KR20220082040A - 에어로졸 형성 기재를 유도 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 유도 가열함으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 에어로졸 발생 시스템본 발명은 또한 이러한 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이며, 물품은 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 장치는 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로를 포함하며, 제1 LC 공진기 회로는 제1 공진 주파수를 갖고, 제2 LC 공진기 회로는 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는다. 제어 회로는 장치의 상이한 섹션에서 서셉터 또는 상이한 서셉터의 상이한 섹션을 선택적으로 가열하기 위해 교번 자기장이 선택적으로 발생되도록, 제1 공진 주파수 또는 제2 공진 주파수에서 교번 자기 발진기 필드를 선택적으로 발생시키기 위한 유도 코일에 유도 결합된 발진기 코일을 포함하는 구동 발진기 회로를 더 포함한다. 에어로졸 발생 시스템본 발명은 또한 이러한 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이며, 물품은 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함한다.

Description

에어로졸 형성 기재를 유도 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치

본 발명은 에어로졸 형성 기재를 유도 가열함으로써 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치에 관한 것이다. 에어로졸 발생 시스템본 발명은 또한 이러한 장치 및 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이며, 물품은 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함한다.

흡입 가능한 에어로졸을 형성할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 유도 가열하는 것에 기초한 에어로졸 발생 시스템은 일반적으로 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이러한 시스템은 가열될 기재를 수용하기 위한 공동을 갖는 에어로졸 발생 장치를 포함할 수 있다. 기재는 장치와 함께 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 물품의 일체형 부분일 수 있다. 기재를 가열하기 위해, 장치는 공동 내에 교번 자기장을 발생시키기 위한 유도 코일을 포함하는 유도 공급원을 포함하는 유도성 히터를 포함할 수 있다. 필드는 예컨대 기재를 가열하기 위해 기재와 열적으로 근접하거나 기재와 직접 물리적으로 접촉하여 배열되는 서셉터를 유도 가열하는 데 사용된다. 일반적으로, 서셉터는 장치의 일체형 부분 또는 물품의 일체형 부분일 수 있다.

서셉터 및/또는 기재의 상이한 세그먼트를 개별적으로 가열하기 위해, 장치는 복수의 자기장을 선택적으로 발생시키기 위한 복수의 유도 코일을 포함할 수 있다. 따라서, 유도 공급원은 코일 중 하나가 능동적으로 구동되어 가변 자기장을 발생시킬 때 다른 코일이 비활성되도록 구성될 수 있다. 통상적으로, 이는 각각의 유도 코일에 대한 트랜지스터 스위치를 포함하는 제어 회로에 의해 달성된다. 그러나, 복수의 트랜지스터 스위치를 사용하는 것은 원하지 않는 전력 과부하로 인한 트랜지스터의 심각한 손상을 회피하기 위해 스위칭 작동의 정밀한 제어를, 특히 시간적으로 필요로 한다. 또한, 종종 비활성 코일은 활성 코일에 의해 유도되는 전류를 운반하는 것이 충분히 방지될 수 없어 실제로는 원하지 않는 곳에서 여전히 상당한 가열이 존재한다.

따라서, 선행 기술 해결책의 장점을 갖지만 그의 한계를 갖지 않는 에어로졸 형성 기재를 유도 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치 및 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다. 특히, 거의 복잡하지 않고 신뢰성이 높은 다수의 유도 코일을 선택적으로 구동하기 위한 제어 회로를 포함하는 유도 가열 에어로졸 발생 장치 및 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면, 에어로졸 형성 기재의 유도 가열에 의해 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 장치는 가열될 에어로졸 형성 기재를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 공동을 포함하는 장치 하우징을 포함한다. 장치는 적어도 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일을 더 포함한다. 제1 유도 코일은 공동의 제1 섹션 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성된다. 제2 유도 코일은 공동의 제2 섹션 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성된다. 장치는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일을 선택적으로 구동하여 제1 및 제2 섹션 내에 교번 자기장을 각각 선택적으로 발생시키기 위한 제어 회로를 더 포함한다. 제어 회로는 제1 LC 공진기 및 제2 LC 공진기 회로를 포함하며, 제1 LC 공진기 회로는 제1 유도 코일 및 제1 커패시터를 포함하고, 제2 LC 공진기 회로는 제2 유도 코일 및 제2 커패시터를 포함한다. 제1 LC 공진기는 제1 공진 주파수를 갖고, 제2 LC 공진기 회로는 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는다. 제어 회로는 제1 공진 주파수에 가깝거나 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수에서 가깝거나 제2 공진 주파수에서 주파수를 갖는 교번 자기 발진기 필드를 선택적으로 발생시키기 위한 발진기 코일을 포함하는 구동 발진기 회로를 더 포함한다. 발진기 코일은 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일에 유도 결합되어 교번 자기장은 발진기 필드의 주파수가 제1 공진 주파수에 가깝거나 제1 공진 주파수에서 있고 따라서 제1 LC 공진기 회로에 가깝거나 이 회로와 공진할 때 제1 섹션 내에 발생되고, 교번 자기장은 발진기 필드의 주파수가 제2 공진 주파수에 가깝거나 제2 공진 주파수에 있고 따라서 제2 LC 공진기 회로에 가깝거나 이 회로와 공진할 때 제2 섹션 내에 발생된다.

본 발명에 따르면, 복수의 자기장을 선택적으로 발생시키기 위해 사용되는 복수의 유도 코일은 별개의 공진 주파수를 갖는 각각의 LC 공진기 회로의 각각의 코일 부분을 제조함으로써, 그리고 별개의 공진 주파수에서 선택적으로 작동될 수 있는 구동 발진기 코일에 각각의 LC 공진기 회로를 유도 결합시킴으로써 선택적으로 구동될 수 있다는 것이 인식되었다. 유리하게는, 별개의 공진 주파수로 인해, 비활성 코일은 비활성 코일이 발진기 코일의 전류 작동 주파수에 대해 비공진이기 때문에 활성 코일에 의해 유도되는 전류를 운반하는 것이 충분히 방지된다. 또한, 이러한 제어 회로는 덜 복잡하며, 특히 복수의 트랜지스터 스위치의 정밀한 제어를 필요로 하지 않는다.

제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수 사이의 주파수 차이는 바람직하게는 적어도 제1 및 제2 유도 코일을 서로 유도 분리하는 데 필요한 만큼 크게 선택되어 코일 중 하나만이 한 번에 작동 가능한 반면 각각의 다른 코일은 비활성이고 활성 코일에 의해 유도되는 전류를 운반하는 것이 충분히 방지된다. 일반적으로, 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수 사이의 주파수 차이는 복수의 인자에 의존한다. 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 주파수 차이는 특히 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 품질 계수 각각에 의존한다. 품질 계수는 중앙 공진 주파수에 대한 각각의 공진기 회로의 대역폭을 특징화한다. 고품질 계수는 통상적으로 작은 대역폭과 연관되며, 이는 차례로 제1 공진 주파수와 제2 공진 주파수 사이의 더 작은 주파수 차이를 허용한다.

바람직하게는, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수의 1%(퍼센트) 내지 20%(퍼센트)의 범위이다. 예를 들어, 제2 공진 주파수가 20 MHz(메가헤르츠)일 때, 제1 공진 주파수는 200 kHz(킬로헤르츠) 내지 4 MHz(메가헤르츠)의 범위이다. 물론, 또한 제2 공진 주파수가 제1 공진 주파수의 1%(퍼센트) 내지 20%(퍼센트)의 범위인 것이 가능하다.

절대수에서, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 적어도 40 kHz(킬로헤르츠), 특히 적어도 100 kHz(킬로헤르츠), 바람직하게는 적어도 200 kHz(킬로헤르츠), 더 바람직하게는 적어도 500 kHz(킬로헤르츠) 또는 1 MHz(메가헤르츠)만큼 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 120 kHz(킬로헤르츠)만큼 상이하다. 이 범위에서 제1 및 제2 공진 주파수 사이의 주파수 차이는 제1 및 제2 유도 코일을 서로 충분히 유도 분리하기에 특히 적합하다.

동일한 이유로, 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로 중 적어도 하나, 바람직하게는 LC 공진기 회로 둘 모두는 2 내지 50, 특히 2 내지 20, 예를 들어 10의 범위의 품질 계수를 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "품질 계수"는 중심 공진 주파수에 대한 각각의 공진기 회로의 대역폭을 특징화하고 각각의 공진기 회로를 어떻게 저감쇠했는지를 설명하는 무차원 파라미터를 나타낸다. 즉, 품질 계수는 회로에 저장된 최대 또는 피크 에너지(리액턴스)를 각각의 발진 사이클 동안 소산된 에너지(저항)에 관련시킨다. 더 높은 품질 계수는 공진기의 저장된 에너지에 대한 더 낮은 에너지 손실 속도를 나타내며; 발진은 더 느리게 사리진다. 따라서, 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 품질 계수를 증가시키는 것은 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 대역폭이 감소하게 하며, 이는 유리하게는 비공진 자기장에 각각의 LC 공진기 회로의 결합을 억제한다. 이는 결국 각각의 비활성 코일이 각각의 활성 코일에 의해 유도된 전류를 운반하는 것을 방지한다. 또한, 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 품질 계수를 증가시키는 것은 LC 공진기 회로에서의 에너지 손실을 최소화하고 따라서 가열 효율을 증가시킨다.

제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수는 바람직하게는 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5　MHz(메가헤르츠) 내지 15 MHz(메가헤르츠), 바람직하게는 5 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 범위에서 선택된다. 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수는, 바람직하게는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일의 작동 주파수에 각각 대응한다. 예를 들어, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 중 적어도 하나는 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 300 kHz(킬로헤르츠), 특히 150 kHz(킬로헤르츠) 내지 270 kHz(킬로헤르츠)의 범위일 수 있다.

각각의 작동 주파수는 차례로 공동의 제1 섹션 및 제2 섹션 내에 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 각각에 의해 발생된 교번 자기장의 주파수에 대응한다. 바람직하게는, 각각의 교번 자기장은 고주파 교번 자기장이다. 본원에서 지칭되는 바와 같이, 고주파 자기장은 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5　MHz(메가헤르츠) 내지 15 MHz(메가헤르츠), 바람직하게는 5 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 범위의 주파수를 가질 수 있다. 이러한 값은 에어로졸 발생 장치에서의 유도 가열에 유리한 것으로 입증되었다. 따라서, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수는 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5　MHz(메가헤르츠) 내지 15 MHz(메가헤르츠), 바람직하게는 5 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 중 적어도 하나는 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 300 kHz(킬로헤르츠), 특히 150 kHz(킬로헤르츠) 내지 270 kHz(킬로헤르츠)의 범위일 수 있다.

본원에서 지칭되는 바와 같이, 발진기 필드의 주파수는 발진기 필드의 주파수와 제1 또는 제2 공진 주파수 사이의 차이가 각각 500 kHz(킬로헤르츠) 미만, 특히 100 kHz(킬로헤르츠) 미만, 바람직하게는 50 kHz(킬로헤르츠) 미만, 더 바람직하게는 20 kHz(킬로헤르츠) 미만, 보다 더 바람직하게는 10 kHz(킬로헤르츠, 가장 바람직하게는 5 kHz(킬로헤르츠) 미만일 때, 각각 제1 또는 제2 공진 주파수에 가깝다.

발진기 코일은 바람직하게는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각과 동축으로 배열된다. 동축 배열로 인해, 발진기 코일에 의해 발생된 자기장은 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 각각과 주로 중첩된다. 유리하게는, 이는 발진기 코일과 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 사이의 유도 결합을 각각 증가시킨다.

마찬가지로, 발진기 코일은 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 유리하게는, 이는 또한 발진기 코일과 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 사이의 유도 결합을 각각 증가시킨다.

바람직하게는, 발진기 코일은 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각과 동축으로 그리고 적어도 부분적으로 주위에 배열된다. 즉, 발진기 코일은 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있고, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있고 이와 동축으로 배열될 수 있다. 유리하게는, 이는 상이한 코일의 자기장 사이의 중첩 및 따라서 발진기 코일과 제1 및 제2 유도 코일 사이의 유도 결합을 훨씬 더 증가시킨다.

특히 발진기 코일, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각은 헬리컬 코일일 수 있다. 헬리컬 코일 구성은 동축, 특히 발진기 코일과 제1 및 제2 유도 코일의 동축으로 둘러싸는 배열에 대해 각각 특히 유리한 것으로 입증된다. 또한, 헬리컬 유도 코일의 사용은 유리하게는 코일의 내부에서 실질적으로 균일한 필드 구성을 제공한다. 유도 코일 상의 침착 및/또는 가능한 부식을 방지하기 위해, 발진기 코일, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각은 보호 커버 또는 층을 포함할 수 있다.

헬리컬 코일의 경우, 발진기 코일, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각은 실질적으로 원통형 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 발진기 코일, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나, 특히 각각의 단면은 - 각각의 코일의 길이 축을 따라 보여지는 바와 같이 - 원형, 계란형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 다각형 중 하나일 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 발진기 코일을 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나에 유도 결합하기 위한 자속 집중기를 더 포함할 수 있다. 유리하게는, 플럭스 집중기는 이들 코일 사이의 유도 결합을 증가시킨다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "플럭스 집중기"는 자기장을 집중하여, 즉 자기장을 왜곡하여 자기장의 밀도가 특정 체적 내에서 증가되도록 구성되는 요소를 지칭한다. 따라서, 플럭스 집중기는 바람직하게는 발진기 코일의 자기장을 제1 유도 코일의 자기장 영역 및 제2 유도 코일의 영역 중 적어도 하나를 향해 왜곡하도록 구성된다. 또한, 플럭스 집중기는 자기장이 다양한 코일을 지나 전파되는 정도를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 즉, 플럭스 집중기는 자기 차폐부로서 작용한다. 유리하게는, 이는 장치의 인접한 민감성 부분, 예를 들어 금속 외부 하우징의 원하지 않는 가열, 또는 장치 외부의 인접한 민감성 아이템의 원하지 않는 가열을 감소시킬 수 있다. 원하지 않는 가열 손실을 감소시킴으로써, 에어로졸 발생 장치의 효율이 더욱 개선될 수 있다.

플럭스 집중기는 바람직하게는 발진기 코일에 의해 발생된 자기장 또는 애틱 필드 라인을 집중시키고 안내하는 역할을 하는 높은 상대 자기 투과율을 갖는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "높은 상대 자기 투과성"은 적어도 100, 특히 적어도 1000, 바람직하게는 적어도 10000, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50000, 가장 바람직하게는 적어도 80000의 상대 자기 투과율을 지칭한다. 이러한 예시적인 값은 DC 및 25℃의 온도에서의 상대 자기 투과율의 값을 지칭한다. 마찬가지로, 6 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 주파수 및 25℃의 온도에서, 상대 자기 투과율은 바람직하게는 80이다. 본원 및 당분야에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상대 자기 투과율"은 자유 공간의 자기 투과율(μ0)에 대한 재료 또는 플럭스 집중기와 같은 매체의 자기 투과율의 비율을 지칭하며, 여기서 μ0는 4π　·　10-7　N·A-2(4·Pi ·10E-07 제곱 암페어 당 뉴턴)이다. 따라서, 플럭스 집중기는 바람직하게는 적어도 100, 특히 적어도 1000, 바람직하게는 적어도 10000, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50000, 가장 바람직하게는 적어도 80000의 상대 자기 투과율을 갖는 재료 또는 재료들을 포함하며, 특히 이로 제조된다. 또한, 이러한 값은 DC 및 25℃에서의 상대 자기 투과율의 값을 지칭한다. 마찬가지로, 6 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 주파수 및 25℃의 온도에서, 상대 자기 투과율은 바람직하게는 80이다.

바람직하게는, 플럭스 집중기는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 입자와 같은 페라이트 재료, 결합제에 유지된 페라이트 분말, 또는 페라이트 철, 강자성 강 또는 스테인리스 스틸과 같은 페라이트 재료를 포함하는 임의의 다른 적합한 재료를 포함한다. 매트릭스는 결합제, 예를 들어 중합체, 예컨대 실리콘을 포함할 수 있다. 강자성 재료는 철, 니켈, 구리, 몰리브덴, 망간, 실리콘, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.

발진기 코일을 제1 공진 주파수에 가깝게 또는 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수에 가깝게 또는 제2 공진 주파수에서 구동하기 위해, 구동 발진기 회로는 바람직하게는 제1 공진 주파수에 가깝게 또는 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수에 가깝게 또는 제2 공진 주파수에서 선택적으로 작동 가능한 단일 트랜지스터 스위치를 포함한다. 유리하게는, 하나 초과의 유도 코일을 구동하기 위한 단일 트랜지스터 스위치의 사용은 구동 발진기 회로의 복잡성을 감소시킨다. 또한, 단일 트랜지스터 스위치를 사용하는 것은 공간 절약형이며, 따라서 에어로졸 발생 장치의 매우 콤팩트한 설계를 허용한다.

트랜지스터 스위치는 임의의 유형의 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터 스위치는 양극-접합 트랜지스터(BJT)로서 구현될 수 있다. 그러나, 더욱 바람직하게는, 트랜지스터 스위치는, 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 금속-반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFET) 같은 전계 효과 트랜지스터(FET)로서 구현된다.

제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 상이한 공진 주파수는 여러 가지 방식으로 실현될 수 있다. 일반적으로, 유도 코일 및 커패시터를 포함하는 LC 회로의 공진 주파수는 식 f = 1 /(2·π·제곱근　[L·C])에 의해 주어지며, 여기서 f는 헤르츠의 공진 주파수이고, L은 헨리의 유도 코일의 인덕턴스이고, C는 패럿의 커패시터의 커패시턴스이다. 따라서, 특정 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스 및 유도 코일의 인덕턴스의 적합한 선택에 의해 실현될 수 있다. 유도 코일의 인덕턴스는 - 그 중에서도 - 권선 수에 의존하고, 예를 들어 헬리컬 코일의 경우, 코일의 축방향 길이 및 직경에 의존한다. 따라서, 유도 코일의 특정 인덕턴스는 코일의 권선 수, 축방향 길이 및 직경의 적합한 선택에 의해 실현될 수 있다. 일반적으로, 인덕턴스는 증가하는 수의 권선에 따라 증가한다. 마찬가지로, 인덕턴스는 코일의 길이가 증가하거나 직경이 증가함에 따라 감소한다.

따라서, 제1 LC 공진기 회로 및 제2 LC 공진기 회로의 상이한 공진 주파수는 제1 유도 코일의 인덕턴스가 제2 유도 코일의 인덕턴스와 상이하거나, 특히 이보다 더 크거나 더 작은 것, 또는 제1 커패시터의 커패시턴스가 제2 커패시터의 커패시턴스와 상이하거나, 특히 이보다 더 크거나 더 작은 것 중 적어도 하나에 의해 실현될 수 있다.

예를 들어, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일이 동일하고, 특히 제1 유도 코일의 인덕턴스가 제2 유도 코일의 인덕턴스와 동일한 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 상이한 공진 주파수는 제1 LC 공진기 회로의 제1 커패시터의 커패시턴스가 제2 LC 공진기 회로의 제2 커패시터의 커패시턴스보다 더 작음으로써 실현될 수 있다. 따라서, 제1 유도 코일의 인덕턴스는 제2 유도 코일의 인덕턴스와 동일할 수 있고, 제1 커패시터의 커패시턴스는 제2 커패시터의 커패시턴스보다 더 작거나 더 클 수 있다. 특히, 제1 커패시터의 커패시턴스는 제2 커패시터의 커패시턴스보다 2%(퍼센트), 바람직하게는 5%(퍼센트), 더 바람직하게는 10%(퍼센트) 더 작거나 더 클 수 있다. 물론, 제2 커패시터의 커패시턴스는 제1 커패시터의 커패시턴스보다 더 작거나 더 크고, 특히 2%(퍼센트), 바람직하게는 5%(퍼센트), 더 바람직하게는 10%(퍼센트) 더 작거나 더 큰 것이 또한 가능하다.

대안적으로, 제1 유도 코일의 인덕턴스는 제2 유도 코일의 인덕턴스보다 더 작거나 더 크며, 특히 2배, 바람직하게는 10배 더 작거나 더 클 수 있고, 제1 커패시터의 커패시턴스는 제2 커패시터의 커패시턴스와 동일할 수 있다.

마찬가지로, 제1 유도 코일의 인덕턴스는 제2 유도 코일의 인덕턴스와 상이하며, 특히 이보다 더 크거나 더 작고, 제1 커패시터의 커패시턴스는 제2 커패시터의 커패시턴스와 상이하며, 특히 이보다 더 크거나 더 작은 것이 또한 가능하다.

일 예에서, 제1 유도 코일은 7개의 권선을 포함할 수 있고, 제2 유도 코일은 9개의 권선을 포함할 수 있으며, 이는 제1 유도 코일의 인덕턴스가 제2 유도 코일의 인덕턴스보다 더 작게 한다.

제1 유도 코일 및 제2 유도 코일 중 적어도 하나는 0.1 μH(마이크로 헨리) 내지 2 mH(밀리 헨리), 특히 0.1 μH(마이크로 헨리) 내지 1 mH(밀리 헨리), 바람직하게는 0.3 μH(마이크로 헨리) 내지 1.2 μH(마이크로 헨리), 더 바람직하게는 0.6 μH(마이크로 헨리) 내지 0.9μH(마이크로 헨리)의 범위의 인덕턴스를 가질 수 있다. 달성될 자기장의 주파수에 따라, 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 커패시턴스의 값이 상응하여 선택될 수 있다. 바람직하게는, 제1 커패시터 및 제2 커패시터 중 적어도 하나는 0.1 nF(나노 패럿) 내지 20 μF(마이크로 패럿), 특히 1 nF(나노 패럿) 내지 5 μF(마이크로 패럿), 바람직하게는 10 nF(나노 패럿) 내지 1 μF(마이크로 패럿)의 범위의 커패시턴스를 갖는다.

추가로 전술한 바와 같이, 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일의 교번 자기장은 예컨대 기재를 가열하기 위해 차례로 기재와 열적으로 근접하거나 기재와 직접 물리적으로 접촉하여 배열되는 적어도 하나의 서셉터를 유도 가열하는 데 사용된다. 일반적으로, 적어도 서셉터는 장치의 일체형 부분 또는 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 일체형 부분일 수 있고, 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 제거 가능하게 수용되도록 구성된다.

장치의 일부로서, 적어도 하나의 서셉터는 공동 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 마찬가지로, 에어로졸 발생 물품의 일부로서, 적어도 하나의 서셉터는 장치의 공동 내로 물품의 삽입 시 에어로졸 발생 장치의 공동 내에 배열 가능할 수 있다.

특히, 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 서셉터, 특히 하나의(단일) 서셉터 또는 2개의 서셉터를 포함할 수 있다.

단일 서셉터의 경우에, 서셉터는 바람직하게는 서셉터의 제1 부분이 공동의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되고, 서셉터의 제2 부분이 제2 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되도록 공동 내에 배열된다. 따라서, 장치의 사용 시, 서셉터의 제1 부분은 제1 유도 코일의 자기장을 경험하고, 서셉터의 제2 부분은 제2 유도 코일의 자기장을 경험한다.

마찬가지로, 에어로졸 발생 장치가 복수의 서셉터, 특히 2개의 서셉터를 포함하는 경우, 장치는 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 포함할 수 있다. 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 바람직하게는 제1 서셉터가 공동의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되고, 제2 서셉터가 공동의 제2 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되도록 공동 내에 배열된다. 따라서, 장치의 사용 시, 제1 서셉터는 제1 유도 코일의 자기장을 경험하고 제2 서셉터는 제2 유도 코일의 자기장을 경험한다.

유리하게는, (단일) 서셉터, 또는 제1 서셉터 및 제2 서셉터의 제1 섹션 및 제2 섹션은 예컨대 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분, 특히 에어로졸 형성 기재의 제1 부분 및 제2 부분을 가열하거나, 상이한 에어로졸 형성 기재, 특히 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 서로 이격되는 에어로졸 형성 기재(들) 내에 배열되거나 배열 가능할 수 있다.

제1 서셉터 및 제2 서셉터는 개별 부분으로 형성될 수 있다. 특히, 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 각각으로부터 이격되어 에어로졸 형성 기재 내에 배열되거나 배열 가능할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "서셉터"는 교번 전자기장을 받을 때 전자기 에너지를 열로 변환할 수 있는 요소를 지칭한다. 이는 서셉터 재료의 전기 및 자기 특성에 따라, 서셉터에 유도된 히스테리시스 손실 및/또는 와전류의 결과일 수 있다. 히스테리시스 손실은 교번 전자기장의 영향 하에 스위칭되는 재료 내의 자기 도메인으로 인해 강자성 또는 페리자성 서셉터에서 발생한다. 와전류는 서셉터가 전기 전도성인 경우에 유도될 수 있다. 전기 전도성 강자성 또는 페리자성 서셉터의 경우, 와전류 및 히스테리시스 손실 둘 모두로 인해 열이 발생될 수 있다.

따라서, 적어도 하나의 서셉터는 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시키기에 충분한 온도로 유도 가열될 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 서셉터는 금속 또는 탄소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 서셉터는 강자성 재료, 예를 들어 페라이트 철, 또는 강자성 철 또는 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다. 바람직한 서셉터는 400 시리즈 스테인리스 스틸, 예를 들어 그레이드 410, 또는 그레이드 420, 또는 그레이드 430 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다. 다른 적합한 서셉터는 알루미늄을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 서셉터는 다양한 기하학적 구성을 포함할 수 있다. 적어도 하나의는 서셉터 핀, 서셉터 로드, 서셉터 블레이드, 서셉터 스트립 또는 서셉터 플레이트를 포함할 수 있거나 이들일 수 있다. 서셉터가 에어로졸 발생 장치의 일부인 경우, 서셉터 핀, 서셉터 핀, 서셉터 로드, 서셉터 블레이드, 서셉터 스트립 또는 서셉터 플레이트는 장치의 공동 내로, 바람직하게는 공동 내로 에어로졸 발생 물품을 삽입하기 위해 공동의 개구를 향해 돌출될 수 있다.

적어도 하나의 서셉터는 필라멘트 서셉터, 메쉬 서셉터, 심지 서셉터를 포함할 수 있거나 이들일 수 있다.

마찬가지로, 적어도 하나의 서셉터는 서셉터 슬리브, 서셉터 컵, 원통형 서셉터 또는 관형 서셉터를 포함할 수 있거나 이들일 수 있다. 바람직하게는, 서셉터 슬리브, 서셉터 컵, 원통형 서셉터 또는 관형 서셉터의 내부 공극은 가열될 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 제거 가능하게 수용하도록 구성된다.

전술한 서셉터는 임의의 단면 형상, 예를 들어 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 또는 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 장치"는 일반적으로 예컨대 기재를 가열함으로써 에어로졸을 발생시키기 위해, 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재, 특히 에어로졸 발생 물품 내에 제공되는 에어로졸 형성 기재와 상호작용할 수 있는 전기 작동식 장치를 지칭한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 사용자의 입을 통해 사용자가 직접 흡입할 수 있는 에어로졸을 발생시키기 위한 퍼핑 장치이다. 특히, 에어로졸 발생 장치는 핸드헬드 에어로졸 발생 장치이다.

본 발명에 따른 제어 회로는 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 에어로졸 발생 장치의 전체 컨트롤러의 일부를 형성할 수 있거나 전체 컨트롤러일 수 있다. 특히, 컨트롤러는 유도 가열 공정의 작동, 특히 미리 결정된 작동 온도로의 에어로졸 형성 기재(들)의 유도 가열을 제어하도록 구성될 수 있다.

에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 사용되는 작동 온도는 적어도 180℃, 특히 적어도 300℃, 특히 적어도 350℃, 바람직하게는 적어도 370℃, 가장 바람직하게는 적어도 400℃일 수 있다. 이러한 온도는 에어로졸 형성 기재를 가열하지만 연소하지 않기 위한 통상적인 작동 온도이다. 예를 들어, 작동 온도는 180℃ 내지 370℃, 특히 180℃ 내지 240℃ 또는 280℃ 내지 370℃의 범위일 수 있다. 일반적으로, 작동 온도는 가열될 에어로졸 형성 기재의 유형, 서셉터의 구성 및 시스템의 사용 시 에어로졸 형성 기재에 대한 서셉터의 배열 중 적어도 하나에 의존할 수 있다. 예를 들어, 서셉터가 예컨대 시스템의 사용 시 에어로졸 형성 기재를 둘러싸도록 구성되고 배열되는 경우, 작동 온도는 180℃ 내지 240℃의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 서셉터가 예컨대 시스템의 사용 시 에어로졸 형성 기재 내에 배열되도록 구성되는 경우, 작동 온도는 280℃ 내지 370℃의 범위일 수 있다.

컨트롤러는 마이크로프로세서, 예를 들어 프로그래밍 가능 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로를 포함할 수 있다.

컨트롤러는 발진기 회로에, 특히 단일 트랜지스터 스위치에(더 구체적으로 단일 트랜지스터 스위치의 게이트에) 교번 구동 신호를 발생 및 제공하여, 제1 공진 주파수에 가깝거나 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수에 가깝거나 제2 공진 주파수에서 발진기 회로, 특히 단일 트랜지스터 스위치를 작동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 컨트롤러는 상이한 주파수에서, 특히 제1 공진 주파수에 가깝거나 동일한 제1 주파수에서 그리고 제2 공진 주파수에 가깝거나 동일한 제2 주파수에서 교번 구동 신호를 발생시키고 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 각각의 교번 구동 신호를 제공하도록 구성되는 클럭 또는 전압 제어 발진기를 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 전력 공급부, 특히 DC 공급 전압 및 DC 공급 전류를 컨트롤러에 제공하도록 구성된 DC 전력 공급부를 포함할 수 있다. 특히, DC 전압은 단일 트랜지스터 스위치의 드레인 입력 및 소스 입력에 인가될 수 있다. 바람직하게는, 전력 공급부는 리튬 철 인산염 배터리와 같은 배터리이다. 대안으로서, 전력 공급부는 커패시터와 같은 전하 저장 장치의 다른 형태일 수 있다. 전력 공급부는 재충전을 필요할 수 있으며, 즉 전력 공급부는 재충전 가능할 수 있다. 전력 공급부는 하나 이상의 사용자 경험을 위해 충분한 에너지의 저장을 허용하는 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 전력 공급부는 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 유도 가열 배열의 개별적인 활성화를 허용하는 데 충분한 용량을 가질 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 바람직하게는 제어 회로, 특히 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일, 제1 커패시터 및 제2 커패시터, 구동 발진기 회로, 발진기 코일, 단일 트랜지스터 스위치(존재하는 경우), 플럭스 집중기(존재하는 경우), 적어도 하나의 서셉터(존재하는 경우), 컨트롤러, 전력 공급부 및 공동의 적어도 일부 중 적어도 하나를 포함하는 본체를 포함할 수 있다.

본체에 더하여, 에어로졸 발생 장치는, 특히 장치와 함께 사용될 에어로졸 발생 물품이 마우스피스를 포함하지 않는 경우에, 마우스피스를 더 포함할 수 있다. 마우스피스는 장치의 본체에 장착될 수 있다. 마우스피스는 마우스피스를 본체에 장착할 때 공동을 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 본체에 마우스피스를 부착하기 위해, 본체의 근위 말단부는, 마우스피스의 원위 말단부에서 대응 부분과 맞물리는, 자석 또는 기계적 장착, 예를 들어 베이오넷 마운트 또는 스냅핏(snap-fit) 장착부를 포함할 수 있다. 장치가 마우스피스를 포함하지 않는 경우에, 에어로졸 발생 장치와 함께 사용될 에어로졸 발생 물품은 마우스피스, 예를 들어 필터 세그먼트를 포함할 수 있다.

에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 공기 배출구, 예를 들어(존재하는 경우) 마우스피스 내에 공기 배출구를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 적어도 하나의 공기 유입구로부터 공동을 통해, 가능하게는 추가로, 존재하는 경우, 마우스피스 내의 공기 배출구로 연장되는 공기 경로를 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 공동과 유체 연통하는 적어도 하나의 공기 유입구를 포함한다. 따라서, 에어로졸 발생 시스템은 적어도 하나의 공기 유입구로부터 공동으로, 그리고 가능하게는 추가로 물품 및 마우스피스 내의 에어로졸 형성 기재를 통해 사용자의 입 속으로 연장되는 공기 경로를 포함할 수 있다.

제1 유도 코일, 제2 유도 코일, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 발진기 코일 및 플럭스 집중기(존재하는 경우)는 장치 하우징 내에 배열되고, 장치의 공동의 적어도 일부를 형성하거나 적어도 일부 주위에 원주 방향으로 배열된, 특히 제거 가능하게 배열되는 유도 모듈의 일부일 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 그리고 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템이 또한 제공된다. 시스템은 장치와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 물품을 더 포함하며, 물품은 장치에 의해 유도 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 에어로졸 발생 물품은 장치의 공동 내에 적어도 부분적으로 수용되거나 수용 가능할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은 본 발명에 따른 그리고 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치와 함께 본원에 추가로 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 시스템에 있어서, 물품 및 장치는 협력하여 호흡성 에어로졸을 발생시킨다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 물품"은, 가열될 때, 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함한 물품을 지칭한다. 바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은 가열식 에어로졸 발생 물품이다. 즉, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되는 것이 아니라 가열되도록 의도되는 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 에어로졸 발생 물품은 소모품, 특히 단일 사용 후에 폐기될 소모품일 수 있다. 예를 들어, 물품은 가열될 액체 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 카트리지일 수 있다. 대안적으로는, 물품은 로드 형상 물품, 종래의 궐련과 유사한, 특히 담배 물품일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 발생시키기 위해 가열 시 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 재료를 포함하거나 그로 형성된 기재를 나타낸다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성 휘발성 화합물을 방출하기 위해 연소되기보다는 가열되도록 의도된다. 에어로졸 형성 기재는 고체 또는 액체 에어로졸 형성 기재 또는 겔형 에어로졸 형성 기재 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 고체 및 액체 성분, 또는 액체 및 겔형 성분, 또는 고체 및 겔형 성분, 또는 액체, 고체 및 겔형 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 가열 시에 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에어로졸 형성 기재는 비-담배 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 더 포함할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린, 트리아세틴(글리세린 트리아세테이트) 및 프로필렌 글리콜이다. 에어로졸 형성 기재는 또한 니코틴 또는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 또한 페이스트형 재료, 에어로졸 형성 기재를 포함하고 있는 다공성 재료의 향낭, 또는, 예를 들어 글리세린과 같은 일반적인 에어로졸 형성제를 포함할 수 있는, 겔화제 또는 점착제와 혼합된, 이후 플러그로 압축 또는 몰딩되는 말아피는 담배(loose tobacco)일 수 있다.

전에 언급된 바와 같이, 에어로졸 형성 기재(들)를 유도 가열하기 위해 사용되는 적어도 하나의 서셉터는 에어로졸 발생 장치 대신, 에어로졸 발생 물품의 일체형 부분일 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품은 물품이 장치의 공동 내에 수용될 때 사용 시 서셉터가 유도 공급원에 의해 유도 가열 가능하도록 에어로졸 형성 기재와 열적으로 근접하거나 열적으로 접촉하여 위치된 적어도 하나의 서셉터를 포함할 수 있다. 특히, 에어로졸 형성 기재는 하나의(단일) 서셉터 또는 2개의 서셉터를 포함할 수 있다.

단일 서셉터의 경우, 서셉터는 장치의 공동 내로 물품의 삽입 시, 서셉터의 제1 부분이 공동의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되고, 서셉터의 제2 부분이 제2 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되도록 물품 내에 배열될 수 있다. 따라서, 시스템의 사용 시, 서셉터의 제1 부분은 제1 유도 코일의 자기장을 경험하고 서셉터의 제2 부분은 제2 유도 코일의 자기장을 경험한다.

마찬가지로, 에어로졸 발생 물품이 복수의 서셉터, 특히 2개의 서셉터를 포함하는 경우, 물품은 제1 서셉터 및 제2 서셉터를 포함할 수 있다. 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 장치의 공동 내로 물품의 삽입 시, 제1 서셉터가 공동의 제1 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되고, 제2 서셉터가 공동의 제2 섹션 내에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 배열되도록 물품 내에 배열될 수 있다. 따라서, 시스템의 사용 시, 제1 서셉터는 제1 유도 코일의 자기장을 경험하고 제2 서셉터는 제2 유도 코일의 자기장을 경험한다. 제1 서셉터 및 제2 서셉터는 개별 부분으로 형성될 수 있다.

유리하게는, (단일) 서셉터, 또는 제1 및 제2 서셉터의 제1 및 제2 섹션은 예컨대 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분, 특히 에어로졸 형성 기재의 제1 부분 및 제2 부분을 가열하거나, 상이한 에어로졸 형성 기재, 특히 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 서로 이격되는 에어로졸 형성 기재(들) 내에 배열될 수 있으며, 이는 물품 내의 상이한 위치에 배열된다.

따라서, 에어로졸 발생 물품은 물품 내의 상이한 위치에 배열된 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 특히, 제1 에어로졸 형성 기재 및 제2 에어로졸 형성 기재는 함량, 조성, 향미, 질감 또는 물질 상태(고체, 겔형, 액체) 중 적어도 하나와 관련하여, 서로 상이할 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템의 추가 특징 및 장점은 에어로졸 발생 장치에 관해 설명되었고 반복되지 않을 것이다.

물론, 본 발명에 따르고 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치가 2개 초과의 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재의 2개 초과의 부분을 개별적으로 가열하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르고 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 장치는 공동의 2개 초과의 섹션, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 섹션 내에 각각의 교번 자기장을 발생시키기 위한 2개 초과의 유도 코일, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 유도 코일을 포함할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 장치는 각각의 코일에 대해 하나씩, 2개 초과의 LC 공진기 회로를 포함할 수 있으며, 각각의 LC 공진기 회로는 코일 및 각각의 커패시터 중 하나를 포함하고, 각각의 다른 LC 공진기 회로의 공진 주파수 각각과 상이한 공진 주파수를 갖는다. 마찬가지로, 발진기 코일을 포함하는 구동 발진기 회로는 2개 초과의 주파수에 가깝거나 이 주파수에서, 즉 상이한 LC 공진기 회로의 각각의 공진 주파수에 가깝거나 이 주파수에서 교번 자기 발진기 필드를 선택적으로 발생시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르고 본원에 설명된 바와 같은 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재의 2개 초과의 부분, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 부분을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 물품은 2개 초과의 에어로졸 형성 기재, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 따라서, 서셉터(들)가 에어로졸 발생 장치의 일부인 경우, 장치는 2개 초과의 부분, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 부분을 갖는 서셉터를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 장치는 2개 초과의 서셉터, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 서셉터를 포함할 수 있다. 반대로, 서셉터(들)가 에어로졸 발생 물품의 일부인 경우, 물품은 2개 초과의 부분, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 부분을 갖는 서셉터를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 물품은 2개 초과의 서셉터, 예를 들어, 3개, 4개, 5개 이상의 서셉터를 포함할 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 추가로 설명될 것이며, 여기서
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 에어로졸 발생 시스템 내에서 사용될 수 있는 제어 회로의 예시적인 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도를 도시하며;
도 5는 본 발명의 제4 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)의 제1 예시적인 구현예를 개략적으로 예시한다. 시스템(1)은 에어로졸 형성 기재(91)를 특히 섹션별로 또는 부분별로 유도 가열함으로써 에어로졸을 발생시키도록 구성된다. 시스템(1)은 2개의 주요 구성요소를 포함한다: 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품(90), 및 물품(90)과 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치(10). 장치(10)는 물품(90)을 수용하기 위한 공동(20), 및 물품(90)이 공동(20) 내로 삽입될 때 물품(90) 내의 기재를 가열하기 위한 유도 가열 배열(30)을 포함한다.

물품(90)은 종래의 궐련의 형상과 실질적으로 유사한 로드 형상을 갖는다. 본 구현예에서, 물품(90)은 동축 정렬로 배열된 4개의 요소를 포함한다: 기재 세그먼트(91), 지지 세그먼트(92), 에어로졸 냉각 세그먼트(94), 및 필터 세그먼트(95). 기재 세그먼트는 물품(90)의 원위 단부에 배열되고, 가열될 에어로졸 형성 기재(91)를 포함한다. 에어로졸 형성 기재는 예를 들어, 에어로졸 형성제로서 글리세린을 포함한 균질화된 담배 재료의 크림핑된 시트(crimped sheet)를 포함할 수 있다. 지지 세그먼트(92)는 중앙 공기 통로(93)를 형성하는 중공형 코어를 포함한다. 에어로졸 냉각 세그먼트(94)는 에어로졸 형성 기재의 휘발된 구성요소를 냉각하기 위해 사용된다. 필터 세그먼트(95)는 마우스피스로서 기능하며, 예를 들어 셀룰로스 아세테이트 섬유를 포함할 수 있다. 모든 4개의 요소는 서로 순차적으로 배열되는 실질적으로 원통형 요소이다. 세그먼트는 실질적으로 동일한 직경을 갖고, 궐련지로 제조된 외부 래퍼(99)에 의해 외접되어, 예컨대 원통형 로드를 형성한다.

장치(10)는 실질적으로 원통형 장치 하우징에 의해 형성된 실질적으로 로드 형상 본체(11)를 포함한다. 원위 부분(13) 내에, 장치(10)는 전력 공급부(16), 예를 들어 리튬 이온 배터리, 및 장치(10)의 작동을 제어하기 위한, 특히 유도 가열 공정을 제어하기 위한 제어 회로(17)를 포함한다.

원위 부분(13)에 대향하는 근위 부분(14) 내에, 장치(10)는 공동(20)을 포함한다. 공동(20)은 장치(10)의 근위 단부(12)에서 개방되며, 따라서 물품(90)이 공동(20) 내로 쉽게 삽입될 수 있게 한다. 공동(20)의 하단 부분(25)은 장치(10)의 근위 부분(14)으로부터, 특히 공동(20)으로부터 장치(10)의 원위 부분(13)을 분리한다. 바람직하게는, 하단 부분(25)은 열 절연 재료, 예를 들어 PEEK(폴리에테르 에테르 케톤)로 제조된다. 따라서, 원위 부분(13) 내의 제어 회로(17)의 전기 구성요소는 기재(91)의 가열 동안 공동(20) 내에 의해 생성된 열, 에어로졸 또는 잔기와 별개로 유지될 수 있다.

본 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(10)는 기재 세그먼트(91) 내의 에어로졸 형성 기재를 섹션별로 가열하도록 구성되며, 즉 에어로졸 형성 기재의 상이한 부분을 개별적으로 가열하도록 구성된다. 본 구현예에서, 장치(10)는 에어로졸 형성 기재의 제1 부분(96) 및 섹션(97)을 개별적으로 가열하도록 구성된다. 제1 및 섹션 부분(96, 97) 내로의 에어로졸 형성 기재의 가상 분리는 도 1에서 점선(98)으로 표시된다.

제1 및 섹션 부분(96, 97)을 개별적으로 가열하기 위해, 유도 가열 배열(30)은 제1 유도 코일(31) 및 제2 유도 코일(32)을 포함한다. 제1 유도 코일(31)은 공동(20)의 제1 섹션(21) 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성되는 반면, 제2 유도 코일(32)은 공동(22)의 제2 섹션 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성된다. 공동(20)의 제1 및 제2 섹션(21, 22)은 에어로졸 발생 물품(90)이 공동(20) 내에 수용될 때 에어로졸 형성 기재의 제1 및 섹션 부분(96, 97)의 위치에 할당된다.

유도 가열 배열(30)은 서셉터(60)의 제1 부분(61)이 제1 유도 코일(31)에 의해 발생된 전자기장을 경험하고 서셉터(60)의 제2 부분(62)이 제2 유도 코일(32)에 의해 발생된 전자기장을 경험하도록 공동(20) 내에 배열되는 서셉터(60)를 더 포함한다.

본 구현예에서, 서셉터(60)는 그의 원위 단부로 공동(20)의 하단 부분(25)에 부착되는 서셉터 블레이드이다. 그로부터, 서셉터 블레이드는 장치(10)의 근위 단부(12)에서 공동(20)의 개구부를 향해 공동(20)의 내부 공극 내로 연장된다. 서셉터 블레이드(60)의 다른 단부, 즉, 원위 자유 단부는 예컨대 서셉터 블레이드가 물품(90)의 원위 말단부 내에서 에어로졸 형성 기재를 쉽게 관통할 수 있도록 테이퍼진다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(90)이 공동(20) 내에 수용될 때, 서셉터(60)의 제1 부분(61)은 에어로졸 형성 기재의 제1 부분(96) 내에 배열되는 반면, 서셉터(60)의 제2 부분(62)은 기재의 제2 부분(97) 내에 배열된다. 블레이드 대신에, 서셉터는 또한 서셉터 핀 또는 서셉터 로드일 수 있다.

따라서, 제1 유도 코일(31)을 활성화시킬 때, 교번 전자기장은 공동(20)의 제1 섹션(21) 내에서만 실질적으로 발생된다. 그 결과, 가열 발생 와전류 및/또는 히스테리시스 손실은 서셉터 재료의 자기 및 전기 특성에 따라, 서셉터(60)의 제1 부분(61)에서만 실질적으로 유도된다. 따라서, 제2 유도(32) 코일이 비활성일 때, 서셉터(60)의 제2 부분(62)은 실질적으로 가열되지 않은 채로 유지되는 동안, 가열되는 것은 실질적으로 서셉터(60)의 제1 부분(61)만이다. 따라서, 예컨대 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸 발생 물품(90)을 통해 하류에 흡인될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해 기재의 제1 부분(96)만이 가열된다. 마찬가지로, 제2 유도 코일(32)을 활성화시킬 때, 교번 전자기장은 공동(20)의 제2 섹션(22) 내에서만 실질적으로 발생되어, 서셉터(60)의 제1 부분(61)이 실질적으로 가열되지 않은 채로 남아 있는 동안, 서셉터(60)의 제2 부분(62)만이 유도 가열되게 한다. 그 결과, 예컨대 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸 발생 물품(90)을 통해 하류에 흡인될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해 기재의 제2 부분(97)만이 가열된다.

제1 유도 코일(31) 및 제2 유도 코일(32)이 서로 독립적으로 활성화되고, 이에 따라 공동(20)의 제1 섹션(21) 또는 제2 섹션(22) 내에 교번 자기장을 선택적으로 발생시킬 수 있게 하기 위해, 각각의 코일(31, 32)은 별개의 공진 주파수를 갖는 LC 공진기 회로의 일부로 제조된다. 각각의 LC 공진기 회로는 별개의 공진 주파수에 근접하거나 이 주파수에서 선택적으로 작동될 수 있는 (공통) 구동 발진기 코일(32)에 유도 결합된다. 즉, 본 발명은 제1 및 제2 유도 코일(31, 32)을 유도 구동하는 것에 기초하지만, 각각의 코일은 예컨대 제1 및 제2 유도 코일(31, 32)의 작동을 서로로부터 유도 분리하기 위해 상이한 구동 주파수에 있다.

도 2는 도 1에 따른 에어로졸 발생 시스템 내에서 사용될 수 있는 제어 회로(18)의 예시적인 구현예를 개략적으로 도시한다. 전술한 기본 아이디어에 따르면, 제어 회로(18)는 제1 LC 공진기 회로(51) 및 제2 LC 공진기 회로(52)를 포함하며, 제1 LC 공진기 회로(51)는 제1 유도 코일(31) 및 제1 커패시터(41)를 포함하고, 제2 LC 공진기 회로(52)는 제2 유도 코일(32) 및 제2 커패시터(42)를 포함한다: 제1 LC 공진기 회로(51)는 제1 공진 주파수를 갖는 반면, 제2 LC 공진기 회로(52)는 제1 공진 주파수(f1)와 상이한 제2 공진 주파수(f2)를 갖는다. 제어 회로(18)는 제1 공진 주파수(f1)에 가깝거나 제1 공진 주파수에서 또는 제2 공진 주파수(f2)에 가깝거나 제2 공진 주파수에서 교번 자기 발진기 필드를 선택적으로 발생시키기 위한 발진기 코일(33)(또한 도 1에 도시됨)을 포함하는 구동 발진기 회로(35)를 더 포함한다. 발진기 코일(33)은 제1 유도 코일(31) 및 제2 유도 코일(32) 둘 모두에 유도 결합된다. 그러나, 제1 공진 주파수(f1)와 제2 공진 주파수(f2) 사이의 차이로 인해, 발진기 코일(33)에 의해 발생된 교번 자기 발진기 필드는 자기 발진기 필드의 주파수가 제1 LC 공진기 회로(51)의 제1 공진 주파수(f1)에 가깝거나 이와 동일할 때, 제1 유도 코일(31) 또는 제1 LC 공진기 회로(51)에만 각각 실질적으로 결합된다. 반대로, 발진기 코일(33)에 의해 발생된 교번 자기 발진기 필드는 자기 발진기 필드의 주파수가 제2 LC 공진기 회로(52)의 제2 공진 주파수(f2)에 가깝거나 이와 동일할 때, 제2 유도 코일(32) 또는 제2 LC 공진기 회로(52) 내에 각각 실질적으로 결합된다.

따라서, 도 1을 참조하면, 발진기 필드가 제1 공진 주파수(f1)에 가깝거나 제1 공진 주파수에 있고 따라서 제1 LC 공진기 회로(51)과 가깝거나 이 회로와 공진할 때, 교번 자기장이 공동(20)의 제1 섹션(21) 내에 발생된다. 마찬가지로, 교번 자기장은 발진기 필드가 제2 공진 주파수(f2)에 가깝거나 제2 공진 주파수(f2)에 있고 따라서 제2 LC 공진기 회로에 가깝거나 이 회로와 공진할 때, 공동(21)의 제2 섹션(22) 내에 발생된다.

유리하게는, 제1 공진 주파수(f1)와 제2 공진 주파수(f2) 사이의 차이는 또한 비활성 코일이 발진기 코일(33)의 전류 작동 주파수에 대해 충분히 비공진이 때문에 각각의 비활성 코일이 활성 코일에 의해 유도되는 전류를 운반하는 것을 방지한다.

바람직하게는, 제1 공진 주파수(f1)와 제2 공진 주파수(f2) 사이의 차이는 적어도 40 kHz(킬로헤르츠), 특히 적어도 100 kHz(킬로헤르츠), 바람직하게는 적어도 100 kHz(킬로헤르츠), 더 바람직하게는 적어도 500 kHz(킬로헤르츠) 또는 적어도 1 MHz(메가헤르츠)이다. 예를 들어, 제1 공진 주파수는 제2 공진 주파수와 120 kHz(킬로헤르츠)만큼 상이하다. 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수는 바람직하게는 100 kHz(킬로헤르츠) 내지 30 MHz(메가헤르츠), 특히 5　MHz(메가헤르츠) 내지 15 MHz(메가헤르츠), 바람직하게는 5 MHz(메가헤르츠) 내지 10 MHz(메가헤르츠)의 범위에서 선택된다. 예를 들어, 제1 공진 주파수는 150 kHz(킬로헤르츠)일 수 있고, 제2 공진 주파수는 270 kHz(킬로헤르츠)일 수 있다.

제1 유도 코일(31) 및 제2 유도 코일(32)은 예를 들어, 0.3 μH(마이크로 헨리) 내지 1.2 μH(마이크로 헨리), 바람직하게는 0.6 μH(마이크로 헨리) 내지 0.9 μH(마이크로 헨리)의 범위의 인덕턴스를 가질 수 있다. 달성될 자기장의 주파수에 따라, 제1 커패시터(41) 및 제2 커패시터(42)의 커패시턴스의 값은 상응하여 선택될 수 있다. 바람직하게는, 제1 커패시터(41) 및 제2 커패시터(42)는 1 nF(나노 패럿) 내지 10 μF(마이크로 패럿), 특히 10 nF(나노 패럿) 내지 2 μF(마이크로 패럿)의 범위의 커패시턴스를 갖는다.

제1 공진 주파수(f1)에 가깝거나 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수(f2)에 가깝거나 제2 공진 주파수에서 발진기 코일(33)을 구동하기 위해, 도 2에 도시된 구현예에 따른 구동 발진기 회로(35)는 제1 공진 주파수(f1)에 가깝거나 제1 공진 주파수에서, 또는 제2 공진 주파수(f2)에 가깝거나 제2 공진 주파수에서 선택적으로 작동 가능한 단일 트랜지스터 스위치(70)를 포함한다. 본 구현예에서, 스위치(70)는 게이트 단자를 제어하기 위해 게이트 입력(71)을 갖는 전계 효과 트랜지스터(FET)이다. 전계 효과 트랜지스터의 소스 입력(72) 및 드레인 출력(73)은 발진기 코일(33) 및 전원(16)과 직렬 연결되며, 이는 도 1에 도시된 전원(16)에 대응할 수 있다. 따라서, 제1 또는 제2 공진 주파수(f1, f2)에 가깝거나 이 주파수에서 구동 주파수를 갖는 게이트 입력(71)에 교번 구동 신호를 인가함으로써, 발진기 코일(33)은 그 구동 주파수에서 교대로 스위칭 온 및 오프된다. 이러한 스위칭 온 및 오프는 발진기 코일(32)로 하여금 발진기 코일(33) 내부의 변화하는 자속으로 인해 제1 또는 제2 공진 주파수(f1, f2)에 가깝거나 이 주파수에서 자기 발진기 필드를 발생시키게 한다. 교번 구동 신호는 주파수(f1 및 f2)를 갖는 2개의 사각파 신호에 의해 도 2에 개략적으로 도시된다. 바람직하게는, 교번 구동 신호가 발생되고 도 1에 도시된 제어부(17)에 의해 발진기 회로(35)에 제공된다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 유도 코일(31, 32)은 원통형 공동(20)의 제1 및 제2 섹션(21, 22)을 각각 원주 방향으로 둘러싸는 헬리컬 코일이다. 제1 및 제2 유도 코일(31, 32)은 각각의 코일(31)의 길이 축을 따라 연장되는 복수의 와이어 권선으로 각각 형성된다. 와이어는 정사각형, 타원형, 또는 삼각형과 같은 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 이러한 구현예에서, 와이어는 원형 단면을 갖는다. 다른 구현예에서, 와이어는 편평한 단면 형상을 가질 수 있다. 이는 기본적으로 발진기 코일(33)에 대해 유지된다.

도 1에서 더 알 수 있는 바와 같이, 발진기 코일(33)은 제1 유도 코일(31) 및 제2 유도 코일(32) 각각과 동축으로 그리고 부분적으로 주위에 배열된다. 유리하게는, 이는 상이한 코일의 자기장 사이의 중첩을 증가시키므로, 발진기 코일과 제1 및 제2 유도 코일 사이의 유도 결합을 각각 증가시킨다.

도 3은 본 발명의 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(101)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3에 따른 시스템(101)은 도 1에 따른 시스템(1)과 매우 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 특징부는 동일한 참조 번호로 100씩 증가하면서 표시된다. 제1 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(1)과 대조적으로, 제2 구현예에 따른 시스템(101)은 물품(190)의 원위 말단부에서 교대로 순차적으로 배열되는 제1 에어로졸 형성 기재(196) 및 제2 에어로졸 형성 기재(197)를 포함하는 에어로졸 발생 물품(190)을 포함한다. 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재(196, 197)는 사용자의 경험을 풍부하게 하기 위해 그들의 조성물 및 성분과 관련하여 서로 상이하다.

또한, 도 1에 따른 시스템(1)과 대조적으로, 도 3에 따른 시스템(101)은 에어로졸 발생 장치(110)의 일부가 아니라 오히려 에어로졸 발생 물품(190)의 일부인 2개의 서셉터를 포함한다. 스트립형 제1 서셉터(161)는 제1 에어로졸 형성 기재(196) 내에 배열된다. 유사한 방식으로, 스트립형 제2 서셉터(162)는 제2 에어로졸 형성 기재(197) 내에 배열된다. 서셉터(161, 162) 둘 모두는 에어로졸 발생 물품(190)의 길이방향 중심 축을 따라 실질적으로 연장되는 각각의 에어로졸 형성 기재 내에서 중앙에 배열된다. 특히, 서셉터(161, 162)는 서로 이격되는 개별 부분으로 형성되며, 이는 서셉터(161, 162) 둘 모두가 서로 열적으로 분리되게 한다.

장치(110)의 공동(120) 내로 물품(190)의 삽입 시, 제1 서셉터(161) 및 제1 에어로졸 형성 기재(196)는 공동(120)의 제1 섹션(121) 내에 배열된다. 마찬가지로, 제2 서셉터(162) 및 제2 에어로졸 형성 기재(197)는 공동(120)의 제2 섹션(122) 내에 배열된다. 따라서, 시스템(101)의 사용 시, 제1 서셉터(161)는 제1 유도 코일(131)의 자기장을 경험하는 반면, 제2 서셉터(162)는 제2 유도 코일(132)의 자기장을 경험하여 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재(196, 197)가 서로 별도로 가열될 수 있게 한다.

제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(110)는 제1 유도 코일(131), 제2 유도 코일(132) 및 발진기 코일(133) 주위에 동축으로 배열되는 플럭스 집중기(180)에 의해 제1 구현예에 따른 장치(10)와 더 상이하다. 본 구현예에서, 플럭스 집중기(180)는 높은 상대 자기 투과율을 갖는 재료, 예를 들어 강자성 스테인리스 스틸로 제조된 원통형 요소이다. 플럭스 집중기(180)는 발진기 코일(133)의 자기장을 제1 유도 코일(131) 및 제2 유도 코일(132)의 자기장의 영역을 향해 왜곡시키도록 배열되고 구성되며, 이에 따라 발진기 코일(133)과 제1 및 제2 유도 코일(131, 132) 사이의 자기 결합을 증가시킨다. 또한, 추가로 전술한 바와 같이, 플럭스 집중기는 자기 차폐부로서 작용한다.

이와는 별개로, 도 3의 에어로졸 발생 장치는 도 1에 따른 장치와 동일하다.

도 4는 본 발명의 제3 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(201)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4에 따른 시스템(201)은 도 3에 따른 시스템(101)과 매우 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 특징부는 동일한 참조 번호로 100씩 증가하면서 표시된다. 제2 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(101)과 대조적으로, 제3 구현예에 따른 시스템(201)은 에어로졸 발생 장치(210)의 일부이지만 물품(290)의 일부가 아닌 제1 서셉터(261) 및 제2 서셉터(262)를 포함한다. 본 구현예에서, 제1 및 제2 서셉터(261, 262)는 서셉터 슬리브이다.

슬리브형 제1 서셉터(261)는 공동(220)의 제1 섹션(221)의 외부 원주 주변부 내에서, 공동(220)의 내부 표면에 배열된다. 여기서, 장치(210)의 사용 시, 제1 서셉터(261)는 제1 유도 코일(231)의 자기장만을 실질적으로 경험한다. 마찬가지로, 슬리브형 제2 서셉터(262)는 공동(220)의 제2 섹션(222)의 외부 원주 주변부 내에서 공동(220)의 내부 표면에 배열된다. 여기서, 장치(210)의 사용 시, 제2 서셉터(262)는 제2 유도 코일(232)의 자기장만을 실질적으로 경험한다. 특히, 제1 및 제2 서셉터(261, 262)는 서로 이격되는 개별 부분으로 형성되며, 이는 서셉터(261, 262) 둘 모두가 서로 열적으로 분리되게 한다.

도 3과 관련하여 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재(296, 297)는 장치(210)의 공동(220) 내로 물품(290)의 삽입 시, 제1 에어로졸 형성 기재(296)가 공동(220)의 제1 섹션(221) 내에 배열되고 제2 에어로졸 형성 기재(297)가 공동(220)의 제2 섹션(222) 내에 배열되도록 물품(290) 내에 배열된다. 따라서, 제1 및 제2 에어로졸 형성 기재(296, 297)는 서로 별도로 가열될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제4 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템(301)의 개략적인 단면도이다. 도 5에 따른 시스템(301)은 도 4에 따른 시스템(201)과 매우 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 특징부는 동일한 참조 번호로 100씩 증가하면서 표시된다. 제3 구현예와 대조적으로, 제4 구현예에 따른 에어로졸 발생 장치(310)는 단일 슬리브형 서셉터(360)를 포함한다. 단일 슬리브형 서셉터(360)는 사용 시 서셉터(360)의 제1 부분(361)이 제1 유도 코일(331)에 의해 발생된 전자기장을 경험하고, 서셉터(360)의 제2 부분(362)이 제2 유도 코일(332)에 의해 발생된 전자기장을 경험하도록 제1 및 제2 유도 코일(331, 332)에 대해 공동(320)의 내부 표면에 배열된다. 따라서, 장치(310)의 가열 배열(330)은 에어로졸 형성 기재(391)의 상이한 부분을 개별적으로 가열하는 데 사용될 수 있다. 즉, 물품(390)을 공동(320) 내로 삽입하고 제1 유도 코일(331)을 활성화시킬 때, 서셉터(360)의 제1 부분(361)은 에어로졸 형성 기재의 제1 부분(396)을 가열한다. 마찬가지로, 제2 유도 코일(332)을 활성화할 때, 서셉터(360)의 제2 부분(362)은 에어로졸 형성 기재(391)의 제2 부분(397)을 가열한다.

또한, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 구현예와 대조적으로, 도 5에 따른 에어로졸 발생 물품(390)은 지지 세그먼트를 포함하지 않는다. 대신, 도 5에 따른 물품은 가열될 에어로졸 형성 기재를 포함하는 기재 세그먼트(391), 에어로졸 형성 기재의 휘발된 구성요소를 냉각하기 위해 기재 세그먼트(391)에 인접한 에어로졸 냉각 세그먼트(392), 에어로졸 형성 기재의 휘발된 구성 요소를 여과하기 위해 에어로졸 냉각 세그먼트(392)에 인접한 필터 세그먼트(394)뿐만 아니라 사용자의 입에 수용되기 위해 필터 세그먼트(394)에 인접한 마우스 단부 세그먼트(395)를 포함한다. 또한, 물품(390)은 근위 단부에 대향하는, 즉 마우스 단부 세그먼트(395)에 대향하는 원위 단부에 단부 부재(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 기재 세그먼트(391)는 글리세롤(글리세린), 프로필렌 글리콜, 트리아세틴(글리세린 트리아세테이트) 또는 이들의 조합과 같은, 균질화된 담배의 스트랜드 및 에어로졸 형성제를 포함하는 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다.

냉각 세그먼트(392)는 가열식 에어로졸 형성 기재의 휘발된 구성요소가 흐르고 냉각되도록 공기 채널을 정의하는 중공형 튜브를 포함할 수 있다. 튜브 벽의 두께는, 예를 들어 0.29 mm일 수 있다. 냉각 세그먼트(392)의 길이는 바람직하세는 물품(390)이 장치(310) 내로 완전히 삽입될 때 냉각 세그먼트(392)가 장치(320) 내로 부분적으로 삽입될 수 있도록 한다. 냉각 세그먼트(392)의 길이는 20 mm 내지 30 mm, 특히 23 mm 내지 27 mm, 바람직하게는 25 mm 내지 27 mm, 예를 들어 25 mm일 수 있다. 냉각 세그먼트(392)는 종이, 예를 들어 나선형으로 감긴 종이 튜브로 제조될 수 있다.

필터 세그먼트(394)는 에어로졸 형성 기재로부터 휘발된 하나 이상의 화합물을 제거하기에 충분한 임의의 필터 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터 세그먼트(394)는 셀룰로스 아세테이트와 같은 단일 아세테이트 재료로 제조될 수 있다. 하나 이상의 향미는 필터 세그먼트(394) 내로 향미를 가진 액체를 직접 주입하는 형태로 또는 예를 들어 필터 세그먼트(394)의 셀룰로스 아세테이트 토우 내부에 하나 이상의 향미를 가진 파쇄성 캡슐 또는 다른 향미 담체를 매립하거나 배열함으로써 필터 세그먼트(394)에 첨가될 수 있다. 필터 세그먼트(394)는 6 mm 내지 10 mm의 길이, 예를 들어 8 mm의 길이를 가질 수 있다.

마우스 단부 세그먼트(395)는 필터 세그먼트(394)의 출구에서 축적된 임의의 액체 응축물이 사용자와 직접 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다. 냉각 세그먼트(392)와 마찬가지로, 마우스 단부 세그먼트(395)는 가열식 에어로졸 형성 기재의 휘발된 구성요소가 흐르도록 공기 채널을 정의하는 중공형, 특히 환형 튜브를 포함할 수 있다. 마우스 단부 세그먼트(395)의 길이는 6 mm 내지 10 mm, 예를 들어 8 mm일 수 있다. 마우스 단부 세그먼트(395)는 종이, 예를 들어 나선형으로 감긴 종이 튜브로 제조될 수 있다. 튜브 벽의 두께는, 예를 들어 0.29 mm일 수 있다.

또한, 도 5에 따른 에어로졸 발생 물품(390)은 공기가 물품(390)의 외부로부터 물품(390)의 내부로 흐를 수 있게 하는 환기 영역을 포함한다. 예를 들어, 환기 영역은 물품(390)의 외부 층을 통해 형성된 하나 이상의 환기 구멍의 형태를 취할 수 있다. 특히, 환기 구멍은 환기 구멍의 하나 이상의 열을 포함할 수 있으며, 구멍의 각각의 열은 물품(390)의 길이방향 축에 실질적으로 수직인 단면으로 물품(390) 주위에 원주 방향으로 배열된다. 환기 구멍의 각 열은 12 내지 36개의 환기 구멍을 가질 수 있다. 환기 구멍은 직경이 100 내지 500 μm일 수 있다. 환기 구멍의 열 사이의 축방향 분리는 0.25 mm 내지 0.75 mm, 예를 들어 0.5 mm일 수 있다. 본 구현예에서, 환기 영역은 2개의 열의 환기 구멍(393)을 포함하며, 각각의 열은 물품(390) 주위에 원주 방향으로 배열된다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 환기 구멍(393)은 에어로졸 냉각에 도움을 주기 위해 냉각 세그먼트(392) 내에 위치된다. 특히, 환기 구멍(393)은 물품(390)이 공동(320) 내에 수용될 때 통기 구멍(393)이 공동(320)의 외부에 위치되도록 배열되며, 따라서 비가열된 공기가 외부로부터 환기 구멍(393)을 통해 물품(390)에 진입하게 한다. 예를 들어, 환기 구멍(393)은 물품(390)의 근위 단부로부터 적어도 11 mm, 특히 17 mm 내지 20 mm에 위치될 수 있다. 임의의 경우에, 환기 구멍의 위치는 바람직하게는 사용자가 사용 동안 환기 구멍(393)을 차단하지 않도록 선택된다.

물론, 전술한 바와 같은 환기 영역, 특히 전술한 바와 같은 하나 이상의 환기 구멍은 또한 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 에어로졸 발생 물품(90, 190 및 290) 내에 제공될 수 있다.

동시에, 냉각 세그먼트(392), 필터 세그먼트(394) 및 마우스 단부 세그먼트(395)는 필터 조립체를 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 필터 조립체의 총 길이는 37 mm 내지 45 mm일 수 있다. 바람직하게는, 필터 조립체의 총 길이는 약 41 mm이다. 기재 세그먼트(391)의 길이는 34 mm 내지 50 mm, 바람직하게는 38 mm 내지 46 mm, 예를 들어 42 mm일 수 있다. 물품(390)의 총 길이는 71 mm 내지 95 mm, 바람직하게는 79 mm 내지 87 mm, 예를 들어 약 83 mm일 수 있다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 다른 구현예에서와 같이, 도 5에 따른 물품(390)의 모든 세그먼트(391, 392, 394 및 395)는 실질적으로 동일한 직경을 갖고, 궐련지로 제조된 외부 래퍼(399)에 의해 외접되어, 예컨대 원통형 로드를 형성한다.

Claims (15)

1. 에어로졸 형성 기재의 유도 가열에 의해 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 상기 장치는,
   가열될 에어로졸 형성 기재를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 공동을 포함하는 장치 하우징;
   적어도 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일로서, 상기 제1 유도 코일은 상기 공동의 제1 섹션 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성되고, 상기 제2 유도 코일은 상기 공동의 제2 섹션 내에 교번 자기장을 발생시키도록 배열되고 구성되는 제1 유도 코일 및 제2 유도 코일;
   상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일을 선택적으로 구동하여 상기 제1 및 상기 제2 섹션 내에 교번 자기장을 각각 선택적으로 발생시키기 위한 제어 회로를 포함하며;
   상기 제어 회로는 상기 제1 유도 코일 및 제1 커패시터를 포함하는 제1 LC 공진기 회로, 및 상기 제2 유도 코일 및 제2 커패시터를 포함하는 제2 LC 공진기 회로를 포함하고; 상기 제1 LC 공진기 회로는 제1 공진 주파수를 갖고, 상기 제2 LC 공진기 회로는 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖고;
   상기 제어 회로는 상기 제1 공진 주파수에 가깝거나 상기 제1 공진 주파수에서, 또는 상기 제2 공진 주파수에 가깝거나 상기 제2 공진 주파수에서 주파수를 갖는 교번 자기 발진기 필드를 선택적으로 발생시키기 위한 발진기 코일을 포함하는 구동 발진기 회로를 더 포함하며, 상기 발진기 코일은 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일에 유도 결합되어 교번 자기장은 상기 발진기 필드의 주파수가 상기 제1 공진 주파수에 가깝거나 상기 제1 공진 주파수에 있고, 따라서 상기 제1 LC 공진기 회로에 가깝거나 상기 회로와 공진할 때 상기 제1 섹션 내에 발생되고, 교번 자기장은 상기 발진기 필드의 주파수가 상기 제2 공진 주파수에 가깝거나 상기 제2 공진 주파수에 있고, 따라서 상기 제2 LC 공진기 회로에 가깝거나 상기 회로와 공진할 때 상기 제2 섹션 내에 발생되는, 에어로졸 발생 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 공진 주파수는 상기 제2 공진 주파수의 1% 내지 20%의 범위인, 에어로졸 발생 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 공진 주파수는 상기 제2 공진 주파수와 적어도 40 kHz만큼, 특히 적어도 100 kHz만큼, 바람직하게는 적어도 500 kHz만큼, 또는 적어도 1 MHz만큼 상이한, 에어로졸 발생 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수는 100 kHz 내지 30 MHz의 범위, 5 MHz 내지 15 MHz의 범위, 또는 5 MHz 내지 10 MHz의 범위인, 에어로졸 발생 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진기 코일은 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일 각각과 동축으로 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진기 코일, 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일은 헬리컬 코일인, 에어로졸 발생 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진기 코일은 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일 각각을 적어도 부분적으로 둘러싸는, 에어로졸 발생 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 발진기 회로는 상기 제1 공진 주파수 또는 상기 제2 공진 주파수에서 상기 발진기 코일을 구동하기 위해 상기 제1 공진 주파수 또는 상기 제2 공진 주파수에서 선택적으로 작동 가능한 단일 트랜지스터 스위치를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 중 적어도 하나는 1 nF 내지 10 μF 범위의 커패시턴스를 갖는, 에어로졸 발생 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유도 코일의 인덕턴스는 상기 제2 유도 코일의 인덕턴스와 동일하고, 상기 제1 커패시터의 커패시턴스는 상기 제2 커패시터의 커패시턴스보다 더 작거나 더 크며, 특히 2%, 바람직하게는 5%, 더 바람직하게는 10% 더 작거나 더 큰, 에어로졸 발생 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 LC 공진기 회로 및 상기 제2 LC 공진기 회로 중 적어도 하나는 2 내지 50, 특히 2 내지 20 범위의 품질 계수를 갖는, 에어로졸 발생 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진기 코일을 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일에 유도 결합하기 위한 자속 집중기를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동 내에 적어도 부분적으로 배열되고 상기 제1 유도 코일 및 상기 제2 유도 코일에 의해 둘러싸여진 적어도 하나의 서셉터를 더 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 장치 및 상기 장치의 공동 내에 적어도 부분적으로 수용되거나 수용 가능한 에어로졸 발생 물품을 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 에어로졸 발생 물품은 가열될 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 물품이 상기 장치의 공동 내에 수용될 때 상기 시스템의 사용 시 상기 서셉터가 상기 유도 공급원에 의해 유도 가열 가능하도록 상기 적어도 하나의 에어로졸 형성 기재와 열적으로 근접하거나 열적으로 접촉하여 위치된 적어도 하나의 서셉터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.

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