KR20220027159A - 기체 투과성 구획화된 유도 가열 요소를 갖는 유도 가열 배열체 - Google Patents

기체 투과성 구획화된 유도 가열 요소를 갖는 유도 가열 배열체 Download PDF

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KR20220027159A
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KR1020227001774A
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루이 누노 바티스타
리카르도 칼리
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소(10), 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 배열체, 유도 가열 배열체를 갖는 에어로졸 발생 장치, 및 유도 가열 배열체를 갖는 에어로졸 발생 장치를 갖는 에어로졸 발생 시스템. 유도 가열 요소(10)는: 유도 가열 요소(10)에 의해 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동(20); 제1 서셉터(12); 제2 서셉터(14); 및 제1 서셉터(12)와 제2 서셉터(14) 사이에 배치된 중간 요소(16)를 포함하되, 중간 요소(16)는 기체 투과성이고, 중간 요소(16)는 제1 서셉터(12)를 제2 서셉터(14)로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연성 물질; 및 제1 서셉터(12)를 제2 서셉터(14)로부터 전기적으로 절연하기 위한 전기 절연성 물질 중 적어도 하나를 포함하고 있다.

Description

기체 투과성 구획화된 유도 가열 요소를 갖는 유도 가열 배열체
본 개시는 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 배열체, 유도 가열 배열체를 갖는 에어로졸 발생 장치, 및 유도 가열 배열체를 갖는 에어로졸 발생 장치를 갖는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
전기 히터를 갖는 에어로졸 발생 장치가 담배 플러그와 같은 에어로졸 형성 기재를 가열하는 데 사용되는 다수의 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템이, 당업계에 제안되어 있다. 그러한 에어로졸 발생 시스템의 하나의 목표는 종래의 궐련에서 담배의 연소와 열분해 감성(degradation)으로 인해 생성된 유형의 공지의 유해한 연기 성분을 감소시키는 것이다. 통상적으로, 에어로졸 발생 기재는 에어로졸 발생 장치의 챔버 또는 공동 내로 삽입되는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공된다. 몇몇 공지된 시스템에서, 에어로졸 형성 기재를 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 성분을 방출하는 것이 가능한 온도까지 가열하기 위해서, 가열 블레이드와 같은 저항성 가열 요소가 물품이 에어로졸 발생 장치에 수용될 때 에어로졸 형성 기재 내에 또는 그 주위에 삽입된다. 다른 에어로졸 발생 시스템에서, 저항성 가열 요소보다는 유도 히터가 사용된다. 유도 히터는, 통상적으로 에어로졸 발생 장치의 부분을 형성하는 인덕터 코일 및 에어로졸 형성 기재에 열적으로 근접하게 되도록 배열된 서셉터 요소를 포함하고 있다. 인덕터는 서셉터에서 와전류 및 히스테리시스 손실을 발생시키도록 가변 자기장을 발생시켜, 서셉터가 가열되게 함으로써, 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 유도 가열은 히터를 에어로졸 발생 물품에 노출시키지 않고도 에어로졸이 발생되도록 허용할 수 있다. 이는 히터가 세정될 수 있는 용이성을 향상시킬 수 있다.
일부 공지된 에어로졸 발생 장치는 둘 이상의 인덕터 코일을 포함하고 있으며, 각각의 인덕터 코일은 서셉터의 상이한 부분을 가열하도록 배열되어 있다. 이러한 에어로졸 발생 장치는 상이한 시간에, 또는 상이한 온도로 에어로졸 발생 물품의 상이한 부분을 가열하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 발생 물품의 인접한 부분을 또한 간접적으로 가열하지 않고 에어로졸 발생 물품의 일부분을 가열하는 것은 어려울 수 있다.
공지된 시스템이 갖는 이들 문제점을 완화하거나 극복한 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소가 제공되어 있다.
유도 가열 요소는 제1 서셉터를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는 제2 서셉터를 포함할 수 있다. 유도 가열 유닛은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함할 수 있다. 중간 요소는 기체 투과성일 수 있다.
특히, 본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소가 제공되어 있으며, 상기 유도 가열 요소는: 제1 서셉터; 제2 서셉터; 및 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함하고, 중간 요소는 기체 투과성이다.
제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 기체 투과성 중간 요소를 제공함으로써 공기가 중간 요소에서 유도 가열 요소를 통해 흡인될 수 있게 한다.
중간 요소에서 유도 가열 요소를 통해 공기를 흡인하는 것은 중간 부재에 인접한 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 말단들에 냉각을 제공할 수 있다. 유리하게는, 중간 요소에 인접한 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 말단들을 냉각하는 것은 제1 서셉터의 영역 및 제2 서셉터의 영역에서 에어로졸 형성 기재의 선택적 가열을 용이하게 할 수 있다. 서셉터들 중 하나가 다른 서셉터보다 더 높은 온도로 가열될 때, 기체 투과성 중간 요소는 공기가 중간 요소를 통해 흡인되고 있을 때에 서셉터의 인접한 말단을 냉각시킴으로써 더 높은 온도의 서셉터로부터 더 낮은 온도의 서셉터로의 열 전달을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 배열체가 제공되어 있다.
유도 가열 배열체는 유도 가열 요소를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는: 제1 서셉터; 제2 서셉터; 및 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함할 수 있다. 중간 요소는 기체 투과성일 수 있다. 유도 가열 배열체는 제1 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 유도 가열 배열체는 제2 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 제1 인덕터 코일은, 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다. 제2 인덕터 코일은, 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다.
특히, 본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 배열체가 제공되어 있으며, 상기 유도 가열 배열체는 유도 가열 요소, 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일을 포함하고 있다. 유도 가열 요소는: 제1 서셉터; 제2 서셉터; 및 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함하되, 중간 요소는 기체 투과성이다. 제1 인덕터 코일은, 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있다. 제2 인덕터 코일은, 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있다.
유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하도록 배열된 제1 인덕터 코일, 및 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하도록 배열된 제2 인덕터 코일을 갖는 유도 가열 배열체를 제공하는 것은 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 선택적 가열을 가능하게 한다. 이러한 선택적 가열은 유도 가열 배열체가 상이한 시간에 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분을 가열할 수 있게 하고, 서셉터들 중 하나가 다른 서셉터와는 상이한 온도로 가열되게 할 수 있다.
본 개시에 따르면, 유도 가열 배열체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다.
유도 가열 배열체는: 유도 가열 요소를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는: 제1 서셉터; 제2 서셉터; 및 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함할 수 있다. 중간 요소는 기체 투과성일 수 있다. 유도 가열 배열체는 제1 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 유도 가열 배열체는 제2 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 제1 인덕터 코일은, 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다. 제2 인덕터 코일은, 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다.
특히, 본 개시에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 장치 공동을 정의하는 장치 하우징을 포함하는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다. 상기 에어로졸 발생 장치는, 장치 공동의 제1 부분 주위에 배치된 제1 서셉터; 장치 공동의 제2 부분 주위에 배치된 제2 서셉터; 및 장치 공동의 제1 부분과 제2 부분 사이의, 장치 공동의 중간 부분 주위에 배치된 중간 요소를 포함하되, 상기 중간 요소는 기체 투과성인 유도 가열 요소를 포함하는 유도 가열 배열체를 더 포함하고 있다. 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 제1 서셉터의 적어도 일부분 및 상기 장치 공동의 제1 부분 주위에 배치된 제1 인덕터 코일; 상기 제2 서셉터의 적어도 일부분 및 상기 장치 공동의 제2 부분 주위에 배치된 제2 인덕터 코일; 및 상기 유도 가열 배열체에 연결되고 상기 제1 인덕터 코일 및 상기 제2 인덕터 코일에 가변 전류를 제공하도록 구성되어 있는 전력 공급부를 더 포함하고 있다. 가변 전류가 제1 인덕터 코일에 공급될 때, 제1 인덕터 코일은 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시킨다. 가변 전류가 제2 인덕터 코일에 공급될 때, 제2 인덕터 코일은 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시킨다.
장치 공동의 제1 부분 및 장치 공동의 제2 부분의 효과적인 선택적 가열을 가능하게 하는 것 이외에, 기체 투과성 중간 요소는 또한 공기가 장치 공동의 제1 부분과 장치 공동의 제2 부분 사이에서 장치 공동 내로 흡인될 수 있게 한다. 따라서, 기체 투과성 중간 요소는 공기가 장치 공동의 제2 부분에 수용된 에어로졸 형성 기재의 제2 부분을 먼저 통과하지 않고, 공기가 장치 공동의 제1 부분에 수용된 에어로졸 형성 기재의 제1 부분에 직접 공급될 수 있게 한다. 유사하게, 기체 투과성 중간 요소는 공기가 장치 공동의 제1 부분에 수용된 에어로졸 형성 기재의 제1 부분을 먼저 통과하지 않고, 공기가 장치 공동의 제2 부분에 수용된 에어로졸 형성 기재의 제2 부분에 직접 공급될 수 있게 한다. 유리하게는, 장치 공동의 일부분 내에 수용된 에어로졸 형성 기재의 일부분에 공기를 직접 공급하는 것은 에어로졸 형성 기재의 일부분이 서셉터들 중 하나에 의해 가열될 때 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 특성에 대한 개선된 제어를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되어 있는 상기 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 물품은 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 유도 가열 배열체를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열체는: 유도 가열 요소를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는: 제1 서셉터; 제2 서셉터; 및 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함할 수 있다. 중간 요소는 기체 투과성일 수 있다. 유도 가열 배열체는 제1 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 유도 가열 배열체는 제2 인덕터 코일을 더 포함할 수 있다. 제1 인덕터 코일은, 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다. 제2 인덕터 코일은, 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열될 수 있다. 유도 가열 배열체는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때 제1 서셉터가 에어로졸 발생 물품의 제1 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 위치되도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열체는, 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치 내에 수용될 때 제2 서셉터가 에어로졸 발생 물품의 제2 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 위치되도록 배열될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 일반적으로 에어로졸 발생 물품의 일부일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품을 지칭한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품은 시스템의 근위 말단 또는 사용자측 말단의 마우스피스 상에서 흡인하거나 퍼핑하는 사용자에 의해 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 담배를 포함하고 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 물품은 본원에서 담배 스틱(tobacco stick)으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은, 에어로졸 발생 장치와 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 발생 물품과 에어로졸 발생 장치는 협력하여 호흡 가능한 에어로졸을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가변 전류"는 가변 자기장을 발생시키기 위해 시간에 따라 변하는 임의의 전류를 포함하고 있다. 용어 "가변 전류"는 교류를 포함하도록 의도된다. 가변 전류가 교류인 경우, 교류는 교번 자기장을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 길이방향으로의 주 치수를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "폭"은 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 가로방향으로의 주 치수를 지칭한다. 용어 "두께"는 폭에 수직인 가로방향으로의 치수를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가로방향 단면"은 그 길이를 따른 특정 위치에서 길이방향에 수직인 방향으로, 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성 요소의 단면을 설명하는 데 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "근위(proximal)"는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 사용자 말단 또는 마우스 말단을 지칭한다. 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 근위 말단은 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 사용자 말단 또는 마우스 말단에 가장 가까운 구성요소의 말단이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "원위"는 근위 말단에 대향하는 말단을 지칭한다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소가 제공되어 있다.
일부 구현예에서, 유도 가열 요소는 내부 가열 요소일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "내부 가열 요소"는 에어로졸 형성 기재에 삽입되도록 구성되어 있는 가열 요소를 지칭한다.
내부 가열 요소는, 바람직하게는 에어로졸 형성 기재 내로 삽입 가능하도록 구성된다. 내부 가열 요소는 블레이드의 형태일 수 있다. 내부 가열 요소는 핀의 형태일 수 있다. 내부 가열 요소는 콘의 형태일 수 있다. 에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 장치 공동을 포함하고 있는 경우, 바람직하게는 내부 가열 요소는 장치 공동 내로 연장되어 있다.
일부 구현예에서, 유도 가열 요소는 외부 가열 요소일 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "외부 가열 요소"는 에어로졸 형성 기재의 외부 표면을 가열하도록 구성되어 있는 가열 요소를 지칭한다.
외부 가열 요소는 바람직하게는 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 장치에 의해 수용될 때 에어로졸 형성 기재를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성되어 있다.
일부 구현예에서, 유도 가열 배열체는 적어도 하나의 내부 가열 요소, 및 적어도 하나의 외부 가열 요소를 포함하고 있다.
유도 가열 요소는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 특히, 유도 가열 요소가 외부 가열 요소인 경우, 유도 가열 요소는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는 에어로졸 형성 기재가 유도 가열 요소 공동 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재의 외부 표면을 가열하도록 구성될 수 있다.
유도 가열 요소는 외부 측면, 및 외부 측면에 대향하는 내부 측면을 포함할 수 있다. 내부 측면은 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 유도 가열 요소 공동을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 중간 요소는 외부 측면으로부터 내부 측면으로 공기의 통과를 허용하도록 구성될 수 있다. 중간 요소는 외부 측면으로부터 내부 측면으로 공기의 통과를 허용하도록 구성되어 있는 하나 이상의 공기 통로를 포함할 수 있다. 하나 이상의 공기 통로는 유도 가열 요소의 외부 측면으로부터 내부 측면으로 연장될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 유도 가열 요소는 관형 유도 가열 요소이다. 관형 유도 가열 요소의 내부 표면은 유도 가열 요소 공동을 정의할 수 있다. 제1 서셉터는 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 서셉터일 수 있다. 제2 서셉터는 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 서셉터일 수 있다. 중간 요소는 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 중간 요소일 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 장치 공동을 포함하고 있는 구현예에서, 유도 가열 요소는 장치 공동을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 유도 가열 요소 공동은 장치 공동과 정렬될 수 있다.
유도 가열 요소는 제1 서셉터, 및 제2 서셉터를 포함하고 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "서셉터(susceptor)"는 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 물질을 포함하고 있는 요소를 지칭한다. 서셉터가 가변 자기장 내에 위치될 때, 서셉터는 가열된다. 서셉터의 가열은 서셉터 물질의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 히스테리시스 손실 또는 와전류 중 적어도 하나의 결과일 수 있다.
서셉터는 임의의 적합한 서셉터 물질을 포함할 수 있다. 서셉터는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 물질로 형성될 수 있다. 바람직한 서셉터는 250℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있다. 바람직한 서셉터는 전기 전도성 물질로 형성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전기 전도성"은, 20℃에서, 1 x10-4 Ωm 이하의 전기 저항률을 갖는 물질을 지칭한다. 바람직한 서셉터는 열 전도성 물질로 형성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "열 전도성 물질"은 modified transient plan source(MTPS)법을 사용하여 측정된 바와 같이 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 미터 켈빈당 적어도 약 10W(W/(m·K))의 열전도도를 갖는 물질을 설명하는데 사용된다.
서셉터에 적합한 물질은 흑연, 몰리브덴, 실리콘 탄화물, 스테인리스 스틸, 니오븀, 알루미늄, 니켈, 니켈 함유 화합물, 티타늄, 및 금속 재료의 복합물을 포함한다. 일부 바람직한 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함하고 있다. 일부 바람직한 서셉터는 강자성 물질, 예를 들어 페라이트 철, 강자성 스틸 또는 스테인리스 스틸과 같은 강자성 합금, 강자성 입자, 및 페라이트를 포함한다. 일부 바람직한 서셉터는 강자성 물질로 이루어져 있다. 적합한 서셉터는 알루미늄을 포함할 수 있다. 적합한 서셉터는 알루미늄으로 구성될 수 있다. 서셉터는 강자성 또는 상자성 물질의 적어도 약 5%, 적어도 약 20%, 적어도 약 50% 또는 적어도 약 90%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 서셉터는 기체에 대해 실질적으로 불투과성인 물질로 형성되어 있다. 즉, 바람직하게는, 서셉터는 기체 투과성이 아닌 재료로 형성되어 있다.
유도 가열 배열체의 서셉터는 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 세장형일 수 있다. 서셉터는 임의의 적절한 횡단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 서셉터는 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 다른 다각형 횡단면을 가질 수 있다. 서셉터는 관형일 수 있다. 관형 서셉터는 내부 공동을 정의하는 환형 몸체를 포함하고 있다. 서셉터 공동은 에어로졸 형성 기재를 수용하도록 구성될 수 있다. 서셉터 공동은 개방 공동일 수 있다. 서셉터 공동은 한 말단이 개방될 수 있다. 서셉터 공동은 양 말단에서 개방될 수 있다.
서셉터가 일 말단 또는 양 말단에서 개방되는 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 갖는 관형 서셉터인 경우, 바람직하게는 서셉터는 외부 표면으로부터 내부 공동을 정의하는 내부 표면까지 기체에 대해 실질적으로 불투과성이다. 즉, 바람직하게는 서셉터는 서셉터의 측벽면을 통해 기체에 대해 실질적으로 불투과성이다.
일부 구현예에서, 각각의 서셉터는 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 제2 서셉터는 제1 서셉터와 실질적으로 동일할 수 있다. 각각의 서셉터는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 각각의 서셉터는 실질적으로 동일한 형상 및 치수를 가질 수 있다. 각각의 서셉터를 다른 서셉터와 실질적으로 동일하게 만드는 것은, 주어진 가변 자기장에 노출될 때, 각각의 서셉터가 실질적으로 동일한 온도로 가열되고, 실질적으로 동일한 속도로 가열될 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 제2 서셉터는 적어도 하나의 특징에서 제1 서셉터와 상이하다. 제2 서셉터는 제1 서셉터와 상이한 물질로 형성될 수 있다. 제2 서셉터는 제1 서셉터와 상이한 형상과 치수를 가질 수 있다. 제2 서셉터는 제1 서셉터의 길이보다 긴 길이를 가질 수 있다. 각각의 서셉터를 다른 서셉터와 상이하게 만드는 것은 각각의 서셉터가 상이한 에어로졸 형성 기재에 대해 최적의 열을 제공하도록 적응될 수 있게 한다.
일 실시예에서, 제1 에어로졸 형성 기재는 원하는 특성을 갖는 제1 에어로졸을 발생시키기 위해 제1 온도로 가열하는 것을 필요로 할 수 있고, 제2 에어로졸 형성 기재는 원하는 특성을 갖는 제2 에어로졸을 발생시키기 위해 제1 온도와 상이한 제2 온도로 가열하는 것을 필요로 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 서셉터는 제1 에어로졸 형성 기재를 제1 온도로 가열하기에 적합한 제1 물질로 형성될 수 있고, 제2 서셉터는 제2 에어로졸 형성 기재를 제2 온도로 가열하기에 적합한 제1 물질과 상이한 제2 물질로 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 에어로졸 발생 물품은 제1 길이를 갖는 제1 에어로졸 형성 기재, 및 제1 길이와 상이한 제2 길이를 갖는 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있어서, 제2 에어로졸 형성 기재를 가열하는 것이 제1 에어로졸 형성 기재를 가열하는 것과 상이한 양의 에어로졸을 발생시키도록 한다. 이러한 구현예에서, 제1 서셉터는 제1 길이와 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있고, 제2 서셉터는 제2 길이와 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 제1 서셉터는 세장형 관형 서셉터이고, 제2 서셉터는 세장형 관형 서셉터이다. 이들 바람직한 구현예에서, 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 실질적으로 정렬될 수 있다. 즉, 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 동축으로 정렬될 수 있다.
유도 가열 요소는 임의의 적합한 수의 서셉터를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는 복수의 서셉터들을 포함하고 있다. 유도 가열 요소는 적어도 2개의 서셉터들을 포함하고 있다. 예를 들어, 유도 가열 요소는 3개, 4개, 5개 또는 6개의 서셉터를 포함할 수 있다. 유도 가열 요소가 2개 초과의 서셉터를 포함하고 있는 경우, 중간 요소가 각각의 인접한 서셉터 쌍 사이에 배치될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 서셉터는 지지 몸체 상에 제공된 서셉터 층을 포함할 수 있다. 제1 서셉터 및 제2 서셉터 각각은 지지 몸체 및 서셉터 층으로 형성될 수 있다. 가변 자기장 내에 서셉터를 배치하면, 스킨 효과로 지칭되는 효과로, 서셉터 표면에 아주 근접하여 와전류를 유도한다. 따라서, 서셉터 물질의 비교적 얇은 층으로부터 서셉터를 형성하면서 서셉터가 가변 자기장의 존재 하에 효과적으로 가열되도록 하는 것이 가능하다. 지지 몸체 및 상대적으로 얇은 서셉터 층으로부터 서셉터를 만드는 것은 간단하고, 저렴하며 견고한 에어로졸 발생 물품의 제조를 용이하게 할 수 있다.
지지 몸체는 유도 가열에 민감하지 않은 제조로 형성될 수 있다. 유리하게는, 이는 에어로졸 형성 기재와 접촉하지 않는 서셉터의 표면의 가열을 감소시킬 수 있으며, 지지 몸체의 표면은 에어로졸 형성 기재와 접촉하지 않는 서셉터의 표면을 형성한다.
지지 몸체는 전기 절연성 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전기 절연성"이란, 20℃에서, 적어도 1 x104 Ωm의 전기 저항률을 갖는 물질을 지칭한다.
지지 몸체는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연성 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 '열 절연성 물질'은 MTPS(modified transient plane source) 방법을 사용하여 측정된 바와 같이 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 약 40mW/(m·K) 이하의 벌크 열 전도도(bulk thermal conductivity)를 갖는 물질을 설명하는데 사용된다.
열 절연성 물질로부터 지지 몸체를 형성하는 것은 서셉터와 유도 가열 요소를 둘러싸는 인덕터 코일과 같은 유도 가열 배열체의 다른 구성요소 사이에 열 절연성 배리어를 제공할 수 있다. 유리하게는, 이는 서셉터와 유도 가열 시스템의 다른 구성요소 사이의 열 전달을 감소시킬 수 있다.
서셉터가 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 포함하는 관형 서셉터인 경우, 지지 몸체는 관형 지지 몸체일 수 있고, 서셉터 층은 관형 지지 몸체의 내부 표면 상에 제공될 수 있다. 지지 몸체의 내부 표면 상에 서셉터 층을 제공하면 유도 가열 요소의 공동 내의 에어로졸 형성 기재에 인접하여 서셉터 층을 위치시켜, 서셉터 층과 에어로졸 형성 기재 사이의 열 전달을 개선할 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 제1 서셉터는 열 절연성 물질로 형성된 관형 지지 몸체 및 관형 지지 몸체의 내부 표면 상의 서셉터 층을 포함하고 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 제2 서셉터는 열 절연성 물질로 형성된 관형 지지 몸체 및 관형 지지 몸체의 내부 표면 상의 서셉터 층을 포함하고 있다.
서셉터는 보호성 외부층, 예를 들어 보호성 세라믹 층 또는 보호성 유리 층이 제공될 수 있다. 보호성 외부층은 서셉터의 내구성을 개선할 수 있고 서셉터의 세정을 용이하게 할 수 있다. 보호성 외부층은 서셉터를 실질적으로 둘러쌀 수 있다. 서셉터는 유리, 세라믹, 또는 불활성 금속에 의해 형성된 보호성 코팅을 포함할 수 있다.
유도 가열 요소는 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함하고 있다.
중간 요소는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 중간 요소는 임의의 적합한 횡단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 중간 요소는 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 다른 다각형 횡단면을 가질 수 있다. 중간 요소는 관형일 수 있다. 관형 중간 요소는 내부 공동을 정의하는 환형 몸체를 포함하고 있다. 중간 요소는 기체가 중간 요소의 외측으로부터 내부 공동 내로 투과하게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 중간 요소 공동은 에어로졸 발생 물품의 일부분을 수용하도록 구성될 수 있다. 중간 요소 공동은 개방 공동일 수 있다. 중간 요소 공동은 일 말단이 개방될 수 있다. 중간 요소 공동은 양 말단이 개방될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 관형 서셉터이고, 중간 요소는 관형 중간 요소이다. 이들 구현예에서, 관형 제1 서셉터, 관형 제2 서셉터 및 관형 중간 요소는 실질적으로 정렬될 수 있다. 관형 제1 서셉터, 관형 중간 요소 및 관형 제2 서셉터는 관형 로드의 형태로 말단-대-말단 배열될 수 있다. 관형 제1 서셉터, 관형 중간 요소 및 관형 제2 서셉터의 내부 공동은 실질적으로 정렬될 수 있다. 관형 제1 서셉터, 관형 중간 요소 및 관형 제2 서셉터의 내부 공동은 유도 가열 요소 공동을 정의할 수 있다.
중간 요소는 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 요소는 제1 서셉터와 동일한 물질로 형성되어 있다. 일부 구현예에서, 중간 요소는 제2 서셉터와 동일한 물질로 형성되어 있다. 일부 구현예에서, 제1 서셉터, 제2 서셉터 및 중간 요소는 동일한 물질로 형성되어 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 중간 요소는 제1 서셉터 및 제2 서셉터와 상이한 물질로 형성되어 있다.
중간 요소는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연성 물질을 포함할 수 있다.
중간 요소는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 전기적으로 절연하기 위한 전기 절연성 물질을 포함할 수 있다.
중간 요소는: 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연시키기 위한 열 절연성 물질; 및 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 전기적으로 절연시키기 위한 전기 절연성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 중간 요소는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연시키기 위한 열 절연성 물질, 및 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 전기적으로 절연시키기 위한 전기 절연성 물질을 포함하고 있다.
중간 요소에 특히 적합한 물질은 중합체 물질, 예컨대 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 중합체, 예컨대 Kevlar®, 특정 시멘트, 유리, 및 세라믹 물질, 예컨대 이산화 지르코늄(ZrO2), 질화 실리콘(Si3N4) 및 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함할 수 있다.
중간 요소는 기체 투과성이다. 즉, 중간 요소는 기체가 중간 요소를 투과할 수 있도록 구성되어 있다. 통상적으로, 중간 요소는 기체가 중간 요소의 일 측면으로부터 중간 요소의 다른 측면으로 투과할 수 있도록 구성되어 있다. 중간 요소는 외부 측면 및 외부 측면에 대향하는 내부 측면을 포함할 수 있다. 중간 요소는 기체가 외부 측면으로부터 내부 측면으로 투과할 수 있도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 요소는 중간 요소를 통한 공기의 통과를 허용하도록 구성되어 있는 공기 통로를 포함하고 있다. 이들 구현예에서, 중간 요소는 기체 투과성 물질로 형성될 필요가 없을 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 중간 요소는 기체에 대해 투과성이 아닌 물질로 형성되고, 중간 요소를 통한 공기의 통과를 허용하도록 구성되어 있는 공기 통로를 포함하고 있다. 중간 요소는 복수의 공기 통로를 포함할 수 있다. 중간 요소는 임의의 적절한 수의 공기 통로, 예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 6개의 공기 통로를 포함할 수 있다. 중간 요소가 복수의 공기 통로를 포함하고 있는 경우, 공기 통로는 중간 요소 상에서 규칙적으로 이격될 수 있다.
중간 요소가 내부 공동을 정의하는 관형 중간 요소인 경우, 중간 요소는 공기가 중간 요소의 외부 표면으로부터 내부 공동 내로 흐를 수 있도록 구성되어 있는 공기 통로를 포함할 수 있다. 중간 요소는 외부 표면으로부터 내부 표면으로 연장되어 있는 공기 통로를 포함할 수 있다. 관형 중간 요소가 복수의 공기 통로를 포함하고 있는 경우, 공기 통로는 관형 중간 요소의 원주 주위에 규칙적으로 이격될 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 요소는 기체 투과성인 다공성 물질을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 물질의 다공성은 기체 투과성을 제공할 수 있다. 즉, 다공성 물질의 기공은 기체가 다공성 물질을 통해 투과할 수 있도록 충분한 크기일 수 있고 상호 연결될 수 있다. 이러한 다공성 물질은 다공성 물질이 기체 투과성이 되기 위해 다공성 물질을 통해 제공될 전용 공기 통로를 필요로 하지 않을 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 중간 요소는 적어도 하나의 공기 통로를 갖는 다공성 물질을 포함할 수 있는 것으로 또한 예상된다.
중간 요소는 제1 다공성 물질 및 제2 다공성 물질을 포함할 수 있다. 제2 다공성 물질은 제1 다공성 물질보다 높은 다공성을 가질 수 있다. 이들 구현예에서, 제1 다공성 물질에 대한 제2 다공성 물질의 증가된 다공성은 제2 다공성 물질의 방향으로의 기류를 촉진할 수 있다.
중간 요소는 제1 서셉터에 인접한 원위 말단, 및 원위 말단에 대향하고 제2 서셉터에 인접한 근위 말단을 포함할 수 있다. 제1 다공성 물질은 중간 요소의 원위 말단을 향해 배열될 수 있다. 제2 다공성 물질은 중간 요소의 근위 말단을 향해 배열될 수 있다. 따라서, 제1 다공성 물질 및 제2 다공성 물질의 배열은 제2 다공성 물질 및 제2 서셉터의 방향으로, 중간 요소의 근위 말단의 방향으로 기류를 촉진할 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, ISO 15901-1:2005에 따라 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 제2 다공성 물질의 다공성은 제1 다공성 물질의 다공성의 적어도 1.5배이다. 더욱 바람직하게는, 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 제2 다공성 물질의 다공성은 제1 다공성 물질의 다공성의 적어도 2배이다.
소정의 바람직한 구현예들에서, 제2 다공성 물질은 ISO 15901-1:2005에 따라 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 약 20% 내지 약 50%의 다공성을 가질 수 있으며, 제1 다공성 물질은 ISO 15901-1:2005에 따라 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 약 5% 내지 약 35%의 다공성을 가질 수 있다.
소정의 구현예들에서, ISO 15901-1:2005에 따라 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 제2 다공성 물질의 다공성은 제1 다공성 물질의 다공성의 약 1.5배 내지 약 10배, 바람직하게는 제1 다공성 물질의 다공성의 약 1.5배 내지 약 5배일 수 있다. 다른 구현예들에서, ISO 15901-1:2005에 따라 수은 다공성 측정법에 의해 측정된 제2 다공성 물질의 다공성은 제1 다공성 물질의 다공성의 약 2배 내지 약 10배, 바람직하게는 제1 다공성 물질의 다공성의 약 2배 내지 약 5배일 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 요소는 제3 다공성 물질을 포함하고 있다. 제3 다공성 물질은 제1 다공성 물질과 제2 다공성 물질 사이에 배열될 수 있다. 제3 다공성 물질은 제1 다공성 물질보다 높은 다공성을 가질 수 있다. 제3 다공성 물질은 제2 다공성 물질보다 낮은 다공성을 가질 수 있다.
유도 가열 요소는 유도 가열 배열체에 포함될 수 있다.
유도 가열 배열체는 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일을 더 포함하고 있다.
제1 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 가변 자기장을 발생시키도록 구성되어 있다. 제1 인덕터 코일은, 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있다.
제2 인덕터 코일은 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 가변 자기장을 발생시키도록 구성되어 있다. 제2 인덕터 코일은, 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있다.
인덕터 코일은 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 인덕터 코일은 평평한 인덕터 코일일 수도 있다. 평평한 인덕터 코일은 실질적으로 평면에서 나선형으로 권취될 수 있다. 바람직하게는, 인덕터 코일은 내부 공동을 정의하는, 관형 인덕터 코일이다. 통상적으로, 관형 인덕터 코일은 축을 중심으로 나선형으로 권취되어 있다. 인덕터 코일은 세장형일 수 있다. 특히 바람직하게는, 인덕터 코일은 세장형의 관형 인덕터 코일일 수도 있다. 인덕터 코일은 임의의 적절한 횡단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 인덕터 코일은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 다른 다각형 횡단면을 가질 수 있다.
인덕터 코일은 임의의 적절한 물질로 형성될 수 있다. 인덕터 코일은 전기 전도성 물질로 형성되어 있다. 바람직하게는, 인덕터 코일은 금속 또는 금속 합금으로 형성되어 있다.
인덕터 코일이 관형 인덕터 코일인 경우, 바람직하게는, 유도 가열 요소의 일부분은 인덕터 코일의 내부 공동 내에 배열되어 있다. 특히 바람직하게는, 제1 인덕터 코일은 관형 인덕터 코일이고, 제1 서셉터의 적어도 일부분은 제1 인덕터 코일의 내부 공동 내에 배열되어 있다. 관형 제1 인덕터 코일의 길이는 제1 서셉터의 길이와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히 바람직하게는, 제2 인덕터 코일은 관형 인덕터 코일이고, 제2 서셉터의 적어도 일부분은 제2 인덕터 코일의 내부 공동 내에 배열되어 있다. 관형 제2 인덕터 코일의 길이는 제2 서셉터의 길이와 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 구현예에서, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일과 실질적으로 동일하다. 즉, 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 동일한 형상, 치수 및 회전 수를 갖는다. 특히 바람직하게는, 제2 인덕터 코일은 제2 서셉터가 제1 서셉터와 실질적으로 동일한 구현예에서 제1 인덕터 코일과 실질적으로 동일하다.
일부 구현예에서, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일과 상이하다. 예를 들어, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일과 상이한 길이, 회전 수 또는 횡단면을 가질 수 있다. 특히 바람직하게는, 제2 인덕터 코일은 제2 서셉터가 제1 서셉터와 상이한 구현예에서 제1 인덕터 코일과 상이하다.
제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 임의의 적절한 배열로 배열될 수 있다. 특히 바람직하게는, 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 축을 따라 동축으로 정렬되어 있다. 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일이 세장형의 관형 인덕터 코일인 경우, 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 길이방향 축을 따라 동축으로 정렬될 수 있어서, 코일의 내부 공동이 길이방향 축을 따라 정렬되도록 한다.
유도 가열 배열체는 임의의 적절한 수의 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 유도 가열 요소는 복수의 인덕터 코일을 포함하고 있다. 유도 가열 배열체는 적어도 2개의 인덕터 코일을 포함하고 있다. 바람직하게는, 유도 가열 배열체의 인덕터 코일의 수는 유도 가열 요소의 서셉터의 수와 동일하다. 유도 가열 배열체의 인덕터 코일의 수는 유도 가열 요소의 서셉터의 수와 상이할 수 있다. 인덕터 코일의 수가 서셉터의 수와 동일한 경우, 바람직하게는 각각의 인덕터 코일은 서셉터 주위에 배치되어 있다. 특히 바람직하게는, 각각의 인덕터 코일은 그것이 배치되는 서셉터의 길이로 실질적으로 연장되어 있다.
유도 가열 요소는 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 플럭스 집중기는 유도 가열 배열체의 인덕터 코일 주위에 배치될 수 있다. 플럭스 집중기는 유도 가열 요소를 향해서 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시키도록 구성되어 있다.
유리하게는, 유도 가열 요소를 향해 자기장을 왜곡시킴으로써, 플럭스 집중기는 유도 가열 요소에서 자기장을 집중시킬 수 있다. 이는 플럭스 집중기가 제공되지 않는 구현예와 비교하여 유도 가열 배열체의 효율을 증가시킬 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 문구 "자기장을 집중시킨다"는 자기장이 "집중"되는 곳에서 자기장의 자기 에너지 밀도가 증가되도록 자기장을 왜곡시키는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "플럭스 집중기"는 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장 또는 자기장 라인을 집중시키고 안내하도록 작용하는 높은 상대 자기 투과율을 갖는 구성요소를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상대 자기 투과율"은 자유 공간의 자기 투과율에 대한 물질, 또는 플럭스 집중기와 같은 매체의 자기 투과율의 비율, "μ0"을 지칭하며, 여기서 μ0는 4πХ10-7 N.A-2이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "높은 상대 자기 투과율"은 25℃에서 적어도 5, 예를 들어 적어도 10, 적어도 20, 적어도 30, 적어도 40, 적어도 50, 적어도 60, 적어도 80, 또는 적어도 100의 상대 자기 투과율을 지칭한다. 이들 예시적인 값은 바람직하게는 6 내지 8 MHz의 주파수 및 25℃의 온도에 대한 상대 자기 투과율의 값을 나타낸다.
플럭스 집중기는 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플럭스 집중기는 강자성 물질, 예를 들어 페라이트 물질, 바인더에 담긴 페라이트 분말, 또는 페라이트 철, 강자성 강 또는 스테인리스 강과 같은 페라이트 물질을 포함하는 임의의 다른 적합한 물질을 포함한다.
일부 구현예에서, 유도 가열 배열체는 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일 주위에 배치된 플럭스 집중기를 포함하고 있다. 이들 구현예에서, 플럭스 집중기는 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 향해 왜곡시키고, 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 향해 왜곡시키도록 구성되어 있다.
이들 구현예들 중 일부에서, 플럭스 집중기의 일부는 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 중간 요소 내로 연장되어 있다. 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 중간 요소 내로 플럭스 집중기의 일부분을 연장시키는 것은 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장 및 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장을 추가로 왜곡시킬 수 있다. 이러한 추가 왜곡은 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장이 제1 서셉터를 향해 추가로 집중되고, 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장이 제2 서셉터를 향해 추가로 집중되는 결과를 초래할 수 있다. 이는 유도 가열 배열체의 효율을 더욱 개선할 수 있다.
일부 구현예에서, 유도 가열 배열체는 복수의 플럭스 집중기를 포함하고 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 개별 플럭스 집중기가 각각의 인덕터 코일 주위에 배치되어 있다. 각각의 인덕터 코일에 전용 플럭스 집중기를 제공하는 것은 플럭스 집중기가 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장을 왜곡시키도록 최적으로 구성될 수 있게 한다. 이러한 배열은 또한 유도 가열 배열체가 모듈형 유도 가열 유닛으로 형성될 수 있게 한다. 각각의 유도 가열 유닛은 인덕터 코일 및 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 모듈형 유도 가열 유닛을 제공하는 것은 유도 가열 배열체의 표준화된 제조를 용이하게 할 수 있고, 개별 유닛이 제거되고 교체될 수 있게 한다.
일부 바람직한 구현예에서, 상기 유도 가열 배열체는: 제1 인덕터 코일 주위에 배치된 제1 플럭스 집중기로서, 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 제1 서셉터를 향해 왜곡시키도록 구성되어 있는 상기 제1 플럭스 집중기, 및 제2 인덕터 코일 주위에 배치된 제2 플럭스 집중기로서, 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 상기 가변 자기장을 제2 서셉터를 향해 왜곡시키도록 구성되어 있는, 상기 제2 플럭스 집중기를 포함하고 있다.
이들 바람직한 구현예에서, 제1 플럭스 집중기의 일부분은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 중간 요소 내로 연장될 수 있다. 이러한 바람직한 구현예에서, 제2 플럭스 집중기의 일부분은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 중간 요소 내로 연장될 수 있다. 플럭스 집중기의 일부분을 서셉터들 사이에서 중간 요소 내로 연장시키는 것은 플럭스 집중기가 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장을 서셉터를 향해 추가로 왜곡시킬 수 있게 한다.
유도 가열 배열체는 유도 가열 배열체 하우징을 더 포함할 수 있다. 하우징은 유도 가열 요소, 인덕터 코일 및 플럭스 집중기를 함께 유지할 수 있다. 이는 유도 가열 배열체의 구성요소들의 상대적인 배열을 고정하고, 구성요소들 간의 커플링을 개선하는 것을 도울 수 있다. 바람직하게는, 유도 가열 배열체 하우징은 전기 절연성 물질로 형성된다.
유도 가열 배열체가 인덕터 코일 및 플럭스 집중기를 포함하고 있는 개별 유도 가열 유닛을 포함하고 있는 경우, 각각의 유도 가열 유닛은 유도 가열 유닛 하우징을 포함할 수 있다. 유도 가열 유닛 하우징은 유도 가열 유닛의 구성요소들을 함께 유지할 수 있고, 구성요소들 간의 커플링을 개선할 수 있다. 바람직하게는, 유도 가열 유닛 하우징은 전기 절연성 물질로 형성된다.
유도 가열 배열체는 에어로졸 발생 장치에 포함될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 임의의 적합한 유형의 전력 공급부일 수 있다. 전력 공급부는 DC 전력 공급부일 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 배터리, 예컨대 재충전가능 리튬 이온 배터리이다. 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 필요로 할 수 있다. 전력 공급부는 한 번 이상의 장치 사용을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들면, 전력 공급부는 통상의 궐련을 흡연하는 데 걸리는 통상적인 시간에 상응하는 약 6분의 기간 동안, 또는 6분의 여러 배의 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전력 공급부는 미리 정해진 수의 장치 사용 또는 개별 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다. 한 구현예에서, 전력 공급부는 약 2.5 볼트 내지 약 4.5 볼트의 범위인 DC 공급 전압, 및 약 1 암페어 내지 약 10 암페어의 범위인 DC 공급 전류를 갖는 DC 전력 공급부(약 2.5 와트 내지 약 45 와트의 범위인 DC 전력 공급부에 상응함)이다.
에어로졸 발생 장치는 유도 가열 배열체 및 전력 공급부에 연결되어 있는 제어부를 포함할 수 있다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일 및 전력 공급부에 연결된 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 전력 공급부로부터 유도 가열 배열체로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부는 프로그래밍가능한 마이크로프로세서, 마이크로제어부, 또는 주문형 집적 칩(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어부는 추가 전자 구성요소를 포함할 수 있다. 제어부는 유도 가열 배열체에 대한 전류 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 에어로졸 발생 장치의 활성화 다음에 연속적으로 유도 가열 배열체에 공급될 수 있거나, 간헐적으로, 예컨대 퍼프마다의 기준으로 공급될 수 있다.
유리하게는, 제어기는 C-등급, D-등급 또는 E-등급 전력 증폭기를 포함할 수 있는 DC/AC 인버터를 포함할 수 있다.
제어부는 임의의 적절한 주파수를 갖는 유도 가열 배열체에 가변 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부는 약 5 kHz 내지 약 30 MHz의 주파수를 갖는 유도 가열 배열체에 가변 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 제어부는 약 5 kHz 내지 약 500 kHz의 유도 가열 배열체에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 일부 구현예에서, 제어부는 유도 가열 배열체에 고 주파수 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고 주파수 가변 전류"는 약 500kHz 내지 약 30MHz의 주파수를 갖는 가변 전류를 의미한다. 고 주파수 가변 전류는 약 1MHz 내지 약 10MHz와 같은, 또는 약 5MHz 내지 약 8MHz와 같은, 약 1MHz 내지 약 30MHz의 주파수를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 장치 하우징을 포함할 수 있다. 장치 하우징은 세장형일 수 있다. 장치 하우징은 임의의 적합한 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 물질의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 물질 중 하나 이상을 포함하는 복합 물질, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함한다. 물질은 가볍고 비-취성(non-brittle)인 것이 바람직하다.
장치 하우징은 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 장치 공동을 포함할 수 있다. 장치 공동은 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하도록 구성되어 있다. 장치 공동은 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 장치 공동은 실질적으로 원통형일 수 있다. 장치 공동은 실질적으로 원형의 가로방향 단면을 가질 수 있다.
유도 가열 요소는 장치 공동 내에 배치될 수 있다. 유도 가열 요소는 장치 공동 주위에 배치될 수 있다. 유도 가열 요소가 관형 유도 가열 요소인 경우, 유도 가열 요소는 장치 공동을 둘러쌀 수 있다. 유도 가열 요소의 내부 표면은 장치 공동의 내부 표면을 형성할 수 있다.
제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 장치 공동 내에 배치될 수 있다. 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 장치 공동 주위에 배치될 수 있다. 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 장치 공동을 둘러쌀 수 있다. 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일의 내부 표면은 장치 공동의 내부 표면을 형성할 수 있다.
상기 장치는 근위 말단 및 근위 말단에 대향하는 원위 말단을 가질 수 있다. 바람직하게는, 장치 공동은 장치의 근위 말단에 배열되어 있다.
장치 하우징은 공기 유입구를 포함하고 있다. 공기 유입구는 주위 공기가 장치 하우징 내로 진입할 수 있도록 구성될 수 있다. 장치 하우징은 임의의 적절한 수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 장치 하우징은 복수의 공기 유입구를 포함할 수 있다.
장치 하우징은 공기 유출구를 포함할 수 있다. 공기 유출구는 공기가 장치 하우징 내부로부터 장치 공동에 진입할 수 있도록 구성될 수 있다. 장치 하우징은 임의의 적절한 수의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 장치 하우징은 복수의 공기 유출구를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 공기 유입구로부터 유도 가열 요소의 중간 요소까지 연장되어 있는 기류 경로를 정의할 수 있다. 이러한 기류 경로는 공기가 에어로졸 발생 장치를 통해 공기 유입구로부터 중간 요소를 통해 장치 공동 내로 흡인될 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 기류 경로의 일부는 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 정의될 수 있다. 기류 경로의 일부는 제1 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 정의될 수 있다. 기류 경로의 일부는 제2 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 정의될 수 있다. 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 기류 경로를 제공하는 것은 사용 중에 또한 가열될 수 있는, 가열식 서셉터로부터, 및 인덕터 코일로부터 장치 하우징의 절연을 용이하게 할 수 있다. 이는 사용자가 사용 중에 만질 수 있도록 편안한 온도에서 장치 하우징의 외부 표면을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다.
이들 구현예에서, 플럭스 집중기가 인덕터 코일 주위에 배치되는 경우, 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 정의된 기류 경로의 일부분은 플럭스 집중기와 장치 하우징 사이에 정의될 수 있다. 유사하게, 유도 가열 배열체 하우징이 제공되는 경우, 인덕터 코일과 장치 하우징 사이에 정의된 기류 경로의 일부분은 유도 가열 배열체 하우징과 장치 하우징 사이에 정의될 수 있다.
일부 구현예에서, 기류 경로의 일부는 인덕터 코일과 유도 가열 요소 사이에 정의되어 있다. 기류 경로의 일부는 제1 인덕터 코일과 제1 서셉터 사이에 정의될 수 있다. 기류 경로의 일부는 제2 인덕터 코일과 제2 서셉터 사이에 정의될 수 있다. 인덕터 코일과 유도 가열 요소 사이에 기류 경로를 제공하는 것은 가열된 서셉터로부터 인덕터 코일의 절연을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 가열된 유도 가열 요소로부터의 가열로 인해 사용 중에 인덕터 코일의 임의의 저항 증가를 감소시키는 것을 도울 수 있다.
일부 구현예에서, 장치 공동은 근위 말단 및 근위 말단에 대향하는 원위 말단을 포함하고 있다. 이들 구현예에서, 장치 공동은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위해 근위 말단에서 개방될 수 있다. 이러한 구현예에서, 장치 공동은 원위 말단에서 실질적으로 폐쇄될 수 있다. 장치 하우징은 장치 공동의 원위 말단에 공기 유출구를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 장치 공동의 근위 말단을 향해 환형 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 환형 밀봉부는 장치 공동 내로 연장될 수 있다. 환형 밀봉부는 장치 하우징과 장치 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 외부 표면 사이에 실질적으로 기밀한 밀봉부를 제공할 수 있다. 이는, 사용시, 에어로졸 발생 물품의 외부 표면과 장치 공동의 내부 표면 사이에 존재하는 임의의 간극을 통해 장치 공동 내로 흡인되는 공기의 부피를 감소시킬 수 있다. 이는 투과성 중간 요소를 통해 에어로졸 발생 물품 내로 흡인되는 공기의 부피를 증가시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 장치 하우징은 마우스피스를 포함하고 있다. 마우스피스는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 유출구를 포함할 수 있다. 마우스피스는 하나 초과의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 공기 유입구 중 하나 이상은 에어로졸이 사용자에게 전달되기 전에 에어로졸의 온도를 감소시킬 수 있고, 에어로졸이 사용자에게 전달되기 전에 에어로졸의 농도를 감소시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마우스피스"는 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되어 있는 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸 발생 시스템에 의해 생성된 에어로졸을 직접적으로 흡입하기 위해서 사용자의 입에 배치되어 있는, 에어로졸 발생 시스템의 일부분을 지칭한다.
에어로졸 발생 장치는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 유도 가열 요소의 온도를 감지하도록 배열되어 있을 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 제1 서셉터의 온도를 감지하도록 배열된 제1 온도 센서를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 제2 서셉터의 온도를 감지하도록 배열된 제2 온도 센서를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 장치를 활성화하기 위한 사용자 인터페이스, 예를 들어 에어로졸 발생 물품의 가열을 개시하기 위한 버튼을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 장치 또는 에어로졸 형성 기재의 상태를 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 흡인하는 것을 감지하기 위한 퍼프 센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 에어로졸 발생 장치는 통상의 엽궐련 또는 궐련과 비슷한 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는, 약 30mm 내지 약 150mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 약 5mm 내지 약 30mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 시스템의 일부를 형성할 수도 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품을 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 제1 에어로졸 형성 기재; 및 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 장치 공동 내에 수용될 때, 제1 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분은 장치 공동의 제1 부분에 수용될 수 있고, 제2 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분은 장치 공동의 제2 부분에 수용될 수 있다.
에어로졸 발생 장치의 유도 가열 배열체의 일부를 형성하는 유도 가열 요소는 에어로졸 형성 기재를 가열하도록 구성되어 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 액체일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체 성분 및 액체 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 고체일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 식물계 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비-담배 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 식물계 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 물질을 포함할 수 있다. 균질화된 담배 물질은 미립자 담배를 응집하여 형성된 것일 수 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(crimped sheet)'는 복수의 실질적으로 평행한 리지(ridge) 또는 물결주름을 갖는 시트를 가리킨다.
에어로졸 형성 기재는 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 시스템의 작동 온도에서 열적 감성에 대하여 실질적으로 저항하는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 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-부탄디올을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제는 글리세린이다. 균질화된 담배 물질은, 존재하는 경우, 건조 중량 기준으로 5중량% 내지 30중량% 와 같은 건조 중량 기준으로 5중량% 이상의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품 내에 포함될 수도 있다. 유도 가열 배열체를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부분을 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 에어로졸 형성 부위로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 부위는 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 부위는 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 에어로졸 형성 기재는 제1 에어로졸 형성 기재와 실질적으로 동일하다. 일부 구현예에서, 제2 에어로졸 형성 기재는 제1 에어로졸 형성 기재와 상이하다.
에어로졸 발생 부위가 복수의 에어로졸 형성 기재들을 포함하고 있는 경우, 에어로졸 형성 기재의 수는 유도 가열 요소 내의 서셉터의 수와 동일할 수 있다. 유사하게, 에어로졸 형성 기재의 수는 유도 가열 배열체에서의 인덕터 코일의 수와 동일할 수 있다.
에어로졸 발생 부위는 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 부위는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 부위는 또한 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 부위가 복수의 에어로졸 형성 기재들을 포함하고 있는 경우, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 부위의 축을 따라 하나의 말단에서 다른 말단으로 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 부위는 인접하는 에어로졸 형성 기재들 사이의 분리부를 포함할 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 30mm와 100mm의 총 길이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 45mm의 총 길이를 가지고 있다. 에어로졸 발생 물품은 약 5mm 내지 약 12mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 부위는 약 7mm 내지 약 15mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 부위는 약 10mm, 또는 12mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 부위는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외부 직경과 대략 동등한 외부 직경을 갖는다. 에어로졸 형성 기재의 외부 직경은 약 5mm 내지 약 12mm일 수 있다. 한 구현예에서, 에어로졸 발생 부위는 대략 7.2mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 필터 플러그를 포함할 수 있다. 필터 플러그는 에어로졸 발생 물품의 근위 말단에 위치될 수 있다. 필터 플러그는 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 일부 구현예에서, 필터 플러그는 약 5mm 내지 약 10mm의 길이를 가질 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 필터 플러그는 약 7mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 외부 래퍼를 포함할 수 있다. 외부 래퍼는 종이로 형성될 수 있다. 외부 래퍼는 에어로졸 발생 부위에서 기체 투과성일 수 있다. 특히, 복수의 에어로졸 형성 기재들을 포함하고 있는 구현예에서, 외부 래퍼는 인접한 에어로졸 형성 기재들 사이의 인터페이스에서 천공부 또는 다른 공기 유입구들을 포함할 수 있다. 인접한 에어로졸 형성 기재들 사이의 분리부가 제공되는 경우, 외부 래퍼는 분리 시 천공부 또는 다른 공기 유입구를 포함할 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재가 다른 에어로졸 형성 기재를 통해 흡인되지 않은 공기를 직접 제공하게 할 수 있다. 이는 각 에어로졸 형성 기재에 의해 수용된 공기의 양을 증가시킬 수 있다. 이는 에어로졸 형성 기재로부터 발생된 에어로졸의 특성을 향상시킨다.
또한, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재와 필터 플러그 사이의 분리부를 포함할 수 있다. 분리부는 대략 18mm일 수 있으나, 대략 5mm 내지 대략 25mm 범위일 수 있다.
또한, 전술한 다양한 특징부들의 특정 조합이 구현되거나 공급되거나 독립적으로 사용될 수도 있음을 이해해야 한다.
본 개시의 구현예들은 이제 첨부된 도면들을 참조하여, 예로서만 설명될 것이다:
도 1은 한 쌍의 인덕터 코일 사이에 배열된 본 개시의 구현예에 따른 유도 가열 요소의 개략도를 보여주고 있고;
도 2는 본 개시의 구현예에 따른 유도 가열 요소의 분해 사시도를 보여주고 있고;
도 3은 도 2의 유도 가열 요소의 사시도를 보여주고 있고;
도 4는 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 보여주고 있고, 상기 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품, 및 유도 가열 배열체를 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있고;
도 5는 장치를 통과하는 기류 경로를 포함하는, 도 4의 에어로졸 발생 장치의 근위 말단의 단면도를 보여주고 있고;
도 6은 장치 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 갖는, 도 5의 에어로졸 발생 장치의 근위 말단의 단면도를 보여주고 있고;
도 7은 장치 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 갖는, 본 개시에 따른 에어로졸 발생 장치의 근위 말단의 단면도를 보여주고 있고;
도 8은 본 개시의 구현예에 따른 유도 가열 요소의 중간 요소의 분해 사시도를 보여주고 있고; 그리고
도 9는 도 8의 중간 요소를 갖는 유도 가열 요소를 포함하는, 본 개시의 구현예에 따른 유도 가열 배열체의 단면도를 보여주고 있다.
도 1은 본 개시의 구현예에 따른 유도 가열 요소(10)의 개략도를 보여주고 있다. 유도 가열 요소(10)는 원형 횡단면을 갖는 세장형의 관형 요소이다. 유도 가열 요소(10)는 제1 서셉터(12), 제2 서셉터(14), 및 제1 서셉터(12)와 제2 서셉터(14) 사이에 배치된 중간 요소(16)를 포함하고 있다. 제1 서셉터(12) 및 제2 서셉터(14)는 각각 원형 횡단면을 갖는 세장형의 관형 요소이다. 중간 요소(16)는 원형 횡단면을 갖는 관형 요소이다. 제1 서셉터(12), 제2 서셉터(14) 및 중간 요소(16)는 길이방향 축 A-A를 따라, 말단-대-말단이 동축으로 정렬되어 있다.
유도 가열 요소(10)는 관형 요소(10)의 내부 표면에 의해 정의된, 양 말단들에서 개방된, 원통형 공동(20)을 포함하고 있다. 공동(20)은, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는, 원통형 에어로졸 발생 물품(미도시함)의 일부분을 수용하도록 구성되어 있어서, 에어로졸 발생 물품의 외부 표면이 제1 서셉터 및 제2 서셉터에 의해 가열될 수 있도록 하여, 에어로졸 형성 기재를 가열한다.
공동(20)은, 3개의 부분들, 관형 제1 서셉터(12)의 내부 표면에 의해 정의되는 제1 말단에 있는 제1 부분(22), 관형 제2 서셉터(14)의 내부 표면에 의해 정의되는, 제1 말단에 대향하는 제2 말단에 있는 제2 부분(24), 및 관형 중간 요소(16)의 내부 표면에 의해 정의된, 중간 부분(26)을 포함하고 있다. 제1 서셉터(12)는 공동(20)의 제1 부분(22)에 수용된 에어로졸 발생 물품의 제1 부분을 가열하도록 배열되고, 제2 서셉터(14)는 공동(20)의 제2 부분(24)에 수용된 에어로졸 발생 물품의 제2 부분을 가열하도록 배열되어 있다.
제1 인덕터 코일(32)은 제1 서셉터(12)의 주위에 배치되고, 제1 서셉터(12)의 길이는 실질적으로 연장되어 있다. 이와 같이, 제1 서셉터(12)는 실질적으로 그 길이를 따라 제1 인덕터 코일(32)에 의해 둘러싸여 있다. 가변 전류가 제1 인덕터 코일(32)에 공급될 때, 제1 인덕터 코일(32)은 공동(20)의 제1 부분(22)에 집중되는 가변 자기장을 발생시킨다. 제1 인덕터 코일(32)에 의해 발생된 이러한 가변 자기장은 제1 서셉터(12) 내에 와전류를 유도하여 제1 서셉터(12)가 가열되게 한다.
제2 인덕터 코일(34)은 제2 서셉터(14) 주위에 배치되고, 제2 서셉터(14)의 길이는 실질적으로 연장되어 있다. 이와 같이, 제2 서셉터(14)는 실질적으로 그 길이를 따라 제2 인덕터 코일(34)에 의해 둘러싸여 있다. 가변 전류가 제2 인덕터 코일(34)에 공급될 때, 제2 인덕터 코일(34)은 공동(20)의 제2 부분(24)에 집중되는 가변 자기장을 발생시킨다. 제2 인덕터 코일(34)에 의해 발생된 이러한 가변 자기장은 제2 서셉터(14) 내에 와전류를 유도하여 제2 서셉터(14)가 가열되게 한다.
중간 요소(16)는 전기 절연성 및 열 절연성 물질로 형성되기 때문에, 서셉터가 아니다. 이와 같이, 중간 요소(16)는 제1 인덕터 코일(32) 또는 제2 인덕터 코일(34)에 의해 발생된 가변 자기장에 노출될 때 유도에 의해 가열되지 않는다. 또한, 중간 요소가 열 절연성 물질로 형성되기 때문에, 제1 서셉터와 제2 서셉터가 직접적인 열 접촉으로 서로 인접하게 배열되는 유도 가열 요소와 비교하여, 제1 서셉터(12)와 제2 서셉터(14) 사이의 열 전달 속도가 감소된다. 결과적으로, 제1 서셉터(12)와 제2 서셉터(14) 사이에 중간 요소(16)를 제공하면, 공동(20)의 제2 부분(24)의 최소한의 가열로 제1 서셉터(12)에 의한 공동(20)의 제1 부분(22)의 선택적 가열을 가능하게 하고, 공동(20)의 제1 부분(22)의 최소한의 가열로 제2 서셉터(14)에 의한 공동(20)의 제2 부분(24)의 선택적 가열을 가능하게 한다.
중간 요소(16)는 또한 기체 투과성이므로, 공기가 공동(20)의 중간 부분(26) 내로 흐를 수 있게 하고, 중간 요소(16)를 통한 기류는 또한 공동(20)의 중간 부분(26), 및 중간 요소(16)에 인접한 제1 서셉터(12) 및 제2 서셉터(14)의 말단을 냉각시킨다. 따라서, 공동(20)의 제1 부분(22) 내에 수용된 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기 위한 제1 서셉터(12)의 가열 동안, 중간 요소(16)를 통한 기류는 제1 서셉터(12)에 의해 가열되는 것으로부터 제2 서셉터(14) 및 공동(20)의 제2 부분(24)을 더 절연시킨다. 유사하게, 공동(20)의 제2 부분(24)에 수용된 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기 위한 제2 서셉터(14)의 가열 동안, 중간 요소(16)를 통한 기류는 제2 서셉터(14)에 의해 가열되는 것으로부터 제1 서셉터(12) 및 공동(20)의 제1 부분(22)을 더 절연시킨다.
제1 서셉터(12) 및 제2 서셉터(14)는 가변 전류를 제1 인덕터 코일(32) 및 제2 인덕터 코일(34)에 동시에 공급함으로써 동시에 가열될 수 있다. 대안적으로, 제1 서셉터(12) 및 제2 서셉터(14)는, 제2 인덕터 코일(34)에 전류를 공급하지 않고서 제1 인덕터 코일(32)에 가변 전류를 공급함으로써, 및 제1 인덕터 코일(32)에 전류를 공급하지 않고서 제2 인덕터 코일(34)에 가변 전류를 후속하여 공급함으로써, 독립적으로 또는 교대로 가열될 수 있다. 또한, 가변 전류가 제1 인덕터 코일(32) 및 제2 인덕터 코일(34)에 순차적으로 공급될 수도 있는 것으로 예상된다.
도 2 내지 도 6은 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치(100) 및 에어로졸 발생 물품(200)을 포함하고 있다. 에어로졸 발생 장치(100)는 본 개시에 따른 유도 가열 배열체(110)를 포함하고 있다. 유도 가열 배열체(110)는 본 개시에 따른 유도 가열 요소(120)를 포함하고 있다.
도 2 및 도 3은 유도 가열 요소(120)의 개략도를 보여주고 있다. 유도 가열 요소(120)는: 제1 서셉터(122), 제2 서셉터(124), 제3 서셉터(126), 제1 중간 요소(128), 제2 중간 요소(130) 및 말단 요소(132)를 포함하고 있다. 제1 중간 요소(128)는 제1 서셉터(122)와 제2 서셉터(124) 사이에 배치되어 있다. 제2 중간 요소(130)는 제2 서셉터(124)와 제3 서셉터 126 사이에 배치되어 있다. 말단 요소(132)는 제1 중간 요소(128)에 인접한 말단에 대향하는 제1 서셉터(122)의 말단인, 유도 가열 요소(120)의 원위 말단에 배열되어 있다.
본 구현예에서, 제1 서셉터(122), 제2 서셉터(124) 및 제3 서셉터(126)의 각각은 동일하다. 각각의 서셉터(122, 124, 126)는 내부 공동을 정의하는 세장형의 관형 서셉터이다. 각각의 서셉터 및 그의 대응하는 내부 공동은, 서셉터의 길이를 따라 일정한 원형 횡단면을 갖는 실질적으로 원통형이다. 제1 서셉터(122)의 내부 공동은 제1 영역(134)을 정의하고 있다. 제2 서셉터(124)의 내부 공동은 제2 영역(136)을 정의하고 있다. 제3 서셉터의 내부 공동은 제3 영역(138)을 정의하고 있다.
유사하게, 제1 중간 요소(128) 및 제2 중간 요소(130)는 동일하다. 중간 요소(128, 130)는 내부 공동을 정의하는 관형이다. 각각의 중간 요소(128, 130)는 실질적으로 원통형이며, 중간 요소의 길이를 따라 일정한 원형 횡단면을 갖는다. 중간 요소(128, 130)의 외경은 서셉터(122, 124, 126)의 외경과 동일하여, 중간 요소(128, 130)의 외부 표면이 서셉터(122, 124, 126)의 외부 표면과 동일 평면 상에 정렬될 수 있다. 중간 요소(128, 130)의 내경은 또한 서셉터(122, 124, 126)의 내경과 동일하여, 중간 요소(128, 138)의 내부 표면이 서셉터(122, 124, 126)의 내부 표면과 동일 평면 상에 정렬될 수 있다.
제1 서셉터(122), 제1 중간 요소(128), 제2 서셉터(124), 제2 중간 요소(130) 및 제3 서셉터(126)는 말단-대-말단으로 배열되고, 축 B-B 상에 동축으로 정렬되어 있다. 이러한 배열에서, 서셉터(122, 124, 126) 및 중간 요소(128, 130)는 관형의 세장형 원통형 구조를 형성하고 있다. 일부 구현예에서, 이러한 구조는 본 개시의 구현예에 따라 유도 가열 요소를 형성하고 있다.
말단 요소(132)는 또한 중간 요소(128, 130)와 동일하다. 말단 요소(132)는 제1 서셉터(122)의 원위 말단에 배열되고, 서셉터(122, 124, 126) 및 중간 요소(128, 130)로 형성된 관형의 세장형 원통형 구조를 연장시켜 유도 가열 요소(120)를 형성한다.
세장형 관형 유도 가열 요소(120)는 내부 공동(140)을 포함하고 있다. 유도 가열 요소 공동(140)은 서셉터(122, 124, 126)의 내부 공동 및 중간 요소(128, 130) 및 말단 요소(132)의 내부 공동에 의해 정의되어 있다. 유도 가열 요소 공동(140)은 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(200)의 에어로졸 발생 부위를 수용하도록 구성되어 있다.
중간 요소(128, 130) 및 말단 요소(132)는 전기 절연성 및 열 절연성 물질로 형성되며, 이는 본 구현예에서 세라믹 물질, 예컨대 지르코늄 디옥사이드(ZrO2)이다. 이와 같이, 서셉터(122, 124, 126)는 실질적으로 전기적으로 그리고 서로 열적으로 절연된다. 중간 요소(128, 130) 및 말단 요소의 물질은 또한 기체에 대해 실질적으로 불투과성이다. 그러나, 중간 요소(128, 130) 및 말단 요소(132)는 기체 투과성이다. 중간 요소(128, 130) 및 말단 요소(130) 각각은 세장형 슬롯(142)의 형태로 된 복수의 공기 통로들을 포함하고 있다. 슬롯(142)은 외부 표면으로부터 내부 표면으로 연장되고, 공기가 외부 표면으로부터 내부 공동 내로 흐를 수 있게 한다.
도 4, 도 5 및 도 6은 에어로졸 발생 장치(100) 및 에어로졸 발생 물품(200)의 개략적인 단면도를 보여주고 있다.
에어로졸 발생 장치(100)는 종래의 엽궐련과 유사한 형상 및 크기를 갖는, 실질적으로 원통형 장치 하우징(102)을 포함하고 있다. 장치 하우징(102)은 근위 말단에서 장치 공동(104)을 정의하고 있다. 장치 공동(104)은 근위 말단에서 개방되고 근위 말단에 대향하는 원위 말단에서 실질적으로 폐쇄된 실질적으로 원통형이다. 장치 공동(104)은 에어로졸 발생 물품(200)의 에어로졸 발생 부위(210)를 수용하도록 구성되어 있다. 따라서, 장치 공동(104)의 길이 및 직경은 에어로졸 발생 물품(200)의 에어로졸 발생 부위(210)의 길이 및 직경과 실질적으로 유사하다.
에어로졸 발생 장치(100)는 재충전가능 니켈-카드뮴 배터리의 형태로 된 전력 공급부(106), 마이크로프로세서를 포함하고 있는 인쇄 회로 기판의 형태로 된 제어부(108), 전기 커넥터(109), 및 유도 가열 배열체(110)를 더 포함하고 있다. 전력 공급부(106), 제어부(108) 및 유도 가열 배열체(110)는 모두 장치 하우징(102) 내에 수용되어 있다. 에어로졸 발생 장치(100)의 유도 가열 배열체(110)는 장치(100)의 근위 말단에 배열되고, 일반적으로 장치 공동(104) 주위에 배치되어 있다. 전기 커넥터(109)는 장치 공동(104)에 대향하는, 장치 하우징(109)의 원위 말단에 배열되어 있다.
제어부(108)는 전력 공급부(106)로부터 유도 가열 배열체(110)로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(108)는 D-등급 전력 증폭기를 포함하는, DC/AC 변환기를 더 포함하고 있으며, 유도 가열 배열체(110)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 제어부(108)는 또한 전기 커넥터(109)로부터 전력 공급부(106)의 재충전을 제어하도록 구성되어 있다. 추가로, 제어부(108)는 사용자가 장치 공동(104) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 흡인할 때를 감지하도록 구성되어 있는 퍼프 센서(미도시함)를 포함하고 있다.
유도 가열 배열체(110)는 제1 유도 가열 유닛(112), 제2 유도 가열 유닛(114) 및 제3 유도 가열 유닛(116)을 포함하는, 3개의 유도 가열 유닛을 포함하고 있다. 제1 유도 가열 유닛(112), 제2 유도 가열 유닛(114) 및 제3 유도 가열 유닛(116)은 실질적으로 동일하다.
제1 유도 가열 유닛(112)은 원통형, 관형 제1 인덕터 코일(150), 제1 인덕터 코일(150) 주위에 배치된 원통형, 관형 제1 플럭스 집중기(152), 및 제1 플럭스 집중기(152) 주위에 배치된 원통형, 관형 제1 인덕터 유닛 하우징(154)을 포함하고 있다.
제2 유도 가열 유닛(114)은 원통형, 관형 제2 인덕터 코일(160), 제2 인덕터 코일(160) 주위에 배치된 원통형, 관형 제2 플럭스 집중기(162), 및 제2 플럭스 집중기(162) 주위에 배치된 원통형, 관형 제2 인덕터 유닛 하우징(164)을 포함하고 있다.
제3 유도 가열 유닛(116)은 원통형, 관형 제3 인덕터 코일(170), 제3 인덕터 코일(170) 주위에 배치된 원통형, 관형 제3 플럭스 집중기(172), 및 제3 플럭스 집중기(172) 주위에 배치된 원통형, 관형 제3 인덕터 유닛 하우징(174)을 포함하고 있다.
따라서, 각각의 유도 가열 유닛(112, 114, 116)은 원형 횡단면을 갖는 실질적으로 관형인 유닛을 형성하고 있다. 각각의 유도 가열 유닛(112, 114, 116)에서, 플럭스 집중기는 인덕터 코일의 근위 및 원위 말단 위로 연장되어서, 인덕터 코일이 플럭스 집중기의 환형 공동 내에 배열되도록 한다. 유사하게, 각각의 유도 가열 유닛 하우징은 플럭스 집중기의 근위 말단 및 원위 말단 위로 연장되어서, 플럭스 집중기 및 인덕터 코일이 유도 가열 유닛 하우징의 환형 공동 내에 배열되도록 한다. 이러한 배열은 플럭스 집중기가 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장을 인덕터 코일의 내부 공동 내에 집중시킬 수 있게 한다. 이러한 배열은 또한, 인덕터 유닛 하우징이 플럭스 집중기 및 인덕터 코일을 인덕터 유닛 하우징 내에 보유할 수 있게 한다.
유도 가열 배열체(110)는 유도 가열 요소(120)를 더 포함하고 있다. 유도 가열 요소(120)는 장치 공동(104)의 내부 표면 주위에 배치되어 있다. 본 구현예에서, 장치 하우징(102)은 장치 공동(104)의 내부 표면을 정의하고 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 장치 공동의 내부 표면은 유도 가열 요소(120)의 내부 표면에 의해 정의되는 것으로 예상된다.
유도 가열 유닛(112, 114, 116)은, 유도 가열 요소(120) 및 유도 가열 유닛(112, 114, 116)이 장치 공동(104) 주위에 동심으로 배열되도록 유도 가열 요소(120) 주위에 배치되어 있다. 제1 유도 가열 유닛(112)은 장치 공동(104)의 원위 말단에 있는 제1 서셉터(122) 주위에 배치되어 있다. 제2 유도 가열 유닛(114)은 장치 공동(104)의 중앙 부분에 있는 제2 서셉터(124) 주위에 배치되어 있다. 제3 유도 가열 유닛(116)은 장치 공동(104)의 근위 말단에 있는 제3 서셉터(126) 주위에 배치되어 있다. 일부 구현예에서, 인덕터 코일에 의해 발생된 자기장을 서셉터를 향해서 더욱 왜곡시키기 위해서, 플럭스 집중기가 유도 가열 요소의 중간 요소 내로 연장될 수도 있다는 것이 고려된다.
제1 인덕터 코일(150)은 제어부(108) 및 전력 공급부(106)에 연결되어 있고, 제어부(108)는 제1 인덕터 코일(150)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 가변 전류가 제1 인덕터 코일(150)에 공급될 때, 제1 인덕터 코일(150)은 가변 자기장을 발생시키며, 이는 유도에 의해 제1 서셉터(122)를 가열한다.
제2 인덕터 코일(160)은 제어부(108) 및 전력 공급부(106)에 연결되어 있고, 제어부(108)는 제2 인덕터 코일(160)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 가변 전류가 제2 인덕터 코일(160)에 공급될 때, 제2 인덕터 코일(160)은 가변 자기장을 발생시키며, 이는 유도에 의해 제2 서셉터(124)를 가열한다.
제1 인덕터 코일(170)은 제어부(108) 및 전력 공급부(106)에 연결되어 있고, 제어부(108)는 제3 인덕터 코일(170)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 가변 전류가 제3 인덕터 코일(170)에 공급될 때, 제3 인덕터 코일(170)은 가변 자기장을 발생시키며, 이는 유도에 의해 제3 서셉터(126)를 가열한다.
장치 하우징(102)은 또한 장치 공동(106)의 원위 말단에 근접하여 공기 유입구(180)를 정의하고 있다. 공기 유입구(180)는 주위 공기가 장치 하우징(102) 내로 흡인될 수 있도록 구성되어 있다. 기류 경로는 공기가 공기 유입구(180)로부터 장치 공동(104) 내로 흡인될 수 있도록 장치를 통해 정의되어 있다. 공기 유입구(180)와 장치 공동(104)의 원위 말단 내의 공기 유출구 사이의 제1 기류 경로(181). 제2 기류 경로(182)는 공기 유입구(180)와 유도 가열 요소(120)의 말단 요소(132)의 슬롯(142) 사이에 정의되어 있다. 제3 기류 경로(184)는 공기 유입구(180)와 유도 가열 요소(120)의 제1 중간 요소(128)의 슬롯(142) 사이에 정의되며, 제3 기류 경로는 제1 유도 가열 유닛 하우징(154)과 장치 하우징(202) 사이에서 연장되어 있다. 제4 기류 경로(186)는 공기 유입구(180)와 제2 중간 요소(130)의 슬롯(142) 사이에 정의되며, 제4 기류 경로(186)는 제2 유도 가열 유닛 하우징(174)과 장치 하우징(102) 사이에서 연장되어 있다.
에어로졸 발생 물품(200)은 일반적으로 장치 공동(104)의 내부 직경과 유사한 직경을 갖는, 원통형 로드의 형태이다. 에어로졸 발생 물품(200)은 원통형 셀룰로오스 아세테이트 필터 플러그(204) 및 궐련 종이의 외부 래퍼(220)에 의해 함께 래핑된 원통형 에어로졸 발생 부위(210)를 포함하고 있다.
필터 플러그(204)는 에어로졸 발생 물품(200)의 근위 말단에 배열되어 있고, 사용자가 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 수용하도록 흡인하는 에어로졸 발생 시스템의 마우스피스를 형성하고 있다.
에어로졸 발생 부위(210)는 에어로졸 발생 물품(200)의 원위 말단에 배열되어 있고, 장치 공동(104)의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 에어로졸 발생 부위(210)는: 에어로졸 발생 물품(200)의 원위 말단에 있는 제1 에어로졸 형성 기재(212), 제1 에어로졸 형성 기재(212)에 인접한 제2 에어로졸 형성 기재(214), 및 제2 에어로졸 형성 기재(216)에 인접한 에어로졸 발생 부위(210)의 근위 말단에 있는 제3 에어로졸 형성 기재(216)를 포함하는, 복수의 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있다. 일부 구현예들에서, 2개 이상의 에어로졸 형성 기재들이 동일한 물질로 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 이 구현예에서, 각각의 에어로졸 형성 기재(212, 214, 216)는 상이하다. 제1 에어로졸 형성 기재(212)는 추가 향미제없이, 균질화 담배 물질의 주름진 권축 시트를 포함하고 있다. 제2 에어로졸 형성 기재(214)는 멘톨의 형태로 향미제를 포함하고 있는 균질화 담배 물질의 주름진 권축 시트를 포함하고 있다. 제3 에어로졸 형성 기재는 멘톨의 형태로 향미제를 포함하고 있고, 담배 물질 또는 임의의 다른 니코틴 공급원을 포함하지 않는다. 에어로졸 형성 기재들(212, 214, 216)의 각각은 또한 하나 이상의 에어로졸 형성제 및 물과 같은 추가 구성성분을 포함하고 있어서, 에어로졸 형성 기재를 가열하여 바람직한 관능적 특성을 갖는 에어로졸을 발생시킨다.
제1 에어로졸 형성 기재(212)의 근위 말단은 외부 래퍼(220)에 의해 덮이지 않기 때문에 노출되어 있다. 외부 래퍼(220)는 제1 에어로졸 형성 기재(212)와 제2 에어로졸 형성 기재(224) 사이의 인터페이스에서 에어로졸 발생 물품(200)을 둘러싸고 있는 천공부(222)의 제1 라인을 포함하고 있다. 외부 래퍼(220)는 제2 에어로졸 형성 기재(214)와 제3 에어로졸 형성 기재(226) 사이의 인터페이스에서 에어로졸 발생 물품(200)을 둘러싸고 있는 천공부(224)의 제2 라인을 포함하고 있다. 천공부(222, 224)는 공기가 에어로졸 발생 부위(210) 내로 흡인될 수 있게 한다.
이러한 구현예에서, 제1 에어로졸 형성 기재(212), 제2 에어로졸 형성 기재(214) 및 제3 에어로졸 형성 기재(216)는 말단-대-말단으로 배열되어 있다. 그러나, 다른 구현예에서는, 제1 에어로졸 형성 기재와 제2 에어로졸 형성 기재 사이에 분리부가 제공될 수 있고, 제2 에어로졸 형성 기재와 제3 에어로졸 형성 기재 사이에 분리부가 제공될 수 있는 것으로 예상된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 에어로졸 발생 기재(212)의 길이는, 제1 에어로졸 형성 기재(212)가 장치 공동(104)의 원위 말단으로부터 제1 서셉터(122)의 제1 영역(134)을 통해 제1 중간 부재(128)의 슬롯(142)까지 연장되도록 한다. 제2 에어로졸 형성 기재(214)의 길이는, 제2 에어로졸 형성 기재(214)가 제1 중간 부재(128)의 슬롯(142)으로부터 제2 서셉터(124)의 제2 영역(136)을 통해 제2 중간 부재(130)의 슬롯(142)까지 연장되도록 한다. 제3 에어로졸 형성 기재(216)의 길이는 제3 에어로졸 형성 기재(216)가 제2 중간 부재(130)의 슬롯(142)으로부터 장치 공동(104)의 근위 말단까지 연장되도록 한다.
사용 시, 에어로졸 발생 물품(200)이 장치 공동(104) 내에 수용될 때, 사용자는 에어로졸 발생 물품(200)의 근위 말단을 흡인하여 에어로졸 발생 시스템에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 사용자가 에어로졸 발생 물품(200)의 근위 말단을 흡인할 때, 공기는 공기 유입구(180)에서 장치 하우징(102) 내로 흡인되고, 기류 경로(181, 182, 184, 186)를 따라 에어로졸 발생 물품(200)의 에어로졸 발생 부위(210) 내로 흡인된다. 공기는 말단 요소(132) 내의 슬롯(142) 및 장치 공동(104)의 원위 말단 내의 유출구를 통해 제1 에어로졸 형성 기재(212)의 근위 말단에서 흡인된다. 공기가 제1 중간 요소(128) 내의 슬롯(142) 및 물품(200)의 외부 래퍼(202) 내의 제1 천공부(218)를 통해 제2 에어로졸 형성 기재(214)의 근위 말단 내로 흡인된다. 공기는 제2 중간 요소(130) 내의 슬롯(142) 및 물품(200)의 외부 래퍼(202) 내의 제2 천공부(220)를 통해 제3 에어로졸 형성 기재(216)의 근위 말단 내로 흡인된다. 이러한 방식으로, 각각의 에어로졸 형성 기재(212, 214, 216)는 주변 공기를 직접 수용한다.
이 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(100)의 제어부(108)는 유도 가열 배열체(110)의 인덕터 코일들에 소정의 순서로 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 소정의 순서는 사용자로부터의 제1 흡인 동안 가변 전류를 제1 인덕터 코일(150)에 공급하는 단계, 제1 흡인이 끝난 후에, 후속하여 사용자로부터의 제2 흡인 동안 가변 전류를 제2 인덕터 코일(160)에 공급하는 단계, 및 제2 흡인이 끝난 후에, 후속하여 사용자로부터의 제3 흡인 동안 가변 전류를 제3 인덕터 코일(170)에 공급하는 단계를 포함하고 있다. 제4 흡인에서, 순서는 제1 인덕터 코일(150)에서 다시 시작한다. 이러한 순서는 제1 퍼프 상에서 제1 에어로졸 형성 기재(212)의 가열, 제2 퍼프 상에서 제2 에어로졸 형성 기재(214)의 가열, 및 제3 퍼프 상에서 제3 에어로졸 형성 기재(216)의 가열 결과를 초래한다. 물품(100)의 에어로졸 형성 기재들(212, 214, 216)이 모두 상이하기 때문에, 이 순서는 에어로졸 발생 시스템의 각 퍼프시 사용자에게 상이한 경험을 초래한다.
제어부(108)는 사용자에게 원하는 에어로졸 전달에 따라, 상이한 순서로 또는 동시에, 인덕터 코일에 전력을 공급하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 순서를 변경하기 위해 사용자에 의해 제어될 수 있다.
도 7은 도 2 내지 도 6에 도시된 에어로졸 발생 시스템과 실질적으로 유사한 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도를 보여주고 있으며, 동일한 참조 번호는 유사한 특징부를 지칭하는데 사용된다. 도 7의 구현예에서, 기류 경로는 유도 가열 유닛과 장치 하우징 사이에서보다는, 인덕터 코일과 서셉터 사이에서 에어로졸 발생 장치(100) 내에 제공된다. 도 7에 도시된 화살표는 시스템을 통과하는 기류 경로를 도시하고 있다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 다른 구현예에 따른 중간 요소(300)의 개략도를 도시하고 있다. 본 구현예에서, 유도 가열 요소의 인접하는 서셉터들 사이의 중간 요소, 및 제공되는 임의의 말단 요소는 다공성 물질을 포함하고 있다. 다공성 물질은 기체 투과성이며, 이와 같이, 중간 요소(300)는 전술한 중간 요소(128, 130)의 슬롯(142)과 같은 공기 통로가 제공될 필요가 없다.
구체적으로, 중간 요소(300)는 3개의 다공성 물질들, 즉 제1 다공성 물질(302), 제2 다공성 물질(304) 및 제3 다공성 물질(306)을 포함하고 있다. 제1 다공성 물질(302), 제2 다공성 물질(304), 및 제3 다공성 물질(306) 각각의 다공성은 상이하여, 물질 각각에 대해 상이한 기체 투과성을 초래한다. 다공성 물질의 다공성 및 기체 투과성의 차이는 도 9에 도시된 바와 같이, 중간 요소(300)가 특정 방향으로의 기류를 촉진하도록 구성될 수 있게 한다.
제1 다공성 물질(302), 제2 다공성 물질(304) 및 제3 다공성 물질(306)은 각각 내부 공동을 정의하는 다공성 물질의 관형 몸체로 형성된다. 다공성 물질(302, 304, 306)의 외경 및 내경은 실질적으로 동일하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 다공성 물질(302, 304, 306)이 실질적으로 일정한 외경 및 내경을 갖는 관형 중간 요소를 형성하도록 적층될 수 있다. 제1 다공성 물질(302) 및 제3 다공성 물질(306)은 실질적으로 동일한 두께를 가지며, 제2 다공성 물질(304)의 두께에 비해 상대적으로 얇다.
구체적으로, 본 구현예에서, 제2 다공성 물질(304)은 제1 다공성 물질(302) 위에 배열되고, 제3 다공성 물질(306)은 제2 다공성 물질(304) 위에 배열된다. 제2 다공성 물질(304)은 제1 다공성 물질(302)보다 높은 다공성을 가지며, 제3 다공성 물질(306)은 제2 다공성 물질(304)보다 높은 다공성을 갖는다.
도 9에서, 도 2 내지 도 6의 구현예의 제1 서셉터(122)와 제2 서셉터(124) 사이에 배치된 중간 요소(300)가 도시되어 있다. 중간 요소(300)는 제1 다공성 물질(302)이 제1 서셉터(122)에 인접하고 제3 다공성 물질(306)이 제2 서셉터(124)에 인접하게 배열되도록 배열되어 있다. 이와 같이, 중간 요소(300)의 다공성은 제1 서셉터(122)로부터 제2 서셉터(124)까지 근위 방향으로 증가한다. 유리하게는, 이는 제1 서셉터(122)의 내부 공동을 향하는 것보다는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 서셉터(124)의 내부 공동을 향하여 근위 방향으로의 기류를 촉진할 수 있다.
전술한 구현예들은 단지 특정 실시예들이며, 다른 구현예들이 본 개시에 따라 고려된다는 것을 이해할 것이다.

Claims (14)

  1. 에어로졸 발생 시스템용 유도 가열 요소로서, 상기 유도 가열 요소는:
    상기 유도 가열 요소에 의해 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동;
    제1 서셉터;
    제2 서셉터; 및
    상기 제1 서셉터와 상기 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소로서, 기체 투과성인, 상기 중간 요소를 포함하고,
    상기 중간 요소는:
    상기 제1 서셉터를 상기 제2 서셉터로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연성 물질; 및
    상기 제1 서셉터를 상기 제2 서셉터로부터 전기적으로 절연하기 위한 전기 절연성 물질 중 적어도 하나를 포함하는, 유도 가열 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서셉터는 상기 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 서셉터이고;
    상기 제2 서셉터는 상기 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 서셉터이고;
    상기 중간 요소는 상기 유도 가열 요소 공동의 일부분을 정의하는 관형 중간 요소인 것인, 유도 가열 요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유도 가열 요소는 외부 측면 및 상기 외부 측면에 대향하는 내부 측면을 포함하되, 상기 내부 측면은 상기 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 정의하고, 상기 중간 요소는 상기 외부 측면으로부터 상기 내부 측면으로의 공기의 통과를 허용하도록 구성되어 있는 하나 이상의 공기 통로를 포함하는 것인, 유도 가열 요소.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 요소는 다공성 물질을 포함하는 것인, 유도 가열 요소.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중간 요소는 제1 다공성 물질 및 제2 다공성 물질을 포함하되, 상기 제2 다공성 물질은 상기 제1 다공성 물질보다 높은 다공성을 갖는 것인, 유도 가열 요소.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간 요소는 상기 제1 서셉터에 인접한 원위 말단, 및 상기 원위 말단에 대향하고 상기 제2 서셉터에 인접한 근위 말단을 포함하고, 상기 제1 다공성 물질은 상기 중간 요소의 원위 말단을 향해 배열되어 있고, 상기 제2 다공성 물질은 상기 중간 요소의 근위 말단을 향해 배열되어 있는 것인, 유도 가열 요소.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 중간 요소는 상기 제1 및 제2 다공성 물질들 사이에 배열된 제3 다공성 물질을 포함하되, 상기 제3 다공성 물질은 상기 제1 다공성 물질보다 높은 다공성을 가지고 상기 제3 다공성 물질은 상기 제2 다공성 물질보다 낮은 다공성을 갖는 것인, 유도 가열 요소.
  8. 유도 가열 배열체로서,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유도 가열 요소;
    제1 인덕터 코일; 및
    제2 인덕터 코일을 포함하고,
    상기 제1 인덕터 코일은, 상기 제1 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 상기 유도 가열 요소의 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 상기 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있고;
    상기 제2 인덕터 코일은, 상기 제2 인덕터 코일에 공급되는 가변 전류가 상기 유도 가열 요소의 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키도록 상기 유도 가열 요소에 대해 배열되어 있는, 유도 가열 배열체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 코일은 내부 공동을 갖는 관형 코일이되, 상기 제1 서셉터는 상기 제1 인덕터 코일의 내부 공동 내에 배열되어 있고;
    상기 제2 인덕터 코일은 내부 공동을 갖는 관형 코일이되, 상기 제2 서셉터는 상기 제2 인덕터 코일의 내부 공동 내에 배열되어 있는 것인, 유도 가열 배열체.
  10. 제10항 또는 제11항에 따른 유도 가열 배열체를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
  11. 에어로졸 발생 장치로서,
    에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 장치 공동을 정의하는 장치 하우징;
    유도 가열 배열체;
    전력 공급부를 포함하되,
    상기 유도 가열 배열체는,
    유도 가열 요소로서,
    상기 유도 가열 요소에 의해 가열될 에어로졸 형성 기재를 수용하기 위한 공동;
    상기 장치 공동의 제1 부분 주위에 배치된 제1 서셉터;
    상기 장치 공동의 제2 부분 주위에 배치된 제2 서셉터; 및
    상기 장치 공동의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에서, 상기 장치 공동의 중간 부분 주위에 배치되는 중간 요소를 포함하되, 상기 중간 요소는 기체 투과성이고, 상기 중간 요소는:
    상기 제1 서셉터를 상기 제2 서셉터로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연성 물질; 및
    상기 제1 서셉터를 상기 제2 서셉터로부터 전기적으로 절연하기 위한 전기 절연성 물질 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 유도 가열 요소;
    상기 제1 서셉터의 적어도 일부분 및 상기 장치 공동의 제1 부분 주위에 배치된 제1 인덕터 코일; 및
    상기 제2 서셉터의 적어도 일부분 및 상기 장치 공동의 제2 부분 주위에 배치된 제2 인덕터 코일을 포함하고,
    상기 전력 공급부는 상기 유도 가열 배열체에 연결되어 있고 상기 제1 인덕터 코일 및 상기 제2 인덕터 코일에 가변 전류를 제공하도록 구성되어 있고,
    상기 가변 전류가 상기 제1 인덕터 코일에 공급될 때, 상기 제1 인덕터 코일은 상기 제1 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키고;
    상기 가변 전류가 상기 제2 인덕터 코일에 공급될 때, 상기 제2 인덕터 코일은 상기 제2 서셉터를 가열하는 가변 자기장을 발생시키는, 에어로졸 발생 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 장치 하우징은 공기 유입구를 더 포함하고 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 공기 유입구로부터 상기 유도 가열 요소의 중간 요소로 연장되는 기류 경로를 정의하여, 공기가 상기 에어로졸 발생 장치를 통해 상기 공기 유입구로부터 그리고 상기 중간 요소를 통해 상기 장치 공동 내로 흡인될 수 있도록 하는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기류 경로의 일부분은 상기 제1 인덕터 코일과 상기 장치 하우징 사이에 정의되고, 상기 기류 경로의 일부분은 상기 제2 인덕터 코일과 상기 장치 하우징 사이에 정의되는 것인, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 기류 경로의 일부분은 상기 제1 인덕터 코일과 상기 제1 서셉터 사이에 정의되고, 상기 기류 경로의 일부분은 상기 제2 인덕터 코일과 상기 제2 서셉터 사이에 정의되는 것인, 에어로졸 발생 장치.
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