KR20220027844A - 환형 채널을 갖는 유도 가열 배열 - Google Patents

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KR20220027844A
KR20220027844A KR1020217040884A KR20217040884A KR20220027844A KR 20220027844 A KR20220027844 A KR 20220027844A KR 1020217040884 A KR1020217040884 A KR 1020217040884A KR 20217040884 A KR20217040884 A KR 20217040884A KR 20220027844 A KR20220027844 A KR 20220027844A
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inductor coil
flux concentrator
aerosol
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induction heating
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루이 누노 바티스타
리카르도 칼리
제롬 크리스티안 코우어밧
올레그 미노로브
엔리코 스투라
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

유도 가열 배열(10)이 제공되어 있다. 유도 가열 배열(10)은 가변 전류가 제1 인덕터 코일(12)을 통해 흐를 때 제1 가변 자기장을 발생시키도록 배열된 제1 인덕터 코일(12)을 포함하고 있다. 유도 가열 배열(10)은 또한 가변 전류가 제2 인덕터 코일(14)을 통해 흐를 때 제2 가변 자기장을 발생시키도록 배열된 제2 인덕터 코일(14)을 포함할 수 있다. 유도 가열 배열(10)은 또한 제1 인덕터 코일(12)에 의해 발생된 제1 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치된 플럭스 집중기(20)를 포함하고 있다. 플럭스 집중기(20)는 관형 형상을 가지며 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치된 주요 부분(24)을 포함하고 있다. 주요 부분(24)은 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는다. 플럭스 집중기(20)는 또한 주요 부분(24)의 제1 말단에 제1 말단 부분(26)을 포함하고 있다. 제1 말단 부분(26)은 내부 직경을 가지며, 여기서 제1 말단 부분(26)의 내부 직경은 주요 부분(24)의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기(20)는 또한 주요 부분(24)의 제2 말단에 제2 말단 부분(28)을 포함하고 있다. 제2 말단 부분(28)은 내부 직경을 가지며, 여기서 제2 말단 부분(28)의 내부 직경은 주요 부분(24)의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기(20)의 내부 표면(30)은 제1 말단 부분(26)과 제2 말단 부분(28) 사이에 환형 채널(32)을 정의한다. 제1 인덕터 코일(12)은 제1 말단 부분(26)과 제2 말단 부분(28) 사이의 환형 채널(32) 내에 위치된다.

Description

환형 채널을 갖는 유도 가열 배열
본 발명은 환형 채널을 포함하고 있는 유도 가열 배열에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유도 가열 배열을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치에 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 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 및 에어로졸 형성 기재에 열적으로 근접하게 배열된 서셉터를 포함하고 있다. 인덕터 코일은 서셉터 요소에서 와전류 및 히스테리시스 손실을 발생시키도록 교번 자기장을 발생시켜, 서셉터 요소가 가열되게 함으로써, 에어로졸 형성 기재를 가열한다.
유도 가열은 인덕터 코일을 에어로졸 발생 물품에 노출시키지 않고도 에어로졸이 발생되도록 허용할 수 있다. 이는 장치가 세정될 수 있는 용이성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 유도 가열에 의해, 인덕터 코일은 또한 에어로졸 발생 장치의 인접한 부분에서 와전류 및 히스테리시스 손실을 야기할 수 있다. 이는 유도성 히터의 효율을 감소시킬 수 있으므로, 에어로졸 발생 장치의 효율을 감소시킬 수 있다. 이는 또한 에어로졸 발생 장치의 인접한 부분의 바람직하지 않은 가열을 초래할 수 있다. 이는 하나 초과의 인덕터 코일을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치에서 특별한 문제일 수 있으며, 여기서 각각의 인덕터 코일은 서셉터 또는 상이한 서셉터의 상이한 부분을 가열하도록 배열되어 있다. 예를 들어, 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장은 제2 인덕터 코일 내의 전류를 유도할 수 있으며, 이는 결국 제2 인덕터 코일만을 사용하여 가열되도록 배열된 서셉터를 가열할 수 있다.
공지된 시스템들이 가진 이러한 문제점들을 완화시키거나 극복하는 유도 가열 배열을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시에 따르면, 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 유도 가열 배열은 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열은 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일 주위에 위치될 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시킬 수 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 가질 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일 주위에 위치된 주요 부분을 포함할 수 있다. 주요 부분은 내부 직경을 가질 수 있다. 주요 부분은 제1 말단을 가질 수 있다. 주요 부분은 제2 말단을 가질 수 있다. 플럭스 집중기는 제1 말단 부분을 포함할 수 있다. 제1 말단 부분은 주요 부분의 제1 말단에 있을 수 있다. 제1 말단 부분은 내부 직경을 가질 수 있다. 제1 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작을 수 있다. 플럭스 집중기는 제2 말단 부분을 포함할 수 있다. 제2 말단 부분은 주요 부분의 제2 말단에 있을 수 있다. 제2 말단 부분은 내부 직경을 가질 수 있다. 제2 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작을 수 있다. 플럭스 집중기의 내부 표면은 제1 말단 부분과 제2 말단 부분 사이의 환형 채널을 정의할 수 있다. 인덕터 코일은 제1 말단 부분과 제2 말단 부분 사이의 환형 채널 내에 위치될 수 있다.
본 개시에 따르면, 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 유도 가열 배열은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열된 인덕터 코일을 포함하고 있다. 유도 가열 배열은 또한 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 인덕터 코일 주위에 위치된 플럭스 집중기를 포함하고 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 가지며, 인덕터 코일 주위에 위치된 주요 부분을 포함하고 있다. 주요 부분은 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는다. 플럭스 집중기는 또한 주요 부분의 제1 말단에 제1 말단을 포함하고 있다. 제1 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 제1 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기는 또한 주요 부분의 제2 말단에 제2 말단을 포함하고 있다. 제2 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 제2 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기의 내부 표면은 제1 말단과 제2 말단 사이에 환형 채널을 정의한다. 인덕터 코일은 제1 말단과 제2 말단 사이의 환형 채널 내에 위치되어 있다.
본 개시에 따르면, 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 유도 가열 배열은 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열은 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일 주위에 위치될 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시킬 수 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 가질 수 있다. 플럭스 집중기는 플럭스 집중기의 내부 표면에 의해 정의되는 환형 채널을 포함할 수 있다. 인덕터 코일은 환형 채널 내에 위치될 수 있다.
본 개시에 따르면, 인덕터 코일 및 플럭스 집중기를 포함하고 있는 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열되어 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 인덕터 코일 주위에 위치되어 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 가지며, 플럭스 집중기의 내부 표면에 의해 정의되는 환형 채널을 포함하고 있다. 인덕터 코일은 환형 채널 내에 위치되어 있다.
플럭스 집중기는 인덕터 코일 주위에 위치된 주요 부분을 포함할 수 있으며, 주요 부분은 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는다. 플럭스 집중기는 또한 주요 부분의 제1 말단에 제1 말단 부분을 포함할 수 있다. 제1 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 제1 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기는 또한 주요 부분의 제2 말단에 제2 말단 부분을 포함할 수 있다. 제2 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 제2 말단 부분의 내부 직경은 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 환형 채널은 제1 말단 부분과 제2 말단 부분 사이에 정의될 수 있다.
본 개시에 따르면, 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 유도 가열 배열은 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열은 인덕터 코일 주위에 위치된 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시키도록 배열될 수 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 가질 수 있다. 플럭스 집중기 및 인덕터 코일은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치될 수 있다. 길이방향 축을 따라 길이방향으로 플럭스 집중기의 단면 형상은 U자형 부분을 포함할 수 있다. 인덕터 코일은 U자형 부분 내에 위치될 수 있다.
본 개시에 따르면, 인덕터 코일 및 플럭스 집중기를 포함하고 있는 유도 가열 배열이 제공되어 있다. 인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일을 통해 흐를 때 가변 자기장을 발생시키도록 배열되어 있다. 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 인덕터 코일 주위에 위치되어 있다. 플럭스 집중기는 관형 형상을 갖는다. 플럭스 집중기 및 인덕터 코일은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치되어 있다. 길이방향 축을 따라 길이방향으로 플럭스 집중기의 단면 형상은 U자형 부분을 포함하고 있다. 인덕터 코일은 U자형 부분 내에 위치되어 있다.
인덕터 코일은 가변 전류가 제1 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제1 가변 자기장을 발생시키도록 배열된 제1 인덕터 코일일 수 있다. 유도 가열 배열은 가변 전류가 제2 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제2 가변 자기장을 발생시키도록 배열되어 있는 제2 인덕터 코일을 포함할 수 있다.
길이 방향으로 플럭스 집중기의 단면 형상은 제1 인덕터 코일이 위치되는 제1 U자형 부분 및 제2 인덕터 코일이 위치되는 제2 U자형 부분을 포함할 수 있다.
플럭스 집중기는 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 제1 플럭스 집중기일 수 있다. 유도 가열 배열은 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 제2 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 제2 인덕터 코일 주위에 위치된 제2 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 제2 플럭스 집중기는 관형 형상을 가질 수 있으며, 제2 플럭스 집중기 및 제2 인덕터 코일은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치되어 있다. 길이 방향으로 제2 플럭스 집중기의 단면 형상은 제2 인덕터 코일이 위치되는 U자형 부분을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 이러한 휘발성 화합물은 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, 용어 "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 에어로졸을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 유도 가열 배열, 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품, 또는 유도 가열 배열, 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 길이 방향으로의 주요 치수를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이방향 단면"은 유도 가열 배열, 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품, 또는 유도 가열 배열, 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 단면을 길이 방향으로 설명하는 데 사용된다.
본 개시에 따른 유도 가열 배열은 플럭스 집중기를 포함하고 있다. 유리하게는, 플럭스 집중기는 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 왜곡시킨다. 유리하게는, 가변 자기장을 왜곡시키는 것은 가변 자기장에 집중하거나 초점을 맞출 수 있다. 예를 들어, 플럭스 집중기는 가변 자기장을 서셉터를 향해 집중시키거나 초점을 맞출 수 있다. 유리하게는, 이는 인덕터 코일 내의 주어진 전류에 대해 서셉터에서 발생된 열의 수준을 증가시킬 수 있다.
플럭스 집중기는 인덕터 코일이 수용되는 환형 채널 또는 U자형 부분을 정의한다.
유리하게는, 환형 채널 또는 U자형 부분은 가변 자기장이 인덕터 코일을 지나 전파되는 정도를 감소시키거나 최소화할 수 있다. 즉, 환형 채널 또는 U자형 부분은 자기 차폐부로서 기능할 수 있다. 유리하게는, 이는 인접한 전기 전도성 부분에서 원치 않는 전류의 유도를 감소시킬 수 있다.
유리하게는, 환형 채널 또는 U자형 부분은 플럭스 집중기 내에서 인덕터 코일의 보유를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 인덕터 코일은 억지 끼워맞춤에 의해 환형 채널 또는 U자형 부분 내에 보유될 수 있다.
인덕터 코일은 가변 전류가 제1 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제1 가변 자기장을 발생시키도록 배열된 제1 인덕터 코일일 수 있다. 유도 가열 배열은 가변 전류가 제2 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제2 가변 자기장을 발생시키도록 배열되어 있는 제2 인덕터 코일을 포함할 수 있다.
유리하게는, 제1 및 제2 인덕터 코일은 제1 및 제2 서셉터의 별도의 가열을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 제1 및 제2 인덕터 코일은 단일 서셉터의 제1 및 제2 부분의 별도의 가열을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 제1 및 제2 인덕터 코일은 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재의 별도의 가열을 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 제1 및 제2 인덕터 코일은 단일 에어로졸 형성 기재의 제1 및 제2 부분의 별도의 가열을 용이하게 할 수 있다.
플럭스 집중기는 제1 플럭스 집중기일 수 있으며, 여기서 주요 부분은 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 제1 주요 부분이고 환형 채널은 제1 환형 채널이다. 유도 가열 배열은 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 제2 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 제2 인덕터 코일 주위에 위치된 제2 플럭스 집중기를 포함할 수 있으며, 제2 플럭스 집중기는 관형 형상을 갖는다. 제2 플럭스 집중기는 제2 인덕터 코일 주위에 위치된 제2 주요 부분을 포함할 수 있으며, 제2 주요 부분은 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는다. 제2 플럭스 집중기는 제2 주요 부분의 제1 말단에 제3 말단 부분을 포함할 수 있으며, 제3 말단 부분은 내부 직경을 가지며, 제3 말단 부분의 내부 직경은 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 제2 플럭스 집중기는 또한 제2 주요 부분의 제2 말단에 제4 말단 부분을 포함할 수 있으며, 제4 말단 부분은 내부 직경을 가지며, 제4 말단 부분의 내부 직경은 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 제2 플럭스 집중기의 내부 표면은 제3 말단 부분과 제4 말단 부분 사이의 제2 환형 채널을 정의할 수 있으며, 제2 인덕터 코일은 제3 말단 부분과 제4 말단 부분 사이의 제2 환형 채널 내에 위치되어 있다.
유리하게는, 제1 플럭스 집중기의 제1 및 제2 말단 부분들은 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장으로부터 제2 인덕터 코일의 자기 차폐를 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제2 인덕터 코일 내의 전류의 유도를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
유리하게는, 제2 플럭스 집중기의 제3 및 제4 말단 부분들은 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장으로부터 제1 인덕터 코일의 자기 차폐를 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제1 인덕터 코일 내의 전류의 유도를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
플럭스 집중기는 제1 및 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 제1 및 제2 가변 자기장을 왜곡시키기 위해 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일 주위에 위치될 수 있다. 플럭스 집중기의 주요 부분은 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 제1 주요 부분일 수 있고, 환형 채널은 제1 환형 채널일 수 있다. 플럭스 집중기는 제2 인덕터 코일 주위에 위치된 제2 주요 부분을 포함할 수 있으며, 제2 주요 부분은 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는다. 플럭스 집중기는 제2 주요 부분의 제1 말단에 제3 말단 부분을 포함할 수 있으며, 제3 말단 부분은 내부 직경을 가지며, 제3 말단 부분의 내부 직경은 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 제2 말단 부분은 제2 말단 부분이 제1 주요 부분과 제2 주요 부분 사이에 위치되도록 제2 주요 부분의 제2 말단에 있을 수 있다. 제2 말단 부분의 내부 직경은 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작다. 플럭스 집중기의 내부 표면은 제2 말단 부분과 제3 말단 부분 사이의 제2 환형 채널을 정의할 수 있다. 제2 인덕터 코일은 제2 말단 부분과 제3 말단 부분 사이의 제2 환형 채널 내에 위치될 수 있다.
유리하게는, 플럭스 집중기의 제1 및 제2 말단 부분들은 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장으로부터 제2 인덕터 코일의 자기 차폐를 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제2 인덕터 코일 내의 전류의 유도를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
유리하게는, 플럭스 집중기의 제2 및 제3 말단 부분들은 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장으로부터 제1 인덕터 코일의 자기 차폐를 용이하게 할 수 있다. 유리하게는, 이는 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제1 인덕터 코일 내의 전류의 유도를 감소시키거나 최소화할 수 있다.
인덕터 코일 및 환형 채널은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치될 수 있다. 길이방향 축을 따라 길이 방향으로의 환형 채널의 단면 형상은 U자형일 수 있다. U자형 단면 형상은 직사각형 U자형 단면 형상일 수 있다. 직사각형 U자형 단면 형상은 플럭스 집중기의 주요 부분을 정의하는 중앙 부위를 포함할 수 있다. 직사각형 U자형 단면 형상은 주요 부분에 대해 실질적으로 직교하여 연장되고 플럭스 집중기의 제1 말단 부분을 정의하는 제1 말단 부위를 포함할 수 있다. 직사각형 U자형 단면 형상은 주요 부분에 대해 실질적으로 직교하여 연장되고 플럭스 집중기의 제2 말단 부분을 정의하는 제2 말단 부위를 포함할 수 있다.
유도 가열 배열이 제2 환형 채널 및 제2 인덕터 코일을 포함하고 있는 구현예에서, 제2 인덕터 코일 및 제2 환형 채널은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치될 수 있다. 길이 방향으로 제2 환형 채널의 단면 형상은 U자형일 수 있다. U자형 단면 형상은 직사각형 U자형 단면 형상일 수 있다.
플럭스 집중기에 의해 정의된 인덕터 코일 및 환형 채널은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치될 수 있다. 플럭스 집중기는 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 부품 및 반-환형 형상을 갖는 이산 제2 부품으로 형성될 수 있으며, 여기서 제1 부품과 제2 부품은 플럭스 집중기의 관형 형상을 함께 정의한다.
유리하게는, 각각이 반-환형 형상을 갖는 제1 및 제2 부품들로부터 플럭스 집중기를 형성하는 것은 유도 가열 배열의 조립을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 플럭스 집중기는 인덕터 코일 주위에 제1 및 제2 부품들을 위치시킴으로써 인덕터 코일 주위에 조립될 수 있다.
유도 가열 배열이 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기를 포함하고 있는 구현예에서, 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기 중 적어도 하나는 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 부품 및 반-환형 형상을 갖는 이산 제2 부품으로 형성될 수 있으며, 여기서 제1 부품 및 제2 부품은 함께 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의한다. 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기는 각각 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 부품 및 반-환형 형상을 갖는 이산 제2 부품으로 형성될 수 있으며, 여기서 제1 부품과 제2 부품은 함께 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의한다.
플럭스 집중기는 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의하도록 연속적으로 위치된 복수의 이산 환형 부위를 포함할 수 있다.
유리하게는, 복수의 이산 환형 부위로부터 플럭스 집중기를 형성하는 것은 유도 가열 배열의 조립을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 플럭스 집중기는 연속적인 이산 환형 부위를 인덕터 코일 주위에 위치시킴으로써 인덕터 코일 주위에 조립될 수 있다.
유도 가열 배열은 플럭스 집중기의 제1 말단 부분을 정의하는 제1 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 플럭스 집중기의 제2 말단 부분을 정의하는 제2 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 플럭스 집중기의 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 중간 이산 환형 부위를 포함할 수 있다.
플럭스 집중기가 제1 주요 부분 및 제2 주요 부분을 포함하고 있는 구현예에서, 적어도 하나의 중간 이산 환형 부위는 제1 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제1 중간 이산 환형 부위 및 제2 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제2 중간 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 플럭스 집중기의 제3 말단 부분을 정의하는 제3 이산 환형 부위를 포함할 수 있다.
유도 가열 배열이 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기를 포함하고 있는 구현예에서, 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기 중 적어도 하나는 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의하도록 연속적으로 위치된 복수의 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기는 각각 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의하도록 연속적으로 위치된 복수의 이산 환형 부위를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 중간 이산 환형 부위는 제1 플럭스 집중기의 제1 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제1 중간 이산 환형 부위일 수 있다. 유도 가열 배열은 제2 플럭스 집중기의 제3 말단 부분을 정의하는 제3 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 제2 플럭스 집중기의 제4 말단 부분을 정의하는 제4 이산 환형 부위를 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 제2 플럭스 집중기의 제2 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제2 중간 이산 환형 부위를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 유도 가열 배열을 위한 플럭스 집중기의 바람직한 그리고 선택적인 특징부가 이제 설명될 것이다. 유도 가열 배열이 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기를 포함하고 있는 구현예에서, 바람직한 그리고 선택적인 특징부 각각은 제1 플럭스 집중기, 제2 플럭스 집중기, 또는 제1 플럭스 집중기 및 제2 플럭스 집중기에 적용될 수 있다.
바람직하게는, 플럭스 집중기는 높은 상대 자기 투과율을 갖는다. 유리하게는, 높은 상대 자기 투과율은 인덕터 코일에 의해 발생된 가변 자기장을 집중하거나 초점을 맞추는 역할을 한다.
본원과 기술분야에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상대 자기 투과율"은 자유 공간의 자기 투과율에 대한 재료 또는 플럭스 집중기와 같은 매체의 자기 투과율의 비율, "μ0"을 지칭하며, 여기서 μ0는 4π×10-7N·A-2이다.
바람직하게는, 플럭스 집중기는 25℃에서 적어도 약 5, 예를 들어 적어도 약 10, 적어도 약 20, 적어도 약 30, 적어도 약 40, 적어도 약 50, 적어도 약 60, 적어도 약 80, 또는 적어도 약 100의 상대 자기 투과율을 갖는다. 이러한 예시적인 값은 6 내지 8MHz의 주파수 및 25℃의 온도에 대한 상대 자기 투과율의 값을 지칭한다.
플럭스 집중기는 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 플럭스 집중기는 강자성 재료를 포함하고 있다. 플럭스 집중기는 페라이트 재료, 결합제에 담긴 페라이트 분말, 또는 페라이트 재료를 포함하는 임의의 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 적합한 페라이트 재료는 페라이트 철, 강자성 강, 및 스테인리스 강을 포함하고 있다.
본 개시에 따른 유도 가열 배열을 위한 인덕터 코일의 바람직한 그리고 선택적인 특징부가 이제 설명될 것이다. 유도 가열 배열이 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일을 포함하고 있는 구현예에서, 각각의 바람직한 그리고 선택적인 특징부은 제1 인덕터 코일, 제2 인덕터 코일, 또는 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일에 적용될 수 있다.
인덕터 코일은 가변 전류가 인덕터 코일에 공급될 때 가변 자기장을 발생시킨다. 바람직한 구현예에서, 가변 전류는 교류 전류이다. 인덕터 코일은 교류 전류를 인덕터 코일에 공급할 때 교번 자기장을 발생시킨다. 따라서, 바람직한 구현예에서, 용어 "가변 전류"는 교류 전류이고, 용어 "가변 자기장"은 교번 자기장이다.
바람직하게는, 인덕터 코일은 관형 인덕터 코일이다. 인덕터 코일은 길이방향 축을 중심으로 나선형으로 권취될 수 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 재료로 형성될 수 있다. 인덕터 코일은 전기 전도성 물질로 형성되어 있다. 바람직하게는, 인덕터 코일은 금속 또는 금속 합금으로 형성되어 있다.
일부 구현예에서, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일과 실질적으로 동일하다. 즉, 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일은 동일한 형상, 치수 및 권선 수를 갖는다. 유리하게는, 동일한 제1 및 제2 인덕터 코일들은 유도 가열 배열의 제조를 단순화할 수 있다.
일부 구현예에서, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일과 상이하다. 예를 들어, 제2 인덕터 코일은 제1 인덕터 코일에 대해 상이한 길이, 상이한 권선 수 또는 상이한 횡단면 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 유리하게는, 상이한 제1 및 제2 인덕터 코일들은 상이한 가변 자기장을 생성할 수 있다. 유리하게는, 상이한 가변 자기장이 서셉터의 상이한 부분을 상이한 온도로 가열하는 데 사용될 수 있다. 유리하게는, 상이한 가변 자기장이 상이한 서셉터를 상이한 온도로 가열하는 데 사용될 수 있다.
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 있다.
유도 가열 배열은 서셉터를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "서셉터(susceptor)"는 자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 물질을 포함하고 있는 요소를 지칭한다. 서셉터가 가변 자기장에 위치될 때, 서셉터는 가열된다. 서셉터의 가열은 서셉터 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 히스테리시스 손실 또는 와전류 중 적어도 하나의 결과일 수 있다.
바람직하게는, 인덕터 코일은 서셉터의 적어도 일부분 주위에 위치되어 있다.
유도 가열 배열이 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일을 포함하고 있는 구현예에서, 제1 인덕터 코일은 서셉터의 제1 부분 주위에 위치될 수 있고, 제2 인덕터 코일은 서셉터의 제2 부분 주위에 위치될 수 있다.
서셉터는 제1 서셉터일 수 있으며, 제1 인덕터 코일은 제1 서셉터의 적어도 일부분 주위에 위치되어 있다. 유도 가열 배열은 제2 서셉터를 포함할 수 있으며, 여기서 제2 인덕터 코일은 제2 서셉터의 적어도 일부분 주위에 위치되어 있다.
바람직하게는, 유도 가열 배열은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 분리부를 포함하고, 여기서 분리부는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연시킨다. 분리부는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연시키기 위한 임의의 적절한 크기일 수 있다.
유도 가열 배열은 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에 배치된 중간 요소를 포함할 수 있다. 중간 요소는 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이의 분리부에 배치될 수 있다. 중간 요소는 제1 서셉터와 제2 서셉터 사이에서 연장될 수 있다. 중간 요소는 제1 서셉터의 말단과 접촉할 수 있다. 중간 요소는 제2 서셉터의 말단과 접촉할 수 있다. 중간 요소는 제1 서셉터의 말단에 고정될 수 있다. 중간 요소는 제2 서셉터의 말단에 고정될 수 있다. 중간 요소는 제2 서셉터를 제1 서셉터에 연결할 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.
중간 요소는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 중간 요소는 제1 서셉터를 제2 서셉터로부터 열적으로 절연하기 위한 열 절연 재료를 포함할 수 있다. 적합한 재료는 폴리에테르 에테르 케톤, 액정 중합체, 시멘트, 유리, 지르코늄 디옥사이드, 질화규소, 산화알루미늄, 및 이들의 조합을 포함한다.
본 개시에 따른 유도 가열 배열을 위한 서셉터의 바람직한 그리고 선택적인 특징부가 이제 설명될 것이다. 유도 가열 배열이 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 포함하고 있는 구현예에서, 바람직한 그리고 선택적인 특징부 각각은 제1 서셉터, 제2 서셉터, 또는 제1 서셉터 및 제2 서셉터에 적용될 수 있다.
바람직하게는, 서셉터는 관형 서셉터이다. 바람직하게는, 관형 서셉터는 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부분을 수용하기 위한 공동을 정의한다. 공동은 일 말단에서 개방될 수 있다. 공동은 양 말단에서 개방될 수 있다.
서셉터가 일 말단 또는 양 말단에서 개방되는 공동을 정의하는 관형 서셉터인 경우, 바람직하게는 서셉터는 서셉터의 외부 표면으로부터 서셉터의 내부 표면까지의 가스에 대해 실질적으로 불투과성이다. 즉, 바람직하게는 서셉터는 서셉터의 측벽면을 통해 가스에 대해 실질적으로 불투과성이다.
서셉터는 임의의 적합한 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 서셉터는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 재료로 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, 1x10-4Ωm 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 재료를 설명하는데 사용된다.
서셉터에 적합한 재료는 흑연, 몰리브덴, 실리콘 탄화물, 스테인리스 스틸, 니오븀, 알루미늄, 니켈, 니켈 함유 화합물, 티타늄, 및 금속 재료의 복합물을 포함하고 있다. 일부 바람직한 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함하고 있다. 일부 바람직한 서셉터는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 강자성 스틸 또는 스테인리스 스틸과 같은 강자성 합금, 강자성 입자, 및 페라이트를 포함한다. 일부 바람직한 서셉터는 강자성 재료로 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.
본 개시에 따르면, 본원에 기술된 유도 가열 배열 중 어느 하나를 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치가 제공되어 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함한다.
에어로졸 발생 장치는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 전력 공급부로부터 각각의 인덕터 코일로 가변 전류를 공급하도록 배열될 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부로부터 각각의 인덕터 코일로 가변 전류를 공급하도록 배열된 제어기를 포함하고 있다.
전력 공급부는 DC 전력 공급부일 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 재충전가능 리튬 이온 배터리와 같은, 배터리이다. 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급원은 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.
제어기는 프로그래밍가능한 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 또는 주문형 집적 칩(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어기는 추가 전자 구성요소를 포함할 수 있다. 제어기는 각각의 인덕터 코일에 대한 전류 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 에어로졸 발생 장치의 활성화 다음에 연속적으로 인덕터 코일에 공급될 수 있거나, 간헐적으로, 예컨대 퍼프마다의 기준으로 공급될 수 있다.
제어기는 약 5kHz 내지 약 500kHz의 주파수를 갖는 가변 전류를 인덕터 코일에 공급하도록 구성될 수 있다.
제어기는 인덕터 코일에 고주파 가변 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고주파 가변 전류"는 약 500kHz 내지 약 30MHz의 주파수를 갖는 가변 전류를 의미한다. 고주파 가변 전류는 약 1MHz 내지 약 10MHz와 같은, 또는 약 5MHz 내지 약 8MHz와 같은, 약 1MHz 내지 약 30MHz의 주파수를 가질 수 있다.
유도 가열 배열이 제1 인덕터 코일 및 제2 인덕터 코일을 포함하고 있는 구현예에서, 제어기는 제1 기간 동안 제1 가변 전류를 제1 인덕터 코일에 공급할 수 있고, 제어기는 기간 동안 제2 가변 전류를 제2 인덕터 코일에 공급할 수 있다.
제1 기간은 제2 기간과 동일할 수 있다. 즉, 제어기는 제1 및 제2 가변 전류를 동시에 공급할 수 있다.
제1 기간은 제2 기간과 상이할 수 있다. 제1 기간은 제2 기간보다 길 수 있다. 제1 기간은 제2 기간보다 짧을 수 있다. 제1 기간은 제2 기간과 부분적으로 중첩될 수 있다. 제1 기간은 제2 기간과 완전히 중첩될 수 있다. 제1 기간과 제2 기간 사이에 중첩이 없을 수 있다. 제1 시간 및 제2 시간은 연속적일 수 있다.
제어기는 유리하게는 DC/AC 인버터를 포함할 수 있다. DC/AC 인버터는 클래스-C, 클래스-D 또는 클래스-E 전력 증폭기를 포함할 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 재료, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함한다. 재료는 가볍고 비-취성(non-brittle)인 것이 바람직하다.
장치 하우징은 유도 가열 챔버를 정의할 수 있다. 바람직하게는, 유도 가열 배열은 유도 가열 챔버 내에 위치되어 있다.
상기 장치 하우징은 공기 유입구를 포함하고 있다. 공기 유입구는 주위 공기가 장치 하우징으로 진입할 수 있도록 구성될 수 있다. 장치 하우징은 임의의 적절한 수의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 장치 하우징은 복수의 공기 유입구들을 포함할 수 있다.
장치 하우징은 공기 유입구를 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 유출구들을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 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.
에어로졸 발생 장치는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 유도 가열 배열의 온도를 감지하도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열이 서셉터를 포함하고 있는 구현예에서, 온도 센서는 서셉터의 온도를 감지하도록 배열될 수 있다. 유도 가열 배열이 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 포함하고 있는 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 제1 서셉터의 온도를 감지하도록 배열된 제1 온도 센서 및 제2 서셉터의 온도를 감지하도록 배열된 제2 온도 센서를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 장치를 활성화하기 위한 사용자 인터페이스, 예를 들어 에어로졸 형성 기재의 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 에어로졸 발생 시스템 상에서 사용자가 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.
본 개시에 따르면, 본원에 기재된 에어로졸 발생 장치 중 어느 하나를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템이 제공되어 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 물품을 추가로 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 구성되어 있다. 유도 가열 배열은 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 정의할 수 있다. 유도 가열 배열이 서셉터를 포함하고 있는 구현예에서, 서셉터는 공동을 정의할 수 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 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 포함하고 있는 담배 함유 물질을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 식물계 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 재료를 포함할 수 있다. 균질화된 담배 재료는 미립자 담배를 응집하여 형성된 것일 수 있다. 특히 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 균질화된 담배 재료의 주름진 권축된 시트(crimped sheet)를 포함한다. 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 재료는, 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 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 에어로졸 형성 기재들을 포함하고 있는 다수의 구성요소를 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 배열 내의 인덕터 코일의 수와 동일할 수 있다.
에어로졸 형성 부위는 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 부위는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 부위는 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 마우스 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 약 5mm 내지 약 25mm의 범위일 수 있다. 분리부는 약 18mm일 수 있다.
본 개시의 구현예는 이제 첨부된 도면을 참조하여, 예로서만 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 본 개시의 제1 구현예에 따른 유도 가열 배열의 길이방향 단면도를 보여주고 있고;
도 2는 선 1-1을 따른 도 1의 유도 가열 배열의 부분적으로 분해된 횡단면도를 보여주고 있고;
도 3은 에어로졸 발생 물품 및 도 1의 유도 가열 배열을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치를 포함하고 있는 에어로졸 발생 시스템의 단면도를 보여주고 있고;
도 4는 에어로졸 발생 장치 내부에 수용된 에어로졸 발생 물품을 갖는 도 3의 에어로졸 발생 시스템을 보여주고 있고;
도 5는 본 개시의 제2 구현예에 따른 유도 가열 배열의 길이방향 단면도를 보여주고 있고; 그리고
도 6은 본 개시의 제3 구현예에 따른 유도 가열 배열의 길이방향 단면도를 보여주고 있다.
도 1은 본 개시의 제1 구현예에 따른 유도 가열 배열(10)의 길이방향 단면도를 보여주고 있다. 유도 가열 배열(10)은 유도 가열 배열(10)의 길이방향 축(18)을 따라 관형 서셉터(16) 주위에 동축으로 위치된 제1 인덕터 코일(12) 및 제2 인덕터 코일(14)을 포함하고 있다. 서셉터(16)는 에어로졸 형성 기재가 유도 가열 배열(10)에 의한 가열을 위해 수용될 수 있는 공동(19)을 정의한다.
유도 가열 배열(10)은 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치된 제1 플럭스 집중기(20) 및 제2 인덕터 코일(14) 주위에 위치된 제2 플럭스 집중기(22)를 포함하고 있다. 제1 및 제2 플럭스 집중기들(20, 22)은 각각 강자성 재료로 형성된다.
제1 플럭스 집중기(20)는 관형 형상을 가지며, 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치된 제1 주요 부분(24), 제1 주요 부분(24)의 제1 말단에 있는 제1 말단 부분(26), 및 제1 주요 부분(24)의 제2 말단에 있는 제2 말단 부분(28)을 포함하고 있다. 제1 및 제2 말단 부분들(26, 28)은 각각 제1 주요 부분(24)의 내부 직경보다 작은 내부 직경을 갖는다. 제1 플럭스 집중기(20)의 내부 표면(30)은 제1 말단 부분(26)과 제2 말단 부분(28) 사이의 제1 환형 채널(32)을 정의한다. 제1 인덕터 코일(12)은 제1 말단 부분(26)과 제2 말단 부분(28) 사이의 제1 환형 채널(32) 내에 위치되어 있다.
제2 플럭스 집중기(22)는 관형 형상을 가지며, 제2 인덕터 코일(14) 주위에 위치된 제2 주요 부분(34), 제2 주요 부분(34)의 제1 말단에 있는 제3 말단 부분(36), 및 제2 주요 부분(34)의 제2 말단에 있는 제4 말단 부분(38)을 포함하고 있다. 제3 및 제4 말단 부분들(36, 38)은 각각 제2 주요 부분(34)의 내부 직경보다 작은 내부 직경을 갖는다. 제2 플럭스 집중기(22)의 내부 표면(40)은 제3 말단 부분(36)과 제4 말단 부분(38) 사이의 제2 환형 채널(42)을 정의한다. 제2 인덕터 코일(14)은 제3 말단 부분(36)과 제4 말단 부분(38) 사이의 제2 환형 채널(42) 내에 위치되어 있다.
가변 전류가 제1 인덕터 코일(12)에 공급될 때 제1 인덕터 코일(12)은 가변 자기장을 발생시킨다. 제1 플럭스 집중기(20), 및 특히 제1 및 제2 말단 부분들(26, 28)의 형상은, 가변 자기장이 제1 인덕터 코일(12) 내에 위치된 서셉터(16)의 제1 부분에 집중되도록 가변 자기장을 왜곡시킨다. 제1 인덕터 코일(12)에 의해 발생된 가변 자기장은 서셉터(16)의 제1 부분에서 와전류를 유도하여, 서셉터(16)의 제1 부분이 가열되게 한다. 유리하게는, 제1 플럭스 집중기(20)에 의한 서셉터(16)의 제1 부분 내의 가변 자기장의 농도는 제1 인덕터 코일(12)에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제2 인덕터 코일(14) 내에 위치된 서셉터(16)의 제2 부분의 가열을 감소시키거나 최소화한다.
가변 전류가 제2 인덕터 코일(14)에 공급될 때 제2 인덕터 코일(14)은 가변 자기장을 발생시킨다. 제2 플럭스 집중기(22), 및 특히 제1 및 제2 말단 부분들(36, 38)의 형상은, 가변 자기장이 제2 인덕터 코일(14) 내에 위치된 서셉터(16)의 제2 부분에 집중되도록 가변 자기장을 왜곡시킨다. 제2 인덕터 코일(14)에 의해 발생된 가변 자기장은 서셉터(16)의 제2 부분에서 와전류를 유도하여, 서셉터(16)의 제2 부분이 가열되게 한다. 유리하게는, 제2 플럭스 집중기(22)에 의한 서셉터(16)의 제2 부분 내의 가변 자기장의 농도는 제2 인덕터 코일(14)에 의해 발생된 가변 자기장에 의해 제1 인덕터 코일(12) 내에 위치된 서셉터(16)의 제1 부분의 가열을 감소시키거나 최소화한다.
도 2는 선 1-1을 따라 도 1의 유도 가열 배열(10)의 부분적으로 분해된 횡단면도를 보여주고 있다. 제1 플럭스 집중기(20)는 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 부품(44) 및 반-환형 형상을 갖는 이산 제2 부품(46)을 포함하고 있다. 이산 제1 및 제2 부품들(44, 46)이 함께 모일 때, 이들은 제1 플럭스 집중기(20)의 관형 형상을 정의한다. 유리하게는, 각각 반-환형 형상을 갖는 제1 및 제2 부품들(44, 46)로부터 제1 플럭스 집중기(20)를 형성하는 것은 유도 가열 조립체(10)의 조립을 용이하게 한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터 코일(12)은 서셉터(16)의 제1 부분 위에 위치될 수 있다. 그런 다음, 제1 및 제2 부품들(44, 46)은 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치될 수 있고 서로 접촉하여 제1 플럭스 집중기(20)를 형성할 수 있다. 동일한 배열이 제2 플럭스 집중기(22)를 조립하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제2 플럭스 집중기(22)는 또한 각각 반환형 형상을 갖는 이산 제1 및 제2 부품들로부터 형성될 수 있다.
도 3은 본 개시의 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(100)의 분해 단면도를 보여주고 있다. 에어로졸 발생 시스템(100)은 도 1의 유도 가열 배열(10)을 포함하고 있는 에어로졸 발생 장치(102)를 포함하고 있다. 에어로졸 발생 시스템(100)은 또한 에어로졸 발생 물품(200)을 포함하고 있다.
에어로졸 발생 장치(102)는 종래의 엽궐련과 유사한 형상 및 크기를 갖는, 실질적으로 원통형 장치 하우징(103)을 포함하고 있다. 장치 하우징(103)은 근위 말단에서 장치 공동(104)을 정의한다. 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 일부분을 수용하도록 구성되어 있다. 따라서, 장치 공동(104)의 직경은 에어로졸 발생 물품(200)의 직경과 실질적으로 유사하다.
에어로졸 발생 장치(102)는 재충전가능 니켈-카드뮴 배터리의 형태로 된 전력 공급부(106), 마이크로프로세서를 포함하고 있는 인쇄 회로 기판의 형태로 된 제어기(108), 전기 커넥터(109), 및 유도 가열 배열(10)을 더 포함하고 있다. 전력 공급부(106), 제어기(108) 및 유도 가열 배열(10)은 모두 장치 하우징(103) 내에 수용되어 있다. 에어로졸 발생 장치(102)의 유도 가열 배열(10)은 장치(102)의 근위 말단에 배열되고, 일반적으로 장치 공동(104) 주위에 배치되어 있다. 전기 커넥터(109)는 장치 공동(104)에 대향하는, 장치 하우징(103)의 원위 말단에 배열되어 있다.
제어기(108)는 전력 공급부(106)로부터 유도 가열 배열(10)로의 전력 공급을 제어하도록 구성되어 있다. 제어기(108)는 클래스-D 전력 증폭기를 포함하고 있는 DC/AC 인버터를 더 포함하고, 유도 가열 배열(10)에 적어도 하나의 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 제어기(108)는 또한 전기 커넥터(109)로부터 전력 공급부(106)의 재충전을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 제어기(108)는 사용자가 장치 공동(104) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품을 흡인할 때를 감지하도록 구성되어 있는 퍼프 센서(미도시함)를 포함하고 있다.
제1 인덕터 코일(12)은 제어기(108) 및 전력 공급부(106)에 연결되어 있고, 제어기(108)는 제1 인덕터 코일(12)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 가변 전류가 제1 인덕터 코일(12)에 공급될 때, 제1 인덕터 코일(12)은 가변 자기장을 발생시키며, 이는 유도에 의해 서셉터(16)의 제1 부분을 가열한다.
제2 인덕터 코일(14)은 제어기(108) 및 전력 공급부(106)에 연결되어 있고, 제어기(108)는 제2 인덕터 코일(14)에 가변 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 가변 전류가 제2 인덕터 코일(14)에 공급될 때, 제2 인덕터 코일(14)은 가변 자기장을 발생시키며, 이는 유도에 의해 서셉터(16)의 제2 부분을 가열한다.
장치 하우징(103)은 또한 장치 공동(106)의 원위 말단에 매우 근접하여 공기 유입구(180)를 정의한다. 공기 유입구(180)는 주위 공기가 장치 하우징(103) 내로 흡인될 수 있도록 구성되어 있다. 기류 경로는 장치 공동(104)의 원위 말단 내의 공기 유입구(180)와 공기 유출구 사이에서 장치를 통해 정의되어, 공기가 공기 유입구(180)로부터 장치 공동(104) 내로 흡인될 수 있게 한다.
에어로졸 발생 물품(200)은 원통형 로드의 형태이고 담배를 포함하고 있는, 에어로졸 형성 기재(202)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(202)의 원통형 로드는 장치 공동(104)의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 에어로졸 발생 물품(200)은 또한 관형 냉각 부위(204), 필터 부위(206), 및 마우스 말단 부위(208)를 포함하고 있다. 에어로졸 형성 기재(202), 관형 냉각 부위(204), 필터 부위(206) 및 마우스 말단 부위(208)는 외부 래퍼(210)에 의해 함께 유지된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(200)의 에어로졸 형성 기재(202)가 장치 공동(104) 내에 수용될 때, 에어로졸 형성 기재(202)의 길이는 에어로졸 형성 기재(202)가 유도 가열 배열(10)의 길이를 따라 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 시스템(100)에 의해 발생된 에어로졸을 흡입할 수 있다. 사용자가 에어로졸 발생 물품(200)의 근위 말단을 흡인할 때, 공기는 공기 유입구(180)에서 장치 하우징(103) 내로 흡인되고, 기류 경로를 따라 장치 공동(104) 내로 흡인된다. 공기는 장치 공동(104)의 원위 말단 내의 유출구를 통해 에어로졸 형성 기재(202)의 근위 말단에서 에어로졸 발생 물품(200) 내로 흡인된다.
에어로졸 발생 장치(102)의 제어기(108)는 미리 결정된 가열 프로파일에 따라 유도 가열 배열(10)의 제1 및 제2 인덕터 코일들(12, 14)에 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 미리 결정된 가열 프로파일은 제1 기간 동안 서셉터(16)의 제1 부분을 작동 온도로 가열하기 위해 가변 전류를 제1 인덕터 코일(12)에 공급하는 단계를 포함하고 있다. 미리 결정된 가열 프로파일은 또한 제2 기간 동안 서셉터(16)의 제2 부분을 작동 온도로 가열하기 위해 제2 인덕터 코일(14)에 가변 전류를 공급하는 단계를 포함하고 있다. 본 구현예에서, 제1 기간 및 제2 기간은 부분적으로 중첩된다. 즉, 제2 기간은 제1 기간의 일부가 경과했을 때 시작되고, 제1 기간은 제2 기간의 일부가 경과했을 때 종료된다. 그러나, 제어기(108)는 사용자에 대한 원하는 에어로졸 전달에 따라, 상이한 가열 프로파일에 따라 제1 및 제2 인덕터 코일들(12, 14)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치(102)는 가열 프로파일을 변경하기 위해 사용자에 의해 제어될 수 있다.
도 5는 본 개시의 제2 구현예에 따른 유도 가열 배열(310)의 길이방향 단면도를 보여주고 있다. 도 5에 도시된 유도 가열 배열(310)은 도 1의 유도 가열 배열(10)과 유사하고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지정하기 위해 사용된다.
유도 가열 배열(310)은 관형 형상을 가지며 제1 인덕터 코일(12) 주위에 위치된 제1 주요 부분(24), 제2 인덕터 코일(14) 주위에 위치된 제2 주요 부분(34), 제1 주요 부분(24)의 제1 말단에 있는 제1 말단 부분(26), 제1 및 제2 주요 부분들(24, 34)의 제2 말단에 있는 제2 말단 부분(28), 및 제2 주요 부분(34)의 제1 말단에 있는 제3 말단 부분(36)을 포함하고 있는 단일 플럭스 집중기(313)를 포함하고 있다. 플럭스 집중기(313)의 내부 표면(331)은 제1 말단 부분(26)과 제2 말단 부분(28) 사이의 제1 환형 채널(32), 및 제2 말단 부분(28)과 제3 말단 부분(36) 사이의 제2 환형 채널(42)을 정의한다. 바람직하게는, 플럭스 집중기(313)는 각각 유도 가열 배열(10)에 대해 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 및 제2 부분들을 포함하고 있다.
도 6은 본 개시의 제3 구현예에 따른 유도 가열 배열(410)의 길이방향 단면도를 보여주고 있다. 도 6에 도시된 유도 가열 배열(410)은 도 5에 도시된 유도 가열 배열(310)과 유사하며, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지칭하도록 사용된다.
유도 가열 배열(410)은 플럭스 집중기(413)의 관형 형상을 정의하도록 연속적으로 위치된 복수의 이산 환형 부위(411)를 포함하고 있는 단일 플럭스 집중기(413)를 포함하고 있다. 복수의 이산 환형 부위(411)는 플럭스 집중기(413)의 제1 말단 부분(26)을 정의하는 제1 이산 환형 부위(427), 플럭스 집중기(413)의 제2 말단 부분(28)을 정의하는 제2 이산 환형 부위(429), 및 플럭스 집중기(413)의 제3 말단 부분(36)을 정의하는 제3 이산 환형 부위(437)를 포함하고 있다. 복수의 이산 환형 부위(411)는 또한 플럭스 집중기(413)의 제1 주요 부분(24)을 정의하는 복수의 제1 중간 이산 환형 부위(425), 및 플럭스 집중기(413)의 제2 주요 부분(34)을 정의하는 복수의 제2 중간 이산 환형 부위(435)를 포함하고 있다.
도 1의 유도 가열 배열(10)의 제1 및 제2 플럭스 집중기들(20, 22)은 각각 도 6의 플럭스 집중기(413)와 동일한 방식으로 복수의 이산 환형 부위로부터 형성될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 유도 가열 배열로서,
    가변 전류가 제1 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제1 가변 자기장을 발생시키도록 배열된, 상기 제1 인덕터 코일;
    가변 전류가 제2 인덕터 코일을 통해 흐를 때 제2 가변 자기장을 발생시키도록 배열된, 상기 제2 인덕터 코일; 및
    상기 제1 인덕터 코일 주위에 위치되어 상기 제1 인덕터 코일에 의해 발생된 제1 가변 자기장을 왜곡시키는 플럭스 집중기를 포함하고,
    상기 플럭스 집중기는 관형 형상을 가지며,
    상기 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 주요 부분으로서, 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는, 상기 주요 부분;
    상기 주요 부분의 제1 말단에 있는 제1 말단 부분으로서, 상기 제1 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 상기 제1 말단 부분의 내부 직경은 상기 주요 부분의 내부 직경보다 작은, 상기 제1 말단 부분; 및
    상기 주요 부분의 제2 말단에 있는 제2 말단 부분으로서, 상기 제2 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 상기 제2 말단 부분의 내부 직경은 상기 주요 부분의 내부 직경보다 작은, 상기 제2 말단 부분을 포함하고;
    상기 플럭스 집중기의 내부 표면은 상기 제1 말단 부분과 상기 제2 말단 부분 사이에 환형 채널을 정의하고, 상기 제1 인덕터 코일은 상기 제1 말단 부분과 상기 제2 말단 부분 사이의 환형 채널 내에 위치되는, 유도 가열 배열.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플럭스 집중기는 제1 플럭스 집중기이고, 상기 주요 부분은 상기 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 제1 주요 부분이고, 상기 환형 채널은 제1 환형 채널이고, 상기 유도 가열 배열은 상기 제2 인덕터 코일 주위에 위치되어 상기 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 제2 가변 자기장을 왜곡시키는 제2 플럭스 집중기를 포함하고,
    상기 제2 플럭스 집중기는 관형 형상을 가지며,
    상기 제2 인덕터 코일 주위에 위치된 제2 주요 부분으로서, 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는, 상기 제2 주요 부분;
    상기 제2 주요 부분의 제1 말단에 있는 제3 말단 부분으로서, 상기 제3 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 상기 제3 말단 부분의 내부 직경은 상기 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작은, 상기 제3 말단 부분; 및
    상기 제2 주요 부분의 제2 말단에 있는 제4 말단 부분으로서, 상기 제4 말단 부분은 내부 직경을 가지고, 상기 제4 말단 부분의 내부 직경은 상기 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작은, 상기 제4 말단 부분을 포함하고;
    상기 제2 플럭스 집중기의 내부 표면은 상기 제3 말단 부분과 상기 제4 말단 부분 사이에 제2 환형 채널을 정의하고, 상기 제2 인덕터 코일은 상기 제3 말단 부분과 상기 제4 말단 부분 사이의 제2 환형 채널 내에 위치되는 것인, 유도 가열 배열.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플럭스 집중기는 상기 제1 인덕터 코일 및 상기 제2 인덕터 코일 주위에 위치되어 상기 제1 및 제2 인덕터 코일에 의해 발생된 제1 및 제2 가변 자기장을 왜곡시키고, 상기 주요 부분은 상기 제1 인덕터 코일 주위에 위치된 제1 주요 부분이고, 상기 환형 채널은 제1 환형 채널이고,
    상기 플럭스 집중기는:
    상기 제2 인턱터 코일 주위에 위치된 제2 주요 부분으로서, 내부 직경, 제1 말단 및 제2 말단을 갖는, 상기 제2 주요 부분; 및
    상기 제2 주요 부분의 제1 말단에 있는 제3 말단 부분으로서, 상기 제3 말단 부분은 내부 직경을 가지며, 상기 제3 말단 부분의 내부 직경은 상기 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작은, 상기 제3 말단 부분을 추가로 포함하고;
    상기 제2 말단 부분은 상기 제2 말단 부분이 상기 제1 주요 부분과 상기 제2 주요 부분 사이에 위치되도록 상기 제2 주요 부분의 상기 제2 말단에 있고;
    상기 제2 말단 부분의 내부 직경은 상기 제2 주요 부분의 내부 직경보다 작고;
    상기 플럭스 집중기의 내부 표면은 상기 제2 말단 부분과 상기 제3 말단 부분 사이에 제2 환형 채널을 정의하며, 상기 제2 인덕터 코일은 상기 제2 말단 부분과 상기 제3 말단 부분 사이의 제2 환형 채널 내에 위치되는 것인, 유도 가열 배열.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 인덕터 코일 및 각각 각자의 환형 채널은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치되고, 상기 길이방향 축을 따라 길이방향으로 각각의 환형 채널의 단면 형상은 U자형인 것인, 유도 가열 배열.
  5. 제5항에 있어서, 각각의 환형 채널의 U자형 단면 형상은 직사각형 U자형 단면 형상인 것인, 유도 가열 배열.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 인덕터 코일 및 각각 각자의 환형 채널은 길이방향 축을 중심으로 동심으로 위치되고, 각각의 플럭스 집중기는 반-환형 형상을 갖는 이산 제1 부품 및 반-환형 형상을 갖는 이산 제2 부품으로 형성되어 있고, 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품은 함께 상기 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의하는 것인, 유도 가열 배열.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 플럭스 집중기는 상기 플럭스 집중기의 관형 형상을 정의하도록 연속적으로 위치된 복수의 이산 환형 부위를 포함하는 것인, 유도 가열 배열.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플럭스 집중기의 제1 말단 부분을 정의하는 제1 이산 환형 부위;
    상기 플럭스 집중기의 제2 말단 부분을 정의하는 제2 이산 환형 부위; 및
    상기 플럭스 집중기의 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 중간 이산 환형 부위를 포함하는, 유도 가열 배열.
  9. 제8항에 있어서, 제2항에 종속되는 경우, 상기 적어도 하나의 중간 이산 환형 부위는 상기 제1 플럭스 집중기의 제1 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제1 중간 이산 환형 부위이고,
    상기 유도 가열 배열은:
    상기 제2 플럭스 집중기의 제3 말단 부분을 정의하는 제3 이산 환형 부위;
    상기 제2 플럭스 집중기의 제4 말단 부분을 정의하는 제4 이산 환형 부위; 및
    상기 제2 플럭스 집중기의 제2 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제2 중간 이산 환형 부위를 더 포함하는 것인, 유도 가열 배열.
  10. 제8항에 있어서, 제3항에 종속되는 경우, 상기 플럭스 집중기의 주요 부분을 정의하는 상기 적어도 하나의 중간 이산 환형 부위는 상기 제1 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제1 중간 이산 환형 부위, 및 상기 제2 주요 부분을 정의하는 적어도 하나의 제2 중간 이산 환형 부위를 포함하고, 상기 유도 가열 배열은 상기 플럭스 집중기의 제3 말단 부분을 정의하는 제3 이산 환형 부위를 더 포함하는 것인, 유도 가열 배열.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 플럭스 집중기는 6 내지 8MHz의 주파수 및 25℃의 온도에서 적어도 5의 상대 자기 투과율을 갖는 재료를 포함하는 것인, 유도 가열 배열.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 플럭스 집중기는 강자성 재료를 포함하는 것인, 유도 가열 배열.
  13. 에어로졸 발생 장치로서,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유도 가열 배열;
    전력 공급부; 및
    상기 전력 공급부로부터 각각의 인덕터 코일로 가변 전류를 공급하도록 배열된 제어기를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
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GB201903251D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd Aerosol provision device
TW202231202A (zh) * 2021-02-02 2022-08-16 瑞士商傑太日煙國際股份有限公司 氣溶膠產生裝置和氣溶膠產生系統
WO2024033407A1 (en) * 2022-08-11 2024-02-15 Philip Morris Products S.A. Induction heating arrangement for use in an inductively heating aerosol-generating device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1021065A2 (en) * 1996-05-17 2000-07-19 Inductotherm Corp. Induction heating coil assembly for prevention of circulating currents in induction heating lines for continuous-cast products
CA2649366C (en) * 2006-04-24 2013-01-08 Inductoheat, Inc. Electric induction heat treatment of an end of tubular material
US10132221B2 (en) * 2013-09-18 2018-11-20 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Apparatus and method for gaseous emissions treatment with enhanced catalyst distribution
EP3806583B1 (en) * 2016-08-31 2023-08-30 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating device with inductor
CN108617042A (zh) * 2018-07-05 2018-10-02 湖北中烟工业有限责任公司 一种内部感应加热的吸烟装置

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