기재는 히터 조립체 상에 코팅될 수 있다. 히터 조립체 상에 에어로졸 형성 기재를 코팅하는 것은 히터 조립체와 에어로졸 형성 기재를 접촉시키는 효과적인 방식을 제공할 수 있고, 고속 제조 공정에 통합되는 것이 간단하다. 더욱이, 가열 요소의 길이 상에 코팅된 에어로졸 형성 기재의 양은 가열 동안 가열 요소의 길이에 의해 발생될 에어로졸의 양이 또한 정확하게 결정될 수 있도록 정확하게 결정될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 히터 조립체를 가로질러 연장될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 실질적으로 편평할 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 제1 및 제2 주 표면 및 에어로졸 형성 기재의 길이 및 폭에 비해 작은 주 표면들 사이의 두께를 갖는 정제로서 형상화될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 유닛으로 분할될 수 있고, 각각의 유닛은 히터 조립체의 활성화 가능한 영역에 대응할 수 있다.
에어로졸 형성 기재를 유닛으로 분할하는 장점은 발생된 에어로졸의 양을 신뢰성 있게 제어하는 것을 도울 수 있다는 것이다. 단일 유닛에 의해 발생될 수 있는 에어로졸의 양은 공지되어 있거나 결정될 수 있다. 바람직하게는, 단일 유닛에 의해 발생된 에어로졸의 양은 사용자에 의한 1회의 퍼프 또는 흡인에 필요한 에어로졸의 양보다 더 적다. 바람직하게는, 단일 유닛에 의해 발생된 에어로졸의 양은 1회 퍼프 또는 흡인에 필요한 에어로졸의 양의 분율이다. 결과적으로, 특정 사용자의 퍼프 또는 흡인을 위한 에어로졸의 필요량을 발생시키는 것은 에어로졸의 필요량을 충족시키는 데 필요한 유닛의 수를 결정하는 것 및 유닛에 대응하는 히터 조립체의 부분을 활성화하는 것을 간단히 수반한다. 이러한 배열은 사용자가 에어로졸의 소모 또는 하나 이상의 에어로졸 구성요소의 소모를 정확하게 결정할 수 있게 한다. 에어로졸의 필요량을 발생시키기 위한 유닛은 연속적으로 또는 동시에 가열될 수 있다.
에어로졸 형성 기재의 각각의 유닛은 단열재에 의해 그의 이웃 유닛으로부터 분리될 수 있다. 이러한 배열은 현재 가열되고 있는 유닛을 가열되고 있지 않은 이웃 유닛으로 열 전달을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 따라서, 이러한 배열은 이웃 유닛의 에어로졸 형성 기재의 열적 열화의 위험을 감소시킬 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 고체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 겔을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체, 액체 및 겔 중 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴, 니코틴 유도체 또는 니코틴 유사체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 니코틴 염을 포함할 수 있다. 하나 이상의 니코틴 염은 니코틴 시트르산염, 니코틴 락트산염, 니코틴 피루빈산염, 니코틴 중수석산염, 니코틴 펙틴산염, 니코틴 알긴산염, 및 니코틴 살리실산염으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 형성제"는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 열화에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적합한 알려진 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린이다.
에어로졸 형성 기재는 향미제를 더 포함할 수 있다. 향미제는 휘발성 향미 성분을 포함할 수 있다. 향미제는 멘톨을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '멘톨(menthol)'은 임의의 그의 이성질체 형태의 화합물 2-이소프로필-5-메틸시클로헥사놀을 나타내고 있다. 향미제는 멘톨, 레몬, 바닐라, 오렌지, 윈터그린, 체리, 계피로 이루어진 군으로부터 선택되는 향미를 제공할 수 있다. 향미제는 가열시 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는, 담배 또는 재료를 함유하는 담배를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 담뱃잎, 담배 리브 조각, 재구성 담배, 균질화된 담배, 압출 담배, 담배 슬러리, 캐스트 리프 담배 및 팽화 담배 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 불활성 재료, 예를 들어 유리 또는 세라믹 또는 다른 적합한 불활성 재료로 압축된 담배 분말을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재가 액체 또는 겔을 포함하는 경우, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 흡수성 캐리어를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 흡수성 캐리어 상에 코팅되거나 흡수성 캐리어 내에 함침될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 화합물 및 에어로졸 형성제는 액체 제형으로서 물과 조합될 수 있다. 액체 제형은, 일부 구현예에서, 향미제를 더 포함할 수 있다. 그 다음, 이러한 액체 제형은 흡수성 캐리어에 의해 흡수되거나 흡수성 캐리어의 표면 상에 코팅될 수 있다. 흡수성 캐리어는 니코틴 화합물 및 에어로졸 형성제가 코팅되거나 흡수될 수 있는 셀룰로스계 재료의 시트 또는 정제일 수 있다. 흡수성 캐리어는 액체 보유 및 모세관 특성을 갖고 액체 또는 겔 에어로졸 형성 기재가 코팅되거나 흡수되는 금속, 중합체 또는 식물성 발포체일 수 있다.
상이한 사용자 경험을 각각 제공하는 상이한 카테고리의 에어로졸 발생 물품이 있을 수 있다. 예를 들어, 상이한 카테고리는 에어로졸 형성 기재의 상이한 레시피 또는 조성, 상이한 농도의 니코틴 또는 다른 성분, 및 상이한 양 또는 두께의 에어로졸 형성 기재를 갖는 물품을 포함할 수 있다. 동일한 카테고리에 속하는 에어로졸 발생 물품은 사용자 또는 에어로졸 발생 시스템 또는 장치에 식별 가능하게 하기 위해 동일한 형상, 크기 또는 색상을 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템 또는 장치는 예를 들어, 에어로졸 발생 물품의 특정 유형만을 형상화되고 크기화되는 오목부 또는 공간을 가짐으로써, 에어로졸 발생 물품의 특정 카테고리만을 수용하도록 구성될 수 있다. 오목부 또는 공간은 상보적으로 형상화된 에어로졸 발생 물품만을 수용하도록 조정될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 상이한 유형의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 유형의 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 다른 유형의 에어로졸 형성 기재는 향료를 더 포함할 수 있다. 상이한 유형의 에어로졸 형성 기재는 상이한 유닛에 포함될 수 있다. 상이한 유형의 에어로졸 형성 기재로부터의 에어로졸은 혼합물로서 사용자에게 전달될 수 있다. 혼합물의 정확한 조성은 원하는 유닛에 대응하는 히터 조립체의 상이한 부분을 활성화시킴으로써 결정될 수 있다. 이러한 배열은 또한 결과적 에어로졸의 조성을 시간 경과에 따라 사용자 세션 동안 변경될 수 있게 한다. 예를 들어, 초기 퍼프는 니코틴을 함유하는 유닛으로부터 발생된 에어로졸을 포함할 수 있는 반면, 나중의 퍼프를 위해 에어로졸화된 니코틴 함유 유닛의 수는 감소될 수 있다.
에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치는 복수의 히터 조립체를 포함할 수 있다. 각각의 히터 조립체는 가열 요소의 어레이를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 2개의 히터 조립체와 함께 히터 조립체 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 2개의 히터 조립체를 포함하고, 히터 조립체 사이에 에어로졸 형성 기재를 수용하도록 구성될 수 있다.
각각의 가열 요소는 전기 저항성 가열 요소를 포함할 수 있다. 각각의 가열 요소는 전기 저항성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료는: 도핑된 세라믹과 같은 반도체, 전기 "전도성" 세라믹(예를 들어, 몰리브덴 디실리사이드와 같은), 탄소, 그래파이트, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만들어진 복합 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 탄화규소를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 백금, 금 및 은을 포함한다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간-, 금- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸, Timetal® 및 철-망간-알루미늄계 합금에 기초한 초합금을 포함한다. 복합 재료에 있어서, 전기 저항성 재료는 에너지 전달 역학 및 요구되는 외부 물리화학적 특성에 따라 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다.
장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공간 또는 오목부를 포함할 수 있다. 하우징은 본체부를 포함할 수 있다. 본체부는 전원을 포함할 수 있다. 본체부는 제어 회로를 포함할 수 있다. 하우징은 마우스피스 또는 마우스피스 부분을 포함할 수 있다. 공기 유입구는 하우징의 길이를 따라 한 지점에 배열될 수 있다. 공기 배출구는 마우스피스의 마우스 단부에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 마우스피스 부분에서 또는 마우스피스 부분 내에 형성될 수 있는, 공기 배출구를 통해 에어로졸을 퍼프하거나 흡입 가능할 수 있다. 마우스피스 부분은 본체 부분으로부터 분리 가능한 것일 수 있다.
제어 회로는 전원으로부터 히터 조립체로 전력의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 마이크로프로세서, 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전기 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 전자 부품을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어 회로는 센서, 스위치, 디스플레이 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 전력은 연속적으로 또는 전류 펄스의 형태로 퍼프 지속 기간 동안 가열 요소에 공급될 수 있다. 전원은 DC 전원일 수 있다. 전원은 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 배터리는 재충전 가능한 리튬-이온 배터리를 포함할 수 있다. 대안으로서, 전원은 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다.
본 개시의 하나 이상의 예와 관련하여 설명된 특징은 본 발명의 다른 예에 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 에어로졸 발생 시스템과 관련하여 설명된 특징은 에어로졸 발생 물품 또는 에어로졸 발생 장치에 동일하게 적용될 수 있고, 그 반대일 수 있다.
이제 본 발명의 구현예는 단지 예시로서 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 첨부 도면 중,
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 물품의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 측면도이다.
도 3은 가열 요소의 길이를 따르는 지점에 위치된 가용성 영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 장치의 개략적인 측면도이며, 그 장치는 가열 전에 도 1의 에어로졸 발생 물품의 회로 차단기 구성요소를 선택적으로 활성화시키도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치의 개략적인 측면도이다.
도 6은 히터 조립체의 일부 및 연관된 제어 회로를 도시하는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 일부의 개략도이다.
도 7a는 히터 조립체 및 히터 조립체에 의해 가열될 수 있는 에어로졸 형성 기재의 대응하는 유닛을 도시하는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 일부의 개략도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 히터 조립체의 좌측 하단 모서리의 확대도이다.
도 8은 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치를 포함하는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 평면도이다. 명료성을 위해, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치보다 더 큰 축척으로 도시된다.
도 9는 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치를 포함하는 본 발명의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 평면도이다. 명료성을 위해, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치보다 더 큰 축척으로 도시된다.
도 1은 에어로졸 형성 기재(4) 및 히터 조립체(6)를 포함하는 에어로졸 발생 물품(2)을 도시한다. 히터 조립체(6)는 에어로졸 형성 기재(4)를 가로질러 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소(6a) 및 에어로졸 형성 기재(4)를 가로질러 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소(6b)를 포함하는 가열 요소의 2차원 어레이 또는 그리드를 포함하며, 제2 방향은 복수의 제1 가열 요소(6a)가 복수의 제2 가열 요소(6b)와 교차하도록 제1 방향에 실질적으로 직교한다. 제1 가열 요소(6a) 및 제2 가열 요소(6b)는 그들의 교차점에서 전기적으로 연결된다.
가열 요소(6a, 6b)는 줄 효과로 인해 전류가 통과할 때 열을 발생시키는 전기 저항성 가열 요소이다. 본 구현예에서, 가열 요소(6a, 6b)는 니켈-크롬(NiCr) 합금으로 형성된다. 히터 조립체(6)는 가열 요소(6a, 6b)에서 발생된 열이 에어로졸 형성 기재(4) 내로 전도되고 방사되어 가열 요소 부근에서의 에어로졸 형성 기재의 일부가 에어로졸을 증발시키고 형성하게 하도록 에어로졸 형성 기재와 접촉한다.
히터 조립체(6)는 제1 가열 요소(6a) 및 제2 가열 요소(6b)의 교차점 사이에 위치되고 가용성 영역(8)의 위치에서 가열 요소(6a, 6b)를 통해 전기 회로를 차단하도록 개별적으로 활성화될 수 있는 퓨즈 스폿 또는 가용성 영역(8)을 포함한다. 따라서, 가용성 영역(8)은 회로 차단기 구성요소로서 작용한다. 도 1에서, 히터 조립체(6)의 나머지 비활성화되지 않은 부분만이 후속 가열 작동 동안 가열되도록 가열 전에 히터 조립체(6)의 나머지로부터 비활성화되거나 전기적으로 격리될 히터 조립체(6)의 영역(A)을 정의하는 5개의 이러한 가용성 영역이 도시된다. 결과적으로, 히터 조립체(6)의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 부분만이 기화된다. 따라서, 가용성 영역(8)은 발생된 에어로졸의 양을 선택적으로 조정하기 위해 가열 작동 동안 가열되는 히터 조립체(6)의 영역을 선택적으로 조절하는 데 사용될 수 있다.
에어로졸 발생 물품(2)은 또한 한 쌍의 전기 접촉 패드(10)를 포함하며; 하나는 전원의 양극 단자에 연결하기 위한 것이고, 다른 하나는 전원의 음극 또는 접지 단자에 연결하기 위한 것이다. 전기 접촉 패드(10)는 전력이 히터 조립체(6)에 공급될 수 있도록 에어로졸 발생 장치에서 한 쌍의 대응하는 전기 접촉부에 연결되도록 배열된다. 사용 시, 전류는 전기 접촉부(10) 사이의 히터 조립체(6)를 흘러서 가열 요소(6a, 6b) 내에 열을 발생시킨다.
도 2를 참조하면, 이는 도 1의 에어로졸 발생 물품(2)의 측면도를 도시한다. 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어로졸 형성 기재(4)는 제1 주 표면(4a) 및 대향하는 제2 주 표면(4b)을 갖는 정제로서 형성된다. 에어로졸 형성 기재의 두께(T)는 에어로졸 형성 기재(4)의 길이 및 폭에 비해 작다. 임의의 적합한 에어로졸 형성 기재(4)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재(4)는 담배 캐스트 리프를 포함하는 고형 정제일 수 있거나, 에어로졸 형성 기재(4)는 액체 또는 겔로 함침된 중합체 또는 금속 발포체 또는 에어로졸 형성제, 니코틴 및 향료와 같은 하나 이상의 첨가제를 함유하는 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다. 히터 조립체(6)는 에어로졸 형성 기재(4)의 제1 주 표면(4a)과 접촉한다.
도 3은 도 1의 제1 가열 요소(6a) 중 하나의 길이를 따라 위치된 가용성 영역(8) 중 하나의 확대도를 도시한다. 가용성 영역(8)은 히터가 정상 작동 동안 가열되는 온도보다 높은 미리 결정된 온도에서 용융되도록 구성되는, 아연 및 알루미늄의 합금과 같은 저저항 전기 재료의 얇은 와이어로 형성된다. 얇은 와이어는 금 나노입자(도시되지 않음)로 코팅된다. 가용성 영역(8)의 얇은 와이어는 가열 요소(6a)보다 대략 5배 더 얇고, 가열 요소(6a)에 대한 대략 0.5 mm의 직경과 비교하여 대략 0.1 mm의 직경 또는 두께를 갖는다. 다른 구현예에서, 가용성 영역의 얇은 와이어는 가열 요소에 비해 훨씬 더 얇을 수 있으며, 예를 들어, 최대 10배 더 얇거나 그 이상일 수 있음을 이해할 것이다. 이들 구현예에서, 얇은 와이어는 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm의 가열 요소 직경과 비교하여 약 0.05 mm 내지 약 0.1 mm의 직경을 가질 수 있다.
가용성 영역(8)의 낮은 저항으로 인해, 이는 히터 조립체가 정상적으로 가열될 때, 즉 전력이 에어로졸을 발생시키기 위해 히터 조립체에 공급될 때 용융되지 않는다. 그러나, 금 나노입자의 존재로 인해, 가용성 영역(8)은 가용성 영역(8)을 용융시키는 데 사용될 수 있는 표면 플라스몬 공명이라 불리는 물리적 현상에 민감하다. 가용성 영역(8)이 나노입자의 크기와 비슷한 파장에서의 광으로 조사될 때, 나노입자의 자유 전자는 여기되고 이들 전자의 간섭성 발진이 일어난다. 초기 상태로 이완하기 위해, 나노입자는 그의 과잉 에너지를 열의 형태로 손실한다. 따라서, 나노입자가 표면 플라스몬 공명을 나타내고 있을 때, 열 에너지가 발생된다. 금 나노입자에 대해, 광 파장은 대략 530 nm(즉, 녹색 광)이어야 한다. 이는 가용성 영역의 온도를 500℃까지 상승시킬 수 있다. 이는 가용성 영역(8)의 얇은 와이어의 용융 온도보다 높으며 가용성 영역(8)이 용융되어 파단되게 한다. 결과적으로, 가열 요소를 통한 전기 회로는 가용성 영역(8)의 위치에서 파손된다. 선택된 가용성 영역(8)을 활성화시킴으로써, 즉, 용융시킴으로써, 히터 조립체(6)의 영역이 비활성화되거나 가열 공정으로부터 전기적으로 격리될 수 있다.
도 4를 참조하면, 이는 히터 조립체(6)의 가열 전에 도 1의 에어로졸 발생 물품(2)의 가용성 영역(8)(도 4에 도시되지 않음)을 선택적으로 활성화하시키기 위한 장치(20)를 도시한다. 장치(20)는 에어로졸 발생 물품(2)을 유지하기 위한 마운트(24) 및 지향성 광원(26)을 둘러싸는 하우징(22)을 포함한다. 마운트(24)는 히터 조립체(6)가 지향성 광원(26)과 대면하는 구성에서 에어로졸 발생 물품(2)을 수용하도록 배열된다. 마운트(24)는 에어로졸 발생 물품이 단단히 유지되고 마운트(24)에 대해 이동하지 않도록 억지 끼워맞춤으로 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 크기화되고 형상화된다. 에어로졸 발생 물품(2)은 한 치수가 다른 치수보다 더 길도록 형상화되어, 정확한 배향으로 마운트(24) 내에만 수용될 수 있다. 따라서, 장치(20)는 마운트(24)에 대한 에어로졸 발생 물품(2) 및 히터 조립체(6)의 위치를 결정할 수 있다.
지향성 광원(26)은 가용성 영역에서 플라스몬 표면 공명을 달성하기 위해 필요한 파장에서 고 지향성 광을 방출할 수 있는 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드를 포함한다. 지향성 광원(26)은 액추에이터(도시되지 않음) 상에 장착되어 마운트(24)에 대해 이동할 수 있다. 액추에이터는 제어 회로(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 지향성 광원에 의해 방출된 광 빔(28)은 히터 조립체(6)의 표면 위로 스캔되고, 개별 가용성 영역을 향할 수 있다. 이는 가용성 영역이 표면 플라스몬 공명을 나타내도록 가용성 영역을 활성화시킨다. 따라서, 지향성 광원(26)은 가용성 영역을 활성화시키기 위한 활성화 장치로서 작용한다. 표면 플라스몬 공명에 의해 발생된 열은 가용성 영역이 용융되어 가용성 영역의 위치에서 전기 회로를 파괴시키게 한다. 가용성 영역을 활성화시킴으로써, 히터 조립체(6)의 선택된 영역이 비활성화될 수 있다.
따라서, 장치(20)는 후속 가열 작동 동안 가열에 이용 가능할 히터 조립체(6)의 영역을 선택적으로 조정하기 위해 가열 전에 사용될 수 있다. 장치(20)가 히터 조립체(6)의 영역을 조정하면, 에어로졸 발생 물품(2)은 장치(20)로부터 제거되고 에어로졸 발생 장치 내에 삽입될 수 있다. 가열 시, 에어로졸 발생 물품(2)은 히터 조립체(6)의 비활성화되지 않은 영역에 비례하는 에어로졸의 양을 발생시킨다.
도 5는 에어로졸 발생 물품의 히터 조립체의 영역을 선택적으로 조정하기 위한 광원이 장치 내에 포함되는 핸드헬드 전기 작동식 에어로졸 발생 장치(40)를 도시한다. 장치는 전원(44), 제어 회로(46) 및 도 1의 에어로졸 발생 물품(2)을 수용하기 위한 공간(48)을 포함하는 하우징(42)을 포함한다. 도 5에서, 에어로졸 발생 물품(2)은 장치 내에 수용되었고, 에어로졸 발생 물품(2)의 접촉 패드(10)는 장치(40)의 대응하는 접촉 핀(50)과 맞물린다. 접촉 핀(50)은 제어 회로(46)에 연결되며, 제어 회로는 에어로졸 발생 물품(2)의 히터 조립체로 전력의 공급을 제어한다.
광원(52)은 히터 조립체에서 광을 유도하기 위해 광원(52)이 에어로졸 발생 물품(2)의 히터 조립체와 대면하도록 배열된다. 광원(52)은 발광 다이오드이며, 히터 조립체로부터 이격되어, 조명될 때 히터 조립체의 전체 영역을 노출시킬 수 있다. 마스크(54)는 에어로졸 발생 물품(2)에 부착되어 히터 조립체를 덮고 광원(52)과 에어로졸 발생 물품(2) 사이에 배열된다.
마스크(54)는 금속 포일과 같은 불투명 재료로 제조되고, 일 표면 상에 배열된 저점착성 압감성 접착제를 갖는다. 접착제는 이를 에어로졸 발생 물품(2)에 일시적으로 접착하는 데 사용되지만, 잔여물을 남기지 않고 마스크가 제거될 수 있게 한다. 마스크(54)는 활성화될 히터 조립체 상의 가용성 영역의 위치에 대응하는 구멍(56)을 갖는다. 마스크(54)의 불투명 재료는 광원(52)에 의해 방출된 광으로부터 활성화되지 않는 가용성 영역을 보호하는 반면, 구멍(56)은 광이 마스크(54)를 통해 가용성 영역으로 전달되어 이들을 활성화시킬 수 있게 한다. 따라서, 마스크(54)는 가열 전에 히터 조립체의 영역을 선택적으로 조정하는 데 사용될 수 있다.
광원(52)은 제어 회로(46)에 연결된 스위치(58)에 의해 제어된다. 스위치(58)는 사용자에 의해 작동되어 광원이 히터 조립체를 조명하고 마스크(54)를 통해 광에 노출시키게 할 수 있다. 히터 조립체를 활성화시키기 위한 추가 스위치(60)가 제공된다.
장치(40)는 에어로졸 발생 물품(2)을 수용하기 위한 공간(48)의 상류에 있는, 하우징 내에 배열된 공기 유입구(62), 및 에어로졸 발생 물품(2)을 수용하기 위한 공간(48)의 하류에 있는 마우스피스(66) 내에 배열된 공기 배출구(64)를 더 포함한다. 장치(40)는 에어로졸 발생 물품이 장치(40) 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품(2)의 히터 조립체를 지나 흐르는 공기 유입구(62)와 공기 배출구(64) 사이에 기류 경로를 제공한다.
사용 시, 사용자는 장치(40) 내에 그의 히터 조립체를 덮고 있는 마스크(54)를 갖는 에어로졸 발생 물품(2)을 배치하고 스위치(58)를 작동시킨다. 이는 광원(52)이 마스크(54)를 조명하고 광으로 노출하게 한다. 에어로졸 발생 물품(2)의 히터 조립체의 영역은 마스크(54) 내의 구멍의 패턴에 대응하여 비활성화된다. 그 다음, 마스크(54)는 에어로졸 발생 물품(2)으로부터 제거되고, 사용자가 장치(40)로부터 퍼프를 취할 준비가 될 때, 마우스피스(66)를 자신의 입술에 놓고 스위치(60)를 누른다. 이는 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 가열하는 에어로졸 발생 물품(2)의 히터 조립체를 활성화시켜 미리 결정된 양의 에어로졸이 발생되게 한다. 그 다음, 사용자는 에어로졸을 공기 배출구(64)를 통해 사용자의 입속으로 흡인한다.
도 6은 본 발명의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 부분의 개략도이다. 에어로졸 발생 시스템은 가열 요소의 2차원 어레이 또는 그리드를 포함하는 히터 조립체(106)를 포함한다. 가열 요소의 2차원 어레이는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소(106a) 및 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소(106b)를 포함하며, 제2 방향은 복수의 제1 가열 요소(106a)가 복수의 제2 가열 요소(106b)와 교차하도록 제1 방향에 실질적으로 직교한다. 제1 가열 요소(106a) 및 제2 가열 요소(106b)는 그들의 교차점에서 전기적으로 연결된다. 도 6에서, 제1 가열 요소(106a) 중 2개 및 제2 가열 요소(106b) 중 2개만이 도시되어 있다.
제1 가열 요소(106a) 및 제2 가열 요소(106b)는 에어로졸 형성 형성 기재로 코팅되며, 이는 명료성의 목적을 위해 도 6으로부터 생략되어 있다. 임의의 적합한 에어로졸 형성 기재가 사용될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(106a, 106b)는 담배 과립 또는 입자를 포함하는 고체 에어로졸 형성 기재로 코팅될 수 있다. 대안적으로, 가열 요소(106a, 106b)는 니코틴, 향료 및 에어로졸 형성제와 같은 하나 이상의 첨가제를 포함하는 겔형 에어로졸 형성 기재로 코팅될 수 있다.
제1 방향(106a)으로의 가열 요소 각각 및 제2 방향(106b)으로의 가열 요소 각각은 별도의 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2)에 각각 연결된다. 도 6의 구현예에서, 양극성 트랜지스터가 사용되고, 다음의 설명은 양극성 트랜지스터에 대한 용어를 사용한다. 그러나, 다른 유형의 트랜지스터, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터가 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
제1 가열 요소(106a)는 그들 각각의 트랜지스터(Ta, Tb)의 방출기에 연결된다. 트랜지스터(Ta 및 Tb)의 컬렉터는 전원(102)의 양극 단자에 연결된다. 제2 가열 요소(106b)는 그들 각각의 트랜지스터(T1, T2)의 컬렉터에 연결된다. 트랜지스터(T1 및 T2)의 방출기는 전원(102)의 음 또는 접지 단자에 연결된다. 모든 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2)의 베이스는 하나 이상의 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있는 제어 회로(104)에 연결된다.
제어 회로(104)는 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2)의 베이스로 전류의 공급을 제어한다. 전류가 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2)의 베이스로 흐를 수 있게 되면, 트랜지스터는 스위치 온 된다. 따라서, 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2)는 그들 각각의 가열 요소(106a, 106b)를 통해 전류의 흐름을 제어하는 전자 스위치로서 작용한다. 제어 회로(104)는 히터 조립체의 활성화된 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재(도시되지 않음)의 일부를 가열하기 위해 히터 조립체(106)의 영역이 가열 동안 선택적으로 활성화될 수 있도록 트랜지스터(Ta, Tb, T1 및 T2) 각각의 활성화를 개별적으로 제어함으로써 전원으로부터 히터 조립체로 전류의 공급을 제어한다. 예를 들어, 도 6에서, 제어 회로(104)가 트랜지스터(Ta 및 T1)를 활성화시키면, 이는 전류가 전원(102)의 양극 단자로부터 트랜지스터(Ta)의 컬렉터를 통해 트랜지스터(T1)의 방출기로 다시 전원(102)의 음극 또는 접지 단자로 흐르게 하고 (도 6에 점선 윤곽으로 표시된) 히터 조립체(106)의 영역(A)이 가열되는 것을 초래한다. 따라서, 이러한 배열은 발생된 에어로졸의 양이 제어될 수 있게 한다. 히터 조립체(106)의 새로운 부분은 사용자가 퍼프를 취할 때마다 활성화된다. 이러한 배열은 또한 예를 들어, 트랜지스터(Ta) 및 트랜지스터(T1)를 활성화시킨 다음 트랜지스터(Ta 및 T2)를 활성화시키는 등 함으로써, 히터 조립체의 다수의 영역이 연속적으로 활성화되어 필요한 양의 에어로졸을 발생시킬 수 있게 한다.
도 7a는 도 6의 에어로졸 발생 시스템의 완전한 히터 조립체(106)의 개략도이다. 히터 조립체(106)는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소(106a) 및 제1 방향에 실질적으로 직교하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소(106b)를 포함하는 가열 요소의 2차원 어레이를 포함한다. 각각의 가열 요소(106a, 106b)는 그 자체의 트랜지스터(도 7a에 도시되지 않았지만, 참조 번호(Ta, Tb, Tc 등 및 T1, T2, T3... Tn 등)로 표시됨)에 연결된다. 트랜지스터(Ta, Tb, Tc, T1, T2, T3... Tn 등)는 그들 각각의 가열 요소(106a, 106b)를 통해 전류의 흐름을 제어한다.
가열 요소(106a, 106b)는 명료성의 목적을 위해 도 7a로부터 생략된 에어로졸 형성 기재로 코팅된다. 임의의 적합한 에어로졸 형성 기재가 사용될 수 있고 예는 상기 도 6의 설명에 제공되어 있다.
에어로졸 형성 기재는 유닛(A1, A2)으로 분할되며, 그 유닛은 한 쌍의 트랜지스터에 의해 개별적으로 가열될 수 있는 에어로졸 형성 기재의 양을 정의한다. 각각의 유닛 내의 에어로졸 형성 기재의 양은 각각의 유닛에 의해 발생된 에어로졸의 양이 공지되도록 구성된다. 단일 유닛에 의해 발생된 에어로졸의 양은 1회 퍼프 또는 흡인에 필요한 에어로졸의 양보다 더 적고, 바람직하게는 1회 퍼프 또는 흡인에 필요한 에어로졸의 양의 분율이다. 따라서, 에어로졸 발생 시스템은 사용자의 퍼프 또는 흡인을 위해 선택된 에어로졸 양을 충족하기 위해 결정된 수의 유닛을 연속적으로 또는 동시에 가열한다.
예를 들어, 도 7a의 구현예가 에어로졸 형성 기재의 유닛을 연속적으로 가열했으면, 에어로졸 발생 시스템은 먼저 트랜지스터(Ta 및 T1)를 활성화시켜 유닛(A1)을 가열하는 제1 전기 회로를 만들 수 있다. 그 다음, 이는 트랜지스터(Ta 및 T2)를 활성화시켜 유닛(A2)을 가열하는 제2 전기 회로를 만들 수 있다. 실제로, 이는 트랜지스터(Ta)를 활성화시키고 트랜지스터(T1 내지 Tn)를 연속적으로 활성화시킴으로써 트랜지스터(Ta)에 연결된 가열 요소(106a)를 따라 에어로졸 형성 기재의 모든 유닛을 가열할 수 있다. 그 다음, 공정은 트랜지스터(Tb)를 활성화시키고 트랜지스터(T1 내지 Tn)를 연속적으로 활성화시키는 등 함으로써 트랜지스터(Tb)에 연결된 가열 요소(106a)를 따라 에어로졸 형성 기재의 모든 단위에 대해 반복될 수 있다.
도 7b는 한 쌍의 트랜지스터에 의해 개별적으로 가열될 수 있는 에어로졸 형성 기재의 유닛(A1, A2)을 보다 상세하게 도시하는 도 7a의 하단 좌측 모서리의 확대도이다. 에어로졸 형성 기재의 유닛(A1)은 트랜지스터(Ta 및 T1)의 활성화에 대응하고, 에어로졸 형성 기재의 유닛(A2)은 트랜지스터(Ta 및 T2)의 활성화에 대응한다.
도 7b로부터 알 수 있는 바와 같이, 에어로졸 형성 기재의 유닛의 연속적인 가열 동안, 이미 활성화된 히터 조립체(106)의 일부 영역은 인접 영역이 활성화될 때 다시 활성화된다. 예를 들어, 유닛(A1)의 일부인 영역(A1')은 트랜지스터(Ta 및 T1)가 활성화될 때 활성화되고, 트랜지스터(Ta 및 T2)가 활성화될 때 다시 활성화된다. 그러나, 영역(A1')은 트랜지스터(Ta 및 T1)의 활성화 동안 에어로졸 형성 기재가 이미 고갈되었다. 따라서, 유닛(A2)의 유효 면적은 영역(A2) - 영역(A1')이다. 따라서, 유닛(A2)의 유효 면적은 유닛(A1)의 영역과 유사하다. 결과적으로, 가열 요소(106a, 106b)의 2차원 어레이는 에어로졸 형성 기재가 대략 동일한 크기의 유닛으로 분할되는 것을 초래한다. 이는 발생된 에어로졸의 양을 확대하는 것을 더 간단하게 한다. 예를 들어, 상황이 하나의 유닛에서 발생되는 것보다 2배의 에어로졸을 필요로 하면, 에어로졸 발생 시스템은 2개의 유닛을 간단히 가열할 수 있다.
도 8은 에어로졸 발생 물품(200) 및 에어로졸 발생 물품(200)과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(300)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 도시한다. 명료성을 위해, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치보다 더 큰 축척으로 도시된다.
에어로졸 발생 물품(200)은 둘 모두 지지체(208) 내에 유지되는 에어로졸 형성 기재(204) 및 히터 조립체(206)를 포함한다. 히터 조립체(206)는 가열 요소(206a, 206b)의 2차원 어레이를 포함하고 도 6 및 도 7a의 히터 조립체와 동일한 방식으로 구성된다. 즉, 각각의 가열 요소(206a, 206b)는 그 각각의 가열 요소(206a, 206b)를 통해 전류의 흐름을 제어하는 트랜지스터(도시되지 않음)에 연결된다. 에어로졸 발생 물품(200)은 트랜지스터 및 가열 요소(206a, 206b)에 연결하기 위해 그의 주변부 주위에 배열된 복수의 전기 접촉부(210)를 더 포함한다. 전기 접촉부(210)는 에어로졸 발생 장치(300) 내의 대응하는 전기 접촉부(310)에 연결되도록 배열된다.
도 8의 구현예에서, 트랜지스터(도시되지 않음)는 전기 접촉부(210)와 가열 요소(206a, 206b) 사이의 에어로졸 발생 물품(200)의 지지부(208) 상에 또는 그 내에 위치된다. 그러나, 다른 구현예에서, 트랜지스터는 장치(300)의 일부일 수 있으며, 예를 들어, 트랜지스터는 제어 회로(306)와 전기 접촉부(310) 사이에 위치될 수 있다.
에어로졸 발생 장치(300)는 전원(304), 제어 회로(306) 및 에어로졸 발생 물품(200)을 수용하기 위한 공간(308)을 포함하는 하우징(302)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(300)는 에어로졸 발생 물품(200)의 대응하는 전기 접촉부(210)에 연결하기 위한 전기 접촉부(310)를 포함한다. 전기 접촉부(310)는 오목부(308)의 주변 주위에 배열되고 제어 회로(306)에 각각 연결된다. 명료성의 목적을 위해, 도 8은 전기 접촉부(310) 중 단 4개에 대한 제어 회로(306)와 전기 접촉부(310) 사이의 연결을 도시한다.
제어 회로(306)는 에어로졸 발생 물품(200)의 히터 조립체(206)로 전력의 공급을 제어한다. 제어 회로(306)는 무선 통신 모듈(도시되지 않음) 및 메모리(도시되지 않음)를 포함한다. 무선 통신 모듈은 사용자 및 에어로졸 발생 물품(200)의 유형에 관한 정보가 에어로졸 발생 장치(300)에 송신될 수 있게 한다. 이러한 정보는, 예를 들어 특정 사용자를 위해 발생시킬 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양 및 가열되는 에어로졸 형성 기재의 유형을 포함할 것이다. 그 다음, 이러한 정보는 메모리에 저장되고, 이러한 정보에 기초하여, 제어 회로(306)는 에어로졸 발생 물품(200)의 히터 조립체(206)의 어떤 영역이 활성화될지를 결정할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 또한 에어로졸 발생 물품(200)이 장치(300) 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품(200)의 히터 조립체(206)를 활성화시키도록 제어 회로에 연결되고 사용자에 의해 작동되는 스위치(316)를 포함한다.
장치(300)는 에어로졸 발생 물품(200)을 수용하기 위한 오목부(308)의 상류에 있는 하우징(302) 내에 배열된 공기 유입구(도시되지 않음) 및 에어로졸 발생 물품(2)을 수용하기 위한 오목부(308)의 하류에 있는 마우스피스(314) 내에 배열된 공기 배출구(312)를 더 포함한다. 장치(300)는 에어로졸 발생 물품(200)이 장치(300) 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품(200)의 히터 조립체(206)를 지나 흐르는 공기 유입구와 공기 배출구(312) 사이에 기류 경로를 제공한다.
사용 시, 사용자는 에어로졸 발생 장치(300) 내에 에어로졸 발생 물품(200)을 배치하고, 사용자가 장치(300)로부터 퍼프를 취할 준비가 될 때, 마우스피스(314)를 자신의 입술에 놓고 스위치(316)를 누른다. 이는 에어로졸 발생 물품(200)의 히터 조립체(206)의 선택된 영역을 활성화시켜 발생될 에어로졸의 필요한 양에 대응하는 에어로졸 형성 기재(204)의 일부 또는 특정 수의 유닛을 가열한다. 그 다음, 사용자는 에어로졸을 공기 배출구(312)를 통해 사용자의 입속으로 흡인한다.
도 9는 에어로졸 발생 물품(400) 및 에어로졸 발생 물품(400)과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(500)를 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 도시한다. 명료성을 위해, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치보다 더 큰 축척으로 도시된다. 도 9의 에어로졸 발생 시스템은 히터 조립체(507)가 에어로졸 발생 물품(400) 내에 위치되는 것이 아니라 장치(500) 내에 위치된다는 점에서 도 8의 것과 상이하다. 그러나, 도 9의 에어로졸 발생 시스템은 도 8의 것과 동일한 작동 원리를 사용한다.
에어로졸 발생 물품(400)은 정제와 같이 형상화되고 에어로졸 발생 장치(500) 내의 대응하는 형상의 오목부(508) 내에 수용되도록 구성되는 에어로졸 형성 기재(404)를 포함한다. 임의의 적합한 에어로졸 형성 기재(204)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재(404)는 담배 캐스트 리프를 포함하는 고형 정제일 수 있거나, 에어로졸 형성 기재(404)는 액체 또는 겔로 함침된 중합체 또는 금속 발포체, 또는 에어로졸 형성제, 니코틴 및 향료와 같은 하나 이상의 첨가제를 함유하는 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치(500)는 전원(504), 제어 회로(506) 및 에어로졸 발생 물품(400)을 수용하기 위한 오목부(508)를 포함하는 하우징(502)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 오목부(508)는 에어로졸 발생 물품(400)을 수용하도록 형상화된다.
히터 조립체(507)는 오목부(508)의 베이스 내에 배열된다. 히터 조립체(507)는 가열 요소(507a, 507b)의 2차원 어레이를 포함하고, 도 6, 도 7a 및 도 9의 히터 조립체와 동일한 방식으로 구성된다. 즉, 각각의 가열 요소(507a, 507b)는 그 각각의 가열 요소(507a, 507b)를 통해 전류의 흐름을 제어하는 트랜지스터(도시되지 않음)에 연결된다. 가열 요소(507a, 507b)용 트랜지스터는 제어 회로(506)에 각각 연결된다. 명료성의 목적을 위해, 도 9는 트랜지스터를 생략하고 가열 요소(507a, 507b)와 제어 회로(506) 사이의 연결만을 도시한다. 다시, 명료성의 목적을 위해, 4개의 연결만이 도시되어 있다.
제어 회로(506)는 히터 조립체(507)로 전력의 공급을 제어한다. 제어 회로(506)는 무선 통신 모듈(도시되지 않음) 및 메모리(도시되지 않음)를 포함한다. 무선 통신 모듈은 사용자 및 에어로졸 발생 물품(400)의 유형에 관한 정보가 에어로졸 발생 장치(500)에 송신될 수 있게 한다. 이러한 정보는, 예를 들어 특정 사용자를 위해 발생시킬 에어로졸 또는 에어로졸 구성요소의 양 및 가열되는 에어로졸 형성 기재의 유형을 포함할 것이다. 그 다음, 이러한 정보는 메모리에 저장되고, 이러한 정보에 기초하여 제어 회로(506)는 히터 조립체(507)의 어떤 영역이 활성화될지를 결정할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 또한 에어로졸 발생 물품(400)이 장치(500) 내에 수용될 때 히터 조립체(507)를 활성화시키도록 제어 회로에 연결되고 사용자에 의해 작동되는 스위치(516)를 포함한다.
장치(500)는 에어로졸 발생 물품(400)을 수용하기 위한 오목부(508)의 상류에 있는 하우징(502) 내에 배열된 공기 유입구(도시되지 않음) 및 에어로졸 발생 물품(400)을 수용하기 위한 오목부(508)의 하류에 있는 마우스피스(514) 내에 배열된 공기 배출구(512)를 더 포함한다. 장치(500)는 에어로졸 발생 물품(400)이 장치(500) 내에 수용될 때 에어로졸 발생 물품(400)을 지나 흐르는 공기 유입구와 공기 배출구(512) 사이에 기류 경로를 제공한다.
사용 시, 사용자는 에어로졸 발생 장치(500) 내에 에어로졸 발생 물품(400)을 배치하고, 사용자가 장치(500)로부터 퍼프를 취할 준비가 될 때, 마우스피스(514)를 자신의 입술에 놓고 스위치(316)를 누른다. 이는 히터 조립체(507)의 선택된 영역을 활성화시켜 발생될 에어로졸의 필요한 양에 대응하는 에어로졸 발생 물품(400)의 에어로졸 형성 기재(404)의 일부 또는 특정 수의 유닛을 가열한다. 그 다음, 사용자는 에어로졸을 공기 배출구(512)를 통해 사용자의 입속으로 흡인한다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 물품으로서,
    에어로졸 형성 기재; 및
    상기 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체를 포함하며, 상기 히터 조립체는 가열 요소의 어레이를 포함하고;
    상기 어레이의 복수의 가열 요소는 각각 적어도 하나의 회로 차단기 구성요소를 포함하고;
    상기 회로 차단기 구성요소 각각은 가열 시, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 선택적으로 가열하도록 가열 전에 상기 히터 조립체의 영역을 선택적으로 비활성화시키도록 개별적으로 활성화 가능한, 에어로졸 발생 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로 차단기 구성요소 각각은 상기 가열 요소를 차단하기 위해 미리 결정된 온도에서 용융하도록 구성되는 가용성 영역을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가용성 영역은 광원으로부터 광을 수신하고 표면 플라스몬 공명에 의해 열을 발생시켜 상기 가용성 영역의 온도를 상기 미리 결정된 온도로 상승시키도록 배열된 금속 나노입자를 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 가용성 영역의 적어도 일부는 비활성화될 히터 조립체의 미리 결정된 영역을 둘러싸도록 배열되는, 에어로졸 발생 물품.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 히터 조립체를 덮도록 배열된 마스크를 더 포함하며, 상기 마스크는 상기 마스크 내의 구멍 또는 투명체의 위치에 대응하는 위치에서의 가용성 영역만이 광원에 노출될 때 활성화되도록 구멍 또는 투명체의 패턴을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 에어로졸 발생 물품과 함께 사용하기 위한 장치로서, 상기 장치는 상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성되고, 상기 에어로졸 발생 장치는:
    제어 회로; 및
    상기 회로 차단기 구성요소 중 하나 이상을 활성화시키기 위한 활성화 장치;를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 히터 조립체의 선택된 영역이 가열 전에 비활성화되도록 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 내에 수용될 때 상기 회로 차단기 구성요소 중 하나 이상을 활성화시키기 위해 상기 활성화 장치를 제어하도록 구성되는, 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 활성화 장치는 광원이고, 상기 제어 회로는 상기 가용성 영역이 용융되어 상기 가열 요소를 차단하는 미리 결정된 온도로 상기 가용성 영역의 온도를 상승시키기 위해 열이 표면 플라스몬 공명에 의해 상기 가용성 영역에 발생되도록 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 내에 수용될 때 상기 가용성 영역 중 하나 이상을 광에 노출시키기 위해 상기 광원을 제어하도록 구성되는, 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 장치는 전원을 더 포함하는 에어로졸 발생 장치이며, 상기 제어 회로는 상기 히터 조립체의 비활성화되지 않은 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 선택적으로 가열하기 위해 에어로졸 발생 물품이 상기 장치 내에 수용될 때 상기 전원으로부터 상기 히터 조립체로 전력의 공급을 제어하도록 구성되는, 장치.
  9. 에어로졸 발생 시스템으로서,
    에어로졸 형성 기재; 및
    상기 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 배열된 히터 조립체;를 포함하며, 상기 히터 조립체는 가열 요소의 어레이를 포함하고,
    상기 시스템은:
    가열 요소 각각에 대한 전자 스위치로서, 각각의 전자 스위치는 그의 각각의 가열 요소 및 전원에 연결되어 그의 각각의 가열 요소를 통해 전류의 흐름을 제어하는, 전자 스위치;
    전원; 및
    제어 회로;를 더 포함하며,
    상기 제어 회로는 상기 히터 조립체의 활성화된 부분에 대응하는 에어로졸 형성 기재의 일부를 가열하기 위해 상기 히터 조립체의 영역이 가열 동안 선택적으로 활성화될 수 있도록 상기 전자 스위치 각각의 활성화를 개별적으로 제어함으로써 상기 전원으로부터 상기 히터 조립체로 전류의 공급을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가열 요소의 어레이는 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 가열 요소 및 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 가열 요소를 갖는 가열 요소의 2차원 어레이를 포함하며, 상기 제2 방향은 상기 복수의 제2 가열 요소가 상기 복수의 제1 가열 요소와 교차하도록 상기 제1 방향을 가로지르고, 상기 제1 및 제2 가열 요소는 그들의 교차점에서 전기적으로 연결되는, 에어로졸 발생 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 히터 조립체의 영역은 제2 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나와 조합하여 제1 가열 요소에 연결된 전자 스위치 중 하나를 활성화시킴으로써 선택적으로 활성화되는, 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재, 히터 조립체 및 전자 스위치는 에어로졸 발생 물품의 일부를 형성하고;
    상기 전원 및 상기 제어 회로는 상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하고;
    상기 에어로졸 발생 장치는 상기 전자 스위치 각각에 대한 전기 접촉부를 포함하며, 각각의 전기 접촉부는 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때 각각의 전자 스위치에 전기적으로 연결되도록 배열되는, 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 형성하며, 상기 히터 조립체, 전자 스위치, 전원 및 상기 제어 회로는 상기 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성된 에어로졸 발생 장치의 일부를 형성하는, 에어로졸 발생 시스템.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 전자 스위치는 트랜지스터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품 및 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 히터 조립체를 가로질러 연장되고 유닛으로 분할되며, 각각의 유닛은 상기 히터 조립체의 활성화 가능한 영역에 대응하는, 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 시스템.
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