KR20230080463A - 복수의 동일한 링 형상의 발열체를 가진 에어로졸 생성 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어로졸 생성 디바이스에 관한 것이고, 에어로졸 생성 디바이스는, - 흡입성 증기를 생성하기 위해 가열 시 기화되는 데 적합한 물질을 포함하는 기화 가능한 스틱을 수용하기 위한, 주로 축방향으로 연장되는 원통형 가열 공동부(6), - 원통형 가열 공동부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가열기(8), 및 - 가열기를 통해 가변 자기장을 생성하여 유도에 의해 가열기를 가열하도록 구성된 자기장 발생기(9, 12)를 포함하되, 가열기는 축방향을 따라 배치된 복수의 동일한 링 형상의 발열체(8)를 포함하고, 각각의 링 형상의 발열체(8)는 원통형 가열 공동부(6)를 둘러싸는 것을 특징으로 한다. 이러한 세분화된 가열기는 스틱의 부분을 선택적으로 가열하기 위해 축방향을 따른 온도 분포 또는 전체 스틱의 균일한 가열을 제공할 수 있다.

Description

복수의 동일한 링 형상의 발열체를 가진 에어로졸 생성 디바이스

본 개시내용은 가열될 때 흡입성 증기로 변환되는 데 적합한 담배 및/또는 다른 기재를 포함하는 스틱을 태우지 않고 가열함으로써 흡입성 증기를 생성하는, 에어로졸 생성 디바이스, 예컨대, 가열식 담배 디바이스에 관한 것이다.

에어로졸 생성 디바이스는 일반적으로 마이크로 제어기를 포함하는 박스; 마이크로 제어기와 쌍방 통신을 위한 사용자 인터페이스; 배터리; 흡입성 증기를 생성하기 위해 가열되는 데 적합한 물질의 기화 가능한 스틱(예를 들어, 담배-함유 스틱)을 수용하기 위한 챔버를 포함하는 무화기 및 전도, 대류 및/또는 복사에 의해 스틱을 가열하기 위해 배터리에 의해 전력공급받고 마이크로 제어기에 의해 제어되는 전기 가열기를 포함한다.

베이핑 경험은 다양한 매개변수, 예컨대, 배터리에 의해 가열기에 전달되는 최대 전력, 가열기의 최대 온도, 램프-업(원하는 최대 온도에 도달하는 상승 시간), 유입부 공기 흐름 등에 의존적이다. 이 매개변수는 기화될 기재에 따라 그리고/또는 사용된 물질에 따라 그리고/또는 사용자의 기분 및 바람에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 베이핑 디바이스는 다양한 모드, 예를 들어, 마이크로 제어기가 가열기의 온도를 제어하고 가열기의 현재 온도에 따라 가열기에 전달되는 전력을 조정하여 온도의 설정값에 도달하는 온도 모드에 따라 제어될 수 있다.

담배 디바이스가 켜질 때, 스틱의 신속한 가열을 제공하여 베이핑을 시작하기 전에 긴 기다림을 방지하는 것이 바람직하다. 나중에, 스틱의 안정된 저온 가열을 제공하여 장시간 동안 베이핑할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.

따라서 스틱의 임의의 부분의 온도를 시간에 걸쳐 변경하거나 또는 스틱의 평균 온도를 시간에 걸쳐 변경하는 것을 가능하게 하는 것이 바람직하다.

스틱의 부분의 온도를 국부적으로 변경하거나 또는 스틱의 열의 분포를 변경하는 것을 가능하게 하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

다양한 이유로, 스틱을 부분적으로 가열하거나 또는 스틱의 부분을 선택적으로 가열하는 것을 가능하게 하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

반면에, 장시간 동안 또는 특정한 시점에 전체 스틱의 균일한 가열을 제공하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

요약하면, 쉽게 조정 가능한 가열기를 가진 가열식 담배 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다.

게다가, 유도에 의해 가열되는 가열기를 가진 에어로졸 생성 디바이스가 알려져 있다. WO 2017036955는 유도에 의해 가열되는 가열기 소자를 사용하는 가열식 담배 디바이스의 예를 개시한다.

WO 2017036955의 유도 가열식 담배 디바이스는 특히 스틱의 축방향을 따라 담배 스틱 내 다양한 온도 분포를 생성하는 것을 가능하게 하지 않는다.

본 발명은 구현하고 소형화하기 쉽고 제어하기 쉬운 간단한 배치로, 위에서 언급된 문제 중 적어도 하나의 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 에어로졸 생성 디바이스를 제안하고, 에어로졸 생성 디바이스는,

- 흡입성 증기를 생성하기 위해 가열 시 기화되는 데 적합한 물질을 포함하는 기화 가능한 스틱을 수용하기 위한, 주로 축방향으로 연장되는 원통형 가열 공동부,

- 원통형 가열 공동부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가열기, 및

- 가열기를 통해 가변 자기장을 생성하여 유도에 의해 가열기를 가열하도록 구성된 자기장 발생기를 포함하되,

가열기는 축방향을 따라 배치된 복수의 동일한 링 형상의 발열체를 포함하고, 각각의 링 형상의 발열체는 원통형 가열 공동부를 둘러싸는 것을 특징으로 한다.

즉, 가열기는 일련의 동일한 링 형상의 발열체로 이루어진, 세분화된 발열체 배치를 포함한다. 이러한 링 형상의 발열체가 효율적인 유도 가열을 위해 최적화되고, 이들이 동일하기 때문에, 이들은 균일한 가열을 생성하여 국부화된 과열이 방지될 수 있다.

반면에, 링 형상의 발열체가 또한 스틱의 축방향을 따른 온도 구배를 생성하여, 스틱의 낮은 스폿 및 더 높은 스폿을 가지면서 기화 가능한 물질에 유해한 고온 스폿을 방지할 수 있다.

이것 때문에, 에어로졸 생성 디바이스는 일련의 동일한 또는 상이한 섹션으로 이루어진 스틱과 함께 사용될 수 있고, 각각의 섹션은 1개(또는 아마도 2개)의 링 형상의 발열체에 대응한다.

특히, 에어로졸 생성 디바이스는 우선적으로 상이한 빈도, 따라서 기화를 위해 상이한 온도로 가열될 필요가 있을 상이한 담배 물질로 이루어진 상이한 컴포넌트를 가진 다수의 섹션으로 이루어진 담배 스틱과 함께 사용될 수 있다. 사용자는 단일의 스틱으로 이 방식으로 상이한 향료 경험을 즐길 수 있다. 이러한 스틱이 전부 가열될 수 있고, 온도 분포가 스틱의 상이한 섹션에 대한 상이한 온도를 각각 나타내고; 대안적으로, 가능하거나 또는 필요하다면, 스틱은 균일한 온도 분포(즉, 전체 스틱에서 동일한 온도)로 전부 가열될 수 있고, 이것은 링 형상의 발열체가 동일하기 때문에 가능하다.

또 다른 예로서, 스틱은 상이한 시간 기간에 가열되도록 의도되는, 동일하거나 또는 동일하지 않은, 다수의 섹션으로 이루어질 수 있고, 따라서 오래 지속되는 감각 경험을 제공하거나, 또는 사용자는 전체 스틱을 한번에 베이핑하길 원하지 않을 수 있고 이어서 나중에 또 다른 부분을 베이핑하려는 의도로 스틱을 부분적으로만 베이핑하기로 결정할 수 있다. 그래서, 하나 이상의 섹션만이 가열될 수 있다. 따라서 스틱의 모든 섹션은 연속적으로, 동일한 온도로 또는 상이한 온도로(발생기에 의해 생성된 자기장을 조정함으로써) 가열될 수 있다.

본 발명에 따른 에어로졸 생성 디바이스가 "소모품"으로서 또한 알려진 기화 가능한 스틱과 함께 사용될 수 있다는 것에 유의한다. 이러한 소모품은 고체 스틱, 즉, 고체 기화 가능한 물질로 이루어진 스틱을 포함한다. 이것은 대략 기화 가능한 물질이 적합한 방식으로 배치된 관형 구역을 가진 종래의 시가렛처럼 보인다. 필터, 증기 수집 구역, 냉각 구역 및 다른 구조체가 또한 일부 설계에 포함될 수 있다. 종이 또는 다른 가요성 평면 물질, 예컨대 포일의 외부층이 또한 제공되어, 예를 들어, 고체 기화 가능한 물질을 제자리에 유지할 수 있고, 이는 또한 종래의 시가렛과 유사하다.

하지만 본 발명은 이러한 소모품으로 제한되지 않는다. 이것은 기화 가능한 물질의 임의의 스틱과 함께 사용될 수 있고, 표현 "기화 가능한 물질"은 공기 중 기화 가능하여 에어로졸을 형성하는 임의의 물질을 나타낸다. 기화는 일반적으로 기화 가능한 물질의 끓는점에 대응하는 온도, 특히 400℃까지, 바람직하게는 350℃까지의 온도까지 온도 증가에 의해 획득된다. 기화 가능한 물질은 예를 들어, 담배 파생물, 확장된 담배, 담배 추출물, 균질화된 담배, 담배 대체품 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하거나 또는 이로 이루어질 수 있고; 이것은 또한 에어로졸 생성 액체, 겔 또는 왁스 등을 포함하거나 또는 이로 이루어질 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 에어로졸 생성 디바이스는 고체 기화 가능한 물질(들)로 이루어진 스틱뿐만 아니라 액체 또는 겔 등을 포함하는 스틱과 함께 사용될 수 있고, 액체 또는 겔은 예를 들어, 고체 매트릭스에 유지되거나 또는 전체 스틱을 형성하거나 또는 스틱의 단면을 형성하는 포드에 포함된다(그래서 스틱은 액체 또는 점성 기화 가능한 물질로 충전된 포드의 형태로 액체 또는 점성 섹션과 고체 섹션의 조합을 포함할 수 있다).

게다가, 상세한 설명에서 더 잘 설명된 바와 같이, 본 발명은 마우스피스를 포함하는 종류 또는 위에서 설명된 바와 같은 종래의 시가렛과 유사한 종류의 고체 스틱을 수용하도록 구성된 에어로졸 생성 디바이스뿐만 아니라 마우스피스가 없는 포드 또는 캡슐 또는 태블릿 종류의 기화 가능한 스틱을 수용하도록 구성된 에어로졸 생성 디바이스에 적용된다(이 제2 경우에, 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 디바이스의 무화 부분에 고정되거나 또는 제거 가능하게 부착된 마우스피스를 포함한다). 다른 실시형태에서, 가열 공동부는 느슨한 담배 또는 다른 방식으로 포장된 담배와 같은, 다른 형태의 기화 가능한 스틱을 수용하도록 배치될 수 있다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체는 원통형 가열 공동부의 외경보다 더 작은 내경을 가져서, 각각의 링 형상의 발열체는 원통형 가열 공동부에 수용된 기화 가능한 스틱에 압력을 인가한다.

대안적으로 또는 부가적으로, 링 형상의 발열체가 내부면에 내부 돌출부를 가져서, 원통형 가열 공동부에 수용된 기화 가능한 스틱에 압축을 가한다.

대안적으로 또는 부가적으로, 링 형상의 발열체가 볼록한 내부면을 가져서, 가변 내경을 나타내고, 최소 내경은 원통형 가열 공동부의 외경보다 더 작다. 다시, 이러한 링 형상의 발열체는 원통형 가열 공동부에 수용된 기화 가능한 스틱에 압력을 인가한다.

모든 이 대안적인 실시형태에서, 기화 가능한 스틱에 압축을 가하는 것은 기화 가능한 스틱을 제자리에 로킹하고 기화 가능한 스틱이 미끄러지는 것을 방지하는 것을 돕는다. 이것은 또한 링 형상의 발열체와 기화 가능한 스틱 간의 열 접촉/전달을 최적화한다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체는 볼록한 상단 또는 하단 에지를 가져서, 각각의 링 형상의 발열체 내에 온도 구배를 생성한다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체는 축방향으로 동일한 이격 거리만큼 서로로부터 이격된다.

대안적으로, 링 형상의 발열체는 축방향을 따라 상이한 이격 거리만큼 서로로부터 이격된다. 이것은, 발열체가 자기장 발생기에 의해 전부 동시에 그리고 동일하게 가열된다면 축방향을 따라 원통형 가열 공동부에 축방향 온도 구배를 생성한다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체는, 링 형상의 발열체의 반경 방향의 두께보다 더 큰, 축방향의 폭 및 높이를 갖는다.

전체 명세서에서, 표현 "발열체의 폭"은 링 형상의 발열체의 축방향의 치수, 즉, 발열체의 상단 에지와 하단 에지 사이의 축방향의 거리를 의미한다. 링 형상의 발열체가 볼록한 상단 또는 하단 에지를 갖는다면, 발열체의 폭은 상단 에지와 하단 에지 사이의 축방향의 최대 거리이다. 표현 "발열체의 높이"는 발열체의 가장 높은 지점을 포함하는 횡면과 발열체의 가장 낮은 지점을 포함하는 횡면 사이의 거리를 의미하고, 횡면은 축방향과 직교하는 평면이다.

발열체의 폭 및 높이는, 예를 들어, 발열체의 하단 에지와 상단 에지가 평행한 횡면에서 연장된다면 동일할 수 있다. 발열체의 폭 및 높이는, 예를 들어, 이후에 설명되는 바와 같이 파형 링의 형태인 링 형상의 발열체의 경우에 상이할 수 있다. 발열체가 정점 및 골을 가진 평행한 상단 및 하단 물결형 에지를 가진 파형 링인 경우에, 폭은 이의 임의의 지점에서 평행한 에지 사이의 (축방향의) 거리, 즉, 예를 들어, 상단 에지의 골과 하단 에지의 마주보는 골 사이(또는, 이는 상단 에지의 정점과 하단 에지의 마주보는 정점 사이와 동일함)의 축방향의 거리이다. 이러한 파형 링 발열체의 높이는 상단 에지의 정점(또는 가장 높은 정점)을 포함하는 횡면과 하단 에지의 골(또는 더 낮은 골)을 포함하는 횡면 사이의 축방향의 거리이다. 따라서, 이러한 파형 링 발열체에서, 발열체의 높이는 발열체의 폭보다 크다.

가능한 실시형태에서, 링 형상의 발열체는 6개이고, 축방향으로 약 2 내지 3㎜의 폭 및 반경 방향으로 약 0.1 내지 0.3㎜의 두께를 갖고, 링 형상의 발열체는 바람직하게는 축방향으로 0.5 내지 1㎜의 동일한 이격 거리만큼 서로로부터 이격된다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체는 링 형상의 발열체의 외부면에 체결된 복수의 절연 축방향 막대에 의해 함께 연결된다. 이 경우에, 2개의 연속적인 발열체 사이의 이격 거리는 변경될 수 없다.

가능한 특징에 따르면, 링 형상의 발열체 중 적어도 하나가 축방향을 따라 이동 가능하게 배치되어 원통형 가열 공동부의 부분을 선택적으로 가열한다. 다른 발열체는 절연 막대에 의해 함께 연결되거나 또는 연결될 수 없다.

가능한 특징에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스는 원통형 가열 공동부에 수용된 기화 가능한 스틱을 축방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함한다. 이를 위해, 에어로졸 생성 디바이스는 원통형 가열 공동부에서 축방향을 따라 기화 가능한 스틱을 이동시키기 위해, 사용자에 의해 자동으로 또는 수동으로 작동되도록 그리고 기화 가능한 스틱과 맞물리도록 구성된 부재를 포함할 수 있다.

가능한 특징에 따르면, 가열식 담배 디바이스의 자기장 발생기는 모든 링 형상의 발열체를 동시에 가열하도록 구성된다. 이를 위해, 예를 들어, 자기장 발생기는 모든 링 형상의 발열체를 둘러싸는 데 충분한 축방향의 높이를 가진 코일을 포함하여, 코일에 가변 전류가 공급될 때 모든 발열체가 동시에 가열된다.

대안적으로, 가열식 담배 디바이스의 자기장 발생기는 링 형상의 발열체의 일부만을 동시에 가열하여, 담배 스틱의 길이를 따라(즉, 축방향을 따라) 가변적인 가열 분포를 생성하도록 구성된다.

이를 위해, 자기장 발생기는, 예를 들어,

- 원통형 가열 공동부 및 링 형상의 발열체를 둘러싸도록 구성된 관형 하우징으로서, 관형 하우징의 상부 부분은 원통형 가열 공동부의 (축방향으로의) 길이의 부분만을 따라 축방향으로 연장되는 코일을 지탱하고, 관형 하우징은 나사산 형성된 내부면을 더 갖는, 관형 하우징,

- 관형 하우징의 나사산 형성된 내부면에 결합되는 나사산 형성된 너트를 구동시켜서 너트의 회전이 관형 하우징을 축방향으로 이동시키게 하는 샤프트를 가진 고정된 모터를 포함한다.

관형 하우징, 모터 및 너트 때문에, 코일은 축방향을 따라(너트의 회전의 감지에 따라 원통형 가열 공동부의 상부 단부 또는 하부 단부를 향하여) 이동 가능하고 코일은 하나 이상의 발열체의 높이에 먼저 배치될 수 있고 그 다음에 축방향을 따라 이동되어 하나 이상의 다른 발열체와 대면해서, 담배 스틱의 상이한 부분이 연속적으로 가열될 수 있다.

제1 실시형태에 따르면, 링 형상의 발열체는 평면의, 바람직하게는 평행한, 상단 에지와 하단 에지를 가진 단지 원통의 절두체이다.

제2 실시형태에 따르면, 링 형상의 발열체는 정점 및 골을 가진 물결형(비-평면) 상단 에지 및 하단 에지를 가진, 폐쇄된 파형 링으로 각각 형성된다. 이 상단 및 하단 물결형 에지는 바람직하게는 평행하다.

가능한 특징에 따르면, 이 파형 링 중 전부 또는 일부는 서로 접촉하여 다수의 턴 파형 세트를 형성한다. 이것은 원통형 가열 공동부에 상이한 온도의 구역을 생성하는 것을 가능하게 하고, 더 고온 영역은 2개의 파형 링이 서로 접촉하는 곳에 제공된다.

가능한 특징에 따르면, 파형 링이 충분히 큰 폭을 가져서 하단 에지의 파형 정점이 상단 에지의 파형 골 아래에 축방향으로 위치되고, 따라서 파형 링은 평평한 곧은 중심 밴드를 나타낸다. 파형 링이 활성화될 때 유도 가열에 의한 신속하고 효율적인 열 전달이 이 중심 밴드에서 달성되고 그 다음에 파형 링이 비활성화될 때 중심 밴드로부터 파형 링의 에지로 열의 흐름에 의해 더 넓은 표면적에 걸친 열의 분포가 달성된다.

가능한 특징에 따르면, 이의 형상(원통의 절두체 또는 파형 링)이 어떻든, 링 형상의 발열체는 저탄소강으로 이루어진다. 저탄소강은 (자기장을 열로 변환할 때) 매우 효율적인 에너지 전달을 허용한다.

본 발명의 다른 특이성 및 이점이 또한 다음의 설명으로부터 나올 것이다.
비제한적인 예에 의해 제공되는 첨부 도면에서:
- 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 에어로졸 생성 디바이스의 측면도를 나타낸다;
- 도 2는 자기장 발생기의 코일이 가장 높은 위치에 있는, 도 1의 제1 실시형태의 개략적인 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 3은 자기장 발생기의 코일이 가장 낮은 위치에 있는, 도 1 및 도 2의 제1 실시형태의 개략적인 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 4는 본 발명에 따른 링 형상의 발열체의 제1 실시형태의 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 5는 본 발명에 따른 링 형상의 발열체의 제2 실시형태의 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 6은 본 발명에 따른 링 형상의 발열체의 제3 실시형태의 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 7은 본 발명에 따른 링 형상의 발열체의 제4 실시형태의 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 8은 본 발명에 따른 링 형상의 발열체의 제5 실시형태의 축방향 단면을 나타낸다;
- 도 9는 도 8에 따른 링 형상의 발열체의 조립체의 측면도를 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 예시된 본 발명에 따른 에어로졸 생성 디바이스는 제어 및 전력공급 부분(1), 무화 부분(2), 캡(3), 사용자가 사용자의 입을 대어 베이핑할 수 있게 하는 마우스피스(4), 및 기저부(5)를 포함한다.

제어 및 전력공급 부분(1)은 배터리(11)(도 2 및 도 3 참조) 및 주 인쇄 회로 기판 조립체의 형태로 마이크로 제어기(10)를 포함하는 복수의 전자 컴포넌트를 수용한다. 마이크로 제어기(10)는 배터리(11)에 연결되고 종래의 방식으로 배터리에 의해 전력공급받는다(개략적으로 연결 라인으로 나타냄). 제어 및 전력공급 부분(1)의 하단 단부에서, 기저부(5)는 적합한 변압기에 의해 또는 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus: USB) 소켓에 의해 전기가 공급되는 충전기(미도시)에 배터리(11)를 연결시키기 위한 연결 수단(미도시)을 포함할 수 있다.

무화 부분(2)은 기화 가능한 스틱을 수용하기 위한 가열식 원통형 공동부(6)를 포함한다. 가열식 원통형 공동부(6)가 무화 부분(2)의 상단 단부에서 개방되어 일단 캡(3)이 제거된다면 사용자가 가열식 원통형 공동부(6)에서 스틱(7)과 맞물리게 한다. 이것은 캡(3)과 마우스피스(4)가 생략되는(기저부(5)가 또한 이 2개의 도면에서 생략되는) 도 2 및 도 3에서 관찰될 수 있다. 다른 실시형태에서, 캡(3)은 또한 마우스피스를 포함할 수 있고, 즉, 캡은 마우스피스를 구성할 수 있다. 도 1에서, 마우스피스(4)가 중심을 벗어나 있고, 일부 실시형태에서, 마우스피스(4)는 캡의 중심에 배치될 수 있고, 즉, 가열 공동부와 길이방향으로 정렬될 수 있다.

도 2 및 도 3에 예시된 스틱(7)은 기화 가능한 물질이 내장되는 포드(pod)의 형태라는 것에 유의한다. 본 발명은 이 종류의 스틱으로 제한되지 않는다. 본 발명은 또한 마우스피스를 이미 포함하는, 위에서 설명된 바와 같은 종래의 시가렛과 유사한, 고체 스틱, 특히 담배 스틱에 적용된다. 이러한 고체 스틱에서, 스틱의 상부 단부는 마우스피스의 역할을 하거나 또는 마우스피스를 구비한다. 이 경우에, 본 발명에 따른 에어로졸 생성 디바이스는 예시된 바와 같이 마우스피스(4)가 없고; 대신에, 캡(3)에 중심 개구가 제공되고 중심 개구를 통해 스틱의 상부 단부(마우스피스)가 통과하고 돌출되어 사용자가 베이핑하게 할 수 있다.

에어로졸 생성 디바이스는 무화 부분(2)에 가열기를 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 가열기는 전기 전도성 물질, 예컨대, 금속성 물질 또는 저탄소강으로 이루어진, 가열식 원통형 공동부(6)를 둘러싸는 복수의 동일한 링 형상의 발열체(8)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 예시된 예에서, 가열기는 동일한 이격 거리로 서로로부터 이격되고, 복수의(예를 들어, 4개의) 절연 막대(19)에 의해 무화 부분(2)에 연결되고 고정되는, 6개의 폐쇄된 링 형상의 발열체를 포함한다.

바람직하게는 링 형상의 발열체는 갭이 바람직하지 않은 것으로 보이는 전기 아크를 유도할 것이기 때문에, 갭 없이 폐쇄된다. 게다가, 링 형상의 발열체는 바람직하게는 이들의 외부면의 전기 저항의 변화 없이 연속적인 전류 경로를 제공하여 발열체 내 에너지의 균일한 흐름을 획득하도록 구성된다. 전류 경로의 중단은 열로서 전달되는 에너지의 감소를 유발할 것이다. 하나의 지점에서 저항의 급작스러운 변화는 이 지점(특히 얇은 물질을 가짐)에서 용융 및 태움과 같이 작용할 수 있는 수동 국부화된 과열을 유발할 것이다.

에어로졸 생성 디바이스의 가열기는 여기서 절연 막대(19)로 링 형상의 발열체(8)를 둘러싸는 절연 관형 하우징(14)에 수용된 코일(9)을 포함하는, 가변 자기장 발생기를 더 포함한다. 코일(9)은 마이크로 제어기(10)에 의해 제어되고 공급되는 교류 전달 컴포넌트(12)에 의해 전력공급받는다.

예시된 예에서, 코일(9)이 가열식 원통형 공동부(6)의 전체 길이를 따라 축방향으로 연장되지 않고; 코일이 오직 가열식 원통형 공동부의 부분을 따라 연장되어 이것이 2개 또는 3개의 발열체(8)와만 대면한다. 게다가, 관형 하우징이 나사산 형성된 내부면(17)을 갖고, 가열기가 관형 하우징의 나사산 형성된 내부면(16)과 맞물릴 수 있는 나사산 형성된 외부면(18)을 가진 너트(16) 및 모터(15)를 더 포함한다. 너트(16)가 모터(15)의 샤프트에 장착되고, 이 모터는 에어로졸 생성 디바이스에 고정된다. 그래서 모터(15)의 작동은 너트(16)가 회전하게 하여 관형 하우징(14) 및 코일(9)이 축방향으로 이동하게 한다. 관형 하우징(14) 및 코일(9)은 도 2에서 이들의 가장 높은 위치에 그리고 도 3에서 이들의 가장 낮은 위치에 나타난다.

부착된 도면에서, 관형 하우징은 이중 벽(즉, 내부면(17)이 나사산 형성된 내벽 및 면이 원통형인 외벽)을 갖고 코일은 이중 벽 내부에 수용된다. 대안적으로, 관형 하우징은 이들의 더 낮은 부분에서 나사산 형성된 내부면을 가진 단일의 벽으로 이루어질 수 있고, 코일은 이들의 상부 부분에서 이 단일의 벽의 외부면에 체결될 수 있다.

제어 및 전력공급 부분(1)은 가열식 원통형 공동부의 하단 단부에서 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서(13)를 포함하여, 축방향을 따라 가열식 원통형 공동부(6)의 주변부의 다양한 스폿에서 온도를 측정하기 위한 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다. 이 측정값은 관형 하우징(14)의 이동을 제어하여 축방향을 따라 가열식 원통형 공동부(6)의 현재 온도 분포에 따라 코일의 위치를 실시간으로 조장하도록 사용될 수 있다. 대안적으로, 코일(9)의 이동은 공동부에 존재하는 기화 가능한 스틱의 특성에 의존적일 수 있거나 또는 다양한 베이핑 경험에 대응하는 다양한 제안된 패턴 중 사용자에 의해 선택될 수 있는, 프로그래밍된 패턴을 따를 수 있다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 구현예에 대해 편리한 상이한 종류의 링 형상의 발열체를 나타낸다.

도 4에(그리고 도 2 및 도 3에) 나타낸 링 형상의 발열체(8)는 원형 단면, 제1 횡면에 포함된 상단 에지(81) 및 제2 횡면에 포함된 하단 에지(82)를 가진 단순한 원통의 절두체이다. 따라서 상단 에지와 하단 에지는 둘 다 평면이고 평행하다. 이 링 형상의 발열체는 축방향의 발열체의 폭(W)보다 더 작은 반경 방향의 두께(T)를 갖는다.

도 5에 나타낸 링 형상의 발열체는 또한 원형 단면을 가진 원통의 절두체이지만, 이것은 볼록한 상단 에지(83) 및 볼록한 하단 에지(84)를 갖는다.

도 6에 나타낸 링 형상의 발열체는 도 4에 나타낸 링 형상의 발열체(8)처럼, 원통형 외부면, 제1 횡면에 포함된 상단 에지(81) 및 제2 횡면에 포함된 하단 에지(82)를 갖는다. 그러나, 이 후자와 대조적으로, 도 6의 링 형상의 발열체는 기화 가능한 스틱에 압력을 인가할 것 같은 볼록한 내부면(86)을 갖는다.

도 4에 나타낸 링 형상의 발열체(8)처럼, 도 7에 나타낸 링 형상의 발열체는 제1 횡면에 포함된 상단 에지(81) 및 제2 횡면에 포함된 하단 에지(82)를 갖고, 원형 단면을 가진 원통의 절두체이다. 그러나, 발열체(8)와 대조적으로, 도 7에 나타낸 링 형상의 발열체의 원통형 내부면에는 기화 가능한 스틱에 압축을 국부적으로 부가하는 돌출부(87)가 제공된다.

도 8에 예시된 링 형상의 발열체(100)는 원통형 외부면 및 내부면을 갖고 정점(91, 93) 및 골(90, 92)을 가진 평행한 물결형 상단 에지(88) 및 하단 에지(89)를 가진 파형 링이다. 상단 에지(88)의 모든 정점(91)은 제1 횡면에 포함되고, 상단 에지(88)의 모든 골(90)은 제2 횡면에 포함된다. 마찬가지로, 하단 에지(89)의 모든 정점(93)은 제3 횡면에 포함되고, 하단 에지(89)의 모든 골(92)은 제4 횡면에 포함된다.

파형 링의 폭(W)은 상단 에지(88)와 하단 에지(89) 사이의 축방향으로의(임의의 축방향 단면에서의) 거리이다. 파형 링의 높이(H)는 제1 횡면(상단 에지(88)의 정점(91)을 포함함)과 제4 횡면(하단 에지(89)의 골(92)을 포함함) 사이의 거리이다. 바람직하게는, 파형 링의 폭(W)은 이의 두께(반경 방향의 치수) 초과이다. 실제로, 파형 링이 더 두꺼울수록, 열용량이 더 커진다. 따라서 더 두꺼운 링이 더 많은 에너지를 필요로 하여 더 얇은 링과 동일한 온도로 가열할 것이고; 게다가, 가열 시간이 더 두꺼운 링에 대해 증가될 것이고, 이는 일반적으로 바람직하지 않다. 게다가, 상당히 큰 폭은 유도 가열을 위한 최적의 필드 경로를 제공하고 또한 기화 가능한 스틱과의 접촉 표면적을 최대화한다.

유리하게는, 상단 에지(88)의 골(90)이 하단 에지(89)의 정점(93) 위에 위치되어, 평평한 곧은 중심 밴드(B)가 제2 횡면(상단 에지(88)의 골(90)을 포함함)과 제3 횡면(하단 에지(89)의 정점(93)을 포함함) 사이에서 (축방향으로) 연장되고, 유도 가열에 의한 신속하고 효율적인 열 전달은 파형 링이 활성화될 때 달성된다.

도 9는 제1 파형 링(100)의 하단 에지의 골(92)이 제2 파형 링(101)의 상단 에지의 정점(91)과 접촉하여 접점(94)을 생성하는, 다수의 턴 파형 세트를 형성하기 위해 도 8의 파형 링(100)과 동일한 3개의 파형 링(101 내지 103)이 서로 가까이 배치되는 조립체를 도시한다. 마찬가지로, 접점(94)은 제3 파형 링(102)의 상단 에지의 정점과 제2 파형 링(101)의 하단 에지의 골을 접촉시킴으로써 생성된다. 따라서 더 고온 스폿(연소 스폿이 아님)이 접점(94)에서 담배 스틱에 제공된다.

가열식 원통형 공동부를 따라 서로로부터 이격되는 복수의 파형 링(100)을 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 본 발명을 따른다. 적어도 하나의 다수의 턴 파형 세트, 예컨대, 도 9에 예시된 것 및 서로로부터 이격되고 다수의 턴 파형 세트와 이격된 하나 이상의 다른 파형 링을 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 본 발명을 따른다. 마찬가지로, 서로 이격되는 복수의 다수의 턴 파형 세트를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 또한 본 발명을 따른다. 게다가, 이 후자는 동일한 수의 파형 링을 가진 다수의 턴 파형 세트 또는 동일한 수의 파형 링을 갖지 않는 다수의 턴 파형 세트를 포함할 수 있다.

본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 다뤄지는 모든 대안적인 실시형태로 확장된다.

특히, 축방향 이동식 코일(9)은 담배 스틱을 축방향으로(수동으로 또는 자동으로) 이동시키기 위한 수단과 연관된 고정된 코일로 교체될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 디바이스의 상단 단부로부터 연장되고 담배 스틱(7)의 길이의 거의 2배인 축방향의 길이를 갖는 원통형 중공부(cylindrical hollow)를 포함할 수 있다. 원통형 중공부는 담배 스틱의 대략적인 길이의 높이를 갖는 상부 부분 및 담배 스틱의 거의 길이의 높이를 갖는 하부 부분을 나타낸다.

원통형 중공부에는 담배 스틱의 하단 단부를 수용하고 이 원통형 중공부에서 축방향으로 이동되도록 구성되는 슬라이딩 플레이트가 제공된다. 앵커링 소자는 슬라이딩 플레이트의 상부면으로부터 돌출되어 스틱과 맞물릴 수 있고, 예컨대, 스틱을 슬라이딩 플레이트에 고정시킬 수 있다. 슬라이딩 플레이트는 가장 높은 위치와 가장 낮은 위치 사이에서 자동으로 또는 수동으로 축방향으로 이동되도록 구성된다. 슬라이딩 플레이트가 이의 가장 높은 위치에 있을 때, 슬라이딩 플레이트는 원통형 중공부의 상부 부분과 하부 부분 사이의 교차점에 놓인다(즉, 슬라이딩 플레이트는 원통형 중공부의 중간 높이에 또는 그 약간 아래에 놓인다). 슬라이딩 플레이트가 이의 가장 높은 위치에 있을 때, 담배 스틱은 원통형 중공부의 상부 부분을 충전한다(담배 스틱의 상단 단부는 원통형 중공부의 상단 단부와 같은 높이이다). 슬라이딩 플레이트가 이의 가장 낮은 위치에 있을 때, 슬라이딩 플레이트는 원통형 중공부의 하단 단부에 놓이고 담배 스틱은 원통형 중공부의 하부 부분을 충전한다.

고정된 코일은, 슬라이딩 플레이트가 이의 가장 높은 위치에 있을 때 예컨대, 담배 스틱의 적어도 하부 부분을 가열하기 위해 원통형 중공부의 상부 부분과 하부 부분 사이의 교차점 바로 위에 배치될 수 있다. 고정된 코일에 의해 둘러싸인 원통형 중공부의 부분은 청구된 원통형 가열 공동부에 대응한다. 슬라이딩 플레이트가 하향으로 이동될 때, 고정된 코일은 결국 담배 스틱의 상부 부분과 대면하여 가열하고; 슬라이딩 플레이트가 이의 가장 낮은 위치에 있을 때, 고정된 코일은 결국 담배 스틱의 상단 단부와 대면하여 가열한다.

당업자는 본 발명의 단계를 수행하는 일 없이, 슬라이딩 플레이트를 자동으로 이동시키는 다양한 실시형태를 구상할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 플레이트의 하부면은 슬라이딩 플레이트 아래에서 원통형 중공부의 축방향으로 연장되는 작은 피스톤의 단부에 체결될 수 있다.

위의 예에서, 원통형 중공부가 예시된 원통형 가열 공동부(6)보다 더 높은 높이를 갖기 때문에, 다른 곳에, 예를 들어, 원통형 중공부의 상부 부분 주위에, 고정된 코일 위에 또는 주위에 제어 및 전력공급 부분(1)을 구성하는 소자의 일부를 수용하는 것이 필요할 수 있다.

예시된 실시형태(이동하지 않는 담배 스틱을 가짐)를 다시 참조하면, 원통형 가열 공동부의 전체 길이를 따라 연장되는 고정된 코일 또는 바람직하게는 복수의 고정된 코일을 제공하는 것이 또한 바람직하고, 각각의 코일은 1개 또는 2개의 발열체와 대면하고, 코일은 교류 전달 부재(12)에 독립적으로 연결되어 예컨대, 모든 코일 또는 코일 중 단 하나의 코일에 동시에 전력공급한다.

1: 전력공급 부분
2: 무화 부분
3: 캡
4: 마우스피스
5: 기저부
6: 원통형 가열 공동부
7: 기화 가능한 스틱
8: 링 형상의 발열체
81: 상단 에지
82: 하단 에지
83: (볼록한) 상단 에지
84: (볼록한) 하단 에지
86: (볼록한) 내부면
87: 돌출부
88: (물결형) 상단 에지
89: (물결형) 하단 에지
90: 상단 에지 골
91: 상단 에지 정점
92: 하단 에지 골
93: 하단 에지 정점
94: 접점
9: 코일
10: 마이크로 제어기
11: 배터리
12: 전류 전달 컴포넌트
13: 온도 센서
14: 관형 하우징
15: 모터
16: 너트
17: 관형 하우징 내부면
18: 너트 외부면
19: 절연 막대
100 내지 103: 파형 링
B: 중심 밴드

Claims (17)

1. 에어로졸 생성 디바이스로서,
   - 흡입성 증기를 생성하기 위해 가열 시 기화되는 데 적합한 물질을 포함하는 기화 가능한 스틱(7)을 수용하기 위한, 주로 축방향으로 연장되는 원통형 가열 공동부(6),
   - 상기 원통형 가열 공동부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가열기(8;100; 101 내지 103), 및
   - 상기 가열기(8)를 통해 가변 자기장을 생성하여 유도에 의해 상기 가열기를 가열하도록 구성된 자기장 발생기(9, 12)
   를 포함하되,
   상기 가열기는 상기 축방향을 따라 배치된 복수의 동일한 링 형상의 발열체(8; 100 내지 103)를 포함하고, 각각의 링 형상의 발열체(8)는 상기 원통형 가열 공동부(6)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8)는 상기 원통형 가열 공동부(6)의 외경보다 더 작은 내경을 갖는, 에어로졸 생성 디바이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체는 내부면에 내부 돌출부(87)를 갖는, 에어로졸 생성 디바이스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체가 볼록한 내부면(86)을 가져서, 가변 내경을 나타내고, 최소 내경은 상기 원통형 가열 공동부(6)의 외경보다 더 작은, 에어로졸 생성 디바이스.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체는 볼록한 상단 또는 하단 에지(83, 84)를 갖는, 에어로졸 생성 디바이스.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8; 100)는 상기 원통형 가열 공동부의 상기 축방향으로 동일한 이격 거리만큼 서로로부터 이격되는, 에어로졸 생성 디바이스.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8; 100)는 상기 축방향을 따라 상이한 이격 거리만큼 서로로부터 이격되는, 에어로졸 생성 디바이스.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8; 100)는, 상기 링 형상의 발열체의 반경 방향의 두께(T)보다 더 큰, 상기 축방향의 폭(W) 및 높이(H)를 갖는, 에어로졸 생성 디바이스.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8)는 6개이고, 상기 축방향으로 약 2 내지 3㎜의 폭(W) 및 반경 방향으로 약 0.1 내지 0.3㎜의 두께(T)를 갖고, 상기 링 형상의 발열체는 상기 축방향으로 약 0.5 내지 1㎜의 동일한 이격 거리만큼 서로로부터 이격되는, 에어로졸 생성 디바이스.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8)는 상기 링 형상의 발열체의 외부면에 체결된 복수의 절연 축방향 막대(19)에 의해 함께 연결되는, 에어로졸 생성 디바이스.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8;100) 중 적어도 하나는 상기 축방향을 따라 이동 가능하도록 배치되는, 에어로졸 생성 디바이스.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 생성 디바이스는 상기 원통형 가열 공동부에 수용된 기화 가능한 스틱(7)과 맞물리도록 그리고 상기 원통형 가열 공동부(6)에서 상기 축방향을 따라 상기 기화 가능한 스틱을 이동시키기 위해 작동되도록 구성된 부재를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항 있어서, 상기 자기장 발생기는,
    - 상기 원통형 가열 공동부(6)의 길이의 부분만을 따라 축방향으로 연장되는 코일(9),
    - 상기 원통형 가열 공동부(6) 및 상기 링 형상의 발열체(8)를 둘러싸도록 구성된 관형 하우징(14)으로서, 상기 관형 하우징의 상부 부분은 상기 코일(9)을 지탱하고 상기 관형 하우징(14)은 나사산 형성된 내부면(17)을 더 갖는, 관형 하우징,
    - 상기 관형 하우징의 상기 내부면(17)에 결합되는 나사산 형성된 너트(16)를 구동시켜서 상기 나사산 형성된 너트(16)의 회전이 상기 코일(9)과 함께 상기 관형 하우징(14)을 축방향으로 이동시키게 하는 샤프트를 가진 고정된 모터(15)
    를 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항 있어서, 상기 링 형상의 발열체는 정점(91, 93) 및 골(90, 92)을 가진 물결형 상단 에지(88) 및 하단 에지(89)를 가진, 폐쇄된 파형 링(100)으로 각각 형성되는, 에어로졸 생성 디바이스.
15. 제14항에 있어서, 이 파형 링(101 내지 103) 중 전부 또는 일부는 서로 접촉하여 다수의 턴 파형 세트를 형성하는, 에어로졸 생성 디바이스.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 파형 링(100, 101 내지 103)이 충분히 큰 폭(W)을 가져서 상기 하단 에지(89)의 파형 정점(93)이 상기 상단 에지(88)의 파형 골(90) 아래에 상기 축방향으로 위치되고, 따라서 상기 파형 링은 평평한 곧은 중심 밴드(B)를 나타내는, 에어로졸 생성 디바이스.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항 있어서, 상기 링 형상의 발열체(8; 100; 101 내지 103)는 저탄소강으로 이루어지는, 에어로졸 생성 디바이스.

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