KR20230047151A

KR20230047151A - 에어로졸 발생 물품

Info

Publication number: KR20230047151A
Application number: KR1020237007275A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 로버트 존 로건; 알렉 라이트
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-04-06
Also published as: CN116033837A; JP2023537287A; EP4192271A1; US20230270173A1; WO2022028993A1

Abstract

공기 흐름 채널(211)을 포함하는 에어로졸 발생 물품(201)이 개시된다. 물품(201)은, 에어로졸을 발생시키기 위한 기재(205)로서, 기재(205)는 공기 흐름 채널(211)의 내부에 배치되는, 기재(205); 및 공기 흐름 채널(211)의 내부에 배치된 밸브(101)를 포함하며, 밸브(101)는 개방 상태 및 폐쇄 상태를 갖고, 밸브(101)는, 개방 상태에 있는 경우에 비하여 폐쇄 상태에 있는 경우에, 공기 흐름 채널(211)을 통하는 공기 흐름을 제한하도록 구성된다. 밸브(101)는, 형상 기억 합금(105)의 전이 온도로 가열된 경우, 밸브(101)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 변경되도록 배치된 형상 기억 합금(105)을 포함한다.

Description

에어로졸 발생 물품

본 발명은 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.

에어로졸 발생 장치는 전통적인 가연성 담배 제품의 대안으로서 대중화되었다. 비연소 가열식(heat-not-burn) 제품으로도 지칭되는 가열식 담배 제품은, 담배 기재(substrate)를 기재로부터 에어로졸을 생성하기에 충분하지만 담배가 연소될 정도로 높지 않은 온도로 가열하도록 구성된 에어로졸 발생 장치의 한 종류이다. 본 명세서는 특히 가열식 담배 제품을 언급하지만, 이하의 설명은 다른 종류의 가열식 기재를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 동일하게 적용됨을 이해할 것이다.

일부 가열식 담배 제품에서, 담배 기재는, 물품을 가열하기 위한 장치를 포함하는 에어로졸 발생 장치에 로딩되는 별도의 물품으로서 제공된다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치는, 물품이 그 안으로 로딩되는 오븐 격실을 가질 수 있거나, 물품 내부의 하나 이상의 발열체(susceptor)를 유도 가열하는 전자기 코일을 포함할 수 있다. 이러한 배치는, (유일한 폐기물이 소비된 물품이기 때문에) 폐기물을 최소화하며, 사용자가 재사용 가능한 단일 장치만을 휴대하면 되기 때문에, 예를 들어, 일회용 장치에 비하여 이점을 제공한다. 그러나, 사용자가 가열식 담배 장치에서 이의 의도된 방식으로 물품을 사용하는 대신에, (예를 들어, 라이터를 사용하여) 별도의 에어로졸 발생 물품을 점화하려고 시도하는 경우, 안전 문제가 발생한다.

현재의 가열식 담배 시스템과 관련된 다른 한계는, 기재가 이의 의도된 작동 온도에 도달하기 전에, 사용자가 장치를 통해 흡입하기 시작할 수 있다는 점이다. 이에 따라, 사용자가 불충분한 비율로 또는 불만족스러운 품질(예를 들어, 조성 및 온도)로 에어로졸을 수용하는 결과를 야기할 수 있기 때문에, 사용자의 경험을 저하시킬 수 있다.

이러한 문제를 극복하는 에어로졸 발생 시스템이 필요하다.

본 발명의 제1 양태는 에어로졸 발생 물품을 제공하고, 에어로졸 발생 물품은, 공기 흐름 채널; 에어로졸을 발생시키기 위한 기재로서, 기재는 공기 흐름 채널의 내부에 배치되는, 기재; 공기 흐름 채널의 내부에 배치된 밸브를 포함하며, 밸브는 개방 상태 및 폐쇄 상태를 갖고, 밸브는, 개방 상태에 있는 경우에 비하여 폐쇄 상태에 있는 경우에, 공기 흐름 채널을 통하는 공기 흐름을 제한하도록 구성되며, 밸브는, 형상 기억 합금의 전이 온도로 가열된 경우, 밸브가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 변경되도록 배치된 형상 기억 합금을 포함한다.

형상 기억 합금은, 저온에서 소성 변형될 수 있지만, 각각의 재료에 특정된 전이 온도로 가열된 경우 이들의 원래의 형태로 되돌아가는 일종의 합금이다. 니켈-티타늄 및 구리-알루미늄-니켈은 형상 기억 합금의 실시예이다.

물품이 가열됨에 따라, 기재 및 밸브 둘 모두의 온도가 증가한다. 형상 기억 합금 재료가 전이 온도에 도달할 때까지, 밸브는 폐쇄 상태로 유지되어 물품을 통하는 공기 흐름을 방지하며; 형상 기억 합금 재료가 전이 온도에 도달하는 경우, 밸브가 개방되어, 사용자가 공기 흐름 채널을 통하여 공기를 흡입함으로써 에어로졸을 소비할 수 있다. 이러한 배치에 따라, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 동안, 기재를 포함하는 공기 흐름 채널을 통하여 공기가 흐를 수 없어서, 기재의 지속적인 연소를 방지하기 때문에, 사용자가 물품을 점화시키는 것을 방지한다. 또한, 이에 따라, 물품이 전이 온도에 도달할 때까지, 발생된 에어로졸이 공기 흐름 채널의 내부로부터 방출되는 것을 방지하므로, 밸브는, 물품이 이의 최적 작동 온도 근처 또는 이의 최적 작동 온도에 있을 때까지, 사용자가 에어로졸을 추출하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

밸브의 재료로서 형상 기억 합금의 선택은, 밸브의 형상이 전이 온도에서 급격하게 전이된다는 점으로 인해 특히 바람직하다. 이에 따라, 물품이 가열되는 동안, 공기 흐름 챔버가 폐쇄 상태로 유지되고, 밸브가 이의 전이 온도에 도달하면, 급속하게 개방되도록 보장한다. 대조적으로, 이의 작동이 열팽창에 의존하는 밸브(예를 들어, 바이메탈(bimetal) 밸브)는, 온도가 가변됨에 따라 훨씬 더 점진적으로 형태를 변화시킨다. 이는 이러한 목적을 위해 적합한 대부분의 재료(예를 들어, 구리 및 알루미늄)의 열팽창 속도가 이러한 종류의 물품이 전형적으로 사용되는 온도의 범위에 걸쳐서 비교적 일정하다는 점의 결과이다. 따라서, 열팽창에 의존하는 밸브는 점진적으로 개방되는 경향이 있으며, 이로 인해, 기재가 요구된 온도에 있기 전에, 밸브가 채널을 통하는 공기 흐름을 가능하게 할 수 있다. 이에 따라, 밸브가 부분적으로 개방 상태에 있는 동안, 채널을 통하는 공기 흐름을 제한함으로써, 사용자가 수용하는 발생된 증기의 품질을 감소시킬 수 있고, 사용자의 경험을 저하시킬 수 있다. 본 발명에 따른 형상 기억 합금 밸브를 제공함으로써, 형상 기억 합금 밸브가 전이 온도에 있을 때까지 개방되기 시작하는 것이 아니라, 이러한 온도에 있는 경우, 이의 완전한 개방 위치로 급속하게 전환되어, 채널을 통하는 공기 흐름의 최대 속도가 신속하게 달성될 수 있다는 점 때문에, 이러한 한계를 극복한다.

에어로졸 발생 물품은 일회용 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 즉, 에어로졸 발생 물품은 일회용일 수 있다. 이는 (예를 들어, 이의 실시예가 아래에 설명되는, 에어로졸 발생 장치에서의 사용에 의해) 기재가 소비되면, 물품이 폐기되어 교체되도록 의도됨을 의미한다.

기재는 바람직하게는 고체 기재이다. 예를 들어, 기재는, 담배를 포함하는 고체 스틱 또는 펠릿(pellet)의 형태를 가질 수 있다.

공기 흐름 채널은 바람직하게는 쉘(shell)에 의해 한정된다. 일반적으로, 쉘은, 위에 한정된 방식으로 기재 및 밸브를 포함하고 공기 흐름 채널을 한정할 수 있는, 임의의 구조물일 수 있다. 쉘은, 예를 들어, 종이, 카드, 또는 적합한 폴리머 재료로 제조될 수 있다.

공기 흐름 채널은 바람직하게는 선형 형상이며, 예를 들어 원통형이다. 이에 따라, 공기 흐름 채널의 내부의 기재, 밸브, 및 임의의 다른 구성 요소가 선형 방식으로 배치될 수 있다. 원통형 형상은, 제공된 경우, 전술한 쉘의 형상에 의해 한정될 수 있다.

바람직하게는, 형상 기억 합금은, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 경우 제1 형태이도록 구성되며, 밸브가 개방 상태에 있는 경우 제2 형태이도록 구성되고, 형상 기억 합금은, 제1 형태인 동안 전이 온도로 가열된 경우, 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 밸브를 변경하기 위해, 형상 기억 합금이 제1 형태로부터 제2 형태로 전이되도록 배치된다. 따라서, 밸브의 작동은, 형상 기억 합금이 하나의 형태로부터 다른 형태로 변경됨에 따른 형상 기억 합금의 작용에 의해 제어된다.

바람직한 구현예에서, 밸브는, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 경우, 공기 흐름 채널을 실질적으로 폐쇄하도록 배치된 플랩(flap); 및 형상 기억 합금 재료를 포함하고 플랩에 기계적으로 연결되는, 작동 부분을 포함하며, 작동 부분은, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 동안 밸브가 전이 온도로 가열되는 경우, 작동 부분이 플랩을 이동시켜서 공기 흐름 채널을 개방하도록 배치된다. 이러한 실시형태에서, 플랩은, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 경우, 공기 흐름 채널을 차단한다. 이에 따라, 채널을 통하는 공기의 흐름을 방해한다. 밸브가 개방 상태에 있는 경우, 플랩은, 폐쇄 상태에 있는 경우보다 더 적은 정도로 채널을 통하는 공기의 흐름을 방해해야 한다(그리고 바람직하게는 실질적으로 전혀 방해하지 않아야 한다). 작동 부분은, 밸브가 폐쇄 상태에 있는 경우 위에 언급된 제1 형태를 가질 수 있으며, 밸브가 개방 상태에 있는 경우 위에 언급된 제2 형태를 가질 수 있다.

특히 바람직한 구현예에서, 작동 부분 및 플랩은 서로 일체형이다. 밸브는, 예를 들어, 형상 기억 합금 재료의 시트를 절단 또는 스탬핑(stamping)함으로써, 이러한 구성으로 용이하게 제조될 수 있다. 그러나, 플랩은, 상이한 재료(예를 들어, 금속 또는 폴리머)로 형성되어 밸브에 부착될 수 있다.

일부 바람직한 실시형태에서, 밸브는 유도 가열식(inductively heatable)이다. 밸브의 온도(그리고 이에 따라, 형상 기억 합금의 온도)는, 이후에 설명되는 바와 같이, 기재를 가열하기 위해 사용될 수 있는 시변 자기장에 밸브가 배치되는 경우 증가할 것이다. 이에 따라, 밸브가 전이 온도에 도달하여 정확하게 개방되도록 보장한다. 이러한 특성은, 형상 기억 합금이 전도성이기 때문에(그리고 이에 따라, 유도 가열을 야기하는 와전류의 형성에 영향을 받기 쉽기 때문에), 형상 기억 합금의 전체 밸브를 형성함으로써 간단히 달성될 수 있다. 또한, 형상 기억 합금은, 전형적으로 영구적으로 자화될 수 있다. 이 경우, 형상 기억 합금은, 변화하는 자기장으로 인해 유발되는 이의 자화의 반복적인 변화로 인해, 진동 자기장에 배치된 경우 가열되어 열을 생성할 것이다. 이러한 두 가지 메커니즘은 밸브의 가열에 각각 기여한다. 위에 언급된 바와 같이, 밸브는, 단순히 형상 기억 합금으로 형성된 단일 일체형 유닛일 수 있다. 그러나, 밸브는, 위에 언급된 바와 같은 다수의 상이한 재료(적어도 하나가 유도 가열식인 경우)를 포함할 수 있다.

형상 기억 합금 재료는, 시변 자기장에 배치된 경우(예를 들어, 이후에 설명되는 바와 같이, 기재가 유도 가열되는 경우), 유도 가열을 받을 것이다. 형상 기억 합금 재료의 과열은 다양한 문제를 유발할 수 있다(예를 들어, 공기 흐름 채널을 한정하는 재료 및/또는 기재를 태울 수 있음). 따라서, 특히 바람직한 실시형태에서, 형상 기억 합금 재료는, 밸브가 개방 상태에 있는 경우, 실질적으로 평탄하도록 구성된다. 형상 기억 합금 재료는, 개방 상태에 있는 경우, 자기장에 평행한 평면에 놓이도록 지향될 수 있으므로, 이에 의해 차단되는 자속을 최소화할 수 있고, 이에 따라, 그것이 유도 가열되는 속도를 감소시킬 수 있다. 형상 기억 합금은, 예를 들어, 개방 상태에 있는 경우, 공기 흐름 채널의 벽에 평행하게 놓이도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 밸브가 개방 상태에 있는 경우, 형상 기억 합금에 의한 공기 흐름 채널의 차단을 최소화한다는 점에서, 추가적인 이점을 제공한다.

형상 기억 합금 재료는, 바람직하게는 200℃ 미만, 보다 바람직하게는 100℃ 미만의 퀴리 온도를 갖는다. 시변 자기장에 있는 경우, 형상 기억 합금 재료는, 자기장의 변화하는 강도 및 방향으로 인해 유발되는, 영구 자화의 변화에 부분적으로 기인하는 가열을 받는다. 퀴리 온도 초과에서는, 영구 자화가 존재할 수 없으므로, 이러한 특징은, 사용 시에 형상 기억 합금 재료가 과열될 가능성을 감소시킨다.

바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은, 기재를 가열하기 위한 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 포함하며, 하나 이상의 유도 가열식 발열체는 공기 흐름 채널의 내부에 배치된다. 에어로졸 발생 물품은, 발열체 및 결과적으로 기재를 가열하는 시변 자기장(물품이 그 안으로 로딩되는 에어로졸 발생 장치에 의해 제공될 수 있음)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 기재가 가열되는 균일성을 개선한다. 특히 바람직한 실시형태에서, 유도 가열식 발열체는 기재에 내장된다. 이에 따라, 기재가 가열되는 균일성을 추가로 개선한다.

바람직하게는, 에어로졸 발생 물품은, 재료 부분에 의해 발생된 에어로졸을 필터링하기 위한 필터를 포함한다. 필터는, 예를 들어, 공기 흐름 채널의 내부에 배치될 수 있다. 필터는, 이를 통과하는 에어로졸을 냉각시키도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 양태는, 본 발명의 제1 양태에 따른 에어로졸 발생 물품; 및 사용 시에, 기재를 가열하도록 배치된 가열 장치를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템을 제공한다. 가열 장치는, 발생된 증기의 소비를 흡입에 의해 촉진시키는 휴대용 장치일 수 있으며, 가열 장치에 전력을 공급하기 위한 전원, 및 챔버와 유체 연통하여 에어로졸이 사용자에 의해 물품으로부터 흡입될 수 있는, 마우스피스와 같은, 추가적인 특징부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 가열 장치는, 가열 장치에 의해 가열되는 동안 에어로졸 발생 물품을 홀딩하도록 적응되고, 에어로졸 발생 물품이 이로부터 제거될 수 있는, 챔버를 포함한다. 이에 따라, 에어로졸 발생 물품이 소비되면 제거되어 교체될 수 있으며, 이는 제공된 에어로졸 발생 물품이 일회용 종류인 경우 특히 편리하다. 예를 들어, 챔버는, 에어로졸 발생 물품이 이를 통해 수용 및 제거될 수 있는 개구부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따른 시스템에서, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품은, 기재를 가열하기 위한 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 포함하며, 하나 이상의 유도 가열식 발열체는 공기 흐름 채널의 내부에 배치된다. 본 발명의 제1 양태를 참조하여 위에 주어진 이러한 특징의 설명은 여기에서도 동일하게 적용된다.

에어로졸 발생 물품이 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 포함하는 경우, 바람직하게는 가열 장치는, 사용 시에, 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 가열하기 위해 적합한 진동 자기장을 생성하도록 구성된 인덕터를 포함한다. 바람직하게는, 인덕터는, 전동식 코일, 예를 들어 나선형 코일을 포함할 수 있다. 전류가 이를 통과함에 따라, 이러한 코일의 내부에 생성되는 자기장은 강하고 매우 균일할 수 있으며, 이는 자기력선이 코일이 감겨진 축을 따라 서로 평행하게 연장되기 때문이다. 따라서, 코일은, 에어로졸 발생 물품이 이의 내부에 배치될 수 있도록 적응될 수 있으며, 바람직하게는 공기 흐름 채널이 코일과 동심이 되도록 적응될 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에서, 코일은 전술한 종류의 챔버를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 이에 따라, 에어로졸 발생 물품이 코일의 내부에 용이하게 배치될 수 있고, 코일의 내부로부터 제거될 수 있다.

이제 본 발명에 따른 에어로졸 발생 장치의 일 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 첨부된 도면으로서:
도 1은 본 발명의 실시형태에서 사용하기 위해 적합한 밸브를 (a) 개방 상태 및 (b) 폐쇄 상태로 도시한다;
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 에어로졸 발생 물품의 단면도이다; 그리고
도 3은 본 발명의 제2 양태에 따른 에어로졸 발생 시스템의 일 실시예를 도시한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위해 적합한 밸브(101)의 일 실시예를 도시한다. 밸브는, 작동 부분(105)에 부착된 타원형 형상의 플랩(103)을 포함한다.

작동 부분(105)은 형상 기억 합금 재료로 형성된다. 형상 기억 합금이 이의 전이 온도 미만인 경우, 이는 제1 형태를 가지며, 전이 온도로 가열된 경우, 제2 형태로 전이된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 작동 부분(105)은, 제1 형태인 경우, 곡선형 형상을 갖는다. 작동 부분(105)이 전이 온도로 가열된 경우, 이는 평탄한 형상인, 도 1b에 도시된 제2 형태로 전이된다. 작동 부분(105)이 제1 형태로부터 제2 형태로 전이됨에 따라, 이는 플랩(103)을 이동시킨다. 이후에 제시되는 바와 같이, 작동 부분(105)의 제1 및 제2 형태는, 밸브(101)의 폐쇄 및 개방 상태를 한정할 수 있다.

플랩(103)은, 작동 부분(105)과 동일한 형상 기억 합금으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 밸브(101)는 단일 일체형 유닛으로서 형성될 수 있다. 그러나, 플랩(103) 자체는 형상 기억 합금에 의해 가능해지는 방식으로 형태를 변경할 필요가 없기 때문에, 이는 필수적인 것이 아니다. 따라서, 플랩(103)은, 예를 들어 금속 또는 폴리머로 별도로 제조될 수 있으며, 작동 부분(105)에 부착될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 에어로졸 발생 물품(201)의 단면도를 도시한다. 에어로졸 발생 물품(201)은 쉘(203)을 포함하며, 쉘(203)은, 이의 내부에 에어로졸 발생 물품(201)의 구성 요소가 배치된 공기 흐름 채널(211)을 한정한다. 쉘(203)은 원통형 형상이며, 예를 들어, 종이, 판지, 또는 적합한 폴리머계 재료로 제조될 수 있다.

재료 부분(213)은, 물품(201)의 일 단부에서 공기 흐름 채널(211)의 내부에 배치된다. 재료 부분은, 가열된 경우, 흡입에 의한 소비를 위해 적합한 에어로졸을 생성하는 기재(205)를 포함한다. 기재는, 예를 들어, 재생 담배 형태의 담배, 또는 가열된 경우, 흡입에 의한 소비를 위해 적합한 증기를 생성하는 임의의 다른 기재를 포함할 수 있다. 이는 습윤제, 방향제 및 향미제와 같은, 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 재료 부분(213)은, 기재(205)에 내장된 복수의 유도 가열식 발열체(207)를 더 포함한다. 발열체(207)는, 시변 자기장에 배치된 경우, 전자기장으로부터 수용된 전자기 에너지를 열로 변환하고, 결과적으로 기재(205)를 가열한다. 발열체(207)는, 예를 들어, 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스강, 또는 합금(예를 들어, 니켈 크롬 또는 니켈 구리)으로 제조될 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 발열체(207)는, 공기 흐름 채널(211)의 방향을 따라 연장되는 신장형 스트립(elongate strip) 또는 막대의 형태를 갖는다.

공기 흐름 채널(211)의 다른 단부에는 필터(209)가 있다. 필터(209)는, 기재(205)에 의해 생성된 에어로졸이 사용자에 의해 이를 통하여 흡입될 수 있도록 하며, 이를 통과하는 에어로졸을 냉각시킨다. 필터(209)는, 통상적인 담배 필터의 외관 및 촉감을 모방하도록 적응될 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하여 전술한 바와 같은 밸브(101)는, 기재(205)와 필터(209) 사이의 공기 흐름 채널(211)의 내부에 배치된다. 작동 부분(105)은, (예를 들어, 접착제에 의해) 쉘(203)의 내부 표면에 부착된다. 도 2a에서, 밸브(101)는 전이 온도 미만이며, 작동 부분은 전술한 제1 형태를 갖는다. 플랩(103)은, 공기 흐름 채널(211)을 폐쇄하여, 물품(201)을 통하는 공기 흐름을 방지하도록 하는 방식으로, 쉘(203)의 표면으로부터 이격되게 돌출된다. 이러한 실시예에서, 플랩(103)은, 직각이 아닌 각도로 공기 흐름 채널(211)의 내부 표면으로부터 이격되게 돌출되며, 플랩(103)의 타원형 형상이 공기 흐름 채널(211)의 원통형 형상과 상호 작용함으로써, 플랩(103)이 이러한 위치에 있는 경우, 공기 흐름 채널(211)이 거의 또는 완전히 폐쇄된다. 밸브(101)가 폐쇄 상태에 있는 동안, 물품(201)을 통하여 공기가 흡입될 수 없기 때문에, 기재(205)의 지속적인 연소를 달성하기가 매우 어렵다. 이에 따라, 사용자가 통상적인 담배의 방식으로 물품(201)에 불을 붙이는 것을 방지하고, 밸브(101)가 개방되도록 하는 방식으로, 물품(201)을 가열할 수 있는 적합한 장치와 함께 사용함으로써만 물품(201)이 소비될 수 있도록 보장한다.

전술한 바와 같이, 작동 부분(105)은, 형상 기억 합금의 전이 온도로 가열된 경우, 제2 형태로 전이된다. 이와 같이 됨에 따라, 작동 부분(105)은 플랩(103)을 이동시킴으로써, 그것이 쉘(203)의 내부 표면과 접촉되어 평탄하게 놓이도록 한다. 따라서, 작동 부분(105)의 제2 형태는 밸브(101)의 개방 상태를 한정하며, 플랩은 공기 흐름 채널(211)을 실질적으로 차단하지 않고, 사용자에 의해 물품(201)을 통하여 공기가 흡입될 수 있다. 도 2b는 밸브(101)가 개방 상태에 있는 경우의 물품(201)을 도시한다.

기재가 가열되는 속도에 비하여, 밸브(101)가 형상 기억 합금의 전이 온도에 도달하는 속도는, 밸브(101)의 특성을 가변시킴으로써 제어될 수 있다. 밸브(101)의 총 열용량은, 플랩(103) 및 작동 부분(105)을 형성하는 재료에 따라 좌우되며, 이러한 구성 요소의 치수에 따라서도 좌우된다(밸브(101)의 임의의 주어진 재료의 양이 증가함에 따라, 밸브(101)의 열용량도 증가하기 때문임). 밸브(101)의 열용량이 증가되는 경우, 이는 전이 온도에 도달하기 전에, 더 많은 양의 열을 흡수하여 유지해야 한다. 따라서, 적합한 열용량을 제공하기 위한 밸브(101)의 재료 및 치수를 선택함으로써, (물품(201)의 가열의 개시에 비하여) 밸브(101)가 개방되는 시간은, 밸브(101)가 개방될 때까지, 더 많거나 더 적은 양의 열이 물품(201) 및 이에 따른 기재(205)에 공급되도록 가변될 수 있다.

이제 물품(101)의 사용 동안 밸브(101)의 가열에 기여하는 프로세스가 설명될 것이다. 이러한 실시예에서, 기재(205)는, 전술한 바와 같이, 공기 흐름 채널(211)이 연장되는 방향과 정렬되는(또는 이를 따라 정렬된 실질적인 성분을 갖는) 시변 자기장에 배치된 경우, 열을 생성하는 복수의 유도 가열식 발열체(207)를 포함한다. 발열체(207)는 주변 기재(205)를 가열함으로써, 에어로졸이 방출되도록 한다. 에어로졸은 밸브(101)가 위치된 공기 흐름 채널(211)의 구역을 충전하며, 이에 따라 밸브(101)를 가열한다. 일부 실시형태에서, 밸브(101)는, 에어로졸에 의한 가열만으로, 작동 부분(105)이 제2 형태로 전이되도록 하여, 밸브(101)가 개방 상태로 변경되기에 충분하도록 구성될 수 있다.

또한, 밸브(101), 및 특히 (작동 부분(105), 및 일부 실시형태에서, 플랩(103)을 또한 형성하는) 형상 기억 합금은, 시변 자기장에 배치된 경우 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 가열은 두 가지 주요 모드로 이루어진다. 첫 번째는, 시변 전자기장에 의해 밸브의 전도성 재료(형상 기억 합금을 포함하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아님)에 유도된 와전류로 인한 저항성 가열이다. 두 번째는, 변화하는 전자기장으로 인해 유발된 형상 기억 합금(및 밸브의 임의의 다른 자화 가능 재료)의 자화의 변화에 의한 열의 생성이다. 이러한 제2 열 생성 모드는, 형상 기억 합금이 이의 퀴리 온도 미만인 경우에만 이루어질 수 있으며, 그 초과에서는 영구 자화가 존재하지 않는다. 전술한 바와 같이, 밸브(101)를 형성하는 재료(들)의 퀴리 온도는, 밸브(101)가 개방 상태에 있는 경우, 이러한 열 생성 모드가 중단되기에 충분하게 낮은 것이 바람직하다.

도 2b에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브(101)가 개방 상태에 있는 경우, 플랩(103) 및 작동 부분(105)은 실질적으로 평탄한 구성을 나타낸다. 우선, 이에 따라, 개방 시에 밸브(101)에 의한 공기 흐름 채널(211)의 차단을 최소화한다. 또한, 이에 따라, 발열체(207)를 가열하기 위해 적합한 종류의 진동 자기장(즉, 실질적으로 공기 흐름 채널(211)이 연장되는 방향을 따라 정렬된 진동 자기장)의 내부에 물품이 배치된 경우, 밸브(101)에 의해 차단되는 자속을 최소화한다. 결과적으로, 밸브(101)가 개방 상태에 있는 경우, 밸브(101)가 이러한 자기장에 의해 유도 가열되는 속도가 크게 감소된다. 이에 따라, 밸브(101)가 과도하게 높은 온도에 도달하는 것을 방지하여, 결과적으로, 쉘(203), 필터(209) 및 기재(205)가 밸브(101)에 의해 타는 것을 방지한다.

지금까지, 진동 자기장과 물품(101)의 구성 요소의 상호 작용에 의한 열 생성 모드가 설명되었다. 그러나, 물품(201)이 전술한 바와 같은 유도 가열식 발열체(207)를 포함하는 것은 필수적인 것이 아니다. 발열체(207)가 생략되는 경우, 에어로졸을 생성하기 위한 충분한 온도를 달성하기 위해, 재료 부분(213)(또는 실제로는 전체 물품(201))을 실질적으로 균일하게 가열하는 오븐에 물품(201)이 간단히 배치될 수 있다. 그러한 경우, 물품(101)의 전체적인 가열, 및 기재(205)에 의해 방출된 고온 에어로졸의 존재의 결과로서, 밸브(101)가 가열된다. 위의 실시예에서와 같이, 물품(101)이 특정한 원하는 온도에 도달한 경우, 개방 상태로의 전이가 이루어지도록, 밸브(101)의 특성(예를 들어, 작동 부분 및 밸브의 재료 및 형상 및 두께)이 제어될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 양태에 따른 에어로졸 발생 시스템의 일부의 단면도이다. 시스템은, 나선형 코일(301) 형태의 인덕터를 포함한다. 시스템은, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품(201)을 더 포함한다. 물품(201)은, 코일(301) 및 공기 흐름 채널(211)이 서로 동심이 되도록, 코일(301)의 내부에 위치된다. 교류 전류가 코일(301)을 통과하는 경우, 코일의 내부에서, 공기 흐름 채널(211)의 방향을 따라 정렬되는 진동 자기장이 생성된다. 이에 따라, 전술한 방식으로 발열체(207)를 가열하고, 또한 밸브(101)가 유도 및/또는 자기 열 손실에 의해 가열되도록 할 수 있다.

시스템은, 여기에 도시되지 않은 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 코일(301)은, 물품(101)을 홀딩하기 위해 적합한 챔버의 내부에 또는 챔버를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 챔버는, 함께 공기가 물품을 통하여 흡입될 수 있도록 하는, 흡입구 및 마우스피스와 유체 연통할 수 있으므로(이에 따라, 공기가 흡입구를 통하여 유입되고 마우스피스를 통해 배출됨), 사용자가 마우스피스를 통해 흡입함으로써 에어로졸을 소비할 수 있다. 챔버는, 코일(301)에 의해 가열되는 동안 에어로졸 발생 물품(201)을 홀딩하도록 적응될 수 있으며, 예를 들어 챔버의 개구부를 통하여, 사용 후에, 에어로졸 발생 물품(201)이 챔버로부터 제거될 수 있도록 적응될 수 있다. 코일을 포함하는 장치는, 사용 시에 코일(301)에 전력을 공급하는 전원(예를 들어, 재충전식 배터리)을 더 포함할 수 있다. 물품(101)이 소비되면, 이는 폐기를 위해 장치로부터 방출될 수 있으며, 새로운 물품으로 교체될 수 있다.

Claims

에어로졸 발생 물품으로서,
공기 흐름 채널;
에어로졸을 발생시키기 위한 기재로서, 상기 기재는 상기 공기 흐름 채널의 내부에 배치되는, 기재;
상기 공기 흐름 채널의 내부에 배치된 밸브를 포함하며,
상기 밸브는 개방 상태 및 폐쇄 상태를 갖고,
상기 밸브는, 상기 개방 상태에 있는 경우에 비하여 상기 폐쇄 상태에 있는 경우에, 상기 공기 흐름 채널을 통하는 공기 흐름을 제한하도록 구성되며,
상기 밸브는, 형상 기억 합금의 전이 온도로 가열된 경우, 상기 밸브가 상기 폐쇄 상태로부터 상기 개방 상태로 변경되도록 배치된 상기 형상 기억 합금을 포함하는,
에어로졸 발생 물품.
제1항에 있어서,
상기 형상 기억 합금은, 상기 밸브가 상기 폐쇄 상태에 있는 경우 제1 형태이도록 구성되며, 상기 밸브가 상기 개방 상태에 있는 경우 제2 형태이도록 구성되고,
상기 형상 기억 합금은, 상기 제1 형태인 동안 상기 전이 온도로 가열된 경우, 상기 폐쇄 상태로부터 상기 개방 상태로 상기 밸브를 변경하기 위해, 상기 형상 기억 합금이 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 전이되도록 배치되는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밸브는,
상기 밸브가 상기 폐쇄 상태에 있는 경우, 상기 공기 흐름 채널을 실질적으로 폐쇄하도록 배치된 플랩; 및
상기 형상 기억 합금 재료를 포함하고 상기 플랩에 기계적으로 연결되는, 작동 부분을 포함하며,
상기 작동 부분은, 상기 밸브가 상기 폐쇄 상태에 있는 동안 상기 밸브가 상기 전이 온도로 가열되는 경우, 상기 작동 부분이 상기 플랩을 이동시켜서 상기 공기 흐름 채널을 개방하도록 배치되는, 에어로졸 발생 물품.
제3항에 있어서,
상기 작동 부분 및 상기 플랩은 서로 일체형인, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형상 기억 합금 재료는, 상기 밸브가 상기 개방 상태에 있는 경우, 실질적으로 평탄하도록 구성되는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형상 기억 합금 재료는, 200℃ 미만, 바람직하게는 100℃ 미만의 퀴리 온도를 갖는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브는 유도 가열식인, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재를 가열하기 위한 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 더 포함하며,
상기 하나 이상의 유도 가열식 발열체는 상기 공기 흐름 채널의 내부에 배치되는, 에어로졸 발생 물품.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재료 부분에 의해 발생된 상기 에어로졸을 필터링하기 위한 필터를 더 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
에어로졸 발생 시스템으로서,
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 에어로졸 발생 물품; 및
사용 시에, 상기 기재를 가열하도록 배치된 가열 장치를 포함하는,
에어로졸 발생 시스템.
제10항에 있어서,
상기 에어로졸 발생 물품은, 상기 기재를 가열하기 위한 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 포함하며,
상기 하나 이상의 유도 가열식 발열체는 상기 공기 흐름 채널의 내부에 배치되는, 에어로졸 발생 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가열 장치는, 사용 시에, 하나 이상의 유도 가열식 발열체를 가열하기 위해 적합한 진동 자기장을 생성하도록 구성된 인덕터를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
제12항에 있어서,
상기 인덕터는 전동식 코일을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.