KR20220047356A - 중앙 및 주변 기류용 공기 유입구를 포함하는 에어로졸 발생 장치 - Google Patents
중앙 및 주변 기류용 공기 유입구를 포함하는 에어로졸 발생 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품(12)을 수용하기 위한 공동(14)을 포함하는 에어로졸 발생 장치(10)에 관한 것이다. 장치는 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제1 공기 유입구(30)를 더 포함한다. 장치는 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제2 공기 유입구(32)를 더 포함한다. 제1 공기 유입구는 공동의 중앙 부분과 유체 연결되어 구성된다. 제2 공기 유입구는 공동의 주변 부분과 유체 연결되어 구성된다.
Description
본 발명은 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다.
흡입 가능한 증기를 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 장치는 에어로졸 형성 기재를 태우지 않고, 에어로졸 형성 기재의 하나 이상의 구성요소가 휘발되는 온도로 에어로졸 형성 기재를 가열할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의 가열 챔버와 같은, 공동 내로 에어로졸 발생 물품의 삽입을 위한 로드 형상을 가질 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 가열 챔버 내로 삽입되면, 가열 요소는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 가열 챔버 내에 또는 그 주위에 배열될 수 있다. 가열 요소는 저항성 가열 요소일 수 있다. 최근에, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 유도 가열을 사용하는 것이 제안되어 있다. 에어로졸 형성 기재를 통한 기류는 불균일할 수 있다. 이는 바람직하지 않을 수 있다. 공동 내로의 기류는 불균일할 수 있다.
개선된 에어로졸 발생을 갖는 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다. 개선된 기류를 갖는 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다. 더 균일한 기류를 갖는 에어로졸 발생 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 구현예에 따르면, 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동을 포함하는 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제1 공기 유입구를 더 포함한다. 장치는 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제2 공기 유입구를 더 포함한다. 제1 공기 유입구는 공동의 중앙 부분과 유체 연결되어 구성된다. 제2 공기 유입구는 공동의 주변 부분과 유체 연결되어 구성된다.
2개의 공기 유입구를 제공하는 것은 2개의 공기 유입구로부터의 공기가 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분으로 유도될 수 있기 때문에, 에어로졸 발생을 개선한다.
에어로졸 발생 장치는 유도 가열 배열을 더 포함할 수 있다. 유도 가열 배열은 유도 코일 및 서셉터 조립체를 포함할 수 있다. 서셉터 조립체는 공동 내에 중앙에 배열된 중앙 서셉터 배열 및 중앙 서셉터 배열로부터 그리고 그 주위에 이격된 주변 서셉터 배열을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품이 중앙 서셉터 배열과 주변 서셉터 배열 사이에 끼워질 수 있도록 중공형 에어로졸 발생 물품으로서 구성된다. 에어로졸 발생 물품은 내부 층을 구성하는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층 및 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 둘러싸고 외부 층을 구성하여 배열된 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층을 포함하는 기재부를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 가열하도록 구성될 수 있다. 주변 서셉터 배열은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층을 가열하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
공동의 중앙 부분은 중앙 서셉터 배열 내에 배열될 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 중공형일 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 중앙 서셉터 사이에 중공형 공동을 정의하는 적어도 2개의 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열의 중공형 구성은 중공형 중앙 서셉터 배열 내로의 기류를 가능하게 할 수 있다. 갭은 적어도 2개의 중앙 서셉터 사이에 제공될 수 있다. 결과적으로, 기류는 중앙 서셉터 배열을 통해 활성화될 수 있다. 기류는 공동의 길이방향 중심 축과 평행한 방향으로 또는 이를 따라 활성화될 수 있다. 바람직하게는, 갭에 의해, 기류는 측방향으로 활성화될 수 있다. 측면 기류는 중앙 서셉터 사이의 갭을 통해 유입 공기와 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재 사이의 접촉으로 인해 에어로졸 발생을 가능하게 할 수 있다. 중앙 서셉터 배열의 가열은, 에어로졸 발생 물품이 공동 내로 삽입될 때, 중공형 중앙 서셉터 배열 내에서 에어로졸 발생을 초래할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 가열하도록 구성될 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 내부를 가열하도록 구성될 수 있다. 에어로졸은 중공형 중앙 서셉터 배열을 통해 하류 방향으로 흡인될 수 있다.
공동의 중앙 부분은 중앙 서셉터 배열의 내부 체적일 수 있다. 공동의 중앙 부분은 중앙 서셉터 배열의 체적에 대응할 수 있다. 공동의 중앙 부분은 원통형 형상을 가질 수 있다. 공동의 중앙 부분은 세장형일 수 있다. 공동의 중앙 부분은 공동의 길이방향 중심 축을 따라 연장될 수 있다. 공동의 중앙 부분의 외경은 에어로졸 발생 물품의 기재부의 내경에 대응할 수 있다.
중앙 부분은 베이스를 가질 수 있다. 베이스는 중앙 부분의 상류 또는 원위 단부에 배열될 수 있다. 제1 공기 유입구는 중앙 부분의 베이스와 유체 연결될 수 있다. 중앙 부분은 공기가 중앙 부분 내로 흐를 수 있게 하는 하나 이상의 공기 애퍼처를 포함할 수 있다.
공동의 주변 부분은 중앙 서셉터 조립체 주위 및 주변 서셉터 조립체 내에 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내로 삽입될 때, 에어로졸 발생 물품의 기재부는 공동의 주변 부분에 배열될 수 있다. 공동의 주변 부분은 관형일 수 있다. 주변 부분의 내경은 에어로졸 발생 물품의 기재부의 내경에 대응할 수 있다. 주변 부분의 외경은 에어로졸 발생 물품의 기재부의 외경에 대응할 수 있다. 주변 서셉터 배열은 공동의 주변 부분을 둘러싸서 배열될 수 있다. 주변 서셉터 배열은 공동의 주변 부분에 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 제1 공기 유입구를 공동의 중앙 부분과 유체 연결하는 제1 기류 채널을 포함할 수 있다. 제1 공기 유입구와 공동의 중앙 부분의 베이스 사이에, 제1 기류 채널이 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 제1 공기 유입구를 베이스와 유체 연결할 수 있다. 제1 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 제공될 수 있다. 제1 공기 유입구는 다수의 개별 공기 유입구를 포함할 수 있다. 개별 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 하우징의 대향 측면 상에 배열될 수 있다. 제1 공기 유입구는 원형 단면을 가질 수 있다. 제1 공기 유입구는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 제1 공기 유입구는 난형 또는 타원형 단면을 가질 수 있다. 제1 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 길이방향 축에 수직인 연장 방향을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 제2 공기 유입구를 공동의 주변 부분과 유체 연결하는 제2 기류 채널을 포함할 수 있다. 제2 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 제공될 수 있다. 제2 공기 유입구는 다수의 개별 공기 유입구를 포함할 수 있다. 개별 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 하우징의 대향 측면 상에 배열될 수 있다. 제2 공기 유입구는 원형 단면을 가질 수 있다. 제2 공기 유입구는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 제2 공기 유입구는 난형 또는 타원형 단면을 가질 수 있다. 제2 공기 유입구는 에어로졸 발생 장치의 길이방향 축에 수직인 연장 방향을 가질 수 있다.
제1 공기 유입구는 제2 공기 유입구로부터 이격되어 배열될 수 있다. 제1 공기 유입구는 제2 공기 유입구로부터 유체 분리되어 구성될 수 있다. 제1 기류 채널은 제2 기류 채널로부터 이격되어 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 제2 기류 채널로부터 유체 분리되어 배열될 수 있다.
제1 기류 채널은 공동의 상류에 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 공동의 원위에 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 제2 기류 채널의 상류에 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 제2 기류 채널의 원위에 배열될 수 있다. 제1 기류 채널은 제1 공기 유입구의 하류에 있는 공동의 길이방향 중심 축에 수직으로 본질적으로 연장될 수 있다. 수직 부분의 하류에서, 제1 공기 유입구의 방향은 공동의 길이방향 중심 축을 따라, 바람직하게는 길이방향 중심 축 바로 위에 있도록 변화될 수 있다. 공동의 중앙 부분의 상류에 배열된 베이스는 공동의 길이방향 중심 축 상에 배열될 수 있다. 주변 공기는 제1 공기 유입구 및 제1 기류 채널을 통해 공동의 중앙 부분을 통해 중앙에 흡인될 수 있다.
제2 기류 채널은 공동의 상류 부분에 인접하여 배열될 수 있다. 제2 기류 채널은 공동의 상류 단부에 인접하여 배열될 수 있다. 제2 기류 채널은 제2 공기 유입구의 하류에 있는 공동의 길이방향 중심 축에 실질적으로 수직일 수 있다. 제1 기류 채널 대신에, 제2 기류 채널은 공동의 길이방향 중심 축 주위, 보다 구체적으로 공동의 주변 부분을 중심으로 주변부를 향해 공기를 유도하도록 배열될 수 있다. 제2 기류 채널은 공기가 공동의 중앙으로 또는 공동의 길이방향 중심 축을 따라 흡인되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
중앙 서셉터 조립체 및 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 세장형인 서셉터를 포함할 수 있다.
중앙 서셉터 배열은 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 적어도 2개의 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 2개 초과의 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 4개의 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 4개의 중앙 서셉터로 구성될 수 있다. 중앙 서셉터(들) 중 적어도 하나, 바람직하게는 전부는 세장형일 수 있다.
중앙 서셉터는 공동의 길이방향 중심 축에 평행하게 배열될 수 있다. 다수의 중앙 서셉터가 제공되면, 각각의 중앙 서셉터는 공동의 길이방향 중심 축에 평행하게 등거리에 배열될 수 있다.
주변 서셉터 배열은 세장형, 바람직하게는 블레이드 형상의 서셉터, 또는 실린더 형상의 서셉터를 포함할 수 있다. 주변 서셉터 배열은 적어도 2개의 블레이드 형상의 서셉터를 포함할 수 있다. 블레이드 형상의 서셉터는 공동을 둘러싸서 배열될 수 있다. 블레이드 형상의 서셉터는 공동의 길이방향 중심 축에 평행하게 배열될 수 있다. 블레이드 형상의 서셉터는 공동의 내부에 배열될 수 있다. 블레이드 형상의 서셉터는 에어로졸 발생 물품이 공동 내로 삽입될 때, 에어로졸 발생 물품을 유지하도록 배열될 수 있다. 블레이드 형상의 서셉터는 블레이드 형상의 서셉터 내로 에어로졸 발생 물품의 삽입을 용이하게 하기 위해 플레어형 하류 단부를 가질 수 있다. 공기는 블레이드 형상의 서셉터 사이의 공동 내로 흐를 수 있다. 갭은 개별 블레이드 형상의 서셉터 사이에 제공될 수 있다. 공기는 후속하여 에어로졸 발생 물품과 접촉하거나 에어로졸 발생 물품 내로 진입할 수 있다. 에어로졸 발생 물품의 공기에 대한 균일한 침투는 이러한 방식으로 달성될 수 있으며, 이에 의해 에어로졸 발생을 최적화한다. 주변 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 제2 관형 에어로졸 형성 물질 층을 가열하도록 구성될 수 있다. 주변 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 외부를 가열하도록 구성될 수 있다.
중앙 서셉터 조립체 및 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 공동의 중앙 길이방향 축 주위에 배열될 수 있다. 다수의 중앙 서셉터가 제공되면, 중앙 서셉터는 공동의 중앙 길이방향 축 주위에서 링 형상의 배향으로 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 공동 내에 삽입될 때, 에어로졸 발생 물품은 중앙 서셉터 배열의 배열에 의해 공동 내에 중심을 둘 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 중앙 서셉터 배열 내에 배열될 수 있다. 주변 서셉터 배열이 다수의 주변 서셉터를 포함하면, 각각의 주변 서셉터는 공동의 중앙 길이방향 축에 평행하게 등거리에 배열될 수 있다.
중앙 서셉터 배열은 링 형상의 단면을 가질 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 링 형상의 단면을 갖는 중공형 공동을 정의하는 적어도 2개의 중앙 서셉터를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 관형일 수 있다. 중앙 서셉터 배열이 적어도 2개의 중앙 서셉터를 포함하면, 중앙 서셉터는 관형 중앙 서셉터 배열을 형성하도록 배열될 수 있다. 바람직하게는, 기류는 중앙 서셉터 사이의 갭을 통해 중앙 서셉터 배열을 통해 활성화된다.
주변 서셉터는 링 형상의 단면을 가질 수 있다. 주변 서셉터 배열은 링 형상의 단면을 갖는 중공형 공동을 정의하는 적어도 2개의 주변 서셉터를 포함할 수 있다. 서셉터 배열은 관형일 수 있다.
주변 서셉터 배열은 중앙 서셉터 배열의 외경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 주변 서셉터 배열과 중앙 서셉터 배열 사이에, 공동이 배열될 수 있다. 공동은 환형 중공형 실린더 형상의 공동으로서 구성될 수 있다.
중앙 서셉터 조립체 및 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 공동의 일부를 정의할 수 있다. 공동은 중앙 서셉터 조립체 및 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 중앙 서셉터 조립체는 공동의 중앙 부분에 배열될 수 있다. 주변 서셉터 조립체는 공동의 주변 부분에 배열될 수 있다. 주변 서셉터 조립체는 공동의 외부 원주를 정의할 수 있다.
중앙 서셉터 조립체 및 주변 서셉터 조립체는 동축으로 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 직류(DC) 전력 공급부일 수 있다. 전력 공급부는 유도 코일에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 구현예에서, 전력 공급부는 (약 2.5 W 내지 약 45 W 범위의 DC 전력 공급부에 대응하는) 약 2.5 V 내지 약 4.5 V 범위의 DC 공급 전압 및 약 1 A 내지 약 10 A 범위의 DC 공급 전류를 갖는 DC 전력 공급부이다. 에어로졸 발생 장치는 DC 전력 공급부에 의해 공급된 DC 전류를 교류로 변환하기 위한 직류 대 교류(DC/AC) 인버터를 유리하게 포함할 수 있다. DC/AC 변환기는 클래스-D, 클래스-C 또는 클래스-E 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 전력 공급부는 교류를 제공하도록 구성될 수 있다.
전력 공급부는 재충전 가능 리튬 이온 배터리와 같은 배터리일 수 있다. 대안적으로, 전력 공급부는 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 필요로 할 수 있다. 전력 공급부는 에어로졸 발생 장치의 하나 이상의 사용을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들면, 전력 공급부는 종래의 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 결정된 수의 퍼프 또는 개별적인 활성화를 허용하기에 충분한 용량을 가질 수 있다.
유도 코일에 대한 전력 공급부는 고주파에서 작동하도록 구성될 수 있다. 클래스-E 전력 증폭기는 고주파에서 작동하는 데 바람직하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고주파 발진 전류"는 500 kHz 내지 30 MHz의 주파수를 갖는 발진 전류를 의미한다. 고주파 발진 전류는 약 1 MHz 내지 약 30 MHz, 바람직하게는 약 1 MHz 내지 약 10 MHz 및 더 바람직하게는 약 5 MHz 내지 약 8 MHz의 주파수를 가질 수 있다.
다른 구현예에서, 전력 증폭기의 스위칭 주파수는 더 낮은 kHz 범위, 예를 들어 100 kHz 내지 400 KHz일 수 있다. 클래스-D 또는 클래스-C 전력 증폭기가 사용되는 구현예에서, 이러한 kHz 범위의 스위칭 주파수는 특히 유리하다. 스위칭 트랜지스터는 램프 업 및 램프 다운 시간, 다운 시간 및 온 시간을 가질 것이다. 따라서, 클래스-D 전력 증폭기에서, 2개 또는 4개의 (쌍으로 작동하는) 스위칭 트랜지스터 세트가 사용되면, 더 낮은 kHz 범위의 스위칭 주파수는 전력 증폭기의 파괴를 회피하기 위해, 제2 트랜지스터가 램프업되기 전에 하나의 트랜지스터의 필요한 다운 시간을 고려할 것이다.
유도 가열 배열은 유도에 의해 열을 발생시키도록 구성될 수 있다. 유도 가열 배열은 유도 코일 및 서셉터 조립체를 포함한다. 단일 유도 코일이 제공될 수 있다. 단일 서셉터 조립체가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 단일보다 많은 유도 코일이 제공된다. 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 단일보다 많은 서셉터 조립체가 제공된다. 본원에서 설명된 바와 같이, 서셉터 조립체는 중앙 서셉터 배열 및 주변 서셉터 배열을 포함한다. 유도 코일은 서셉터 조립체를 둘러쌀 수 있다. 제1 유도 코일은 서셉터 조립체의의 제1 영역을 둘러쌀 수 있다. 제2 유도 코일은 서셉터 조립체의 제2 영역을 둘러쌀 수 있다. 유도 코일에 의해 둘러싸인 영역은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 가열 구역으로서 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 플럭스 집중기를 포함할 수 있다. 플럭스 집중기는 높은 자기 투과율을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 플럭스 집중기는 유도 가열 배열을 둘러싸서 배열될 수 있다. 플럭스 집중기는 자기장 라인을 플럭스 집중기의 내부에 집중시킴으로써 유도 코일에 의해 서셉터 조립체의 가열 효과를 증가시킬 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 유도 코일에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러는 유도 코일(들)에 공급되는 전류, 따라서 유도 코일(들)에 의해 발생된 자계 강도를 제어하도록 구성될 수 있다.
전력 공급부 및 컨트롤러는 유도 코일, 바람직하게는 제1 및 제2 유도 코일에 연결될 수 있고, 사용 시 유도 코일이 각각 교번 자기장을 발생시키도록 서로 독립적으로 유도 코일 각각에 교류 전류를 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 전력 공급부 및 컨트롤러가 제1 유도 코일 자체적으로, 제2 유도 코일 자체적으로, 또는 둘 모두의 유도 코일에 교류 전류를 동시에 제공할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로 상이한 가열 프로파일이 달성될 수 있다. 가열 프로파일은 각각의 유도 코일의 온도를 지칭할 수 있다. 고온까지 가열하기 위해, 교류 전류가 동시에 유도 코일 둘 모두에 공급될 수 있다. 더 낮은 온도까지 가열하거나 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재의 일부분만을 가열하기 위해, 교류 전류가 제1 유도 코일에만 공급될 수 있다. 후속하여, 교류 전류는 제2 유도 코일에만 공급될 수 있다.
컨트롤러는 유도 코일 및 전력 공급부에 연결될 수 있다. 컨트롤러는 전력 공급부로부터 유도 코일로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 추가 전자 부품을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 유도 코일(들)에 대한 전류의 공급을 조절하도록 구성될 수 있다. 전류는 에어로졸 발생 장치의 활성화 다음에 연속적으로 유도 코일(들)에 공급될 수 있거나, 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때마다 공급될 수 있다.
전력 공급부 및 컨트롤러는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 각각에 공급되는 교류 전류의 진폭을 독립적으로 변화시키도록 구성될 수 있다. 이러한 배열로, 제1 및 제2 유도 코일에 의해 발생된 자기장의 강도는 각각의 코일에 공급된 전류의 진폭을 변화시킴으로써 독립적으로 변화될 수 있다. 이는 편리하게 가변적인 가열 효과를 촉진시킬 수 있다. 예를 들어, 코일 중 하나 또는 둘 모두에 제공된 전류의 진폭은 에어로졸 발생 장치의 개시 시간을 감소시키기 위해 시동 동안 증가될 수 있다.
컨트롤러는 DC/AC 변환기의 입력 측에서 전류 공급부를 초핑할(chop) 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유도 코일(들)에 공급되는 전력은 종래의 듀티 사이클 관리 방법에 의해 제어될 수 있다.
에어로졸 발생 장치의 제1 유도 코일은 제1 회로의 일부를 형성할 수 있다. 제1 회로는 공진 회로일 수 있다. 제1 회로는 제1 공진 주파수를 가질 수 있다. 제1 회로는 제1 커패시터를 포함할 수 있다. 제2 유도 코일은 제2 회로의 일부를 형성할 수 있다. 제2 회로는 공진 회로일 수 있다. 제2 회로는 제2 공진 주파수를 가질 수 있다. 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 상이할 수 있다. 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 동일할 수 있다. 제2 회로는 제2 커패시터를 포함할 수 있다. 공진 회로의 공진 주파수는 각각의 유도 코일의 인덕턴스 및 각각의 커패시터의 커패시턴스에 따라 달라진다.
에어로졸 발생 장치의 공동은 에어로졸 발생 물품이 삽입된 개방 단부를 가질 수 있다. 개방 단부는 근위 단부일 수 있다. 공동은 개방 단부에 대향하는 폐쇄 단부를 가질 수 있다. 폐쇄 단부는 공동의 베이스일 수 있다. 폐쇄 단부는 베이스에 배열된 공기 애퍼처의 제공을 제외하고는 폐쇄될 수 있다. 공동의 베이스는 편평할 수 있다. 공동의 베이스는 원형일 수 있다. 공동의 베이스는 공동의 상류에 배열될 수 있다. 개방 단부는 공동의 하류에 배열될 수 있다. 공동은 세장형 연장부를 가질 수 있다. 공동은 길이방향 중심 축을 가질 수 있다. 길이 방향은 길이방향 중심 축을 따라 개방 단부와 폐쇄 단부 사이에서 연장되는 방향일 수 있다. 공동의 길이방향 중심 축은 에어로졸 발생 장치의 길이방향 축과 평행할 수 있다.
공동은 가열 챔버로서 구성될 수 있다. 공동은 원통형 형상을 가질 수 있다. 공동은 중공 원통형 형상을 가질 수 있다. 공동은 원형 단면을 가질 수 있다. 공동은 타원형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 공동은 에어로졸 발생 물품의 외경에 대응하는 내경을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 에어로졸 발생 장치, 에어로졸 발생 물품, 또는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 물품의 구성요소의 길이방향으로의 주 치수를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "폭"은 길이를 따라 특정 위치에서, 에어로졸 발생 장치, 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 '에어로졸 형성 기재'는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 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 포함하고 있는 물품을 지칭한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품은 시스템의 근위 단부 또는 사용자측 단부의 마우스피스 상에서 흡인하거나 퍼핑하는 사용자에 의해 직접 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 담배를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품은 담배 스틱으로서 지칭된다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 삽입될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 발생 물품과 상호 작용하여 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은 본원에서 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 장치와 함께, 본원에서 추가로 설명되고 예시된 바와 같은 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 시스템에서, 에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치는 협력하여 호흡성 에어로졸을 발생시킨다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '근위'는 에어로졸 발생 장치의 사용자 단부, 또는 마우스 단부를 지칭하고, 용어 '원위'는 근위 단부에 대향하는 단부를 지칭한다. 공동을 지칭할 때, 용어 '근위'는 공동의 개방 단부에 가장 가까운 영역을 지칭하고, 용어 '원위'는 폐쇄 단부에 가장 가까운 영역을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '상류' 및 '하류'는 사용자의 사용 동안 사용자가 에어로졸 발생 장치를 흡인하는 방향과 관련하여 에어로졸 발생 장치의 구성요소, 또는 구성요소의 일부분의 상대적인 위치를 설명하는 데 사용된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, '서셉터 조립체'는 가변 자기장을 받을 때 가열되는 전도성 요소를 의미한다. 이는 서셉터 조립체 내에 유도된 와전류, 히스테리시스 손실, 또는 와전류 및 히스테리시스 손실 둘 모두의 결과일 수 있다. 사용 동안, 서셉터 조립체는 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 수용된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재와 열 접촉하거나 열적으로 매우 근접하여 위치된다. 이러한 방식으로, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸이 형성되도록 서셉터 조립체에 의해 가열된다.
서셉터 조립체는 대응하는 유도 코일의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 서셉터 조립체는 서셉터 조립체가 유도 코일의 내부에 배열될 수 있도록 대응하는 유도 코일의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.
용어 '가열 구역'은 가열 구역에 또는 가열 구열 주위에 배치된 서셉터 조립체가 유도 코일에 의해 유도 가열될 수 있도록 유도 코일에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 공동의 길이의 일부분을 지칭한다. 가열 구역은 제1 가열 구역 및 제2 가열 구역을 포함할 수 있다. 가열 구역은 제1 가열 구역 및 제2 가열 구역으로 분할될 수 있다. 제1 가열 구역은 제1 유도 코일에 의해 둘러싸일 수 있다. 제2 가열 구역은 제2 유도 코일에 의해 둘러싸일 수 있다. 2개 초과의 가열 구역이 제공될 수 있다. 다수의 가열 구역이 제공될 수 있다. 유도 코일은 각각의 가열 구역에 대해 제공될 수 있다. 하나 이상의 유도 코일은 가열 구역을 둘러싸도록 이동 가능하게 배열될 수 있고 가열 구역의 분할 가열을 위해 구성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 용어 '코일'은 용어 '유도성 코일' 또는 '유도 코일' 또는 '인덕터' 또는 '인덕터 코일' 전체와 교환 가능하다. 코일은 전력 공급부에 연결된 구동식(일차) 코일일 수 있다.
가열 효과는 제1 및 제2 유도 코일을 독립적으로 제어함으로써 변화될 수 있다. 가열 효과는 동일한 인가 전류 하에서 각각의 코일에 의해 발생된 자기장이 상이하도록 상이한 구성의 제1 및 제2 유도 코일을 제공함으로써 변화될 수 있다. 예를 들어, 가열 효과는 동일한 인가 전류 하에서 각각의 코일에 의해 발생된 자기장이 상이하도록 상이한 유형의 와이어로 제1 및 제2 유도 코일을 형성함으로써 변화될 수 있다. 가열 효과는 제1 및 제2 유도 코일을 독립적으로 제어하고 동일한 인가 전류 하에서 각각의 코일에 의해 발생된 자기장이 상이하도록 상이한 구성의 제1 및 제2 코일을 제공함으로써 변화될 수 있다.
유도 코일(들)은 가열 구역 주위에 적어도 부분적으로 각각 배치된다. 유도 코일은 가열 구역의 영역에서 공동의 원주 주위로 부분적으로만 연장될 수 있다. 유도 코일은 가열 구역의 영역에서 공동의 전체 원주 주위로 연장될 수 있다.
유도 코일(들)은 공동의 원주의 일부 주위에 또는 공동의 원주 주위에 완전히 배치된 평면형 코일일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이 '평면형 코일'은 코일이 놓이는 표면에 수직인 감김 축을 갖는 나선형으로 감긴 코일을 의미한다. 평면형 코일은 편평한 유클리드 평면(Euclidean plane)에 놓일 수 있다. 평면형 코일은 곡면에 놓일 수 있다. 예를 들어, 평면형 코일은 편평한 유클리드 평면에서 감긴 후에 곡면에 놓이도록 구부러질 수 있다.
유리하게는, 유도 코일(들)은 나선형이다. 유도 코일은 나선형일 수 있고 공동이 위치되는 중앙 공극 주위에 감길 수 있다. 유도 코일은 공동의 전체 원주 주위에 배치될 수 있다.
유도 코일(들)은 나선형 및 동심원일 수 있다. 제1 및 제2 유도 코일은 상이한 직경을 가질 수 있다. 제1 및 제2 유도 코일은 나선형 및 동심원일 수 있고 상이한 직경을 가질 수 있다. 이러한 구현예에서, 2개의 코일 중 더 작은 코일은 제1 및 제2 유도 코일 중 더 큰 코일 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다.
제1 유도 코일의 권선은 제2 코일의 권선으로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 하나 이상의 추가 유도 코일을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 추가 서셉터와 연관되고, 바람직하게는 상이한 가열 구역과 연관된, 제3 및 제4 유도 코일을 더 포함할 수 있다.
유리하게는, 제1 및 제2 유도 코일은 상이한 인덕턴스 값을 가진다. 제1 유도 코일은 제1 인덕턴스를 가질 수 있고 제2 유도 코일은 제1 인덕턴스보다 적은 제2 인덕턴스를 가질 수 있다. 이는 제1 및 제2 유도 코일에 의해 발생된 자기장이 주어진 전류에 대해 상이한 강도를 가질 것임을 의미한다. 이는 양 코일에 동일한 전류 진폭을 인가하는 동안에 제1 및 제2 유도 코일에 의한 상이한 가열 효과를 용이하게 할 수 있다. 이는 에어로졸 발생 장치의 제어 요건을 감소시킬 수 있다. 제1 및 제2 유도 코일이 독립적으로 활성화되는 경우, 더 큰 인덕턴스를 갖는 유도 코일은 더 낮은 인덕턴스를 갖는 유도 코일과 상이한 시간에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 인덕턴스를 갖는 유도 코일은 퍼핑 동안과 같은 작동 중에 활성화될 수 있고, 더 낮은 인덕턴스를 갖는 유도 코일은 퍼프 사이와 같은 작동 사이에 활성화될 수 있다. 유리하게는, 이는 정상적인 사용과 동일한 전력을 필요로 하지 않으면서 사용 사이에 공동 내에서 상승된 온도의 유지를 용이하게 할 수 있다. 이러한 '예열'은, 에어로졸 발생 장치의 작동이 재개되면 공동이 원하는 작동 온도로 복귀하는 데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일은 동일한 인덕턴스 값을 가질 수 있다.
제1 및 제2 유도 코일은 동일한 유형의 와이어로 형성될 수 있다. 유리하게는, 제1 유도 코일은 제1 유형의 와이어로 형성되고 제2 유도 코일은 제1 유형의 와이어와 상이한 제2 유형의 와이어로 형성된다. 예를 들어, 와이어 조성물 또는 단면은 상이할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 유도 코일의 인덕턴스는 전체 코일의 기하학적 구조가 동일하더라도 상이할 수 있다. 이는 제1 및 제2 유도 코일에 대해 동일하거나 유사한 코일의 기하학적 구조가 사용되게 할 수 있다. 이는 보다 컴팩트한 배열을 용이하게 할 수 있다.
제1 유형의 와이어는 제1 와이어 재료를 포함할 수 있고 제2 유형의 와이어는 제1 와이어 재료와 상이한 제2 와이어 재료를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 와이어 재료의 전기 특성은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 와이어는 제1 저항률을 가질 수 있고, 제2 유형의 와이어는 제1 저항률과 상이한 제2 저항률을 가질 수 있다.
유도 코일(들)에 적합한 재료는 구리, 알루미늄, 은 및 스틸을 포함하고 있다. 바람직하게는, 유도 코일은 구리 또는 알루미늄으로 형성된다.
제1 유도 코일이 제1 유형의 와이어로 형성되고 제2 유도 코일이 제1 유형의 와이어와 상이한 제2 유형의 와이어로 형성되는 경우, 제1 유형의 와이어는 제2 유형의 와이어와 상이한 단면을 가질 수 있다. 제1 유형의 와이어는 제1 단면을 가질 수 있고 제2 유형의 와이어는 제1 단면과 상이한 제2 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 와이어는 제1 단면 형상을 가질 수 있고 제2 유형의 와이어는 제1 단면 형상과 다른 제2 단면 형상을 가질 수 있다. 제1 유형의 와이어는 제1 두께를 가질 수 있고 제2 유형의 와이어는 제1 두께와 상이한 제2 두께를 가질 수 있다. 제1 및 제2 유형의 와이어의 단면 형상과 두께는 상이할 수 있다.
서셉터 조립체는 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화하기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 서셉터 조립체에 관한 다음의 실시예 및 특징은 중앙 서셉터 배열 및 주변 서셉터 배열 중 하나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다. 서셉터 조립체에 적합한 재료는 그래파이트, 몰리브덴, 탄화규소, 스테인리스 강, 니오븀, 알루미늄, 니켈, 니켈 함유 화합물, 티타늄, 및 금속 재료의 복합물을 포함한다. 바람직한 서셉터 조립체는 금속 또는 탄소를 포함한다. 유리하게는, 서셉터 조립체는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 강자성 합금, 예컨대 강자성 강 또는 스테인리스 강, 강자성 입자, 및 페라이트를 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있다. 적합한 서셉터 조립체는 알루미늄이거나 이를 포함할 수 있다. 서셉터 조립체는 5% 초과, 바람직하게는 20% 초과, 더 바람직하게는 50% 또는 90% 초과의 강자성 또는 상자성 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터 조립체는 250℃를 초과하는 온도까지 가열될 수 있다.
서셉터 조립체는 단일 재료 층으로 형성될 수 있다. 단일 재료 층은 강철 층일 수 있다.
서셉터 조립체는 금속층이 비금속 코어 상에 배치되는 비금속 코어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체는 세라믹 코어 또는 기재의 외부 표면에 형성된 금속 트랙을 포함할 수 있다.
서셉터 조립체는 오스테나이트 강의 층으로 형성될 수 있다. 스테인리스 강의 하나 이상의 층은 오스테나이트 강의 층 상에 배열될 수 있다. 예를 들어, 서셉터 조립체는 그의 상부 및 하부 표면 각각에 스테인리스 강 층을 갖는 오스테나이트 강 층으로 형성될 수 있다. 서셉터 조립체는 단일 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 서셉터 조립체는 제1 서셉터 재료 및 제2 서셉터 재료를 포함할 수 있다. 제1 서셉터 재료는 제2 서셉터 재료에 긴밀하게 물리적으로 접촉된 상태로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 서셉터 재료는 긴밀하게 접촉하여 단일 서셉터를 형성할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 서셉터 재료는 스테인리스 강이고 제2 서셉터 재료는 니켈이다. 서셉터 조립체는 2층 구성을 가질 수 있다. 서셉터 조립체는 스테인리스 강 층 및 니켈 층으로 형성될 수 있다.
제1 서셉터 재료와 제2 서셉터 재료 간의 긴밀한 접촉은 임의의 적합한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 서셉터 재료는 제1 서셉터 재료 상에 도금, 증착, 코팅, 클래딩(clad) 또는 용접될 수 있다. 바람직한 방법은 전기도금, 갈바닉 도금(galvanic plating) 및 클래딩을 포함하고 있다.
제2 서셉터 재료는 500℃보다 낮은 퀴리 온도를 가질 수 있다. 서셉터가 교번 전자기장 내에 배치될 때, 제1 서셉터 재료는, 서셉터를 가열하는 데 주로 사용될 수 있다. 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 서셉터 재료는 알루미늄일 수 있거나 스테인리스 강과 같은 철 재료일 수 있다. 제2 서셉터 재료는 서셉터가 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도인 특정 온도에 도달한 때를 표시하는 데 주로 사용되는 것이 바람직하다. 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는 작동 동안에 전체 서셉터의 온도를 조정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는 에어로졸 형성 기재의 발화점 아래여야 한다. 제2 서셉터 재료로 적합한 재료는 니켈 및 특정 니켈 합금을 포함할 수 있다. 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는 바람직하게는 400℃ 미만, 바람직하게는 380℃ 미만, 또는 360℃ 미만으로 선택될 수 있다. 제2 서셉터 재료는 원하는 최대 가열 온도와 실질적으로 동일한 퀴리 온도를 갖도록 선택된 자성 재료인 것이 바람직하다. 즉, 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기 위해 서셉터가 가열되어야 하는 온도와 거의 동일한 것이 바람직하다. 제2 서셉터 재료의 퀴리 온도는, 예를 들어, 200℃ 내지 400℃, 또는 250℃ 내지 360℃의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 서셉터 재료 및 제2 서셉터 재료는 공동 적층되는 것이 바람직할 수 있다. 공동 적층은 임의의 적합한 수단에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 서셉터 재료의 스트립은 제2 서셉터 재료의 스트립에 용접되거나 확산 접합될 수 있다. 대안적으로, 제2 서셉터 재료의 층은 제1 서셉터 재료의 스트립 상에 증착되거나 도금될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 에어로졸 발생 장치는 종래의 엽궐련 또는 궐련과 비슷한 크기를 가질 수 있다. 시스템은 전기 작동식 흡연 시스템일 수 있다. 시스템은 핸드헬드식 에어로졸 발생 시스템일 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 대략 30 mm 내지 대략 150 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 대략 5 mm 내지 대략 30 mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 세장형일 수 있다. 하우징은 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 재료 중 하나 이상을 포함하는 복합 재료, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함하고 있다. 재료는 가볍고 비-취성(non-brittle)인 것이 바람직하다.
하우징은 마우스피스를 포함할 수 있다. 하우징은 적어도 하나의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 하우징은 하나 초과의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 마우스피스는 적어도 하나의 공기 유입구 및 적어도 하나의 공기 배출구를 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.
대안적으로, 마우스피스는 에어로졸 발생 물품의 일부로서 제공될 수 있다. 사용자는 에어로졸 발생 물품, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 근위 단부를 직접 흡인할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "마우스피스"는 하우징의 공동에 수용된 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸 발생 장치에 의해 발생된 에어로졸을 직접 흡입하도록 사용자의 입 안에 놓이는 에어로졸 발생 장치의 일부분을 지칭한다.
제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구 중 하나 이상은 반-개방형 유입구로서 구성될 수 있다. 반-개방형 유입구는 바람직하게는 공기가 에어로졸 발생 장치에 진입하게 한다. 공기 또는 액체는 반-개방형 유입구를 통해 에어로졸 발생 장치를 나가는 것이 방지될 수 있다. 반-개방형 유입구는, 일 방향으로는 공기에 대해서만 투과성이지만, 반대 방향으로는 기밀성 및 액밀성인, 예를 들어 반-투과성 멤브레인일 수 있다. 반-개방형 유입구는 또한, 예를 들어 일방향 밸브일 수 있다. 바람직하게는, 반-개방형 유입구는 특정한 조건, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 최소 함몰 또는 밸브 또는 멤브레인을 통과하는 공기의 부피가 충족되는 경우에만 공기가 유입구를 통과하도록 한다.
바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡입될 수 있게 하는 제1 공기 유입구 및 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 공동 내로 흡입될 수 있게 하는 제2 공기 유입구를 더 포함할 수 있다. 제1 공기 유입구는 주변 공기가 제1 공기 유입구를 통해 중앙 서셉터 배열의 중공형 내부 내로 흡인될 수 있도록 중앙 서셉터 배열의 중공형 내부와 유체 연결되어 구성될 수 있다. 제2 공기 유입구는 공동의 주변 부분과 유체 연결되어 구성될 수 있다. 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구는 적어도 에어로졸 발생 물품이 공동 내로 삽입되었을 때, 에어로졸 발생 장치 내에 유체 연결되지 않을 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 공동 내로 삽입될 때, 제1 공기 유입구는 주변 공기가 에어로졸 발생 물품의 중공 관 내부를 통해 흡인될 수 있게 할 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 공동 내로 삽입될 때, 제2 공기 유입구는 주변 공기가 에어로졸 발생 물품의 주변부로 흡인될 수 있게 할 수 있다. 주변 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 주변 주위에 배열될 수 있다. 2개의 별도의 공기 유입구에 의해, 별도의 기류가 에어로졸 발생 물품의 관형 중공형 내부를 통해 에어로졸 발생 물품의 주변부로부터 에어로졸 발생 물품 내로 제공된다.
제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구 중 하나 또는 둘 모두를 통한 유량은 별도로 제어 가능할 수 있다. 제1 공기 유입구와 제2 공기 유입구를 통한 기류 사이의 비율은 제어 가능할 수 있다. 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구 중 하나 또는 둘 모두는 컨트롤러에 의해 제어 가능할 수 있다. 제1 공기 유입구 및 제2 공기 유입구 중 하나 또는 둘 모두의 단면적은 컨트롤러에 의해 제어 가능할 수 있다.
가열 배열의 작동은 퍼프 검출 시스템에 의해 트리거링될 수 있다. 대안적으로, 가열 배열은 온-오프 버튼을 누름으로써 트리거링되며, 이러한 누름은 사용자의 퍼프 지속 동안 유지될 수 있다. 퍼프 검출 시스템은 센서로서 제공될 수 있고, 이는 기류 속도를 측정하기 위해 기류 센서로서 구성될 수 있다. 기류 속도는 사용자에 의해 시간 당 에어로졸 발생 장치의 기류 경로를 통해 흡인되는 공기의 양을 특징화하는 파라미터이다. 퍼프의 개시는 기류가 미리 결정된 임계값을 초과할 때 기류 센서에 의해 검출될 수 있다. 개시는 또한 사용자가 버튼을 활성화할 때에도 검출될 수 있다.
센서는 또한, 퍼프 동안 사용자에 의해 장치의 기류 경로를 통해 흡인되는 에어로졸 발생 장치 내측의 공기의 압력을 측정하기 위한 압력 센서로서 구성될 수 있다. 센서는 에어로졸 발생 장치의 외측의 주변 공기의 압력과 사용자에 의해 장치를 통해 흡인되는 공기의 압력 사이의 압력 차이 또는 압력 강하를 측정하도록 구성될 수 있다. 공기의 압력은 공기 유입구, 장치의 마우스피스, 가열 챔버와 같은 공동 또는 공기가 흐르는 에어로졸 발생 장치 내부의 임의의 다른 통로 또는 챔버에서 검출될 수 있다. 사용자가 에어로졸 발생 장치를 흡인할 때, 부압이나 진공이 장치 내측에 발생될 수 있으며, 여기서 부압은 압력 센서에 의해 검출될 수 있다. 용어 "부압"은 주변 공기의 압력보다 상대적으로 낮은 압력으로서 이해되어야 한다. 즉, 사용자가 장치를 흡인할 때, 장치를 통해 흡인되는 공기는 장치 외측의 주변 공기의 압력보다 더 낮은 압력을 가진다. 퍼프의 개시는 압력 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우 압력 센서에 의해 검출될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 장치를 활성화시키는 사용자 인터페이스, 예를 들어 에어로졸 발생 장치의 가열을 개시하는 버튼 또는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 형성 기재의 상태를 나타내는 디스플레이를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기 위한 하나 이상의 에어로졸 발생 물품의 조합이다. 그러나, 에어로졸 발생 시스템은 전기 작동식 또는 전기 에어로졸 발생 장치에 있는 내장형 전기 전력 공급부를 재충전하기 위한, 예를 들어 충전 유닛과 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 본원에서 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치 및 본원에서 설명된 바와 같은 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하는 시스템에 관한 것이다.
에어로졸 발생 물품은 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 발생 물품, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 기재부는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 포함할 수 있다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 원통형 중공 중앙 코어를 정의할 수 있다. 에어로졸 발생 물품, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 기재부는 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층을 포함할 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층 주위에 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 물품의 기재부는 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 삽입될 수 있다. 기재부의 삽입 동안, 기재부는 중앙 서셉터 배열과 주변 서셉터 배열 사이에 끼워질 수 있다. 기재부의 삽입 후, 중앙 서셉터 배열은 에어로졸 발생 물품의 기재부의 원통형 중공 중앙 코어 내에 배열될 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층과 접촉할 수 있다. 중앙 서셉터 배열은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층과 접촉하지 않을 수 있다. 제1 기류 채널을 통해 중앙 서셉터 배열 내로 흡인된 주변 공기는 중앙 서셉터 배열에 의해 가열될 수 있다. 또한, 중앙 서셉터 배열은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 가열할 수 있다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층의 기재를 휘발시킴으로써, 에어로졸이 발생될 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 발생 물품, 특히 에어로졸 발생 물품의 균질화 부분 및 필터 부분을 통해 하류로 흡인될 수 있다. 에어로졸은 중앙 서셉터 배열의 중앙 서셉터 사이에 제공된 갭을 통해 흡인될 수 있다.
주변 서셉터 배열은 에어로졸 발생 장치의 공동 내로 에어로졸 발생 물품 부분의 기재부의 삽입 후에 에어로졸 발생 물품의 기재부를 둘러싸서 배열될 수 있다. 주변 서셉터 배열은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층과 접촉할 수 있다. 주변 서셉터 배열은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층과 접촉하지 않을 수 있다. 주변 공기는 제2 기류 채널을 통해 에어로졸 발생 물품의 주변부 내로 그리고 주변 서셉터 배열을 향해 흡인될 수 있다. 이러한 공기는 주변 서셉터 배열에 의해 가열될 수 있다. 또한, 주변 서셉터 배열은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층을 가열할 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층의 기재를 휘발시킴으로써, 에어로졸이 발생될 수 있다. 이러한 에어로졸은 에어로졸 발생 물품, 특히 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층 및 후속하여 에어로졸 발생 물품의 균질화 부분 및 필터 부분을 통해 하류로 흡인될 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층의 중앙 서셉터 배열의 가열 작용에 의해 발생된 에어로졸은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층의 주변 서셉터 배열의 가열 작용에 의해 발생된 에어로졸과 혼합될 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 발생 물품의 기재부의 하류에서 혼합될 수 있다. 에어로졸은 에어로졸 발생 물품의 균질화 부분에서 혼합될 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층과 상이할 수 있다. 2개의 층은 조성, 구조 또는 두께가 상이할 수 있다. 조성물은 에어로졸 형성 기재의 향미 또는 담배와 같은 에어로졸 형성 기재의 재료 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 구조는 다공성인 에어로졸 형성 기재, 개방 셀 발포체, 압출 및 캐스트 리프 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 동축으로 정렬될 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 니코틴 함유 층일 수 있다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 담배를 포함하지 않을 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 담배 함유 층일 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 니코틴 또는 무시할 만한 양의 니코틴만을 포함하지 않을 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 겔 층일 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 겔 층일 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층의 융점은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층의 융점과 상이할 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재 층의 에어로졸 형성 기재는 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층의 에어로졸 형성 기재와 상이할 수 있다. 바람직하게는, 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 니코틴 층 및 향미 층 중 하나 또는 둘 모두로서 구성된다. 바람직하게는, 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 담배 및 에어로졸 형성제를 포함하는 일차 에어로졸 형성 층으로서 구성된다. 결과적으로, 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키도록 구성될 수 있는 반면, 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층은 에어로졸의 향미 또는 니코틴 함량과 같은 특성에 영향을 미치도록 구성될 수 있다.
제1 관형 에어로졸 형성 기재는 향미제, 바람직하게는 멘톨을 포함할 수 있다.
멤브레인은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층과 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층 사이에 배열될 수 있다. 멤브레인은 필름으로서 구성될 수 있다. 멤브레인은 포일로서 구성될 수 있다. 멤브레인은 증기, 가스 또는 에어로졸 투과성 중 어느 하나일 수 있다. 멤브레인은 바람직하게는 에어로졸 투과성으로 구성된다. 멤브레인은 필터로서 구성될 수 있다. 멤브레인은 에어로졸 내에 함유되지만 더 작은 입자에 투과성인 더 큰 입자를 여과하도록 구성될 수 있다.
물품은 제1 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재의 하류에 균질화 부분을 더 포함할 수 있다. 균질화 부분은 필터 부분일 수 있다. 균질화 부분은 중공형 필터 부분일 수 있다. 균질화 부분은 중공형 아세테이트 튜브일 수 있다. 균질화 부분은 에어로졸의 냉각을 위해 구성될 수 있다. 균질화 부분은 제1 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층 중 하나 또는 둘 모두에 직접 접경할 수 있다. 균질화 부분은 제1 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층 중 하나 또는 둘 모두와 정렬될 수 있다. 바람직하게는, 균질화 부분은 중공형이고 균질화 부분의 내경은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층의 내경과 동일하거나 실질적으로 동일하다. 균질화 부분은 향미제를 포함할 수 있다. 균질화 부분은 캡슐 또는 디스크를 포함할 수 있다. 캡슐 또는 디스크는 향미제를 포함할 수 있다. 캡슐 또는 디스크는 균질화 부분 내에서 중앙에 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 균질화 부분의 하류에 있는 마우스피스 필터를 더 포함할 수 있다. 마우스피스 필터는 아세테이트 필터일 수 있다. 마우스피스 필터는 아세테이트 타워로 제조될 수 있다. 마우스피스 필터는 원통형 필터일 수 있다. 마우스피스 필터는 중공형 필터가 아닐 수 없다. 마우스피스 필터는 섬유, 바람직하게는 선형 길이방향 저밀도 섬유를 포함할 수 있다.
제2 관형 에어로졸 형성 기재 층은 래퍼에 의해 둘러싸일 수 있다. 래퍼는 래핑지로 제조될 수 있다. 래퍼는 궐련 래핑지로 제조될 수 있다. 래퍼는 표준 궐련 래핑지로 제조될 수 있다. 대안적으로, 래퍼는 담배 종이일 수 있다. 담배 종이는 원하지 않는 방식으로 맛에 영향을 미치는 것을 피하는 이점을 가질 수 있다. 래퍼는 2개의 개방 단부를 가질 수 있다. 2개의 개방 단부는 래퍼가 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층 주위에 래핑될 때 중첩될 수 있다. 2개의 단부는 중첩 영역에서 접착제에 의해 결합될 수 있다. 래퍼는 공기 투과성일 수 있다.
본 발명은 또한, 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법에 관한 것이며, 방법은,
제1 에어로졸 형성 기재의 제1 시트를 제공하는 단계,
제2 에어로졸 형성 기재의 제2 시트를 제1 시트 상에 제공하는 단계,
제1 및 제2 시트를 롤링하여 중공 관형 에어로졸 발생 물품을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 시트로서 제1 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계 및 제1 시트 상의 제2 시트로서 제2 에어로졸 형성 기재를 제공하는 단계 및 시트를 롤링하는 단계 중 하나 또는 둘 모두에 대안적으로, 압출 공정이 사용될 수 있다. 압출 공정에서, 제1 에어로졸 형성 기재는 별도로 또는 제2 에어로졸 형성 기재와 함께 압출될 수 있다. 압출 공정에서, 제1 에어로졸 형성 기재는 압출되어 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 형성할 수 있다. 압출 공정에서, 제2 에어로졸 형성 기재는 압출되어 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층을 형성할 수 있다. 제2 에어로졸 형성 기재 층은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층을 둘러싸서 배열될 수 있다. 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 둘 모두가 겔로서 제공되면, 압출 공정에 의해 에어로졸 발생 물품을 제조하는 것은 특히 유익할 수 있다.
제1 및 제2 시트는 시트의 대향하는 에지가 접촉되도록 롤링될 수 있다. 제1 및 제2 시트의 롤링 동안 또는 롤링 후, 래핑지가 에어로졸 형성 기재의 제2 시트 주위에 래핑될 수 있다. 래핑지는 공기 투과성일 수 있다.
제1 시트를 제공한 후, 멤브레인이 제1 시트 상에 배치될 수 있다. 제2 시트는 멤브레인 상에 제공될 수 있다. 멤브레인은 필름 또는 포일일 수 있다.
방법은 제1 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재의 하류에서 본원에서 설명된 바와 같이 균질화 부분을 제공하는 추가 단계를 포함할 수 있다.
방법은 균질화 부분의 하류에서 본원에서 설명된 바와 같이 마우스피스 필터를 제공하는 추가 단계를 포함할 수 있다.
다음에 설명되는 에어로졸 형성 기재는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층의 에어로졸 형성 기재 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 바람직하게는, 니코틴 또는 향미/향미제 함유 에어로졸 형성 기재는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층에 이용될 수 있는 반면, 담배 함유 에어로졸 형성 기재는 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층에 이용될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 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 포함하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 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 크림핑된 시트(gathered crimped sheet)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '권축된 시트'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 열화에 대하여 실질적으로 저항하는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제는 글리세린이다. 균질화된 담배 재료는, 존재하는 경우, 건조 중량 기준으로 5 중량% 이상, 바람직하게는, 건조 중량 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품 및 에어로졸 발생 장치의 공동은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 부분적으로 수용되도록 배열될 수 있다. 에어로졸 발생 장치의 공동 및 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 전체적으로 수용되도록 배열될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 길이 및 이 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 기재를 함유하는 에어로졸 형성 세그먼트로서 제공될 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 형상이 실질적으로 원통형일 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 실질적으로 세장형일 수 있다. 에어로졸 형성 세그먼트는 길이 및 그 길이에 실질적으로 수직인 둘레를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 대략 30 mm 내지 대략 100 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 45 mm의 총 길이를 가지고 있다. 에어로졸 발생 물품은 대략 5 mm 내지 대략 12 mm의 외경을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 대략 7.2 mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 약 7 mm 내지 약 15 mm의 길이를 갖는 에어로졸 형성 세그먼트로서 제공될 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 형성 세그먼트는 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 형성 세그먼트는 대략 12 mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 세그먼트는 바람직하게는 에어로졸 발생 물품의 외경과 대략 동등한 외경을 갖는다. 에어로졸 형성 세그먼트의 외경은 대략 5 mm 내지 대략 12 mm일 수 있다. 일 구현예에서, 에어로졸 형성 세그먼트는 대략 7.2 mm의 외경을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 필터 플러그를 포함할 수 있다. 필터 플러그는 마우스피스 필터로서 구성될 수 있다. 필터 플러그는 에어로졸 발생 물품의 하류 단부에 위치될 수 있다. 필터 플러그는 셀룰로스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 필터 플러그는 중공 셀룰로스 아세테이트 필터 플러그일 수 있다. 필터 플러그는 일 구현예에서 길이가 대략 7 mm일 수 있지만, 대략 5 mm 내지 대략 10 mm의 길이를 가질 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 외부 종이 래퍼를 포함할 수 있다. 외부 종이 래퍼는 본원에서 설명된 래핑지로서 구성될 수 있다. 외부 종이 래퍼는 전체 에어로졸 발생 물품으로 연장될 수 있다. 외부 종이 래퍼는 에어로졸 발생 물품의 상이한 요소를 연결 및 유지하도록 구성될 수 있다.
또한, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재와 필터 플러그 사이의 분리부를 포함할 수 있다. 분리부는 대략 18 mm일 수 있으나, 대략 5 mm 내지 대략 25 mm 범위일 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 탄성 밀봉 요소를 포함할 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 공동의 하류 단부에 배열될 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 공동의 하류 단부를 둘러싸서 배열될 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 원형 형상을 가질 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 에어로졸 발생 물품의 삽입을 용이하게 하는 깔때기 형상을 가질 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 에어로졸 발생 물품의 삽입 후 에어로졸 발생 물품에 압력을 인가하여 에어로졸 발생 물품을 제자리에 유할 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 공동 내로 에어로졸 발생 물품의 삽입 후에 에어로졸 발생 물품에 접경할 수 있다. 탄성 밀봉 요소는 에어로졸 발생 물품을 통해 벗어나는 것을 제외하고는 공기가 공동을 벗어나는 것을 방지하기 위해 공기 불투과성일 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 단열 요소를 포함할 수 있다. 단열 요소는 공동을 둘러싸서 배열될 수 있다. 단열 요소는 에어로졸 발생 장치의 하우징과 공동 사이에 배열될 수 있다. 단열 요소는 관형일 수 있다. 단열 요소는 유도 가열 조립체와 동축으로 정렬될 수 있고, 바람직하게는 주변 서셉터 배열과 동축으로 정렬될 수 있다.
일 구현예에 관해 설명된 특징은 본 발명의 다른 구현예에 동등하게 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 추가로 설명될 것이며,
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품의 단면도를 도시한다.
도 2는 에어로졸 발생 물품을 삽입하기 위한 에어로졸 발생 장치의 공동의 단면도를 도시한다.
도 3은 에어로졸 발생 물품의 구현예를 도시한다.
도 4는 에어로졸 발생 장치를 통한 기류를 도시한다.
도 5는 제1 및 제2 기류 채널의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 물품의 단면도를 도시한다.
도 2는 에어로졸 발생 물품을 삽입하기 위한 에어로졸 발생 장치의 공동의 단면도를 도시한다.
도 3은 에어로졸 발생 물품의 구현예를 도시한다.
도 4는 에어로졸 발생 장치를 통한 기류를 도시한다.
도 5는 제1 및 제2 기류 채널의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도 1은 에어로졸 발생 장치(10) 및 에어로졸 발생 물품(12)을 도시한다. 즉, 도 1은 에어로졸 발생 장치(10) 및 에어로졸 발생 물품(12)을 포함하는 에어로졸 발생 시스템을 도시한다.
에어로졸 발생 장치(10)는 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입을 위한 공동(14)을 포함한다. 에어로졸 발생 물품(12)이 공동(14) 내로 삽입될 때, 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)이 공동(14) 내로 삽입된다. 에어로졸 발생 물품(12)의 필터 부분(18)은 공동(14)으로부터 돌출되고 사용자는 에어로졸 발생 물품(12)의 필터 부분(18)을 직접 흡인할 수 있다.
탄성 밀봉 요소(20)는 공동(14)의 하류 단부(22)에 배열된다. 탄성 밀봉 요소(20)는 공동(14) 내로 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입 및 공동(14) 내로 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입 후에 에어로졸 발생 물품(12)의 유지를 돕도록 구성된다. 탄성 밀봉 요소(20)는 깔때기 형상을 갖는다. 탄성 밀봉 요소(20)는 공동(14)의 하류 단부(22)를 둘러싸는 원형 형상을 갖는다.
에어로졸 발생 장치(10)는 유도 조립체를 포함한다. 유도 조립체는 유도 코일(24)을 포함한다. 유도 조립체는 서셉터 조립체를 더 포함한다. 서셉터 조립체는 중앙 서셉터 배열(26) 및 주변 서셉터 배열(28)을 포함하며, 바람직하게는 이로 구성된다. 중앙 서셉터 배열(26)은 주변 서셉터 배열(28) 내에 배열된다. 중앙 서셉터 배열(26) 및 주변 서셉터 배열(28) 사이에, 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입을 위한 공동(14)이 제공된다. 공동(14)은 중공 관형 원통 형상의 체적을 갖는다.
에어로졸 발생 물품(12)은 중앙 서셉터 배열(26) 및 주변 서셉터 배열(28) 사이에 끼워진다. 중앙 서셉터 배열(26) 및 주변 서셉터 배열(28)은 공동(14) 내에 에어로졸 발생 물품(12)을 유지하도록 서로 이격되어 배열될 수 있다. 중앙 서셉터 배열(26)과 주변 서셉터 배열(28) 사이의 거리는 에어로졸 발생 물품(12)의 외경과 에어로졸 발생 물품(12)의 내경 사이의 거리와 동일하거나 약간 작을 수 있다. 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)는 바람직하게는 중공 관형 기재부(16)이다. 결과적으로, 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)는 중앙 서셉터 배열(26) 푸시될 수 있다. 이 경우, 중앙 서셉터 배열(26)은 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)의 중공 관형 체적으로 침투한다. 동시에, 주변 서셉터 배열(28)은 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)의 주변부에 접경한다.
도 1은 제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32)를 추가로 도시한다. 제1 공기 유입구(30)는 중앙 서셉터 배열(26)과 유체 연결된다. 중앙 서셉터 배열(26)은 바람직하게는 중공형이다. 기류는 제1 공기 유입구(30)로부터 중앙 서셉터 배열(26)의 중공형 내부를 향해 그리고 에어로졸 발생 장치(10)의 공동(14)의 하류로 활성화될 수 있다. 제2 공기 유입구(32)는 주변 서셉터 배열(28)의 주변 부분과 유체 연결된다. 에어로졸 발생 물품(12)이 공동(14) 내로 삽입될 때, 2개의 별도의 기류가 제공된다. 제1 공기 유입구(30)로부터의 제1 기류는 에어로졸 발생 물품(12)의 중공형 내부 체적을 통해 흐른다. 제2 공기 유입구(32)로부터의 제2 기류는 에어로졸 발생 물품(12)의 주변부로부터 에어로졸 발생 물품(12) 내로 흐르고, 에어로졸 발생 장치(10)의 공동(14)의 하류로 더 흐른다.
도 3에 도시된 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)는 바람직하게는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38) 및 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)을 포함한다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)은 기재부(16)의 내부에 배열되고 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)에 의해 둘러싸인다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)은 바람직하게는 니코틴 및 향미 기재 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)은 바람직하게는 담배 에어로졸 발생 기재를 포함한다. 2개의 별도의 기류를 제공함으로써, 제1 기류는 발생된 에어로졸의 니코틴 및 향미 중 하나 또는 둘 모두에 영향을 미치도록 조정될 수 있고, 제2 기류는 담배 기재로부터 원하는 에어로졸을 발생시키도록 조정될 수 있다.
제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32)는 조정 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32) 중 하나 또는 둘 모두의 단면적은 조정 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 니코틴 함량 및 향미와 같은 발생된 에어로졸의 특성은 제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32) 중 하나 또는 둘 모두를 통한 기류를 조정함으로써 조정될 수 있다.
제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32) 중 하나 또는 둘 모두를 조정하기 위해, 에어로졸 발생 장치(10)는 컨트롤러(42)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(42)는 유도 조립체의 작동을 제어하도록 더 구성될 수 있다. 특히, 컨트롤러(42)는 전원으로부터 유도 코일(24)로 전기 에너지의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 전력 공급부(44)는 배터리로서 구성될 수 있다.
도 2는 에어로졸 발생 장치(10)의 근위 부분을 보다 상세히 도시한다. 도 2에서, 에어로졸 발생 장치(10)의 삽입을 위한 공동(14)은 명확하게 보일 수 있다. 공동(14) 내에서, 개별 중앙 서셉터(34)를 포함하는 중앙 서셉터 배열(26)이 배열된다. 중앙 서셉터 배열(26)을 둘러싸서, 다수의 플레어형 블레이드 형상의 주변 서셉터(36)를 포함하는 주변 서셉터 배열(28)이 배열된다.
유도 코일(24)은 서셉터 배열을 둘러싸서 배열된다. 유도 코일(24)은 공동(14)을 둘러싼다. 공동(14)의 상류 영역에서, 제1 기류 채널(46)이 배열된다. 제1 기류 채널(46)은 제1 공기 유입구(30)를 중앙 서셉터 배열(26)의 중공형 내부와 유체 연결한다. 제1 기류 채널(46)에 인접하여, 제2 기류 채널(48)이 배열된다. 제2 기류 채널(48)은 제2 공기 유입구(32)를 주변 서셉터 배열(28)의 주변부와 유체 연결한다.
도 3은 에어로졸 발생 물품(12), 보다 구체적으로는 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)의 구현예를 도시한다. 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)는 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)을 포함한다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)은 에어로졸 발생 물품(12)의 중공형 내부와 인접하여 배열된다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)은 니코틴 및 향미 층 중 하나 또는 둘 모두로서 구성된다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)을 둘러싸서, 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)이 배열된다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)은 담배 함유 에어로졸 형성 층으로서 구성된다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)과 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40) 사이에, 필름 또는 포일과 같은 멤브레인이 제공될 수 있다. 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)을 둘러싸서 래핑지가 배열될 수 있다.
도 4는 에어로졸 발생 장치(10)를 통한 기류를 보다 상세히 도시한다. 기류는 화살표에 의해 표시된다. 2개의 별도의 기류 채널(46, 48)이 제공된다. 제1 기류 채널(46)은 제1 공기 유입구(30)에서 시작하여 중앙 서셉터 배열(26)의 중공형 내부를 제1 공기 유입구(30)와 유체 연결한다. 제1 기류 채널(46)로부터의 공기는 중앙 서셉터 배열(26)의 베이스에서 중앙 서셉터 배열(26)로 진입한다. 중앙 서셉터 배열(26)의 내부에, 에어로졸이 형성될 수 있다. 에어로졸은 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)뿐만 아니라 중앙 서셉터 배열(26)의 내부의 공기를 중앙 서셉터 배열(26)에 의해 가열함으로써 형성될 수 있다. 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38)의 기재는 중앙 서셉터 배열(26)의 열에 의해 휘발된다. 공기와 제1 관형 에어로졸 형성 기재 층(38) 사이의 접촉 면적은 개별 중앙 서셉터(34) 사이의 갭에 의해 그리고 중앙 서셉터(34)를 다공성 서셉터로서 제공함으로써 최적화될 수 있다. 휘발된 기재는 중앙 서셉터 배열(26)을 통해 흐르는 공기에 의해 비말동반된다. 발생된 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(12)의 필터 부분(18)을 향해서 하류로 중앙 서셉터 배열(26)을 통해 흐른다. 필터 부분(18)은 기재부(16)에 직접 인접하고 하류에 있는 에어로졸의 냉각을 위한 중공형 아세테이트 튜브와 같은 균질화 부분(50)을 포함할 수 있다. 균질화 부분의 하류에서, 아세테이트 토우 필터(52)가 에어로졸 발생 물품(12)에 제공될 수 있다.
제2 기류 채널(48)은 제2 공기 유입구(32)에서 시작한다. 제2 기류 채널(48)은 공동(14) 내로 에어로졸 발생 물품(12)의 삽입 후 제2 공기 유입구(32)를 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16)의 주변부와 유체 연결한다. 기재부(16)의 주변부는 공동(14)의 일부일 수 있다. 주변 서셉터 배열(28)은 기재부(16)의 주변부에 배열되고, 바람직하게는 기재부(16)와 접촉한다. 공기와 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40) 사이의 접촉 면적은 개별 주변 서셉터(36) 사이의 갭에 의해 그리고 주변 서셉터(36)를 다공성 서셉터로서 제공함으로써 최적화될 수 있다. 제2 기류 채널(48)로부터의 공기는 주변 서셉터 배열(28)에 의해 가열된 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)의 휘발된 기재를 비말동반할 수 있다. 에어로졸은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)을 통해 하류로 흡인될 수 있다. 후속하여, 에어로졸은 에어로졸 발생 물품(12)의 필터 부분(18) 내로 흡인될 수 있다. 에어로졸 발생 물품(12)의 필터부(18)에서, 중앙 서셉터 배열(26)의 열에 의해 에어로졸 발생 물품(12) 내에 발생된 에어로졸은 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40)을 가열함으로써 주변 서셉터 배열(28)에 의해 발생된 에어로졸과 혼합될 수 있다. 래퍼는 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(16) 주위에 배열될 수 있다. 래퍼는 바람직하게는 제2 기류 채널(48)로부터의 공기가 제2 관형 에어로졸 형성 기재 층(40) 내로 진입할 수 있도록 공기 투과성이다.
도 5는 제1 공기 유입구(30), 제2 공기 유입구(32), 제1 기류 채널(46) 및 제2 기류 채널(48)을 더 상세하게 도시한다. 제1 공기 유입구(30) 및 제2 공기 유입구(32)는 에어로졸 발생 장치의 하우징 내에 배열된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 공기 유입구(30)는 에어로졸 발생 장치(10)의 하우징의 대향 측면 상에 2개의 별도의 공기 유입구를 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 공기 유입구(32)는 에어로졸 발생 장치(10)의 하우징의 대향 측면에 2개의 별도의 공기 유입구를 포함한다. 제1 공기 유입구(30)로부터, 주변 공기가 에어로졸 발생 장치(10) 내로 흡인될 수 있다. 주변 공기는 제1 기류 채널(46)에 의해 에어로졸 발생 장치(10) 내로 흡인된다. 제1 기류 채널(46)은 제1 공기 유입구(30)에 인접한 공동의 길이방향 중심 축에 수직으로 연장된다. 제1 기류 채널(46)은 공동(14)의 중앙 부분(54)을 향해 공기를 유도한다. 공동(14)의 중앙 부분(54)은 공동(14)의 길이방향 중심 축을 따라 연장된다. 제1 기류 채널(46)은 공동(14)의 중앙 부분(54)의 상류에 배열된 베이스(56)에서 공동(14)의 중앙 부분(54)으로 공기를 유도한다.
제2 기류 채널(48)은 베이스(56)에 의해 제1 기류 채널(46)로부터 분리된다. 베이스(56)는 에어로졸 발생 장치(10)의 하우징에 연결될 수 있다. 또한, 주변 서셉터 배열(28) 및 중앙 서셉터 배열(26)은 베이스(56)에 부착될 수 있다. 제2 기류 채널(48)은 공동(14) 내로 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)의 주변부를 향해 제2 공기 유입구(32)로부터 공기를 유도한다. 도 5의 화살표로 알 수 있는 바와 같이, 제1 기류 채널(46)은 별도의 제1 공기 유입구(30), 제2 공기 유입구(32), 베이스(56) 및 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)의 기재부(18)에 의해 제2 기류 채널(48)로부터 유체 분리된다. 삽입된 에어로졸 발생 물품(12)이 없으면, 제1 기류 채널(46)은 공동(14)의 적어도 상류에서 제2 기류 채널(48)로부터 유체 분리된다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 장치로서,
에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 공동;
상기 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 상기 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제1 공기 유입구; 및
상기 공동과 유체 연결되고 주변 공기가 상기 공동 내로 흡인될 수 있게 하는 제2 공기 유입구를 포함하며,
상기 제1 공기 유입구는 상기 공동의 중앙 부분과 유체 연결되어 구성되고, 상기 제2 공기 유입구는 상기 공동의 주변 부분과 유체 연결되어 구성되는, 에어로졸 발생 장치. - 제1항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 유도 가열 배열을 더 포함하고, 상기 유도 가열 배열은 유도 코일 및 서셉터 조립체를 포함하고, 상기 서셉터 조립체는 상기 공동 내의 중앙에 배열된 중앙 서셉터 배열, 및 상기 중앙 서셉터 배열로부터 그리고 그 주위에 이격되어 배열된 주변 서셉터 배열을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 공동의 중앙 부분은 상기 중앙 서셉터 배열 내에 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 공동의 주변 부분은 상기 중앙 서셉터 조립체 주위 및 상기 주변 서셉터 조립체 내에 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 공기 유입구를 상기 공동의 중앙 부분과 유체 연결하는 제1 기류 채널을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제2 공기 유입구를 상기 공동의 주변 부분과 유체 연결하는 제2 기류 채널을 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제5항 및 제6항에 있어서, 상기 제1 기류 채널은 상기 제2 기류 채널로부터 이격되어 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제5항 및 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 기류 채널은 상기 제2 기류 채널로부터 유체 분리되도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기류 채널은 상기 공동의 상류에 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 기류 채널은 상기 공동의 상류 부분에 인접하여 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항 및 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙 서셉터 조립체 및 상기 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 세장형인 서셉터를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항 및 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙 서셉터 조립체 및 상기 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 상기 공동의 중앙 길이방향 축 주위에 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항 및 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙 서셉터 조립체 및 상기 주변 서셉터 조립체 중 하나 또는 둘 모두는 상기 공동의 일부를 정의하는, 에어로졸 발생 장치.
- 제2항 및 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙 서셉터 조립체 및 상기 주변 서셉터 조립체는 동축으로 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
- 시스템으로서, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 시스템.
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