KR20220041855A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

Abstract

에어로졸 생성 장치가 제공되고, 그러한 에어로졸 생성 장치는 챔버 내에 수용된 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 관형 가열 챔버, 관형 가열 챔버 주위에서 적어도 부분적으로 슬리브화된 절연 관, 및 가열 챔버를 절연 관 내에서 지지하기 위한 적어도 하나의 환형 지지부를 포함한다. 내부 환형 지지부의 적어도 일부가 절연 관 내에 장착되고, 가열 챔버는 적어도 부분적으로 환형 지지부 내에 장착된다.

Description

에어로졸 생성 장치

통상적인 담배 제품, 예를 들어 시가렛, 시가, 시가릴로 및 권연(rolling tobacco)의 흡연을 중단하고자 하는 습관성 흡연자를 돕기 위한 보조 기구로서 위험이 감소되거나 또는 위험이 개선된 장치(기화기로도 알려짐)의 인기 및 사용이 지난 몇 년 동안 빠르게 성장해 왔다. 통상적인 담배 제품에서 담배를 연소시키는 것과는 대조적으로, 에어로졸성 물질을 가열 또는 가온(warm)하는 다양한 장치 및 시스템이 이용될 수 있다.

일반적으로 이용 가능한 위험이 감소되거나 또는 위험이 개선된 장치는 가열 기재 에어로졸 생성 장치 또는 비-연소 가열 장치이다. 이러한 유형의 장치는, 일반적으로 습한 잎 담배 또는 다른 적합한 에어로졸성 재료를 포함하는 에어로졸 기재를 일반적으로 150℃ 내지 300℃ 범위의 온도로 가열함으로써 에어로졸 또는 증기를 생성한다. 에어로졸 기재를 태우거나 연소시키지 않고 가열하는 것은, 사용자가 원하는 성분은 포함하지만, 태우고 연소시킬 때 발생하는 독성 및 발암성 부산물은 포함하지 않는, 에어로졸을 방출한다. 또한, 담배 또는 다른 에어로졸성 재료를 가열함으로써 생성되는 에어로졸은 일반적으로, 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는, 태움 및 연소로부터 발생하는 탄맛 또는 쓴맛을 포함하지 않고, 따라서 그러한 기재는, 좀 더 사용자의 구미에 맞는 연기 및/또는 증기를 생성하기 위해 그러한 재료에 일반적으로 첨가되는 설탕 및 다른 첨가제를 필요로 하지 않는다.

그러한 에어로졸 생성 장치에서, 에어로졸 기재는 가열기에 의해서 가열되어야 하고, 일부 열이 가열기로부터 에어로졸 생성 장치의 나머지 부분으로 누출되는 것은 불가피하다 이러한 열은, 가열기의 전원 또는 열-민감성 전자기기와 같은 다른 구성요소를 손상시킬 수 있다. 일부 경우에, 가열되지 않도록 설계된 구성요소가 너무 고온이 되면, 이것은 심지어 화재 또는 폭발의 위험성을 가질 수 있다. 또한, 이러한 열 누출은, 사용자가 손으로 편안하게 잡을 수 없을 정도로 장치의 외부 표면이 너무 뜨거워지는 결과를 초래할 수 있으며, 이를 제어하지 않고 그대로 뇌두면, 심지어 사용자의 피부를 손상시킬 수 있다.

따라서, 그러한 비-연소 가열 장치와 관련된 다양한 장점을 유지하거나 개선하면서, 개선된 안전성 및 신뢰성을 갖는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

제1 양태에 따라, 가열기 조립체 및 가열기 조립체를 유지하도록 구성된 프레임을 포함하는 에어로졸 생성 장치가 제공되고, 가열기 조립체는, 챔버 내에 수용된 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 관형 가열 챔버; 관형 가열 챔버 주위에서 적어도 부분적으로 슬리브화된(sleeved) 절연 관; 및 가열 챔버를 절연 관 내에서 지지하기 위한 적어도 하나의 환형 지지부로서, 환형 지지부의 적어도 일부가 절연 관 내에 장착되고, 가열 챔버는 적어도 부분적으로 환형 지지부 내에 장착되고, 환형 지지부는 절연 관의 일 단부에 배치되고 프레임에 장착되도록 구성되는, 환형 지지부를 포함한다.

그렇게 환형 지지부가 장착됨으로써, 에어로졸 생성 장치는, 챔버로부터의 열의 누출을 감소시키면서, 챔버 내에 수용된 에어로졸 생성 재료를 효과적으로 가열할 수 있다. 환형 지지부는 가열 챔버를 절연 관 내에서 그리고 가열기 조립체를 프레임에 대해서 유지하여 장치의 안전성 및 신뢰성을 높이고, 가열 챔버로부터 장치의 나머지로, 특히 장치의 표면으로 전달되는 열의 레벨을 감소시키는 신뢰 가능한 구조물을 제공한다.

특히, 환형 지지부는, 가열 챔버의 외부 표면과 결합되도록 절연 관 내로 연장되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부는 감소된 표면적의 영역을 제공할 수 있고, 그에 따라 환형 지지부와 가열 챔버 사이의 연결 지점들이 감소될 수 있다. 환형 지지부와 가열 챔버 사이에서 요구되는 물리적인 직접적인 접촉을 최소화함으로써, 챔버로부터 지지부로의, 그리고 최종적으로 장치의 나머지로의 열 전달을 더 감소시킬 수 있다.

바람직하게, 가열 챔버는, 절연 관 내에 장착되는 환형 지지부의 일부 내에 적어도 부분적으로 장착된다. 그러한 경우에, 환형 지지부는, 가열 챔버를 절연 관 내에서 지지하기 위해서 절연 관과 가열 챔버 사이에 삽입되는 하나의 부분을 제공할 수 있고, 그러한 동일한 지지 부분은 절연 관 및 가열 챔버와 접촉된다.

바람직하게, 가열기 조립체는 절연 관의 각각의 단부에서 환형 지지부를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게, 가열기 조립체는, 절연 관의 각각의 단부에 위치되는 환형 지지부들 중에서 임의의 환형 지지부를 가지지 않을 수 있다. 결과적으로, 장치의 나머지, 특히 외부 하우징으로의 발생 가능한 열 전달이 감소될 수 있다. 절연 관과 외부 하우징 사이의 비교적 자유로운 공간이 그렇게 형성될 수 있고, 그러한 자유 공간은, 환형 지지부에 의해서 절연 관의 외부 표면에 전달될 수 있는 열에 대한 더 효율적인 절연을 제공할 수 있다. 환형 지지부가 또한 가열기 조립체의 단부들에 배치되는 것으로 인해서, 열 전달이 제한되는데, 이는 그러한 구역이 가열 챔버의 더 중앙의 구역보다 덜 가열되기 때문이다.

가능한 모드에서, 내부 환형 지지부가 C-형상의 횡단면을 가질 수 있다. 완전한 또는 폐쇄된 원주방향 라인을 구성하지 않는 환형 횡단면을 가지는 것에 의해서, 열 전달의 추가적인 감소를 위해서 요구되는 재료를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

특히, 앞서 규정된 바와 같은 장치 내의 적어도 하나의 환형 지지부는, 절연 관의 외부 표면과 결합되는 외부 환형 지지부일 수 있다. 적어도 하나의 외부 환형 지지부는 절연 관의 외부 표면과 결합되는 구조물을 제공하고, 외부 환형 지지부는 장치 내에서 절연 관을 전체적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 외부 환형 지지부는 절연 관이 장치 내의 케이싱 또는 프레임에 대해서 유지되게 하는 지지를 제공할 수 있다. 또한, 외부 환형 지지부는 절연 관 내측부의 구성요소, 예를 들어 가열 챔버와 절연 관의 외측부 표면 사이에서 직접적인 또는 간접적인 연결의 형태를 제공할 수 있다.

외부 환형 지지부는 다른 환형 지지부와 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 외부 환형 지지부는 제1 지지 구성요소 및 제2 구성요소를 포함할 수 있고, 제1 지지 구성요소는 절연 관의 외부 표면의 일부와 결합되고; 제2 지지 구성요소는 절연 관 내의 가열 챔버의 외부 표면의 일부와 결합되며; 제1 지지 구성요소 및 제2 지지 구성요소는 하나 이상의 접촉 지점에서 서로 결합된다. 접촉 지점에서 결합된 둘 이상의 분리된 구성요소로 외부 환형 지지부를 형성하는 것에 의해서, 가열 챔버로부터 절연 관까지의 열 전달을 감소시킬 수 있다. 접촉 지점은 2개의 구성요소들 사이의 열 전달을 감소시키거나 최소화시키도록 설계될 수 있다. 접촉 지점들은 지점들, 라인들, 아크들, 또는 환형 형태부의 섹션들 중 임의의 하나일 수 있다. 즉, 제1 지지 구성요소 및 제2 지지 구성요소는 접촉 라인을 따라서 서로 결합될 수 있다.

특히, 적어도 하나의 환형 지지부는, 절연관의 내부 표면 상에서만 접촉하는 내부 환형 지지부일 수 있다. 관의 내부 표면에서 절연 관을 결합시키는 것에 의해서, 내부 환형 지지부는, 챔버로부터 관의 외측부로의 열 전달을 감소시키는 구조를 제공할 수 있다. 이러한 배치는 또한, 절연 관과 외부 하우징 사이의 잠재적인 공기 갭을 증가시킬 수 있다.

특히, 장치는 절연 관의 제1 단부에 위치되는 제1 환형 지지부 및 절연 관의 제2 단부에 위치되는 제2 환형 지지부를 포함할 수 있다. 장치는 절연 관의 제1 단부에 위치되는 내부 환형 지지부 및 절연 관의 제2 단부에 위치되는 외부 환형 지지부를 포함할 수 있다. 장치는 절연 관의 각각의 단부에서 적어도 하나의 외부 환형 지지부를 포함할 수 있다. 장치는 절연 관의 각각의 단부에서 적어도 하나의 내부 환형 지지부를 포함할 수 있다. 전술한 방식 중 임의의 방식으로 절연 관의 단부들에서 (내부, 외부, 또는 기타) 환형 지지부를 포함하는 것에 의해서, 장치의 나머지로의 열 전달을 최소화하면서, 가열 챔버 및 절연 관을 위한 보다 더 확실한 구조적 지지를 제공할 수 있다.

바람직하게, 적어도 하나의 환형 지지부는 가열기 조립체를 프레임에 고정하기 위한 연결 부재를 포함할 수 있다. 환형 지지부에 부착되거나 그 일부로서 형성된 연결 부재를 가지는 것에 의해서, 가열기 조립체의 다른 구성요소(예를 들어, 가열 챔버 또는 절연 관)가 프레임에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

연결 부재가 임의의 적합한 형태를 취할 수 있지만, 바람직하게, 연결 부재는 프레임에 제공된 하나 이상의 핀을 수용하도록 배치된 개구를 포함할 수 있다. 개구, 또는 개구들은, 슬롯 작업 연결을 통해서, 환형 지지부를 프레임에 연결할 수 있게 하고, 프레임에 제공된 핀이 개구 내로 슬롯 작업될(slotted) 수 있다. 슬롯 작업 연결 자체가 영구적인 연결일 수 있거나, 대안적으로 연결은, 핀이 개구 내로 슬롯 작업된 후에, 접착제 또는 다른 수단에 의해서 영구적이 될 수 있다. 개구가 프레임 상에 제공될 수 있고 환형 지지부 상의 연결 부재가 핀을 수용하도록 배치된 개구일 수 있다는 점에서, 개구 및 핀의 배치가 반전될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 대안적으로, 환형 지지부는, 프레임 상에 제공된 핀 및 개구와 결합되는 개구 및 핀의 혼합체를 포함할 수 있다.

가열 챔버는 임의의 적합한 수단에 의해서 내부에 수용된 에어로졸 생성 재료에 열을 제공할 수 있다. 일반적으로, 열은 저항 가열, 유도 가열 또는 접촉 가열에 의해서 제공될 수 있다. 일반적으로, 에어로졸 생성 장치는 관형 가열 챔버의 외부 표면 주위에 감겨진 박막 가열기를 포함할 수 있다. 박막 가열기는, 안전하고 신뢰 가능한 방식으로 관형 가열 챔버에 적용될 수 있는, 가요성을 가지면서도 효과적인 열원을 제공할 수 있다.

관형 가열 챔버는 에어로졸 생성 재료 또는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 소모품을 챔버 내로 수용하기 위한 개방 단부, 그리고 개방 단부에 대향되는 말단 기부를 형성하는 폐쇄 단부를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 관형 가열 챔버는 일반적으로 하나의 개방 단부를 가지는 중공형 실린더의 형태를 취하여 개구부를 제공할 수 있고, 그러한 개구부를 통해서 사용자는 에어로졸 생성 재료를 배치할 수 있으나, 그렇지 않은 경우에 개구부가 폐쇄되어 가열 챔버에 제공되는 열이 수용되는 일반적으로 폐쇄된 부피를 제공한다. 에어로졸 생성 재료가 가열 챔버 내로 삽입될 때, 에어로졸 생성 재료의 배치는 가열 챔버의 개방 단부를 제한하거나 폐쇄할 수 있다. 일부 예에서, 에어로졸 생성 재료를 포함하는 소모품이, 가열 챔버의 내부 부피와 매칭되는 대체로 원통형인 형태로 제공될 수 있다.

일반적으로, 적어도 하나의 환형 지지부가 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 형성될 수 있다. PEEK는, 열원 부근에 배치되는 구성요소 내에서 사용하는데 이상적인, 온도 저항성이 높은 재료이다. 가열 구성요소(예를 들어, 가열 챔버)와 직접 접촉되는 구성요소 내에서 사용될 때, PEEK는 장치 내의 다른 구성요소로의 열 전도를 감소시킨다.

이제, 첨부 도면을 참조하여 예시적인 에어로졸 생성 장치에 대해 예시적으로 설명할 것이다:
도 1a는 예시적인 에어로졸 생성 장치를 조립된 구성에서 개략적으로 도시한다.
도 1b는, 내부 구성요소를 볼 수 있도록, 예시적인 에어로졸 생성 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 예시적인 가열 조립체의 제1 도면을 개략적으로 도시한다.
도 2b는 예시적인 가열 조립체의 제2 도면을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 가열 조립체의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3b는 가열 조립체의 추가적인 예시적 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3c는 가열 조립체의 추가적인 예시적 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는 예시적인 프레임을 갖는 예시적인 가열 조립체를 개략적으로 도시한다.

예시적인 에어로졸 생성 장치(1)가 도 1a에서 조립된 구성으로 전반적으로 도시되어 있다. 장치(1)는, 하단 부분 및 상단 부분을 가지는 외부 하우징(2)을 포함한다. 하우징(2)의 상단 부분은 개구(3)를 구비하고, 그러한 개구를 통해서 에어로졸-생성 소모품이 장치(1) 내로 삽입될 수 있다.

하우징(2) 내에서, 증기 생성 장치(1)는 배터리(4) 및 가열기 조립체(10)를 포함한다. 도 1b는 외부 하우징(2)이 없는 예시적인 장치(1)를 도시한다. 배터리(4)가 가열기 조립체(10)에 동작 가능하게 연결되고, 그에 따라 가열기 조립체(10)는 배터리(4)로부터 공급되는 전력을 이용하여 전기 가열을 제공한다. 장치(1)는 일반적으로, 사용자가 배터리(4)로부터 가열기 조립체(10)로의 그리고 장치의 다른 구성요소로의 전력 공급을 제어할 수 있게 하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 일부 예에서, 장치(1)는 배터리(4)로부터 공급되는 전력의 레벨을 수동적으로 조정하도록 동작될 수 있는 스위치를 포함한다. 다른 예에서, 장치(1)는 사용자가 장치(1)로부터 퍼핑(puffing)하는 때를 감지하도록 동작될 수 있는 퍼핑 검출기를 포함하고, 그에 따라 사용자가 퍼핑하는 타이밍에 따라 가열기 조립체(10)에 전력이 공급된다. 배터리(4), 가열기 조립체(10), 및 장치(1)의 여러 다른 구성요소가 지지 구조물(5)에 의해서 하우징(2) 내의 제 위치에서 유지된다.

사용 시에, 사용자는 하우징(2)을 이용하여 장치(1)를 잡고, 흡연 가능한 에어로졸-생성 소모품을 개구(3)를 통해서 장치(1)의 가열기 조립체 내로 또는 그 부근에 배치한다. 이어서, 장치(1)가 스위치에 의해서 또는 사용자로부터의 퍼핑 행동에 의해서 동작되어 배터리(4)로부터 가열기 조립체(10)로의 전력 공급을 턴 온하며, 그에 따라 가열기 조립체(10)에서 또는 그 부근에서 소모품을 가열한다. 가열기 조립체(10)에서 생성되는 열은 소모품이 가열되게 하고 에어로졸을 형성하는 증기를 방출하게 한다. 이어서, 사용자는 에어로졸을, 소모품 자체를 통해서 또는 장치(1)의 개구(3)를 통해서 흡입할 수 있다.

앞서 주목한 바와 같이, 가열기 조립체(10)는 종종, 장치(1) 내의 소모품을 증기화 또는 에어로졸화하기 위해서 고온까지 열을 생성할 수 있다. 가열기 조립체(10)는 일반적으로 약 150℃내지 약 300℃에 도달할 수 있다. 본 발명은, 가열기 조립체(10) 및 주변 구조 구성요소의 주의 깊은 설계에 의해서, 가열기 조립체(10)로부터 하우징(2) 또는 장치의 다른 구성요소로 열이 누출되는 것을 감소시킨다.

예시적인 가열기 조립체(10)가 도 2a에서 조립된 구성으로 전반적으로 도시되어 있다. 가열기 조립체(10)는 절연 관(11), 가열 챔버(12), 및 가열 챔버(12)를 절연 관(11) 내에서 유지하고 가열기 조립체를 지지 구조물(5)에 대해서 유지하는 환형 지지부(20)를 포함한다.

절연 관(11)은 세장형이고 가열 챔버(12)를 둘러싼다. 절연 관(11)은, 장치(1)의 하우징 내에 조립될 때 장치(1)의 개구(3)와 정렬되는 일 단부에서 개구부를 갖는다. 이러한 예에서 관(11)은 양 단부에서 개방되지만, 다른 예에서, 관(11)은 개구부를 갖는 단부에 대향되는 폐쇄 단부를 가질 수 있다. 절연 관(11)은 가열 챔버(12)에서 생성되는 열을 절연하고 수용하도록 배치되고, 그에 따라 열은 가열 챔버(12) 내에 수용된 재료로 더 효율적으로 전달되고, 그에 따라 장치(1)의 다른 구성요소는 가열 챔버(12)에서 생성되는 열에 덜 노출된다.

가열 챔버(12)는 관형 및 세장형이고, 그 내부 부피 내에서 흡연 가능한 에어로졸 생성 소모품을 수용하도록 배치된다. 관형 가열 챔버(12)는 개방 단부(13)를 가지며, 그러한 개방 단부(13)는, 장치(1)의 절연 관(11) 및 하우징 내에 조립될 때, 개구(3) 및 절연 관(11)의 개방 단부 모두와 정렬된다. 따라서, 장치가 완전히 조립될 때, 개구(3) 및 관(11)의 개방 단부를 통해서 챔버(12)의 내부 부피에 접근할 수 있다.

박막 가열기(14)가 가열 챔버(12) 주위에 감겨지고, 챔버(12)에서 열을 제공하도록 배치된다. 구체적으로, 가열기(14)는 관형 챔버(12)의 외피의 원주의 적어도 일부 주위에 감겨지고, 챔버(12)의 내부 부피에 열을 제공하도록 배치된다. 도 2b는 예시적인 가열기 조립체(10)를 도시하고, 여기에서 가열기(14)를 챔버(12)의 외부 표면 상에서 볼 수 있다. 이러한 예에서, 박막 가열기(14)는 저항 가열 요소(15)를 가지는 박막 회로를 포함한다. 가열 요소(15)를 포함하는 회로는, 챔버(12) 표면에 걸친 가열 요소(15)의 표면적 커버리지(surface area coverage)를 증가시키도록 배치된다. 전술한 바와 같이, 가열 챔버(12) 및 특히 가열기(14)는, 장치(1) 내에 조립될 때, 전원(4)에 연결된다.

가열 챔버(12)는, 열을 가열기(14)로부터 챔버(12)로 전도하기 위해서, 금속과 같은 열 전도성 재료를 포함한다.

박막 가열기(14)는 폴리이미드 수축 랩에 의해서 가열 챔버의 외부 표면 주위에 감기고 그에 대해서 유지될 수 있다. 다른 예에서, 박막 가열기(14)는 다른 수단에 의해서, 예를 들어 내열성 접착제에 의해서 가열 챔버의 외부 표면에 대해서 부착될 수 있다.

관형 가열 챔버(12)는, 이러한 예에서 관(11)의 단부의 각각에 제공되는 환형 지지부(20)에 의해서 절연 관(11) 내에서 유지된다. 환형은, 중앙 개구부를 가지는 대체로 원형인 횡단면 윤곽선을 가지는, 대체로 환형인 횡단면을 지지부(20)가 갖는다는 것을 의미하려는 것이다. 횡단면 윤곽선은 절연 관의 횡단면 형상 또는 가열 챔버의 횡단면 형상에 대해서 대체로 상보적이다. 지지부(20)의 횡단면 윤곽선은 완전한 원 또는 타원체일 수 있거나, 대안적으로 횡단면 윤곽선은 C-형상일 수 있고 이는 횡단면 윤곽선이 원주를 따라서 하나 이상의 지점에서 단절부를 갖는다는 것을 의미한다.

이러한 예시적인 가열기 조립체(10)에서, 절연 관(11)의 각각의 단부에 하나씩, 2개의 환형 지지부(20)가 있다. 각각의 환형 지지부(20)는, 가열 챔버(12)의 외부 표면과 결합되도록 절연 관(11) 내로 연장되는 복수의 돌출부(21)를 포함한다. 이러한 예에서, 가열 챔버(12)는, 챔버(12)의 각각의 단부의 외부 표면에서 가열 챔버(12)와 결합되는 돌출부(21)에 의해서 관(11) 내에서 유지된다. 돌출부(21)는 환형 또는 부분적인 환형일 수 있다. 도 2a 및 도 2b의 예가 관(11)의 단부들에 위치되는 환형 지지부(20)를 도시하지만, 다른 예에서, 가열기 조립체(10)는, 절연 관(11)에 의해서 전체적으로 둘러싸이도록 절연 관(11)의 중앙 길이를 따라서 배치되는 환형 지지부(20)를 포함한다.

가열 챔버(12)를 절연 관(11) 내에서 유지하기 위해서 환형 지지부(20)를 이용하는 것에 의해서, 환형 갭이 가열 챔버(12)의 외부 표면과 절연 관(11)의 내부 표면 사이에 생성된다. 따라서, 관(11)의 절연 특성에 더하여, 갭은, 챔버(12)로부터 장치(1)의 나머지로 전달되는 열의 양을 줄이기 위한 추가적인 절연 층을 제공한다. 그에 따라, 환형 지지부(20)는 가열 챔버(12)를 절연 관(11) 내에서 신뢰 가능하게 유지하기 위한 구조적 지지를 제공하고, 또한 부가적인 절연 특성을 제공한다. 환형 지지부(20)의 배치는 또한 가열기 조립체(10)의 외부 표면의 매우 작은 커버리지를 제공하고, 그에 의해서 절연 관의 큰 외부 표면이 외부 하우징(2) 내의 공기 갭에 의해서 둘러싸일 수 있게 한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 환형 지지부(20)는, 절연 관(11)의 내부 표면과 결합되도록 그리고 가열 챔버(12)의 외부 표면과 결합되도록 배치된다. 다른 예에서, 가열기 조립체(10)의 구성요소의 상이한 섹션들과 결합되도록, 환형 지지부(20)가 제공될 수 있다. 도 3a 내지 도 3c는 환형 지지부(20)의 다양한 상이한 배치 및 구성을 도시한다.

도 3a를 참조하면, 예시적인 가열 조립체(10)가 절연 관(11)의 각각의 단부에서 환형 지지부(20)를 구비한다. 이러한 예에서, 환형 지지부(20) 중 하나는, 절연 관(11)의 외부 표면과 결합되는 외부 환형 지지부(23)이다. 이러한 특정 예에서, 외부 환형 지지부(23)의 일부가 절연 관(11)의 외측에 배치된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 외부 환형 지지부(23)는 절연 관(11)의 상단 단부에 배치된다. '상단 단부'는, 가열 챔버(12)의 개방 단부가 배치되는 절연 관(11)의 단부를 의미하려는 것이다. 사용 시에, 에어로졸 생성 소모품은 절연 관(11)의 상단 단부를 통해서 챔버(12) 내로 적어도 부분적으로 삽입된다. 관(11)의 하단 단부, 즉 상단 단부에 대향되는 절연 관의 단부에 위치되는 환형 지지부(20)는, 절연 관(11)의 내부 표면에서만 접촉되는 내부 환형 지지부(24)이다.

외부 환형 지지부(23)는 모듈형일 수 있고, 2개의 구성요소: 제1 지지 구성요소(23a) 및 제2 지지 구성요소(23b)를 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 지지 구성요소(23a)는 가열 챔버(12)의 외부 표면과 접촉되어 챔버를 제 위치에서 고정한다. 이러한 예에서, 챔버(12)는 제1 지지 구성요소(23a)에 의해서 가열 챔버(12)의 상단 단부의 연부에서 유지된다. 다른 예에서, 제1 지지 구성요소(23a)는 그와 다르게, 예를 들어 챔버(12)의 내부 표면에서 챔버를 유지하는 것에 의해서, 또는 챔버(12)를 챔버(12)의 상단 단부의 연부로부터 규정된 거리에서 유지하는 것에 의해서 챔버(12)를 유지하도록 배치될 수 있다.

제2 지지 구성요소(23b)는 제1 지지 구성요소(23a)와 결합되고 또한 절연 관(11)의 외부 표면과 결합된다. 제2 구성요소(23b)는, 사용 시에 소모품을 챔버(12) 내로 삽입하는 것을 보조하는 환형 플랜지(27)를 구비한다. 플랜지(27)는 또한 장치(1) 내의 다른 구성요소에 대한 지지 구조 또는 연결을 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 환형 플랜지(27)가 본질적으로 축방향으로 연장되어, 관형 가열 챔버(12)와 정렬된 관형 연장부를 형성할 수 있다.

제1 지지 구성요소(23a) 및 제2 지지 구성요소(23b)는, 서로에 대해서 고정되도록, 하나 이상의 접촉 지점에서 서로 결합된다. 따라서, 외부 환형 지지부(23)는 가열 챔버(12)를 절연 관(11)에 대해서 유지한다. 접촉 지점의 총 표면적이 최소화되고, 그에 따라 직접적인 물리적 접촉을 최소화하며, 그에 따라 제1 구성요소(23a)와 제2 구성요소(23b) 사이의 열 전도를 최소화한다. 이러한 방식으로, 가열 챔버(12)로부터 절연 관(11)으로의 열 전도가 감소될 수 있고, 그에 따라 열의 절연을 더 개선할 수 있다. 도 3a에 도시된 예의 횡단면도로부터, 제1 및 제2 구성요소(23a, 23b)가 단지 감소된 표면적에서, 바람직하게 작은 접촉 지점에서 접촉된다는 것이 확인될 수 있다. 접촉 지점들은, 관의 원주 주위에서, 구분된 접촉 지점들로서, 또는 하나 이상의 아크형 라인들 또는 연속적인 라인으로서 배치될 수 있다.

이러한 예에서 도시된 바와 같이, 내부 환형 지지부(24)는 절연 관의 하단 단부에 제공되고, 절연 관 내로 연장되는 환형 돌출부(21)를 포함한다. 내부 환형 지지부(24)의 돌출부(21)는 가열 챔버(12)를 절연 관(11) 내의 제 위치에서 유지한다.

내부 환형 지지부(24)는 외부 칼라(28)를 포함한다. 외부 칼라(28)는 돌출부(21)로부터 외측으로 연장되고 절연 관을 넘어서 축방향으로 돌출되며, 그에 따라 가열기 조립체가 프레임(26)에 장착될 수 있게 한다. 내부 지지부(24)는 바람직하게, 장치(1) 내에서 가열기 조립체(10)를 프레임(26)에 장착하기 위한 연결 부재(25)를 구비한다. 그러한 연결 부재는 칼라(28)로부터, 예를 들어 이러한 예에서 반경방향으로, 연장될 수 있다. 프레임(26)은, 장치(1) 내에서 많은 수의 구성요소(예를 들어, 배터리, 제어 회로소자 기판, 센서 등)를 유지하는 지지 구조물(5)의 일부일 수 있거나 그에 부착될 수 있다. 가열기 조립체(10)를 프레임(26) 내에 장착하는 것이 도 4에 도시되어 있고, 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다. 이러한 예에서 내부 환형 지지부(24)가 연결 부재(25)를 구비하지만, 다른 예에서, 연결 부재(25)는, 내부 환형 지지부(24) 상의 연결 부재(25) 대신 또는 그와 조합되어, 외부 환형 지지부(23) 상에 제공된다.

전술한 바와 같이, 도 3a에 도시된 예는 절연 관(11) 및 가열 챔버(12)의 상단 단부에 위치되는 외부 환형 지지부(23), 및 절연 관(11) 및 가열 챔버(12)의 하단 단부에 위치되는 내부 환형 지지부(24)를 포함한다. 다른 배치 및 구성의 내부 및 외부 환형 지지부를 가지는 다른 예가 또한 가능하다. 예를 들어, 도 3b는, 2개의 외부 환형 지지부(23)를 포함하는 예시적인 가열기 조립체(10)를 도시한다. 절연 관(11)의 양 단부에 배치된 환형 지지부의 각각은 가열 챔버(12)를 절연 관(11)의 외측으로부터 유지한다. 유사하게, 도 3c에 도시된 예는 2개의 내부 환형 지지부(24)를 포함한다. 내부 환형 지지부(24)는 절연 관(11) 내로 연장되고, 가열 조립체(12)를 절연 관(11)의 내측으로부터 유지한다. 이러한 예에서, 절연 관(11)의 상단 단부에 제공된 내부 환형 지지부(24)는, 도 3a의 외부 환형 지지부(23)와 유사한 방식으로, 2개의 구성요소로 구성된다. 내부 환형 지지부(24)의 제1 구성요소(24a)는 가열 챔버와 결합되는 반면, 내부 환형 지지부의 제2 구성요소(24b)는 가열기 조립체(10)의 어떠한 다른 구성요소와도 접촉되지 않는다. 제1 및 제2 구성요소들은, 열의 전도를 최소화하기 위해서, 도 3a의 외부 환형 지지부(23)와 유사한 방식으로, 접촉 지점을 따라서 결합된다.

앞서 주목한 바와 같이, 가열기 조립체(10)의 환형 지지부(20)의 일부 또는 전부가, 조립체(10)를 프레임(26)에 고정하기 위한 연결 부재(25)를 구비할 수 있다. 연결 부재(25)는 일반적으로 하나 이상의 개구를 포함하고, 각각의 개구는 프레임(26)으로부터의 고정 핀을 수용하도록 배치된다. 그에 따라, 연결 부재(25)는 슬롯 및 홀 연결에 의해서 가열기 조립체(10)를 프레임(5)에 고정하도록 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 장치(1)를 조립할 때, 가열기 조립체(10)는 프레임(26)의 기하형태와 정렬되도록 배치되고, 이러한 2개의 부품은 프레임(26)의 핀을 지지부(20)에 제공된 개구(25) 내로 슬롯 작업하는 것에 의해서 연결된다. 의도된 슬롯 작업 동작이 도 4에서 쇄선으로 도시되어 있다. 제 위치에 슬롯 작업되면, 프레임(5)의 핀과 가열기 조립체(10)의 개구(25) 사이의 연결은 조립체(10)를 프레임(5)에 대해서 유지할 수 있을 정도로 충분히 타이트하고 강력하다. 프레임(5)이 장치(1)의 다른 구성요소와 함께 조립되어, 예를 들어, 도 1a에 도시된 장치를 달성할 수 있다. 본 발명에서, 프레임(26)은 바람직하게 외부 하우징으로부터 독립적인 요소이고, 그에 따라 하우징에서의 열적 및 기계적 제약을 감소시킨다. 그러나, 덜 바람직한 모드에서, 프레임은 외부 하우징의 일체형 내부 부분일 수 있다.

전술한 내용으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 가열 챔버와 장치의 나머지 부분 사이에서 개선된 절연을 제공할 수 있는 환형 지지부를 가지는 가열기 조립체의 기능을 제공함으로써, 충분히 개선된 가열 성능을 가능하게 한다. 생성된 열의 대부분을 가열 챔버 및/또는 절연 관 내에서 수용할 수 있는 능력은 가열 효율의 상당한 개선뿐만 아니라 전체적인 장치의 안전성 개선에 기여한다. 개선된 절연 능력으로, 전술한 바와 같은 가열기 조립체를 포함하는 장치는 장치를 통한 열 누출을 상당한 감소시키고, 이는 장치 내의 구성요소가 더 안전하고 손상 가능성이 더 낮다는 것, 그리고 장치의 외부 케이싱이 사용자가 잡기에 편안한 낮은 온도에서 유지될 수 있다는 것을 의미한다. 장치의 우수한 가열 및 증기 제공 기능을 여전히 제공하면서도, 가열 성능이 개선되고 전술한 장점을 가지는 에어로졸 생성 장치가 본 발명에 의해서 달성된다.

정의 및 대안적인 실시형태:

설명된 실시형태의 많은 특징이 독립적인 이점들을 가지고 독립적인 기능들을 수행한다는 것을 전술한 설명을 통해 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 청구범위에 규정된 본 발명의 실시형태에서 이러한 독립적인 특징들을 각각 포함하거나 생략하는 것이 독립적으로 선택될 수 있다.

용어 "가열기"는, 에어로졸 기재로부터 에어로졸을 형성하기에 충분한 열 에너지를 출력하기 위한 임의의 장치를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 가열기(14)로부터 에어로졸 기재로의 열 에너지 전달은 전도, 대류, 복사 또는 이러한 수단의 임의의 조합일 수 있다. 비-제한적인 예로서, 전도성 가열기는 에어로졸 기재에 직접 접촉되고 프레스(press)할 수 있거나, 전도, 대류 및/또는 복사에 의해서 에어로졸 기재의 가열을 자체적으로 유발하는 가열 챔버와 같은 별도의 구성요소와 접촉될 수 있다.

가열기는 전기적으로 전력을 공급받을 수 있고, 연소에 의해, 또는 임의의 다른 적합한 수단에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 전기적으로 전력을 공급받는 가열기는 저항형 트랙 요소(선택적으로 절연 패키징을 포함함), 유도 가열 시스템(예를 들어, 전자석 및 고주파 발진기를 포함함) 등을 포함할 수 있다. 가열기(14)가 에어로졸 기재의 외측 주위에 배치될 수 있고, 가열기가 에어로졸 기재 내로 부분적으로 또는 완전히 관통할 수 있거나, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 전술한 실시형태의 가열기 대신, 에어로졸 생성 장치가, 가열 챔버 내의 에어로졸 기재 내로 연장되는 블레이드-유형의 가열기를 가질 수 있다.

에어로졸 기재는, 일부 경우에 향을 더하거나 또는 좀 더 부드럽거나 또는 그 외에 더 즐거운 경험을 위해 부가적인 성분을 갖는, 예를 들어 건조되거나 보존된(cure) 형태의 담배를 포함한다. 일부 예에서, 담배와 같은 에어로졸 기재는 기화제(vaporising agent)로 처리될 수 있다. 기화제는 에어로졸 기재로부터의 증기의 생성을 개선할 수 있다. 기화제는, 예를 들어, 글리세롤과 같은 폴리올, 또는 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 에어로졸 기재는 담배 또는 심지어 니코틴을 포함하지 않을 수 있지만, 대신에, 풍미, 휘발성, 부드러움 개선 및/또는 다른 즐거운 효과를 위해 천연 또는 인공 유래의 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 기재는 파쇄, 펠릿화, 분말화, 과립화, 스트립 또는 시트 형태, 선택적으로 이들 조합의 고체 또는 페이스트 유형의 재료로 제공될 수 있다. 마찬가지로, 에어로졸 기재는 액체 또는 겔일 수 있다. 실제로, 일부 예는 고체 및 액체/겔 부분 모두를 포함할 수 있다.

결과적으로, 에어로졸 생성 장치(1)는 "가열식 담배 장치", "비-연소 가열식 담배 장치", "담배 제품을 증기화하기 위한 장치" 등으로 동일하게 지칭될 수 있고, 이는 이러한 효과를 달성하기에 적합한 장치로서 해석된다. 본원에서 개시된 특징은, 임의의 에어로졸 기재를 기화시키도록 설계된 장치에 동일하게 적용될 수 있다.

에어로졸 생성 장치(1)는 미리-패키지화된 기재 캐리어 내에서 에어로졸 기재를 수용하도록 배치될 수 있다. 기재 캐리어는 넓게 보면 시가렛과 유사할 수 있고, 적합한 방식으로 배치된 에어로졸 기재를 갖는 관형 영역을 갖는다. 필터, 증기 수집 영역, 냉각 영역, 및 다른 구조체가 또한 일부 설계에 포함될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 기재를 제 위치에 고정시켜서 좀 더 시가렛 등과 유사하도록, 종이 또는 다른 가요성의 평면형 재료(예를 들어, 호일)의 외부 층이 또한 제공될 수 있다. 기재 캐리어가 가열 챔버(12) 내에 피팅될 수 있거나, 가열 챔버(12)보다 길 수 있다. 그러한 예에서, 에어로졸은, 에어로졸 생성 장치용 마우스피스로서 작용하는 기재 캐리어로부터 직접적으로 제공될 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "휘발성"은, 고체 또는 액체 상태로부터 기체 상태로 용이하게 변경될 수 있는 물질을 의미한다. 비제한적인 예로서, 휘발성 물질은, 주변 압력에서 상온에 가까운 비등 온도 또는 승화 온도를 가지는 물질일 수 있다. 따라서, "휘발(volatilize 또는 volatilise)"은 (재료를) 휘발성이 되게 하고/하거나 증발시키거나 증기로 분산되게 하는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "증기(vapour)"(또는 "증기(vapor)")는: (i) 충분한 정도의 열의 작용에 의해 액체가 자연적으로 변환된 형태; 또는 (ii) 대기 중에 부유하고 수증기/연기의 구름으로 보일 수 있는 액체/수분의 입자; 또는 (iii) 기체처럼 공간을 차지하지만, 그 임계 온도 미만에서, 압력만으로 액화될 수 있는 유체를 의미한다.

유사하게, 용어 "기화시키다(vaporise)"(또는 "증기화시키다(vaporize)")는: (i) 증기로 변하거나 증기로의 변화를 유발하는 것; 및 (ii) 입자의 물리적 상태를(즉, 액체 또는 고체로부터 기체 상태로) 변화시키는 것을 의미한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "에어로졸"은, 미스트, 안개 또는 연기와 같은, 공기 또는 기체 내에 분산된 입자 시스템을 의미할 것이다. 따라서, 용어 "에어로졸화하다(aerosolise)"(또는 "에어로졸화하다(aerosolize)")는 에어로졸로 만들고/만들거나 에어로졸로 분산시키는 것을 의미한다. 에어로졸/에어로졸화의 의미는 위에서 정의된 바와 같은 휘발, 원자화 및 증기화의 각각과 일치한다는 것에 주목하여야 한다. 의심의 여지를 없애기 위해, 에어로졸은 원자화된, 휘발된 또는 증기화된 입자를 포함하는 미스트 또는 액적을 일관되게 설명하기 위해 사용된다. 에어로졸은 또한 원자화된, 휘발된 또는 증기화된 입자의 임의의 조합을 포함하는 미스트 또는 액적을 포함한다.

Claims (15)

1. 가열기 조립체 및 가열기 조립체를 유지하도록 구성된 프레임을 포함하는 에어로졸 생성 장치로서,
   챔버 내에 수용된 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 관형 가열 챔버;
   상기 관형 가열 챔버 주위에서 적어도 부분적으로 슬리브화된 절연 관; 및
   상기 가열 챔버를 상기 절연 관 내에서 지지하기 위한 적어도 하나의 환형 지지부로서, 상기 환형 지지부의 적어도 일부가 상기 절연 관 내에 장착되고, 상기 가열 챔버는 적어도 부분적으로 상기 환형 지지부 내에 장착되고, 상기 환형 지지부는 상기 절연 관의 일 단부에 배치되고 상기 프레임에 장착되도록 구성되는, 환형 지지부
   를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 환형 지지부는, 상기 가열 챔버의 외부 표면과 결합되도록 상기 절연 관 내로 연장되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가열기 조립체는 상기 절연 관의 각각의 단부에서 환형 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가열기 조립체는, 상기 절연 관의 각각의 단부에 위치되는 상기 환형 지지부들 중에서 임의의 환형 지지부를 가지지 않는, 에어로졸 생성 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 환형 지지부는, 상기 절연 관의 외부 표면과 결합되는 외부 환형 지지부인, 에어로졸 생성 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 외부 환형 지지부는 제1 지지 구성요소 및 제2 구성요소를 포함하고,
   상기 제1 지지 구성요소는 상기 절연 관의 외부 표면의 일부와 결합되고;
   상기 제2 지지 구성요소는 상기 절연 관 내의 가열 챔버의 외부 표면의 일부와 결합되고; 그리고
   상기 제1 지지 구성요소 및 상기 제2 지지 구성요소는 하나 이상의 접촉 지점에서 서로 결합되는, 에어로졸 생성 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 지지 구성요소 및 상기 제2 지지 구성요소는 접촉 라인을 따라서 서로 결합되는, 에어로졸 생성 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   적어도 하나의 환형 지지부는, 절연 관의 내부 표면 상에서만 접촉하는 내부 환형 지지부인, 에어로졸 생성 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절연 관의 제1 단부에 위치되는 제1 환형 지지부 및 상기 절연 관의 제2 단부에 위치되는 제2 환형 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조합에 있어서,
    상기 절연 관의 제1 단부에 위치되는 내부 환형 지지부 및 상기 절연 관의 제2 단부에 위치되는 외부 환형 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
11. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 관의 각각의 단부에서 적어도 하나의 외부 환형 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 절연 관의 각각의 단부에서 적어도 하나의 내부 환형 지지부를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 환형 지지부는 상기 가열기 조립체를 상기 프레임에 고정하기 위한 연결 부재를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 연결 부재는 상기 프레임 상에 제공된 하나 이상의 핀을 수용하도록 배치된 개구를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관형 가열 챔버의 외부 표면 주위에 감겨진 박막 가열기를 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.

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