KR20230154421A - 고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 위한 가열기 - Google Patents
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Abstract
고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 가열하기 위한 가열기로서, 가열기는 기저부; 및 기저부의 지지면에 부착된 가열 요소를 포함하고, 가열 요소는 에어로졸 생성 기재를 변형시키고 가열하도록 구성된 몰딩 표면을 포함한다.
Description
본 개시내용은 에어로졸 생성 디바이스를 위한 가열기에 관한 것이다. 특히, 본 출원은 고체 에어로졸 생성 기재를 가열하여 에어로졸을 생성하도록 구성된 가열기에 관한 것이다. 이러한 디바이스는 전도, 대류 및/또는 복사에 의해 담배 또는 다른 적합한 에어로졸 생성 기재 물질을 태우는 대신 가열하여 흡입용 에어로졸을 생성할 수 있다.
저감된 위험 또는 수정된 위험의 디바이스(기화기로도 알려짐)의 유행 및 사용이 궐련, 시가, 시가릴로, 및 말음 담배와 같은, 종래의 담배 제품의 흡연을 그만두기를 원하는 습관성 흡연자를 보조하기 위한 보조기구로서 지난 몇 년간 빠르게 성장해 왔다. 종래의 담배 제품에서 담배를 태우는 것과는 대조적으로, 에어로졸화 가능한 물질을 가열하거나 또는 가온하는 다양한 디바이스 및 시스템이 이용 가능하다.
흔히 이용 가능한 저감된 위험 또는 수정된 위험의 디바이스는 가열식 기재의 에어로졸 생성 디바이스 또는 비연소 가열식 디바이스이다. 이 유형의 디바이스는 일반적으로 촉촉한 잎 담배 또는 다른 적합한 에어로졸화 가능한 물질을 포함하는 에어로졸 생성 기재를 일반적으로 150℃ 내지 350℃ 범위의 온도까지 가열함으로써 에어로졸 또는 증기를 생성한다. 에어로졸 생성 기재를 연소하거나 또는 태우지 않고 가열하면, 사용자가 원하는 성분을 포함하지만 연소하고 태울 때 발생하는 독성 및 발암성 부산물을 포함하지 않는 에어로졸을 방출한다. 또한, 담배 또는 다른 에어로졸화 가능한 물질을 가열함으로써 생성되는 에어로졸은 일반적으로 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는, 태움 및 연소로부터 발생되는 탄맛 또는 쓴맛을 포함하지 않고, 따라서 이러한 기재는 좀 더 사용자의 구미에 맞는 연기 및/또는 증기를 생성하기 위해 이러한 물질에 일반적으로 첨가되는 설탕 및 다른 첨가제를 필요로 하지 않는다.
이러한 디바이스에서, 가열 속도 및 효율을 개선하는 것이 바람직하다. 따라서 가열 속도 및 가열 효율 중 하나 이상을 개선할 수 있거나 또는 가열 속도 또는 가열 효율을 개선시키도록 제어될 수 있는 가열기를 위한 대안적인 구성을 제공하는 것이 바람직하다.
본 출원인의 이전 출원인 EP20176125.1에서, 상기 문제는 열이 전도성 트랙으로부터 전기 절연층을 통해, 이어서 열 전도층(예컨대, 스테인리스 강의 층)을 통해 전도되어 가열층의 반대측의 가열 표면에 열을 공급하는 층상 가열 구조체에 의해 처리되었다. 이 배치에 의해, 전도성 트랙이 가열 표면으로부터 보호되고, 가열 표면이 쉽게 세척될 수 있다. 그러나, 가열 속도 및 효율이 여전히 더 개선될 수 있다.
제1 양상에 따르면, 본 개시내용은 고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 가열하기 위한 가열기를 제공하고, 가열기는, 기저부; 및 기저부의 지지면에 부착된 가열 요소를 포함하되, 가열 요소는 에어로졸 생성 기재를 변형시키고 가열하도록 구성된 몰딩 표면을 포함한다.
이 구성에 의해, 가열 요소는 에어로졸 생성 기재의 중심에 더 가까이 도달하고 따라서 에어로졸 생성 기재 전반에 걸쳐 열을 더 효율적으로 전달할 수 있다.
임의로, 가열 요소는 지지면을 따라 연장되고 지지면으로부터 돌출되는 두꺼운 전도성 트랙을 포함한다. 이 구성에 의해, 열 생성 부위가 에어로졸 생성 기재에 가능한 한 가까이 놓여, 가열 효율을 더 개선시킨다.
임의로, 가열기는 기저부로부터 돌출되는 기재를 포함하여 기재 상에 몰딩 형상 또는 블레이드 형상, 및 전도성 트랙을 형성한다. 이 구성에 의해, 몰딩 표면은 가열 요소의 두께를 증가시키는 일 없이 제공될 수 있다.
임의로, 기재는 기저부의 연장부이다.
임의로, 전도성 트랙은 구불구불한 형태(serpentine configuration)를 갖는다. 이 구성은 지지면의 주어진 영역에서 전도성 트랙의 저항을 증가시킨다.
임의로, 가열 요소는 지지면으로부터 적어도 0.5 ㎜의 돌출 거리만큼 돌출된다.
임의로, 기저부는 다공성 세라믹 물질을 포함하고, 지지면의 적어도 일부가 노출되어 에어로졸 생성 기재로부터 생성된 증기 또는 에어로졸을 수용한다. 이 구성은 에어로졸 생성 기재와 인접한, 증기/에어로졸 형성을 위한 추가의 용적을 제공한다.
제2 양상에 따르면, 본 개시내용은 고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 수용하도록 구성된 기재 저장 챔버를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스를 제공하고, 기재 저장 챔버는 지지면이 기재 저장 챔버로 향하는 가열 챔버의 표면에 배치된 제1 양상에 따른 가열기를 포함한다.
임의로, 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 디바이스를 통해 공기를 인출하기 위한 기류 채널을 더 포함하되, 가열기는 기재 저장 챔버와 기류 채널 사이에 배치된다. 이 구성이 기재와 기류 채널 사이에 물리적 장애물을 제공하여, 기재가 기류 채널에 진입하지 않는 것을 보장하고 기류 채널의 유지보수를 간소화한다.
임의로, 가열 요소는 실질적으로 기재 저장 챔버의 표면 전체에 걸쳐 연장된다.
임의로, 에어로졸 생성 디바이스는 가열기에 대해 소모품을 압축시키도록 구성된 압축 요소를 더 포함한다. 기재를 압축시키는 것은 가열 효율 및 증기/에어로졸 생성을 개선시킨다.
제3 양상에 따르면, 본 개시내용은 제1 양상에 따른 가열기 및 소모품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템을 제공하고, 여기서 가열 요소는 세라믹 기저부의 표면으로부터 소모품의 두께의 적어도 5%만큼 돌출된다.
도 1은 가열기의 개략적인 사시도이다;
도 2a는 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 2b는 사용 중 열을 에어로졸 생성 기재로 전달하기 위해 배치되는 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 3은 대안적인 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 2a 또는 도 3의 가열기를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스의 예의 개략적인 단면이다;
도 5는 에어로졸 생성 디바이스의 구체적인 예의 개략도이다;
도 6은 에어로졸 생성 디바이스의 제2의 구체적인 예의 개략도이다;
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 도 2a 또는 도 3의 가열기를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스의 대안적인 예의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 2b는 사용 중 열을 에어로졸 생성 기재로 전달하기 위해 배치되는 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 3은 대안적인 가열기의 개략적인 단면도이다;
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 2a 또는 도 3의 가열기를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스의 예의 개략적인 단면이다;
도 5는 에어로졸 생성 디바이스의 구체적인 예의 개략도이다;
도 6은 에어로졸 생성 디바이스의 제2의 구체적인 예의 개략도이다;
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 도 2a 또는 도 3의 가열기를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스의 대안적인 예의 개략적인 단면도이다.
도 1은 가열기(1)의 개략적인 사시도이다.
가열기는 기저부(11), 및 기저부(11)의 지지면에 부착된 가열 요소(12)를 포함한다. 구체적으로, 이 예에서, 가열 요소(12)는 제1 전기 전도성 트랙이다.
제1 전기 전도성 트랙(12)은 전류가 트랙을 따라 지나갈 때 저항성 가열에 의해 열을 생성하도록 작동 가능하다. 제1 전기 전도성 트랙(12)은 예를 들어, 구불구불한 형태를 가져서 트랙의 길이 및 저항을 증가시킬 수 있다. 제1 전기 전도성 트랙(12)의 각각의 단부(121)에, 전력원을 제1 전기 전도성 트랙(12)에 부착시키기 위한 전기 연결기가 있다. 이 실시형태에서, 전기 연결기는 땜납 패드이지만, 임의의 다른 유형의 전기 연결기가 사용될 수 있다.
가열기(1)는 또한 임의로 기저부(11)의 지지면에 부착된 제2 전기 전도성 트랙(13)을 포함한다. 제2 전기 전도성 트랙(13)은 제2 전기 전도성 트랙(13)의 저항-온도 특성에 기초하여 온도를 감지하도록 사용된다. 즉, 제2 트랙(13)의 저항값을 측정하고 저항-온도 특성을 사용하여 저항값을 온도값으로 변환시킴으로써, 온도는 제2 전기 전도성 트랙(13)에 의해 간접적으로 감지된다. 저항-온도 특성은 특히 제2 전기 전도성 트랙(13)에 대해 측정될 수 있거나, 또는 제2 전기 전도성 트랙(13)의 물질 및 치수에 기초하여 계산될 수 있다. 제2 전기 전도성 트랙(13)의 각각의 단부(131)에, 전력원을 제2 전기 전도성 트랙(13)에 부착시키기 위한 전기 연결기가 있다. 이 실시형태에서, 전기 연결기는 땜납 패드이지만, 임의의 다른 유형의 전기 연결기가 사용될 수 있다.
가열 요소(12) 및 제2 전기 전도성 트랙(13)은 각각 전기 전도성 물질, 예컨대, 구리 또는 흑연으로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 가열 요소(12)(그리고 임의로 또한 제2 전기 전도성 트랙(13))는 가열될 때 산화되지 않을, 비활성 물질, 예컨대, 금 또는 백금으로 형성된다.
제2 전기 전도성 트랙(13)은 주어진 온도(예를 들어, 상온, 20℃)에서 가열 요소(12)보다 더 높은 전기 저항을 갖도록 구성된다. 더 높은 저항이 온도 변동에 대한 제2 트랙(13)의 민감도를 증가시키는 반면, 가열 요소(12)의 더 낮은 저항은 가열 요소(12)의 전류 인출 및 가열 속도를 증가시킨다. 저항의 차는 상이한 물질을 사용함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 가열 요소(12)가 구리를 포함할 수 있는 한편 제2 전기 전도성 트랙(13)은 백금, 스테인리스 강 또는 전기 전도성 세라믹을 포함한다. 백금은 특히 이의 저항이 매우 선형적인 방식으로 온도에 따라 변경된다는 이점을 갖는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 저항의 차는 트랙에 대해 상이한 치수를 제공함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 전기 전도성 트랙(13)은 제1 전기 전도성 트랙(12)보다 더 길고 더 좁다.
일부 실시형태에서, 가열 및 온도 감지라는 별개의 기능을 위해 전문화되는 2개의 전기 전도성 트랙을 갖는 대신에, 단일의 전기 전도성 트랙이 두 가지 기능을 다 수행할 수 있다. 즉, 제2 전기 전도성 트랙(13)이 생략될 수 있고, 제1 전기 전도성 트랙(12)의 저항을 측정함으로써 그리고 제1 전기 전도성 트랙(12)의 저항-온도 특성을 사용함으로써 온도가 감지될 수 있다. 게다가, 도 1의 구조체의 일부를 구성하지 않는, 별개의 온도 센서가 사용될 수 있다.
부가적으로, 일부 실시형태에서, 2개 이상의 가열 요소(예를 들어, 전기 전도성 트랙)이 열을 생성하도록 독립적으로 구성될 수 있어서, 전력 공급부를 수용하는 가열 요소의 수를 변경함으로써 가변적인 총 가열 속도를 가능하게 한다.
도 2a는 도 1에 표시된 파선(X)을 따른 가열기(1)의 개략적인 단면도이다. 도 2b는 사용 중 열을 에어로졸 생성 기재(2)로 전달하도록 배치된 가열기(1)의 개략적인 단면도이다.
가열 요소(12)는 도 2b에 도시된 바와 같이 사용 중 열을 방출하여, 열을 에어로졸 생성 기재(2)로 전달하도록 작동 가능하다.
에어로졸 생성 기재(2)가 가열됨에 따라 증기가 형성되고, 이는 그 후 냉각되어 에어로졸을 형성한다.
기저부(11)가 바람직하게는 다공성 물질, 예컨대, 다공성 세라믹을 포함하고, 가열 요소(12)가 위치되는 지지면의 적어도 일부가 노출되어 증기 또는 에어로졸을 수용한다. 다공성 세라믹은 구멍들을 포함하고, 이 구멍들을 통해 증기 또는 에어로졸이 이동할 수 있고 따라서 다공성 기저부가 에어로졸 생성 기재(2)로부터 생성된 증기 또는 에어로졸을 수용할 수 있으며, 증기가 형성되고 냉각되어 에어로졸 입자가 되기 위한 추가의 공간을 제공한다. 부가적으로, 다공성 세라믹은 증기 또는 에어로졸을 에어로졸 생성 기재(2)로부터 멀리 그리고 예를 들어, 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있는 부위를 향하여 수송할 수 있다. 반면에, 세라믹 물질을 사용하는 것은 높은 열 허용오차의 이점을 갖고, 이는 다공성 세라믹이 가열 요소(12) 근처에서 손상되는 일 없이 증기/에어로졸 생성을 도울 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 다공성 세라믹은 EP 3526972 A1에 설명된 액체 전도 몸체와 유사할 수 있다.
대안적으로, 일부 실시형태에서, 기저부(11)는 다공성일 필요가 없고, 대신에 스테인리스 강, 예컨대, 강 등급 1.4404(316L) 또는 1.4301(304)을 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 전기 절연체가 가열 요소(12)와 기저부(11) 사이에 위치될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 가열 요소(12)는 도 1에 도시된 바와 같이 지지면을 따라 연장되는 것에 더하여, 기저부(11)의 지지면으로부터 돌출되는 두꺼운 전도성 트랙을 포함할 수 있다. 이러한 종류의 두꺼운 전도성 트랙은 고체 에어로졸 생성 기재를 변형시키고, 따라서 기재의 중심에 더 가까이 도달하고 열을 기재로 더 효율적으로 전달할 몰딩 표면을 형성한다. 저항성 트랙의 저항을 낮추는 것을 방지하기 위해, 두꺼운 전도성 트랙은 지지면으로부터의 얇은 블레이드 돌출부로서 구성될 수 있다.
도 2a에 더 도시된 바와 같이, 보호층(14)이 제공되어 가열 요소(12) 및 제2 전기 전도성 트랙(13)을 덮는다. 보호층(14)은 사용 중 뜨거워질 때 가열 요소(12) 및 제2 전기 전도성 트랙(13)이 산화되는 것을 방지하도록 구성된다. 게다가, 보호층(14)을 위한 물질은 단락의 위험 없이 제1 및 제2 전기 전도성 트랙(12, 13)의 구불구불한 경로의 더 빽빽한 패킹을 가능하게 하기 위해 전기 절연체이도록 선택될 수 있다. 보호층(14)은 예를 들어, 실리카, 폴리이미드, 알루미나, 또는 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다. 보호층(14)은 예를 들어, 1 내지 2 ㎚의 두께를 가질 수 있다.
그러나, 보호층(14)은 바람직하게는 가열 요소(12)와 에어로졸 생성 기재(2) 간의 열 접촉을 최대화하기 위해 생략된다. 이것은 가열 요소(12)가 뜨꺼워질 때 산화되지 않을 비활성 물질로 형성된다면 달성될 수 있다.
제2 전기 전도성 트랙(13)에 의해 감지되는 온도와 가열 요소(12)에서 열 생성에 의해 유발되는 온도 간의 유사성을 개선시키기 위해, 제2 전기 전도성 트랙은 바람직하게는 가열 요소(12) 근처에 배치된다.
제2 전기 전도성 트랙(13)에 의해 감지되는 온도와 제1 전기 전도성 트랙(12)에서 열 생성에 의해 유발되는 온도 간의 유사성은 제2 전기 전도성 트랙(13)을 둘러싸도록 제1 전기 전도성 트랙(12)을 배치하는 것이다. 다시 도 1을 참조하면, 제1 전기 전도성 트랙(12)은 가열기 조립체(1)의 측면에 배치되는, 이의 단부(121)에서의 2개의 전기 접점 사이에 개루프를 형성한다. 제2 전기 전도성 트랙(13)은 접점(121)이 위치되는 층상 가열기 조립체의 측면과 제1 전기 전도성 트랙(12) 사이에 국한되고, 이는 제2 전기 전도성 트랙(13)이 제1 전기 전도성 트랙(12)에 의해 실질적으로 둘러싸인다는 것을 의미한다.
유리하게는, 제2 전기 전도성 트랙(13)은 이의 2개의 단부(131) 사이에 개루프를 유사하게 형성할 수 있고, 트랙 둘 다에 대한 전기 접점은 가열기의 단일 측면을 따라 배치될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 가열기(1)는 에어로졸 생성 기재(2)가 가열 요소(12) 상에 그리고 가열기(1)의 기저부(11)의 지지면 상에 놓이는 사용 사례에 맞추어져 있다.
에어로졸 생성 기재(2)는 예를 들어, 니코틴 또는 담배 및 에어로졸 형성제를 포함할 수 있는 고체 기재이다. 여기서 용어 "고체"는 부드러운 물질 및 느슨한 물질을 포함하고, 주로 액체 에어로졸 생성 기재(2)와 구별하기 위해 사용된다. 담배는 조각 담배, 과립 담배, 담배 잎 및/또는 재생 담배와 같은 다양한 물질의 형태를 취할 수 있다. 적합한 에어로졸 형성제는, 폴리올, 예컨대, 소르비톨, 글리세롤, 및 프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜과 같은 글리콜; 비-폴리올, 에컨대, 1가 알코올, 산, 예컨대, 젖산, 글리세롤 유도체, 에스테르, 예컨대, 트리아세틴, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸 시트레이트, 글리세린 또는 식물성 글리세린을 포함한다. 일부 실시형태에서, 에어로졸 생성제는 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 또는 글리세롤과 프로필렌 글리콜의 혼합물일 수 있다. 기재는 또한 겔화제, 결합제, 안정화제, 및 습윤제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
가열 요소(11)의 두꺼운 전도성 트랙은 지지면으로부터 소모품의 두께(D)의 적어도 5%의 돌출 거리만큼 돌출될 수 있다. 절대적인 관점에서, 돌출 거리는 바람직하게는 적어도 약 0.5 ㎜, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.75 ㎜이다.
도 3은 도 1에 표시된 파선(X)을 따른 대안적인 가열기(1)의 개략적인 단면도이다.
도 3의 대안적인 가열기(1)에서, 가열기(1)는 부가적으로 기저부(11)로부터 돌출되는 연장부(15)를 포함하여 에어로졸 생성 기재(2)를 변형시키도록 구성되는 하나 이상의 몰딩 형상 또는 블레이드 형상을 형성한다.
도 3의 대안적인 가열기(1)에서, 가열 요소(12)는 두꺼울 필요가 없고, 가열 요소(12)의 몰딩 표면은 연장부(15)의 상단부에 놓인 평면형의 가열 요소(12)를 단순히 포함할 수 있다. 예를 들어, 연장부(15)는 기저부(11)로부터 적어도 약 0.5 ㎜의 돌출 거리만큼 돌출되고, 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.75 ㎜만큼 돌출될 수 있다. 반면에, 가열 요소(12)는 약 100 ㎚ 내지 1 ㎛만큼 얇은 두께를 가진 얇은 전기 전도성 트랙일 수 있다. 하나의 특정한 예에서, 제1 전기 전도성 트랙(12)은 500 ㎚의 두께를 갖고 제2 전기 전도성 트랙(13)은 300 ㎚의 두께를 갖는다.
바람직하게는, 연장부(15)는 기저부(11)의 일체형 부분이다. 따라서 기저부(11)가 다공성인 경우에, 연장부(15)는 가열 요소(11)가 에어로졸 생성 기재(2)를 가열할 때 증기/에어로졸이 에어로졸 생성 기재(2)로부터 이동하기 위한 추가의 표면적을 제공한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는, 도 2a 또는 도 3을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 가열기 조립체(1)를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스(3)의 예의 개략적인 단면도이고, 라인(x, y 및 z)은 단면의 상대적인 평면을 나타낸다.
에어로졸 생성 디바이스(3)는 제1 하우징 요소(31) 및 제2 하우징 요소(32)를 포함한다. 에어로졸 생성 디바이스(3)가 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치에 있을 때, 제1 하우징 요소(31)와 제2 하우징 요소(32)는, 에어로졸 생성 기재의 부분(2)이 둘러싸이고, 에어로졸이 에어로졸 생성 기재의 부분(2)으로부터 생성되는, 기재 저장 챔버(33)를 함께 획정한다.
제1 하우징 요소(31)는 에어로졸 생성 기재의 부분(2)을 수용하기 위한 오목부(33)(수용 수단)를 포함하고, 제2 하우징 요소(32)는 오목부의 평평한 하단 표면(331)과 대향하도록 배치된 뚜껑 표면(332)을 포함한다. 오목부(33)는 실질적으로 도 4a의 평면에서의 길이(L) 및 폭(W), 그리고 깊이(d)를 가진 직육면체일 수 있다. 에어로졸 생성 기재의 부분(2)이 이에 대응하여 길이(L) 및 폭(W)을 가질 수 있지만, 깊이(D)를 가질 수 있다.
부가적으로, 에어로졸 생성 디바이스(3)가 폐쇄 위치에 있을 때, 뚜껑 표면(332)은 오목부(33)의 하단 표면(331)과 대향하도록 배치되고, 부분(2)의 깊이(D)가 오목부(33)의 깊이(d)보다 더 큰 경우에, 부분(2)은 오목부(33)의 하단 표면(331)을 향하여 뚜껑 표면(332)에 의해 압축된다. 이 실시형태에서, 뚜껑 표면(332)은 단순히 제2 하우징 구성요소(32)의 주위의 평평한 표면의 연장부이고, 폐쇄 위치에서 오목부(33)의 하단 표면과 대향하도록 배치되는 평평한 표면의 부분이다.
가열기 조립체(1)는 에어로졸 생성 기재를 가열하고 에어로졸을 생성하기 위해, 열을 표면(331)에서 기재 저장 챔버(33)에 공급하도록 배치된다. 즉, 기저부(11)의 지지면이 표면(331)에 대응하도록 배치되어, 기재 저장 챔버(33)로 향한다. 바람직하게는, 가열 요소(12)가 실질적으로 표면(331) 전체에 걸쳐 연장되어, 열을 에어로졸 생성 기재(2)로 전달하기 위한 표면적을 증가시킨다.
표면(331 및 332) 간의 압축은, 본 발명의 가열기(1)와 결합하여, 압축이 가열기(1)의 몰딩 표면으로 하여금 가열 요소(11)의 몰딩 표면에 따라 에어로졸 생성 기재의 부분(2)을 변형시키게 하는 것을 의미한다. 압력으로 인해 가열 요소(1)가 부분(2)을 변형시키므로, 가열 요소(11)는 에어로졸 생성 기재(2)의 더 큰 표면적에 맞춰진다. 부가적으로, 몰딩 표면에 따른 에어로졸 생성 기재의 특정한 부분의 압축은 에어로졸 생성 기재를 가열하는 효율을 개선시킨다.
그러나, 에어로졸 생성 기재를 압축시키는 것은 또한 증기/에어로졸이 형성될 수 있는 에어로졸 생성 기재 내 여분 용적을 감소시킨다. 다공성 기저부(11)는 증기/에어로졸이 형성될 수 있는 추가의 다공성 용적을 제공함으로써 이것을 보상할 수 있다.
에어로졸 생성 기재의 부분(2)은 임의로 또한 발열 반응을 위한 성분의 캡슐과 같은 압력-작동식 열 생성 요소를 포함할 수 있다.
디바이스(3)는 또한 기재 저장 챔버(33)로부터 생성된 에어로졸을 추출하기 위해 제공되는, 기재 저장 챔버(33)를 통한 기류 채널(35)을 포함한다. 도 4a 내지 도 4c의 실시형태에서, 기류 채널(35)은 디바이스(3)의 외부와 기재 저장 챔버(33)의 하나의 단부 사이에 연결된 유입부(351), 및 디바이스(3)의 외부와 기재 저장 챔버(33)의 또 다른 단부 사이에 연결된 유출부(352)를 포함한다. 유출부(352) 주위의 디바이스(3)의 외부가 마우스피스로서 구성되어 사용자가 디바이스(3)를 통해 공기 및 에어로졸을 흡입할 수 있다. 대안적으로, 공기는, 예를 들어, 팬을 사용하여, 기류 채널(35)을 통해 인공적으로 펌핑될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시형태에서, 제1 및 제2 하우징 부재(31 및 32)는, 유입부(351)와 유출부(352) 사이의 길이 방향과 대략 정렬되는 피벗 라인을 따라, 이 경우에 힌지(hinge)인, 하나 이상의 패스너(36)에 의해 연결된다. 힌지(36)를 중심으로 회전함으로써, 제1 및 제2 하우징 요소(31, 32)는 개방 위치(도 4a에 도시됨)와 폐쇄 위치(도 4b 및 도 4c에 도시됨) 간에 이동된다. 개방 위치에서, 오목부(331)가 노출되고, 에어로졸 생성 기재의 부분(2)이 추가되거나 또는 제거될 수 있고, 디바이스(3)(그리고 특히 가열기 조립체(1))가 세척될 수 있다. 폐쇄 위치에서, 기재 저장 챔버가 완성되고 에어로졸이 생성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 및 제2 하우징 부재(31 및 32)는 개방 위치에서 완전히 분리될 수 있고, 예를 들어, 하나 이상의 해제 가능한 패스너, 예컨대, 자석 또는 스냅-핏 연결기에 의해 폐쇄 위치에서 함께 연결될 수 있다.
도 5는 도 4에 예시된 더 일반적인 디바이스에 대응하는, 개방 위치의 에어로졸 생성 디바이스(3)의 제1의 특정한 예의 사시도이다.
이 예에서, 제1 및 제2 하우징 요소(31, 32)의 각각은 내부 부분(311, 321) 및 외부 부분(314, 322)을 포함한다. 외부 부분(314, 322)은 소형으로 구성되는 외부 케이싱을 제공한다. 예를 들어, 외부 부분(314, 322)은 더 약한 내부 부분(311, 321)을 지지하는 단단한 금속 케이싱을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 외부 부분(314, 322)이 내부 부분보다 더 낮은 열 전도도를 가져서, 예를 들어, 디바이스의 외부면 상에 탄성중합체 그립을 제공함으로써, 사용자의 손을 보호할 수 있다.
부가적으로, 제1의 특정한 예에서, 기류 채널(35)은 제2 하우징 구성요소(32)의 외부 부분(322)의 하나의 단부에서 복수의 별개의 유입부(3511)(이 경우에 2개)를 포함하여, 유입부(351)를 제공한다. 이어서 공기가 평행하게 연장되는 2개의 채널로 흐르고, 채널은 유입부와 유출부 사이에 연결된 제2 하우징 구성요소(32)의 내부 부분(321)의 표면 상의 홈으로서 형성된다. 에어로졸 생성 기재의 부분(2)의 개선된 기류의 구역과 인접한 개선된 에어로졸 생성의 구역을 제공하는 효과로, 홈이 압축면(332)의 부분에 의해 둘러싸이고 분리된다.
홈은 유입부와 유출부 사이에 가변 폭의 채널을 제공하고, 유입부가 작고 유출부가 비교적 크다. 공기가 폐쇄 위치의 디바이스(3)를 통해 인출될 때, 이 구성은 기류 채널(35)의 압력 구배를 생성하고 에어로졸 생성 기재의 부분(2)과 인접한 공기 압력을 감소시켜서, 에어로졸 생성을 더 증가시킨다.
부가적으로, 제1의 특정한 예에서, 가열기 조립체(도 5에 도시되지 않지만 오목부(331)의 평평한 하단 표면에서 도 4b 및 도 4c와 유사하게 구성됨)는 전기 와이어(16)에 의해 연결된 외부 전력원에 의해 구동된다. 디바이스(1)는 제1 하우징 요소(31)의 내부 부분(311)의 전기 와이어(16)를 위한 공간을 절단하거나 또는 몰딩함으로써, 그리고 이어서 전기 와이어(16)로부터 기류 채널(35)을 분리시키도록 아교 충전 부분(381)을 제공함으로써, 외부 전력원과 함께 사용하도록 제작될 수 있다. 대안적으로 부분(381)은 스냅-핏 또는 프레스-핏 컴포넌트와 같은, 제자리에 피팅되는 추가의 고체 컴포넌트일 수 있다. 일부 실시형태에서, 외부 전력원에 연결되는 전기 와이어(16)는 내부 전력원으로 교체될 수 있다. 내부 전력원에 의해, 에어로졸 생성 디바이스는 휴대용 소형 디바이스로서 제공될 수 있다.
게다가, 제1의 특정한 예에서, 디바이스(3)는 폐쇄 위치에서 디바이스(3)의 폐쇄를 개선하고 이에 의해 디바이스(3)가 우수한 에어로졸 생성과 함께 작동하기 더 쉽게 하기 위한 몇몇의 폐쇄 수단(391, 392 및 393)을 포함한다.
첫째로, 제1 및 제2 하우징 요소(31, 32)는 힌지(36)와 대향하는 하나 이상의 해제 가능한 패스너(예를 들어, 대향 자석(391)의 쌍)를 사용하여 폐쇄 위치에서 제자리에 유지된다. 해제 가능한 패스너를 제공하는 것은, 디바이스(3)가 에어로졸 생성 내내 수동으로 폐쇄 위치에 유지될 필요가 없어서, 디바이스를 사용하기 더 쉽게 한다는 것을 의미한다.
둘째로, 개방 위치와 폐쇄 위치 간에 디바이스(3)를 개방하고 폐쇄하기 위해 사용자의 손으로 수동으로 작동될 수 있는 탭 면(392)이 제공된다. 탭 면(392)을 제공하는 것은, 사용자가 디바이스(3)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키는 것을 어렵게 하는 일 없이 해제 가능한 패스너의 강도가 증가될 수 있다는 것을 의미한다.
셋째로, 폐쇄 위치에서, 유입부(들)와 유출부 사이의 기류 채널(35)의 밀봉을 개선시키는 개스킷(393)이 제공된다. 개스킷은, 예를 들어, 탄성중합체, 예컨대, 고무로 형성될 수 있다.
도 6은 개방 위치의 에어로졸 생성 디바이스의 제2의 특정한 예의 개략도이다.
제2의 특정한 예에서, 제1 및 제2 하우징 요소(31 및 32)는 유입부(351)와 유출부(352) 사이의 길이 방향과 수직인 피벗 라인에 의해 연결된다. 이 경우에, 유입부는 피벗 라인을 따른 제1 및 제2 하우징 요소(31, 32) 사이의 갭일 수 있다.
부가적으로, 개스킷(393)에 의해 제공되는 밀봉을 개선시키기 위해, 개스킷은 가열기 조립체(1) 및 오목부(33) 주위에서 연장되는 제1 하우징 요소(31)의 외부 오목부 벽(316)과 맞물리도록 배치된다.
게다가, 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 외부 전력원에 연결되는 전기 와이어(16)는 내부 전력원(382)으로 교체될 수 있다. 내부 전력원에 의해, 에어로졸 생성 디바이스(3)는 휴대용 소형 디바이스로서 제공될 수 있다. 도 7의 예에서, 내부 전력원(382)이 디바이스(3)의 연장된 유입부 부분(313)에 제공되지만, 내부 전력원의 다른 배치가 당업자에게 분명할 것이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는, 도 2a 또는 도 3을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 가열기(1)를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스(3)의 대안적인 예의 개략적인 단면도이고, 라인(x, y 및 z)은 단면의 상대적인 평면을 나타낸다.
대안적인 예는 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 위에서 설명된 예와 대체로 유사하고, 차이만이 여기서 설명된다.
대안적인 예에서, 가열기(1)는 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 기재 저장 챔버(33)와 기류 채널(35) 사이에 배치된다.
위에서 언급된 바와 같이, 가열기(1)의 기저부(11)는 일부 실시형태에서 다공성 물질, 예컨대, 다공성 세라믹을 포함한다. 이와 같이, 증기 및/또는 에어로졸은 기저부(11)의 다공성 구조체를 통해 기류 채널(35)로 이동할 수 있다.
기저부의 벌크 물질의 다공성 구조체에 대한 추가 또는 대안으로서, 기저부(11)는 증기 및/또는 에어로졸이 기재 저장 챔버(33)로부터 기류 채널(35)로 이동할 수 있게 하는 하나 이상의 특별히 구성된 관을 포함할 수 있다.
공기가 기류 채널(35)을 따라 인출될 때, 기저부(11)와 인접한 기류 채널(35)의 압력이 감소되어, 다공성 구조체 또는 관을 통해 기류 채널(35)로 증기 및/또는 에어로졸을 더 인출할 수 있다.
가열기(1)의 이러한 재배치를 수용하기 위해, 제1 하우징 요소(31) 및 제2 하우징 요소(32)는, 도 4a 내지 도 4c의 제1 예와 대조적으로, 기류 채널(35)을 포함하지 않는 평면에서 디바이스(3)를 분할하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 7a에 도시된 개방된 에어로졸 생성 디바이스(3)의 평면은 도 7b 및 도 7c에 예시된 라인(x 및 z)에 대응하고, 이 평면은 기류 채널(35)로부터 분리되고, 이는 기류 채널(35)이 지금 제1 하우징 요소(31) 내에서 완전히 둘러싸인다는 것을 의미한다.
도 7a 내지 도 7c의 예에 대한 대안으로서, 제1 하우징 요소(31) 및 제2 하우징 요소(32)가 가열기 조립체(1)와 기재 저장 챔버(33) 사이의 평면에서 분리되도록 구성될 수 있어서, 가열기 조립체(1)가 제1 하우징 요소(31)의 일부이고 기재 저장 챔버(33)의 내부 공간이 제2 하우징 요소(32의 오목부이다.
Claims (11)
- 고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 가열하기 위한 가열기로서,
기저부; 및
상기 기저부의 지지면에 부착된 가열 요소
를 포함하되,
상기 가열 요소는 상기 에어로졸 생성 기재를 변형시키고 가열하도록 구성된 몰딩 표면을 포함하고,
상기 가열 요소는 상기 지지면을 따라 연장되고 상기 지지면으로부터 돌출되는 두꺼운 전도성 트랙을 포함하는, 가열기. - 제1항에 있어서, 상기 가열기는 상기 기저부로부터 돌출되는 연장부를 포함하여 상기 연장부 상에 몰딩 형상 또는 블레이드 형상, 및 전도성 트랙을 형성하는, 가열기.
- 제2항에 있어서, 상기 연장부는 상기 기저부와 일체형인, 가열기.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 트랙은 구불구불한 형태(serpentine configuration)를 갖는, 가열기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 지지면으로부터 적어도 0.5 ㎜의 돌출 거리만큼 돌출되는, 가열기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기저부는 다공성 세라믹 물질을 포함하고, 상기 지지면의 적어도 일부는 상기 에어로졸 생성 기재로부터 생성된 증기 또는 에어로졸을 수용하도록 노출되어 있는, 가열기.
- 고체 에어로졸 생성 기재를 포함하는 소모품을 수용하도록 구성된 기재 저장 챔버를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스로서, 상기 기재 저장 챔버는 지지면이 상기 기재 저장 챔버로 향하는 가열 챔버의 표면에 배치된 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 가열기를 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스.
- 제7항에 있어서, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 통해 공기를 인출하기 위한 기류 채널을 더 포함하되, 상기 가열기는 상기 기재 저장 챔버와 상기 기류 채널 사이에 배치되는, 에어로졸 생성 디바이스.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 가열 요소는 실질적으로 상기 기재 저장 챔버의 표면 전체에 걸쳐 연장되는, 에어로졸 생성 디바이스.
- 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열기에 대해 상기 소모품을 압축시키도록 구성된 압축 요소를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 가열기 및 소모품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템으로서, 상기 가열 요소는 상기 세라믹 기저부의 표면으로부터 상기 소모품의 두께의 적어도 5%만큼 돌출되는, 에어로졸 생성 시스템.
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