KR20230148184A - 유전체 히터를 갖는 에어로졸 발생 시스템 - Google Patents
유전체 히터를 갖는 에어로졸 발생 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재(18), 제1 전극(15), 제1 전극(15)으로부터 이격된 제2 전극(16), 및 에어로졸 발생 장치(30)를 포함한다. 에어로졸 발생 장치(30)는 전력 공급부(36), 및 제어기를 포함하며, 제어기는 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 연결되도록 구성된다. 에어로졸 발생 시스템은, 제1 전극(15) 및 제2 전극(16), 및 에어로졸 형성 기재(18)의 적어도 일부를 포함한 커패시터(14)를 포함한다. 제어기는 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위해 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제어기는 또한, 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고, 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재(18)의 가열을 제어하도록 구성된다.
Description
본 개시는 에어로졸 발생 기재로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 발생 장치, 및 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 장치 및 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
에어로졸 형성 기재로부터 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키는 데 이용 가능한 상이한 유형의 개인용 증발기 및 가열-비연소 제품이 많이 존재한다. 이들 시스템 중 일부는 액체 조성물을 가열하고 다른 시스템은 고체 담배 혼합물을 가열하고 일부는 둘 다를 가열한다. 이용 가능한 일부 시스템은 가열 요소로부터 에어로졸 형성 기재로의 열 전도에 의해 에어로졸 형성 기재를 가열한다. 가장 일반적으로, 이는 전기 저항 가열 요소를 통해 전류를 통과시켜 가열 요소의 주울 가열을 유발함으로써 달성된다. 유도 가열 시스템이 또한 제안되었는데, 여기서 주울 가열은 서셉터 가열 요소에서 유도된 와전류의 결과로서 발생한다.
이들 시스템의 한 가지 잠재적 문제점은 이들이 에어로졸 형성 기재의 불균일한 가열을 초래할 수 있다는 것이다. 가열 요소에 가장 가까운 에어로졸 형성 기재의 부분은 가열 요소로부터 더 멀리 떨어진 에어로졸 형성 기재의 부분보다 더 빠르게 또는 더 높은 온도까지 가열된다. 이러한 문제를 완화하기 위해, 다양한 설계가 사용되었다. 일부 설계는 다수의 가열 요소를 사용하여 상이한 시간에 열을 분산시키거나 기재의 상이한 부분을 가열하는 능력을 제공한다. 다른 설계는 에어로졸 형성 기재의 다른 부분을 가열 요소로 운반하기 전에, 에어로졸 형성 기재의 작은 부분만을 가열 요소로 운반하여 그 작은 부분만이 증발되게 하는 것이다.
에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하는 시스템이 제안되었으며, 이는 유리하게는 에어로졸 형성 기재의 균일한 가열을 제공한다. 그러나, 가열 제어를 더 크게 허용하는 방식으로 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하면서 소형 핸드헬드 시스템에서 여전히 실현 가능한 것이 바람직할 것이다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 제1 전극, 및 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 제1 전극 및 제2 전극에 연결하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 커패시터를 포함할 수 있다. 커패시터는 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 제어기는 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 측정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재의 유전체 가열을 야기할 수 있다. 유전체 가열은 핫 스폿의 생성 없이, 에어로졸 형성 기재의 부피 내에서 균일할 수 있다. 가열은 또한 가열 요소와 에어로졸 형성 기재 간의 접촉을 필요로 하지 않는다. 이는 그 위에 축적된 에어로졸 잔기를 갖는 가열 요소를 청소할 필요가 없다는 것을 의미한다. 상기 장치는 에어로졸 형성 기재의 형상, 부피 및 조성 및 이에 대응하여 기재 공동의 형상 및 부피의 관점에서 상당한 설계 유연성을 허용한다.
에어로졸 발생 시스템은 커패시터를 포함한다. 커패시터는 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다. 커패시터는 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재만 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된다. 즉, 에어로졸 형성 기재는 임의의 다른 개재 구성 요소 없이 제1 전극과 제2 전극 사이에 직접 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재와 하나 이상의 다른 구성 요소가 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된다. 즉, 에어로졸 형성 기재는 제1 및 제2 전극 사이에 간접적으로 배열될 수 있고, 하나 이상의 추가 개재 구성 요소는 전극과 에어로졸 형성 기재 중 적어도 하나 사이에 배열된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은, 에어로졸 형성 기재 및 에어로졸 형성 기재를 둘러싼 래퍼를 포함하는, 에어로졸 발생 물품을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부는 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열될 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부 및 래퍼의 적어도 일부는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열될 수 있다. 제어기는 커패시터에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 유전체 재료를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 유전체 재료일 수 있다. 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 구성 요소는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 구성 요소는 유전체 재료일 수 있다.
에어로졸 발생 시스템의 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하도록 구성된다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것은, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 재료에 관한 정보를 제어기에 제공한다. 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부가 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열되는 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 단계는, 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 단계를 포함한다. 유리하게는, 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것은, 제어기가 에어로졸 형성 기재의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어할 수 있게 한다. 이러한 가열 제어는, 제어기가 상이한 에어로졸 형성 기재를 상이한 온도로 가열할 수 있게 한다. 예를 들어, 제어기는 상이한 에어로졸 형성 기재를 상이한 온도로 가열하도록 구성될 수 있으며, 여기서 각각의 에어로졸 형성 기재는, 특정 에어로졸 형성 기재에 대한 에어로졸 발생을 위한 최적의 온도로 가열된다. 이러한 가열 제어는, 측정 또는 결정된 전기적 특성이 제1 전극과 제2 전극 사이에 에어로졸 형성 기재가 배열되지 않았음을 나타내는 경우, 또는 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 장치와 함께 사용하기에 적합하지 않음을 나타내는 경우, 제어기가 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지할 수도 있다.
특히 유리하게, 본 개시의 시스템은, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하고, 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성을 측정하기 위해 한 쌍의 전극을 사용한다. 에어로졸 형성 기재를 가열하고 에어로졸 형성 기재의 특성을 측정하기 위해 동일한 한 쌍의 전극을 사용함으로써, 본 개시의 시스템은, 시스템에 의해 요구되는 구성 요소의 수를 감소시키며, 이는 에어로졸 발생 시스템의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있고, 또한 에어로졸 발생 시스템의 제조 복잡성을 감소시킬 수 있다.
본 개시의 시스템에서, 제1 전극 및 제2 전극은 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 포함하고, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극 및 제2 전극을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 포함하고, 에어로졸 발생 장치는 제1 전극 및 제2 전극 중 하나를 포함하고, 에어로졸 발생 물품은 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재에 관한 것이다. 이러한 휘발성 화합물들은 에어로졸 형성 기재를 가열함으로써 방출될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 일반적으로 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 포함하는 물품을 지칭한다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품은 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 포함한 물품은 담배 스틱으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 발생 장치"는 에어로졸 형성 기재와 상호작용해서 에어로졸을 발생시키는 장치를 지칭한다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치와 별개이고 에어로졸 발생 장치와 조합하도록 구성된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 발생 시스템"은, 에어로졸 발생 장치와 에어로졸 형성 기재의 조합을 지칭한다. 에어로졸 발생 시스템에서, 에어로졸 형성 기재와 에어로졸 발생 장치는 협력하여 에어로졸을 발생시킨다.
본 개시에 따라, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 에어로졸 발생 장치는 제1 전극, 및 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는, 제1 전극과 제2 전극에 연결하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 커패시터를 형성하도록 구성될 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 유전체 가열될 에어로졸 형성 기재의 일부와 함께 커패시터를 형성하도록 구성될 수 있다. 제어기는 에어로졸 형성 기재의 일부를 유전체 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 측정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다.
제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어한다. 제어기는 에어로졸 형성 기재를 임의의 적절한 방식으로 가열하는 것을 제어할 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 제어기는, 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류 전압을 제어함으로써 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하여 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어할 수 있다. 제어기는 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류 전압을 제어하여 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는, 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하기 위해 교류 전압의 주파수를 조절하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는, 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하기 위해 교류 전압의 진폭을 조절하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는, 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하기 위해 교류 전압의 진폭 및 주파수를 조절하도록 구성될 수 있다.
제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하도록 구성된다. 전기적 특성은 임의의 적절한 전기적 특성일 수 있다. 일부 구현예에서, 전기적 특성은 제1 전극과 제2 전극 사이의 커패시턴스이다. 전기적 특성은 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터의 커패시턴스일 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 전기적 특성은 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스이다. 전기적 특성은 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터의 임피던스일 수 있다.
제어기는 임의의 적절한 방식으로 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극과 제2 전극에 교류 전압을 공급하는 것은, 제어기가 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스를 측정 또는 결정할 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위한 교류 전압이 공급되는 경우에 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류 전류를 측정하도록 구성된다.
제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위한 교류 전압이 공급되는 경우에 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기는 측정된 교류에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기는 측정된 교류에 기초하여 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 임피던스에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류를 측정하는 것은, 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스 또는 커패시턴스와 같은 전기적 특성의 정확한 표시를 제공할 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 10 헤르츠 내지 약 100 기가헤르츠일 수 있다. 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 10 킬로헤르츠 내지 약 100 메가헤르츠이다. 보다 바람직하게는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 1 메가헤르츠 내지 약 300 메가헤르츠이다. 일부 구현예에서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 1 킬로헤르츠 내지 약 1 메가헤르츠이다. 일부 구현예에서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 1 메가헤르츠 내지 약 100 메가헤르츠이다.
에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 약 3 헤르츠 내지 3 테라헤르츠일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 무선 주파수(RF)는 3 헤르쯔 내지 3 테라헤르쯔의 주파수를 의미하며, 마이크로파를 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류의 주파수는 10 헤르츠 내지 약 100 기가헤르츠, 보다 바람직하게는 약 10 킬로헤르츠 내지 약 500 메가헤르츠, 및 보다 바람직하게는 약 1 메가헤르츠 내지 약 300 메가헤르츠이다. 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류의 주파수는, 1 메가헤르츠 내지 300 메가헤르츠일 수 있다.
바람직한 구현예에서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류의 주파수는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급된 교류의 주파수와 동일하다. 유리하게는, 제1 및 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정하거나 검출하기 위해 그리고 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 동일한 주파수로 교류 전압을 공급하는 것은, 동일한 전자 회로가 두 가지 목적을 위해 사용될 수 있게 한다.
일부 바람직한 구현예에서, 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성된다. 이들 바람직한 구현예에서, DC/AC 변환기는, 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 전력 공급부의 출력부에 배열될 수 있다. 제어기는, DC/AC 변환기로부터 제1 전극 및 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위해 DC/AC 변환기로부터 제1 전극 및 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 DC/AC 변환기로부터 제1 전극 및 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 특히 바람직한 구현예에서, 제어기는 DC/AC 변환기에 공급된 직류를 측정하도록 구성된다. 이들 구현예 중 일부에서, 제어기는 측정된 직류에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 제어기는 측정된 직류에 기초하여 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 임피던스에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, DC/AC 변환기에 공급된 직류를 측정하는 것은 에어로졸 발생 시스템의 복잡성 및 비용을 최소화하고, 시스템의 견고성을 최대화할 수 있는데, 이는 직류를 측정하는 것이 잘 알려진 기술 및 전기 구성 요소의 복잡하지 않은 배열을 사용하여 달성될 수 있기 때문이다.
일부 구현예에서, 에어로졸 형성 기재의 일부는 제1 전극과 제2 전극 사이에서 제거 가능하게 수용 가능하다. 이들 구현예에서, 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 제1 전극과 제2 전극 사이에 에어로졸 형성 기재가 수용되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되지 않는 것으로 결정되는 경우에 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성된다. 제어기는 에어로졸 형성 기재의 일부를 유전체 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 방지하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되지 않는 것으로 결정되는 경우에 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하는 것은, 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열되지 않는 경우에 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 교류가 제1 및 제2 전극에 공급되지 않는 것을 보장함으로써, 에어로졸 발생 시스템의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성된다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 발명자는 에어로졸 형성 기재의 일부 전기적 특성이 에어로졸 형성 기재의 온도에 따라 달라짐을 인식하였다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 검출하는 것은, 에어로졸 형성 기재의 온도 표시를 제공할 수 있다. 유리하게는, 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하는 것은, 제어기가 에어로졸 형성 기재의 가열의 개선된 제어를 제공할 수 있게 한다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 시스템이 제공되고, 이는 에어로졸 형성 기재; 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및 에어로졸 발생 장치(상기 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함함)를 포함한다. 시스템은 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터는 제1 전극, 제2 전극, 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고, 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성된다. 즉, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성되고, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하도록 구성되지 않을 수 있는 제어기를 갖는, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 또한, 일부 구현예에서, 제어기는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 추가 구성됨을 이해할 것이다.
본 개시에 따르면, 에어로졸 발생 장치가 또한 제공되고, 상기 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 제1 전극과 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함한다. 시스템은 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터는 제1 전극, 제2 전극, 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고, 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 제어기는 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기는 측정 또는 결정된 전기량 정보에 기초하여 액체 에어로졸 형성 기재의 조성을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제어기는, 상이한 조성을 갖는 에어로졸 형성 기재를 상이한 온도로 가열하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 이는 에어로졸 발생이, 다수의 에어로졸 형성 기재를 특정 에어로졸 형성 기재 조성에 대한 에어로졸의 발생용 최적의 온도로 가열할 수 있게 한다.
에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에서 제거 가능하게 수용 가능한 일부 구현예에서, 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용된 에어로졸 형성 기재가 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 정품인지 여부를 결정하도록 구성된다. 일부 바람직한 구현예에서, 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용된 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우에 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성된다. 유리하게는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용된 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우에 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하는 것은, 에어로졸 발생 시스템이 미허용 또는 바람직하지 않은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 미승인 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지할 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 시스템은, 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 포함한다. 공진 회로는 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 공진 주파수는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성에 따라 달라질 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템은 인덕터를 포함한다. 바람직하게는, 인덕터는, 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 전력 공급부 사이에 배열된다. 인덕터는 전력 공급부와 커패시터 사이에 직접 배열될 수 있어서, 다른 개재 구성 요소가 인덕터와 전력 공급부 사이에 제공되지 않고, 인덕터와 커패시터 사이에도 제공되지 않는다. 인덕터는 전력 공급부와 커패시터 사이에 간접적으로 배열될 수 있어서, 하나 이상의 개재 구성 요소가 인덕터와 전력 공급부 사이에, 그리고 인덕터와 커패시터 사이에 제공된다. 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 인덕터는, 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 형성할 수 있다. 공진 주파수는 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 따라 달라질 수 있다.
제어기는, 공진 회로의 공진 주파수에서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 공진 회로의 공진 주파수에서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하는 것은, 에어로졸 형성 기재의 가열 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 공진 회로의 공진 주파수에서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하는 것은, 에어로졸 형성 기재를 에어로졸 발생용 원하는 온도로 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 전력의 감소를 요구할 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기는, 측정 또는 검출된 전기적 특성에 기초하여 공진 회로의 공진 주파수를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기는, 공진 회로가 공진 회로의 공진 주파수에서 교류 전압으로 공급되고 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어기는, 검출 주파수에서 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 검출 주파수가 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 공진 회로의 공진 주파수인지 여부를 결정하도록 추가 구성될 수 있다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성은 공진 회로의 공진 주파수에서 변동할 수 있고, 예를 들어 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스는, 공진 주파수에 가까운 다른 주파수에서보다 공진 주파수에서 낮을 수 있다. 따라서, 제어기는, 공진 주파수에서 측정 또는 결정된 전기적 특성의 변동을 결정하도록 구성될 수 있다.
검출 주파수가 공진 회로의 공진 주파수인지 여부를 결정하도록 제어기가 구성되는 구현예에서, 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 결정된 공진 주파수에 기초하여 정품인지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시에 따라, 에어로졸 발생 시스템이 제공되고, 이는 에어로졸 형성 기재; 제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및 에어로졸 발생 장치(상기 에어로졸 발생 장치는 전력 공급부; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함함)를 포함한다. 시스템은 공진 회로를 포함하고, 상기 공진 회로는 제1 전극, 제2 전극, 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함하며, 공진 회로는 공진 주파수를 갖는다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 공진 회로의 공진 주파수를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여, 공진 회로의 공진 주파수에서 교류 전압이 공진 회로에 공급되고 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 전극과 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여, 공진 회로의 공진 주파수를 결정하도록 구성되거나, 공진 회로의 공진 주파수에서 교류 전압이 공진 회로에 공급되고 있는지 여부를 결정하도록 구성되고, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하도록 구성되지 않을 수 있는, 제어기를 갖는 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 또한, 일부 구현예에서, 제어기는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 추가 구성됨을 이해할 것이다. 이들 구현예에서, 제어기는, 공진 회로의 결정된 공진 주파수에 의존하는 주파수에서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 결정된 공진 주파수에 기초하여 정품인지 여부를 결정하도록 구성된다. 제어기는 검출 주파수에서 공진 회로에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있고, 제어기는, 검출 주파수가 공진 회로의 공진 주파수인 것으로 결정되는 경우에 에어로졸 형성 기재가 정품인 것으로 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 제어기는, 제1 주파수에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극과 제2 전극에 제1 교류 전압을 공급하도록 구성되고, 제2 주파수에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제2 교류 전압을 제1 전극과 제2 전극에 공급하도록 구성되며, 제2 주파수는 제1 주파수와 상이하다. 제어기는, 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압 각각에 대해 측정된 교류에 기초하여 제1 전극과 제2 전극 사이의 임피던스를 측정 또는 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압 모두에 대해 측정 또는 결정된 임피던스에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압 모두에 대해 측정 또는 결정된 임피던스에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 조성, 또는 진위를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 제1 교류 전압 및 제2 교류 전압 모두에 대해 측정 또는 결정된 임피던스에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성될 수 있다. 복수의 상이한 주파수에서 교류 전압을 사용하여 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것은 전기적 특성, 에어로졸 형성 기재의 조성 또는 진위, 및 에어로졸 형성 기재의 온도 중 하나 이상의 보다 강력한 결정을 제공할 수 있다.
제어기는, 복수의 주파수에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 발진 회로를 포함한다. 발진 회로는 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 제어기 사이에 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 발진 회로는 제어기와 커패시터 사이에 직접 배열되어, 제어기와 발진 회로 사이 및 커패시터와 발진 회로 사이에 다른 개재 전기 구성 요소가 제공되지 않도록 한다. 일부 구현예에서, 발진 회로는 제어기와 커패시터 사이에 간접적으로 배열되어, 하나 이상의 개재 전기 구성 요소가 제어기와 발진 회로 사이에 제공되고 커패시터와 커패시터와 커패시터 사이에 제공된다.
발진 회로는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 발진 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 DC/AC 변환기를 포함하는 일부 구현예에서, 발진 회로는 DC/AC 변환기를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치가 DC/AC 변환기를 포함하는 일부 구현예에서, DC/AC 변환기는 교류 전압을 발진 회로에 공급할 수 있다. DC/AC 변환기는 전력 공급부와 발진 회로 사이에 배열될 수 있다. 발진 회로는 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 DC/AC 변환기 사이에 배열될 수 있다.
발진 회로는 무선 주파수(RF) 신호 발생기를 포함할 수 있다. RF 신호 발생기는 임의의 적합한 유형의 RF 신호 발생기일 수 있다. 일부 구현예에서, RF 신호 발생기는 고상 RF 트랜지스터이다. 유리하게는, 고상 RF 트랜지스터는 RF 전자기장을 발생시키고 증폭시키도록 구성될 수 있다. RF 전자기장의 발생 및 증폭 둘 다를 제공하기 위해 단일 트랜지스터를 사용하는 것은, 시샤 장치를 콤팩트하게 한다. 고상 RF 트랜지스터는, 예를 들어, LDMOS 트랜지스터, GaAs FET, SiC MESFET 또는 GaN HFET일 수 있다.
일부 구현예에서, 발진 회로는, RF 신호 발생기와 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는, 주파수 합성기를 추가로 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 발진 회로는, RF 신호 발생기와 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는, 위상 이동 네트워크를 추가로 포함할 수 있다. 발진 회로가 위상 이동 네트워크를 포함하는 경우, 위상 이동 네트워크는, RF 신호 발생기로부터 수신된 RF 에너지를 서로 위상에서 벗어난 두 개의 동일한 별도 구성 요소로 분할한다. 통상적으로, 위상 이동 네트워크는, 구성 요소 중 하나를 제1 전극에 공급하고, 다른 하나의 구성 요소를 제2 전극에 공급한다. RF 신호 발생기로부터 수신된 RF 에너지의 실질적으로 동일한 두 개의 구성 요소는, 바람직하게는 서로 위상에서 벗어나 실질적으로 90도 또는 180도이다. 두 개의 실질적으로 동일한 성분은 서로 위상에서 벗어난 90도 또는 180도의 임의의 배수일 수 있다. 두 개의 성분 간의 정확한 위상 관계는 필수적이지 않고, 오히려 두 개의 성분이 위상에 벗어남을 이해할 것이다.
일부 구현예에서, 위상 네트워크는 RF 신호 발생기로부터의 RF 에너지를 실질적으로 동일한 두 개의 구성 요소도 분할되고, 즉 하나가 다른 하나와 위상에서 벗어나도록 분할되고, 각각의 구성 요소는 제1 전극과 제2 전극 중 상이한 하나에 인가된다. 이들 구현예 중 일부에서, 제1 전극 및 제2 전극은 서로 마주보고 대향하여 배열될 수 있다. 이들 구현예 중 일부에서, 제1 전극 및 제2 전극은, 접지에 연결된 대향 제3 전극으로부터 이격되고 이를 마주하도록 나란히 배열된다.
제1 전극 및 제2 전극은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 전극은 제2 전극과 실질적으로 동일하다. 일부 구현예에서, 제1 전극은 제2 전극과 상이하다.
일부 바람직한 구현예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 평면형 전극이다. 제1 평면형 전극은 실질적으로 제1 평면으로 연장될 수 있다. 제2 평면형 전극은 실질적으로 제2 평면으로 연장될 수 있다. 바람직하게는, 제1 평면은 제2 평면에 실질적으로 평행하다. 바람직하게는, 제2 평면형 전극은 제1 평면형 전극과 실질적으로 동일하다.
일부 바람직한 구현예에서, 제1 전극은 제2 전극을 둘러싼다. 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능한 경우, 제1 전극은, 에어로졸 발생 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용되는 경우에 제2 전극을 둘러쌀 수 있다.
제1 전극은 내부 공동을 포함한 환형 전극일 수 있다. 제2 전극은 제1 전극의 내부 공동 내에 수용될 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 제1 전극의 내부 공동에 수용될 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용될 수 있는 경우, 에어로졸 형성 기재는, 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 수용될 때 제1 전극의 내부 공동에 수용될 수 있다.
제1 전극 및 제2 전극은 전기 전도성 재료로 형성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전기 전도성"이라는 것은, 1x10-4 Ωm 이하의 비저항을 갖는 재료로 형성된 것을 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전기 절연성"이라는 것은, 1x104 Ωm 이상의 비저항을 갖는 재료로 형성된 것을 의미한다.
에어로졸 발생 장치는 제어기를 포함하고 있다. 제어기는 마이크로프로세서, 프로그래밍 가능 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 또는 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로를 포함할 수 있다. 제어기는 추가 전자 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어기는 센서, 스위치, 디스플레이 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 제어기는 RF 전력 센서를 포함할 수 있다. 제어기는 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 전력 공급부를 포함한다. 전력 공급부는 DC 전력 공급부일 수 있다. 전력 공급부는 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 배터리는 재충전식 리튬 이온 배터리를 포함할 수 있다. 대안으로서, 전력 공급부는 커패시터와 같은 전하 저장 장치의 다른 형태일 수 있다. 전력 공급부는 0.5 와트 내지 60 와트, 또는 바람직하게는 20 와트 내지 40 와트의 전력을 제공할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 시스템 상에서 사용자가 퍼핑하는 때를 검출하도록 구성된 퍼프 검출기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "퍼프"는 에어로졸을 수용하기 위해 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 흡인하는 것을 나타내기 위해 사용된다. 에어로졸 발생 장치가 퍼프 검출기를 포함하는 경우, 제어기는, 퍼프 검출기에 의해 퍼프가 검출될 때 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 에어로졸 발생 장치는 휴대용이다. 에어로졸 발생 장치는 통상의 엽궐련 또는 궐련과 비슷한 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는, 약 30 mm 내지 약 150 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 약 5 mm 내지 약 30 mm의 외부 직경을 가질 수 있다. 기재 공동은 2 mm 내지 20 mm의 직경을 가질 수 있다. 기재 공동은 2 mm 내지 20 mm의 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 개인 증발기, 전자 담배 또는 가열-비연소 장치일 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 에어로졸 형성 기재는 고체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 겔을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 고체, 액체 및 겔 중 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 니코틴, 니코틴 유도체 또는 니코틴 유사체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 니코틴 염을 포함할 수 있다. 하나 이상의 니코틴 염은 니코틴 시트르산염, 니코틴 젖산염, 니코틴 피루브산염, 니코틴 중타르타르산염, 니코틴 펙틴산염, 니코틴 알긴산염, 및 니코틴 살리실산염으로 이루어진 목록에서 선택될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 형성제"는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 에어로졸 발생 물품의 작동 온도에서 열적 감성에 실질적으로 내성이 있는, 임의의 적합한 알려진 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 비제한적으로 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트 및 디메틸 테트라데칸디오에이트와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함한다. 바람직한 에어로졸 형성제는 다가 알코올 또는 그의 혼합물, 예컨대 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린이다.
에어로졸 형성 기재는 향미제를 더 포함할 수 있다. 향미제는 휘발성 향미 성분을 포함할 수 있다. 향미제는 멘톨을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '멘톨'은 임의의 이성질 형태의 화합물 2-이소프로필-5-메틸시클로헥사놀을 나타내고 있다. 향미제는 멘톨, 레몬, 바닐라, 오렌지, 윈터그린, 체리, 계피로 이루어진 군으로부터 선택되는 향미를 제공할 수 있다. 향미제는 가열시 기재로부터 방출되는 휘발성 담배 향미 화합물을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는, 담배 또는 담배를 함유하는 재료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 담배 잎, 담배 줄기 조각, 재생 담배, 균질화 담배, 압출 담배, 담배 슬러리, 캐스트 리프 담배 및 팽화 담배 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸 형성 기재는 불활성 재료, 예를 들어, 유리 또는 세라믹 또는 다른 적절한 불활성 재료로 압축된 담배 분말을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 감각 증강제를 포함한다. 적합한 감각 증강제는 향미제 및 감각제, 예컨대 쿨링제를 포함한다. 적합한 향미제는 천연 또는 합성 멘톨, 페퍼민트, 스피어민트, 커피, 홍차, 향신료(예컨대 계피, 정향, 생강, 또는 이의 조합), 코코아, 바닐라, 과일 향미, 초콜릿, 유칼립투스, 제라늄, 유제놀, 용설란, 쥬니퍼, 아네톨, 리날로올, 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
에어로졸 형성 기재가 액체 또는 겔을 포함하고 있는 경우, 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 물품은 흡수성 담체를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 흡수성 담체 상에 코팅되거나 흡수성 담체 내에 함침될 수 있다. 예를 들어, 니코틴 화합물 및 에어로졸 형성제는 액체 제형으로서 물과 조합될 수 있다. 액체 제형은, 일부 구현예에서, 향미제를 더 포함할 수 있다. 그런 다음, 이러한 액체 제형은 흡수성 담체에 의해 흡수되거나 이의 표면 상에 코팅될 수 있다. 흡수성 담체는 니코틴 화합물과 에어로졸 형성제가 코팅되거나 흡수될 수 있는 셀룰로오스계 물질의 시트 또는 타블렛일 수 있다. 흡수성 담체는 액체 보유 및 모세관 특성을 가지며 액체 또는 겔 에어로졸 형성 기재가 코팅되거나 흡수되는 금속, 중합체 또는 식물성 발포체일 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 액체 충진된 캡슐을 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 겔로 충진된 캡슐을 포함할 수 있다. 액체 충진된 캡슐 또는 겔 충진된 캡슐은 액체 또는 겔이 가열될 때 파열되도록 구성될 수 있다. 액체 충진된 캡슐 또는 겔 충진된 캡슐은 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 하나 이상의 밸브는, 액체 또는 겔이 가열될 때 캡슐 내의 압력의 증가로 인해 개방되도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 밸브는 사용자가 에어로졸 발생 시스템을 통해 공기를 흡인할 때 개방되도록 구성될 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은, 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 포함한다. 에어로졸 발생 물품이 에어로졸 발생 장치로부터 분리될 수 있다. 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 발생 장치에 의해 제거 가능하게 수용 가능할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 발생 장치는, 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 물품 공동을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 기재를 둘러싼 래퍼를 포함할 수 있다. 래퍼는 전기 절연성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 래퍼는 궐련지를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 마우스피스 내의 필터를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 냉각 요소를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 이격 요소를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 물품은, 상류 단부에서의 에어로졸 형성 기재, 및 하류 단부에서의 마우스 단부를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스는, 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스를 둘러싼 래퍼에 의해 함께 고정될 수 있다. 에어로졸 형성 기재 및 마우스피스는 로드의 형태로 단부 대 단부에 배열될 수 있다. 선택적으로, 냉각 요소, 및 간격 중 적어도 하나는 에어로졸 형성 기재와 마우스피스 사이에 배열될 수 있다.
일부 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 시샤 시스템일 수 있다. 일부 구현예에서, 에어로졸 발생 장치는 시샤 장치일 수 있다. 시샤 장치는 다른 에어로졸 발생 장치와 상이하며, 적어도 가열된 기재로부터 방출된 휘발성 화합물이 사용자가 흡입하기 전에 시샤 장치의 액체조를 통해 흡인된다는 점에서 상이하다. 시샤 장치는, 장치가 한 번에 한 명 초과의 사용자에 의해 사용될 수 있도록, 하나 초과의 유출구를 포함할 수 있다. 시샤 장치는, 에어로졸 형성 기재로부터 방출된 휘발성 화합물을 액체조로 유도하기 위한, 스템 파이프와 같은 기류 도관을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시샤 시스템"은, 시샤 장치와 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품의 조합을 지칭한다. 시샤 시스템에서, 에어로졸 형성 기재 또는 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품 및 시샤 장치는 협력해서 에어로졸을 발생시킨다.
시샤 장치는, 시샤 장치에 의해 발생된 에어로졸이 사용자에 의한 에어로졸의 흡입 전에 액체, 통상적으로는 물을 통해 흡인된다는 점에서, 다른 에어로졸 발생 장치와 상이하다. 보다 상세하게, 사용자가 시샤 장치를 흡인하는 경우, 가열식 에어로졸 형성 기재로부터 방출된 휘발성 화합물은 시샤 장치의 기류 도관을 통해 액체의 부피 내로 흡인된다. 휘발성 화합물은 액체의 부피로부터 시샤 장치의 헤드스페이스 내로 흡인되고, 여기서 휘발성 화합물은 에어로졸을 형성한다. 그 다음, 사용자가 흡입하기 위해 헤드스페이스 유출구에서 헤드스페이스 밖으로 헤드스페이스의 에어로졸을 흡인한다. 액체의 부피, 통상적으로 물은 휘발성 화합물의 온도를 감소시키는 작용을 하며, 시샤 장치의 헤드스페이스 내에 형성된 에어로졸에 추가의 수분 함량을 부여할 수 있다. 이러한 공정은 사용자를 위해 시샤 장치를 사용하는 공정에 독특한 특징을 추가하고, 시샤 장치에 의해 발생되고 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸에 독특한 특징을 부여한다.
시샤 장치는, 액체의 부피를 함유하도록 구성된 액체 공동을 포함할 수 있다. 액체 공동은 헤드스페이스 유출구를 포함할 수 있다. 시샤 장치는 용기를 포함할 수 있다. 액체 공동은 용기의 내부 부피일 수 있다. 용기는 액체를 함유하도록 구성될 수 있다. 용기는 액체 공동을 정의할 수 있다. 용기는 헤드스페이스 유출구를 포함할 수 있다. 용기는 액체 충진 레벨을 정의할 수 있다. 예를 들어, 용기는 액체 충진 레벨 분계를 포함할 수 있다. 액체 충진 레벨 분계는 액체 공동이 액체로 충진되도록 의도되는 원하는 레벨을 나타내기 위해 용기 상에 제공되는 표시자이다. 헤드스페이스 유출구는 액체 충진 레벨 위에 배열될 수 있다. 헤드스페이스 유출구는 액체 충진 레벨 분계 위에 배열될 수 있다. 용기는 광학적으로 투명한 부분을 포함할 수 있다. 광학적으로 투명한 부분은, 사용자가 용기에 함유된 내용물을 관찰할 수 있게 한다. 용기는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 용기는 유리 또는 강성 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 용기는 시샤 조립체의 나머지로부터 제거 가능하다. 일부 구현예에서, 용기는 시샤 조립체의 에어로졸 발생 부분으로부터 제거 가능하다. 유리하게는, 탈착식 용기는 사용자가 액체 공동을 액체로 채우고, 액체 공동을 비우고, 용기를 청소할 수 있게 한다.
용기는 액체 충진 레벨까지 사용자에 의해 충진될 수 있다. 액체는, 바람직하게는 물을 포함한다. 액체는 착색제 및 향미제 중 하나 이상이 주입된 물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 물에는 식물성 또는 허브 주입물 중 하나 또는 둘 모두가 주입될 수 있다.
용기는 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 액체 공동은 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 헤드스페이스는 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
일반적으로, 본 개시에 따른 시샤 장치는, 사용자에 의해 운반되기 보다는 사용 중인 표면 상에 배치되도록 의도된다. 이와 같이, 본 개시에 따른 시샤 장치는, 사용 중에 장치가 배향되도록 의도된 특정 사용 배향 또는 배향 범위를 가질 수 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '위' 및 '아래'는 시샤 장치 또는 시샤 시스템이 사용 배향으로 유지되는 경우에 시샤 장치 또는 시샤 시스템의 특징부의 상대적인 위치를 지칭한다.
시샤 장치는 에어로졸 발생 물품을 수용하기 위한 물품 공동을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 물품 공동은 액체 공동 위에 배열된다. 이들 구현예에서, 기류 도관은 물품 공동으로부터 액체 공동의 액체 충진 레벨 아래로 연장될 수 있다. 유리하게는, 이는, 물품 공동 내의 에어로졸 형성 기재로부터 방출된 휘발성 화합물이 액체 공동 위의 헤드스페이스보다는 액체 공동 내의 액체의 부피까지 물품 공동으로부터 전달되는 것을 보장할 수 있다. 이들 구현예에서, 기류 도관은, 액체 충진 레벨 위의 액체 공동의 헤드스페이스를 통해 에어로졸 공동으로부터 액체 공동 내로 연장될 수 있고, 액체 충진 레벨 아래의 액체의 부피 내로 연장될 수 있다. 기류 도관은 액체 공동의 상단 또는 상부 단부를 통해 액체 공동 내로 연장될 수 있다.
일부 구현예에서, 물품 공동은 액체 공동 아래에 배열된다. 이들 구현예에서, 일방향 밸브는 물품 공동과 액체 공동 사이에 배열될 수 있다. 일방향 밸브는, 액체 공동으로부터의 액체가 중력의 영향 하에 물품 공동으로 진입하는 것을 방지할 수 있다. 이들 구현예에서, 일방향 밸브는 물품 공동으로부터 액체 공동 내로 연장되는 기류 도관 내에 제공될 수 있다. 이들 구현예에서, 기류 도관은 액체 공동 내로 액체 충진 레벨 아래에 연장될 수 있다. 기류 도관은 액체 공동의 하단부를 통해 액체 공동 내로 연장될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 시샤 에어로졸 형성 기재일 수 있다. 시샤 에어로졸 형성 기재는 또한, 당업계에서 후카 담배, 담배 당밀, 또는 단순히 당밀로서 지칭될 수 있다. 시샤 에어로졸 형성 기재는, 흡연 경험을 시뮬레이션하기 위해 태우지 않고 가열되도록 의도된 종래의 가연성 궐련 또는 담배 기반 소모품과 비교하면, 당이 비교적 높을 수 있다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 현탁액의 형태이다. 예를 들어, 에어로졸 형성 기재는 당밀을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "당밀"은 적어도 약 20 중량%의 당을 갖는 현탁액을 포함한 에어로졸 형성 기재 조성물을 의미한다. 예를 들어, 당밀은 적어도 약 25 중량%의 당, 예컨대 적어도 약 35 중량%의 당을 포함할 수 있다. 통상적으로, 당밀은 약 60 중량% 미만의 당, 예컨대 약 50 중량% 미만의 당을 함유할 것이다.
바람직하게는, 시샤 시스템에 사용되는 에어로졸 형성 기재는 시샤 기재이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "시샤 기재"는 적어도 약 20 중량%의 당을 포함한 에어로졸 형성 기재 조성물을 지칭한다. 시샤 기재는 당밀을 포함할 수 있다. 시샤 기재는 적어도 약 20 중량%의 당을 갖는 현탁액을 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 기재는, 바람직하게는 니코틴 및 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함한다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성제는 글리세린 또는 글리세린 및 상기에서 나열된 것과 같은 하나 이상의 다른 적합한 에어로졸 형성제의 혼합물이다. 일부 구현예에서, 에어로졸 형성제는 프로필렌 글리콜이다.
에어로졸 형성 기재는 향미제와 같은 다른 첨가제 및 성분을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 에어로졸 형성 기재는 임의의 적합한 양으로 하나 이상의 당을 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 전화당을 포함한다. 전화당은 수크로스를 분할하여 수득된 포도당과 과당의 혼합물이다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 기재는 약 1 중량% 내지 약 40 중량%의 당, 예컨대 전화당을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 당은 옥수수 전분 또는 말토덱스트린과 같은 적합한 캐리어와 혼합될 수 있다.
임의의 적합한 양의 에어로졸 형성 기재, 예컨대 당밀 또는 담배 기재는 에어로졸 발생 물품에 제공될 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 약 3 그램 내지 약 25 그램의 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 물품에 제공된다. 카트리지는 적어도 6 그램, 적어도 7 그램, 적어도 8 그램, 또는 적어도 9 그램의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 카트리지는 최대 15 그램, 최대 12 그램; 최대 11 그램, 또는 최대 10 그램의 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 약 7 그램 내지 약 13 그램의 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생 물품에 제공된다.
일부 바람직한 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 담배, 당 및 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 10 중량% 내지 40 중량%의 담배를 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 20 중량% 내지 50 중량%의 당을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 에어로졸 형성 기재는 25 중량% 내지 55 중량%의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
아래에 비제한적인 실시예의 비포괄적인 목록이 제공되어 있다. 이들 실시예의 특징부 중 임의의 하나 이상은 본원에 설명된 다른 실시예, 구현예, 또는 양태의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.
EX1. 에어로졸 발생 시스템으로서,
에어로졸 형성 기재;
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및
에어로졸 발생 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 시스템은, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 시스템.
EX2. 실시예 EX1에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급된 교류 전압을 제어하여 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX3. 실시예 EX1 또는 EX2에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX4. 실시예 EX3에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 공급되는 교류 전압의 주파수는, 약 10 Hz 내지 약 100 GHz, 바람직하게는 약 10 kHz 내지 약 100 MHz인, 에어로졸 발생 시스템.
EX5. 실시예 EX1 내지 EX4 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX6. 실시예 EX3 또는 EX4에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위한 교류 전압이 공급되는 경우, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급되는 교류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX7. 실시예 EX6에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX8. 실시예 EX6에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX9. 실시예 EX1 내지 EX8 중 어느 하나에 있어서, 상기 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성되고, DC/AC 변환기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 전력 공급부의 출력부에 배열되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX10. 실시예 EX1 내지 EX4 중 어느 하나에 있어서, 상기 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성되고, DC/AC 변환기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 전력 공급부의 출력부에 배열되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로 공급된 직류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX11. 실시예 EX10에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX12. 실시예 EX10에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX13. 실시예 EX1 내지 EX12 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재의 일부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 에어로졸 형성 기재가 수용되는지 여부를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX14. 실시예 EX13에 있어서, 상기 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용되지 않는 것으로 결정되는 경우에 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX15. 실시예 EX1 내지 EX14 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX16. 실시예 EX1 내지 EX15 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성을 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX17. 실시예 EX1 내지 EX16 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는, 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 에어로졸 형성 기재가 정품인지 여부를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX18. 실시예 EX17에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용된 상기 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우에 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX19. 실시예 EX1 내지 EX18 중 어느 하나에 있어서, 인덕터는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 상기 전력 공급부 사이에 배열되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX20. 실시예 EX19에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 상기 커패시터와 상기 인덕터는, 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 형성하고, 상기 공진 주파수는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성에 의존하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX21. 실시예 EX20에 있어서, 상기 제어기는 상기 공진 회로의 공진 주파수에서 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX22. 실시예 EX1 내지 EX21 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 상기 커패시터와 상기 제어기 사이에 배열된 발진 회로를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 발진 회로를 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX23. 실시예 EX22에 있어서, 상기 발진 회로는 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX24. 실시예 EX23에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 교류 전자기장은 상기 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX25. 실시예 EX1 내지 EX24 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 평면형 전극인, 에어로졸 발생 시스템.
EX26. 실시예 EX25에 있어서, 상기 제1 평면형 전극은 실질적으로 제1 평면으로 연장되고, 상기 제2 평면형 전극은 실질적으로 제2 평면으로 연장되고, 상기 제1 평면은 상기 제2 평면에 실질적으로 평행한, 에어로졸 발생 시스템.
EX27. 실시예 EX1 내지 EX24 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 전극은, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되는 경우에 상기 제2 전극을 둘러싸는, 에어로졸 발생 시스템.
EX28. 실시예 EX27에 있어서, 상기 제1 전극은 내부 공동을 포함한 환형 전극이고, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되는 경우, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극의 내부 공동에 수용되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX29. 실시예 Ex1 내지 Ex28 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 상기 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX30. 실시예 EX29에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 수용하기도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX31. 실시예 EX29 또는 EX30에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 에어로졸 발생 물품의 적어도 일부를 수용하기도록 구성된 공동을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX32. 실시예 EX29 내지 EX31 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 형성 기재를 둘러싼 래퍼를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX33. EX32에 있어서, 상기 래퍼는 전기 절연성 재료를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX34. 실시예 EX1 내지 EX33 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX35. 실시예 EX29 내지 EX33 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX36. 실시예 EX29 내지 EX33 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 다른 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
EX37. 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 상기 에어로졸 발생 장치는,
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 유전체 가열될 상기 에어로졸 형성 기재의 일부와 함께 커패시터를 형성하도록 구성되고,
상기 제어기는,
상기 에어로졸 형성 기재의 일부를 유전체 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하는 단계를 포함하는, 장치.
EX38. 실시예 EX37에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급된 교류 전압을 제어하여 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX39. 실시예 EX37 또는 EX38에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX40. 실시예 EX39에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 공급되는 교류 전압의 주파수는, 약 10 Hz 내지 약 100 GHz, 바람직하게는 약 10 kHz 내지 약 100 MHz인, 에어로졸 발생 장치.
EX41. 실시예 EX37 내지 EX40 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX42. 실시예 EX39 또는 EX40에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위한 교류 전압이 공급되는 경우, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급되는 교류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX43. 실시예 EX42에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX44. 실시예 EX42에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX45. 실시예 EX37 내지 EX44 중 어느 하나에 있어서, 상기 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성되고, DC/AC 변환기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 전력 공급부의 출력부에 배열되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX46. 실시예 EX37 내지 EX40 중 어느 하나에 있어서, 상기 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성되고, DC/AC 변환기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 전력 공급부의 출력부에 배열되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로 공급된 직류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX47. 실시예 EX46에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX48. 실시예 EX46에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX49. 실시예 EX37 내지 EX48 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재의 일부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 에어로졸 형성 기재가 수용되는지 여부를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX50. 실시예 EX49에 있어서, 상기 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용되지 않는 것으로 결정되는 경우에 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX51. 실시예 EX37 내지 EX50 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 유전체 가열될 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 온도를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX52. 실시예 EX37 내지 EX51 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성을 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX53. 실시예 EX37 내지 EX52 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는, 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 에어로졸 형성 기재가 정품인지 여부를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX54. 실시예 EX53에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용된 상기 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용된 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX55. 실시예 EX37 내지 EX54 중 어느 하나에 있어서, 인덕터는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 상기 전력 공급부 사이에 배열되는, 에어로졸 발생 장치.
EX56. 실시예 EX55에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 상기 커패시터와 상기 인덕터는, 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 형성하고, 상기 공진 주파수는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성에 의존하는, 에어로졸 발생 장치.
EX57. 실시예 EX56에 있어서, 상기 제어기는 상기 공진 회로의 공진 주파수에서 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX58. 실시예 EX37 내지 EX57 중 어느 하나에 있어서, 상기 에어로졸 발생 장치는, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 상기 커패시터와 상기 제어기 사이에 배열된 발진 회로를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 발진 회로를 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
EX59. 실시예 EX58에 있어서, 상기 발진 회로는, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 교류 전압을 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급하도록 구성되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 무선 주파수 전압은, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 교류 주파수 전자기장을 발생시키는, 에어로졸 발생 장치.
EX60. 실시예 EX59에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 교류 무선 주파수 전자기장은 상기 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하는, 에어로졸 발생 장치.
EX61. 실시예 EX37 내지 EX60 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 평면형 전극인, 에어로졸 발생 장치.
EX62. 실시예 EX61에 있어서, 상기 제1 평면형 전극은 실질적으로 제1 평면으로 연장되고, 상기 제2 평면형 전극은 실질적으로 제2 평면으로 연장되고, 상기 제1 평면은 상기 제2 평면에 실질적으로 평행한, 에어로졸 발생 장치.
EX63. 실시예 EX37 내지 EX60 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극을 둘러싸는, 에어로졸 발생 장치.
EX64. 실시예 EX63에 있어서, 상기 제1 전극은 내부 공동을 포함한 환형 전극이고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극의 내부 공동에 수용되는, 에어로졸 발생 장치.
EX65. 에어로졸 발생 시스템으로서,
에어로졸 형성 기재;
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및
에어로졸 발생 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 시스템은, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성되는, 시스템.
EX66. 실시예 EX65에 있어서, 상기 제어기는, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되는 경우에, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 추가 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX67. 에어로졸 발생 시스템으로서,
에어로졸 형성 기재;
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및
에어로졸 발생 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 시스템은 공진 회로를 포함하고, 상기 공진 회로는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함하며, 상기 공진 회로는 공진 주파수를 갖고,
상기 제어기는,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 공진 회로의 공진 주파수를 결정하도록 구성되는, 시스템.
EX68. 실시예 EX67에 있어서, 상기 제어기는, 상기 결정된 공진 주파수에 기초하여 상기 에어로졸 발생 물품이 정품인지 여부를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX69. 실시예 EX67 또는 EX68에 있어서, 상기 제어기는, 상기 에어로졸 발생 물품이 상기 에어로졸 발생 장치에 의해 수용되는 경우에, 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
EX70. 실시예 EX69에 있어서, 상기 제어기는 상기 공진 회로의 결정된 공진 주파수에 의존하는 주파수에서 상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
이제, 본 개시의 구현예가 첨부된 도면을 참조하여, 예로서만 설명될 것이다:
도 1은 기판을 유전체 가열하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 7은 유전체 가열 시스템을 갖는 시샤 시스템의 일 구현예의 개략도이다.
도 8은 본 개시의 구현예에 따라 시샤 장치 및 시샤 장치와 함께 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 물품의 가열 유닛의 개략도이다.
도 9는 본 개시의 구현예에 따라 시샤 장치 및 시샤 장치와 함께 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 물품의 가열 유닛의 개략도이다.
도 1은 기판을 유전체 가열하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 7은 유전체 가열 시스템을 갖는 시샤 시스템의 일 구현예의 개략도이다.
도 8은 본 개시의 구현예에 따라 시샤 장치 및 시샤 장치와 함께 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 물품의 가열 유닛의 개략도이다.
도 9는 본 개시의 구현예에 따라 시샤 장치 및 시샤 장치와 함께 사용하도록 구성된 에어로졸 발생 물품의 가열 유닛의 개략도이다.
도 1은 교류 전압을 사용하여 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위한 시스템의 개략도이다. 시스템은, 무선 주파수(RF) 신호 발생기(11)와 위상 이동 네트워크(12)를 포함한 발진 회로(10), 및 커패시터(14)를 포함한다. 커패시터(14)는 제1 전극(15), 제1 전극(15)으로부터 이격된 제2 전극(16), 및 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 배열된 에어로졸 형성 기재(18)를 포함한다. 에어로졸 형성 기재(18)는 커패시터(14)의 유전체로서 작용한다. 발진 회로(10)는 제1 전극(15)과 제2 전극(16)에 교류 전압을 공급하며, 이는 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 교류 전자기장을 발생시킨다. 에어로졸 형성 기재(18) 내의 극성 분자는 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 교류 전자기장과 정렬되며, 따라서 발진시 전자기장에 의해 교반된다. 이는 에어로졸 형성 기재(18)의 온도를 증가시킨다. 이러한 종류의 가열은 (극성 분자가 균일하게 분포되는 경우에 한해) 에어로졸 형성 기재(18) 전체에 걸쳐 균일하다는 이점을 갖는다. 이는 또한, 전도를 통해 기판에 열을 전달하는 종래의 가열 요소와 비교하면, 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)과 접촉하는 기재의 연소 가능성을 감소시키는 이점을 갖는다.
도 1의 구현예는 위상 이동 네트워크(12)를 포함하나, 본 개시에 따른 다른 구현예에서 제1 전극(15) 및 제2 전극(16) 중 하나는 접지에 연결될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2, 3, 및 4는 본 개시의 구현예에 따른 유전체 가열 배열을 갖는 에어로졸 발생 시스템용 제어 시스템의 개략도이다.
도 2의 시스템은, 발진 회로(10)에 연결된 출력부를 갖는, 리튬-이온 배터리와 같은 DC 전력 공급부(20)를 포함한다. DC 전력 공급부(20)는 DC 전압을 발진 회로(10)에 공급하도록 구성된다. 발진 회로(10)는 커패시터(14)에 연결되고, 이는 제1 전극, 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극, 및 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 발진 회로(10)는 커패시터(14)에 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제어기(22)는 DC 전력 공급부(20) 및 발진 회로(10)에 연결되고, 커패시터(14)에 대한 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성된다. 교류 전압이 커패시터(14)에 공급되는 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이에 교류 전자기장이 발생된다. 제어기(22)는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 발진 회로(10)로부터 커패시터(14)로 제1 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제어기(22)는 또한, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 발진 회로(10)로부터 커패시터(14)로 제2 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것은, 커패시터(14)의 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성을 측정 또는 결정한다.
도 3의 시스템은 도 2의 구현예와 실질적으로 유사하며, 유사한 특징부는 유사한 참조 번호로 표시된다. 도 3의 구현예는 DC/AC 변환기(24)에 DC 전압을 공급하기 위해, DC/AC 변환기(24)에 연결된 출력부를 갖는 DC 전력 공급부(20)를 포함한다. DC/AC 변환기(24)의 출력부는 교류 전압을 발진 회로(10)에 공급하기 위해 발진 회로(10)에 연결된다. 발진 회로(10)는 커패시터(14)에 연결되고, 이는 제1 전극, 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극, 및 에어로졸 형성 기재를 포함한다. 발진 회로(10)는 커패시터(14)에 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 교류 전압이 커패시터(14)에 공급되는 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이에 교류 전자기장이 발생된다. 제어기(22)는, 발진 회로(10)로부터 커패시터(14)로 공급되는 교류 전압을 제어하기 위해 전력 공급부(20) 및 발진 회로(10)에 연결된다. 제어기(22)는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 커패시터(14)에 제1 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제어기(22)는 또한, 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 커패시터(14)에 제2 교류 전압을 공급하도록 구성된다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것은 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성을 측정 또는 결정한다.
본 구현예에서, DC/AC 변환기(24)는 발진 회로(10)의 일부를 형성하지 않으며, 제어기(22)에 의해 제어되지 않는다. 상기 도 2의 구현예에서, 발진 회로(10)는 DC/AC 변환기를 포함하고, DC/AC 변환기는 발진 회로(10)와 함께 제어기(22)에 의해 제어됨을 이해할 것이다.
도 4는 도 2 또는 도 3의 시스템과 같은 단순화된 전기 시스템의 개략도를 도시하며, 여기서 제어기와 같은 구성 요소는 나타내지 않는다. 도 4의 시스템은 DC/AC 변환기(24)에 연결된 DC 전력 공급부(20)를 포함한다. DC 전력 공급부(20)는 DC/AC 변환기(24)에 DC 전압 및 DC 전류(IDC)를 제공하도록 구성된다. DC/AC 변환기(24)의 출력부는 커패시터(14)에 연결되고, 교류 전압 및 교류(IAC)를 커패시터(14)에 공급하도록 구성된다. 본 구현예에서, 인덕터(26)는 DC/AC 변환기(24) 및 커패시터(14)와 직렬로 배열된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 인덕터(26)는 DC/AC 변환기(24)의 출력부와 커패시터(14) 사이에 배열된다. 그러나, 인덕터(26)는 DC/AC 변환기(24) 및 커패시터(14) 뒤에 배열될 수 있다. 인덕터(26)는 DC/AC 변환기의 출력부와 임피던스 정합을 위해 제공된다. 하나 이상의 저항기(미도시)가 또한 임피던스 정합을 위해 DC/AC 변환기(24)의 출력부와 커패시터(14) 사이에, 또는 DC/AC 변환기(24)와 커패시터(14) 뒤에 제공될 수 있다.
본 구현예에서, 인덕터(26) 및 커패시터(14)는 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 형성한다. 공진 회로의 공진 주파수는, 제1 전극 및 제2 전극과 함께 커패시터(14)를 형성하는 에어로졸 형성 기재의 전기적 특성에 의존한다. DC/AC 변환기(26)가 공진 회로의 공진 주파수에서 커패시터(14)에 교류 전압을 공급하는 경우, 공진 회로의 임피던스는 공진 주파수로부터 먼 주파수에서의 임피던스에 비하면 상당히 감소된다. 제어기는, 공진 회로의 공진 주파수에서 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 교류 전압을 커패시터에 공급하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 제어기(도 4에 나타내지 않음)는 커패시터(14)에 공급된 교류(IAC)를 직접 측정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 교류(IAC)를 공지된 에어로졸 형성 기재에 대한 교류의 기대 값과 비교하고, 피드백 루프에서 측정된 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 커패시터(14)에 공급된 교류(IAC)를 제어하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제어기는 측정된 교류(IAC)에 기초하여 커패시터(14)의 임피던스를 결정하고, 결정된 임피던스에 기초하여 커패시터(14)에 공급되는 교류(IAC)를 제어하도록 구성된다. 커패시터(14)의 임피던스는, 커패시터를 형성하는 에어로졸 형성 기재의 임피던스에 의존한다.
본 구현예에서, 제어기(도 4에 나타내지 않음)는 DC/AC 변환기(24)에 공급된 직류(IDC)를 측정하도록 구성된다. DC/AC 변환기(24)에 공급된 직류(IDC)는 커패시터(14)에 공급된 교류(IAC)의 표시를 제공하고, 교류(IAC)를 추정할 수 있게 한다. 차례로, 제어기는 또한 직류(IDC)의 측정에 기초하여 커패시터(14)의 임피던스의 추정치를 결정하도록 구성될 수 있다. 커패시터(14)의 임피던스는, 커패시터를 형성하는 에어로졸 형성 기재의 임피던스에 의존한다. 제어기는, DC/AC 변환기(24)에 공급된 측정 직류(IDC)에 기초하여 또는 측정된 직류(IDC)로부터 결정된 커패시터(14)의 추정 임피던스에 기초하여, 커패시터(14)에 공급된 교류를 제어하도록 구성될 수 있다. 직류(IDC)를 측정하는 것은 교류(IAC)를 측정하는 것보다 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기적 성질을 덜 정확하게 나타내지만, 교류(IAC)를 측정하는 것보다 덜 복잡하고 값비싼 회로를 필요로 하여, 시스템을 더욱 견고하고, 덜 복잡하며, 덜 비싸게 만든다.
제어기는 측정된 교류(IAC), 측정된 직류(IDC), 측정된 교류(IAC)에 기초한 커패시터(14)의 결정된 임피던스, 또는 측정된 직류(IDC)에 기초한 커패시터(14)의 결정된 임피던스를 다수의 방식으로 사용하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제어기는, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 목적으로, 커패시터(14)에 교류 전압을 공급하기 전에 DC/AC 변환기(24)에 공급된 직류(IDC) 또는 커패시터(14)에 공급된 간접 전류(IAC)를 측정하기 위한 목적으로, 커패시터(14)에 교류 전압을 공급하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 형성 기재가 커패시터(14) 내에 제1 전극과 제2 전극 사이에 존재하지 않는 경우, 커패시터(14)의 임피던스가 제1 전극과 제2 전극 사이의 재료의 전기적 특성에 의존하기 때문에, 측정된 직류(IDC) 또는 교류(IAC)는 예상과 상이할 것이다. 따라서, 제어기는 측정된 직류(IDC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 존재하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있고, 에어로졸 형성 기재가 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치gk지 않는 것으로 결정되는 경우에, 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 추가로 구성될 수 있다.
유사하게, 제어기는 측정된 직류(IDC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 제1 전극과 제2 전극 사이의 에어로졸 형성 기재의 유형 또는 조성을 결정하도록 구성될 수 있다. 이는, 에어로졸 형성 기재가 시스템에 의해 가열되기에 적합한 정품 에어로졸 형성 기재인지 여부를 제어기가 결정할 수 있게 한다. 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우, 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기는 공진 회로의 공진 주파수를 결정함으로써 에어로졸 형성 기재가 정품인지 여부를 결정하도록 구성된다. 커패시터(14)의 임피던스는, 교류 전압이 공진 회로의 공진 주파수에서 공진 회로에 공급되는 경우에 특히 낮기 때문에, 측정된 전류 및 결정된 임피던스는, 교류 전압의 주파수가 공진 회로의 공진 주파수인지 여부를 나타내는 표시를 제공한다. 따라서, 제어기는, 에어로졸 형성 기재가 예상 전기 특성을 갖는지, 이로서 공진 회로의 공진 주파수의 결정에 기초하여 정품인지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
또한, 제어기는 측정된 직류(ICC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 상이한 조성을 구별하도록 구성될 수 있다. 제어기는 측정된 직류(ICC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 추가 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는, 각각의 에어로졸 형성 기재가 에어로졸 발생을 위한 최적의 온도로 가열되도록, 에어로졸 형성 기재의 상이한 조성물을 상이한 온도로 가열하도록 구성될 수 있다. 제어기는 측정된 직류(ICC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류 전압을 변화시키도록 구성될 수 있다.
에어로졸 형성 기재의 전기적 특성은 또한, 에어로졸 형성 기재의 온도에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 제어기는 측정된 직류(ICC) 또는 교류(IAC)에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 추가 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 온도에 기초하여 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 추가 구성될 수 있다. 제어기는 결정된 온도에 기초하여 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극 및 제2 전극에 공급되는 교류 전압을 변화시키도록 구성될 수 있다.
도 5 내지 도 9를 참조하여 설명된 구현예는 도 1 내지 도 4에 도시된 기본 유전체 가열 및 제어 원리를 사용한다.
도 5는 이 개시의 일 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치(30) 및 에어로졸 발생 물품(40)을 포함한다. 에어로졸 발생 장치는 물품 공동(34)을 한정하는 하우징(32)을 포함한다. 에어로졸 발생 장치(30)는 에어로졸 발생 물품(40)의 단부를 물품 공동(34)에 수용하도록 구성된다. 에어로졸 발생 장치는 재충전 가능한 리튬 이온 배터리의 형태인 DC 전력 공급부(36), 및 회로(38)를 포함한다. 회로(38)는, 제어기를 포함하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 유전체 가열 배열을 갖는 전기 시스템을 포함한다. 제1 전극(15), 및 제2 전극(16)이 물품 공동(34)의 대향 측면에 제공된다. 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)은 실질적으로 동일한 평면형 전극으로서, 물품 공동(34)의 폭에 의해 이격된 평행 판을 형성한다. 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)은 회로(38)에 연결되고, 전기 시스템의 일부를 형성한다. 물품 공동(34)은, 에어로졸 발생 물품(40)의 삽입 및 제거를 위한 개방 단부, 및 개방 단부에 대향하는 폐쇄 단부를 포함한다. 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)은 물품 공동(34)의 폐쇄 단부를 향해 위치한다.
에어로졸 발생 물품(40)은 종래의 궐련과 유사하게, 원통형 로드의 형태로 단부 대 단부에 배열된 복수의 구성 요소를 포함한다. 에어로졸 발생 물품은, 원위 단부에 있는 에어로졸 형성 기재(18), 냉각 요소(42), 간격 요소(44), 및 근위 단부에 있는 마우스피스 필터(46)를 포함한다. 궐련 종이의 외부 래퍼(나타내지 않음)는 구성 요소 주위에 단단히 래핑되고 에어로졸 발생 물품(40)의 구성 요소를 함께 유지시킨다. 에어로졸 형성 기재(18)는 균질화 담배의 주름진 권축 시트를 포함할 수 있다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(40)의 원위 단부는 물품 공동(34) 내에 수용 가능하며, 에어로졸 형성 기재(18)는 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 배열되고, 제1 및 제2 전극은 실질적으로 에어로졸 형성 기재(18)의 길이로 연장된다. 에어로졸 발생 기재가 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 물품 공동(34) 내에 배열되는 경우, 제1 전극(15), 제2 전극(16) 및 에어로졸 형성 기재(18)는 커패시터를 형성한다.
에어로졸 발생 물품(40)의 폭은 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 간격보다 약간 더 커서, 에어로졸 발생 물품(40)의 원위 단부가 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에서 약간 압축된다. 이는, 에어로졸 발생 물품(40)이 물품 공동(34) 내에 수용되는 경우에 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 공기가 최소화되도록 보장한다. 에어로졸 발생 물품(40)이 물품 공동(34) 내에 수용되는 경우에 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 공기의 양을 최소화하면, 에어로졸 발생 장치(30)에 의해 수행되는 에어로졸 형성 기재(18)의 전기적 특성의 임의의 측정 또는 결정의 정확성을 개선할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 적절한 교류 전압을 공급함으로써, 에어로졸 형성 기재(18)의 유전체 가열을 위해 구성된다. 사용 시, 에어로졸 형성 기재(18)를 가열하기 위해 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 교류 전압이 공급되는 경우, 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 물품 공동(34)에서 교류 전자기장이 발생되고, 이는 에어로졸 형성 기재 내의 극성 분자를 교반하고, 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열한다.
사용 시, 에어로졸 발생 물품(40)의 원위 단부가 물품 공동(34)에 수용되고, 사용자는 에어로졸 발생 물품(40)의 마우스피스 필터(46) 상에서 흡인하여 에어로졸 발생 시스템으로부터의 에어로졸을 수용할 수 있다. 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위해 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 교류 전압이 공급되고, 가열식 에어로졸 형성 기재는 사용자에 의해 물품(40)을 통해 흡인되는 기류에 연행된 휘발성 화합물을 방출하는데, 이는 냉각 요소(42), 간격 요소(44), 및 마우스피스 필터(46)에서 냉각되고 응축되어 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸을 형성한다.
에어로졸 발생 시스템은 또한, 에어로졸 형성 기재(18)의 유전체 가열에 사용되는 전극을 사용하여, 에어로졸 형성 기재(18)의 전기적 특성을 측정하도록 구성된다. 본 구현예에서, 에어로졸 발생 시스템은 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 에어로졸 형성 기재(18)의 존재를 결정하도록 구성되고, 에어로졸 형성 기재(18)의 조성 및 진위를 결정하도록 구성되고, 또한 에어로졸 형성 기재의 측정된 전기적 특성에 기초하여 에어로졸 형성 기재(18)의 가열을 제어하도록 구성된다.
도 6은 본 개시의 다른 구현예에 따른 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 6의 에어로졸 발생 시스템은, 도 5의 에어로졸 발생 시스템과 실질적으로 유사하며, 유사한 특징부는 유사한 참조 번호로 표시된다.
도 5의 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 장치(30) 및 에어로졸 발생 물품(40)을 포함한다. 도 6의 에어로졸 발생 장치(40)는, 도 6의 에어로졸 발생 장치의 제1 전극(15)이 환형이고 원통형이며, 에어로졸 발생 물품(40)의 원위 부분을 수용하도록 구성된 내부 통로를 갖는다는 점에서, 도 5의 에어로졸 발생 장치와 상이하다. 내부 통로는 물품 공동(34)을 둘러싼다. 도 6의 에어로졸 발생 장치(40)는, 도 6의 에어로졸 발생 장치의 제2 전극(16)이 원통형이고 제1 전극(15)의 내부 통로 내부에 배열된다는 점에서, 도 5의 에어로졸 발생 장치(40)와도 상이하다. 제2 전극(16)은, 에어로졸 발생 물품(40)의 원위 단부가 물품 공동(34)에 수용되는 경우에, 에어로졸 발생 물품(40)의 에어로졸 형성 기재(16)를 관통하도록 구성된다. 도 6의 에어로졸 발생 물품(40)은 도 5의 에어로졸 발생 물품(40)과 동일하다.
도 5 및 도 6에 나타낸 구현예 둘 모두는 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)을 포함한 에어로졸 발생 장치(30)를 포함한다. 다른 구현예가 또한, 에어로졸 발생 물품(40)이 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)을 포함하고, 에어로졸 발생 장치가, 에어로졸 발생 물품(40)이 공동(32) 내에 수용되는 경우에 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)과 접촉하기 위한 전기 접촉 지점을 포함하는 것이 고려됨을 이해할 것이다. 다른 구현예가 또한, 에어로졸 발생 물품(40)이 제1 전극(15) 및 제2 전극(16) 중 하나를 포함하고, 에어로졸 발생 장치가 제1 전극(15) 및 제2 전극(16) 중 다른 하나를 포함하고, 에어로졸 발생 장치(40)가 물품 공동(32) 내에 수용되는 경우에 에어로졸 발생 장치가 또한 에어로졸 발생 물품(40) 상의 전극과 접촉하기 위한 전기 접촉 지점을 포함하는 것이 고려됨을 이해할 것이다.
도 7은 본 개시의 일 구현예에 따른 시샤 시스템의 개략도이다. 시샤 시스템은 시샤 장치(50) 및 에어로졸 형성 기재(미도시)를 포함한다.
시샤 장치(50)는, 액체 공동(54)을 정의한 용기(52)를 포함한다. 용기(52)는 액체 공동(54) 내에 액체의 부피를 유지하도록 구성되고, 유리와 같이 광학적으로 투명하고 강성인 재료로 형성된다. 본 구현예에서, 용기(52)는 실질적으로 절두 원추형 형상을 갖고, 테이블 또는 선반과 같은 평평한 수평 표면 상에서 넓은 단부로 사용 시 지지된다. 액체 공동(54)은 두 개의 섹션, 즉 액체의 부피를 수용하기 위한 액체 섹션(56), 및 액체 섹션(58) 위의 헤드스페이스(58)로 분할된다. 액체 충진 레벨(60)은 액체 섹션(56)과 헤드스페이스(58) 사이의 경계에 위치하고, 액체 충진 레벨(60)은 용기(52)의 외부 표면 상에 표시된 파선에 의해 용기(52) 상에서 표시된다. 헤드스페이스 유출구(62)는 액체 충진 레벨(60) 위에 있는 용기(52)의 측벽 상에 제공된다. 헤드스페이스 유출구(62)는, 유체가 헤드스페이스(58)로부터 액체 공동(54) 밖으로 흡인될 수 있게 한다. 마우스피스(64)는 가요성 호스(66)에 의해 헤드스페이스 유출구(62)에 연결된다. 사용자는, 마우스피스(64) 상에서 흡인하여 헤드스페이스(58)로부터 유체를 흡입을 위해 흡인할 수 있다.
시샤 장치(50)는 전력 공급부, DC/AC 변환기, 발진기 회로, 제어기, 및 본 개시에 따른 제1 전극, 제2 전극 및 에어로졸 형성 기재를 포함한 커패시터를 포함하는 가열 유닛(70)을 추가로 포함한다. 상이한 가열 유닛의 예는, 도 8 및 도 9를 참조하여 아래에서 보다 상세히 논의될 것이다. 가열 유닛(70)은 기류 도관(72)에 의해 용기(52) 위에 배열된다. 본 구현예에서, 가열 유닛(70)은 기류 도관(72)에 의해 용기(52) 위에 지지되지만, 다른 구현예에서는 가열 유닛(70)이 시샤 장치의 하우징 또는 다른 적절한 지지체에 의해 용기(52) 위에 지지될 수 있음을 이해할 것이다. 기류 도관(72)은 가열 유닛(70)으로부터 용기(52)의 액체 공동(54) 내로 연장된다. 기류 도관(72)은 헤드스페이스(58)를 통해, 그리고 액체 충진 레벨(60) 아래에서 액체 섹션(58) 내로 연장된다. 기류 도관(72)은, 액체 충진 레벨(60) 아래에 있는 액체 공동(54)의 액체 섹션(56) 내에 유출구(74)를 포함한다. 이러한 배열은, 공기가 가열 유닛(70)으로부터 마우스피스(64)까지 흡인될 수 있게 한다. 공기는 외부의 환경으로부터 장치(50)로 가열 유닛(70) 내로, 가열 유닛(70)을 통해, 기류 도관(72을 통해 액체 공동(54)의 액체 섹션(56) 내의 액체의 부피 내로, 액체 부피 밖으로 헤드스페이스(58) 내로, 그리고 헤드스페이스 유출구(62)에서의 헤드스페이스(58)로부터 용기 밖으로, 호스(66)를 통해 그리고 마우스피스(64)로 흡인될 수 있다.
사용 시, 사용자는 시샤 장치(50)의 마우스피스(64) 상에서 흡인하여 시샤 장치(50)로부터 에어로졸을 수용할 수 있다. 보다 상세하게, 에어로졸 형성 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품은, 시샤 장치(50)의 가열 유닛(70) 내의 물품 공동 내에 위치할 수 있다. 가열 유닛(70)은, 에어로졸 발생 물품 내의 에어로졸 형성 기재를 가열하고 가열식 에어로졸 형성 기재로부터 휘발성 화합물을 방출하도록 작동될 수 있다. 사용자가 시샤 장치(50)의 마우스피스(64)를 흡인하는 경우, 시샤 장치(50) 내의 압력이 낮아지고, 이는 방출된 휘발성 화합물을 에어로졸 형성 기재로부터 가열 유닛(70) 밖으로 그리고 기류 도관(72) 내로 흡인한다. 휘발성 화합물은, 유출구(74)에서 기류 도관(72)으로부터 액체 공동(54)의 액체 섹션(56) 내의 액체 부피 내로 흡인된다. 휘발성 화합물은 액체의 부피에서 냉각되고 액체 충진 레벨(60) 위의 헤드스페이스(58) 내로 방출된다. 헤드스페이스(58) 내의 휘발성 화합물은 응축되어, 사용자가 흡입하기 위해 헤드스페이스 유출구(62)에서 헤드스페이스 밖으로 그리고 마우스피스(64)로 흡인되는 에어로졸을 형성한다.
도 8은 본 개시의 구현예에 따른 시샤 시스템을 형성하는, 에어로졸 발생 물품(90)과 조합하여 도 7의 시샤 장치(50)의 가열 유닛(70)의 개략도를 나타낸다. 도 8a는, 가열 유닛(70)의 물품 공동(14) 내로 에어로졸 발생 물품(90)을 삽입하기 전에, 가열 유닛(70) 및 에어로졸 발생 물품(90)을 나타낸다. 도 8b는, 가열 유닛(70)의 물품 공동(14) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품(90)을 나타낸다.
도 8a에 나타낸 바와 같이, 가열 유닛(70)은 외부 하우징(71)을 포함한다. 외부 하우징(71)은, 에어로졸 발생 물품(90)의 삽입을 위해 일 단부에서 개방되고 대향 단부에서 실질적으로 폐쇄되는, 원통형 튜브를 형성한다. 이러한 구현예에서, 외부 하우징(71)은 알루미늄과 같이, RF 전자기 복사선에 대해 불투명한 재료로 형성된다. 그러나, 하우징(71)은 RF 전자기 복사선에 대해 불투명한 재료로 형성될 필요가 없고, 오히려 일부 구현예에서는 세라믹 재료 또는 플라스틱 재료와 같이, RF 전자기 복사선에 대해 실질적으로 투명한 재료로 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
폐쇄부(75)는 가열 유닛(70)의 외부 하우징(71)의 개방 단부 위로 이동 가능하여, 개방 단부를 실질적으로 폐쇄한다. 이러한 위치에서, 외부 하우징(71) 및 폐쇄부(75)는 가열 유닛 공동을 정의한다. 폐쇄부(75)는 가열 유닛의 외부 하우징(71)과 유사한 외부 하우징을 포함하고, 외부 하우징(71)과 정렬하고 체결하여 개방 단부를 폐쇄하도록 크기가 정해지고 형상화되며 RF 전자기장에 대해 불투명한 동일 재료로부터 형성된다. 폐쇄부(75)는 힌지에 의해 외부 하우징(71)에 회전 가능하게 연결되고, 도 8a에 나타낸 바와 같은 개방 위치와 도 8b에 나타낸 바와 같은 폐쇄 위치 사이에서 회전 가능하다. 폐쇄부(75)가 개방 위치에 있을 경우, 외부 하우징(71)의 개방 단부는 가열 유닛 공동 내로의 에어로졸 발생 물품(90)의 삽입을 위해, 그리고 가열 유닛 공동으로부터 에어로졸 발생 물품(90)의 제거를 위해 개방된다. 폐쇄부(75)가 폐쇄 위치에 있을 경우, 가열 유닛 공동은 RF 전자기장에 대해 불투명한 재료에 의해 둘러싸여서, RF 전자기장은 가열 유닛 공동으로부터 전파될 수 없도록 한다.
외부 하우징(71)의 측벽은, 주변 공기가 가열 유닛 공동 내로 유입될 수 있게 하는 공기 유입구(도 8b에 나타냄)를 포함한다.
가열 유닛(70)은 기류 도관(72) 상의 시샤 장치(50)의 용기(52) 위에 배열된다. 기류 도관(72)은 가열 유닛 공동 내로 연장되고 가열 유닛(70)의 외부 하우징(71)의 실질적으로 폐쇄된 단부에 고정식으로 부착된다. 다른 구현예에서, 가열 유닛(70)은, 필요에 따라 청소 또는 교체를 위해 가열 유닛(70)이 제거될 수 있도록, 기류 도관(72)에 탈착식으로 부착될 수 있음을 이해할 것이다. 개구(73)가 외부 하우징(71)의 실질적으로 폐쇄된 단부에 제공되어 공명 공동(80)을 기류 도관(72)에 유체 연결시킨다.
물품 공동(14)은 에어로졸 발생 물품(90)을 수용하기 위해 가열 유닛 공동 내에 정의된다. 물품 공동(14)은 제1 전극(15), 제1 전극(15)의 반대인 제2 전극(16), 및 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에서 연장되는 측벽(76)에 의해 정의된다. 물품 공동(14)은 에어로졸 발생 물품(90)을 수용하도록 구성되고, 에어로졸 발생 물품(90)에 상보적인 형상 및 크기를 갖는다. 제1 전극(15) 및 제2 전극(16)은 실질적으로 원형 형상을 갖는 실질적으로 동일한 평면형 전극이다. 제1 전극(15)은, 제1 전극(15)이 폐쇄부(75)와 함께 이동하도록 폐쇄부(15)의 내부 표면에 고정되고, 제2 전극(16) 및 측벽(76)은 기류 도관(72)에 의해 가열 유닛 공동 내에 지지된다. 제2 전극(16)은 물품 공동(14)의 베이스를 형성하고, 측벽(76)은 물품 공동(14)의 측벽을 형성하고, 제1 전극(15)은, 폐쇄부(75)가 폐쇄 위치에 있는 경우에 물품 공동(14)의 상단 벽을 형성한다. 측벽(76)은 전기 절연성 재료, 이 구현예에서는 PEEK와 같은 세라믹 재료로 형성된다. 따라서, 측벽(76)은, 제1 전극(15)과 제2 전극(16)이 서로 전기적으로 접촉하지 않도록 보장한다.
도 8b에 나타낸 바와 같이, 물품 공동(14)의 측벽(76)은 가스 투과성이고, 내부에 형성된 슬롯을 가져서 공기가 물품 공동(14)을 통해 일 측면으로부터 다른 측면으로 흐를 수 있게 한다. 따라서, 가열 유닛(70)은, 공기가 가열 유닛 공동 내로 공기 유입구를 통해, 물품 공동(14)을 통해, 물품 공동(14)의 측벽면(76) 내의 슬롯을 통해, 그리고 가열 유닛 공동으로부터 기류 도관(72) 내로, 개구(73)를 통해 흡인될 수 있도록 구성된다.
도 8의 구현예에서, 물품 공동(14)의 측벽(76)은 가스 투과성이서 공기가 물품 공동(14) 밖으로 흐를 수 있지만, 다른 구현예에서, 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 중 하나 또는 둘 모두가 물품 공동(14) 밖으로 공기가 흐를 수 있도록 가스 투과성일 수 있음을 이해할 것이다.
가열 유닛(70)은 발진 회로(10)를 추가로 포함한다. 발진 회로(10)는 시샤 장치의 전력 공급부(미도시) 및 제어기(미도시)에 연결되고, 제어기는 전력 공급부로부터 발진 회로(10)로의 전력 공급을 제어하도록 구성된다. 본 구현예에서, 전력 공급부는 재충전식 리튬 이온 배터리이고, 시샤 장치(50)는 전력 공급부를 재충전하기 위해 시샤 장치(50)를 메인 전력 공급부에 연결시킬 수 있는 전력 커넥터를 포함한다. 시샤 장치(50)에 배터리와 같은 전력 공급부를 제공하면, 시샤 장치(50)가 휴대 가능하고 실외에서 또는 메인 전원 공급부를 이용할 수 없는 위치에서 사용될 수 있게 한다.
제1 전극(15)은 가요성 회로에 의해 발진 회로(10)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(16)은 또한, 발진 회로(10)에 전기적으로 연결된다.
에어로졸 발생 물품(90)은 에어로졸 형성 기재(92)를 포함한다. 본 구현예에서, 에어로졸 형성 기재(92)는 당밀 및 담배를 포함한 시샤 기재이다. 에어로졸 형성 기재(92)는 티핑 페이퍼와 같은, 가스 투과성 전기 절연 재료로 형성된 래퍼(94) 내에 케이스화된다. 에어로졸 발생 물품(90)은, 시샤 장치(50)의 물품 공동(14)의 형상에 상보적인, 하키 퍽과 유사한 원통형 형상을 실질적으로 갖는다.
도 8b에 나타낸 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(90)이 가열 유닛(70)의 물품 공동(14) 내에 수용되는 경우, 에어로졸 발생 물품(90)의 원형 베이스는 물품 공동(14)의 제2 전극(16)과 접촉하고, 에어로졸 발생 물품(90)의 측면은 물품 공동(14)의 측벽(76)과 접촉한다. 폐쇄부(75)가 폐쇄 위치에 배열되는 경우, 에어로졸 발생 물품(90)의 원형 상단부는 물품 공동(14)의 제1 전극(15)과 접촉한다. 이 위치에서, 제1 전극(15), 제2 전극(16)과 에어로졸 형성 기재(90)가 커패시터를 형성하고 에어로졸 형성 기재(90)는 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이에 유전체 재료를 정의한다.
사용자가 시샤 장치(50)의 마우스피스(64) 상에서 흡인하는 경우, 공기는 외부 하우징(71)의 공기 유입구를 통해 시샤 장치(50) 내로 흡인된다. 에어로졸 발생 물품(90) 및 가열 유닛(70)을 통과하는 기류 경로는, 도 8b에 화살표로 나타나 있다. 공기는, 외부 하우징(71)의 공기 유입구를 통해 가열 유닛 공동 내로 흡인되고, 가열 유닛 공동으로부터 물품 공동(14)의 측벽면(76)을 통해 에어로졸 발생 물품(90) 내로 흡인된다. 공기는, 에어로졸 형성 기재(92)를 통해, 그리고 물품 공동(14)의 측벽(76)의 대향 부분을 통해 가열 유닛 공동 내로 다시 흡인되고, 가열 유닛 공동으로부터 가열 유닛(70)의 외부 하우징(71) 내의 개구(73)를 통해 기류 도관(72) 내로 흡인된다.
사용 시, 사용자가 시샤 장치(50)를 활성화시키는 경우, 전력은 전력 공급부로부터 발진 회로(10)에 공급된다. 이러한 구현예에서, 시샤 장치는 가열 유닛(70)의 외부 표면 상에 제공된 활성화 버튼(미도시)을 누르는 사용자에 의해 활성화된다. 다른 구현예에서, 시샤 장치는 다른 방식으로, 예컨대 사용자가 마우스피스(64) 상에 제공된 퍼프 센서에 의해 마우스피스(64) 상에서 흡인하는 것을 검출할 때 활성화될 수 있음을 이해할 것이다. 전력이 발진 회로(10)에 공급되는경우, 발진 회로는 1 Hz 내지 300 MHz의 주파수를 갖는 두 개의 실질적으로 동일하고 위상에서 벗어난 RF 전자기 신호를 발생시킨다. 신호 중 하나는 제1 전극(15)에 공급되고, 다른 신호는 제2 전극(16)에 공급된다.
제1 전극(15) 및 제2 전극(16)에 공급되는 RF 전자기 신호는 휘발성 화합물을 방출하는, 에어로졸 형성 기재(90)를 유전체 가열하는, 물품 공동(14) 내의 교류 RF 전자기장을 확립한다. 전술한 바와 같이, 물품 공동(14) 내의 온도는 피드백 제어 메커니즘을 사용하여 조절된다. 에어로졸 형성 기재의 온도는, 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 사이의 측정된 전기적 특성에 기초하여 결정되어, 시샤 장치(50)의 제어 회로에 피드백 신호를 제공한다. 제어 회로는 물품 공동(14) 내부의 온도를 원하는 온도 범위 내에서 유지하기 위해, 측정된 전기적 특성에 기초하여 뭔 전자기장의 주파수 및/또는 진폭을 조절하도록 구성된다.
사용자가 시샤 장치(50)의 마우스피스(64) 상에서 흡인하는 경우, 가열식 에어로졸 형성 기재(90)로부터 방출된 휘발성 화합물은 에어로졸 발생 물품(90)을 통한 기류에 연행되고, 가열 유닛(70)을 통해 에어로졸 발생 물품(90) 밖으로 그리고 개구(73)를 통해 기류 도관(72) 내로 흡인된다. 기류 도관(72)으로부터, 휘발성 화합물은 전술한 바와 같이 시샤 장치(50)를 통해 마우스피스(66)로 흡인되고 마우스피스로부터 흡인된다.
도 9는 본 개시의 다른 구현예에 따른 시샤 시스템을 형성하는, 에어로졸 발생 물품(90) 및 시샤 장치용 가열 유닛(70)을 나타낸다. 도 9에 나타낸 에어로졸 발생 물품(90) 및 가열 유닛(70)은 도 8에 나타낸 에어로졸 발생 물품(90) 및 가열 유닛(70)과 실질적으로 유사하며, 유사한 참조 부호가 유사한 특징을 지칭하는 데 사용된다. 도 9a는, 가열 유닛(70)의 물품 공동(14) 내로 에어로졸 발생 물품(90)을 삽입하기 전에, 가열 유닛(70) 및 에어로졸 발생 물품(90)을 나타낸다. 도 9b는, 가열 유닛(70)의 물품 공동(14) 내에 수용된 에어로졸 발생 물품(90)을 나타낸다.
도 9에 나타낸 가열 유닛(70)은, 제1 전극(15)이 세장형의 원통형 전극을 포함하고, 제2 전극(16)이 제1 전극(15)을 둘러싸는 세장형의 튜브형 전극을 포함한다는 점에서, 도 8에 나타낸 가열 유닛(70)과 상이하다.
물품 공동(14)은 제1 전극(15), 제2 전극(16), 및 베이스(78) 사이에 정의되며, 일 단부에서 개방되고 대향 단부에서 실질적으로 폐쇄되는 세장형 환형 공동을 형성한다. 베이스(78)는 PEEK와 같은 전기 절연 재료로 형성되고, 공기가 물품 공동(14) 밖으로 흐를 수 있게 하는 복수의 슬롯을 포함한다. 베이스(78)는, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 물품 공동(14) 밖으로 흐르는 공기가 기류 도관(72) 내로 흐르도록, 기류 도관(72)의 나팔 모양의 단부 위에 지지된다. 일부 구현예에서, 기류 도관(72)의 나팔형 단부는 기류 도관(72)의 일체형 부분이지만, 본 구현예에서, 기류 도관(72)의 나팔형 단부는 가열 유닛(70)의 일체형 부분이고, 가열 유닛(70)과 함께 기류 도관으로부터 제거 가능하다.
도 9의 구현예에서, 복수의 슬롯이 베이스(78)의 전기 절연 재료에 형성되어 공기가 물품 공동(14) 밖으로 흐를 수 있게 하지만, 다른 구현예에서는, 복수의 슬롯이 물품 공동(14) 밖으로 공기가 흐를 수 있도록 제1 전극(15)과 제2 전극(16) 중 하나 또는 둘 모두에 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
도 9에 나타낸 가열 유닛(70)은 또한, 외부 하우징(71)이 폐쇄부를 포함하지 않고 오히려 물품 공동(14)이 제2 전극(16)에 힌지식으로 장착되는 폐쇄부(80)를 포함한다는 점에서, 도 8에 도시된 가열 유닛(70)과도 상이하다. 폐쇄부(80)는, 도 9a에 나타낸 바와 같이 에어로졸 발생 물품이 물품 공동(14)에 삽입될 수 있게 하는 개방 위치와 도 9b에 나타낸 바와 같이 물품 공동(14)의 개방 단부를 폐쇄하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 폐쇄부(80)는, PEEK와 같은 전기 절연 재료로 형성되고 폐쇄부(80)가 폐쇄 위치에 있을 경우에 공기가 물품 공동(14)에 진입할 수 있게 하는 복수의 슬롯을 포함한다는 점에서, 베이스(78)와 유사하다. 폐쇄부(80)는, 폐쇄부(80)가 폐쇄 위치에 있을 경우에 제1 전극(15)과의 접촉을 위해 폐쇄부 상에 중심으로 위치한 전기 접촉부(82)를 추가로 포함하고, 제1 전극(15)을 발진 회로(10)에 전기적으로 연결한다. 전기 접촉부(82)는 가요성 회로를 통해 발진 회로에 전기적으로 연결된다. 제2 전극(16)의 외부 표면은 또한, 발진 회로(10)에 전기적으로 연결된다.
본 구현예에서, 에어로졸 발생 물품(90)은 물품 공동(14)의 형상에 상보적인 세장형의 튜브형 형상을 갖는다. 특히, 에어로졸 형성 기재(92)는, 제1 전극(15)에 대해 크기 및 형상이 상보적인 내부 통로(97)를 포함한다. 에어로졸 발생 물품(90)이 물품 공동(14) 내에 수용되는 경우, 에어로졸 발생 물품(90)의 내부 통로(97)의 내부 표면은, 제1 전극(15)의 외부 표면과 접촉하고, 에어로졸 발생 물품(90)의 외부 표면은, 제2 전극(16)의 내부 표면과 접촉한다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하며, 본원에 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 중에 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 숫자 A는 A ± A의 5%로 이해된다.
Claims (15)
- 에어로졸 발생 시스템으로서,
에어로졸 형성 기재;
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극; 및
에어로졸 발생 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 발생 장치는,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 시스템은, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하기 위한 교류 전압이 공급되는 경우에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 공급되는 교류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 일부의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 교류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전력 공급부는 직류 전압을 공급하도록 구성되고, DC/AC 변환기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하기 위해 상기 전력 공급부의 출력부에 배열되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로부터 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로의 교류 전압의 공급을 제어하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 DC/AC 변환기로 공급된 직류를 측정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제7항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제7항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 직류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 임피던스를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 결정된 임피던스에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재의 일부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 에어로졸 형성 기재가 수용되는지 여부를 결정하도록 구성되고, 바람직하게는, 상기 제어기는 에어로졸 형성 기재가 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용되지 않는 것으로 결정되는 경우에 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 온도를 결정하도록 구성되고, 바람직하게는, 상기 제어기는, 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 물리적 특성을 결정하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 형성 기재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 탈착식으로 수용 가능하고, 상기 제어기는 상기 측정 또는 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용된 상기 에어로졸 형성 기재가 정품인지 여부를 결정하도록 구성되고, 바람직하게는, 상기 제어기는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 수용된 에어로졸 형성 기재가 정품이 아닌 것으로 결정되는 경우에 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 방지하도록 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 인덕터가 상기 전력 공급부와, 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터 사이에 배열되고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 에어로졸 형성 기재의 적어도 일부를 포함한 커패시터와 상기 인덕터가 공진 주파수를 갖는 공진 회로를 형성하고, 상기 공진 주파수는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하는 것에 의존하고/의존하거나 상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하는, 에어로졸 발생 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어로졸 발생 시스템은 에어로졸 발생 기재를 포함한 에어로졸 발생 물품을 포함하고,
상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하거나, 또는
상기 에어로졸 발생 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나를 포함하고, 상기 에어로졸 발생 물품은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 다른 하나를 포함하는, 에어로졸 발생 시스템. - 에어로졸 형성 기재를 유전체 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치로서, 상기 에어로졸 발생 장치는,
제1 전극 및 상기 제1 전극으로부터 이격된 제2 전극,
전력 공급부; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되도록 구성된 제어기를 포함하되,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 유전체 가열될 상기 에어로졸 형성 기재의 일부와 함께 커패시터를 형성하도록 구성되고,
상기 제어기는,
상기 에어로졸 형성 기재의 일부를 유전체 가열하기 위해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 교류 전압을 공급하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 특성을 측정 또는 결정하고,
상기 결정된 전기적 특성에 기초하여 상기 에어로졸 형성 기재의 가열을 제어하도록 구성되는, 장치.
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